Биохимическая потребность в кислороде (БПК)

Бактериальные загрязнения

С.в. содержат большое количество шлаков. В 1 мл с.в. содержится более 100 млн. бактерий, в том числе и болезнетворных (патогенных), присутствие которых делает с.в. опасными. В бытовых с.в. встречаются бактерии брюшного тифа, паратифа, дизентерии, возбудителя желудочно-кишечных заболеваний, кожных заболеваний, яйца гельминтов. Наличие большого бактерий в с.в. характеризует степень загрязнённости с.в., но не является исчерпывающим, т.к. встречаются сапрофистые, т.е. полезные бактерии. И с другой стороны в с.в. может содержаться мало бактерий и при этом с.в. могут содержать токсичные вещества и нести в себе опасность.

Поэтому для определения заражённости воды болезнетворными бактериями проводят анализ на наличие в ней особого вида бактерий – большие группы кишечной палочки. Сама кишечная палочка не является болезнетворной, но обнаружение её в с.в. говорит о заражении с.в. физиологическими выделениями людей и животных и является отрицательным санитарным показателем. Степенью оценки бактериологического загрязнения воды является показатель коли-титр (тот наименьший объём воды в мл, в котором содержится 1 кишечная палочка). Для бытовых с.в. коли-титр составляет 0,000001 мл. Иногда определяют поли-индекс (число кишечных палочек в 1 л воды). При числе бактерий 100млн 1 мл стока.

Иногда определяют бактериальную массу и просматривают бактерии под микроскопом.

 

Реакция сточных вод.

Имеет большое значение для процесса очистки с.в.

рН – это величина отрицательного десятичного логарифма концентрации раствора кислоты или щёлочи в 10 раз.

рН=7 – нейтральная среда

рН<7 – кислая среда

рН>7 – щелочная среда.

Определение производится с помощью рН-метров. Концентрация бытовых с.в. имеет при приёме ПСВ в гор. канализацию рН д.б. нейтральный. рН для биохимической очистки с.в. д.б. 7-8.

 

Синтетические поверхностно активные вещества (СПАВ) в сточных водах

Это моющие средства. Они обладают отбеливающими, дезинфицирующими и др. основаниями. Присутствие СПАВ в с.в. говорит о их использовании в быту, бумажной и др. промышленности.

ПАВ – это вещества, которые при растворении в воде понижают её поверхностное натяжение на границе с воздухом, а также на границе с другими телами. ПАВ является полимерным соединением, состоящей из гидрофобной и гидрофильной частей.

Гидрофильная часть способствует растворению молекулы ПАВ в воде, гидрофобная – масла.

ПАВ м.б. разделены на 4 класса:

1. анионоактивные

2. катионоактивные

3.

4.

 

Первые 3 класса – ионогенные, они в водном растворе могут

ионизироваться. Первый класс с образованием отрицательных ионов,

второй – положительных, третий – с образованием соединений, которые в зависимости от среды обладают анионо- или катионоактивным характером.

СПАВ могут вызывать образование устойчивой пены, которая значительно уменьшает скорость осаждения взвешенных твёрдых веществ в отстойниках. Затрудняет процесс биохимического окисления органических загрязнений с.в. и т.о. препятствуют биохимической очистке. Пена, разносимая ветром, загрязняет прилегающие территории.

В частности загрязняются шоссейные дороги, затрудняется движение транспорта. Попадание в водоёмы приводит к образованию на их поверхности пены, чем вызывает нарушение кислородного режима, создаёт неблагоприятные условия для развития флоры и фауны. Кроме того приобретается неприятный привкус и запах воды. Достаточно 0,2-0,4 мг/л ПАВ, чтобы вода была горькой, что следует учитывать, если вода водоёма используется для хоз-питьевых целей. Концентрация 0,2-2,0 мг/л ПАВ придаёт воде мыльный или керосиновый запах, а хлорирование воды усиливает привкусы и запахи. Присутствие ПАВ мешает в дальнейшем коагуляции воды в отстойниках. Пена является источником распространения инфекции.

