Материал: Проектирование сооружений доочистки и дезинфекции сточных вод. методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Журавлева И.В

Фильтры с загрузкой из гранитного щебня с фракциями 2…5 мм при высоте слоя загрузки 0,9…1,2 м при скорости фильтрации 8 м/ч при движении воды сверху вниз обеспечивают эффект доочистки по взвешенным веществам до 70 %. Продолжительность фильтроцикла составляет до 12 часов.

Каркасно-засыпные фильтры выгодно отличаются от других фильтров фильтрованием в направлении убывающей крупности зёрен из недефицитных материалов и позволяет использовать водовоздушную промывку. Недостатком этого фильтра является наличие нижнего слоя загрузки из малых фракций, что создаёт увеличение сопротивления при фильтрации воды.

Расчётная площадь фильтров с зернистой загрузкой, м2, должна опреде-

где Q – производительность очистной станции, м3/сут;

K – коэффициент неравномерности притока сточных вод;

T – продолжительность работы станции в течение суток, ч; υф. – скорость фильтрации при нормальном режиме, м/ч; n – количество промывок каждого фильтра в сутки;

W1 – интенсивность первоначального взрыхления верхнего слоя загрузки, л/(с м2), продолжительностью t1, ч;

W2 – интенсивность подачи воды, л/(с м2), с продолжительностью водовоздушной промывки t2, ч (только при водо-воздушной промывке);

W3 – интенсивность промывки, л/(с м2), продолжительностью t3, ч; t4 – продолжительность простоя фильтра из-за промывки, ч;

m – коэффициент, учитывающий расход воды на промывку барабанных фильтров.

Число фильтров на очистной станции определяется по формуле

11

1.4. Фильтры с полимерной загрузкой

Фильтры с полимерной загрузкой применяют для очистки сточных вод от масел и нефтепродуктов в виде не стойких эмульсий с исходной концентрацией их в воде до 150 мг/л, взвешенных веществ до 100 мг/л, и в очищенной воде – до 10 мг/л. Фильтры размещают в здании.

В качестве загрузки рекомендуется применять пенополиуретан крупностью 20*20*20 мм с плотностью 45 – 50 кг/м3, высотой слоя 2 м. Скорость фильтрования в фильтре с полимерной загрузкой составляет до 25 м/ч.

2. Обеззараживание

Городские сточные воды содержат достаточно большое количество микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. Степень загрязнения сточных вод различного рода бактериями, в том числе и патогенными, определяется по величине Коли-титра. Для городских сточных вод, поступающих на очистку, значение Коли-титра составляет 10-6 и ниже, т.е. одна бактерия Coli содержится в объёме сточной воды равном 0,000001 мл и менее. Иногда определяют Колииндекс, т.е. число кишечных палочек в 1 л сточной воды. Количество бактерий Coli составляет более 1 миллиарда в 1 л городских сточных вод. Работами С.Н. Черкинского и Л.Б. Доливо-Дорбовольского доказано, что патогенные бактерии кишечной группы обнаруживаются даже после глубокой очистки. После биологической очистки сточных вод в биофильтрах или аэротенках снижение числа бактерий составляет от 91 до 98 %, а после глубокой очистки – до 99 %.

Сточную воду можно считать безопасной только в том случае, если эффект снижения бактерий Coli достигнет 100 %, т.е. полного их удаления из воды. Согласно действующим «Правилам …» [10], сточная вода после её очистки не должна содержать возбудителей заболеваний. Поэтому дезинфекция очищенных сточных вод является обязательным составным элементом технологического процесса на станциях любой производительности.

Согласно [1, п. 9.2.11.2], обеззараживание сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, рекомендуется производить ультрафиолетовым излучением. Допускается обеззараживание хлором или (хлорной известью, гипохлоритом натрия, получаемым в виде продукта с химических предприятий, минерализованных вод, прямым электролизом сточных вод и др.) при обеспечении обязательного дехлорирования обеззараженных сточных вод перед сбросом в водный объект.

Выбор приемлемого варианта обеззараживания сточных вод определяется производительностью станции; количеством потребного химического вещества, способом его доставки и хранения; степенью загрязнения сточных вод и многими другими условиями.

