Материал: Гончарук учебник

РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

биокоагуляцией. Благодаря биокоагуляции происходит адсорбция хлопьями активного ила взвешенных тонкодисперсных частиц и коллоидов и частичное окисление адсорбированных веществ. Эффективность осветления сточной во­ ды в первичных отстойниках при таких условиях отстаивания возрастает до 65—75%. Благодаря биокоагуляции в сточной воде снижается на 25—35% БПК и содержание тяжелых металлов.

Тонкослойные отстойники имеют водоразделительную, отстойную, во­ досборную и иловую зоны. Зона отстаивания разделена полками или трубами. Отстаивание сточной воды происходит между полками высотой до 15 см. Вы­ сота тонкослойного пространства составляет 1—2 м. Скорость движения пото­ ка в полочных элементах равна 5—10 мм/с, а в трубчатых — до 20 мм/с. Изго­ тавливают тонкослойные блоки из пластмассы, стали или алюминия. Они име­ ют угол наклона 45—60°. В тонкослойных отстойниках разных конструкций возможны следующие схемы движения сточной воды и осадка: 1) перекрест­ ная, когда осадок движется перпендикулярно направлению потока сточной во­ ды; 2) противопоточная, когда осадок удаляется в направлении, противополо­ жном движению потока; 3) прямоточная, когда направление удаления осадка и движения потока сточной воды совпадают.

Самые эффективные тонкослойные отстойники с противопоточной схе­ мой движения фаз — воды и осадка. Осадок "сползает" к иловому приямку, откуда он периодически удаляется. Вещества, которые всплывают, собирают­ ся в пазухи между секциями и удаляются лотком.

Тонкослойные отстойники применяют для осветления сточных вод, соде­ ржащих взвешеные вещества однородного состава в относительно незначите­ льных концентрациях. Иногда их используют для второй ступени механичес­ кой очистки сточных вод.

Двухъярусные (эмшеровские) отстойники (колодцы Имгофа) — отстой­ ники со сбраживанием осадка. Их применяют для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод при мощности канализацион­ ных станций до 10 000 м3/сут. Это цилиндрической формы сооружение с кони­ ческим дном. В верхней части сооружения (рис. 40) расположены осадочные желоба со щелью в нижней части по всей длине. Желоба фактически исполня­ ют функцию горизонтального отстойника. По ним движется сточная вода и происходит осаждение взвешенных веществ, которые через щель попадают в нижнюю часть отстойника — иловую (гнилостную или септическую) камеру. Сточная вода попадает в осадочный желоб и отводится из него, как в горизон­ тальном отстойнике, при помощи водосливных лотков и полупогружных до­ сок. Глубина желоба должна составлять 1,2—2,5 м. При большей глубине не­ возможно достичь равномерного распределения сточной воды по всему сече­ нию желоба. Наклон стенок нижней (конической) части осадочного желоба должен составлять 50—60° к горизонту. Количество желобов зависит от раз­ меров отстойника. В небольших отстойниках (диаметром до 5 м) устраивают один желоб, а в отстойниках больших размеров — два, но с таким расчетом, чтобы площадь свободного (не занятого желобами) пространства в отстойнике составляла не менее 20% общей площади отстойника в плане.

256

Рис. 40. Схема двухъярусного отстойника (эмшеровского):

А — разрез; Б — план; 1 — поступление сточной воды с подводного лотка; 2 — подводной лоток; 3 — осадочный желоб; 4 — полупогружная или плавающая перегородка; 5 — задвижка для сточных вод; 6 — труба для отведения осадка (ила); 7 — задвижка для осадка; 8 — выгрузка осадка; 9 — лоток для отведения сточной воды

Скорость движения сточной воды в желобе должна составлять не более 7 мм/с (оптимально А—5 мм/с). Щель в желобе устроена так, что нижние его границы перекрывают одна другую на 0,15 м. Между щелью и поверхностью осадка сохраняется 0,5 м нейтрального слоя. Это дает возможность предупре­ дить загрязнение осветленной в желобе воды продуктами гниения, выделяе­ мыми во время сбраживания осадка. Газы, образуемые во время сбраживания осадка, выделяются в атмосферный воздух через свободное (не занятое жело­ бами) пространство в отстойнике. Поднимающиеся с пузырьками воздуха час­ тицы ила образуют нестойкую корку.

