Материал: m31283_2

1.4.5. Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях

Для успешной биологической очистки сточных вод должны быть обеспечены следующие условия:

активная реакция сточных вод (pH) не ниже 6,5 и не выше 8,5;

температура воды не ниже 6 и не выше 30 ⁰С;

общая концентрация растворенных солей не более 10 г/л.

Для населенных пунктов, объемы сточных вод которых не превышают 1000 м³/сут., наиболее эффективна их очистка в аэротенках и биологических фильтрах различных модификаций; при определенных условиях сточные воды очищают в циркуляционных окислительных каналах и аэрируемых биологических прудах. Ниже рассмотрим очистку сточных вод при помощи аэротенков и биофильтров (рис. 47).

Рис. 47. Аэротенк с пневматической аэрацией:

1 - лоток с ручной решеткой; 2 - аэротенк; 3 - аэратор;

4 - иловый лоток; 5 - эрлифт; 6 - отстойник; 7 - лоток с

очищенной водой.

Аэротенки представляют собой прямоугольные резервуары, через которые протекает сточная жидкость, смешанная с активным илом. Активный ил состоит из хлопьев, на которых сконцентрировано большое количество аэробных микроорганизмов. Аэробные микроорганизмы в присутствии кислорода воздуха минерализуют органические загрязнения сточных вод с активным илом, что обеспечивает поддержание его во взвешенном состоянии и аэрацию на всем протяжении аэротенка.

Подача кислорода воздуха осуществляется воздуходувками, механическими средствами или комбинированным способом, пневматической или механической аэрацией.

Сточная вода поступает на станцию очистки самотеком или под напором, проходит приемную камеру, ручную решетку или решетку-дробилку и поступает в аэротенк продленной аэрации. В начало аэротенка подается также циркуляционный активный ил из отстойников. Иловая смесь аэрируется сжатым воздухом с помощью аэраторов – дырчатых труб, расположенных по днищу аэротенка, и поступает в отстойник. Осаждающийся в отстойнике активный ил возвращается с помощью эрлифтов в аэротенки, а отстоянная вода поступает в контактные резервуары, где дезинфицируется, затем направляется в водоем.

Общая схема биологической очистки сточных вод при помощи аэротенков показана на рис. 48.

Вторичный

отстойник

Иловые

площадки

Активный ил Активный хлор

Рис. 48. Общая схема биологической очистки сточных вод при помощи аэротенков

Биофильтры – сооружения для очистки осветленных сточных вод в искусственно созданных условиях. Сущность очистки сточных вод состоит в том, что сточную жидкость пропускают через биологические фильтры – искусственные окислители. Загрузочным материалом для них может служить кокс, щебень прочных горных пород, керамзит, котельный шлак, а также пластмассы, способные выдерживать температуру от 6 до 30 ⁰С без потери прочности. Все применяемые для загрузки материалы (за исключением пластмасс) должны выдерживать:

нагрузку не менее 0,1 МПа при средней плотности до 1000 кг/м³ в естественном состоянии;

не менее 5 пропиток насыщенным раствором сернокислого натрия;

не менее 10 циклов замораживания-оттаивания.

Крупность загруженного материала (от 70 до 20 мм) должна приниматься по СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения».

В процессе фильтрования под влиянием деятельности микроорганизмов, населяющих поверхность фильтрирующих материалов, происходит минерализация органических веществ, подобно процессам на полях орошения и фильтрации, причем процессы на биофильтрах протекают значительно интенсивнее. На рис. 49 представлена схема очистки вод на биофильтрах.

Рис. 49. Биологическая очистка сточных вод в искусственно созданных условиях (на биофильтрах):

1 – населенный пункт; 2 – решетка; 3 – насосная станция; 4 – горизонтальная песколовка; 5 – распределительный колодец; 6 – двухъярусный отстойник; 7 – иловые колодцы; 8 – трубопровод подачи ила; 9 – иловые площадки; 10 – лотки; 11 – биофильтр (двухсекционный); 12 – дозирующая камера; 13 – спринклерное распределение воды; 14 – отстойник вторичный вертикальный; 15 – хлораторная; 16 – ершовый смеситель; 17 – контактный отстойник; 18 – спуск очищенных стоков.

Сточные воды, пройдя решетку 2, песколовку 4 и отстойник 6, направляются на биофильтр 11. Сточная жидкость распределяется по поверхности биофильтра разбрызгивателями 13.

