5. Канализационные насосные станции

Канализационные насосные станции служат для перекачки сточных вод на очистных со­оружениях из заглубленных коллекторов, а также для перекачки сточных вод из коллекторов глу­бинного заложения в коллекторы с меньшим заложением. В первом случае станции называют главными, во втором - станциями подкачки. Место расположения станции определяется при про­ектировании. По нормам она должна возводиться на расстоянии не менее 20...30 м от общест­венных и жилых зданий. По периметру станции устраивают зеленую зону шириной не менее 10 м. Выбор типа канализационной станции определяется:

- глубиной заложения коллекторов,

• объемом сточных вод,

• геологическими условиями,

• типом устанавливаемых насосов.

Станция состоит из отделения решеток, приемного резервуара машинного зала со вспомо­гательными и бытовыми помещениями. Состав вспомогательных помещений определяется разме­рами станции, системой электроснабжения и управления насосными агрегатами. Приемные резер­вуары, необходимые для выравнивания режима работы насосов, устраивают совмещенными и от­дельно стоящими от здания станции. По расположению машинного зала относительно земли стан­ции бывают незаглубленными (до 7 м) и заглубленными (свыше 8 м). В зависимости от установ­ленных насосов станции могут быть с горизонтальными и вертикальными насосами. По форме здания станции бывают прямоугольные и круглые. Для станции с подачей 50... 1540 тыс.м³/сут диаметр шахты составляет 25...30 м.

Необходимая емкость приемных резервуаров, а также количество и производительность насосов выявляются в процессе расчета притока и откачки сточных вод. Производительность на­сосов принимается равной максимальному притоку. Минимальная емкость приемного резервуара принимается равной 8... 10 минутному расчетному притоку, т.е. времени пуска (0,5... 1,0 мин.), времени включения резервного агрегата (1...2 мин.) и минимально допустимого периода работы агрегата (3...5 мин.).

Подбор насосов для заданной производительности и требуемого напора производится по характеристикам и таблицам каталогов насосов.

В насосных станциях устанавливают основные и резервные насосы. Бесперебойность рабо­ты насосных станций обеспечивается подводкой электроэнергии от двух независимых источников.

6. Очистка сточных вод

Сточные воды городской канализации содержат значительное количество органических и минеральных загрязнений, которые подразделяются на:

• грубодисперсные,

• коллоидно-растворимые,

• нерастворимые.

Необходимая степень очистки определяется расчетом. При этом необходимо знать концентра­цию загрязнений в сточных водах, количество сточных вод, мощность водоема, состав его вод и концентрацию в них растворенного кислорода

Спуск сточных вод в поверхностные водоемы регламентируется правилами охраны этих вод от загрязнений. В соответствии с ними после смешивания сточных вод с водами водоема в по­следнем должно содержаться не менее 4...6 мг/л растворенного кислорода в летнее время, содер­жание взвешенных частиц не должно увеличиваться более, чем на 0,25...0,75 мг/л, величина рН = 6,5...8,5, значение БПК5 2...4 мг/м³.

Нормируется и ряд других показателей (содержание металлов, ядовитых веществ, темпе­ратура и др.). Спуск сточных вод, в которых присутствуют возбудители болезней, разрешается только после их дезинфекции.

Методы очистки модно подразделить на:

• механические,

• химические,

• физико-химические,

• биологические.

При механических способах очистки из сточных вод удаляются оседающие и всплываю­щие вещества. В процессе этой очистки можно задержать 60...80% нерастворимых загрязнений. Для задержания крупных веществ и отбросов используют решетки и сетки. Для осаждения твер­дых частиц минерального происхождения (песка и гравия) служат песколовки, устраиваемые по­сле решеток. В отстойниках осаждают как минеральные, так и органические нерастворимые взве­шенные вещества. Свежий осадок из отстойников имеет сильный и неприятный запах, поэтому его сначала отправляют в специальные емкости для перегнивания, затем на обезвоживание и подсу­шивание (на иловые площадки, пресс-фильтры...) после чего осадок может быть использован как удобрение или захоронен на полигоне ТБО.

