Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения

      Расходы сточных вод измеряются при помощи торированного шибера, установленного в канале перед блоком песколовок.

     В горизонтальных песколовках с круговым движением воды и тангециальных песколовках песок оседает и накапливается в осадочной части сооружения, в горизонтальных с прямолинейным движением воды и в аэрированных песколовках – выпадает в проточном лотке, откуда должен удаляться в песковой приямок (бункер).

     Удаление песка в последнем случае производится двумя способам: механическим или гидравлическим.

     У тангенциальных  песколовок сбор очищенной воды  вихревой воронкой должен происходить  равномерно по всему периметру, для чего ее кромка должна  быть строго горизонтальной.

 

      2.3.Эксплуатация первичных отстойников.

     Общие положения. Первичные  отстойники – основные сооружения  блока механической очистки и  условия их работы во многом  зависят от предварительной обработки  воды на решетках и в песколовках.

     Осаждение грубодисперсных примесей в горизонтальных отстойниках тормозится и ухудшается при нарушении пробкового режима движения воды и образования вихрей, устойчиво занимающих значительную часть полезного объема сооружений. В вертикальных и радиальных отстойниках наибольшие завихрения возникают в местах поступления сточной воды. Вихреобразование возникает вследствие гидравлического несовершенства отстойников и в принципе неизбежно. Гидравлическое несовершенство численно оценивается экспериментальным коэффициентом использования объема.

      Одной из основных  задач технической эксплуатации  отстойников является поддержание  значений коэффициентов использования  объема на уровне, достигнутом  при проведении пусконаладочных  работ.

      Как известно, расчетным  параметром при проектировании отстойников служит значение гидравлической крупности частиц, при задержании которых обеспечивается требуемый эффект очистки.

      Применение аэрации  и биокоагуляции перед отстаиванием.

      Первичные отстойники  не поддаются регулировке и улучшение их работы достигается только за счет мер по увеличению коэффициента использования объема в тех пределах, которые обусловлены и конструкцией сооружений. Если содержание взвесей после первичного отстаивания превышает предельные значения, рекомендуемые при проектировании аэротенков или биофильтров (обычно 100–150 мг/л) необходимы радикальные меры по усилению механической очистки. К таким мерам относится преаэрация в сочетании с биокоагуляцией или замена решеток с граблями на ступенчатые.

    В преаэроторе сточная вода аэрируется и смешивается с избыточным активным илом из вторичных отстойников после аэротенков. При очистке на биофильтрах активный ил готовится путем аэрации в течение суток биологической пленки из вторичных отстойников.

     После преаэратора, в котором активный ил используется в качестве эффективного сорбента и флокулянта, вода освобождается от пузырьков воздуха и поступает в первичные отстойники, где происходит процесс совместного осаждения.

 

3. Эксплуатация сооружений для биологической очистки сточных вод.

         Полная  биологическая очистка городских  сточных вод должна обеспечить  снижение загрязненности по БПКполн  и по взвешенным веществам  до 15 мг/л (в среднем) в течение  суток.

     Результаты анализов  среднесменных и тем более разовых проб воды могут отклоняться от этого значения.

     Первичные отстойники  в определенной мере играют  роль усреднителей расходов и  качества. Тем не менее, на работе  блока биологической очистки  все же сказываются неравномерность  притока воды и колебаний ее качества.

     Поддержание стабильности  очистки частично обеспечивается  за счет регулирования ее процесса.

    Установки для биологической  очистки включают две группы  взаимосвя-занных и синхронно  работающих сооружений: реакторов (биофильтры, аэротенки) и вторичных отстойников, предназначенных для отделения от очищенной воды биологической массы. Эти сооружения требуют одновременной и совместной регулировки.

    

3.1. Эксплуатация высоконагружаемых  биофильтров. Технологический процесс.

     Высоконагружаемые биофильтры – биореакторы, ценоз которых состоит из иммобилизованных аэробных и частично анаэробных микроорганизмов, грибов, инфузорий, червей, коловраток, клещей, личинок насекомых.

     Хотя биологическая  очистка обеспечивается главным  образом в результате жизнедеятельности микроорганизмов, роль простейших остается чрезвычайно важной, так как они регулируют прирост микробиальной массы на оптимальном уровне, поглощают значительную часть органических соединений и этим облегчают их дальнейшую деструкцию микроорганизмами. Черви разрыхляют биомассу и улучшают кислородоснабжение аэробов.

