ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

491

санитарно-микробиологические и санитарно-химические характеристики воды, поступающей на обеззараживание;

параметры обеззараживания (доза реагента, время контакта и др.); результаты экспериментальных (на новые методы) и опытно-

промышленных испытаний; гигиенические заключения и сертификаты соответствия на технологию

и оборудование.

Материалы экспериментальных исследований, предоставленные для выдачи санитарно-эпидемиологических заключений на новые методы обеззараживания, должны включать дозо-временные параметры, обеспечивающие необходимый эффект в соответствии с гигиеническими требованиями по индикаторным (из реального стока) и патогенным бактериям и вирусам, добавленным в виде чистых культур в количестве, на порядок меньшем, чем число индикаторных. При этом набор показателей должен быть расширен: помимо основных (общие колиформные бактерии и колифаги) в исследования включают дополнительные индикаторные и другие показатели с учетом специфических особенностей стока.

При опытно-промышленных испытаниях должны быть выполнены аналогичные исследования на очистных сооружениях, где рекомендуется введение обеззараживания с учетом конкретных факторов и местных условий, колебаний качественного состава стока. При оценке результатов опыт- но-промышленных испытаний эффективность обеззараживания считают удовлетворительной при следующих условиях: не более 15 % проб может превышать норматив по каждому из индикаторных показателей в серии не менее 10 последовательно отобранных проб; при этом превышение норматива допускается не более чем в 2,5 раза; отсутствие патогенных микроорганизмов в 1 л воды в любой отобранной пробе.

При осуществлении центрами госсанэпиднадзора контроля за эффективностью обеззараживания сточных вод проверяется ведение документации, где регистрируются результаты санитарномикробиологических и санитар- но-химических анализов по согласованным показателям, а также технологические параметры обеззараживания (остаточные количества хлора или озона, доза УФО) и т. п.

Кроме того, центрами ГСЭН осуществляется выборочный лабораторный контроль за эффективностью обеззараживания сточных вод по программе и в сроки, установленные с учетом санитарно-эпидемической обстановки и по эпидемическим показаниям.

5.7.6. Биологическая водоочистка

Биологическая водоочистка – это способ очистки сточных вод, заключающийся в биохимическом разрушении микроорганизмами органических соединений, которые не были удалены на предшествующих стадиях водоочистки. Микроорганизмы используют эти соединения в качестве источника питания и энергии для обеспечения своей жизнедеятельности, разрушая их и превращая в СО2, Н2О, нитрат- и сульфатионы. При этом методе водоочистки применяют бактерии двух групп: аэробы (использующие при дыха-

492

нии растворенный в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствие свободного кислорода).

Биологическую водоочистку осуществляют:

в естественных условиях – на земледельческих полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах;

искусственно создаваемой среде – в аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах, метантенках, окситенках.

Земледельческое поле орошения это специально подготовленный и спланированный земельный участок, на котором выращивают сельскохозяйственные культуры, а для орошения и удобрения используют сточные воды.

Поле фильтрации – это участок земли, предназначенный для полной биологической очистки предварительно осветленных сточных вод.

Биологический пруд – это водоем площадью 0,5–1 га для биологической очистки сточных вод в аэробных и анаэробных условиях. Принцип работы биологического пруда основан на способности природных вод к самооочищению. Анаэробный пруд служит для предварительной очистки; за 30–50 сут обеспечивается снижение БПК в воде на 50–70 %. Аэробные пруды, как правило, располагают секциями, от двух до пяти прудов в каждой. Вода поступает последовательно из одного пруда в другой по мере ее очистки.

Для повышения глубины очистки воды по БПКполн. = 3 мг/л и снижения содержания в ней биогенных элементов (азота и фосфора) рекомендуется разведение в биологическом пруду высшей водной растительности – камы-

ша, рогозы, тростника и др. плотностью посадки 150–200 растений на 1 м2 при нагрузке по воде 10000 м3/сут на 1 га.

