3. Наружные канализационные сети и сооружения

3.1. Характеристика сточных вод

Всесторонняя повседневная жизнедеятельность сопровождается потреблением воды на различные нужды (хозяйственно-бытовые, техниче­ские, медицинские и др.), которые в ходе использования изменяют свои фи­зические, химические и бактериальные (биологические) качества, превраща­ясь в сточную воду того или иного вида.

К сточным водам относятся также дождевые и талые воды, стекающие с территории различных объектов.

В зависимости от источника и характера загрязнения сточные воды подразделяются на бытовые (хозяйственно-фекальные), технические (произ­водственные), дождевые (атмосферные) и специальные.

Бытовые сточные воды– воды, поступающие из жилых домов бань, прачечных, госпиталей, столовых и других обще­ственных и административных зданий, а также бытовых помещений техни­ческих и специальных объектов. Бытовые сточные воды содержат крупные нерастворенные вещества – остатки пищи, овощей, тряпки, песок, фекалии, загрязнения органического и минерального происхождения в не­растворенном, коллоидном и растворенном состоянии, а также различные бактерии, в том числе болезнетворные. Сброс этих сточных вод в водоём производится только после их очистки.

Технические сточные воды– воды, использованные в системах охлаж­дения оборудования и кондеционирования (обработки) воздуха ин­женерных сооружений различного назначения, в автопарках, мастерских, а также в технологических процессах производства и ремонта, и загрязненные теми или иными веществами (примесями). В зависимости от количества примесей в них, они могу быть загрязненные и незагрязненные (условно чис­тые).

Загрязненные технические сточные воды могут содержать примеси ор­ганического и минерального происхождения. Очистка этих вод обязательна.

Малое количество примесей в незагрязненных технических сточных водах позволяет сбрасывать их без очистки в водоём (водоток) или использо­вать повторно в технологическом процессе производств.

Дождевые (атмосферные) сточные водыобразуются при выпадении дождя, выпадении и таянии снега (града) и смыва загрязнений с территории объектов. Характер загрязнения этих сточных вод определяется степенью загрязнения выпадающих атмо­сферных осадков и санитарно- эпидемиологическим состоянием территории.

Сточные воды, отводимые от санитарных пропускников специальных сооружений, пунктов специальной обработки, лаборато­рий и других специальных объектов, относятся к специальным. Высокая сте­пень загрязнения этих сточных вод отравляющими веществами (ОB), силь­нодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ), радиоактивными вещест­вами (РВ) и токсинами обуславливает обязательность их очистки.

Сточные воды отличаются составом, характером и концентрацией на­ходящихся в них загрязнений.

Концентрация загрязнений характеризуется массовой долей загрязне­ний в единице объёма сточных вод и зависит, главным образом, от норм во­допотребления; чем больше воды расходуется на одного человека или еди­ницу продукции, тем ниже концентрация загрязнений сточных вод.

По физическому состоянию загрязнения представляю собой взвешен­ные нерастворимые вещества, коллоиды и растворы. Нерастворимые веще­ства находятся в сточных водах в виде грубой суспензии с размерами частиц более 100 мк и в виде тонкой суспензии (эмульсии) с размером частиц 0,01-0,1 мк.

В бытовых сточных водах количество нерастворимых взвешенных ве­ществ более или менее постоянно и равно 65 г/сут на одного человека, поль­зующегося канализацией. Коллоидные вещества в воде имеют размеры час­тиц 0,1-0,001мкм. Состав коллоидной фазы бытовых сточных вод обусловли­вают её органические составляющие – белки, жиры, углеводы, а также про­дукты их физиологической переработки.

Химические вещества и элементы, вносимые с загрязнениями, всту­пают в химическое взаимодействие между собой и водой, растворяются в ней, изменяя её химический состав и свойства.

По составу загрязнения могут быть органическими, минеральными и бактериальными.

Органические загрязнения бывают растительного и животного проис­хождения. К растительным загрязнениямотносятся остатки растений, пло­дов, овощей и злаков, бумага, растительные масла, гуминовые вещества и др. Основной химический элемент этих загрязнений – углерод.