     Биологическая масса (биопленка) формируется в верхнем  слое загрузочного материала  биофильтра и по мере отмирания  перемещается в толщу загрузки, а затем из нее выносятся.

     Процессы нарастания  и отмирания биологической пленки  происходит одновременно и сбалансировано.

     Отмершая биопленка  вымывается из биофильтра и  поступает во вторичные отстойники, где и отделяется от очищенной  воды.

      Факторы, влияющие на процесс очистки, температура сточной воды и интенсивность аэрации загрузки биофильтров.

     В процессе эксплуатации  происходит постепенное засорение  труб спринклерных систем биологической  массой, что уменьшает пропускную  способность сети и нарушает равномерность распределения воды между спринклерами.

     С учетом интенсивности  засорения проводится регулярная  промывка труб водой, содержащей 5–10 мг/л свободного хлора. Промывная  вода сбрасывается через специальные  выпуски в техническую канализацию, минуя загрузку биофильтра. График промывок составляется технологом.

   

       3.2.  Эксплуатация аэротенков и вторичных отстойников

     Блок очистки состоит  из двух элементов: аэротенка, являющегося  биореактором, и вторичного отстойника, предназначенного для разделения иловой смеси на очищенную воду и активный ил, и для первичного уплотнения активного ила.

     Процесс очистки нуждается  в создании благоприятных условий  для жизнедеятельности биомассы, на состояние которой влияют  многие факторы как нерегулируемые, так и регулируемые.

     К первым относятся  качество сточной воды (БПК, содержание  взвешенных веществ, других примесей, температура), а иногда продолжительность  пребывания в аэротенке.

     К регулируемым факторам  следует отнести нагрузку на  активный ил, создаваемый в аэротенке кислородный режим и возраст активного ила.

     Одной из главных  задач эксплуатации аэротенков  является регулирование технологических  параметров процесса в зависимости  от фактического изменения нерегулируемых  параметров.

     Активный ил аэротенков подвержен сезонным температурным влияниям. Его адаптация к изменившимся температурам требует некоторого времени. Ил должен адаптироваться и к другим изменениям качества воды, например, к уменьшению или увеличению БПК. В период адаптации возможно «вспухание» ила в связи с появлением в его составе нитчатых микроорганизмов, что ухудшает работу вторичных отстойников.

     Нагрузка на активный  ил регулируется изменением его  дозы, для чего увеличивается  или уменьшается выведение из  системы «аэротенк - вторичный отстойник» избыточного ила. Эта операция приводит к ряду последствий, которые нужно предвидеть, контролировать и ограничивать.

     Повышение дозы связано  с уменьшением илового индекса, а следовательно, с ухудшением  процесса разделения иловой смеси во вторичных отстойниках.

      

     Управление процессом  очистки в аэротенке.

     При эксплуатации  аэротенков нагрузка на активный  ил в течение суток может  колебаться в значительных пределах, иногда изменяется в 5–10 раз. Это  связано как с изменениями БПК исходной воды, так и с ее расходами.

     Длительная перегрузка  ила приводит к увеличению  илового  индекса и в конечном  счете  к  вспуханию.  В  том  и  в  другом  случае  нарушается  и ухудшается работа вторичных  отстойников. Достаточно длительная пониженная нагрузка переводит ил в состояние автолиза, вызывает появление плотных, но мелких хлопков, что также уменьшает иловый  индекс.

      Адаптация ила  к нерасчетным и чрезмерным  повышенным или пониженным нагрузкам  происходит постепенно и занимает несколько недель.

 

    3.3.  Эксплуатация установок для обеззараживания и выпуска сточных вод

     После полной механической  и биологической очистки в  сточных водах содержится до  нескольких тысяч и даже десятков  тысяч единиц кишечных палочек  на литр. Можно предполагать, что в стоке остается некоторое количество патогенных микроорганизмов и он представляет опасность в микробиологическом и паразитологическом отношении. Поэтому очищенный сток обеззараживается, чаще всего методами хлорирования.

    Дозы активного хлора определяются экспериментально и обычно составляют около 3 мг/л. При таких дозах и продолжительности контакта не менее 30 мин содержание кишечных палочек уменьшается в несколько сотен тысяч раз, до 5–15 единиц на литр.

