Тема: Принципиальная схема хозяйственно-бытовой канализации города. Основные элементы сети.

Тема: Принципиальная схема хозяйственно-бытовой канализации города. Основные элементы сети.

Схемы водоотводящих сетей.

Трассировка водоотводящих сетей зависит, в основном, от
рельефа местности, грунтовых условий и расположения водоемов.

Проектирование сетей осуществляется в такой последовательности:

а) территорию канализуемого объекта разделяют линиями во-
доразделов на бассейны водоотведения;
б) по пониженным местам трассируют коллекторы бассейнов;
в) трассируют главные и загородные коллекторы, перехватывая
коллекторы бассейнов в направлении к очистным сооружениям;
г) трассируют уличные сети к коллекторам с таким расчетом,
чтобы каждая ветка уличной сети имела минимальную длину.
При расчете сети определяют места расположения насосных
станций. Наиболее целесообразно размещать их в тех местах, где
отдельные коллекторы, подходящие к насосной станции, имеют оди-
наковую глубину заложения.
Ввиду большого разнообразия местных условий не представля-
ется возможным использовать типовые решения схем водоотводящих
сетей. Встречающиеся на практике схемы приближенно могут быть
классифицированы следующим образом:
перпендикулярная схема – коллекторы бассей-
нов трассированы перпендикулярно направлению движения воды в
водоеме. Данная схема, в основном, применяется для сброса в водо-
ем атмосферных сточных вод;
пересеченная схема – коллекторы бассейнов трас-
сированы перпендикулярно направлению движения воды в водоеме и
перехвачены главным коллектором, трассированным параллельно
реке. Обычно такую схему применяют при плавном падении рельефа
местности к водоему и при необходимости очистки сточных вод;
параллельная схема – коллекторы бассейнов
трассированы параллельно направлению движения воды в водоеме
или под небольшим утлом к нему и перехвачены главным коллекто-
ром, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям пер-
пендикулярно направлению движения воды в водоеме. Эту схему
применяют при резком падении рельефа местности к водоему. Она по-
зволяет исключить в коллекторах бассейнов канализования повышен-
ные скорости движения, вызывающие разрушение трубопроводов;
зонная схема– территория водоотведения разби-
вается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным
сооружениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Каждая зона имеет схему, аналогичную пересеченной схе-
ме.

Зонную схему применяют при значительном или неравномерном
падении рельефа местности к водоему и при отсутствии возможности
осуществить водоотведение со всей территории самотеком;
радиальная схема – очистка сточных вод осущест-
вляется на двух или более очистных станциях; при этом сточные во-
ды отводятся с территории децентрализованно.

Данную схему приме-
няют при сложном рельефе местности и в больших городах.

При проектировании по той или иной рассмотренной схеме тре-
буется соблюдать следующие общие условия:

– линии водоотводящей сети следует прокладывать прямоли-
нейно; в местах изменения уклона линии или диаметра труб, поворо-
тов сети, а также в местах соединения нескольких линий необходимо
устраивать колодцы;

– повороты линии и присоединения к ним следует выполнять
под углом, равным или меньшим 90°.
При проектировании водоотведения особое внимание уделяют
трассированию уличных сетей.

Различают три схемы трассирования уличных сетей:
объемлющая трассировка– уличные сети опоя-
сывают каждый квартал со всех четырех сторон. Эту схему применя-
ют при плоском рельефе местности и больших кварталах;
трассировка по пониженной стороне квартала – уличные сети проложены лишь с пониженных сторон обслуживае-
мых кварталов. Эту схему используют при значительном падении
рельефа местности;
чрезквартальная трассировка – уличные сети
проложены внутри кварталов. Данная схема позволяет значительно
сократить протяженность сети, но затрудняет ее эксплуатацию.

Тема: Очистка сточных вод

Состав и свойства сточных вод. Виды загрязнений.

