8.5. Канализационные насосные станции

Канализационные насосные станции служат для перекачки сточных вод на очистных сооружениях из заглубленных коллекторов, а также для перекачки сточных вод из коллекторов глубокого зало­жения в коллекторы с меньшим заложением. В первом случае стан-

ции называют главными, во втором - станциями подкачки. Место расположения станции определяется при проектировании. По нормам она должна возводиться на расстоянии не менее 20-30 м от общест­венных и жилых зданий. По периметру станции устраивают зеленую зону шириной не менее 10 м. Выбор типа канализационной станции определяется глубиной заложения коллекторов, объемом сточных вод, геологическими условиями и типом устанавливаемых насосов. Станция состоит из отделения решеток, приемного резервуара и ма­шинного зала со вспомогательными и бытовыми помещениями. Со­став вспомогательных помещений определяется размерами станции, системой электроснабжения и управления насосными агрегатами. Приемные резервуары, которые необходимы для выравнивания ре­жима работы насосов, устраивают совмещенными и отдельно стоя­щими от здания станции. По расположению машинного зала относи­тельно земли станции бывают незаглубленными (при отметке до 4 м). полузаглубленными (до 7 м) и заглубленными (свыше 8 метров). В зависимости от типа установленных насосов станции могут быть с горизонтальными и вертикальными насосами. По форме здания стан­ции бывают прямоугольные и круглые. Для станций с подачей 50-150 тыс. мЛ'сут диаметр шахты составляет 25-50 м.

Необходимая емкость приемных резервуаров, а также количе­ство и производительность насосов выявляются в процессе расчета притока и откачки сточных вод. Производительность насосов при­нимается равной максимальному притоку. Минимальная емкость приемного резервуара принимается равной 8-10-минутному расчет­ному притоку,т. е. времени пуска (0,5-1 мин), времени включения резервного агрегата (1-2 мин) и минимально допустимого периода работ агрегата (3-5 мин). В насосных станциях устанавливаются специальные фекальные насосы, которые должны иметь большие проходные сечения во избежание засорения отбросами, а также спе­циальные люки для прочистки. В настоящее время для этих целей промышленность выпускает насосы типов СД (центробежные) и СДС (свободно вихревые), предназначенные для перекачки неагрес­сивной сточной жидкости плотность 1050 кг/м³, температурой до 80°С и содержанием абразивных частиц до 5 мм не более 1% по массе. Эти насосы имеют подачу 1,9-3000 л/с при напоре 5,5-110 м. КПД 45-83%. Маркировка насоса СД 800/32 означает: СД - тип на­соса; 800 - подача, м³/ч; 32 - напор, м.

Насосы типа ДСД, ДМ, БМ и ДМД выпускаются для перекач­ки жидкостей с большим содержанием взвешенных частиц. Они имеют подачу 45-610 л/с, напор П-39 м, и КПД 40-60%. Для пере­качки бытовых и производственных сточных вод выпускаются на­сосы-дробилки типа НДТ с подачей 45-320 л/с, напором 7-19 м.

Подбор насосов для заданной производительности и требуе­мого напора производится по характеристикам и таблицам катало­гов насосов. Изменение характеристики H-Q насоса достигается изменением числа оборотов двигателя или уменьшением диаметра рабочего колеса путем его обточки. В насосных станциях устанав­ливают основные и резервные насосы. Бесперебойность работы на­сосных станций обеспечивается подводкой электроэнергии от двух независимых источников.

. 8.6. Очистка сточных вод _;

Сточные йоды городской канализации содержат значительное количество органических и минеральных загрязнений, которые подразделяются на грубодисперсные, коллоидно-растворимые и нерастворимые. Необходимая степень очистки сточных вод опре­деляется расчетом. При этом необходимо знать концентрацию за­грязнений в сточных водах, количество сточных вод, мощность во­доема, состав его вод и концентрацию в них растворенного кисло­рода. Спуск сточных вод в поверхностные водоемы регламентиру­ется правилами охраны этих вод от загрязнений. В соответствии с ними после смешивания сточных вод с водами водоема в послед­нем должно содержаться не менее 4-6 мг/л растворенного кислоро­да в летнее время, содержание взвешенных частиц не должно уве­личиваться более чем на 0,25-0,75 мг/л, величина рН = 6,5-8,5, зна­чение БПК5 2-4 г/м³. Нормируется и ряд других показателей (со­держание металлов, ядовитых веществ, температура и др.). Спуск сточных вод, в которых присутствуют возбудители болезней, раз­решается только после их дезинфекции.

Методы очистки сточных вод можно подразделить на механи­ческие, химические, физико-химические и биологические. При ме­ханических способах очистки из сточных вод удаляются оседаю­щие и всплывающие вещества. В процессе этой очистки можно за-

держать от 60 до 80% нерастворимых загрязнений. Для задержания крупных веществ и отбросов используют решетки и сетки. Для осаждения твердых частиц минерального происхождения (песка и гравия) служат песколовки, устраиваемые после решеток. В от­стойниках осаждают как минеральные, так и органические нерас­творимые взвешенные вещества. Свежий осадок из отстойников имеет сильный и неприятный запах. Поэтому его обычно отправ­ляют в специальные емкости для иерегнивания, а затем на обезво­живание и подсушивание, например, на иловые площадки, пресс-фильтры и т. п., после чего осадок может быть использован как удобрение или захоронен на полигоне ТБО.