Окраска. Определяется в основном визуально. Профильтрованную воду наливают в цилиндр и сравнивают с дистиллированной водой. Вода м.б. бесцветной, красновато, слабо-жёлтой и др., в зависимости от присутствия ПСВ.

Температура. Измеряется сразу после взятия пробы. Термометр с делениями до 0,1. Обычно t гор. с.в. ≈17°С.

Запах. Определяется качественно при открывании пробы. Если запах не ясен, следует отлить немного воды, накрыть стеклом и нагреть до 60°С. Запахи: гнилостный, фекальный, керосиновый, фенольный.

Относительная стабильность (стойкость) с.в. – это способность с.в. загнивать через определённый промежуток времени. Характеризует степень очистки с.в. и их относительную стабильность.

Относительной стабильностью называют отношение, выраженное в %, находящегося в воде кислорода как в форме растворённого, так и в форме связного кислорода, нитритов, нитратов. Относительную стабильность с.в. при t =20°С выражают следующей формулой:

t – количество суток, в течение которых был потреблён весь кислород (срок с начала загнивания жидкости).

При стойкости 50% загнивание начинается на 3-й день, 80% - на 7-й день, 99% - 20-й, 100% - не загнивает вообще.

С понижением t стойкость воды увеличивается. Чем больше стойкость воды, тем меньше опасность загнивания воды.

Для бытовых с.в., поступающих на ОС стабильность меньше 11%. Для отдельных стоков стабильность м.б. 0,5%. Для стоков, прошедших полную биохимическую очистку, стабильность достигает 99%.

Качество воды оценивается путём проведения санитарного анализа. полный санитарный анализ проводится 1 раз в декаду, сокращённый санитарный анализ проводится ежедневно или 1 раз в 5-7 дней. Сан. анализ включает в себя определение следующих показателей:

1. Температура

2. Окраска

3. Запах

4. Прозрачности

5. рН

6. Азот аммонийный

7. Нитриты

8. Нитраты

9. БПК

10. ХПК

11. Относительная стойкость

12. Взвешенные вещества

13. Оседающие и неоседающие вещества

14. Кислотный остаток (растворённые вещества)

15. Фосфаты

16. Сульфаты

17. Хлориды

18. Железо

19. Ингредиенты ПСВ

Использование сточных вод.

В с.в. содержатся такие вещества, как азот, калий, фосфор, кальций, магний и др., которые являются ценными удобрениями с/х культур.

Наименование вещества	Содержание удобрительных веществ, %, в состоянии	Количество удобрительных веществ, г/м^3 воды при норме в/о
	растворённом	взвешенном	100 л/сут	200 л/сут	300 л/сут
Азот (N) Фосфор (Р) Калий (К) Известь	-	-

Используются очищенные с.в. для полива с/х удобрений. Одним из методов очистки м.б. механическая очистка, включая отстаивание. При этом часть веществ выпадает в осадок. Органические вещества при продолжительности отстаивания 40 мин снижают количество удобрительных веществ на 33%, при 120 мин – на 46%. Азот при аналогичных условиях снижается: 40мин – 9,5%, 120мин – 13%. По количеству азота 1000м³ с.в. при норме в/о 100 л/сут эквивалентна 10т навоза. Осадок с.в. может использоваться в качестве удобрения, т.к. в нём содержится много ценных веществ: N, P, K, CaO, Na.

Хим.состав с.в.

Осадок	N	P2O5	K2O	CaO
	2,9	3,7	0,2	3,2
Навоз (сухой)			2,4
Навоз с 75%-ным содержанием воды	0,5	0,2	0,6	0,5

Осадки с.в. перед использованием в качестве удобрения должны подвергаться обработке в виде сбраживания, компостирования, чтобы погибли яйца гельминтов. При использовании с.в. для орошения можно использовать поля подземной фильтрации, открытые поля орошения выращиванием техн. с/х культур или культур, используемых в пищу после тепловой обработки.

