Экология среды. Учебное пособие

РАЗДЕЛ 4

В процессе водоподготовки и водопользования производственный контроль за качеством питьевой воды производится по следующим показателям:

»микробиологическим и паразитологическим,

»органолептическим,

»радиологическим,

»обобщенным остаточным количествам реагентов,

»химическим веществам, выбранным для постоянного контроля. Выбор веществ, подлежащих постоянному производствен-

ному контролю, проводится после оценки химического состава воды источника водоснабжения, а также технологии производства питьевой воды в системе водоснабжения.

Вопросы для самопроверки

1.Дайте определение гидросферы.

2.Перечислите аномальные свойства воды, играющие важную роль в поддержании жизни на Земле.

3.Дайте классификацию природных вод по их минерализации.

4.Дайте классификацию природных вод по их жесткости.

5.Какие воды используются в качестве источников водоснабжения городов и населенных пунктов? Каковы требования к питьевой воде?

Литература: 1, 4, 5, 6.

Тихонова .Н .И » Барабаш .В .Н

Экология среды » Курс лекций

РАЗДЕЛ 4

Очистка загрязненных сточных вод может осуществляться механическими, химическими или биологическими методами. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание (дезинфекцию).

При механическом методе очистки сточных вод загрязняющие вещества удаляются в виде нерастворенных примесей. Для механической очистки применяются следующие сооружения:

»решетки (задерживаются крупные, грубые примеси размером больше 5 мм);

»сита (задерживаются примеси крупностью до 5 мм);

»песколовки (служат для задержания минеральных загрязнений, преимущественно песка; поэтому они и называются песколовками);

»жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, смолоуловители (служат для улавливания из производственных сточных вод соответствующих загрязнений, более легких, чем вода, поэтому всплывающих на ее поверхность);

»отстойники (происходит осаждение взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах, с удельным весом больше единицы, а легкие вещества всплывают на поверхность воды ).

Различают следующие типы отстойников:

а) горизонтальные, прямоугольные в плане, в которых выпадение взвешенных веществ в осадок происходит при горизонтальном движении сточных вод с малыми скоростями;

б) радиальные (круглые или квадратные в плане), в которых выпадение взвешенных веществ происходит так же, как и в горизонтальных отстойниках, но при движении сточных вод от центра

кпериферии;

в) вертикальные отстойники, в которых выпадение взвешенных веществ в осадок происходит при вертикальном движении сточных вод в направлении, обратном выпадению осадка.

Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60 % нерастворенных примесей и снижения БПК: до 20 %. Из производственных сточных вод выпадает до 95 % нерастворенных веществ.

В последние годы для интенсификации процесса механической очистки бытовых сточных вод применяют их предварительную аэрацию до направления в отстойники или предварительную аэрацию сочетают с отстаиванием в одном сооружении, которое

Экология среды » Курс лекций

РАЗДЕЛ 4

отстойники, где происходит осаждение скоагулированного осадка. Количество и состав осадка ничем не отличаются от осадка, получающегося после химической очистки.

Как механический, так и химический метод очистки могут применяться как окончательные методы очистки сточных вод до выпуска их в водоем или как первый этап до направления их на биологическую очистку.

Сущность биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. В результате биологической очистки получается вода прозрачная, не загнивающая, содержащая растворенный кислород и нитраты.

В зависимости от условий, в которых происходит очистка сточных вод, биологический метод делится на два вида.

Кпервому виду относится биологическая очистка, происходящая в условиях, близких к естественным. К таким сооружениям относятся:

1) поля орошения,

2) поля фильтрации;

3) биологические пруды.

Ко второму виду относится биологическая очистка, осуществляющаяся в искусственно созданных условиях.

Ксооружениям для биологической очистки в искусственно созданных условиях относятся:

1) биологические фильтры (биофильтры), делящиеся на капельные и высоконагружаемые,

2) аэротенки.

Биологическая очистка в искусственно созданных условиях может быть полной, когда БПК сточных вод снижается до 90–95 %,

инеполной, когда БПК снижается на 40–80 %.

Биологической очистке предшествует механическая очистка. Отстойники, применяемые для этой цели, называются первичными отстойниками.

После биологической очистки на биофильтрах вместе с очищенной водой уносится биологическая пленка, а после азротенков – активный ил, хлопья которого населены многочисленными аэробными микроорганизмами, минерализаторами органических загрязнений. Для освобождения от биологической пленки и от активного ила сточные воды после прохождения через биофильтры

РАЗДЕЛ 4

и аэротенки направляют для осветления в отстойники, которые в этом случае называются вторичными отстойниками.

При очистке сточных вод в аэротенках определенное количество активного ила из осевшего во вторичных отстойниках возвращается в аэротенки для обеспечения биологического процесса очистки. Этот активный ил называется возвратным, или циркулирующим. Количество его составляет 40–50% от объема очищаемой жидкости.

Биологической очисткой нельзя добиться полного удаления из сточных вод всех бактерий, в том числе болезнетворных. Поэтому после биологической очистки сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) обычно хлором (жидким хлором или хлорной известью). При этом устраивают помещение, где производится подготовка и дозирование хлора (хлораторная), затем смесители для перемешивания хлора с обеззараживаемыми сточными водами и контактные резервуары, где вследствие контакта хлора с водой происходит уничтожение бактерий. Широкое распространение получили такие методы обеззараживания как озонирование, обработка очищенной воды ультрафиолетовыми лучами.