Химические методы позволяют довести очистку сточных вод до 85% по взвешенным веществам и примерно до 25% по раство­римым. Применение этих методов основано на том, что при введе­нии в сточную воду раствора некоторых реагентов образуются хло­пья, способствующие осаждению взвешенных частиц.

Биологические методы очистки применяются для извлечения из сточных вод мельчайшей взвеси, а также коллоидных и раство­римых веществ в результате аэробных биохимических процессов. Для биологической очистки сточных вод иснользуют сооружения, которые можно объединить в две группы. К первой группе отно­сятся сооружения, в которых биологическая очистка производится в условиях, близких к естественным, ко второй группе относятся биологические фильтры различного типа и аэротенки, в которых выращиваются аэробные микроорганизмы (в виде биологической пленки или активного ила), участвующие в минерализации органи­ческих веществ, поступающих со сточными водами.

При выборе сооружений для биологической очистки в первую очередь необходимо установить возможность использования полей орошения и фильтрации как наименее дорогих. Полями орошения называют специально подготовленные земельные участки, исполь­зуемые для биологической очистки сточных вод и одновременно для агрокультурных целей. Поля фильтрации предназначены толь­ко для биологической очистки сточных вод. Процесс биологиче­ской очистки на этих полях состоит в том, что при фильтрации сточных вод через грунт в нем задерживаются загрязняющие веще­ства, органическая часть которых под воздействием аэробных мик­роорганизмов минерализуется. Основные процессы биологической

очистки протекают в верхних слоях почвы на глубине до 30 см, а весь процесс завершается на глубине 0,8-1,2 м. Минерализация наиболее интенсивно протекает в пористых грунтах, куда свободно проникает воздух, необходимый для жизнедеятельности бактерий. Очистка сточных вод в естественных условиях происходит медлен­ но, поэтому применяются искусственные сооружения, в которых поддерживают оптимальные условия для быстрого развития мик­ роорганизмов (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Схема биологической очистки сточных вод:

1 - решетки; 2 - песколовки; 3 - первичный отстойник; 4 - аэротенк;

5 - вторичные отстойники: б - хлораторная; 7 - контактный резервуар; 8 -

песковые площадки; 9 - метантенки; 10 - иловые площадки; 11 - илоуплотнитель;

12 - компрессорная; 13 - дробилка; 14 - газгольдерная

Наибольшее распространение для биологической очистки сточных вод получили аэротенки, в которых выращиваются аэроб­ные микроорганизмы в виде активного ила. Активный ил - это ско­пление микроорганизмов, способных сорбировать на своей поверх­ности органические загрязнения и окислять их за счет кислорода воздуха, подаваемого в аэротенк с помощью компрессоров. Обра­зующийся в результате прироста микроорганизмов избыточный ак­тивный ил уплотняется в уплотнителях и направляется на сбражи­вание в метантенки.

Для образования активного ила требуется время, воздух и опре­деленное качество сточных вод. Так, температура сточных вод долж­на быть до 30°С, в них не должно быть веществ, вредных для жизне­деятельности микроорганизмов. Расход воздуха для очистки сточных

вод зависит от БПК20 в начале и конце очистки, а также интенсив­ность аэрации и степени использования воздуха. В схеме биологиче­ской очистки сточных вод (см. рис. 8.4) перед и после аэротенков ус­танавливают отстойники для осаждения взвешенных частиц.

Выбор типа отстойника (горизонтальный, вертикальный, ра­диальный или двухъярусный) производится на основании технико-экономических расчетов. После вторичных отстойников избыточ­ный активный ил поступает на илоуплотнитель и в метантенки для сбраживания. При этом на первой и третьей загрузке свежего осад­ка получают до 12 м биогаза, который утилизируется (сжигается в печах или котлах), а отходы вывозятся на иловые площадки для захоронения. На рис. 8.5 приведена как пример схема центральной станции аэрации Санкт-Петербурга.

Рис. 8.5. Технологическая схема центральной станции аэрации Санкт-Петербурга

Для обеззараживания сточные воды подвергаются дезинфек-­ ции хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия. Доза хлора для отстоянных сточных вод составляет 30 г на 1 м³, а после биологической очистки 10 г на 1 м . Продолжительность контакта хлора со сточными водами составляет не менее 30 мин и осуществ­ ляется во вторичных отстойниках после биологических фильтров. С целью обеззараживания могут использоваться озонирование и другие методы.

Выпуск очищенных сточных вод в водоемы при полной оио-логической очистке допускается осуществлять у берега, а при ме­ханической очистке выпуск переносят на дно водоема и на значи­тельное расстояние от берега. Этим достигается лучшее перемеши­вание сточных и природных вод, что способствует их интенсивной природной очистке.