Отчет по практическим занятия

По МДК 03.02 «Очистные сооружения»

 

 

Москва 2016

 

Очистные сооружения.

Поселение людей, размещение промышленных объектов обычно производилось в непосредственной близости от пресных водоемов, которые используются для питьевых, гигиенических, сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования воды человеком она изменяла свои природные свойства и в ряде случаев становилась опасной в санитарном отношении. Впоследствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработавших потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.

В процессе использования вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения - такая вода получила название сточная вода. В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества, а также возбудители различных инфекционных заболеваний. Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и других специальных сооружений, которые реализуют отведение, очистку, обезвреживание, использование воды, а также образующихся осадков. Водоотводящие системы обеспечивают отведение и очистку как дождевых, так и талых вод.

О применении воды для удаления нечистот свидетельствуют археологические раскопки древних поселений Вавилонии, Ассирии, Финикии, Египта, Греции и Рима. Для отведения сточных вод в естественные проточные водоемы или для орошения сельскохозяйственных земель иногда строились крупномасштабные гидротехнические сооружения, выложенные кирпичом с обмазочной гидроизоляцией, обеспечивающие пропуск больших водных потоков. Литературные источники свидетельствуют о существовании каналов для отведения дождевых и бытовых сточных вод в Индии и Китае около 5-6 тыс. лет назад. За несколько тысячелетий до нашей эры, в ассирийском Саргонском Дворце был построен канал высотой 1,4 м и шириной 1,2 м. Древние греки в Афинах для отведения сточных вод построили канал шириной до 4 м. В Древнем Риме в 6 веке до н. э. был построен большой, закрытый водоотводящий канал «Клоака Максима», причем отдельные части этого канала использовались вплоть до начала 20 века. В Средневековье в городах господствовало антисанитарное состояние благодаря низкому уровню образования и господствующему религиозному фактору, что приводило к распространению эпидемией. Промышленное развитие и рост городов в Европе в 19 в. привели к интенсивному строительству водоотводящих каналов. Сильным толчком к развитию водоотведения городов стала эпидемия холеры в 19 в. в Англии. Первые водоотводящие сооружения в России были построены в Новгороде в 12 в. –бревенчатый канал. В 14 в. в Москве была проложена водосточная труба в сторону р. Москвы. В 14-15 в. в Москве строилась система из деревянных дренажных труб и каналов, причем каналы делались также из кирпича и камня. В 18 в. серьезные водохозяйственные комплексы создавались в местах добычи и переработки полезных ископаемых. В 18 в. в Петербурге были построены кирпичные водостоки по набережной р. Невы на Васильевском острове. В 1886 г. для научной общественности городским инженером В.Д. Кастальским был сделан доклад о целесообразности для Москвы раздельной системы водоотведения, а в 1890 г. – разработан проект первой очереди московской канализации, обслуживающей 1,5 млн. жителей.

В 1898 г. в Москве введена в эксплуатацию первая водоотводящая система, включавшая самотечные и напорные водоотводящие сети, насосную станцию и люблинские поля орошения. Используя Европейский опыт в США к началу 20 в. было канализировано около 1000 городов, причем большинство систем водоотведения обеспечивало отведение сточных вод по подземным самотечным трубопроводам и сброс неочищенных стоков в водоемы. Комплексное развитие систем водоотведения с очистными сооружениями началось после разработанных в Англии в 1876 г. норм очистки сточных вод при выпуске их в реку.

Сточные воды и их характеристика.

Сточные воды – это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

По происхождению сточные воды бывают: производственные, атмосферные, бытовые.

Производственные сточные воды образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. К ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов, вакуум-насосов и охлаждающих систем; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки.

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того, что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных (бани, прачечные и др.) зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин или моек; ванн, унитазов и трапов – напольных приборов с решетками). Особенности образования этих сточных вод хорошо известны.

Основными характеристиками сточных вод являются: количество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с или м3/с, м /ч, м /смену, м3/сут и т.д.

Состав сточных вод.

В понятие «сточные воды» входят различные по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. При этом вода получила загрязнения, и ее физико-химические свойства изменились.

По своей природе загрязнения сточных вод подразделяются на органические, минеральные, биологические.

Органические загрязнения – это примеси растительного и животного происхождения.

Минеральные загрязнения – это кварцевый песок, глина, щелочи, минеральные кислоты и их соли.

Биологические и бактериальные загрязнения – это различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе болезнетворные – возбудители брюшного тифа, паратифа.

Все примеси сточных вод, независимо от их происхождения, разделяют на четыре группы в соответствии с размером частиц.

К первой группе примесей относят нерастворимые в воде грубо-дисперсные примеси. Эти примеси могут быть органической или неорганической природы. Например, это микроорганизмы (простейшие, водоросли, грибы), бактерии и яйца гельминтов. Данные примеси образуют с водой неустойчивые систем и при определенных условиях либо выпадают в осадок, либо всплывают на поверхность воды. Значительная часть загрязнений этой группы может быть выделена из воды в результате гравитационного осаждения.

