
- •Водоотведение и очистка сточных вод
- •Мгсу Издательство Ассоциации строительных вузов Москва 2006
- •Предисловие
- •Глава 5; инж. Карпова н.Б. - глава 5.
- •Глава 5; инж. Кожевникова л.М. - глава 5.
- •Введение
- •Раздел I системы водоотведения Глава 1 общие сведения о системах водоотведения
- •1.1. Сточные воды и их краткая характеристика
- •1.2. Основные элементы водоотводящих систем
- •1.3. Системы водоотведения городов
- •1.5. Экологическая и технико-экономическая оценка систем водоотведения
- •1.6. Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения сточными водами
- •Глава 2
- •2.1. Трубопроводы и каналы
- •2.2. Особенности движения жидкости в водоотводящих сетях
- •2.3. Гидравлический расчет самотечных трубопроводов
- •2.4. Гидравлический расчет напорных трубопроводов
- •Раздел II водоотводящие сети Глава 3
- •3.1. Схемы водоотводящих сетей
- •3.2. Расчет и проектирование водоотводящих сетей
- •1. Общие коэффициенты неравномерности притока сточных вод допускается принимать при количестве производственных сточных вод, не превышающих 45 % общего расхода.
- •При промежуточном значении среднего расхода сточных вод общие коэффициенты неравномерности следует определять интерполяцией.
- •Для начальных участков сети, где средний расход менее 5 л/с действует правило для безрасчетных участков, на которых принимают минимально допустимые диаметры и уклоны труб (см. Табл. 2.2).
- •Определение расчетных расходов для отдельных участков сети по удельному расходу на 1 м длины трубопровода
- •3.3. Конструирование водоотводящих сетей
- •Глава 4 водоотводящие сети промышленных предприятий
- •4.1. Схемы водоотводящих сетей
- •4.3. Конструирование водоотводящих сетей
- •Загрязнений
- •Глава 5 водоотводящие сети атмосферных осадков (водостоки)
- •5.1. Формирование стока на городских территориях
- •Величины метеорологических параметров
- •5 .2. Схемы водоотводящих сетей
- •5.3. Расчет и проектирование водоотводящих сетей
- •16. Особенности конструирования водосточных сетей
- •Глава 6
- •6.1. Трубопроводы
- •6.2. Колодцы и камеры
- •6.4. Методы прокладки и реконструкции водоотводящих сетей
- •Раздел III перекачка сточных вод Глава 7 насосные станции
- •7.1. Оборудование насосных станций
- •7.2. Расчет и проектирование насосных станций и напорных водоводов
- •Р ис. 7.12. Принципиальная высотная схема расположения арр по отношению к подводящему каналу нс:
- •7.4. Конструирование насосных станций
- •Раздел IV очистка сточных вод
- •Глава 8
- •8.1. Формирование состава сточных вод
- •8.2. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод
- •8.3. Влияние сточных вод на водоем
- •8.4. Условия сброса сточных вод в городскую водоотводящую сеть
- •8.5. Условия сброса сточных вод в водоем
- •8.6. Определение необходимой степени очистки сточных вод
- •Глава 9
- •9.1. Анализ санитарно-химических показателей состава сточных вод
- •9.2. Методы очистки сточных вод и обработки осадков
- •9.3. Разработка и обоснование технологических схем очистки сточных вод
- •9.4. Технологические схемы очистки сточных вод
- •Глава 10
- •10.1. Решетки
- •Ширина прозора, мм
- •Характеристика транспортеров
- •Характеристика щелевого сита
- •10.2. Песколовки
- •10.3. Отстойники
- •На радиальной ферме
- •Глава 11
- •Жирные кислоты и глицсрол
- •Масляная кислота ▲
- •11.2. Принципы очистки сточных вод в аэротенках и основные характеристики активного ила
- •11.3. Технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках
- •11.4. Конструкции аэротенков
- •11.5. Системы аэрации иловых смесей в аэротенках
- •11.6. Принципы расчета аэротенков и систем аэрации
- •11.7. Основные направления интенсификации работы аэрационных сооружений
- •Р ис. 11.31. Схема работы аэротенка с удалением азота но двухиловой системе
- •11.8. Вторичные отстойники
- •Глава 12
- •12.2. Классификация биофильтров
- •12.4. Системы распределения сточных вод по поверхности биофильтров
- •12.5. Системы вентиляции биофильтров
- •12.6. Расчёт и проектирование биофильтров
- •Параметры для расчета капельных биофильтров
- •Параметры для расчета высоконагружаемых биофильтров
- •12.9. Комбинированные сооружения биологической очистки сточных вод
- •1 2.10. Методы интенсификации работы биофильтров