Химические методы позволяют довести очистку сточных вод до 85% по взвешенным веще­ствам и примерно до 25% по растворимым. Применение этих методов основано на том, что при введении в сточную воду раствора некоторых реагентов образуются хлопья, способствующие осаждению взвешенных частиц.

Биологические методы очистки применяются для извлечения из сточных вод мельчайшей взвеси, а также коллоидных и растворимых веществ, в результате аэробных биохимических про­цессов. Для биологической очистки сточных вод используют сооружения, которые можно объеди­нить в две группы:

к первой группе относятся сооружения, в которых биологическая очистка производится в ус­ловиях, близких к естественным,

ко второй группе относятся биологические фильтры различного типа и аэротенки, в которых выращиваются аэробные микроорганизмы (в виде биологической пленки или активного ила), уча­ствующие в минерализации органических веществ, поступающих со сточными водами.

При выборе сооружений для биологической очистки в первую очередь необходимо уста­новить возможность использования полей орошения и фильтрации как наименее дорогих.

Полями орошения называют специально подготовленные земельные участки, используе­мые для биологической очистки сточных вод и одновременно для агрокультурных целей.

Поля фильтрации предназначены только для биологической очистки сточных вод. Про­цесс биологической очистки на этих полях состоит в том, что при фильтрации сточных вод через грунт в нем задерживаются загрязняющие вещества, органическая часть которых под воздейст­вием аэробных организмов минерализуется. Основные процессы биологической очистки протека­ют в верхних слоях почвы на глубине до 30 см, а весь процесс завершается на глубине 0,8... 1,2 м. Минерализация наиболее интенсивно протекает в пористых грунтах, куда свободно проникает воздух, необходимый для жизнедеятельности бактерий.

Очистка сточных вод в естественных условиях протекает медленно, поэтому применяются искусственные сооружения, в которых поддерживают оптимальные условия для быстрого разви­тия микроорганизмов.

Схема биологической очистки сточных вод:

1 - решетки, 2 - песколовки. 3 - первичный отстойник, 4 - аэротенки,

5 - вторичные отстойники, 6 - хлораторпая, 7 - контактный резервуар,

8 - пссковыс площадки, 9 - метантенки, 10 - иловые площадки,

11 - илоуплотнитсль,12 - компрессорная, 13 - дробилка,

14-газгольдерная

Наибольшее распространение для биологической очистки сточных вод получили аэротен­ки, в которых выращиваются аэробные микроорганизмы в виде активного ила.

Активный ил -это скопление микроорганизмов, способных сорбирован, па сноси поверх­ности органические загрязнения и окислять их за счет кислорода воздуха, подаваемого в аэротенк с помощью компрессоров. Образующийся в результате прироста микроорганизмов избыточный активный ил уплотняется в уплотнителях и направляется на сбраживание в метантенки.

Для образования активного ила требуется время, воздух и определенное качество сточных вод. Так, температура сточных вод должна быть дот 30°С, в них не должно быть веществ вредных для жизнедеятельности микроорганизмов. Расход воздуха для очистки сточных вод зависит от БПК20 (биохимическая потребность в кислороде, определяемая за 5 и 20 суток ) о начале и конце очистки, а также интенсивности аэрации и степени использования воздуха.

В схеме биологической очистки сточных вод перед аэротенками и после устанавливают отстойники для осаждения взвешенных частиц. Выбор типа отстойника (горизонтальный, верти­кальный, радиальный или двухъярусный) производится на основании технико-экономических расчетов.

После вторичных отстойников избыточный активный ил поступает на илоуплотнитель и в метантенки для сбраживания. При этом из первой и третьей загрузки свежего осадка получают до 12 м³ биогаза, который утилизируется, а отходы выводятся на иловые площадки.

Для обеззараживания сточные воды подверганотся дезинфекции хлором, х хлорной изве­стью или гипохлоритом натрия. Доза хлора для отстоянных сточных вод составляет 30 г на 1 м³ а после биологической очистки 10 г на 1 м . Продолжительность контакта хлора со сточными вода­ми составляет не менее 30 мин. и осуществляется во вторичных отстойниках после биологических фильтров. С целью обеззараживание может использоваться озонирование и другие методы.

