Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии очистки сточных вод. Учебное пособие.pdf
Гибнут при 75 °С через 5 мин
11
= 37 °С. Размножаются
опт
и мгновенно при кипячении
Приспособились к существо-
ванию в организме человека.
Погибают при кипячении
Переносят замораживание
до месяца. В сточных водах
живут до недели
= 37 °С. Вызывают заболевания желудка
Грамположительные палочки длиной 2…3 мкм и
шириной до 0,6 мкм. Т
при 5…45 °С. Вызывают брюшной тиф, гастроэн-
терит
Бактерии (семейство/род) Описание Профилактические меры
1.2. Характеристика основных патогенных бактерий, населяющих сточные воды
Enterobacteriaceae (энтеробактерии) – палочки размером 1…3 × 0,5…0,6 мкм, не образуют споры и капсулы.
На уровне рода отличаются ферментативной активностью и подвижностью
Salmonella
(Сальмонеллы)
Имеются патогенные штаммы кишечной палочки
с размерами 1,1…1,5 × 2,0…6,0 мкм. Существуют
Eschericha coli
подвижные и лишённые жгутиков организмы.
(Эшерихии)
Т
опт
Возбудители дизентерии
Shigella
(Шигеллы)
Продолжение табл. 1.2
12
Выдерживают нагревание
до 65 °С при рН 3,5…12
= 25…37 °С. Вырабатывают
опт
Т
эндотоксин
Выдерживают нагревание
до 85 °С в течение 10 мин
Выдерживают нагревание
до 120 °С в течение 10 мин.
Погибают при длительном
кипячении
= 20…37 °С.
опт
Размножаются при 10…15 °С.
Устойчивы к высыханию и
действию низких температур
Спорообразующая анаэробная
палочка, Т
В виде спор присутствует даже
в засолённых почвах. Размноже-
ние прекращается при рН 4,4 и
10…12 °С. Вырабатывают токсин,
вызывающий заболевание боту-
лизм
Бактерии (семейство/род) Описание Профилактические меры
Proteus (Протеи) – полиморфные, нитевидные палочки с размерами 0,3…3 мкм у молодых и до 20 мкм
у старых клеток
(Pr. Mirasilis, Pr. Vulgaris)** P. Mirabilis,
P. Rettgeriи P. Morganii
Str. Foccalis. Энтерокоrки (Streptococcus
Facalis var Liguefaciens, Streptococcus
Foccalis var Zumogenes)
Clostridium Botulinum
1.4. ОСНОВНЫЕ НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ СБРОСА СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЁМ
Для отслеживания качества очистки сточных вод контролируют такие показатели, как взвешенные вещества,
БПК, pH, нитраты, фосфаты, аммоний и кислород и т.д.
Взвешенные вещества являются одним из важнейших
санитарных показателей очистки сточных вод. Содержание
взвешенных веществ до очистки обычно составляет
150…300 мг/л, после первичных отстойников – 60…120 мг/л,
после биофильтров и вторичных отстойников – 5…20 мг/л.
БПК – количество растворённого кислорода, потребляемого за установленное время и в определённых условиях при биохимическом окислении содержащихся в воде
органических веществ. При эксплуатации очистных
сооружений в ходе оперативного контроля используют показатель БПК5 – биологическое потребление кислорода
микроорганизмами за 5 сут. При анализе определяется
количество кислорода, потреблённого за установленное
время (5 сут) без доступа света при 20 °С на окисление
загрязняющих веществ, содержащихся в единице объёма
пробы. Чем сильнее загрязнена вода, тем выше БПК.
ХПК характеризует общее количество окисляемых органических соединений – как биологически разлагаемых,
так и биологически неразлагаемых.
Оптимальный диапазон отношения БПК полн. к ХПК
находится в пределах от 0,4…0,5 и до 0,7…0, 75. Наиболее
подходящим для соотношения между химической и биологической потребности в кислороде считается значение 0,7,
при котором процессы биологической очистки проходят
оптимально и в полном объёме. После стадии биологической очистки соотношение БПК полн. / ХПК уменьшается
13
до 0,1…0,2, так как в сточной воде практически перестают
присутствовать органические вещества, подвергающиеся
биохимическому окислению.
pH воды определяет характер химических реакций и
биологических процессов в воде. Изменение pH влияет
на качество и эффективность очистки воды.
