Методы очистки хозяйственно бытовых сточных вод

   Конструкция

   Конструктивно метантенк  представляет собой цилиндрический или реже прямоугольный резервуар, который может быть полностью или частично заглублён в землю. Днище метантенка имеет значительный уклон к центру. Кровля метантенка может быть жёсткая или плавающая. В метантенках с плавающей кровлей снижается опасность повышения давления во внутреннем объёме.

Стенки и днище метантенка выполняются, как правило, из железобетона.

   Принцип действия

   Сверху в метантенк  по трубе поступает осадок  и активный ил. Для  ускорения процесса брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Подогрев осуществляется водяным или паровым радиатором. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ (жиров, белков и т. д.) образуются жирные кислоты, из которых при дальнейшем брожении образуетсяметан и углекислый газ.

   Сброженный ил  высокой влажности удаляется  из нижней части метантенка  и направляется на сушку (например, иловые площадки). Образовавшийся  газ отводится через трубы  в кровле метантенка. Из одного  кубического метра осадка в  метантенке получается 12—16 кубометров  газа, в котором около 70 % составляет метан.

Шведской фирмой «Альфа Лаваль» выполняются метантенки грушевидной и яйцевидной формы[2].

   Основными технологическими  параметрами при расчётах метантенков  являются температура во внутреннем  пространстве, продолжительность сбраживания, производительность по сухому  органическому веществу, концентрация  перерабатываемого осадка и режим  загрузки. Наибольшее применение  нашли мезофильный (при температуре 32—35 °C) и термофильный режим (при температуре 52—55 °C). Мезофильный режим является менее энергоёмким, термофильный позволяет применять метантенки меньшего объёма. За рубежом чаще применяется мезофильный режим[1].

    В конце XX века вместо метантенков начали применять механическое обезвоживание и химическое кондиционирование нестабилизированных биологических осадков, однако эти методы энергетически менее выгодны[2].

 

3.4 Септик

   Септик — это элемент локального очистного сооружения, применяется на стадии проектирования и строительства комплексных систем локальной очистки бытовых и хозяйственных сточных вод. Септик, как таковой, не является законченным очистным сооружением и применяется согласно действующим нормам и правилам. При работе очистного сооружения необходимо использование методов почвенной доочистки.

   Септик - сооружение, предназначенное для сбора и  очистки хозяйственно-бытовых сточных  вод от индивидуальных жилых  домов, объектов малоэтажной застройки, коттеджей при отсутствии центральной  системы канализации. В работе  септика заложен принцип гравитационного  отстаивания и биологической  доочистки с использованием биоферментных  препаратов, а также почвенных  естественных и принудительных  методов доочистки.

   Устройство и принцип работы

   Септик — ёмкость, состоящая из единого, герметичного  корпуса (бетонного или пластикового), разделённого, как правило, на две  или три секции (A, B, C), патрубка подачи исходной канализационной сточной воды (E), отвода очищенной воды (F), блокираторов между секциями.

   Первая  секция (зона А) септика напрямую соединяется с подводящей канализационной линией с одной стороны, а с другой - через систему блокиратора со второй секцией (зона В). Далее через блокиратор (гидрозатвор) с третьей секцией (зона С). Зона А выполняет роль первичного септического отстойника грубого осадка. В этой камере естественным образом осуществляется первостепенная, грубая очистка попадающих в септик бытовых стоков от взвешенных мелких и крупных частиц. На дне камеры оседает песок, мелкие картофельные очистки и т. д. (всё, что может пройти через раковину на кухне или в санузле).

   Вторая  секция очистного сооружения (зона В), метантанк, выполняет роль анаэробного реактора. Здесь происходит разложение химических соединений, образовавшихся в результате использования различных моющих средств, средств личной гигиены и разложение органических соединений естественного происхождения.

   Третья  часть очистного сооружений (зона С) выполняет роль конечного осветлителя бытовых канализационных стоков. Путём окончательного гравитационного отстаивания взвешенных частиц, осветлённые стоки достигают степени очистки до 65% от первоначального уровня загрязнения.

   После прохождения  септической части очистного  сооружения сточные воды направляются  на почвенную доочистку. В тех  случаях, когда почвенная доочистка  не может быть выполнена: уровень  грунтовых вод слишком высок (≤0,4 м от уровня поверхности земли) или же требуется повышенное  качество очистки сточных вод, используется капельный биофильтр (биосептик)[7].

3.5 Пруды отстойники 

    Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на  его поверхность.

    В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси.

    В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод;вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

    По режиму работы различают отстойники периодического действия, Или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или проточные,в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости. В практике очистки сточных вод осаждениеВзвешенных веществ производится чаще всего в проточных отстойниках.

    Контактные отстойники применяют для обработки небольших объемов сточных вод.

    По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа:горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных — снизу вверх, а в радиальных — от центра к периферии.

    К числу отстойников относят и так называемые осветлители.Одновременно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

    Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ), выделяемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и от характеристики этих примесей (формы и размера их частиц, плотности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаивания. Основная масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 1,5 ч. Скорость осаждения и полнота Выделения из воды тонкодисперсных частиц зависят от их способности К агломерации.

     Допустимое остаточное содержание взвешенных веществ — вынос из первичных отстойников — устанавливается в зависимости от типа биологических окислителей для последующей очистки сточных вод. В соответствии с этим принимается продолжительность отстаивания.

    Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очистку не должно выноситься взвешенных веществ более 150 мг/л. Продолжительность отстаивания городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч.

     Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий.