 

Смешение в морях.

Процессы разбавления в морях мало изучены. На основании проведённых исследованиё процесс разбавления состоит из двух моментов:

1. Вертикальный подъём с.в. за счёт меньшей их плотности по сравнению с морской водой и одновременно разбавление путём подсасывания восходящей струи столба жидкости морской воды

2. Горизонтальная диффузия всплывающего пятна загрязнения в следствии наличия вторичных потоков, вызываемых течениями и ветрами.

Кратность разбавления в морях определяется формулой

(9)

q – расход с.в.

Q_морс – расход морской воды, участвующей в разбавлении

(10)

Ширина полосы загрязнения В:

(11)

(12)

W_ст – количество загрязнённого вещества, поступающего со с.в., г/м³.

С_доп – расчётная предельно допустимая концентрация по контуру зоны загрязнения, г/м³

С_мор – концентрация загрязнённого вещества в морской воде, г/м³.

H -высота слоя поверхностного течения, м

С - коэффициент пропорциональности, вычисляемый формулой (12)

V - скорость дельфовых течений (определяемых на основе гидрологических исследований)

Vв – скорость ветра, м/с

По Атласу С м.б. принят равным 0,625 при береговых ветрах и 0,52 при морских ветрах.

 

Кислорода.

В чистых водоемах всегда содержится растворенный О₂, который используется на окисление органических веществ. Процесс потребления кислорода описывается уравнением:

(1)

-БПК полн.смеси воды водоема со сточной водой в момент выпуска сточной воды;

- БПК полн. смеси воды водоема со сточной водой через время суток;

- константа скорости потребления кислорода при данной температуре. Берется из справочника в зависимости от температуры.

t – время, в течении которого идет потребление кислорода, сут.

Одновременно с потреблением О₂ идет его пополнение из атмосферы через поверхность зеркала воды водоема. Дальнейший процесс называется реаэрацией.

Растворимость О₂ в воде зависит от температуры и величины соприкосновения поверхности двух фаз и давления, так же от турбулизации потока.

Недостаток кислорода до полного насыщения при данной температуре называется дефицитом.

Обычно дефицит О₂ выражают в % от насыщения или в долях от полного дефицита. Полный дефицит Д=1 – полное отсутствие,

Процесс растворения в воде водоема выражается уравнением:

(2)

Д_a - начальный дефицит O₂, мг/л

Д_t – дефицит O₂ через время t суток

K₂ - константа растворения (реаэрации), она зависит от условий перемешивания, скоростей течения воды в водоеме, температуры, конфигурации русла и глубины водоема. Принимается по табличным данным.

Обычно в практике имеет место одновременное протекание обоих процессов. Оно может быть вычислено уравнением (3):

(3)

(4)

t_крит - время от начального момента потребления О₂ до момента, соответственного минимальному его содержанию.

Процесс растворения и потребления О₂ может быть выражен графически.

 

Наинизшая точка на 3 соответствует наименьшему содержанию О₂ в воде водоема, или наибольшему дефициту.

При достаточном количестве О₂ в этой точке можно предположить, что на остальных участках рассматриваемой расчетной протяженности водоема будет больше.

Кислородный режим зависит от температуры реаэрация при этом почти не изменяется. Леером может наступить минимум содержания О₂ скорее, чем зимой. Принимая во внимание, что растворимость О₂ летом уменьшается, следует отметить, что летние условия содержания растворенного О₂ в воде хуже, чем зимнее. В зимний период при понижении температуры воды водоема растворимость О₂ повышается, однако аэробные бактерии, участвующие в биохимическом окислении органических веществ, при температуре ниже +6 находится в угнетенном состоянии, и процессы минерализации тормозятся. Ледяной покров прекращает процессы реаэрации.

 

Сточными водами.

Эта правила регламентируют концентрации отдельных веществ в водоеме после сброса сточных вод. Концентрации загрязняющих веществ называются ПДК. ПДК используется в расчете необходимой степени очистки и зависит от категории водоема.