Преимущество двухъярусного отстойника в том, что сбраживание в нем осадка происходит без выделения газов, которые неприятно пахнут, с обра­ зованием более благоприятных продуктов. Осадок, выпавший в иловую ка­ меру, сначала сбраживается под влиянием анаэробных бактерий, расщеп­ ляющих сложные органические вещества (углеводы, жиры, белки) до кислот жирного ряда. Затем на последующей стадии процесса сбраживания реакция среды меняется в сторону щелочной (pH 7—8), и уже другие бактерии раз­ рушают органические вещества до конечных, более простых продуктов: ме­ тана, углекислоты и частично сероводорода. Температура в отстойнике под­ держивается природным путем в пределах 10—15 °С, поэтому перегнивание осадка в иловой камере отстойника длится долго, до полугода (60—180 сут). Для такого длительного пребывания осадка в иловой камере последняя долж­ на быть сконструирована большего размера. Продолжительность пребыва­ ния осадка в иловой камере, а следовательно, и ее объем, должны зависить от средней зимней температуры сточных вод, то есть от климатического пояса (табл. 18).

257

РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Т А Б Л И Ц А 18

Объем септической (иловой) камеры в двухъярусных отстойниках

При правильной эксплуатации двухъярусного отстойника распад органи­ ческих веществ в осадке сточных вод происходит по типу щелочного метано­ вого брожения. Для этого сначала в иловой камере отстойника накапливается ил. Затем ему дают возможность перейти в стадию щелочного брожения, при­ чем иловая вода над осадком также должна иметь такую же реакцию. В пуско­ вой период в отстойник можно также вносить созревший ил с уже работающих отстойников, благодаря чему иловое пространство заражается надлежащей микрофлорой. Подготовленный таким образом отстойник переводят в рабочий режим. Незначительное, по сравнению с массой осадка в иловой камере, коли­ чество свежего осадка, попадающее ежедневно через щель желобов в среду с постоянной щелочной реакцией, подвергается влиянию микрофлоры, осуще­ ствляющей метановое брожение.

Перегнивший осадок удаляется из иловой камеры по трубе диаметром 200 мм благодаря гидростатическому давлению столба жидкости 1,5—1,8 м. Работа отстойника при этом не нарушается. Чтобы предотвратить кислое бро­ жение с его отрицательными свойствами и не нарушить метановое брожение, осадок из отстойника удаляют не сразу, а незначительными порциями через каждые 10 сут.

Сброженный осадок, удаляемый из двухъярусного отстойника, не облада­ ет неприятным запахом, имеет темный цвет из-за связывания сероводорода же­ лезом (FeS), легко отдает воду и быстро подсыхает.

Иногда на двухъярусном отстойнике устанавливают оборудование для сбо­ ра метана и используют газ в качестве топлива.

Осветлитель-перегниватель — разновидность двухъярусных отстойни­ ков. Это комбинированные сооружения, предназначенные для осветления бы­ товых и производственных сточных вод и сбраживания осадка, выпавшего из сточных вод, в специально выделенном объеме — перегнивателе. В состав со­ оружения входит осветлитель с природной аэрацией, концентрично располо­ женный вокруг перегнивателя.