Аэротенк (от греч. аer – воздух и англ. tank – резервуар) – это очистное сооружение, служащее для очистки сточных вод от органических веществ путем осаждения их микроорганизмами, находящимися в слое активного ила на дне аэротенка. Размеры аэротенка – высота 4–5 м, ширина до 10 м, длина до 150 м. В аэротенке – вытеснителе (рис. 5.21) вода и ил подаются в начало сооружения, а смесь отводится в конце его. В аэротенке – смесителе сточная вода и ил подводятся и отводятся равномерно вдоль длинной стороны сооружения. В аэротенке с рассредоточенной подачей воды и ила нагрузка достигает максимума к концу сооружения, но степень очистки воды может быть очень высокой, т. к. по мере продвижения смеси по аэротенку ранее поданные загрязнения успевают срабатываться, и уровень питания ила соответствует его состоянию. В аэротенке ячеистого типа смесь из первого отсека переливается во второй (снизу), из второго – в третий (сверху) и т. д. Аэротенк с регенераторами получили широкое распространение, поскольку в нем происходит более длительный контакт ила с загрязняющими веществами, в результате чего достигается более глубокая очистка.

Аэрофильтр – это очистное сооружение для биологической очистки сточных вод. Отличается от биологического фильтра большей высотой фильтрующего слоя (до 4 м) и наличием устройства для принудительной вентиляции, обеспечивающей увеличение окислительной мощности аэрофильтра.

493

Рис. 5.21. Принципиальная схема аэротенка-вытеснителя:

1 – аэротенк; 2 – вторичный отстойник; 3 – сточная жидкость; 4 – иловая смесь; 5 – циркулирующий ил; 6 – избыточный активный ил; 7 – очищенная вода (пунктиром показано движение ила, сплошной линией – движениеводы)

Биологический фильтр (биофильтр) это очистное сооружение для биологической очистки сточных вод, в котором загрязненная вода фильтруется через крупнозернистый фильтрующий материал: шлак, гравий, керамзит и др., покрытый пленкой, образованной из скоплений микроорганизмов, разрушающих органические вещества сточных вод (рис. 5.22). Необходимый для биохимического процесса кислород поступает в толщу загрузки путем искусственной и естественной вентиляции биофильтра.

Рис. 5.22. Элементы загрузки биофильтров:

а, б, в, г – кольца; д, е – седло; ж – полые цилиндры с отверстиями; з – жесткая блочная загрузка; и – мягкая загрузка

494

Метантенк (от метан и англ. tank бак, цистерна) очистное со-

оружение для биологической очистки в анаэробных условиях (без доступа кислорода) органической части осадков сточных вод.

Окситенк – это очистное сооружение (рис. 5.23), в котором сточная вода и активный ил насыщаются техническим кислородом.

Рис. 5.23. Окситенк:

1 – подача осветленной сточной воды; 2 – реактор; 3 – подача технического кислорода; 4 – механический аэратор; 5 – выпускные окна; 6 – воздухоотделитель; 7 – илоотделитель; 8 – перемешивающее устройство; 9 – водосборный лоток; 10 – выпуск очищенных сточных вод; 11 – выпуск избыточного активного ила