Установлены 2 вида водоемов:

1- водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования;

2- водоемы используемые в целях рыболовного хозяйства.

 

П и К/Б	Рыбохоз. цели
I	II	I	II

См.практическое

занятие

П и К/Б I – используются для целей питьевого водоснабжения.

П и К/Б II - используются для культурно-бытового назначения.

Рыбохоз. цели I - для выращивания ценных пород рыб.

Рыбохоз. цели II – менее ценных пород рыб.

 

“Правила ” являются как бы защитой и охраной от загрязнений сточными водами. В соответствии с “правилами ” запрещается спуск в водоемы сточные воды, которые могут быть устранены применением рациональной технологии производства, воды повторного использования или используемые в целях сельского хозяйства орошения и др.

Для каждого из водоемов установлены определенные показатели качества воды. Увеличение взвешенных веществ не должно превышать более чем на:

0,25мг/л 0,75мг/л 0,25мг/л 0,75мг/л

I II I II

ПДК по видам водоема.

БПК_полн. при температуре 20 не должно быть больше 3 и 6 мг/л соответственно I и II вида. П и К/Б для рыбхоз.- 3 и 3 мг/л

Растворенный кислород:

4мг/л 4мг/л 6мг/л 4мг/л

в пробе отобранной до 12 часов дня

Время оговаривается исходя из процессов фотосинтеза – это усвоение из растворенной углекислоты в воде зелеными водорослями, происходящий на свету и сопровождающейся выделением собственного кислорода. Порциалиное давление кислорода получается больше атмосферного, поэтому растворимость в воде до 5 раз выше.

Ядовитые вещества не должны содержаться в концентрациях, которые могут оказать прямое или косвенное вредное действие на организм человека или для рыб. Эти вещества приводятся в справочнике.

Запахи и привкусы не более 3 баллов после смешения с водой водоёма. Окраска не должна проявляться в столбике

I – 10cм II – 12см

рН=6,5-8,5

Минеральный состав: I 1000мг/л по плотному остатку.

Хлоридов 350мг/л

Сульфатов 500мг/л

Для II нормируется по показателям привкусы.

Плавающие вещества: на поверхности воды не должна обнаруживаться плавающая плёнка, минеральные масла и др.

Для предотвращения загрязнения водным транспортом должно выполняться существующие правила для судов.

Схемы очистных станций.

При разработке схемы учитывают необходимую степень очистки и производительность станции и отдельные ингредиенты СВ. В схеме сооружения для очистки СВ располагают таким образом, чтобы вода проходила последовательно одно за другим. Сначала располагают сооружения механической очистки, затем биологической, если требуется, - доочистки, дезинфекции. Разрабатывают сооружения по обработке осадка. Разработанная схема должна обеспечить требуемую степень очистки СВ и обработку осадка. При разработке схем учитывают экономическую сторону.

 

Тема: Песколовки.

Предназначены для выделения из с.в. тяжёлых минеральных примесей. Устанавливается перед отстойниками, и устраивается на всех по производительности станциях за исключением станции до 100м³/сут.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил и рассчитывается таким образом, чтобы не оседали примеси органического происхождения.

По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные с прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, вертикальные с движением воды снизу вверх, с винтовым поступательно-вращательным движением (тангенциальным), аэрируемые песколовки.

Осевший на дно песок сдвигается к приямку, расположенному в начале сооружения скребками. При этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаляется гидроэлеваторами. В песколовках задерживается песок с U₀=18-24мм/с. Гидравлическая крупность соответствует крупности 0,2-0,25мм. Осевший песок состоит из 65% песка, содержащегося в поступающих с.в. Скорость движения воды в песколовках должна лежать в определённых пределах: для бытовых стоков и песколовок с горизонтальным движением воды 0,3-0,15м/с.

Время пребывания воды в песколовках 30-60с. Из-за колебания расхода с.в., необходимо предусматривать песколовки из нескольких отделений, секцией (не менее 2). При этом все они рабочие. Резервные не предусматриваются.