- •Глава 13 сооружения физико-химической очистки сточных вод
- •13Л. Область применения и классификация сооружений физико-химической очистки сточных вод
- •13.2. Очистка сточных вод флотацией
- •13.3. Очистка сточных вод коагулированием
- •13.4. Сорбционная очистка сточных вод
- •13.5. Очистка сточных вод озонированием
- •13.6. Конструирование сооружений физико-химической очистки сточных вод
- •Глава 14 глубокая очистка и обеззараживание сточных вод
- •14Л. Теоретические основы методов глубокой очистки и обеззараживания сточных вод
- •14.2. Методы глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ
- •14.3. Методы глубокой очистки сточных вод от биогенных элементов
- •14.4. Методы удаления из сточных вод отдельных компонентов
- •14.5. Методы обеззараживания сточных вод
- •14.6. Методы насыщения очищенных сточных вод кислородом
- •Раздел V обработка, обеззараживание и утилизация осадков сточных вод
- •Глава 15
- •15Л. Состав и свойства осадков сточных вод
- •15.3. Стабилизация осадков сточных вод и активного ила в анаэробных и аэробных условиях
- •1 5.4. Реагентная и биотермическая обработка осадков сточных вод
- •15.5. Обеззараживание осадков сточных вод
- •Глава 16
- •16.1. Песковые площадки
- •16.2. Иловые площадки и иловые пруды
- •16.3. Механическое обезвоживание осадков сточных вод
- •Эффективность задержания сухого вещества осадка и влажности кека при обезвоживании на центрифугах
- •16.4. Термическая сушка осадков сточных вод
- •16.5. Сжигание осадков сточных вод
- •Глава 17
- •17.1. Утилизация осадков бытовых сточных вод
- •17.2. Депонирование осадков сточных вод
- •Р ис. 17.2. Способы складирования осадков сточных вод:
- •Раздел VI общие компоновочные решения комплексов очистных сооружений
- •Глава 18
- •Проектирование водоотводящих систем и сооружений
- •18.1. Основные положения о проектно-изыскательских
- •18.2. Инженерные изыскания
- •18.3. Проектные работы
- •18.4. Проектирование водоотводящих сетей и комплексов очистных сооружений
- •18.5. Особенности проектирования при реконструкции водоотводящих сетей и сооружений
- •18.6. Сравнение и технико-экономическая оценка вариантов проектных решений
- •Форма для сравнения различных вариантов проектных решений
- •Тыс. КВт Гкал тонн тыс. Т год
- •Глава 19
- •19.1. Общие компоновочные решения очистных сооружений
- •19.3. Примеры очистных сооружений крупных городов
- •19.5. Примеры очистных сооружений малых городов и посёлков городского типа
- •Глава 20
- •20.2. Автоматизация и контроль за работой водоотводящих сетей, насосных станций и очистных сооружений
- •20.3. Структура систем автоматического управления
- •4. Перспективное планирование.
- •Оперативный учет
- •2. Оперативное планирование
- •Связь с диспетчером
- •Краткосрочный прогноз поступления и откачки сточной воды на гнс и рнс
- •20.4. Диспетчерское управление
- •Средства автоматического управления
- •Средства автоматическою управления
- •Глава 21
- •21.1. Теоретические основы надёжной работы водоотводящих систем
- •21.2. Обеспечение надёжной работы самотечной водоотводящей сети
- •Виды нарушений в водоотводящих трубопроводах Краткая характеристика состояния трубопроводов
- •21.3. Обеспечение надёжной работы напорных водоводов и насосных станций
- •Повреждения строителями 4% Износ лотка трубы' 8%
- •21.4. Обеспечение надёжности работы комплексов сооружений по очистке сточных вод и обработке осадков
- •Раздел VII
- •Глава 22
- •22.1. Поля орошения и поля фильтрации
- •Нормы нагрузки осветленных бытовых сточных вод на поля орошения (районы со среднегодовой высотой слоя атмосферных осадков 300-500 м)
- •Нормы нагрузки осветленных сточных вод на поля фильтрации (районы со среднегодовой высотой слоя атмосферных осадков 300-500 мм)
- •Глава 23
- •Параметры работы комплекса
- •23.2.Сооружения для локальной очистки сточных вод
- •Глава 24
- •Раздел VIII системы водоотведения в особых природных и климатических условиях
- •Глава 25
- •25Л. Оценка природных и климатических условий при проектировании и строительстве систем водоотведения
- •25.2. Особенности расчета, проектирования и строительства систем водоотведения в сейсмических районах
- •Глава 26