Концентрация нитратов и фосфатов. Большое их
содержание вызывает процесс эвторификации водоёмов.
Водоочистка от аммония имеет очень важное значение,
потому что при повышенном его содержании снижается
способность гемоглобина рыб связывать кислород. Повышенное содержание аммония свидетельствует о наличии
бактериального заражения. Нормативы очищенной сточной
воды, предназначенные к сбросу, представлены в табл. 1.3
В отдельную группу следует выделить показатели
санитарной биологической безопасности. К этим показателям относят: ОМЧ, ОКБ, ТКБ, Сульфитредуцирующие
клостридии.
Общее микробное число (ОМЧ) – это количественный
показатель, отражающий общее содержание мезофильных
аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов в
1 мл исследуемой воды.
ОМЧ отражает общее количество всех микроорганизмов, находящихся в 1 мл пробы. Данный индикатор выявляет потенциальные бактерии, способные причинить вред
здоровью человека. Считается, что чем выше ОМЧ, тем
вероятнее присутствие в исследуемом объекте патогенов.
Данный показатель позволяет оценить чистоту и качество
воды, оборудования и других объектов окружающей
среды. Так же с помощью его определения можно оценить
эффективность дезинфектантов.
14
1.3. Нормативы сброса сточных вод в водоёмы
№
п/п
Наименование показателя
1 Водородный показатель pH 6,0…9,0
2 Нитраты 9 мг/дм3
3 Железо 0,1 мг/дм3
4 Сульфаты 100 мг/дм3
5 Хлориды 300 мг/дм3
6 СПАВ 0,5 мг/дм3
7 Нефтепродукты 0,05 мг/дм3
8 Аммоний (по азоту) 0,4 мг/дм3
9 Аммоний-ион 0,5 мг/дм3
10 Нитриты 0,2 мг/дм3
11 БПК полн. 3 мг/дм3
12 Фосфат-ион 0,2 мг/дм3
13 Фосфаты по (Р) 1…2 мг/дм3
14 Щёлочность pH 7…9
15 Взвешенные вещества 10 мг/дм3
16 Алюминий 0,04 мг/дм3
17 Барий 0,74 мг/дм3
18 Медь 0,001 мг/дм3
19 Ртуть Отсутствие
20 Свинец 0,1 мг/дм3
21 Фенол 0,001 мг/дм3
22 Фториды 0,75 мг/дм3
23 Хром 0,07 мг/дм3
24 Цинк 0,01 мг/дм3
25 ХПК 30 мг/дм3
Норматив ПДК очищенной
сточной воды
15
Общие колиформные бактерии (ОКБ) являются микроорганизмами нормальной микрофлоры желудка, поэтому
превышение данной группы микроорганизмов может говорить о возможно антропогенном (в том числе, и фекальном) загрязнении воды.
Термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ)
устойчивы в окружающей среде, поэтому обнаружение
данной группы микроорганизмов в воде может говорить
об однозначном загрязнении её продуктами жизнедеятельности человека.
Сульфитредуцирующие клостридии могут сохраняться
в водоёмах долгое время. Клостридии встречаются
в кишечнике человека и домашних животных, однако
при попадании с водой в большом количестве могут
вызвать пищевые отравления.
Контрольные вопросы по разделу
1. Дайте определение сточных вод.
2. Перечислите основные виды сточных вод
3. Какие виды загрязнений сточных вод вы знаете?
4. Перечислите показатели очистки сточных вод.
5. В чём заключается цель очистки сточных вод?
16
2. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным. Поэтому на очистных сооружениях
применяют целый набор приёмов, каждый из которых
ориентирован на работу с той или иной группой веществ.
Все эти приёмы можно разделить на несколько категорий:
механические; химические; биологические и биохимические; физико-химические.
