11. Состав и свойства сточных вод. Методы и технологические схемы очистки сточных вод.

Сточными водами называют любые воды атмосферных осадков, которые отводятся в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации. Свойства этих осадков весьма ухудшены в результате деятельности человека.

Сточные воды классифицируются по следующим параметрам:

В зависимости от источника происхождения.

Сточные воды могут быть производственными, в том случае, если они образуются в результате технологических процессов. То есть, к примеру, при производстве и добыче полезных ископаемых. Такие сточные воды отводятся через систему промышленной канализации.

Бытовые сточные воды. Они образуются в связи с эксплуатацией простых городских жителей водных ресурсов. Образуются как в городских квартирах, так и в помещениях занимающихся какими – либо производственными процессами. Отводятся через систему хозяйственно – бытовой канализации.

Дождевые и талые атмосферные сточные воды. Они образуются вследствие таяния льдов, снега или града. Отводятся через систему ливневой канализации.

Состав сточных вод

Среди сточных вод выделяют две основные группы. Консервативные воды практически не вступают в химические реакции с другими компонентами. А также, они практически не поддаются биологическому разложению. Например, соли тяжелых металлов. Вторую группу сточных вод называют неконсервативной. Это те, которые могут подвергаться процессам самоочищения водоемов.

В составе сточных вод содержаться как органические, так и неорганические элементы. Органические - нефтепродукты, органические кислоты. Неорганические - частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи.

На предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности одной из основных категорий сточных вод являются маслосодержащие стоки.

По концентрации основного загрязнения (масла) они делятся на малоконцентрированные и концентрированные. Малоконцентрированные стоки образуются при промывке металлических изделий после их термической обработки и после расконсервирования.

Технологические схемы очистки маслосодержащих сточных вод в нашей стране и за рубежом предусматривают смешивание всех видов маслосодержащих сточных вод, их отстаивание для удаления грубодисперсных и всплывающих примесей, обработку коагулянтами и обезвоживание образующихся осадков.

12. Какие сооружения применяются для биологической очистки сточных вод ( в искусственных и естественных условиях)?

Биологическая очистка сточных вод представляет собой результат функционирования системы активный ил - сточная вода, характеризуемой наличием сложной многоуровневой структуры. Биологическое окисление составляющее основу этого процесса, является следствием протекания большого комплекса взаимосвязанных процессов различной сложности: от элементных актов обмена электронов до сложных взаимодействий биоценоза с внешней средой.

Результаты исследований показывают, что характерной особенностью сложных многовидовых популяций, к которым относятся и активный ил, является установление в системе динамического равновесия, которое достигается сложением множества относительно небольших отклонений активности и численности отдельных видов в ту или иную сторону от их среднего уровня.

Сооружения и аппараты биологической очистки

Биологическая очистка может осуществляться как в естественных так и в искусственных условиях.

К сооружениям естественной очистки относятся:

1. Фильтрующие колодцы, используемые при расходе 1 куб.м в сутки и менее.

2. Поля подземной фильтрации - при расходе до 15 куб.м в сутки и более.

3. Поля фильтрации - при расходе 1400 куб.м в сутки и менее.

В этих сооружениях, фильтрующей загрузкой являются естественные грунты, используемые непосредственно на месте (пески, супеси, легкие суглинки).

4. Фильтрующие траншеи, песчано-гравийные фильтры, применяемые при расходе 15 куб.м в сутки и более. Оросительная и дренажная сеть этих сооружений положена в слое искусственной фильтрующей загрузки из привозного грунта. Их устраивают при наличии водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтов.

5. Фильтрующие кассеты с пропускной способностью 0,5-6 куб.м в сутки, применяемые в слабофильтрующих грунтах (суглинках) при коэффициенте фильтрации не менее 0,1 куб.м в сутки.

6. Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) - при расходе 100-1400 куб.м в сутки.

7. Биологические пруды с естественной или искусственной аэрацией - при расходе 1400 куб.м в сутки.

При круглогодичной работе очистной станции Сооружения естественной очистки рекомендуется использовать, если удовлетворяются следующие условия: среднегодовая температура воздуха в районе расположения очистной станции не менее 10 град.С; глубина грунтовых вод не менее 1 м от поверхности земли; наличие свободных площадей в близи малых объектов. При сезонной работе станции (только в летний период) первое условие, касающееся среднегодовой температуры, исключается.

Однако почвенные методы не всегда приемлемы из-за неблагоприятных санитарных, почвенно-грунтовых, климатических, гидрогеологических условий. В связи с этим возникает необходимость в применении сооружений искусственной биологической очистки. К сооружениям, в которых биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях, относятся:

1. Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.

2. Биодисковые фильтры.

3. Биофильтраторы.

4. Биореакторы с биобарабанами.

5. Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.

6. Аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (продленной аэрации).

7. Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.

13. Как обеззараживаются сточные воды? Какие выпуски устраивают для очищенных сточных вод в водоемы?