После биофильтров осветленная жидкость поступает во вторичный отстойник 14, назначением которого является удержание из сточной жидкости нерастворимых примесей в виде отработавшей биологической пленки и разрушенного материала загрузки. Далее сточная жидкость поступает для дезинфекции в хлораторную 15 и идет на сброс в реку, овраг и т.д. Ил из отстойников 6 отводится на иловые площадки 9.

Процесс окисления на биофильтре заключается в следующем. Проходя через фильтрующую загрузку, сточная жидкость оставляет в ней вследствие адсорбции взвешенные и коллоидные органические вещества, не осевшие в первичных отстойниках; в порах фильтрующего материала образуется пленка, заселенная микроорганизмами. Микробиологическая пленка задерживает и растворенные вещества. Микроорганизмы окисляют органические вещества, приобретают энергию, необходимую для их жизнедеятельности и увеличения своей массы. Отработанная и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

В зависимости от климатических условий биофильтры сооружаются открытыми, с ограждением в шатрах или в отапливаемых помещениях.

Конструкция биофильтра показана на рис. 50.

Рис. 50. Биологический фильтр со спринклерным

распределением сточной жидкости:

1 - дозирующая камера; 2 - шлак; 3 - спринклерная система;

4 - железобетонные отводные лотки.

Открытый биофильтр состоит из двух секций размерами 12х12 м каждая. Элементы секций выполняются из сборного железобетона. Днище секции асфальтируется с уклоном к отводящим точкам. В каждую камеру укладывают колосниковую решетку и загружают материалами (шлак, кокс, щебень и т.д.). Сточную воду разбрызгивают спринклерной системой 3, регулируют приток сточных вод при помощи дозирующей камеры 1, отвод очищенных сточных вод осуществляется отводящими лотками 4. Вентиляция биофильтра естественная – воздух поступает через открытую поверхность и через колосниковые решетки снизу.

Устройство биофильтров рекомендуется для населенных пунктов с численностью до 10000 жителей. Размер участка принимается из расчета 0,2 – 0,5 га на 1000 жителей. Ориентировочно площадь биофильтров устанавливается по таблице 24.

Таблица 24. Ориентировочные площади земельных участков

для очистных сооружений

После очистки сточных вод для уничтожения в них болезнетворных бактерий производится дезинфекция. Она осуществляется с использованием жидкого хлора, гипохлорита натрия и хлорной извести.

Расчетную дозу активного хлора для дезинфекции сточных вод, прошедших биологическую очистку, принимают 5 мг/л, причем хлораторная должна обеспечивать возможность повышения этой дозы в 1,5 раза. Продолжительность контакта хлора со сточной жидкостью – 30 мин, с учетом времени протекания сточных вод в лотках, трубах до спуска их в водоем.

Санитарно-защитные разрывы от канализационных сооружений до границ жилой застройки, участков общественных зданий подробно рассмотрены в параграфе «Внесекторные постройки» (с.125).

1.4.6. Удаление нечистот из неканализованных мест

При отсутствии канализации применяют приемники нечистот: люфт-клозет, пудр-клозет и дворовые уборные.

Люфт-клозет представляет собой теплую уборную, применяемую для одно- и двухэтажных зданий в северной и средней полосе России. Люфт-клозетами разрешается оборудовать общежития вместимостью до 50 человек, поликлиники с числом посещений до 200 человек, школы - до 320 мест, летние пионерские лагеря - до 240 мест. Люфт-клозеты располагают с заднего и бокового фасадов в здании и отапливают зеркалом печи, топка которой находится в смежном помещении.

Каждый выгреб обслуживает одну квартиру. Для смежных уборных, помещающихся одна под другой, допускается устройство общего выгреба с перегородкой. Вентиляцию люфт-клозета обеспечивают люфт-каналом, входящим в конструкцию печи дома. Выгреб делают бетонным, кирпичным или каменным. Он может входить в контур здания или располагаться отдельно. Емкость выгреба принимают 2 – 2,5 м³ на одно очко. Для групповых уборных принимается ежемесячная чистка, для индивидуальных – 1 – 2 раза в год.

Пудр-клозеты применяют в индивидуальных усадьбах из расчета 1 очко на 15 – 18 человек. Пудр-клозет – дворовая холодная уборная с выносной опорожняемой посудой, устанавливаемой под сиденьем. Нечистоты засыпают торфом или землей после каждого пользования.