- •26.1. Особенности расчета, проектирования, строительства и эксплуатации систем водоотведения в просадочных грунтах, на подрабатываемых и подтапливаемых территориях
- •26.3. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях
- •26.4. Особенности проектирования сооружений и сетей водоотведения для строительства на просадочных грунтах
- •26.5. Проектирование закрепления грунтов
- •26.7. Проектирование водопонижения
- •26.8. Проектирование водоотводящих систем на просадочных грунтах
- •Глава 27 системы водоотведения в районах с вечномерзлыми грунтами
- •27Л. Выбор строительных площадок и проектных решений
- •27.2. Характеристики вечномерзлых грунтов оснований
- •27.3. Использование вечномерзлых грунтов в качестве оснований для систем водоотведения
- •27.4. Проектирование и строительство систем водоотведения
- •Оглавление
- •Глава 12. Сооружения биологической очистки сточных вод методом биофильтрации 308
- •Глава 13. Сооружения физико-химической очистки
- •Глава 14. Глубокая очистка и обеззараживание сточных вод 396
- •Глава 27. Системы водоотведения в районах с
- •Водоотведение и очистка сточных вод
14.2. Методы глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ
Выбор типа сооружения глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ осуществляется с учетом качества исходных сточных вод, требований к степени их очистки, наличия фильтрующих материалов.
В связи с повышением требований к качеству очищенных сточных вод полная биологическая очистка дополняется фильтрами, прудами или физико-химическими методами доочистки. В особых случаях необходимая степень доочистки достигается только при использовании сорбции на активированном угле. Однако этот метод требует термической регенерации угля, что связано с большими капитальными и эксплуатационными расходами.
Широкое распространение для глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ получили методы процеживания на микрофильтрах и барабанных сетках, при использовании этих аппаратов в очищенной сточной воде должны отсутствовать вещества, затрудняющие промывку (смолы, жиры, масла, нефтепродукты и пр.). Концентрация взвешенных веществ в исходной воде не должна превышать 40 мг/л. Число резервных сетчатых барабанных фильтров надлежит принимать по СНиПу.
При применении сетчатых барабанных фильтров в схеме глубокой очистки сточных вод следует предусматривать периодическую промывку водой, прошедшей сетчатые барабанные фильтры при давлении 0,15 МПа (1,5 кгс/см2). При этом число промывок принимается 8-12 раз в сутки с продолжительностью промывки 5 мин и расходом промывной воды 0,30,5 % расчетной производительности барабанной сетки (рис. 14.3).
С
етчатые
барабанные фильтры также применяются
в качестве самостоятельных сооружений
глубокой очистки (микрофильтры). Степень
очистки сточных вод, достигаемая на
сетчатых барабанных фильтрах соответствует
данным СНиПа.
Число фильтров на очистных сооружениях следует определять по формуле Д.М. Минца.
N = 0,5-^. (14.2)
где F,p - площадь поверхности фильтров, м2.
Площадь фильтрующей поверхности микрофильтров следует определять по формуле:
_ krQ-k
F , (14.3)
мФ к2-Т ■ \ф
где к\ - коэффициент, учитывающий увеличение производительности микрофильтров за счёт очистки промывной воды и равный 1,03-1,05; к2 - коэффициент, учитывающий площадь фильтрующей поверхности, расположенной над водой (при погружении барабана на 0,6 м диаметра к2 = 0,55, а при гкмружении на 0,7 м к2 = 0,7 диаметра).
Для доочистки сточных вод применяются фильтры с зернистой загрузкой следующих конструкций: однослойные (рис. 14.4 и 14.5) с восхо
дящим или нисходящим потоком жидкости, фильтры конструкции СИ. Быкова (рис. 14.6); аэрируемые двухслойные (рис. 14.7) и каркасно-засыпные (КЗФ) (рис. 14.8). В зависимости от конструкции и климатических условий фильтры следует располагать на открытом воздухе или в помещении. При расположении фильтров на открытом воздухе трубопроводы, запорная арматура, насосы и прочие коммуникации должны располагаться в проходных галереях. В качестве фильтрующего материала допускается использовать кварцевый песок, гравий, гранитный щебень, гранулированный доменный шлак, антрацит, керамзит, полимеры, а также друг ие зернистые загрузки, обладающие необходимыми свойствами, химической стойкостью и механической прочностью.
