Реферат: Охрана водоёмов от загрязнения сточными водами

c)   Группу общесанитарного ЛПВ, в которой содержится также ингредиент – БПКполн , для которого должно выполнятся условие

d)   Группу токсикологического ЛПВ, в которой два вещества – аммонийный ион (NH4+) и нитраты (NO2-) для которых должно выполнятся условие

e)   Группу органолептического ЛПВ, в которой два ингредиента – железо (Ж) и синтетические поверхностно активные вещества (СПАВ), для которых должно выполнятся условие

f)    Группу, куда входят взвешенные вещества.

Согласно «Правилам охраны поверхностных вод», содержание взвешенных веществ в створе смешения не должно увеличиваться более чем на 0,75 мг/л по сравнению с фоном реки – Ср.

Под предельно допустимым сбросом (ПДС) загрязняющих веществ в природный объект, понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды контрольном пункте. ПДС устанавливается с учётом предельно допустимых концентраций Спр.доп. если, что тоже самое, ПДК веществ в местах водопользования и ассимилирующей способности водного объекта.

ПДС определяется для всех категорий водопользователей как произведение расхода сточных вод «q» (м3/час) на концентрацию вещества Спр.доп. (мг/л) в сточных водах по формуле:

ПДС(г/час)=qст.воды(м3/час).Спр.доп.(мг/л).

Размерностью количественного значения ПДС является (г/час).

Глава 2

Особенности установок и сооружений для очистки сточных вод в малых населённых пунктах.

2.1. Общие принципы очистки сточных вод от малых населённых пунктов.

Принятая в России унифицированная шкала производительностей очистных станций на местные (0,5-12 м3/сут), малые (25-1400 м3/сут), поселковые (14-10 м3/сут), городские (17-18 тыс. м3/сут) и районные (100-280 тыс. м3/сут).

Группы зданий и малые населённые пункты с максимальным населением 3-5 тыс.чел. могут обеспечиваться местными и малыми (до 1400 м3/сут) очистными станциями. Особенностью этих систем является то обстоятельство, что водоотведение от небольших объектов характеризуется большой неравномерностью во времени, как по части расходов, так и загрязнений. При вводе в эксплуатацию новых объектов – источников сточных вод – происходит резкое увеличение расхода сточных вод на очистных сооружениях через короткие промежутки времени (1-2 года), кроме того, малые канализационные системы эксплуатируются в основном малоквалифицированным персоналом. Перечисленные особенности предопределяют выбор методов очистки и технических решений установок в малой канализации: они должны быть эффективными, простыми, надёжными в работе; должны иметь высокое  качество и одновременно низкую стоимость за счёт индустриальности строительства. В местных и малых системах канализиции применяются механические и биологические методы очистки, а в случае необходимости и доочистка сточных вод. При этом схема очистной станции обычно бывает упрощённой. Предпочтение следует отдать естественным методам очистки. Осадок от очистки сточных вод сбраживается (стабилизируется) и используется в сельском хозяйстве. Очищенная вода перед спуском в водоём подвергается обеззараживанию.

2.2 Установки механической очистки.  Решётки и песколовки.

На насосных станциях перед двухярустными отстойниками и аэрационными установками устанавливаются решётки. В основном применяют стержневые решетки с ручной очисткой при помощи грабель. Стержни изготовляются из полосовой стали прямоугольного сечения 10Х10 мм и устанавливаются в канале на расстоянии 16 мм друг от друга. Угол наклона плоскости решётки к горизонту – 60о (рис. ?). На более крупных объектах (>45 тыс. чел) применяются решётки с механизированной очисткой. При перекачивании сточных вод на очистные сооружения решётка устанавливается в приёмном резервуаре насосной станции.

Иногда здесь решетки выполняются в виде перфорированного цилиндрического бака-корзины вместимостью 20-25 л.