В зависимости от природы образования (бытовые, производст-
или дождевые/поверхностные) сточные воды значительно
отличаются друг от друга по составу, биологической активности, ги-
гиеническому значению, требуемым методам очистки. В большинстве
случаев на городские очистные сооружения поступает смесь бытовых
производственных сточных вод (т.н., городские сточные воды).
Проектирование вновь строящихся и реконструируемых соору-
жений для очистки сточных вод, в том числе и дождевых, для насе-
ленных пунктов, объектов народного хозяйства и индивидуальной
застройки регламентируется СНиП 40-03-99.
Сточные воды представляют собой сложные системы, в которых
органические и минеральные загрязнения находятся в растворенном,
коллоидном и нерастворенном состояниях. Состав городских сточных
вод и концентрация в них загрязнений определяются, в основном,
нормами водопотребления, а также составом производственных сточ-
ных вод. Наблюдаются значительные изменения загрязнений сточных
вод по сезонам года, дням недели и часам суток, что связано с быто-
вой и производственной деятельностью жителей населенного пункта.
Установлено, что загрязнения, вносимые в сточные воды от бы-
товой деятельности населения, в среднем сравнительно постоянны,
поэтому их можно нормировать. Согласно СНиП 40-03-99 на одного жи-
теля приходится следующее количество основных загрязнений, г/сут:
взвешенные вещества.....................................................................65
БПКполн неосветленной жидкости......................................................75
ХПК.............................................. ...............................................120
азотаммонийные соли.......................................................................8
фосфаты (Р2О5)..............................................................................3,3
в том числе от моющих веществ......................................................1,6
хлориды (Cl)....................................................................................9
поверхностно-активные вещества (ПАВ) .........................................2,5

Производственные сточные воды весьма разнообразны по сво-
ему минеральному и органическому составу, зависящему от исходного
сырья, организации технологического процесса, удельного расхода
воды на единицу продукции и других факторов. В связи с тем, что в
промышленно развитых городах количество производственных сточ-
ных вод составляет 30 – 35 % общего количества городских сточных
вод, городские очистные сооружения рассчитывают, в основном, на
загрязнение веществами бытового происхождения. Основная же часть
загрязнений промышленного происхождения должна быть задержана
на очистных сооружениях промышленных предприятий с тем, чтобы
не создавалось аварийных ситуаций в системе водоотведения и при
очистке сточных вод города.
Нормы водопотребления в городах, количество производствен-
ных сточных вод и их состав различны. Это обуславливает разнооб-
разие в проектировании и эксплуатации сооружений городских стан-
ций очистки сточных вод.
Качественная характеристика сточных вод включает боль-
шой перечень показателей, из которых определяющими для проекти-
рования и расчета сооружений канализации являются: температура,
содержание взвешенных и оседающих веществ, биохимическая и хи-
мическая потребности в кислороде (БПК и ХПК), величина рН, сухой
и плотный остатки, содержание различных форм азота и фосфора,
содержание синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ).
Основной составляющей сточных вод являются органические
вещества, степень загрязнения которыми можно определить по количеству кислорода, которое необходимо для их окисления с помощью
аэробных микроорганизмов – минерализаторов. Это количество кислорода называется биохимической потребностью в кислороде
(БПК) и выражается количеством кислорода в миллиграммах на 1 л
(мг/л) или в граммах на 1 м3 (г/м3). Величину БПК сточной жидкости
определяют лабораторным путем, индекс внизу обозначает длительность определения – 20 или 5 суток; очевидно, что БПК20 (как правило, равна БПКполн) будет больше БПК5 (примерно на 15 – 20 %). БПКполн городских сточных вод, как правило, не бывает более 500 мгО2/л.
Для более полной оценки содержания органического вещества
в сточной воде определяют химическое потребление кислорода.
Химической потребностью в кислороде (ХПК) является количество кислорода, требуемое для химического окисления органических
веществ сточной воды до конечных минеральных продуктов окисления. Таким образом, ХПК сточных вод должна быть обязательно выше
БПКполн, так как не все органические вещества окисляются биологи-
чески (микроорганизмами) и не обязательно до конечных, простых
продуктов окисления. Рекомендуется, чтобы ХПК городских сточных
вод, поступающих на очистные сооружения, не должна более чем в
1,5 раза превышать БПКполн, т.е. превышать 750 мгО2/л.
По разности между значениями ХПК и БПКполн можно судить о
соотношении между бытовыми и производственными сточными вода-
ми в их смеси. Чем выше эта разность, тем больше количество производственных сточных вод, так как в последних, как правило, содержатся трудноокисляемые или биологически неокисляемые органические вещества.
Содержание взвешенных веществ – один из главных показателей качества сточных вод, по которому рассчитывают сооружения для отстаивания и определяют количество образующихся осад-
ков.

Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах
обычно составляет 100 – 500 мг/л. Оседающие вещества являются
частью взвешенных веществ, которая оседает на дно сосуда за 2 ч
отстаивания. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 65 – 75 % взвешенных веществ по весу.

Количество сухого и плотного остатка в воде дает представление об общем количестве загрязнений: в первом случае в натуральной пробе, а во втором – в фильтровальной, а прокаливание сухого и плотного остатков и определение потерь массы после прокаливания позволяют получить примерное соотношение минеральной и
органической частей загрязнений.
Необходимо также определять содержание азотных форм и
фосфора в сточных водах, так как они являются основными биогенными элементами питания микроорганизмов, обеспечивающих биологическую очистку сточных вод.

Содержание биогенных элементов
должно быть не менее 5 мг/л азота N и 1 мг/л фосфора Р на каждые
100 мг/л БПКполн. Концентрация аммонийного азота в сточной воде
является одним из дополнительных показателей ее загрязненности
хозяйственно-бытовыми загрязнениями.

Определение синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в сточных водах обязательно, так как эта группа химических соединений отрицательно влияет на работу очистных сооружений городских канализаций и санитарное состояние водоемов.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) СПАВ для сооружений
биологической очистки составляет 10 – 20 мг/л.
Биологические загрязнения в сточных водах представлены
бактериями, вирусами, грибами, мелкими водорослями, гельминтами,
поэтому сточные воды опасны в эпидемиологическом отношении. При
анализе сточных вод на биологические загрязнения определяют об-щий счет бактерий, число бактерий кишечной группы и число яиц
гельминтов.

Содержание сульфатов и хлоридов в сточных водах определяют в качестве основных показателей минеральных загрязнений. В
процессе очистки сточных вод на городских очистных сооружениях
сульфаты и хлориды не задерживаются, никаких изменений не претерпевают и в пределах ПДК не оказывают влияния на физико-химические и биологические процессы обработки воды и осадков. К группе токсичных веществ относятся железо, никель, медь,
свинец, цинк, хром (особенно шестивалентный), мышьяк, сурьма,
алюминий и т.д. Эти вещества при превышении их пороговых концентраций оказывают отрицательное воздействие на микрофлору,
осуществляющую биологическую очистку сточных вод. Перечень и
нормативы загрязнений, принимаемых в системы городской канализации, перечень веществ, запрещенных к сбросу в системы водоотведения, определяются «Правилами приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов».

Степень очистки и условия спуска очищенных
сточных вод в водоемы
Поступление (сброс) сточных вод в водоем обуславливается
требованиями «Правил охраны поверхностных вод».

При поступлении в водоем сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, качество воды в нем изменяется, поэтому устанавливаются специальные санитарно-химические нормативы в зависимости от категории водоемов. Все водоемы разбиты на три категории:

для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для коммунально-бытового водопользования (отдых, купание, спорт), рыбохозяйственного назначения.

Концентрация поступающих в водоем загрязняющих веществ регламентируется разбавлением и прохождением
комплекса химических, физико-химических и биологических процессов превращений и деструкции этих веществ, который называется
процессом самоочищения водоема.
Указанные выше правила устанавливают допустимые нормативы сброса сточных вод для большого количества загрязняющих веществ, из которых рассмотрим только основные. Установлено, что во-
да водоемов питьевого и коммунально-бытового водопользования не
должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более 1
балла. На поверхности водоема не должно быть плавающих пленок,
пятен минеральных масел, скоплений различных примесей.