Сточная вода (рис. 41) при помощи лотка 1 попадает в центральную тру­ бу 6, в конце которой установлен отражательный щит. Давление воды (0,6 м) образуется за счет разницы между отметками уровня воды на входе в трубу и осветлителе. Оно обеспечивает скорость продвижения сточной воды по трубе 0,5—0,7 м/с, которая необходима для засасывания воздуха из атмосферы. За­ тем водовоздушная смесь из центральной трубы 6 движется в камеру флокуляции Р. Там она находится в течение 20 мин, потом направляется в отстойную

258

Рис. 41. Осветлитель-перегниватель:

А — план; Б — разрез; / — лоток для подачи сточной воды; 2 — центральная труба; 3 — отражатель­ ный щит; 4 — камера флокуляции; 5 — отстойная зона; 6 — периферический лоток; 7 — труба для отведения сточной воды; 8 — труба для отведения осадка; 9 — перегниватель; 10 —отведение осадка; 11 — сборный карман; 12 — отведение всплывших на поверхность веществ; 13 — перекачивание осадка в камеру перегнивателя

камеру 7, проходя образовавшийся взвешенный слой. Продолжительность пре­ бывания воды в отстойной камере — не менее 70 мин. Осветленная сточная вода собирается периферийным лотком и отводится на биологическую очистку.

Осадок, выпавший на дно осветлителя, при помощи трубы 10 направляет­ ся в приемный резервуар насосной станции, откуда при помощи насоса по на­ порному водоводу подается в верхнюю зону перегнивателя. Там этот осадок сбраживается. Примеси, всплывшие на поверхность осветлителя, также направ­ ляются в камеру перегнивателя. Для предотвращения образования корки в ило­ вой камере осадок периодически перемешивается. Осветлитель-перегниватель обеспечивает более высокий эффект осветления сточных вод, чем двухъярус­ ный отстойник, а сбраживание осадка в сооружении происходит интенсивнее.

Септики — отстойники со сбраживанием осадка. Их используют в кана­ лизационных системах с местными очистными сооружениями малой канали­ зации. Чаще всего в этих условиях для биологической очистки сточных вод при­ меняют различные сооружения подземной фильтрации (см. с. 307), поэтому указанные канализационные системы называют системами с подземной филь­ трацией сточных вод; с учетом основного очистного сооружения их разделяют на системы: с площадками подземной фильтрации; фильтрующими колод­ цами; фильтрующими траншеями и пр. В указанных канализационных систе­ мах с подземной фильтрацией сточных вод обязательно должен быть септик (рис. 42). Он предназначен для предварительной обработки сточных вод перед их поступлением в фильтрующий слой почвы. В септике преимущественно механически очищаются сточные воды, то есть удаляются из них в осадок не­ растворимые органические примеси и коллоидные частицы илового осад­ ка. Кроме того, в септике происходят полная дегельминтизация сточных вод, разрушение значительной части растворенных органических веществ, гибнет

259

Рис. 42. Двухкамерный септик в разрезе

патогенная микрофлора. Поэтому септик нужно рассматривать не только как сооружение для механической очистки сточных вод, но и такое, в котором про­ исходят сложные биохимические процессы.

Требования к устройству септиков изложены в СНиП 2.04.03-85. Сокра­ щенно они состоят в следующем: расстояние от поверхности земли до дна сеп­ тика не должно превышать 3,2 м, поскольку из этой максимальной глубины возможно всасывание осадка насосом ассенизационной машины, которую ис­ пользуют для чистки септика.

Септики могут быть одно-, двух- и трехкамерными. В двухкамерном сеп­ тике объем первой камеры должен составлять 0,75 от общего объема, вто­ рой — 0,25. В трехкамерных септиках объем первой камеры — 0,5, второй и третьей — по 0,25. Однокамерные септики устраивают при отведении от объек­ та канализации до 1 м3 сточных вод в сутки, двухкамерные — от 1 до 10 и трехкамерные — от 10 до 25 м3/сут. В септиках из железобетонных элементов — железобетонных колец — все камеры имеют одинаковый объем.

Для достижения надлежащего эффекта механической очистки сточные во­ ды должны передвигаться в септике очень медленно и находиться в сооруже­ нии в течение 2,5—3 сут. Именно поэтому размеры септика должны быть та­ кими, чтобы при поступлении на очистные сооружения до 5 м3 сточных вод в сутки полезная емкость его равнялась трехкратному притоку сточных вод; при поступлении свыше 5 м3/сут — 2,5-кратному притоку. Например, нужно

260