На малых очистных сооружениях возможно применение решёток-дробилок типа РД-100, устанавливаемых непосредственно на трубопроводе, с максимальной производительностью 30 м3/ч и мощностью электродвигателя 0,27 кВт. Опыт эксплуатации решеток-дробилок показал, что они ненадёжны и недолговечны в работе. Считается что задержанный на решетках мусор не должен попадать на очистные сооружения, так как он практически не поддаётся биологическому окислению и только перегружает сооружения.

При расходе сточных вод  более 100 м3/сут перед двухярустными отстойниками в основном применяются песколовки. Обычно строятся горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды и ручным удалением песка при численности жителей менее 5 тыс. (рис. ?). Песок, выпадающий в объёме 0,02 л/сут (на 1 чел), удаляется для сушки на песковые площадки. На малых сооружениях песколовки работают плохо, что вызвано большой неравномерностью расхода сточных вод. Это, однако, трудно учесть при проектировании. При раздельной системе канализации песка в бытовых сточных водах практически нет, поэтому часто отказываются от их сооружения вообще.

Общая ширина решётки при  известном числе прозоров между стержнями определяется по формуле:

В=S(n-1)+в.n

Где S – толщина стержней; в – ширина прозоров между стержнями; n – число прозоров.

Число прозоров между стержнями определяется по формуле:

где q – максимальный расход воды;

Н – глубина воды перед решёткой;

Up – средняя скорость движения воды между прозорами решётки;

На эффективность работы решётки в первую очередь влияет потеря напора воды на самой решётке. Потери напора hp, вызванная решетками, определяется по формуле:

где u – средняя скорость движения жидкости перед решеткой;

g – ускорение силы тяжести;

 – коэффициент местного сопротивления

где  - коэффициент местного сопротивления зависящий от формы стержней.

Продолжительность пребывания сточных вод в песколовке, необходимая для осаждения на дно песчинки, при условии если она находится на поверхности сточной воды, определяется по формуле:

где h1 – глубина рабочей части песколовки;

u – скорость осаждения песчинки определённого диаметра;

так как , где l – длина рабочей части песколовки, то:

 

Это основное расчётное уравнение можно записать, используя, используя гидравлическую крупность песка u0 , которая имеет размерность мм/сек

Значение параметров u0 , коэффициента К , учитывающих влияние турбулентности потока и ряда других факторов определяется по таблицам, приводимых в СниП.

2.3 Двухярустные отстойники

для механической очистки сточных вод и сбраживания выпавшего осадка предусматриваются двухярустные отстойники. По сравнению с септиками сбраживание остатка происходит в отдельной камере. Двухярустные отстойники более совершенны и применяются для больших расходов сточных вод (практически до 10 тыс. м3/сут). Главным образом они применяются перед сооружениями биологической очистки (биофильтры, биологические пруды, поля фильтрации). Продолжительность отстаивания в осадочных желобах принимается 1,5 ч, они рассчитываются как горизонтальные отстойники со средней скоростью дважения воды 5-10 мм/с и задерживают 40-50% взвешенных веществ, а БПК снижается до 20%. Эффект очистки в двухярустном отстойнике сильно колеблется и зависит от неравномерности притока (рис.1.2). Объём септической камеры устанавливается в зависимости от средней зимней температуры сточных вод и вида сбраживаемых осадков. При температуре +10 0С для бытовых сточных вод объём равен 65 л/год на одного жителя, а продолжительность сбраживания осадка 120 сут. При этом происходит распад бензольного вещества осадка на 40% и уплотнение его до влажности 90%.

Недостатки двухярустных отстойников состоят в расслоении осадка и плохом сбраживании нижних слоёв. Ввиду этого продолжительность сбраживания увеличивается.