Окраска воды не должна обнаруживаться: для водоемов питьевого пользования, в столбике воды высотой 20 см, для водоемов коммунально-бытового пользования – высотой 10 см. В соответствии с общими требованиями к составу и свойствам воды водоемов всех категорий в результате сброса сточных вод реакция среды может изменяться только
в пределах 6,5 – 8,5, а температура воды летом не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению с наиболее высокой. Чтобы ограничить поступление в водоем сточных вод, содержащих взвешенные
вещества, устанавливается норма как на увеличение их количества
(на 0,25 и 0,75 мг/л, в зависимости от категории), так и на гидравлическую крупность, которая не должна превышать 0,4 мм/с для про-
точных водоемов и 0,2 мм/с – для непроточных.
Большое значение в процессе самоочищения водоемов имеет
концентрация кислорода в воде, минимально нормативное значение
которой устанавливается 4 мг/л (6 мг/л – для водоемов рыбохозяйственного назначения) в любой период года в пробе воды, отобранной
в 12 ч дня. При определении концентрации растворенного кислорода в
воде водоема после спуска сточных вод нужно обязательно учитывать
реаэрацию (поверхностное насыщение воды кислородом воздуха).
Наличие растворенного кислорода в воде водоема при прочих
равных условиях находится в прямой зависимости от БПК. Чем боль-
ше показатель БПК, тем меньше в воде растворенного кислорода, так
как он потребляется на биологические процессы окисления органических веществ. БПКполн не должна превышать 3 мгО2/л в водоемах
питьевого водопользования и 6 мгО2/л в водоемах коммунально-
бытового водопользования.

Химическое потребление кислорода (ХПК) не должно превышать для водоемов хозяйственно-питьевого назначения 15 мгО2/л и
30 мгО2/л для коммунально-бытового.
Химические вещества при сбросе сточных вод не должны со-
держаться в воде водотоков и водоемов в концентрациях, превышающих нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК).
В соответствии с общими требованиями к составу и свойствам
воды водоемов очищенные стоки не должны содержать возбудителей
заболеваний. Контроль за их наличием в воде водоемов и очищенных
сточных водах осуществляется по обобщающему показателю – количеству бактерий кишечной группы. Эти бактерии обладают большой
приспосабливаемостью к существованию во внешней среде и поэтому
обнаруживаются, даже когда большая часть патогенных микроорганизмов отмирает. В настоящее время принято считать чистыми водоемы, в 1 л воды которых содержится не более 10 тыс. бактерий кишечной группы.
Анализ санитарно-химических показателей качества сточных
вод и учет нормативных требований, предъявляемых к воде водоемов, которые являются приемниками сточных вод, позволяют определить необходимую степень очистки сточных вод.

Методы очистки сточных вод.

Методы очистки сточных вод, общая технологическая схема,
состав сооружений определяются в зависимости от требуемой степе-
ни очистки, количества сточных вод, климатических и других мест-
ных условий. Разделяют механические, физико-химические и биоло-
гические методы очистки сточных вод.

В результате механической очистки из сточных вод удаляются загрязнения, находящиеся в ней, главным образом, в нерастворенном и, частично, коллоидном состоянии. Для механической очистки
используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, центрифуги, фильтры и др.
К физико-химическим методам относятся коагулирование,
нейтрализация, экстракция, сорбция, электролиз и др. При коагулировании в сточные воды вводят реагент, способствующий укрупне-
нию частиц (коагуляции), вследствие чего увеличивается количество
задержанных нерастворенных веществ. Такой вид очистки применяют
для ускорения осаждения взвешенных веществ.
Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих окислению и минерализации органических веществ, которые находятся в сточных водах в
растворенном виде, в виде тонких суспензий или коллоидов. Биологическая очистка сточных вод осуществляется двумя методами: в условиях, близких к естественным (поля орошения и поля фильтрации), и в искусственно созданных условиях (биофильтры, аэротенки). Очистка сточных вод в естественных условиях происходит до-
вольно медленно, значительно интенсивнее она осуществляется на

биологических фильтрах и аэротенках.
Дезинфекция сточных вод производится хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, озоном, ультрафиолетовым излучением.
Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных
вод, заключается в предварительной стабилизации с последующим
обезвоживанием в естественных (иловые площадки) или искусствен-
ных условиях (сооружения механического обезвоживания). При необхо
димости обезвоженные осадки могут подвергаться сушке или сжиганию.
Очистку сточных вод проводят последовательно на ряде соору-
жений; механическая очистка, как правило, предшествует биологи-
ческой. Вначале сточные воды очищают от нерастворенных, а затем
уже от растворенных органических загрязнений.