Вторая группа примесей - это вещества коллоидной степени дисперсности с размером частиц менее 10“6 см. Гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси этой группы образуют с водой системы с особыми молекулярно-кинетическими свойствами. Также к этой группе относятся и высокомолекулярные соединения, так как их свойства сходны с коллоидными системами. В зависимости от физических условий, примеси способны изменять свое агрегатное состояние. Малый размер частиц их затрудняет осаждение под действием сил тяжести. При разрушении агрегативной устойчивости примеси выпадают в осадок.

Третья группа – это примеси с размером частиц менее 10“7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсности. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки сточных вод от примесей третьей группы применяют биологические и физико-химические методы.

Примеси четвертой группы имеют размер частиц менее 10“8 см, что соответствует ионной степени дисперсности. Это, прежде всего растворы кислот, солей и оснований. Некоторые из них, в частности, аммонийные соли и фосфаты частично удаляются из воды в процессе биологической очистки. Однако, технология очистки бытовых сточных вод (полная биологическая очистка) не позволяет изменить солесодержание воды. Для снижения концентрации солей используют следующие физико-химические методы очистки: ионный обмен, электродиализ и т.д.

Различают три основные категории сточных вод в зависимости от их происхождения:

– хозяйственно-бытовые;

– производственные;

– атмосферные.

1) Хозяйственно-бытовые сточные воды. Они поступают в водоотводящую сеть от жилых домов, бытовых помещений промышленных предприятий, комбинатов общественного питания и лечебных учреждений. В составе таких вод различают фекальные сточные воды и хозяйственные, загрязненные различными хозяйственными отбросами, моющими средствами. Эти сточные воды всегда содержат большое количество микроорганизмов, которые являются продуктами жизнедеятельности человека, причем среди них могут быть патогенные микроорганизмы. Особенностью хозяйственно-бытовых сточных вод является относительное постоянство их состава. Основная часть органических загрязнений таких вод представлена белками, жирами, углеводами и продуктами их разложения. Неорганические примеси обычно составляют частицы кварцевого песка, глины, соли, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека. Это, прежде всего фосфаты, гидрокарбонаты, соли. Из общей массы загрязнений бытовых сточных вод на долю органических веществ приходится 45-58%.

2) Производственные сточные воды образуются в результате технологических процессов. Качество сточных вод и концентрация загрязняющих веществ определяются следующими факторами: видом промышленного производства, видом исходного сырья, режимами технологических процессов. Различные предприятия дают свои специфические загрязнения по которым достаточно легко определить какое именно предприятия производит сброс или выброс. Больше предприятий имеют загрязнение сточных вод как минеральных, так и органических в различных соотношениях. Причём органическое загрязнение на предприятии пищевой промышленности а минеральные вещества на метало обработки предприятий.

3) Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения осадков. К данной категории сточных вод относят кроме собственных атмосферных осадков также талые воды и воды от поливки улиц. В атмосферных водах наблюдается высокая концентрация кварцевого песка, глинистых частиц, мусора и нефтепродуктов, смываемых с улиц города. Загрязнение территории промышленных предприятий приводит к появлению в ливневых водах примесей, характерных для данного производства. Отличительной особенностью ливневого стока является его эпизодичность и резко выраженная неравномерность по расходу и концентрациям загрязнений.

 

 

Основные элементы водоотводящих систем.

Существуют следующие основные элементы системы водоотведения:

 

1) внутренних водоотводящих сетей в зданиях, оснащенных сани-тарно-техническим оборудованием;

2) внутриквартальных водоотводящих сетей;

3) наружной водоотводящей сети;

4) аварийно-регулирующих резервуаров;

5) специальных сооружений;

6) насосных станций и напорных трубопроводов;

7) станций очистки сточных вод;

8) выпусков аварийных нечищеных потоков сточных вод.

Трубопроводы отводных линий прокладываются с уклоном к стоякам для обеспечения самотечного отвода воды. Внутренняя водоотводящая сеть трубопроводов рассчитывается на частичное заполнение труб водой даже при наибольших (расчетных) расходах сточной воды. При составлении схемы водоотводящей сети обслуживаемый объект разбивается на бассейны водоотведения. Внешняя водоотводящая сеть может быть разделена на уличную сеть, коллекторы бассейнов водоотведения и главные коллекторы. Уличная сеть – это трубопроводы, проложенные по части периметра квартала (с нижней стороны по рельефу) или по всему его периметру. К ней присоединяются внутриквартальные сети.

Коллекторы бассейнов водоотведения — трубопроводы, предназначенные для приема и отвода воды от части или целого бассейна водоотведения. Главные коллекторы — трубопроводы, предназначенные для приема и отвода воды от части или всего обслуживаемого объекта.

Главные насосные станции перекачивают стоки на станцию очистки сточных вод части или всего обслуживаемого объекта. Для повышения надежности работы сооружений водоотведения напорные трубопроводы выполняют в две линии. Очистная станция представляет собой комплекс сооружений для очистки сточных вод и обработки осадков. Удаление загрязнений из сточных вод достигается с помощью механических (на решетках, песколовках, первичных отстойниках), биохимических (на аэротенках или биофильтрах и вторичных отстойниках) и физико-химических процессов очистки воды. Заключительным этапом обработки сточных вод перед сбросом в открытый водоем обычно является обеззараживание.