Выпуск очищенных сточных вод в водоемы при полной биологической очистке допускает­ся осуществлять у берега, а при механической очистке выпуск переносится на дно водоема и на значительное расстояние от берега. Этим достигается лучшее перемешивание сточных и природ­ных вод, что способствует их интенсивной природной очистке.

Основные составляющие элементы канализации:

1.домовые приборы для приема стоков и отбросов;

2.сеть труб;

3.сооруження для очистки сточных вод (перед выпуском их в водоём канализация заме­няет вывозную систему и устраняет свойственные последней недостатки).

Беспрепятственное удаление использованной воды позволяет доводить водопотребление в канализованных городах до норм, полностью удовлетворяющих требования поддержания личной и общественной гигиены на высоком уровне.

Строительство канализации возможно при условии наличия центрального водоснабжения, т.е., когда водопроводная сеть вводится в здание, и там устанавливаются санитарно-технические приборы. И, наоборот, наличие канализации способствует развитию водоснабжения.

Для канализования города имеет значение застройка домами. Все выпуски от отдельных зданий присоединяются к уличной сети. При этом уличные магистрали прокладываются только вдоль пониженной стороны улицы. При проектировании канализационной сети диаметры труб должны рассчитываться с учётом генерального плана развития города, чтобы при увеличении водопотребления приём сточных вод был возможен.

Различают следующие виды канализации:

1. Хозяйственно-фекальная, которая охватывает жилую застройку и здания общественного назначения. Характерная её черта- приём сточных вод и жидких отбросов, т.е. результатов хозяйственно-бытовой деятельности;

2. Промышленная канализация предназначена для приёма и отведения сточных вод, проис­хождение которых связано с использованием на предприятиях технической воды для про­изводственных нужд;

3. Ливневая канализация, принимающая и отводящая за пределы застройки атмосферные осадки, выпадающие на территории населенных мест.

Каждый из этих видов канализации может существовать отдельно, но иногда их объединя­ют и транспортируют стоки по общей системе труб. В зависимости от наличия или отсутствия та­кого объединения различают раздельную и общесплавную систему.

Промышленные стоки присоединяются и к хозяйственно-фекальной к общесплавной сети, если их состав не угрожает исправности сети и её нормальной эксплуатации, и, если по своему со­ставу и свойствам они пригодны для совместной очистки на общих сооружениях.

Зачастую промышленная канализация функционирует раздельно и самостоятельно.

Достоинством общесплавной канализации является поступление всех стоков на общие очи­стные сооружения и отсутствие выпусков неочищенных ливневых стоков в черте города. Пропу­скная способность сети не рассчитывается на период максимального ливня, во время которого сеть переполняется.

Достоинство раздельной системы - в большей технико-экономической доступности по­стройки одной хозяйственно-фекальной сети.

По общесплавной системе были построены первые в России канализации в Одессе в 1871 году, в Самаре - в 1885 году.

Хозяйственно-фекальная канализация представляет собой комплекс различных сооруже­ний, которые способствуют созданию комфорта в домах, удалению сточных вод и их обеззаражи­ванию перед сбросом в водоёмы до степени, обеспечивающей их чистоту и защиту.

В состав канализации входят:

1. Приборы в жилых и общественных зданиях;

2. Сеть труб внутри здания и в пределах квартала или микрорайона;

3. Уличная сеть труб;

4. Коллекторы;

5. Установки на сети;

6. Насосные станции;

7. Сооружения для очистки и обезвреживания сточных вод;

8. Приспособления для выпуска сточных вод в водоём.

В зависимости от размеров канализации некоторые из элементов могут отсутствовать.

Санитарные приборы изготавливают из санитарно-технического фаянса, или металлические с эмалированной поверхностью, или пластмассовые.

Домовые приборы снабжаются внизу водными затворами. Вода в затворе автоматически сменяется при каждом пользовании прибором. Это приспособление ограждает помещение от проникновения в него запахов из канализационной сети.

Для общественных туалетов характерна автоматическая промывка. На трубах, отводящих воду от приборов, устраиваются отверстия с плотно привинченными крышками, «ревизиями», че­рез которые производят прочистку при засорении.