Сооружения механической очистки.

При механической очистке сточная жидкость проходит через
решетки, песколовки для улавливания песка и поступает на первич-
ные отстойники для отстаивания. Уловленные на решетках загрязне-
ния могут вывозиться на мусороперерабатывающие предприятия или
после дробления возвращаться в поток очищаемой жидкости.

Решетки, как правило, выполняют роль защитных сооружений,
подготавливающих сточные воды к дальнейшей очистке, и служат для
извлечения крупных отходов.
Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и со-
вмещенные с дробилками. Очистку решеток от задержанных загряз-
нений можно производить вручную (граблями) и механическим спо-
собом с помощью специальных приспособлений.
После решеток сточная вода на очистной станции попадает в
песколовки, предназначенные для задержания минеральных приме-
сей, содержащихся в сточной воде, что способствует улучшению ра-
боты последующих очистных сооружений и облегчает их эксплуата-
цию. Наряду с минеральными примесями в песколовках отстаиваются
грубодисперсные примеси органического происхождения. Их содер-
жание зависит от вида сточных вод, гидравлических условий и экс-
плуатации песколовок, и составляет 15 – 20%.
По характеру движения воды различают песколовки горизон-
тальные, вертикальные и с вращательным движением воды (рис. 9.3).
Последние, в зависимости от способа создания вращательного движе-
ния воды, разделяют на тангенциальные и аэрируемые.
Для накопления осадка в песколовках предусматривается бункер
и эжектор для откачки пульпы. Из песколовок осадок вывозится на
песковые площадки или в специальные бункеры для обезвоживания.
Рис. 9.3. Основные схемы песколовок:
а – вертикальная; б – горизонтальная с круговым движением воды; в – тан-
генциальная; г – аэрируемая; 1 – подача сточной воды; 2 – отвод воды;
3 – удаление пульпы; 4 – воздуховод; 5 – воздухораспределитель; 6 – сбор-
ник всплывающих веществ; 7 – отвод всплывающих веществ
Для задержания нерастворимых органических загрязнений
применяют отстойники. Отстойники, устанавливаемые перед соору-
жениями биологической очистки, называются первичными, а после
них – вторичными. Отстойники подразделяются на горизонтальные,
вертикальные и радиальные (см. рис. 4.3).
Радиальные отстойники являются разновидностью горизонталь-
ных; в настоящее время они получают все более широкое распро-
странение. Радиальные отстойники диаметром 16 – 50 м устраивают с
выпуском воды снизу или сверху по центральной трубе, очищаемая
вода поступает в кольцевой лоток (рис. 4.3в). Дну отстойников при-
дается уклон 0,001 – 0,02. Выпавший осадок перемещается к цен-
трально расположенному приямку скребками, закрепленными на
вращающей ферме. Из приямка осадок удаляется под действием гид-
ростатического давления или с помощью насосов. Рыхлые осадки
(например, активный ил) можно удалять непосредственно со дна от-
стойника с помощью илососов, укрепленных на вращающейся ферме.
Плавающие на поверхности вещества (жиры, масла и т.п.) удаляются
с помощью различных устройств, закрепленных на скребковых фер-
мах на уровне зеркала воды в отстойнике, или через жиросборники.
Для небольших сооружений используют вертикальные (круглые
56 или квадратные в плане) или горизонтальные полочные отстойники.

Расчетная продол-
жительность отстаивания
бытовых сточных вод и
смеси их с производст-
венными стоками в от-
стойниках всех типов
принимается равной 1 –
2 ч, скорость потока – не
более 0,7 мм/с, а во вто-
ричных отстойниках – не
более 0,5 мм/с.

