25.4 Биологические методы очистки
Метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.).
Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метантенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).
После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивания. Подсушенный осадок обычно используется как удобрение. Однако в последние годы в сточных водах стали обнаруживаться многие вредные вещества (тяжелые металлы и др.), что исключает такой способ утилизации осадков.
Осветленная часть сточных вод очищается в аэротенках — специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата.
Биологические пруды - пруды, используемые для биологической очистки сточных вод. Действуют по принципу самоочищения воды живущими в ней организмами, в результате чего накапливается илообразная масса, которая может быть использована в сельском хозяйстве в качестве удобрения или как сырье для его производства.
Биологические пруды представляют не менее 2 – х параллельных секций с 3 – 5-ю последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой из них на ремонт и обслуживание.
Поля фильтрации (поля аэрации) — участок земли, на поверхности которого распределяют канализационные и другие сточные воды в целях их очистки; разновидность водоочистного сооружения.
Сточные воды, очищенные от механических примесей, жира, яиц гельминтов и пр., подаются в карту слоем 20—30 см (зимой намораживают до 75 см) по открытым каналам через водовыпуски и просачиваются через почву. Вода по дренам поступает в коллектор и сбрасывается в реку. После впитывания сточной жидкости поверхность карты перепахивают и снова заполняют.
Таким образом схема очистки сточных вод в идеале должна включать механическую, химическую или физико-химическую, биологическую стадии и стадию обеззараживания сточных вод.
25.6 Схема очистки сточных вод оао ткс Тамбововодоканал
Часть сточных вод по коллектору Д=600 самотёком поступает на 1 очередь ОСК в приёмную камеру ЦНС-1. Другая часть сточных вод по двум коллекторам Д=1000 и двум коллекторам Д=600 поступает в приёмную камеру грабельного помещения ЦНС-2, где установлены механические грабли.
Отбросы, задерживаемые на решетках, собираются в контейнер и вывозятся на свалку.
Из приёмного резервуара насосной станции сточные воды перекачиваются на песколовки с круговым движением воды, где происходит освобождение сточных вод от минеральных примесей. Песок, задерживаемый в песколовках, с помощью гидроэлеваторов удаляется в песковые бункеры.
После песколовок сточная вода отводится на первичные отстойники. На первой очереди первичные отстойники вертикальные, квадратные в плане с конусным днищем. На второй и третьей очередях – вертикальные, радиальные.
В первичных отстойниках происходит удаление из сточных вод взвешенных частиц.
Осадок, осевший в первичных отстойниках, удаляется из первой очереди под гидростатическим давлением, на второй и третьей очередях с помощью илоскрёбов собирается в приямок, откуда насосом перекачивается в цех механического обезвоживания осадка. Всплывающие на поверхность первичных отстойников загрязнения задерживаются полупогруженными досками и направляются в жиросборник, откуда перекачиваются в пруды--накопители.
Осветлённая в первичных отстойниках сточная жидкость направляется на биологическую очистку в аэротенки. Аэротенк представляет собой железобетонный резервуар, в котором осветлённая сточная вода смешивается с активным илом. Подача сточной воды и циркуляционного активного ила в аэротенках осуществляется сосредоточенно. В аэротенках окисление органических веществ осуществляет активный ил, состоящий из колоний микроорганизмов. Для обеспечения микроорганизмов кислородом в аэротенки подаётся сжатый воздух из воздуходувной станции. Распределение воздуха в аэротенках осуществляется с помощью полимерных аэрационных труб, обеспечивающих мелкозернистую аэрацию.
Аэрация обеспечивает и непрерывное перемешивание смеси сточной воды и активного ила, улучшает контакт воды с илом и исключает их расслоение. Аэротенки на всех трёх очередях работают с 25%-ной регенерацией возвратного ила.
В результате естественного роста масса активного ила непрерывно увеличивается. Излишний активный ил (избыточный активный ил) удаляется из системы на пруды.
После аэротенков иловая смесь поступает во вторичные отстойники. На первой очереди – вертикальные, конусные, квадратные в плане. На второй и третьей очередях – радиальные.
Во вторичных отстойниках происходит отделение активного ила от очищенной воды. Отделившийся активный ил возвращается в аэротенки.
Удаление осевшего активного ила из вторичных отстойников первой очереди происходит под гидростатическим давлением при открытии задвижки в камере сброса ила. Отвод ила со 2-ой и 3-ей очередей осуществляется с помощью илососов под действием гидростатического давления за счёт разностей уровней горизонта воды в отстойниках и нижней части переливной кромки в иловых камерах. Возвратный ил с первой и второй очередей поступает в иловый резервуар, а оттуда насосами возвращается в регенераторы. На третьей очереди возвратный ил после вторичных отстойников подаётся в регенератор с помощью эрлифтов.
После вторичных отстойников очищенная вода поступает в контактные резервуары. Туда же подаётся хлорная вода из хлораторной. Обеззараженная сточная вода со всех трёх очередей по самотечному коллектору Д=1000 сбрасывается в реку Цна.
Рисунок 17 – Макет предприятия ОАО ТКС Тамбовводоканал
25.7 Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение). При этом способе отпадает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений. Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный метод целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими технологиями. Эти опасения связаны с тем, что очень трудно оценить возможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных глубокозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через затрубные пространства скважин.
Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения.
Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.
В последние годы для предупреждения истощения подземных вод все чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем перевода поверхностного стока в подземный.
Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны.
Зоны санитарной охраны (ЗСО) — это территории вокруг водозаборов, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. Состоят они из трех поясов. Первый пояс (зона строгого режима) включает территорию на расстоянии 30—50 м от водозабора. Здесь запрещается присутствие посторонних лиц и проведение каких-либо работ, не связанных с эксплуатацией водозабора. Второй пояс ЗСО предназначен для зашиты водоносного горизонта от бактериальных (микробных) загрязнений, а третий — от химических загрязнений. Границы поясов определяются специальными расчетами. На их территории запрещается размещение любых объектов, могущих вызвать химическое или бактериальное загрязнения (шламохранилища, животноводческие комплексы, птицефабрики и т. д.). Запрещается также использование минеральных удобрений и пестицидов, промышленная рубка леса. Ограничивается или запрещается и другая производственная и хозяйственная деятельность человека.