В часы минимального расхода можно отключать часть отделений, чтобы выполнялись условия скорости. При скоростях близких к нижнему пределу выпадает много других примесей. Следует применять специальное устройство, которое позволяет поддержать в песколовках независимо от расхода скорость за счёт изменения площади живого сечения.

В настоящее время наибольшее распространение получили горизонтальные песколовки, аэрируемые. Вертикальные практически не используются. Тангенциальные имеют в плане круглую форму, подвод воды осуществляется по касательным. В таких песколовках каждая частица испытывает влияние центробежных сил. Это способствует более интенсивному отделению песка от воды и лёгких органических примесей. Вследствие вращающегося движения они поддерживаются во взвешенном состоянии.

Аэрируемые песколовки представляют собой прямоугольный резервуар и является разновидностью тангенциальной за счёт вращающегося движения.

Объём осадка, выпадающего в песколовках зависит от: системы канализации, протяжённости сети, условий эксплуатации и др.

Влажность осадка приблизительно равна 60%, плотность 1,5т/м³, или 0,02л при полной раздельной 0,04л при общесплавной системе канализации на 1 чел/сут.

Для малых ОС – с ручной очисткой (при расходе не меньше 0,1м³/сут).

После песколовок песок поступает на песковые площадки для обезвоживания.

Горизонтальные песколовки.

Представляют собой прямоугольные резервуары, движение воды осуществляется вдоль длинной стороны.

 

 

- длина песколовки.

К_s – таблица 27 СНиП.

Табл.27 СНиП

Диаметр частиц песка, мм	U0, мм/с	Кs
Гориз.	Аэрируемые
В/Н=1	В/Н=1,25	В/Н=1,5
0,15 0,20 0,25	13,2 18,7 24,2	- 1,7 1,3	2,62 2,43 -	2,5 2,25 -	2,39 2,08 -

Н – глубина проточной части песколовки, м

ν_s – скорость движения воды в песколовке, принимается по табл.28 СНиП.

U₀ – гидравлическая крупность песка (т.27).

Табл.28 СНиП

Песко-ловка	Гидр. крупность	Скорость движения	Нs, м	Кол-во задерж. песка, л/чел·сут	Влаж-ность песка, %	Содерж.Песка в осадке, %
При Qmin	При Qmax
Гори-зон-тальная	18,7-24,2	0,15	0,3	0,5-2,0	0,02		55-60
Аэри-руемая	13,2-18,7	-	0,08-0,12	0,7-3,5	0,03		90-95
Танген-циальная	18,7-24,2	-	-	0,5	0,02		70-75

При малом содержании взвешенных веществ предусматривают горизонтальные.

При проектировании песколовок следует помнить, что для горизонтальных время пребывания не менее 30с, для аэрируемых В/Н 1-1,5. Необходимо придавать поперечный уклон дна к песковому лотку.

Аэраторы (дырчатые трубы) устанавливают на глубину 0,7Н_s вдоль продольной стены над лотком для сбора песка. Впуск воды должен быть совпадающим с направлением воды, выпуск – затопленным. Для тангенциальной нагрузку принимают из величины 110м³ на м² в час при максимальном притоке.

Впуск воды по касательной на всей расчётной глубине (Н=0,5d) d не более 6м.

Объём пескового приямка принимать не более 2-х суточного объёма выпадающего осадка. Угол наклона стенок приямка не менее 60°.

Тангенциальные песколовки.

Наибольшее применение нашли в зарубежной практике. С.в. поступают в песколовку по касательной. Особенностью песколовки является малая глубина её проточной части. Расчёт производится задержание песка с гидравлической крупностью 18-24мм/с, что соответствует крупности песка 0,2-0,25мм. Нагрузку на песколовки принимают равной 110 м³ на м² в час. При максимальном расходе.