9.3.2. Сооружения биологической очистки
Для биологической очистки сточных вод применяют биологиче-
ские фильтры (биофильтры), аэротенки или окситенки.
Для биологической очистки больших количеств сточных вод
наиболее часто применяют аэротенки различных видов. Общими для
всех аэротенков являются принципы их работы.
Очистка воды от загрязнений происходит с помощью активного
ила (или биопленки в биофильтрах) – сообщества микроорганизмов,
способных сорбировать на своей поверхности органические загряз-
нения и окислять их в присутствии кислорода воздуха. Ил непрерыв-
но циркулирует в системе – отделяется во вторичных отстойниках и
возвращается в воду перед аэротенками. Жизнедеятельность микро-
организмов сопровождается постоянным их приростом. Образующий-
ся при этом избыточный активный ил уплотняется в илоуплотнителях
и направляется на сбраживание в метантенки вместе с осадком из
первичных отстойников. Осадок обезвоживают на иловых площадках
или на вакуум-фильтрах, а затем сушат в термических печах.
Окислительная мощность аэротенков составляет 0,5 – 1,5 кг/сут
на 1 м3 полезного объема сооружения и зависит от многих факторов:
физико-химической характеристики загрязняющих веществ и их кон-
центрации, дозы активного ила и способа его подачи, количества пода-
ваемого воздуха и способа его диспергирования, степени очистки и т.д.
Конструктивно аэротенки представляют собой резервуары, разделен-
ные перегородками таким образом, чтобы образовать длинный канал,
оборудованный устройствами для интенсивной аэрации воды. По
структуре потока различают: аэротенки-вытеснители, аэротенки-
смесители и аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды.
Одной из разновидностей аэротенков являются окситенки, ос-
новная особенность которых – бóльшая интенсивность процесса био-
химического окисления, чем в обычных аэротенках, за счет замены
подаваемого воздуха техническим кислородом и повышения концен-
трации активного ила.
В биофильтрах в качестве фильтрующего материала исполь-
зуют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и т.п., на которых
развивается биологическая пленка (рис. 9.5). При выборе загрузки
предпочтение следует отдавать материалам с развитой поверхностью
(шлак, керамзит, кольца и решетки из пластмассы).
По способу поступления воздуха в загрузку биофильтры быва-
ют с естественной (мощность сооружений до 1000 м3/сут) и принуди-
тельной подачей воздуха. Очищаемая сточная вода с помощью оро-
сителей различных конструкций подается на биофильтры непрерыв-
но или периодически с продолжительностью цикла 5 – 10 мин.

Для образования биопленки, мик-
роорганизмы которой адаптировались бы
к органическим веществам очищаемых
сточных вод, необходимо от двух-
четырех недель до нескольких месяца в
зависимости от вида загрязнения и тем-
пературы сточных вод.
По мере увеличения толщины
пленки происходит отмирание нижних ее
слоев и смыв их с поверхности загрузки
биофильтра. При правильно принятой
нагрузке на биофильтр процессы отми-
Рис. 9.5. Биофильтр с прину- рания и нарастания биологической
пленки идут параллельно, поэтому заи-
ливания и заболачивания биофильтров
ства; 3 – загрузка; 4 – водо- не происходит. Особенностью биофильт-
отводящие лотки; 5 – гидрав- ров является образование меньшего ко-
лический затвор; 6 – воздухо- личества избыточной биомассы (ила) по
сравнению с аэротенками.