Известно техническое решение переоборудования существующего двухярустного отстойника в аэрационную установку типа аэротенка-отстойника (рис. 2.2). При пневматической аэрации через дырчатые трубы расход воздуха составляет 30-60 м3/м3 , продолжительность аэрации 10-36 ч. Объёмная нагрузка сооружения по БПК5 в пределах 300-500 г/(м3.сут), а иловая нагрузка по БПК5 0,12-0,3 г/(г сут.вещества или х сут). Вторичный отстойник рассчитывают на поверхностную нагрузку 24-36 м3/(м2.сут). Продолжительность отсаивания 1-3 ч. Нагрузка на отвадящий лоток-перелив должна быть менее 2,5 м3/(м.ч). В аэрационной установке можно получить эффект очистки бытовых сточных вод по взвеси 85-95%, по БПК5 – 90-95%.

2.4 Фильтрующие колодцы.

Для очистки сточных вод от небольших объектов (с расходом до 1 м3/сут) в песчанных и супесчаных грунтах применяются фильтрующие колодцы (рис. 2.3). Основание колодца располагается на 1 м выше уровня грунтовых вод. Расчётная фильтрующая поверхность колодца определяется суммой площадей дна и поверхности стенки колодца на высоту фильтра. Нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности должна приниматься 80 л/сут в песчанных грунтах и 40 л/сут в супесчанных. Для объектов сезонного действия нагрузка может увеличиться на 20% . Железобетонные кольца имееют диаметр 1,5 или 2м и отверстия в стенках диаметром 20-30мм. Колодец засыпается гравием или щебнем крупностью 30-50мм на глубину до 1м, днище и стенки обсыпаются тем же материалом.

2.5 Поля наземной фильтрации и орошения

Поля фильтрации предусматривают для биологической очистки предворительно отстоенных сточных вод в фильтрующих грунтах. Нагрузки на поля составляют от 55 до 250 м3/(га.сут). Для отвода очищенных сточных вод предусматривается дренаж в виде осушительных канав, либо закрытый дренаж из керамических, асбестоциментных или полиэтиленовых труб. Площадь полей фильтрации проверяется на намораживание сточных вод в зимнее время. Чтобы организовать поля фильтрации, необходимо выделить значительные площади со спокойным рельефом. Избыточная влажность и высокое состояние грунтовых вод препятствует их применению.

На полях орошения происходит одновременно очистка сточных вод и выращивание сельскохозяйственных культур. Использование питательных веществ сточных вод (азот, фосфор) растениями позволяет значительно увеличить их урожайность. Перед подачей на поля сточные воды проходят полдную биологическую очистку, чаще всего в биологических прудах. Основной задачей очистных сооружений, устраиваемых перед сельскохозяйственными полями орошения, является очистка воды от патогенных микробов и яиц гельминтов.  Для этого предпочительнее использовать в качестве сооружений предочистки биологические оксидационные контактно-стабилизационные (БОКС) пруды, обеспечивающие очистку вод до гигиенически безопасного качества.

На полях орошения выращивают в основном кормовые и технические культуры. Поля состоят из отдельных карт. Нагрузк на них составляют от 5 до 20 м3/(га.сут). Поливы проводят обычно раз в 10 дней. Дренажный сток не превышает 3-4% объёма поданной воды и для его отвода сооружают, в зависимости от местных условий, открытый или закрытый дренаж. Ввиду климатических и почвенных условий (краткость вегетационного периода, избыток влаги в почве) поля орошения на получили широкого распространнения в Прибалтийских республиках.

2.6 Биологические пруды.

Пруды представляют собой сооружения, в которых естественные процессы самоочищения осуществляются бактериями, микроводорослями, зоопланктоном. Эти процесы могут интенсифицированы искусственной аэрацией и перемешиванием жидкости. Перед прудами предусматривают решетку и двухярусные отстойники. Все пруды желательно проектировать серийными, 2-4 ступенчатыми, в зависимости от необходимой степени очистки. Пруды устанавливают на слабофильтрующих грунтах. Пруды с естественной аэрацией применяются при расходе сточных вод до 500 м3/сут и БПКполн не более 200 мг/л. глубина слоя воды 0,5-1 м (зимой глубина налива может увеличиватся на 0,5 м).