Удаление задержанного песка производится с помощью шнека. Диаметр данной песколовки не более 6м. При скоростях течения с.в. в главном лотке 0,6-0,8м/с задерживается около 90% песка. Это песок крупностью более 0,4мм. Зольность 94%. Песок крупностью менее 0,2мм в зависимость от нагрузки составляет 14,5-40%.

Рис.10

Тема: Отстойники.

Отстойники предназначены для выделения из с.в. грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на поверхность. Такой метод является наиболее простым выделением взвешенных веществ. И в зависимости от предварительной обработки с.в. перед отстойниками, а также в зависимости от конечной цели (требуемого эффекта осветления) они могут применяться как для предварительной, так и для окончательной очистки.

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме они могут быть первичные и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями биологической очистки. Вторичными называются отстойники, устраиваемые за сооружениями биологической очистки для очищения воды от ила или биологической плёнки.

По режиму работы отстойники различают периодического действия или контактные. В первые отстойники вода поступает периодически. Процесс отстаивания происходит в покое. Контактные непрерывного действия, или проточные. Здесь отстаивание происходит при медленном движении жидкости. В практике наибольшее распространение получили отстойники непрерывного действия.

По направлению движения воды различают горизонтальные и вертикальные. Разновидностью горизонтальных отсойников являются радиальные.

В горизонтальных отстойниках вода движется горизонтально. В вертикальных – вертикально, в радиальных – о центра к периферии.

К числу отстойников относятся осветлители. Одновременно с осветлением в этих сооружениях происходит фильтрация с.в. через слой взвешенного осадка. Содержание взвешенных веществ, выделяемых из первичных отстойников (ПО) зависит от начального содержания и от характеристики этих примесей. Основное: плотность, размер, форма, скорость осаждения, продолжительность отстаивания. Вода в ПО прибывает 1,5 часа и оснавная масса веществ выделяется за это время (50-60%) или до 70%. Вынос взвешенных веществ из ПО зависит от последней очистки с.в. Как правило, перед сооружениями биологической очистки (аэротенками с биофильтрами, работающими на полную биохимическую очистку) концентрация взвешенных веществ д.б. не более 150 мг/л. Выбор типа отстойников, их числа производится на основе технико-экономического сравнения. В зависимости от производительности рекомендуется: при низком уровне грунтовых вод станции производительностью до 10000 м³/сут применять вертикальные отстойники. В отдельных случаях (реконструкция или расширение) можно принимать до 20000 м³/сут.

Горизонтальные и радиальные применяют не зависимо от уровня гр. вод при П больше 15-20 тыс. м³/сут. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным устройством применяют на станциях с П больше 20000 м³/сут и концентрацией взвешенных веществ не более 500мг/л. Число первичных отстойников следует принимать не менее двух, вторичных не менее трёх. При этом все отстойники рабочие. При расчёте min, расход следует увеличить в 1,2-1,5 раза.

Процесс отстаивания в отстойниках описывается формулой стока

, м/с (1)

d – диаметр шарообразной частицы,м

ρ₁ – плотность частицы, кг/м³

ρ – плотности жидкости, кг/м³

μ – коэффициент динамической вязкости жидкости, Па·с.

Уравнение осаждения справедливо при Re 2.

Частицы должны иметь форму шара. Приводится понятие «эквивалентный диаметр», который равен диаметру малорастворимых частиц, имеющей с данной частицей одинаковую U₀. Во вторых, процесс осаждения должен происходить в монодисперсной агрегативноустойчивой системе, когда частицы имеют одинаковые размеры и, при осаждении не меняют форму и размер. На практике процесс происходит в полидисперсной агрегативнонеустойчивой системе, частицы агломерируются, изменяют свою плотность, размеры, меняют скорость осаждения. Поэтому кинетику процесса осаждения (всплывания) устанавливают опытным путём. Характеристику осаждения выражают в виде зависимости эффекта отстаивания от U₀.

Кривые 1,2,3 соответствуют разной концентрации взвешенных веществ: 200,300,400 мг/л.

Кривая 4 характерна для концентрации взвешенных веществ 400мг/л более легко оседаемой взвеси пром. остатков.