К загрязнениям животного происхождения относятся физиологиче­ские выделения людей и животных, остатки тканей животных, органические кислоты и др. Основной химический элемент этих загрязнений – азот.

Минеральными загрязнениямисточных вод являются песок, глинистые частицы, частицы руды и шлака, растворенные в воде соли, кислоты, щелочи, минеральные масла и другие вещества.

В бытовых и сточных водах содержится примерно 60% загрязнений ор­ганического происхождения и 40% минерального. В технических сточных водах это соотношение зависит от вида обрабатываемого сырья и технологи­ческого процесса производства.

К бактериальным загрязнениямотносятся живые микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки и различные бактерии. В бытовых сточных водах содержатся также болезнетворные бактерии (патогенные) – возбуди­тели заболеваний брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др., а также яйца гельминов (глистов), попадающие в сточные воды с выде­лениями людей и животных.

Основными показателями качества сточных вод, характеризующими их загрязненность, являются взвешенные вещества, биологическая потребность в кислороде (БПК), водородный показатель РН, стабильность (относительная стойкость) воды и бактериальное загрязнение.

Взвешенные вещества, в зависимости от крупности и удельного веса всплывают на поверхность, находятся во взвешенном состоянии или выпа­дают в осадок, зная норму водоотведения (q, л/сут) и количество загрязнений (a,г/сут) в сточных водах, приходящихся на одного человека в сутки, можно определить концентрацию их в единице объема сточных вод:

Р= , мг/л (1)

Общее количество кислорода, необходимое для окисления органиче­ских веществ аэробными микроорганизмами – минерализаторами, называ­ется биохимической потребностью в кислороде (БПК)и выражается в мг/л или г/м³.

БПК сточных вод определяют лабораторным путём. Расход кислорода для окисления пробы сточных вод в течение 5-ти суток при температуре 20⁰С обозначается БПК₅, а в течение 20-ти суток (время полного биохимического окисления) – БПК₂₀или БПК_полн.

Концентрация сточных вод по БПК₂₀ (L₂₀)в зависимости от её суточ­ного значения на одного человека (БПК’₂₀) принимаемого равным 40 г для осветленных и 75 г для неосветленных сточных вод, и нормы водоотведения (q) может быть определена по формуле:

L₂₀=(БПК’₂₀)1000/q ,мг/л (2)

Общее количество кислорода, необходимое для перевода углерода ор­ганических соединений в углекислоту, водорода в воду, азота в аммиак, серы в серный ангидрид, называется химической потребностью в кислороде (ХПК).

Разность ХПК-БПК₂₀ может служить показателем прироста микроби­альной среды (ила) и наличия в сточных водах стойких органических ве­ществ, не затрагиваемых биохимическим процессом. Соотношение между БПК₂₀ и ХПК показывает на необходимость применения биохимической очи­стки сточных вод.

Водородный показатель рН характеризует химическую активность сточных вод. Сточные воды, направляемые для биохимической очистки или сбрасываемые в водоём (на рельеф местности) должны иметь рН в пределах от 6,5 до 8,5.

Сильнокислые (рН < 6,5) или щелочные (рН > 8,5) сточные воды перед поступлением на очистные сооружения следует подвергать нейтрализации.

Определенное количество свободного растворенного кислорода содер­жимся в сточной воде, а также в составе солей азотистой и азотной кислот – нитритов и нитратов. Часть кислорода расходуется на окисление органиче­ских веществ. Если в составе сточных вод органических веществ много и на их окисление израсходуется весь кислород, то начнутся процессы гниения с выделением газообразных продуктов, в частности, метана и сероводорода. Момент загнивания сточных вод можно определить из соотношения между общим содержанием кислорода, находящегося в растворенной форме или со­ставе азотистых солей и БПК. Это соотношение, выраженное в процентах, называется стойкостью или стабильностью воды. При стойкости воды 50% загнивание начинается на третий день, а при стойкости 99 % - на двадцатый день.