     Вертикальные отстойники применяют обычно при низком уровне грунтовых вод и пропускной способности очистных сооружений до 10 000 м3/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше 15 000—20 000 м3/сутки. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным устройством применяют на станциях пропускной способностью более 20 000 м3/сутки при исходной концентрации взвешенных веществ не более 500 мг/л.

     Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевременное удаление осадка и всплывающих веществ[7,11].

3.5 Поля орошения

   Поля орошения- участки земли, подготовленные для естественной биологической очистки сточных вод и выращивания с.-х. растений. Различают поля орошения коммунальные — выполняют в основном санитарные функции, устройством почти не отличаются от полей фильтрации. Поля орошения  земледельческие (сезонные — действуют летом, и круглогодовые) — устраиваются для выращивания с.-х. культур, потребляющих питательные вещества, содержащиеся в сточных водах, на землях колхозов и совхозов.

Использование сточных вод в сельском хозяйстве известно с древнейших времён (Рим, Афины, Вавилон и др.). В Германии (Бунцлау) Поля орошения существовали с 1559, в Великобритании (Эдинбург) с 1709, во Франции (Париж) с 1868; в России — с 1887 в Одессе, с 1895 в Киеве, с 1898 в Москве. В СССР орошение сточными водами в сельском хозяйстве применяется с 1922, в 1931 под Москвой организован совхоз "Люберецкие поля орошения". Земледельческие поля орошения  существуют под Киевом (Бортнические), в Ухтомском районе Московской области, в Кустанайской области (г. Рудный) и др. местах. В 1973 площадь их в СССР — более 60 тыс. га. Орошение с.-х. культур сточными водами распространено во многих странах.

    На полях орошениях  возделывают в основном кормовые  растения — кукурузу на силос, корнеплоды (урожаи их достигают 1000 ц с 1 га), многолетние травы. Поля орошения устраивают на почвах (грунтах) разного механического состава, желательно на лёгких песчаных и супесчаных. Оросительная сеть состоит из трубопроводов, отстойников, насосной станции, регулирующих ёмкостей и каналов, поливной сети. Суточные нормы нагрузки (зависят от потребности растений во влаге и питательных веществах) — 15—20 м3/га на лёгких почвах и 5—7 м3/га на тяжёлых. Оросительные нормы и поливные нормы на  полях орошения устанавливают, исходя из потребностей с.-х. культуры во влаге. Основной способ полива — самотёчный по бороздам или полосам, зимой — затопление. На П. о. используют также жидкий навоз, получаемый на животноводческих фермах, при применении гидросмыва. Устройство П. о. тесно связано с проектированием и строительством канализации, что позволяет комплексно решать вопросы благоустройства городов и сельских населённых мест[3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Загрязнение водоёмов является главным образом следствием спуска в них сточных вод промышленных предприятий и населённых мест. Неочищенные сточные воды, содержащие значительные количества органических веществ и микроорганизмов, попадая в водоём (реку, озеро), нарушают его естественный режим: поглощают растворённый в воде водоёма кислород, ухудшают качество воды, способствуют образованию отложений (осадка) на дне, водоёмы становятся непригодными для питьевого (а иногда и технического) водоснабжения, в них погибает рыба. Кроме того, при загрязнении водоёмов сточными водами ухудшается их эстетический вид и ограничивается возможность использования для купания, водного спорта, туризма и т.п.

В РФ необходимая степень очистки сточных вод и условия спуска сточных вод в водоёмы регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Установлено 2 вида нормативов качества воды в водоёмах в зависимости от характера их использования: для водоёмов питьевого и культурно-бытового водопользования и для водоёмов, используемых в рыбохозяйственных целях. Установлены также предельно допустимые концентрации веществ в воде водоёмов. Они являются исходными при определении условий сброса сточных вод в водоёмы. Выпуск в водоёмы неочищенных сточных вод в РФ запрещен Законом об охране природы и водным законодательством. Надзор за спуском сточных вод и их очисткой или обезвреживанием осуществляется органами санитарно-эпидемиологической службы министерства здравоохранения РФ, а также Бассейновыми инспекциями министерства мелиорации и водного хозяйства РФ.

Очистка хозяйственно бытовых сточных вод производится, как правило, на очистных сооружениях, где удаляются, содержащиеся в сточных водах взвешенные вещества, коллоидные и растворённые вещества, осевший осадок первичных отстойников и избыточный активный ил, образующийся в процессе биологической очистки, обрабатываются и обезвреживаются для последующей утилизации. В современной практике наиболее полное удаление загрязняющих веществ достигается биологической очисткой сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Гавриленков А.Ч. Экологическая безопасность пищевых производств. – С-П.:Гиорд, 2006. – 272 с.

2.Гюнтер Л. Л., Гольдфарб Л. Л. Метантенки. — М.: Стройиздат, 1991. — 128 с.

3. Земледельческие поля орошения, Орлов В. П., 3 изд., М., 1961;   Использование сточных вод в орошении, М., 1964; Шульц М., Круглогодовое орошение сточными водами, М., 1965; Львович А. И.,  
Практика проектирования земледельческих полей орошения, М., 1968.

4. Коммунальная гигиена  / Авт. : К. И. Акулов, К. А. Буштуева, Е. И. Гончарук и   др.  / Под  ред.   К. И. Акулова, К. А. Буштуевой. - М. : Медицина, 1986. -608 с. 

5. Ленский В. А. Водоснабжение и канализация, изд. 4. — М.: Высшая школа, 1969. — 432 с.

6. Основы экологии - М.: Одум Ю. «Мир», 1975г., С.740.

7. Охрана окружающей среды под ред. С. А. Брылова - М., «Просвещение», 1986г., С.-308.