8.3 Методи очищення стічних вод

Метод і ступінь очищення стічних вод визначають в залежно від місцевих умов з урахуванням можливого використання очищених стічних вод для промислових або сільськогосподарських потреб. Існують механічний, фізико-хімічний і біологічний методи очищення стічних вод.

У результаті механічного очищення зі стічних вод видаляються забруднення, що знаходяться в них у нерозчиненому і частково в колоїдному стані. Для механічного очищення використовують грати, піскоуловлювачі, відстійники, жироловки, гідроциклони, фільтри й інші споруди. Грати служать для уловлювання великих забруднень (ганчір’я, паперу та ін.), піскоуловлювачі – для уловлювання нерозчинених мінеральних домішок (піску, шлаку, скла), відстійники – для очищення вод від завислих речовин.

До фізико–хімічних методів належать: коагулювання, нейтралізація, екстракція, сорбція і т.д. При коагулюванні в стічні води вводять реагент, який сприяє укрупненню частинок (коагуляції), внаслідок чого збільшується кількість утриманих нерозчинених речовин. Такий вид очищення використовують для прискорення осаджування завислих речовин.

Біологічне очищення стічних вод – метод очищення побутових і промислових стічних вод, який полягає в біохімічному руйнуванні (мінералізації) мікроорганізмами забруднень органічного походження, розчинених і емульгованих у стічних водах. У мінералізації органічних сполук беруть участь бактерії, які залежно від відношення їх до кисню поділяються на дві групи : аероби і анаероби. Аероби при диханні користуються розчиненим у воді киснем, анаероби розвиваються без вільного кисню.

Аеробне біологічне очищення здійснюють в умовах, наближених до природних: на полях зрошування і фільтрації, в біологічних ставках і в штучно створених умовах, коли життєдіяльність мікроорганізмів інтенсифікують подачею повітря, а іноді і чистого кисню, в потік стічних вод, що проходять через спеціальні очисні споруди (аеротенки, аерофільтри, біофільтри).

При анаеробному способі очищення використовують метантенки – резервуари значної місткості (до кількох тисяч м³), де знешкоджують без доступу повітря осади, що виділяються у відстійниках.

Очищення стічних вод здійснюють послідовно на ряді споруд. Механічне очищення, як правило, передує біологічному. Спочатку стічні води очищають від нерозчинених, в вже потім від розчинених органічних забруднень. На рис.8.2 показано одну з поширених схем спільного очищення побутових і виробничих стічних вод

На рис.8.3 наведені схеми біологічного очищеня на аеротенках із додаванням активного мулу.

Активний мул – це скупчення аеробних мікроорганізмів, які здатні сорбувати на своїй поверхні органічні забруднення і окиснювати їх. Мул неперервно циркулює в системі – відділяється у вторинних відстійниках і повертається у стічну воду перед аеротенками. Життєдіяльність мікроорганізмів супроводжується постійним їх приростом. Надлишковий мул, що утворюється при цьому, направляють на зброджування у метантенки разом з осадом з первинних відстійників.

8.4 Основні відомості з розрахунку каналізаційних мереж

Каналізаційну мережу розраховують на часткове наповнення труб. Самопливний режим течії із частковим наповненням поперечного перерізу труб дозволяє:

а) створити певний запас у перерізі труб для пропускання витрати, що перевищує розрахункову;

б) створити кращі умови для транспортування завислих забруднень;

в) забезпечити вентиляцією мережі для виведення зі стічної води шкідливих і небезпечних газів, які з неї виділяються.

Гідравлічний розрахунок мережі виконують із використанням формул усталеного рівномірного руху:

	(8.1)
	(8.2)

в яких Q – витрата рідини, м³/с; ω – площа живого перерізу потоку,м²; υ – середня швидкість руху рідини, м/с; R_Г - гідравлічний радіус, м; І – гідравлічний уклон, що при рівномірному русі дорівнює ухилу дна труби; λ – коефіцієнт гідравлічного тертя; g – прискорення сили ваги, м/с².

Коефіцієнт гідравлічного тертя визначають за формулою

(8.3)

де - еквівалентна шорсткість, см; Д_Г=4R_Г – гідравлічний діаметр, см; Re – критерії Рейнольдса; α – безрозмірний коефіцієнт, що залежить від характеру розподілу шорсткості труб і структури потоку рідини із зависсю (суспензією).

Розрахункові швидкості потоку в каналізаційній мережі необхідно брати з умови транспортування піску й інших домішок неорганічного походження, які наявні у стічній рідині.

Самоочисною (критичною) називається швидкість, що відповідає повному суспендуванню забруднень, які є в потоці. Залежно від діаметрів труб побутової каналізаційної мережі значення самоочисної швидкості беруть від 0,7 м/с (для труб діаметром 150 – 250 мм.) до 1,5м/с (для труб діаметром 1500 мм і більше).

З іншого боку, швидкості потоку не повинні бути надто високими через наявність у стічних водах піску та інших твердих домішок, які викликають стирання і руйнування поверхні труб. Так, у металевих трубопроводах бажано не допускати швидкості більше 8 м/с, а в неметалевих – більше 4 м/с.

Кінцевою метою гідравлічного розрахунку каналізаційних мереж є визначення діаметрів і уклонів трубопроводів, а також складання поздовжнього профілю каналізаційної мережі.