По графику определяется оптимальное время отстаивания.

Необходимый эффект осветления определяется формулой

(2)

С₁ – концентрация взвешенных веществ в воде, поступающие в отстойники

С₂ - концентрация взвешенных веществ в воде, выходящей из отстойника.

Процесс отстаивания может быть систематизирован добавлением активного ила, а также путём введения реагентов и применением впереди сооружений при аэрации и биокоагуляции.

 

Конструкция отстойников.

 

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный резервуар, где вода двигается вдоль длинной стороны со скоростью 5-10мм/с. Как правило, отстойников должно быть несколько и их проектируют с блокированными секциями.

Рис.13

При проектировании отстойников следует помнить, что высота борта отстойника над поверхностью воды не превышает 0,4м между проточной частью и иловой частью отстойника предусматривается иловый слой толщиной 0,3м. Ширина отстойника рекомендуется, чтобы принималась, исходя из оборудования, выпускаемого в промышленности (6, 9м).

При определении длины отстойников следует принимать ей кратно 3м.

Удаление осадка может производиться под гидростатическим напором, а также с помощью различных механизмов и др.)

Основными преимуществами является малая глубина, хороший эффект очистки, возможность использования одного сгребающего устройства для нескольких отделений отстойников.

К недостаткам относятся: необходимость применения большого числа отстойников в следствии ограничения ширины отстойника при большой производительности.

Вертикальные отстойники представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем с.в. подводящийся к центральной трубе и спускается по ней вниз. При выходе из центральной трубы она меняет направление движения воды на противоположное (снизу-вверх).

Рис.14

Для б.с.в. скорость движения воды 0,7 мм/с. Осадок удаляется под гидростатическим напором. Диаметр отстойников 4, 6, 9м. Принимается влажность осадка 95%.

Разновидностью вертикальных отстойников является отстойник с нисходящим – восходящим потоком. Здесь центральная труба заменена недоходящей до дна полупогруженной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на 2 равные части.

Выпускное отверстие выполнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отражательным козырьком. С.в. поступают по лотку (трубопроводу) в приёмную камеру, затем в лоток. Имеющий зубчатый водослив, из которого равномерно переливается и движется по периметру внутренней части отстойника. Отражательный козырёк меняет направление движения воды с горизонтального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки вода распределяется вниз по всему сечению внутренней части отстойника.

Поток теряет свою транспортационную способность благодаря чему происходит осаждение частиц. Осадок удаляется аналогично. Эффективность задержания веществ 60-70%. При сохранении эффективности осветления можно добиться пропускной способности в 1,5 раза больше.

Рис.15

Радиальные отстойники.

Представляют собой круглые в плане резервуары. С.в. подаются в центр резервуара. Движется радиально от центра к периферии. Эффективность осветления 50-60%. Отстойников чётное число. Следует стремиться к использованию типоразмеров:

Д=18, 24, 30, 40, 50, 54 м (60).

Рис.16

Расчет отстойников.

Он основан на определении гидравлической крупности:

(1)

H_set – глубина проточной части водоема;

k_set – коэффициент использования объема отстойника; т.31 СНиП;

t_set – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту осветления;

Для городских сточных вод – т.30 [4] – исправить;

h₁ – высота цилиндра отстаивания;

h₂ – зависит от агломерации взвеси, определяется по рис.2[4] (изменен)

(2)

При расчете первичных отстойников С_ех должно быть ≤150мг/л (концентрация взвешенных веществ на выходе).

Производительность одного отстойника определяется по формулам:

· для горизонтальных отстойников:

(3)

L_set – длина отстойника;

В_set – ширина отстойника;

- табл. 32[4]

· для вертикальных, радиальных и с вращающимся сборно-распределительным устройством:

(4)

D_set – диаметр отстойника;

d_set – диаметр впускного отверстия.