Биологические пруды с исскуственной аэрацией применяются при расходе до 15 тыс.м3/сут и БПКполн не более 500 мг/л. Глубина воды в прудах принимается до 4,5 м. Объём первой неаэрируемой ступени пруда принимается исхдя из суточного пребывания сточной воды и служит для отстаивания взвешенных веществ (эффект до 40%). БПКполн при этом снижается на 10%.

В прудах применяется пневматическая (дырчатые трубы) или механическая аэрация (плавающие аэраторы с вертикальной осью вращения). Расчёт систем аэрации проводится аналогично аэротенкам. После биопрудов с механическими аэраторами предусматривают отстойные секции.

Пруды для доочистки могут быть с естественной или искуственной аэрацией. Концентрацию органических загрязнений по БПКполн в сточных водах, подаваемых в биологические пруды доочистки нужно принимать: при естественной аэрации – не более 25 мг/л и искусственной – до 50 мг/л. глубина сточной жидкости в прудах от 1,5 до 2м.

Из опыта строительства и эксплуатации биологических прудов в климатических условиях северо-запада европейской части СССР (среднегодовая температура вохдуха 3-6 0С) можно заключить следующее.

Биопруды относительно просты в строительстве и эксплуатации, но для устойчивого круглогодичного эффекта очистки они должны иметь системы искусственной аэрации. Лишь на очень малых объектах (до 100 чел.) могут применятся пруды с естественной аэрацией при нагрузке по БПК5 30 кг/(га.сут). в качестве временых очистных сооружений могут устраиваться в первую очередь строительства пруды с естественной аэрацией, а в перспективе, после оборудования более совершенных установок (например, аэротенков) пруды будут выполнять функцию сооружений доочистки. Имея достаточно большую буферность они предохраняют водоёмы от загрязнения во время аварий и остановок основных сооружений биоочистки. Эффект очистки в биопрудах по БПК находится в пределах 85-98%, а по взвешенным веществам соответственно 90-98%.

2.8 Биофильтры

В биофильтрах проводится биологическая очистка сточных вод в исскуственно созданном фильтрующем материале (слое). Перед подачей на биофильтры сточные воды должны пройти механическую очистку в септиках (при производительности до 25 м3/сут) или в решотках, песколовках и двухярустных отстойниках. БПКполн сточных вод, подаваемых на биофильтры полной биологической очистки, не должно превыщать 250 мг/л. при большем значении БПК следует предусматривать рециркуляцию сточных вод.

На малых очистных сооружениях рекомендуется применять плоскостные или погружные бофильтры, распологая их в закрытых помещениях.

Плоскостные биофильтры применяются с загрузкой блоками из поливинилхлорида, полиэтилена, полистирола и других жёстких пластмасс, способных выдержать температуру от 6 до 30 0С без потери прочности. Биофильтры проектируются груглыми, прямоугольными и многогранными в плане. Рабочая высота принимается не менее 4 м в зависимости от требуемой степени очистки. В качестве загрузочного материала могут применятся также асбестоцементные листы, керамические изделия (кольца Рашига, керамические блоки), металлические изделия (кольца, трубки, сетки), тканевые материалы (нейлон, капрон). Блочная и рулонная загрузки должны распологаться в теле бофильтра таким образом, чтобы избежать "проскока" нечищенной сточной воды.

Основные показатели некоторых плоскостных загрузочных материалов для биофильтров даны в таблице 1.2

Загрузка из полиэтилена "сложная волна" представляет собой листы, гофрированные в двух направлениях с высотой волны 60 мм. Листы размером  мм и толщиной 1 мм собираются в блоки с помощью сварки. Размер блоков  мм. Загрузка "сложная волна" с прокладкой плоскими листами отличается от предыдущей загрузки тем, что листы "сложная волна" прокладываются плоскими полиэтиленовыми листами толщиной 1 мм. При этом увеличивается удельная площадь и жёсткость блоков. Сточная вода распределется на поверхности биофильтра при помощи активного оросителя. На рисунке 2.4 приведён пример конструктивного решения биофильтра с пластмасовой загрузкой.

Страницы: 1, 2, 3, 4