Обеззараживание производится хлором, гипохлоритом натрия, получаемым на месте в электролизерах, или прямым электролизом сточных вод.

Расчетная доза активного хлора берется в зависимости от предшествующей очистки сточных вод.

Сооружение для обеззараживания состоит из установки для хлорирования, склада хлора, смесителя и контактного резервуара.

Установки для обеззараживания должны обеспечивать уменьшение бактериальных загрязнений до нормативных. Количество бактерий кишечной группы, оставшихся в воде после обеззараживания, а также по концентрации остаточного хлора при обеззараживании хлором или его производными дают представление о эффективности работы сооружений.

Для спуска очищенных сточных вод в водоемы применяют два типа выпусков: береговые и русловые. Береговые выпуски подразделяются на затопленные и незатопленные. Для затопленных береговых выпусков устраиваются береговые колодцы с выходом сточных вод под уровень воды в водоеме. Незатопленные береговые выпуски, в соответствии с положениями гидравлики, рассматриваются как соединение потоков под различным углом слияния.

Строительная стоимость береговых выпусков ниже стоимости русловых. Однако в створе выпуска достигается незначительное первоначальное смешение потоков, и, следовательно, на практике они могут быть применены только для спуска стоков с концентрацией загрязнений, не влияющих на санитарное состояние водоема.

Русловые выпуски располагаются на определенном расстоянии от берега. Эти выпуски подразделяются на сосредоточенные, рассеивающие и эжекторные.

Применение сосредоточенных русловых выпусков возможно или при разбавлении стоков перед выпуском (при подаче воды из водоема насосами в береговые контактные резервуары до концентрации загрязнений в смеси, близкой по количественным показателям к нормативной), или если разбавление по пути до расчетного створа достаточно, т. е. концентрация загрязнений в расчетном створе будет соответствовать нормативной.

Для сброса сточных вод в реки всегда целесообразно применять рассеивающие выпуски, а для сброса сточных вод в непроточные водоемы конструкцию выпуска и место его расположения в водоеме следует определять технико-экономическим расчетом.

14. Местные установки для очистки сточных вод. Канализация твердых отбросов (мусороудаление).

19.1. Производственные сточные воды, содержащие горючие жидкости, взвешенные вещества, жиры, масла, кислоты и другие вещества, нарушающие нормальную работу или вызывающие разрушения сетей и очистных сооружений, а также содержащие ценные отходы производства, следует очищать до поступления их в наружную сеть канализации, для чего в здании или около него следует предусматривать устройство местных очистных установок.

19.2. Не допускается спуск в канализацию технологических растворов, а также осадка технологических резервуаров при их очистке.

Спуск в канализацию ядовитых продуктов и реагентов при нормальной эксплуатации и при авариях запрещается. Эти продукты следует сбрасывать в специальные технологические емкости для дальнейшей утилизации или обезвреживания.

19.3. Отработанные реактивы из лабораторий перед спуском их в канализацию следует обезвреживать средствами лабораторий, при этом значение рН сточных вод должно быть от 6,5 до 8,5.

19.4. Сточные воды инфекционных больниц и отделений перед сбросом в наружную канализационную сеть необходимо обеззараживать. Очистку производить на городских сооружениях биологической очистки или на местных очистных сооружениях (при отсутствии городских), располагаемых на территории больницы или отделения.

19.5. Внутрицеховые очистные установки следует размещать с учетом возможности их осмотра, очистки и ремонта, при этом необходимо предусматривать механизацию трудоемких процессов.

19.6. Не допускается установка внутри зданий отстойников (в том числе жироуловителей) для улавливания быстрозагнивающих примесей, а также уловителей для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

19.7. В уловителях для очистки стоков от горючих жидкостей следует предусматривать на подводящих трубопроводах гидравлические затворы и вытяжную вентиляцию.

19.8. Сточные воды, поступающие в бензоуловитель, следует предварительно очищать в грязеотстойниках. Очистка грязеотстойников от шлама должна быть механизирована.

19.9. При наличии в сточных водах крупных плавающих, волокнистых и других примесей следует предусматривать установку неподвижных решеток, общих для всей системы канализации или для отдельных стоков. Решетки следует устанавливать в специальных камерах приемных резервуаров, в колодцах или непосредственно в каналах. Угол наклона решетки к горизонтальной плоскости в сторону течения сточных вод должен быть не менее 60°.

19.10. Проектирование и расчет решеток, песколовок, отстойников, маслонефтеуловителей, нейтрализационных и других установок для очистки сточных вод, а также насосных установок для перекачки бытовых и производственных стоков следует производить в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

19.11. Вместимость резервуаров при насосных установках надлежит определять в соответствии с часовым графиком притока сточных вод и режимом работы насосов. При этом вместимость резервуаров при насосных установках, работающих автоматически, следует определять из условия включения насосов не более 6 раз в 1 ч, а при отсутствии графика - принимать равной 5-10% максимального часового притока сточных вод.

