КГ Акулов

канализационной сети). И з внутренней канализационной сети сточные воды поступают в наружную канализацион­ ную сеть, представляющ ую собой разветвленную систему труб, каналов, собирающих и отводящих сточные воды самотеком к насосной станции или к очистным сооружени­

ям.

Н аружная сеть в пределах микрорайона назы вается внутриквартальной. Внутриквартальные сети объединяю т­ ся уличной канализационной сетью в бассейны канализования, из которых сточные воды отводятся на очистные сооружения коллекторами. К коллекторам присоединяю т­ ся и канализационные сети промышленных предприятий, расположенных на территории населенного пункта и не имеющих собственных выпусков в водный объект.

К ак правило, движение городских сточных вод со всей территории населенного пункта до выпуска их после очистки в водоем происходит самотеком (самотечная система). При невозможности достижения самотека из-за особенностей рельеф а территории населенного пункта устраивают насосные станции перекачки, которы е подают сточные воды по напорным коллекторам на возвыш енные точки рельефа, в самотечные коллекторы (самотечно­

напорная система).

Кроме бытовых сточных вод, с территории населенно­ го пункта необходимо отведение атмосферных (дождевых, талых) и поливомоечных вод. В зависимости от взаимоот­ ношения бытовой и дождевой сетей различаю т следующие основные системы канализации: раздельную (полная или неполная), полураздельнуЮ и общесплавную.

Полная раздельная система состоит из двух самосто­ ятельных подземных сетей — бытовой и дождевой. При неполной раздельной системе бытовые сточные воды отводятся по подземной сети, а атмосферные — по сети открытых лотков, кюветов и канав.

П олураздельная система состоит из двух сетей, объ­ единенных общим главным коллектором. Подключение дождевой сети к главному коллектору производится через специальные разделительные камеры, в которых сток от дождей умеренной интенсивности направляется в главный коллектор, а при сильных дождях часть стока сбрасы вает­ ся в ближайший водоем.

При общесплавной системе все бытовые и дождевые воды отводятся по одной подземной сети на очистные сооружения для совместной очистки. Для разгрузки об­ щесплавной сети при сильных дождях на ней устраивают также разделительные камеры-ливнеспуски, через кото­ рые при возникновении большого расхода часть его без очистки сбрасы вается в ближайший водоем. При этом в водоем без очистки поступает не дож девая вода, как в

полураздельной системе, а смесь бытовых, производствен­

главному коллектору поступают на городские очистные сооруж ения. Очистка городских сточных вод не решает радикально вопрос защ иты водных объектов, однако с ее помощ ью можно предотвратить попадание в водные объ­ екты 85— 90% загрязнения. Очистка создает предпосылки Для эф ф ективного обеззараж ивания городских сточных вод, в результате которого они становятся эпидемически безопасными.

Задачи, стоящ ие при очистке городских сточных вод, сводятся к следующему:

1) освобождение сточной жидкости от взвешенных

минеральных и органических веществ (механическая очи­ стка);

2)освобождение от растворенных и коллоидных орга­ нических веществ (биологическая очистка);

3)освобождение от патогенной микрофлоры (обеззара­ живание или дезинфекция);

4)обезвреживание и утилизация осадка.

М еханическая очистка. Первым сооружением механи­

представляет собой ряд параллельных металлических прутьев, скрепленных вместе и поставленных вертикально в коллекторе, подводящем воду к очистным сооружениям.

дится механическими граблями. Далее отбросы гидротран­

движения жидкости в которых рассчитана таким образом, чтобы могли осесть тяж елы е частицы, а легкий осадок

карьеров, оврагов при вертикальной планировке терри­

тории.

В настоящее время получают распространение аэриру­ емые песколовки, в которые через дно поступает сж аты й воздух. Это способствует отмывке песка от хлопьев

органической взвеси.

Горизонтальные песколовки отличаю тся простотой устройства и высокой эффективностью . Устойчивая рабо­ та наруш ается при колебаниях расхода сточных вод. Строительство сооружений из нескольких секций позволя­ ет бороться с этим недостатком. Вертикальные песколов­ ки более компактны. Они такж е достаточно эф ф ективны , так как, кроме силы тяж ести, на оседание песка влияют

еще и центробежные силы.