12

2.1. Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод

Метод ультрафиолетового обеззараживания очищенных сточных вод заключается в воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200-300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, фотохимических реакций внутри клеток микроорганизмов, оно уничтожает возбудителей тифа, холеры, дизентерии, вирусного гепатита, полиомиелита, малярии, жёлтой лихорадки. Эффект бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей зависит от действия их на каждую бактерию, т.к. ультрафиолетовые лучи действуют мгновенно и они не оказывают вредного влияния на водные организмы, а так же не приводят к образованию вредных химических соединений, которые могли бы оказать негативное влияние на обитателей водоёмов и человека. Механизм бактерицидного действия заключается в образовании свободных радикалов и пероксида водорода при фотолизе. Время обеззараживания при УФоблучении составляет 1…10 с в проточном режиме, поэтому нет необходимости в контактных ёмкостях. При УФ-обеззараживании эксплуатационные расходы ниже, чем при хлорировании. Условием обработки УФ-лучами сточных вод является достаточная их прозрачность (2…10 мг/л по взвешенным веществам). В загрязненной воде интенсивность проникновения УФ-лучей быстро затухает, обеззараживающий эффект падает. Недостатком Уф-обеззараживания сточных вод является снижение интенсивности из-за потемнения кварцевых чехлов, что снижает КПД и срок использования ламп до 4500 5000 часов.

В мире на более 2000 очистных станциях стоков действуют ультрафиолетовые системы для обеззараживания воды. Общий расход обрабатываемых УФоблучением сточных вод составляет более 1 млн. м3/ч. В 2012 г. на Курьяновских очистных сооружениях МГУП «Мосводоканал» введён УФ комплекс производительностью 3 млн. м3/сут, ранее - в 2007 г. на Люберецких очистных сооружениях введён УФ-комплекс на 1 млн. м3/сут. Технологический процесс полностью автоматизирован и рассчитан на эксплуатацию без участия дежурного персонала.

По [1, п. 9.2.11.3] доза ультрафиолетового облучения определяется характером и качеством очистки сточных вод, но она должна быть не менее 30 мДж/см2. Тип количество рабочего ультрафиолетового оборудования необходимо принимать на основании рекомендаций производителя. Необходимо предусматривать резервное ультрафиолетовое оборудование корпусного типа в количестве не менее одной установки. Резервирование открытых ультрафиолетовых систем лоткового типа в зависимости от их конфигурации допускается предусматривать одним каналом или одной секцией в каждом канале, или одним модулем.

Могут быть использованы аргон-ртутные лампы низкого давления (давление паров 3…4 мм рт. ст.), которые получили название «бактерицидные» типа БУВ и ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ПРК и РКС. Эти лампы представляют собой прямолинейные кварцевые трубки d = 15 – 20 мм с

13

оксидными электродами. При обеззараживании малых количеств сточных вод могут использоваться установки с ультрафиолетовым облучением серии «Блеск» (рис. 8). Их технические характеристики представлены в табл. 6.

Рис. 8. Установка для обеззараживания воды ультрафиолетовым облучением серии «Блеск»

Таблица 6

Технические характеристики блоков типа «Блеск» для ультрафиолетового облучения воды

ЗАО «Сварог» - владелец торговой марки «Лазурь» выпускает бактерицидные установки производительностью от 500 л/ч до 500 м3/ч. Общий вид установок «Лазурь-М05» и «Лазурь – М-1» показан на рис. 9а; «Лазурь – М3» и «Лазурь – М5» - на рис. 9б; «Лазурь – М10» и «Лазурь – М50» - на рис. 10а. Принципиальная схема установки «Лазурь» приведена на рис.9, б; характеристики - в табл. 7.

14

Рис. 9. Общий вид установок бактерицидных ультрафиолетовых:

Рис. 10. Общий вид установок бактерицидных ультрафиолетовых:

Крупнейшим производителем оборудования по обеззараживанию воды и сточных вод ультрафиолетовым излучением является НПО «ЛИТ», его оборудование внедряется проектными институтами такими, как: Союзводоканалпроект; МосводоканалНИИпроект; Ростовский Водоканалпроект; Красноярский Водоканалпроект и Гидропроект; Нижегородский сантехпроект; Курскгражданпроект; Уфимский коммунводоканалпроект; Ленгипронефтехим; АООТ ПИ «Гипропром» г. Воронеж; Пермьгражданпроект; Тверьгражданпроект и др.

Таблица 7 Характеристики бактерицидных установок серии «Лазурь»

НПО «ЛИТ» для обеззараживания сточных вод, прошедших полную биологическую очистку, изготавливают установки производительностью от 6 до 1000 м3/ч как в безнапорном (самотечном), так и в напорном исполнении (рабочее давление до 10 атм.). На выпускаемую продукцию имеется Государственная лицензия № 002927 от 11.10.1996 г.

15