19.12. В приемных резервуарах необходимо устанавливать указатели уровней, устройства по взмучиванию выпадающего осадка и приточно-вытяжную вентиляцию.

19.13. Насосы для перекачки сточных вод следует принимать в зависимости от состава сточных вод (фекальные, песковые, кислотостойкие и др.).

19.14. Установку насосов надлежит располагать под заливом от расчетного уровня перекачиваемых сточных вод в резервуаре. При необходимости расположения насосов выше уровня сточных вод в резервуаре высота всасывания не должна превышать величины, допускаемой для насосов данного типа, при этом должны быть предусмотрены надежно действующие устройства для залива насосов.

19.15. Насосы и приемные резервуары для производственных сточных вод, не выделяющих ядовитые и неприятные запахи, газы и пары, а также пневматические насосные установки допускается располагать в производственных и общественных зданиях.

Насосы для перекачки бытовых и производственных стоков, имеющих в своем составе токсичные и быстро загнивающие загрязнения, а также для перекачки стоков, выделяющих ядовитые и неприятные запахи, газы и пары, следует располагать в отдельно стоящем здании, подвале или изолированном помещении, а при отсутствии подвала - в отдельном отапливаемом помещении первого этажа, имеющем самостоятельный выход наружу или на лестничную клетку. Помещение насосной станции следует оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией. Приемные резервуары для указанных стоков необходимо располагать вне зданий или в изолированных помещениях совместно с насосами.

Примечание. Выход из насосной на лестничную клетку допускается устраивать в зданиях, к которым не предъявляются повышенные требования по звукоизоляции.

19.16. Не допускается размещать канализационные насосные станции в жилых зданиях, детских учреждениях, больницах, предприятиях общественного питания, предприятиях пищевой промышленности, под рабочими помещениями административных зданий, учебных заведений, а также в зданиях и помещениях, к которым предъявляются повышенные требования в части уровня шума.

19.17. В канализационных насосных станциях следует предусматривать установку резервных насосов, число которых надлежит принимать: при числе однотипных рабочих насосов до двух - один резервный; более двух - два резервных.

Число резервных насосов для перекачки кислых и шламосодержащих сточных вод следует принимать:

при одном рабочем насосе - один резервный и один хранящийся на складе;

при двух рабочих насосах и более - два резервных.

Примечание. В отдельных случаях при обосновании допускается установка одного рабочего насоса и хранение запасного насоса на складе.

19.18. Насосные установки надлежит проектировать с автоматическим и ручным управлением.

19.19. Для каждого канализационного насоса следует предусматривать отдельную всасывающую линию с подъемом к насосу не менее 0,005.

19.20. На всасывающем и напорном трубопроводах каждого насоса следует устанавливать задвижки; на напорном трубопроводе, кроме того, обратный клапан.

Примечание. При транспортировании стоков, содержащих взвешенные вещества (песок, шлам), приемные и обратные клапаны не предусматриваются.

15. Методы специальной обработки воды. Какие реагенты используют для умягчения воды?

Существуют три основных способа умягчения воды: термический, реагентный и катионированный. При термическом способе вода для умягчения подвергается определенному нагреванию, при реагентном — соли, придающие жесткость воде, выводятся в осадок реагентами, при катионированном — фильтрование воды происходит через слой катионита и сопровождается ионным обменом.

Реагентный способ умягчения воды. При этом способе в качестве реагентов применяют известь (известкование) или известь вместе с кальцинированной содой (известково-содовый способ), или едкий натр (едконатриевый способ).

При известковании удаляются из воды соли карбонатной жесткости. В воду вводится известь в виде известкового молока или раствора. В результате взаимодействия извести с солями жесткости образуется карбонат кальция, который выпадает в осадок. Добавка извести в большем количестве, чем требуется, приводит к гидролизу магниевых солей с образованием гидроокиси магния. При известково-содовом умягчении воды добавляется еще сода Na2C03, которая снижает некарбонатную жесткость. Растворенный в процессе реакции кальций осаждается, а сульфат натрия и хлористый натрий остаются растворенными в воде.

При известковом или известково-содовом умягчении воды для осаждения карбоната кальция используют вихревые открытые или напорные реакторы / (рис. 40). Вихревой реактор загружается кварцевым песком или мраморной крошкой с размером зерен 0,1...0,3 мм, которые играют роль контактной массы. Выделяющийся из умягченной воды карбонат кальция осаждается на зернах контактной массы, которая периодически меняется. Вода, поступая в реактор снизу со скоростью 0,8... 1 м/с, поддерживает массу во взвешенном состоянии. В цилиндрической части реактора скорость воды снижается до 4... 6 мм/с. Для ускорения процесса умягчения и осветления воды одновременно с умягчением проводится коагулирование взвеси при помощи железного купороса или хлорного железа.