Единственным преимуществом вертикальных песколо­ вок является их компактность, однако они не оправдали себя, так как их строительный объем в несколько раз

щественно органического происхождения.. Для их удале­ ния используются отстойники. СОтстойники^ в которые поступает сточная вода до биологической очистки, назы ­

ваются первичными.

В отличие от минеральных частиц, имеющих зерни­ стую форму, органические частицы состоят из^ хлопьев различной конфигурации с низкой относительной плотно­ стью . Процесс осаждения таких частиц весьма сложен. С одной стороны, при осаждении наблю дается слипание частиц, сопровождаю щ ееся увеличением размера и массы (агломерация), вследствие чего повыш ается скорость их осаждения. В то же время в токе жидкости наблю даю тся процессы дробления частиц, что замедляет осаждение. Насыщение хлопьев газами, выделяю щ имися из воды, приводит к их всплыванию на поверхность отстой­

ника.

По уг.нгтрук-иии отстойники делятся на горизонтальные и вертикальные. Частным случаем горизонтальных птгтпйникои является радиальный отстойник.

Горизонтальный отстойник представляет собой прямо­ угольный резервуар с отношением ширины к длине не менее 1:4 и глубиной до 4 м. Сточные воды каналом подводятся к торцовой стенке отстойника, где при помощи поперечного лотка с водосливом равномерно распределя­ ются по ширине отстойника. С противоположной стороны сооружения устраивается такой же водослив для сбора осветленной жидкости. Сбор осадка в приямок в горизон­ тальном отстойнике производится с помощью механиче-

ния, осветленная вода собирается круговым лотком. Осо­ бенностью гидродинамики радиальных отстойников явля­ ется разность скоростей течения в центре и на периферии, что способствует более полному осаждению осадка.

Вертикальные отстойники — круглые цилиндрические резервуары диаметром до Ю м е дном в виде опрокинуто­ го конуса. Сточная ж идкость подается по лотку в цен­ тральную трубу сооружения. Достигнув отражательного щ ита, поток сточных вод изменяет направление с верти­

кального нисходящ его на горизонтальное, а затем на вертикальное восходящ ее.

О саждение взвеш енных веществ происходит при восхо­ дящ ем движении жидкости. В осадок выпадает взвесь, имею щ ая гидравлическую характеристику большую, чем скорость восходящ его потока. Частицы с гидравлической

Строительными нормами предусматривается сооруж е­ ние горизонтальных отстойников на станциях производи­ тельностью более 15 ООО м3 сточной жидкости в сутки.

Наиболее сложно и длительно осущ ествляется распад белковых веществ, поступающих в сточные воды большей частью в виде мочевины. Мочевина гидролизуется под влиянием фермента уреазы уробактерий до карбоната

аммония:

C O (N H 3)2+2H 20 = (N H 4) 2C 0 3

Н а следующем этапе под влиянием микробов Nitroso-

фикации связан с потреблением большого количества кислорода, что должно учитываться при организации очистки. Нитрификация — процесс экзотермический, что значительно облегчает эксплуатацию очистных сооруж е­ ний в зимнее время. Нитрификацию следует рассматри­ вать не только как минерализацию азотисты х органиче­ ских шлаков, но и как процесс накопления связанного кислорода в воде. При условиях дефицита кислорода в водном объекте связанный кислород м ож ет быть мобили­ зован в процессе денитрификации.

Описанные процессы минерализации происходят в естественных условиях в почве и водных объектах и являю тся основой самоочищения. В условиях урбаниза­ ции, высокой концентрации населения естественная ско­ рость и интенсивность этих процессов оказы ваю тся недо­ статочными для своевременного обезвреживания выделе­ ний человека. Указанное обстоятельство побудило к изы с­ канию способов интенсификации процессов самоочище­ ния, что нашло выражение в создании различны х искус­ ственных сооружений для биологической очистки сточных вод. Технически организация процесса биологической очи­ стки основана на моделировании условий, в которых биохимический распад органического вещ ества происхо­ дит в природе. По этому принципу приемы и сооружения биологической очистки могут быть разделены на две группы __моделирующие процесс в почвенных условиях и

в водной среде (табл. 13).