2.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Со сточными водами на станцию очистки поступает
большое количество различных видов отбросов: предметы
быта горожан, отбросы пищевых производств, пластиковая
тара и полиэтиленовые пакеты, а также строительный
и прочий мусор. Для удаления крупных загрязнений
на станциях очистки используются механизированные
решётки. Решётка – сооружение для механической очистки
сточных вод, служит для задержания крупных загрязнений
органического и минерального происхождения. Решётки
подготавливают сточную жидкость к дальнейшей очистке.
Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо
вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.
Второй ступенью механической очистки сточных вод
являются песколовки – сооружения, служащие для удаления минеральных примесей, содержащихся в поступающей
17
воде. Песколовка служит главным образом для удаления
песка и сопутствующих ему компонентов в системе поверхностной канализации. Но в то же время она способна
захватывать и более крупные компоненты: мелкие камни,
различные твёрдые примеси, гальку. В отстойниках может
происходить смешивание различных твёрдых компонентов
и органических соединений, что, в свою очередь, может
повлечь за собой проблемы с удалением осадка. Своей
работой песколовка значительно облегчает очистку отстойников, удаляя 80…90% твёрдых примесей [5].
Пройдя первые две ступени механической очистки,
сточные воды поступают в первичные отстойники, предназначенные для осаждения из сточной воды нерастворённых примесей. Первичный отстойник – сооружение блока
механической очистки, предназначенное для гравитационного отстаивания мелкодисперсных загрязнений, в основном органических, и, как следствие, снижение БПК и ХПК.
Конструктивно все первичные отстойники на станциях
очистки открытого типа и имеют радиальную форму, при
различных диаметрах – 33, 40 и 54 м.
2.2. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
В рамках данной методики, помимо химических реагентов, применяют различные микроорганизмы (биоагенты), сейчас на данный момент используют активный ил и
разного рода микроводоросли, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. На данный момент основным используемым биоагентом является активный ил.
Это объясняется тем, что при очистке сточных вод микроводорослями возникает ряд трудностей: адаптация микро-
18
водорослей к среде; долгое время очистки; большие затраты на энергоносители.
Очистные станции, работа которых основана на этом
принципе, можно разделить на две группы:
1) работающие в естественных условиях – могут
представлять собой водоёмы (биопруды) либо «сухопутные»
сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых
происходит почвенная доочистка стоков, такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов;
2) работающие в искусственных условиях: создавая
искусственным путём более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удаётся значительно увеличить.
Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа: биофильтры; аэрофильтры; аэротенки.
Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют
на нём плёнку.
Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нём
предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность
до 4 м и сделать процессы окисления значительно более
интенсивными.
В аэротенках полезная биомасса существует в виде
активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками
в однородную массу.
Достоинства: несложное аппаратное оформление, невысокие эксплуатационные затраты.
19
Недостатки: большие капитальные затраты, необходимость предварительного удаления токсичных веществ,
строгое соблюдение технологического режима очистки.
2.2.1. БИООЧИСТКА В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ
Биологическая очистка сточных вод в естественных
условиях может осуществляться в биологических прудах и
на полях фильтрации.
Биологические пруды являются искусственно созданными неглубокими водоёмами, в которых происходит биологическая очистка сточных вод на слабофильтрующих
грунтах, основанная на процессах, протекающих при самоочищении водоёмов. Биологические пруды можно также
использовать для доочистки сточных вод. Пруды бывают
одиночные или состоящие из 3 – 5 прудов, через которые
медленно протекает осветлённая или очищенная на биофильтрах сточная вода.
Биологические пруды получили применение благодаря
тому, что в стоячих водоёмах вследствие интенсивного
развития планктона и бентоса, процессы очистки загрязнённой воды идут весьма интенсивно.
Очистка сточных вод в биологических прудах может
происходить как в анаэробных, так и в аэробных условиях.
На строительство очистных сооружений с аэрируемыми
биопрудами требуются наименьшие капитальные вложения по сравнению с другими методами.
Биологические пруды целесообразно устраивать при
наличии не пригодных для полей фильтрации почвогрунтов, благоприятных топографических условий и наличия
поблизости водоёма с чистой водой, которую можно
использовать для разбавления сточной жидкости.
20