495

5.8. Требования к эксплуатации очистных сооружений

Эксплуатацию очистных сооружений производят в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения». На весь или каждый комплекс очистных сооружений разрабатывают и утверждают технологический регламент. Качество очищенных сточных вод по отдельным очистным сооружениям должно отвечать проекту данного очистного сооружения и удовлетворять нормам предприятия. За количеством и качеством сбрасываемых стоков в соответствии с требованиями санитарных норм, а при их отсутствии – в соответствии с отраслевыми нормативами, устанавливают регулярный контроль согласно утвержденному графику. Производственные сточные воды, загрязненные специфическими веществами (сульфиды, неорганические кислоты, щелочи, фенолы и пр.) в количествах или по качеству затрудняющих или исключающих очистку общего стока на общезаводских очистных сооружениях, подвергают локальной очистке, сооружения которой на входе и выходе потоков оснащают автоматическими средствами контроля содержания взрывоопасных продуктов и сигнализации, превышения допустимых значений. Все колодцы на территории очистных сооружений постоянно должны находиться закрытыми и иметь для спуска в них надежно закрепленные стремянки или ходовые скобы. Крышки контрольных колодцев оборудуют специальными люками для отбора проб. Каждый колодец должен иметь указатель с надписью номера колодца. Все сооружения (песколовки, нефтеловушки и пр.) выполняют из несгораемых материалов. В целях противопожарной безопасности на свободной территории очистных сооружений проводят регулярное скашивание и уборку травы. На очистных сооружениях каждого предприятия должен быть определен перечень газоопасных работ, утвержденный главным инженером. К газоопасным работам на очистных сооружениях относятся работы, проводимые:

в приемных камерах промстоков и осадка; песколовках промстоков; нефтепродуктоловушках; разделочных резервуарах;

насосных, в которых перекачивают уловленный продукт; камере управления метантенка; прудах – отстойниках; хлораторных; расходных складах хлора; прочих сооружениях.

Эксплуатацию механизмов (механические решетки, гидроэлеваторы, механические скребки, мешалки, дробильные аппараты и др.), применяемых на очистных сооружениях, осуществляют по соответствующим инструкциям, составленным на основании паспортных данных для каждого механизма. В инструкциях должны содержаться правила безопасной эксплуатации механизмов, аппаратов и прочих устройств.

Очистные сооружения, расположенные за территорией предприятия, должны быть ограждены в соответствии с методическими указаниями по

496

проектированию ограждений площадок и участков предприятий, зданий и сооружений.

Ко всем задвижкам, шиберам и другим запорным механизмам и устройствам обеспечивают рабочий проход шириной не менее 0,7 м с соответствующим ограждением и наружным освещением. В местах перехода через лотки, каналы установливают переходные мостики с перилами. Каналы, обваловки, лотки, ходовые трапы, дороги содержат в надлежащем порядке, для чего своевременно проводят их ремонт, в зимнее время очищают от снега, в ночное время предусматривают освещение. Каналы шириной до 0,8 м должны быть перекрыты съемными щитами, при большей ширине вместо щитов необходимо ограждение. Ограждения периметров и ходовых трапов песколовок, отстойников, усреднителей, аэротенков и прочих сооружений содержат в постоянной исправности. Песколовки, отстойники, усреднители и другие сооружения оборудуют рабочими площадками с ограждениями, позволяющими безопасно и удобно перекрывать шиберы и чистить камеры. Персонал для обслуживания и ремонта сооружений, оборудования и сетей очистных сооружений должен быть обучен на специальных курсах или индивидуальным методом опытным работником. Проверку знаний персонала проводит комиссия, назначаемая главным инженером предприятия.

Далее приводим кратко основные правила по эксплуатации очистных сооружений.

Для обеспечения нормальной работы ручных решеток проводят регулярную их очистку и не допускают подпора жидкости в подводящем канале более 20 см. Удаление отбросов с ручных решеток производит дежурный оператор с помощью обмедненных граблей или вил, ручки которых не должны иметь заусениц. Во избежание появления неприятного запаха и привлечения мух в теплое время года, отбросы хозфекальных стоков обрабатывают хлорной известью. Вывоз отбросов производят систематически в сроки, согласованные с органами Госсанэпиднадзора. Транспортировку отбросов от решеток, при количестве их более 0,1 м3 в сутки, следует механизировать. При механической очистке решеток оператор должен периодически, не реже 2–3 раз в смену, осматривать грабли и задержанные на них предметы сбрасывать специальным крючком в контейнер. Контейнер должен быть оборудован крышкой и, по мере накопления отбросов в нем, вывозиться в специально отведенное место для их уничтожения (захоронения). В зависимости от степени автоматизации установок в помещении механических решеток определяют необходимость постоянного присутствия в нем дежурного рабочего.