Исторически более ранними были сооружения, осно­ ванные на моделировании процессов биохимического окис­

ления в почве.

П о л я ф и л ь т р а ц и и . Специально спланированные участки земли, на которых производятся распределение и фильтрация через почву сточных вод. Никаких других задач, кроме очистки сточных вод, поля фильтрации не выполняют. К о м м у н а л ь н ы е п о л я о р о ш е н и я наря-

ду с очисткой использую тся для выращивания сельскохо­ зяйственных культур. Однако и для полей орошения

ж изнедеятельности микрофлоры, населяющ ей почву. К о­

ной водой, приносящей обилие питательного субстрата, увлажнение и обогрев, создаю тся условия для интенсивно­ го размнож ения и повышения уровня обменных реакций почвенного биоценоза. К аж дая структурная единица почвы на полях оказы вается покрытой сплошным слоем микро­ ф л о р ы — так называемой биологической пленкой.

На поверхности биологической пленки адсорбируются

иминерализую тся растворенные и коллоидные вещества сточной жидкости. Сорбционная поверхность такой плен­

пленки. И зрасходованный на процессы окисления кисло­ род возмещ ается из атмосферы за счет проникновения его в поры почвы. Для успешного хода очистки на полях необходимо соблюдение двух условий — обеспечение аэро­ бного ^характера процесса и соответствие количества

сточной жидкости, подаваемой на поля, их окислительной способности.

П редставляет интерес распределение загрязнений, при­ носимых со сточными водами, по глубине. В верхнем

10-сантиметровом слое задерживаю тся яйца гельминтов. Лишь отдельные экземпляры находили на глубине до 30 см, только в песчаных почвах. Микробное загрязнение поглощ ается в слое высотой 25— 30 см. М инерализация органического вещества в основном происходит в полумет­ ровом слое. В той или иной степени в очистке сточных

орошения с грунтовым потоком приводит к нарушению гидростатических условий и, таким образом, к повыш е­ нию скорости фильтрации, что неизбежно ведет к загряз­ нению грунтового потока. П оэтому строительными норма­ ми разреш ается устройство полей орош ения при уровне стояния грунтовых вод не менее 2 м.

При правильно организованных и эксплуатируемых полях орошения состав дренажной воды значительно отличается от состава сырой сточной жидкости. Общее количество бактерий снижается с миллионов до десятков

микрофлора. Биохимическая потребность в кислороде сниж ается до величин, допустимых в откры ты х водоемах. Такой эф ф ект очистки позволяет дать вы сокую гигиени­ ческую оценку полям орошения и фильтрации как методу обезвреживания городских сточных вод. Однако в услови­ ях крупных городов при современной плотности населения и высоких нормах водопотребления необходимая площадь полей орошения примерно ■должна равняться площади канализуемого города, а иногда даже превосходить его. Это обстоятельство значительно ограничивает применение полей орошения в качестве очистных сооружений для

сточных вод крупных городов.

Для небольших рабочих поселков, малых городов устройство полей орошения и фильтрации можно признать весьма целесообразным, учитывая сравнительную просто­ ту их устройства и эксплуатации. Рекомендовать поля орошения для отдельно стоящ их объектов в неканализованной местности (санатории, дома отдыха, пионерские лагеря) не следует из-за трудности обеспечения их обслу­ живающим персоналом.

Высокие удобрительные свойства сточной жидкости и потребность в воде овощных хозяйств, расположенных вблизи больших городов, вызвали к жизни еще один

выращивание огородных или кормовых культур, сеяных трав. ЗП О могут быть круглогодового или сезонного действия. При круглогодовом действии обеспечивается

Рис. 19. Биологический фильтр (схема).

1— дозирующий бак; 2— сифон; 3 —-спринклеры; 4 — магистральная труба; 5 — рас­ пределительные трубы; 6—дренаж из плиток; 7-—каналы для входа воздуха в дренаж; 8 — загрузка фильтра (щебень); 9 — канал для отвода очищенной воды.