Обработка воды ультрафиолетовыми лучами не получила широкого применения из-за низкой санитарной надежности.

Озонирование воды по многим показателям превосходит хлорирование. Это более высокий окислительный потенциал, скорость реакции дезинфекции, хорошие органолептические показатели.

Выпадающее в контактных резервуарах небольшое количество осадка подвергается обработке совместно с осадком из первичных отстойников или направляется на иловые площадки.

Обеззараживание сточных вод может осуществляться и после механической очистки, если этим ограничивается их очистка до выпуска в водоем.

При биологической очистке сточных вод на капельных биофильтрах в качестве контактных резервуаров могут быть использованы вторичные отстойники после биофильтров. Вторичные же отстойники после аэротенков, а также после высоконагружаемых биофильтров при наличии рециркуляции очищенных сточных вод не могут служить контактными резервуарами, так как хлор будет губительно действовать на аэробные микроорганизмы, населяющие активный ил.

Тихонова .Н .И » Барабаш .В .Н

Экология среды » Курс лекций

РАЗДЕЛ 4

Для обработки, обезвреживания, обезвоживания осадка сточных вод используются следующие сооружения:

»септики (гнилостные резервуары), являющиеся горизонтальными отстойниками, в которых выпавший на дно отстойников осадок подвергается гниению вместе с протекающими сточными водами;

»двухъярусные отстойники, представляющие собой комбинированные сооружения; в верхнем ярусе которых расположен горизонтальный отстойник, а в нижнем ярусе – септическая камера для переработки (сбраживания) выпавшего из сточных вод осадка;

»метантенки. Осадок из отстойников (горизонтальных, радиальных, вертикальных), содержащий преимущественно органические вещества, во избежание его загнивания и заражения тем самым сточных вод (как в септиках) не реже одного раза в сутки направляется для сбраживания (обезвреживания) в отдельно стоящие камеры, называемые метантенками. Для интенсификации процесса брожения осадка в метантенках его искусственно подогревают и перемешивают.

»иловые площадки. Для обезвоживания сброженного осадка его направляют из септических камер двухъярусных отстойников

ииз метантенков на иловые площадки. Здесь он подвергается естественной сушке, после чего может быть утилизирован как хорошее органическое удобрение.

»искусственное обезвоживание осадков. Обезвоживание осадков может производиться и искусственным путем на вакуум-филь- трах, вакуум-прессах, центрифугах, термической сушкой.

Осадки производственных сточных вод состоят преимущественно из минеральных веществ. В этих случаях осадки из отстойников направляются для подсушивания указанными выше способами или в отвал в специальные хранилища.

Вещества, составляющие загрязнение сточных вод и являющиеся опасными в санитарном отношении, одновременно могут представлять собой ценные продукты, подлежащие утилизации в сельском хозяйстве и промышленности.

В сточных водах содержатся азот, фосфор, калий и другие ингредиенты, представляющие удобрения для сельскохозяйственных земель.

Значение сточных вод для сельскохозяйственного производ-

ства может быть оценено сравнением содержания питательных

РАЗДЕЛ 4

веществ в них, в навозе и навозной жиже. В 1000 м3 сточных вод, при норме водоотведения 150 л/сут на 1 человека, содержится столько же азота, сколько его имеется в 17,5 т навоза, соответственно фосфора – в 5,6 т навоза и калия – в 6 т навоза. Согласно требованиям агрономической науки к пропорции перечисленных удобрительных веществ, которые должны быть внесены в почву, в сточных водах обнаруживается для ряда культур недостаток калия и фосфора при значительном избытке азота. Недостающие удобрения должны быть восполнены внесением минеральных удобрений – суперфосфата, золы и др. Орошение сточными водами сельскохозяйственных земель дает повышение урожайности всех видов культур в 2–3 раза по сравнению с неорошаемыми землями [10].

Современные методы очистки бытовых и производственных сточных вод решают одновременно две задачи: очистку сточных вод, что имеет решающее значение для санитарного оздоровления водоемов и воспроизводства в них рыбных богатств, а также утилизацию ценных веществ, содержащихся в сточных водах. Так, например, на очистных станциях городских канализаций осадки сточных вод, или твердая фаза сточных вод, после сбраживания и обезвоживания используются как прекрасное органическое удобрение для сельского хозяйства. При термической сушке осадков они становятся транспортабельными на большие расстояния. Образующийся при брожении осадка газ метан утилизируется как высококалорийное топливо или после импрегнирования в баллоны используется как горючее для автомашин. Из активного ила станции аэрации получают витамин В12 весьма полезный для выращивания скота, и т. п. В сточных водах разных отраслей промышленности содержится большое количество таких вредных в санитарном отношении веществ, как нефть, фенолы, соли тяжелых металлов (меди, хрома, цинка и т. д.). Извлечение этих веществ имеет не только значение для очистки сточных вод, но позволяет использовать эти ценные для народного хозяйства продукты, которые как отбросы производства в большом количестве попадают в сточные воды. В промышленных районах, бедных водой, единственным выходом из положения для того, чтобы обеспечить водой предприятия для производственных нужд, является многократное использование воды в технологическом процессе производства. Для этого отработанная вода до повторного ис-

Тихонова .Н .И » Барабаш .В .Н