В помещении механических решеток обязательно предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию с 5-кратным воздухообменом в час. В помещении механических решеток удаление воздуха предусматривают в размере одной третьей из верхней зоны и две третьей из нижней зоны с удалением воздуха из-под перекрытия каналов. Также предусматривают и местные отсосы от дробилок. Устройства для включения вентиляции и освещения помещения решеток размещают перед их входом. Электроосвещение и электрооборудование помещения механических решеток выполняют во взрывозащищенном исполнении. Загрузочное отверстие дробилок оборудуют предохранительными устройствами с тем, чтобы отбросы не поступали наружу.

497

Подачу отбросов в дробилку, как правило, производят с помощью транспортера. Во избежание накопления мелких отбросов на дне камер решеток – дробилок раз в месяц производят их очистку.

Очистку песколовок производят гидроэлеваторами, песковыми насосами, эрлифтами и другими механизмами не реже одного раза в сутки. Песок из песколовок удаляют на песковые площадки для подсушки, после чего вывозят в отвал, местоположение которого согласовывают с органами Госсанэпиднадзора. Не разрешается использовать песок, выгруженный из песколовок для подсыпки, планировки, посыпки дорожек и для других целей. В случае использования песка в качестве материала его необходимо отмыть от органических загрязнений. В зимнее время года после окончания откачки песка освобождают от пульпы пескопровод и задвижку на пескопроводе оставляют открытой во избежание его размораживания.

Для обеспечения эффективной работы нефтепродуктоловушек за ними требуется постоянный надзор и уход. Вокруг нефтепродуктоловушек устанавливают ограждения из несгораемых материалов высотой не менее 1 м. Сбор нефтепродукта в ловушке производится регулярно (не реже 1 раза в смену) с помощью нефтесборных поворотных труб или специальных лотков, принимающих плавающие нефтепродукты при поднятии уровня воды в ловушке. В ловушках предусматривают скребковый механизм с деревянными лопатками для сгребания осадка в приямок и подгона нефтепродуктов к нефтесборной трубе. Осадок из приямка периодически откачивают на иловые площадки. Нерегулярная очистка приямков и дна ловушки от шлама увеличивает его унос со стоками. Для обеспечения эффективного отбора ловушечного продукта в холодное время года в ловушках допускается предусматривать обогрев поверхностного слоя воды, прилегающего к отборным устройствам. Все работы, связанные с подготовкой ловушек к ремонту, проводят как газоопасные работы. Электрооборудование ловушек выполняют во взрывобезопасном исполнении.

Первичные отстойники, усреднители. С целью предотвращения за-

гнивания и выноса с очищенной жидкостью всплывающих веществ не допускается накопления их на поверхности отстойников.

Для сгона плавающих веществ к сборным устройствам и в первичных отстойниках предусмотривают специальные устройства, приспособления (полупогружная доска).

Скопившийся в первичных отстойниках осадок периодически удаляют: из горизонтальных и вертикальных отстойников 1–2 раза в сутки; радиальных – 1–2 раза в смену.

Лотки, подводящие воду к отстойникам, сборные лотки, переливные борта регулярно очищаются и освобождаются от застрявших на них отбросов. Периодичность очистки устанавливают с учетом местных условий. Приводной механизм илососов радиальных отстойников, а также ферма и рельсовый круг заземляют. Движущиеся части илоскреба и механизма для сброса плавающих частиц не должны касаться стенок и днища отстойника. Выполнение каких-либо работ по обслуживанию отстойников с подрельсовых путей илоскребов не разрешается. Работы по обслуживанию отстойников проводят только с огражденных площадок. В случае схода катка илоскреба с

498

рельсового пути или его заклинивания обслуживающий персонал обязан немедленно отключить электропривод, предупредить старшего по смене, найти неполадки и устранить их. Не разрешается на ходу смазывать, очищать или красить приводной механизм фермы отстойника. Для внутреннего осмотра, чистки, ремонта отстойников, имеющих механическое оборудование, их опорожняют не реже чем через 2–3 года или по мере износа илососов. При эксплуатации усреднителей постоянно контролируют работу механизма и приспособлений, обеспечивающих перемешивание сточных вод (мешалки, барботеры, струенаправляющие устройства). В случае накопления в усреднителе нерастворенных примесей (всплывающих, оседающих) производят периодическую их очистку.