Дворовые уборные с выгребом устраивают холодными для отдельных домов. Объем выгреба определяют так же, как и для люфт-клозета. Вентиляция выгреба осуществляется стояком, выведенным выше конька крыши. Дворовые уборные располагают не ближе 15 м от жилых домов и 20 м от питьевых колодцев. В индивидуальных усадьбах нечистоты из выгребов, помои из помойниц, мусор, навоз и другие органические отбросы могут быть утилизированы путем складывания их в компостные кучи.

1.5. Санитарная очистка городских территорий и внесекторные постройки

1. Расчетные нормы накопления мусора

К твердым отбросам относится мусор из жилых и общественных зданий, отбросы торговых и пищевых предприятий, шлак, зола и т.д. Гниющие отбросы являются благоприятной средой для быстрого размножения микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. Очистка городов от твердых отбросов является одним из важнейших мероприятий в области санитарного благоустройства. Она представляет собой комплекс мероприятий по сбору, удалению и обезвреживанию отбросов (в основном домового мусора).

В проектировании очистки территории выбор наиболее рациональных, оправданных в технико-экономическом отношении и отвечающих санитарным требованиям способов сбора, удаления и обезвреживания, а также последующего использования твердых отходов осуществляется с учетом состава, физико-механических свойств, а также химических и микробиологических свойств отбросов.

Основными группами твердых отбросов являются:

домовой мусор (бытовые отбросы) жилых зданий, общежитий, гостиниц и т. д.;

отбросы предприятий и учреждений административного, хозяйственного, общественного, научно-исследовательского, учебного и культурного назначения;

отбросы предприятий общественного питания (столовых, ресторанов, кафе и т. д.);

отбросы торговых предприятий (универмагов, магазинов, ярмарок, лотков и т. д.);

отбросы лечебных предприятий (больниц, поликлиник, лабораторий, фельдшерско-акушерских пунктов и т.д.);

отбросы городских рынков при продаже продуктов питания, доставляемых из пригородных районов;

отбросы малых производственных предприятий и мастерских бытового обслуживания.

Как правило, твердые отбросы и отходы промышленных предприятий удаляются за пределы города этими же предприятиями; строительный мусор вывозится строящими организациями.

Каждой из этих групп соответствует свой состав и свойства отбросов. Основную массу твердых отбросов города составляет домовой мусор, в состав которого входят кухонные отбросы, остатки пищи, кости, использованные домашние предметы (стекло, кожа, резина и т. д.), упаковочные материалы и различная тара. Состав городского мусора с разделением на группы представлен в таблице 25.

Таблица 25. Составные части городского мусора

В проектировании очистки города основным исходным пунктом является накопление отбросов (домового мусора) в объемном и весовом количестве, относимому к определенному времени – суткам или году.

На накопление домового мусора влияют: характер застройки, наличие и развитие системы водоснабжения и канализации города, отопительные системы и вид топлива, бытовые и культурные условия жизни населения, развитие системы общественного питания, климатические условия местности. Как правило, накопление домового мусора в неканализованных зданиях больше, чем в канализованных. Местное отопление увеличивает накопление домового мусора за счет золы. При газовом отоплении и приготовлении пищи на газовых плитах накопление мусора уменьшается ввиду отсутствия золы, а при печном оно возрастает за счет той части мусора, которая сжигается в печах.

В зависимости от характера застройки и благоустройства населенного пункта накопление отбросов может быть различным для отдельных районов одного города и зависит от времени года, а также дней недели.

Годовое накопление домового мусора в городском районе или во всем городе определяют по формуле

Q_г = pm,

где p – принятая для данного города или его района норма накопления мусора, м³/чел.·год;

m – численность населения городского района или всего города, чел.;

Q_г – годовое накопление домового мусора, м³, кг.

Среднесуточное накопление определяется с учетом коэффициента неравномерности, принимаемого в пределах 1,2 – 1,3.

Q_{сут. ср.}= ,

где Q_{сут. ср.} – среднесуточное накопление мусора, м³, кг;

– коэффициент суточной неравномерности - 1,2 – 1,3.

Расчетные годовые нормы накопления домового мусора используют для определения мощности и производительности сооружений по обезвреживанию мусора, а среднесуточные расчетные нормы - для расчета транспорта и оборудования для сбора и кратковременного хранения (накопления) мусора (табл. 26).

Таблица 26. Нормы накопления бытовых отходов.