Рис.
14.4. Схема скорого фильтра:
1
-
корпус фильтра; 2
- желоба
для распределения фильтруемой воды и
для отвода промывной; 3
- дренажная
система; 4
- отвод
фильтрованной воды; 5
- подача
промывной воды;
6 -
отвод грязной промывной воды;
7 -
распределительный
карман;
8 -
подача осветляемой воды
Р
асчетные
параметры фильтров с зернистой загрузкой
для глубокой очистки городских и
близких к ним по составу производственных
сточных вод после биологической очистки
следует принимать по табл. 52 СНиП
2.03.04-85. Расчет площади фильтров надлежит
производить по максимальному часовому
притоку за вычетом допустимой
неравномерности, равной 15%.
Рис. 14.6. Фильтр конструкции С. И. Быкова:
1 - цилиндрическая часть; 2 - конусная часть; 3 - клапанная коробка; 4 - гидроэлеватор; 5 - отвод профильтрованной воды; 6 - песок; 7 - дренажные плитки; 8 - кольцевая труба; 9 - подача исходной воды; 10 - гидравлический сепаратор; // - отвод промывной воды
6 _ Л*&,&рЖм*а&:>
Рис. 14.7. Аэрируемый песчаный фильтр:
/ - подача очищаемой воды; 2 - распределительная система; 3 - загрузка первого яруса; 4 - дырчатая перегородка; 5 - загрузка второго яруса; 6 - подача воздуха; 7 - отвод фильтрата и промывной воды; 8 - подача промывной воды; 9 - подача исходной воды; 10 - гидравлический сепаратор; // - отвод промывной воды; 12 - дренаж; 13 - труба для подачи песка в сепаратор
Площадь фильтров вычисляется по формуле:
Ф
Q-k-(l + m)
n ■ V
ф ' M
(14.4)
где Q - производительность очистной станции, м3/сут; к - коэффициент неравномерности; Т - продолжительность работы станции в течение суток, ч; \ф - скорость фильтрования, м/ч; п - количество промывок каждого фильтра в сутки; W\ - интенсивность первоначального взрыхления верхнего слоя загрузки, л/(с м2) продолжительностью t\, ч; W2 - интенсивность подачи воды, л/(с-м2), с продолжительностью водовоздушной промывки t2, ч (только при водовоздушной промывке); Wt, - интенсивность промывки, л/(с-м2), продолжительностью /3, ч; /4 - продолжительность простоя фильтра из-за промывки, ч; m - коэффициент, учитывающий расход воды на промывку барабанных сеток.
Промывка фильтров разделяется на текущую и профилактическую. Текущая промывка производится при предварительном сбросе воды по поверхности загрузки, после чего осуществляется подача воздуха с интенсивностью 20 л/(с-м2) и продолжительностью 5-10 мин, а затем последующая промывка водой с интенсивностью подачи 16 л/(с-м2) и продолжительностью 6-8 мин.
Удаление промывной воды осуществляется через желоба, подвешенные над поверхностью загрузки.
Профилактическая промывка производится один-два раза в неделю
сразу после текущей. Для этого фильтр полностью опорожняется и загрузка барботируется при одновременной подаче воздуха с интенсивностью 20 л/(с м2) и воды с интенсивностью 1,5 - 2 л/(с м2). При появлении воды на поверхности загрузки подача воздуха прекращается, и фильтр промывается одной водой с интенсивностью 12-16 л/(с-м2) в течение 2 мин.
При проектировании фильтров с зернистой загрузкой рекомендуется:
при подаче сточных вод после биологической очистки устанавливать перед фильтрами (исключая КЗФ) барабанные сетки;
применять водовоздушную промывку для однослойных, водяную -для двухслойных, водовоздушную или водяную - для каркасно-засыпных; при этом промывку следует осуществлять не хлорированной фильтрованной водой;
вместимость резервуаров промывной воды и грязных вод от промывки фильтров принимать не менее чем на две промывки;
при необходимости осуществлять насыщение фильтрованной воды кислородом;
принимать трубчатые распределительные дренажные системы большого сопротивления;
для фильтров с подачей воды сверху вниз предусматривать устройство гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки.
В качестве зернистого фильтрующего материала применяют кварцевый и керамзитовый песок, гранитный щебень, гранодиорит, шунгизит, гравий, горелые породы, металлургические шлаки, окатанный речной песок и др.