Выгрузку песка из кварцевых фильтров (при его замене) механизируют, применяя гидроэлеваторы или другие технические средства. При необходимости проведения выгрузки песка из фильтров вручную все работы проводят в шланговом противогазе с принудительной подачей воздуха.

Очистку флотаторов от хлопьев пены проводят непрерывно с помощью механических скребков в пеносборники. Напорный резервуар, флотатор и баки для коагулянта периодически опорожняют, осматривают и очищают от осадков. Напорный резервуар можно продувать во время работы через нижний кран. Периодичность очистки должна устанавливаться с учетом местных условий. Очистку флотаторов и напорных резервуаров производят гидравлическим способом в установленных нормами средствах индивидуальной защиты (спецодежда, защитные очки, рукавицы, при необходимости шланговый противогаз) с соблюдением мер безопасности. После окончания работы принимают душ.

Установки нейтрализации. Прием кислоты и щелочи из автоцистерн в стационарные емкости производят только с разрешения старшего по смене. При обнаружении течи емкость немедленно освобождают от кислоты или щелочи. Для освобождения емкости от остатков кислоты или щелочи их предварительно нейтрализуют и промывают емкость большим количеством воды. Разлитую щелочь или кислоту смывают водой или засыпают песком и вместе с ним удаляют. Для предотвращения зарастания трубопроводов и запорной арматуры отложениями, получаемыми при нейтрализации сточных вод, их кратковременно промывают несколько раз в смену чистой водой. Все работы на установке проводят в установленных нормами средствах индивидуальной защиты (спецодежда, резиновые перчатки, защитные очки, резиновые сапоги).

Аэротенки с механическими аэроторами оборудуют площадками для обслуживания, которые располагают так, чтобы обслуживающий персонал в зоне брызг и капель воды не находился. В целях предотвращения нарушения процесса биохимической очистки стоков нельзя допускать прекращения подачи воздуха в аэротенки. Для бесперебойной подачи воздуха в аэротенки на воздуходувной станции очистных сооружений предусматривают необходимое количество резервных агрегатов, которые должны автоматически включаться в работу при выходе из строя рабочего агрегата. С целью предотвращения выброса активного ила с пеной через борта аэротенков, при обильном пенообразовании в них, включают систему пеногашения. Пеногашение

499

должно осуществляться водой через брызгала или химическими антивспенивателями. Применение химических антивспенивателей согласовывают с органами Госсанэпиднадзора и рыбоохраны. При остановке аэротенка на ремонт не допускают прекращения подачи воздуха до полного его опорожнения, с целью предотвращения осаждения активного ила и затруднения его выгрузки. Во избежание размораживания илоприемных труб железобетонных конструкций, перфорированных труб и прочее, опорожнение сооружений узла биологической очистки в зимнее время производят только в исключительных случаях, с предварительной разработкой и выполнением мероприятий, исключающих размораживание.

При принудительной подаче воздуха в биофильтры (аэрофильтры) следят за равномерным его распределением по отдельным фильтрам, а также за работой вентиляторов. Дозирующие приспособления для распределения жидкости на поверхности окислителя ежедневно осматривают и при засорении их отверстий прочищают. Обследование внутренних слоев загрузки биофильтров через боковые люки разрешается только после их отключения. Осмотр башенных и высоких биофильтров производят с соблюдением требований инструкций по охране труда при работе на высоте. Для предотвращения заиливания днищ биофильтров проводят осмотр поддонного пространства, в случае необходимости, проводят промывку поддонного пространства и лотков.