     Хлорная вода смешивается с очищенным стоком при помощи смесителей любого типа и поступает в контактные резервуары, рассчитанные на получасовое или более длительное пребывание воды.

     Хлорирование способствует  выпадению  в резервуар осадка (до 20–30 %

от  количества  грубодисперсных примесей  в  очищенной  воде).

     Иногда в контактных  резервуарах предусматривается  воздушный барботаж с интенсивностью 0,5 м3 в час на 1 м2 площади зеркала. Барботаж способствует насыщению  воды кислородом и одновременно  предотвращает выпадение взвеси, чем сокращает количество чисток контактных резервуаров и упрощает их эксплуатацию.

      Устройство и эксплуатация  хлорного хозяйства городских  очистных сооружений и водопроводных  станций идентичны.

     Операторы, обслуживающие  контактные резервуары, следят за равномерностью распределения воды между секциями, которых должно быть не менее двух, за режимом барботажа, за накоплением в резервуарах слоя осадка.

     Если резервуары не  оборудованы барботажной системой, необходимо регулярное удаление осадка по перфорированным трубам или коробам без выключения сооружения, либо вручную с отключением и опорожнением емкости.   При барботаже осадок удаляется эпизодически, 1–2 раза в год (по необходимости).

     На выходе из контактных  резервуаров контролируется содержание остаточного хлора (не менее 1,5 мг/л). Выпуск сточных вод в водный объект может быть береговым или русловым. В последнем случае возможны два варианта конструкций – сосредоточенный и рассеивающий. Русловые выпуски способствуют более быстрому смешению стоков с водой водотока, поскольку создаются условия для эффективного начального разбавления.

     Начальное разбавление  обусловлено скоростью истечения  воды из на- садки выпуска (не  менее 2 м/с) и тем больше, чем меньше  соотношение скоростей в водотоке и истечения.

     Работа русловых выпусков  зависит от природных факторов: уровней воды в водотоке, его  эрозионной деятельности.

     При повышении уровней  в водотоке действующий напор, при котором сточная вода поступает  к выпуску, уменьшается и снижается скорость истечения.

     Перемещение донных  наносов нередко вызывает засорение  насадок русловых выпусков и  уменьшает высоту порога (от дна  до центра насадка), а размыв  русла в месте прокладки труб  к выпуску может явиться причиной  деформации, или образования воздушных или грязевых пробок в трубах.

     Опасность представляет  коррозия труб и появление  в их стенках каверн. Утечки  на участке «контактный резервуар-выпуск»  уменьшают расходы, поступающие  к выпуску, и соответственно скорости  истечения и ухудшают условия начального смешения.

 

      4. Иловое  хозяйство очистных сооружений

      На очистных сооружениях  выделяются в виде удаляемых  осадков:

– отбросы, задерживаемые решетками;

– песок, улавливаемый песколовками;

– жиры, масла, нефтепродукты, всплывающие на поверхности первичных отстойников сырой и избыточный активные ил, удаляемые из первичных и вторичных отстойников;

– осадки, оседающие в контактных резервуарах.

     Снимаемые с решеток  отбросы, не измельчаемые дробилками  или удаляемые в контейнеры, подлежат обезвреживанию и вывозу в места захоронения. Во избежание быстрого загнивания эти отбросы обрабатываются хлорной известью.

      Как отмечалось, песок  из песколовок в случаях его  загрязнения отмывается в гидроциклонах  и вывозится в места его складирования. В теплое время года песок посыпается хлорной известью.

     Жиры, масла, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, удаляемые  с поверхности отстойников, собираются  в сборники и регулярно вывозятся  в места захоронения или ликвидации.

      Сырой и избыточный  активный ил обрабатываются таким  образом, чтобы получить продукты, удобные для хранения и вывоза  в места захоронения.

      Обработка включает  минерализацию (стабилизацию) с целью  предупреждения загнивания и  обезвоживание для уменьшения объемов осадков. Как следует из изложенного, на очистных сооружениях производится только подготовка осадков для ликвидации, захоронения или утилизации, а окончательно их следует обрабатывать на специально оборудованных полигонах.

 

      4.1. Эксплуатация аэробных минерализаторов (стабилизаторов)

     В осадках сточных  вод содержится 70–75 % органических  примесей, в том числе до 30 % легко  биоразлагаемых, а если за 100 % принять  только общее содержание органики  – то до 40 %.