С
Таблица 14.1
Пропускнаяспособность, м3/сут |
Площадь застройки, м2 |
Строительный объем, м3 |
Построечные трудозатр аты, чел-дни |
Расход основных материалов |
|
бетона и железобетона, м3 |
стали, т |
||||
100 |
75 |
525,5 |
264,54 |
27,07 |
2.82 |
200 |
75 |
525,5 |
264,54 |
27,07 |
2,82 |
400 |
109 |
718 |
334,26 |
43,41 |
4,34 |
1400 |
128,5 |
842 |
368,74 |
68,7 |
5,55 |
2700 |
513 |
2320.2 |
2015,32 |
483,01 |
55,36 |
4200 |
603 |
2579 |
2146,37 |
515,08 |
60,14 |
7000 |
693 |
2840,2 |
2212,36 |
547,38 |
62,66 |
10000 |
706,4 |
3460 |
2340,48 |
566.3 |
67,36 |
17000 |
1016,33 |
5200 |
3709,06 |
804,77 |
98,33 |
25000 |
1110,97 |
5569 |
4463,67 |
847,46 |
116,17 |
ооружения доочистки на 10000, 17000, 21000 м3/сут сточных вод состоят из помещения фильтров и непроизводственно-вспомогательных помещений. Размеры в плане подземной части зданий 24x24, 36x22,5 и 24x36 м и надземной 12x9, 12x18 и 12x18 м. Набор технологических емкостей и подсобно-производственных помещений, их конструктивные и объемно-планировочные решения аналогичны сооружениям пропускной способностью 2700-7000 м3/сут. Различны лишь размеры в плане и число фильтров, а также размеры других технологических емкостей. В табл. 14.1 приведены характеристики фильтров для доочистки сточных вод.
Фильтры с загрузкой из гранитного щебня фракцией 2-5 мм высотой слоя 0,9-1,2 м и с дренажом рекомендуются для доочистки сточных вод от взвешенных веществ при скорости фильтрования 8 м/ч и направлении движения жидкости сверху вниз. При продолжительности фильтроцикла 12 ч эффективность доочистки достигает 70% (содержание взвешенных веществ в выходящей воде составляет 4-6 мг/л).
В последние годы в системах доочистки сточных вод стали широко применяться новые методы, которые сочетают в себе достоинства фильтров и предусматривают возможность биологической деструкции остаточных органических загрязнений после полной биологической очистки сточных при помощи прикреплённой биомассы. В качестве загрузочного материала, на котором происходят процессы глубокого изъятия загрязнений, используются полимерные элементы типа «Контур», «Водоросль» и некоторые
другие материалы. В практике очистки сточных вод эти сооружения пол\-чили наименование биореакторов доочистки. На рис. 14.9 приведена одна из конструкций биореактора.
А
-А
Принцип работы биореакторов заключается в следующем. В резервуар с загрузочным материалом подаётся биологически очищенная сточная вода, под загрузочным материалом установлена система аэрации, которая обеспечивает в резервуаре необходимую циркуляцию сточной воды через контейнеры с заг рузкой. Этот поток вовлекает поступающую сточную жидкость в циркуляцию, снабжает биомассу гидробионтов, прикрепляющуюся на загрузке, кислородом, активным илом из вторичных отстойников и растворенными в воде органическими веществами.
При заиливании загрузочного материала их отмывают подачей воздуха через аэрационную систему. Водовоздушный ноток внутри контейнеров срывает иловые отложения с загрузки, в это время осуществляют опорожнение биореактора и ил выводится из сооружения. На период промывки биореактора подача очищаемой сточной жидкости на доочистку прекращается.
Скорость фильтрации в биореакторах принимается в диапазоне от 5 до 7 м /ч при пропуске максимального часового расхода, при времени обработке сточных вод в 0,5-1 ч. Путём простой обработки биологически очищенных сточных вод достигается снижение содержания взвешенных веществ и органических загрязнений (по БПК) с 15-50 до 1-5 мг/л.
В зависимости от степени глубокой очистки биореакторы доочистки могут быть установлены в одну или несколько ступеней. Для повышения эффективности на поверхность загрузочного материала с потоком сточной воды однократно подаётся порошкообразные активированные угли (ПАУ). После промывки фильтров в сточную воду подают некоторое количество ПАУ.
Биоценоз биореактора образуется спонтанно и состоит из довольно большого количества видов различных микроорганизмов, в результате чего на загрузке развивается вполне устойчивая экосистема.
Переоборудование станции на технологию с биореакторами доочистки с одновременным повышением эффекта очистки сточных вод без строительства отдельных сооружений глубокой очисткой позволяет сэкономить значительные средства.