1.4.2. Состав и свойства бытовых сточных вод

В сточных водах населенных мест содержатся значительные количества различных органических соединений, среди которых находятся и микроорганизмы, в том числе и болезнетворные. Поэтому перед выпуском сточных вод в естественные природные условия они подвергаются обязательной обработке, устраняющей опасность распространения заболеваний.

Органические загрязнения встречаются растительного и животного происхождения. Загрязнения растительного происхождения содержат остатки растений, плодов, злаков, овощей, бумаги. В химическом составе этих загрязнений в основном содержится углерод в виде клетчатки. Органические загрязнения животного происхождения содержат физиологические выделения людей и животных, жировые вещества, органические кислоты и др. Основным химическим элементом этих загрязнений является азот в виде белковых веществ. Сточные воды, кроме углерода и азота, содержат фосфор, калий, серу, натрий и другие химические соединения.

Очистка сточных вод заключается в минерализации органических веществ под воздействием микроорганизмов в присутствии кислорода воздуха (аэробное окисление) или путем разложения органических веществ без доступа воздуха (анаэробный процесс). При аэробных биологических процессах органические вещества, содержащие углерод, азот, серу, фосфор, окисляются до минеральных солей (углекислых, азотнокислых, сернокислых и фосфорнокислых) и углекислоты. Аэробные процессы применяют при очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения в основном в растворенном состоянии (биологическая очистка бытовых сточных вод).

Бытовые сточные воды содержат до 60% загрязнений органического происхождения и около 40% минерального. Степень загрязнения сточных вод определяют содержанием в них взвешенных и оседающих веществ, их биологической и химической потребностью в кислороде, содержанием в них отдельных химических элементов и соединений.

Степень загрязненности сточных вод органическими веществами определяют количеством кислорода, необходимого в данный отрезок времени для биохимического окисления органических веществ (БПК), мг/л.

Для полного окисления органических веществ бытовых сточных вод при температуре 20 ºС требуется 100 дней. В связи с тем, что 99%-ная степень окисления наступает на 20-й день, принято считать полную биологическую потребность кислорода равной БПК₂₀. Для практических целей принимают БПК₅. За этот период степень окисления составляет 0,68. Для определения БПК₂₀ следует БПК₅ разделить на 0,68.

БПК бытовых сточных вод (L_a, мг/л) может быть определена в зависимости от нормы водопотребления на одного человека q_н по формуле

L_а = a· ,

где а – биологическая потребность кислорода;

q_н – норма водоотведения.

Количество загрязнений населенного пункта пропорционально числу жителей, пользующихся канализацией. Для определения концентрации загрязнений бытовых сточных вод можно пользоваться данными СНиП «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», приведенными в таблице 20.

Таблица 20. Концентрация загрязнений бытовых сточных вод

Показатели	Количество загрязнений на одного жителя, г/сут.
Взвешенные вещества	65
БПК5 неосветленной жидкости	54
БПК5 осветленной жидкости	35
БПКполн неосветленной жидкости	75
БПКполн осветленной жидкости	40
Азот аммонийных солей (N)	8
Фосфаты	3,3
Поверхностно-активные вещества	2,5

Загрязнения от населения, проживающего в неканализованных объектах поселка, учитываются при проектировании канализации поселка в размере 33% от указанных в этой таблице.

Важной характеристикой сточных вод, имеющей большое значение для процесса их очистки на биологических сооружениях, является рН. Значение рН сточных вод, предназначенных к биологической очистке, должно быть в пределах 6 – 9, так как в противном случае микроорганизмы-минерализаторы (активный ил) могут погибнуть.

В условиях сельской местности в основном применяют методы механической и биологической очистки сточных вод. При механической очистке сточная жидкость освобождается от крупных отбросов, а при биологической удается почти полностью освободиться от органических загрязнений.

Биологический метод очистки сточных вод может быть естественным и искусственным. При искусственном методе очистка сточных вод происходит в аэрационных сооружениях с принудительной подачей кислорода воздуха. При естественном методе она осуществляется на полях фильтрации, в биологических прудах за счет запаса кислорода, находящегося в почве и в воде биологических прудов. В процессе очистки сточных вод образуется осадок, который подвергают обработке.

Выбор метода очистки и сооружений, необходимых для этого, решается при технико-экономическом сопоставлении схем очистки, состава примесей, объема сточных вод, мощности водоемов и т.д.