непрерывный, независимо от времени года и погодных условий, круглосуточный прием непосредственно на поля или в накопители расчетного количества сточных вод без сброса их за пределы территории. При сезонном действии

орошении, например для вегетационных и влагозарядных поливов, а такж е периода их поступления. Так, стоки крахмальных, сахарных заводов поступают и используют­ ся в основном в осенне-зимний период.

не могут явиться путем передачи возбудителей кишечных инфекций. Однако для достижения этого со стороны органов санитарного надзора необходим строгий и тща­ тельный контроль за эксплуатацией ЗПО .

Биологическая пленка почвы полей орошения, несущая основную функциональную нагрузку, не может полностью проявить свою окислительную способность из-за недоста­ точного притока кислорода. С целью интенсифицировать процесс окисления, более полно использовать окислитель­

тонные резервуары , заполненные неразмокающим, круп­ нозернистым материалом (шлак, гранитный щебень), кото­ рый орош ается с поверхности сточной жидкостью . Загру­ зочный материал служ ит основой для заселения его бактериями, грибами, простейшими и другими организма­ ми, т. е. для биологической пленки. Источником появле­ ния ее на фильтре служ ат сточные воды. В начале работы биофильтра микрофлора адсорбируется на поверхности элементов загрузки, а затем, имея богатую питательную

биологической пленки достигает 500 м 2 на 1 м 3 загрузки, т. е. во много раз меньше, чем в почве. Однако окисли­ тельная способность биофильтра значительно выше. Это является следствием хорошей аэрации фильтра через

недели.

Для эффективной работы биофильтра необходимо ор­ ганизовать равномерное по площади и периодическое по времени орошение тела фильтра. Это достигается различ­ ными устройствами — спринклерами, наливными колесами, карусельными распределителями, опрокидывающ имися лотками, бачками М юллера. Несмотря на значительно лучшие условия аэрации на фильтре по сравнению с почвой, добиться максимального использования окисли­ тельной способности биологической пленки не удается, так как естественное просачивание воздуха зависит от наружной температуры, температуры сточной воды, сте­ пени развития пленки и многих других факторов.

С целью повышения окислительнрй способности био­ фильтра устраивается искусственная аэрация тела филь­ тра путем подачи компрессором сжатого воздуха в дре­ нажное пространство. При этом появляется возможность увеличить высоту загрузки с 2 до 4 м. Окислительная мощность возрастает в 3— 4 раза. Такие сооружения получили название аэрофильтров или высоконагружаемых

биофильтров.

Одним из вариантов конструкции являю тся башенные биофильтры, в которых загрузка располагается по верти­

водоемы , в которых очистка сточных вод протекает, в условиях, наиболее близких к естественному ходу само­ очищения. Н ебольш ая глубина прудов (от 0,5 до 1 м) позволяет создать значительную поверхность аэрации и обеспечить прогрев всей толщи воды и хорошее ее перемешивание. При этом создаю тся благоприятные усло­ вия для массового развития водных организмов, которые ассимилирую т биогенные элементы и в результате процес­

их использование как самостоятельных сооружений. При необходимости по местным условиям повышенной очистки сточных вод биологические пруды могут устраиваться

'очистки бытовых сточных вод биологических агентов в

толщ е перемещ аю щ егося слоя воды была предложена в 1887 г. Первые сооружения этого типа, получившие назва­ ние «аэротенки», построены в 1914 г. Работа аэротенков основана на использовании тех же процессов биохимиче­ ского окисления органических веществ, что происходят на биофильтрах. А эротенк представляет собой резервуар, в котором медленно протекает смесь так называемого ак­ тивного ила и сточной жидкости, подлежащ ей очистке. Д ля обеспечения нормальной жизнедеятельности микро­

Биоценоз активного ила представлен микроорганизма- ми-минерализаторами, способными сорбировать на своей поверхности и окислять с помощью кислорода воздуха органические вещества сточной жидкости. Видовой состав биоценоза активного ила весьма разнообразен. Процесс биологического окисления в аэротенке можно условно разделить на три стадии. В.. I стадии сразу же после смешения сточных вод с активным илом происходят адсорбция им загрязнений сточных вод и окисление легко