· с нисходящим, восходящим потоком:

(5)

· с тонкослойными блоками, работающими по перекрестной схеме:

 

(6)

· с тонкослойными блоками при противоточной схеме:

 

(7)

L_set – длина секции,м;

L_bl – длина тонкослойного блока (модуля);

B_bl – ширина тонкослойного блока;

H_bl – высота тонкослойного блока;

h_ti – высота яруса тонкослойного модуля;

k_dis – коэффициент сноса выделенных частиц, принимаемый при плоских пластинах 1,1; при рельефных +1.

Число отстойников:

Первичных отстойников должно быть не менее двух. Все рабочие.

Определяют объем осадка:

(8)

q_w – расход сточных вод, м³/ч;

P_mud – влажность осадка;

γ_mud – удельный вес осадка: 1т/м³, г/см³→в формулу

 

Тема: Сооружения для предварительной аэрации и биокоагуляции СВ

Данные сооружения предназначены для более полного осветления СВ. Предварительная аэрация производится в каналах, подводящих воду к отстойникам или специальным сооружениям, называемых преаэратором. В процессе аэрации происходит коагуляция и флокуляция мельчайших частиц, плотность которых меньше плотности воды. В результате эти частицы изменяют свою гидравлическую крупность и быстрее оседают при последующем отстаивании. Преаэраторы устраивают перед первичными отстойниками или конструктивно с ними объединяются. Аэрация может производиться без добавления ила из вторичных отстойников или с добавлением. В последнем случае процесс называется биокоагуляцией. И сооружения – биокоагуляторы.

Простая аэрация может производиться продолжительностью 10-20 мин с расходом воздуха 0,5м³ на 1м³ СВ. Эффект осветления при простой аэрации составляет 8%. При этом обеспечивается более высокий эффект снижения БПК.

При использовании биокоагуляции эффект по снижению загрязнений составляет 30%. Эффект снижения по БПК до 35%. При устройстве преаэраторов нужно предусматривать возможность регенерации активного ила – восстановление окисляющей способности активного ила. Вместимость регенераторов составляет 0,25÷0,3 общего объема приаэраторов. Оптимальная доза подаваемого активного ила колеблется от 100 до 400 мг/л. Объем активного ила зависит от продолжительности приаэрации и ее интенсивности, а также от качества активного ила.

Применяя биокоагуляцию одновременно из СВ извлекаются соли тяжелых металлов и другие вещества, которые могут отрицательно сказаться на процессе биохимической очистки СВ. Используя биокоагуляторы с регенераторами могут снижаться БПК до 50-55%. В качестве биокоагуляторов и приаэраторов могут использоваться конструкции на базе вертикального отстойника. Вода поступает в центральную трубу, где размещены фильтры, через которые воздух поступает ------------. В камеру можно добавить активный ил или биологическую пленку.

Рассчитывается на 20-минутное пребывание СВ.

Приаэраторы как самостоятельные сооружения могут быть в виде 2-х÷3-х коридорных аэротенков.

Рис.19

В качестве биокоагуляторов могут использоваться осветлители с предварительной аэрацией и коагуляцией или без них.

 

Септики

Сооружениями для сбраживания являются септики, двухъярусные отстойники (эмшеры), метантенки. В септиках происходит одновременно и осветление воды. Септики применяются для предварительной обработки сброженного осадка стоков не более 25 м³/сутки. Септик представляет собой прямоугольный или круглый проточный резервуар, в котором при движении воды с небольшой скоростью происходит медленное выпадение взвешенных веществ. Выпадающий осадок находится 6-12 месяцев в септиках. Объём септиков д.б. очень большой, они имеют высокий эффект осветления воды. Но септики имеют и недостатки: вследствие непрерывного поступления свежих порций осадков распад происходит до образования жирных кислот без последнего превращения в СН₄ и СО₂. Мельчайшие пузырьки газа, поднимаясь наверх увлекают с собой иловые частицы, которые образуют на поверхности септика уплотнённую корку высотой 35-40 см (и до1м).

Под влиянием сероводорода происходит разрушение ж/б стен, поэтому область применения септика ограничена.