Независимо от общего ограждения территории очистных сооружений площадка метантенков должна иметь ограждение не ближе 10 м от стен метантенка. В зоне радиусом 5 м от горловины метантенков, люков – лазов и открытых камер выгрузки в период работы метантенков запрещается курить, производить огневые работы, связанные с искрообразованием. Во избежание подсоса воздуха в подкупольное пространство метантенков и образования взрывоопасных концентраций газов в нем загрузку свежего и выгрузку сброженного осадка проводят одновременно. В газовых системах метантенков систематически измеряют и поддерживают постоянное (нормальное) давление газа. Выделяющийся в процессе брожения газ метантенка должен иметь беспрепятственный выход из подкупольного пространства метантенка в отводящий газопровод. Не допускается заполнение подкупольного пространства метантенков осадком, а также скопление конденсата в отводящем газопроводе. Конденсат периодически дренируют. Конденсат из газопровода метантенков подают в систему водоотведения только с разрывом струи, исключающей возможность попадания газа. Не допускают накопления плотной корки осадка внутри метантенков, осложняющей выход газа. В случае образования корки усиливают перемешивание осадка с помощью механической мешалки, гидроэлеватора и др. Не допускают вспенивания содержимого метантенков. При вспенивании усиливают перемешивание осадка, сокращают подачу свежего и выгрузку сброженного осадка. Сброженный осадок из метантенков направлять на иловые площадки с целью дальнейшей его подсушки. Входить в загазованное помещение можно только в шланговых или изолирующих противогазах. Запрещается при этом пользоваться фильтрующим противогазом.

500

5.9. Осадки сточных вод и объекты их размещения

Осадки сточных вод – это водные суспензии, образующиеся на очистных сооружениях систем водоснабжения и водоотведения. Состав и свойства осадков довольно разнообразны. Однако условно их можно разделить на три основные категории: минеральные осадки, органические осадки и избыточный активный ил. Для обработки осадков используют их обезвоживание на иловых площадках или обезвоживающих устройствах с последующим использованием как органического удобрения на земледельческих полях орошения; компостирование осадков с органическими бытовыми отходами, торфом, опилками с получением органических удобрений. Осадки сточных вод могут быть переданы на городские очистные сооружения (если они расположены рядом) для совместной обработки с осадками городских сточных вод.

Чтобы не допустить загрязнение подземных вод и поверхностных водных объектов, применяют накопители (хранилища).

5.9.1. Земледельческие поля орошения

Земледельческие поля орошения (ЗПО) – это специализированные ме-

лиоративные системы, предназначенные для использования подготовленных сточных вод на орошение и удобрение земель и для осуществления естественной биологической их доочистки.

На ЗПО могут быть использованы хозяйственно-бытовые, производственные и смешанные сточные воды городов, поселков, фермерских хозяйств, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции после соответствующей их подготовки на сооружениях механической и биологической очистки.

Возможность использования производственных и смешанных сточных вод на ЗПО решают в каждом конкретном случае органы и учреждения государственных санитарно-эпидемиологической и ветеринарной служб, охраны окружающей среды на основании результатов специальных исследований, проведенных научно-исследовательскими учреждениями гигиенического, агромелиоративного и ветеринарного профилей, направленных на выяснение степени и характера влияния сточных вод на почву, выращиваемые культуры, животных и животноводческую продукцию.

Возможность устройства ЗПО определяют на основании анализа состояния земель для сельскохозяйственного использования, соблюдения эко- лого-гигиенических требований по согласованию с территориальными:

органами и учреждениями государственной санитарноэпидемиологической службы;

органами государственной ветеринарной службы; органами охраны окружающей среды; органами по регулированию использования и охране вод; органами гидрогеологической службы.

Требования к выбору территории земледельческих полей орошения