Потребление и растворение кислорода в воде водоёма.

Для того что бы процесс самоочищения протекал нормально, необходимо обеспечить определённые условия, основным из которых является наличие в водоёме после спуска в него сточных вод запаса растворенного кислорода. В водоёме одновременно происходит с одной стороны потребление кислорода на минерализацию органических веществ, а с другой – пополнение его за счёт растворения кислорода поступающего от поверхности воды, то есть так называемая ре аэрация.

Процесс потребления кислорода определяется уравнением:

Процесс реаэрации

La –БПк полное в начальный момент процесса потребления кислорода.

Lt – БПК полное по прошествии времени t мг\л

Да- дефицит растворённого кислорода в начальный момент у места выпуска сточной воды.мг\л

Дt – дефицит растворенного кислорода по прошествии времени t мг\л

К1- константа скорости потребления кислорода при данной температуре воды.

К2- константа реаэрации кислорода при данной температуре воды.

t- Время за которое проходит реаэрация кислорода сутки.

Уравнение дефицита кислорода по прошествии времени t

Схема изменения кислородного баланса.

1 кривая – степень потребления кислорода без реаэрации.( формула 1)

2 кривая – процесс реаэрации ( формула 2)

3 кривая – дефицит кислорода ( формула 3)

Как видно из рисунка общее содержание растворенного кислорода сначала падает до минимума. Точка А ( пункт наибольшего загрязнения), а зачем примерно с 4го дня начинает возрастать.

При повышении температуры воды, скорость потребления кислорода возрастает. По этому при плохих условиях аэрации летом дефицит кислорода Дt может дойти до полного, то есть растворенный кислород на некотором участке водоёма будет отсутствовать. По этому в данном водоёме возможна гибель рыбы. В некоторых случаях производится искусственное повышение кислорода в воде реки за счёт устройства перепадов или иных инженерных сооружений способствующих лучшему перемешиванию и аэрации воды.

Условия спуска сточных вод в водоёмы.

Регламентированы : Санитарные Правила и Нормы охраны поверхностных вод от загрязнения № 46 30 – 88

П 2.3 Составы и свойства воды должны соответствовать требованиям в створе распложенном на водотоке в 1 км выше ближайших по течению пунктов водопользования.

П 2.4 Составы и свойства воды водоёма в пунктах питьевого и культурно – бытового водопользования ни по одному из показателей не должны превышать нормативы приведённые в приложениях №1 и №2.

Приложение №1 «Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно – питьевого и культурно – бытового назначения»

Показатели состава и свойств воды водоёма или водотока.	Категории водопользования
	1 Хозяйственно - питьевое.	2 Купание спорт и отдых населения.
1 – взвешенные вещества	Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше чем на: 0.25 мг\л 0.75мг\л
2 – водородный показатель	Не должен превышать 6.5- 8.5мг\л
3- Растворённый кислород	Не менее 4 мг\л
4 – БПК полное	Не должен привышать 3.0 мг Q2\л 6.0мгQ2\л

Приложение №2 « Предельно допустимая концентрация вредных веществ воде водных объектов хозяйственно - питьевого и культурно – бытового водопользования.»

Наименование веществ	ПДК или ОДУ	Лимитирующий показатель вредности.	ПДК мг\л	Класс опасности.
Бенз(а)пирен	ПДК	Санитарно - токсологический	0.000005	1

ОДУ – Ориентировочно допустимые уровни веществ в воде, разработаны на основе расчётных и экспресс экспериментальных методов расчёта прогнозов токсичности.

Физико-химические методы очистки заключаются в том, что в очищаемую воду вводятся реагенты коагулянт и флокулянт. Коагулянт вводят для формирования хлопьев, а флокулянт для увеличения размеров этих хлопьев.

Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению органических веществ находящихся в воде в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе. Эти вещества являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений. Существующие сооружения для биологической очистки сточных вод делятся на 2 типа:

1. Сооружения, в которых очистка происходит в условиях близких к естественным.

2. Сооружения в которых очистка происходит в искусственно создаваемых условиях.

В естественных условиях различают 2 вида:

1. Используются поля орошения и поля фильтрации, на которых происходит фильтрование сточных вод через почву. Поля орошения – это участки, на которых кроме очистки сточных вод происходит выращивание сельхоз культур идущих на корм скоту. Поля фильтрации – это поля на которых происходит только очистка сточных вод.

2. Водоёмы (биопруды) заполненные проточной очищаемой сточной водой.

В сооружениях первого вида питание кислородом осуществляется за счёт непосредственного поглощения его микроорганизмами из воздуха.

В сооружениях второго вида питание кислородом происходит за счёт дифундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счёт механической аэрации. Климатические условия и большие занимаемые площади ограничивают развитие естественных приёмов биологической очистки сточных воды.

Для биологической очистки сточных вод в искусственных условиях применяют аэротенки и биофильтры, в них очистка протекает более интенсивно, так как искусственным путём создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.

Схемы очистки сточных вод.

1. Схема механической очистки

2. Схема биологической очистки.

Схема механической очистки.

1

0 – Приёмная камера.

1 – Решетки

2 – Дробилка

3 – Песколовка

4 – Песковая площадка

5 – Отстойник

6 – Метантенк

7 – Иловые площадки

8 – Смеситель

9 – Хлораторная

10 – Контактный резервуар

11- Утилизация для удобрения

12 - Выпуск в водоём.

Механической очисткой можно достигнуть выделения нерастворимых примесей из бытовых сточных вод до 60%. В последующем при биологической очистке удаляются оставшиеся тонкие суспензии, коллоидные и растворённые органические загрязнения.

Схема биологической очистки.

1. Приёмная камера

2. Решетка

3. Дробилка

4. Песколовка

5. Песковая площадка

6. На планировку

7. Первичный отстойник

8. Метантенк

9. Иловые площадки

10. Аэротенк

11. Вторичный отстойник.

12. Смеситель

13. Хлораторная

14. Контактный резервуар.

15. Выпуск в водоём