Лекция 9. Канализационные очистные сооружения Состав загрязнений сточных вод

Загрязнения сточных вод могут быть минеральными и органическими. К минеральным загрязнениям относятся песок, глина, шлак, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Органические загрязнения бывают растительного (остатки плодов, овощей, растений, бумага и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, органические кислоты, остатки тканей живых организмов, различные бактерии, в том числе и болезнетворные, дрожжевые и плесневые грибки – так называемые бактериальные и биологические загрязнения) происхождения. В бытовых сточных водах содержится около 60 % органических и 40 % минеральных загрязнений.

Сточные воды могут содержать нерастворенные, коллоидные и растворенные загрязнения. Количество нерастворенных загрязнений, вносимых одним человеком в бытовые сточные воды, составляет около 65 г/сут. Концентрация нерастворенных загрязнений бытовых сточных вод. мг/л, определяется по формуле

P_быт = 1000 b/ q_б

где b - количество загрязнений, вносимых 1 чел. в бытовые сточные воды, г/cvт; q_б - удельное водоотведение на 1 чел., л/сут.

Городские сточные воды представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Концентрация нерастворенных загрязнений городских сточных вод. г/м^З, определяется по формуле

Р_см = (Р_бытQ_быт + ∑Р_прQ_пр)/(Q_быт + ∑Q_пр) ,

где Р_быт и ∑Р_пр – концентрация нерастворенных загрязнений бытовых и производственных сточных вод, г/м³; Q_быт и ∑Q_пр – расход бытовых и производственных сточных вод м³/сут.

В процессе обработки сточных вод на очистных сооружениях значительная часть нерастворенных загрязнений выпадает в отстойных сооружениях, образуя осадок. Этот осадок имеет высокую влажность. В зависимости от типа сооружений, в которых этот осадок образуется, и состава осадка влажность его колеблется в пределах 90-99,5 %.

Осадок состоит из органических и минеральных веществ.

Для оценки соотношения органических и минеральных веществ используют понятие зольность, которая характеризует количество минеральных веществ в осадке. Ее выражают в процентах. Зольность осадка городских сточных вод составляет 25 - 35 %. Органические вещества называют беззольными веществами. Их в осадке городских сточных вод содержится 65 - 75 %.

Количество кислорода, необходимого для окисления органических веществ аэробными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, называется биохимической потребностью в кислороде (БПК). Эта величина выражается в мг/л или г/м³. Обычно определяют биохимическую потребность в кислороде за 5 и 20 сут, обозначая ее соответственно БПК₅ и БПК₂₀.

БПК бытовых сточных вод L_быт, мг/л, зависит от нормы водоотведения на одного человека:

L_быт = 1000 а/ q_б,

где а – БПК₂₀, приходящаяся на одного человека, г/сут (для отстоянной сточной жидкости а = 40 г/сут); q_б – удельное водоотведение на 1 чел., л/сут.

У городских сточных вод БПК₂₀ обычно составляет 100 – 400 мг/л.

БПК не характеризует общее количество органических веществ в сточных водах (она не учитывает органические вещества, идущие на прирост бактерий, а также стойкие органические вещества, не затрагиваемые биохимическим процессом), поэтому определяют еще химическую потребность в кислороде (ХПК). У городских сточных вод БПК₂₀ составляет примерно 86 % ХПК; у производственных сточных вод - 25-80 % ХПК.

Для нормального хода процесса биологической очистки на очистных сооружениях активная реакция сточных вод (рН) должна быть в пределах 6,5-8,5. Бытовые сточные воды обычно имеют рН = 7,2 ... 7,6, т. е. слабощелочную реакцию. Некоторые виды производственных сточных вод могут иметь сильнокислую или сильнощелочную реакцию. Для возможности биологической очистки таких вод, требуется их нейтрализация.

Условия спуска сточных вод в водоемы определяются "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" и "Правилами санитарной охраны прибрежных районов морей". В соответствии с этими правилами различают водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования и водоемы, используемые для рыбохозяйственных целей.

Водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования.

Нормативы качества воды на используемых участках этих водоемов устанавливают по двум видам водопользования:

1) для централизованного и нецентрализованного питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности;

2) для купания, спорта и отдыха населения. Ко второму виду водопользования относятся также участки водоемов, расположенные в черте населенных пунктов.

Установлены следующие нормативные показатели качества воды водоема.

Количество растворенного в воде водоема кислорода после смешивания в ней сточных вод в любой период года в пробе, отобранной в 12 ч дня, не должно быть меньше 4 мг/л.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК₂₀) для водоемов первого вида водопользования не должна превышать 3 мг/л, а для водоемов второго вида 6 мг/л.

Содержание взвешенных веществ в воде водоема после спуска в него сточных вод не должно увеличиваться больше чем на 0,25 мг/л для водоемов первого вида водопользования и на 0,75 мг/л для водоемов второго вида.

Активная реакция воды водоема рН после смешивания с ней сточных вод должна быть не ниже 6,5 и не выше 8,5.

Для воды водоемов установлены также нормативные показатели по окраске, наличию ядовитых веществ, плавающих примесей, возбудителей заболеваний, запахам и привкусам, минеральному составу и температуре. Ядовитые вещества не должны содержаться в концентрациях, которые могут прямо или косвенно оказать вредное воздействие на здоровье населения.

Необходимую степень очистки сточных вод определяют по количеству содержащихся в них взвешенных веществ, потреблению растворенного кислорода смесью сточных вод и вод водоема, допустимой величине БПК_полн смеси вод водоема и сточных вод, изменению активной реакции воды водоема и по другим показателям с учетом самоочищающей способности водоема.

Под самоочищающей способностью водоемов понимают снижение концентрации загрязнений вследствие биохимических, химических и физических процессов, протекающих в водоеме.