9.3.3. Доочистка сточных вод
Глубокая очистка обеспечивает удаление остаточных загрязне-
ний из сточных вод после сооружений механической и биологической
очистки. Термин «глубокая очистка» может быть применен к любой
системе, которая следует за биологической очисткой. Выражение
«третичная очистка» часто употребляют как синоним глубокой очист-
ки, принимая за первую ступень механическую, а за вторую ступень –
биологическую очистку.
Применение глубокой очистки обусловлено, во-первых, задачей
снижения нагрузки на водоемы, а во-вторых, целесообразностью по-
вторного использования очищенных сточных вод, в частности, в сис-
темах технического водоснабжения промышленных предприятий.
Глубокая очистка включает следующие основные процессы:
– доочистку, которая обеспечивает уменьшение концентрации
взвешенных веществ и суммарного количества органических веществ,
оцениваемых по БПК;
– удаление фосфора для борьбы с эвтрофикацией водоемов
(массовым развитием водорослей);
– нитрификацию и денитрификацию, направленные на сниже-
ние содержания органического либо аммонийного азота;
– снижение цветности и удаление ПАВ;
– обеззараживание и удаление патогенной микрофлоры.
Для доочистки сточных вод наиболее широко используется
фильтрование через сетчатые барабанные фильтры и фильтры с зер-
нистой загрузкой. Сетчатые барабанные фильтры применяют как для
доочистки сточных вод (микрофильтры с размером ячейки сетки 20 –
40 мкм), так и в качестве вспомогательных устройств для задержания
крупных загрязнений перед зернистыми фильтрами (барабанные сет-
ки с размером ячеек 0,3 – 0,5 мм).

При фильтровании через барабанные сети и микрофильтры дос-
тигается снижение взвешенных веществ на 20 – 25 % и 50 – 60 %
соответственно, БПКполн – соответственно на 5 – 10 и 25 – 30 %.
В качестве зернистых фильтров обычно используют открытые
(безнапорные) скорые фильтры с нисходящим (сверху вниз) потоком
очищенной воды, аналогичные скорым фильтрам, предназначенным
для очистки природных вод.
Для снижения содержания аммонийного и органического азота
используют более глубокую биологическую очистку, при которой соз-
дают такие условия (аэрационный и гидравлический режимы), чтобы
в процессе жизнедеятельности микроорганизмов шли процессы нит-
рификации и денитрификации. Эти процессы организовывают либо в
основных сооружениях биологической очистки – аэротенках, либо в
отдельных дополнительных емкостных сооружениях.
Снижение цветности, удаление ПАВ и органических соединений
достигается, например, с помощью озонирования.

9.3.4. Обеззараживание очищенных сточных вод
Обеззараживание очищенных сточных вод производится с це-
лью уничтожения оставшихся в них патогенных микроорганизмов и
устранения опасности заражения воды водоема.
После биологической очистки количество бактерий в сточных
водах значительно уменьшается. Так, при биологической очистке
сточных вод на искусственных сооружениях (на биофильтрах или аэ-
ротенках) общее содержание бактерий уменьшается на 95 %, при
очистке на полях орошения – на 99 %. Однако полностью уничтожить
болезнетворные бактерии можно только обеззараживанием сточных
вод. Сточные воды обеззараживают различными способами.
До настоящего времени наибольшее распространение имеет
способ хлорирования сточных вод. Хлор вводят в сточную воду или в
виде хлорной извести, гипохлорита натрия или в газообразном виде.
В зависимости от местных условий, степени очистки сточных
вод, категории водоема принимаются разные дозы хлора. Ориентиро-
вочно (согласно СНиП 40-03-99) для отстоенной сточной воды доза
хлора составляет 10 мг/л, для биологически очищенной сточной воды
– 3 мг/л. Чтобы обеспечить бактерицидный эффект, хлор перед сбро-
сом в водоем следует держать в контакте со сточной водой до 30 мин.
Для обеззараживания сточных вод можно использовать озон,
однако этот метод достаточно дорогостоящ. Наиболее перспективным
методом обеззараживания является ультрафиолетовое излучение,
широко внедряемое на московских станциях аэрации.
После глубокой очистки и эффективного обеззараживания
сточные воды могут повторно использоваться в различных облас-
тях промышленности. Возможность и целесообразность повторного
использования сточных вод определяются санитарными, технически-
ми и экономическими факторами. Повторное и многократное исполь-
зование очищенных сточных вод в различных отраслях промышлен-
ности и сельского хозяйства является действенной мерой охраны
водных источников от загрязнения и истощения.

9.3.5. Сооружения для обработки осадка сточных вод
Обработка осадков, образующихся в процессе очистки сточных
вод, – важный и сложный технологический процесс в составе всего
комплекса канализационных очистных сооружений.
Образующиеся осадки представляют собой смесь минеральных
и органических веществ различных составов и происхождения. Их
концентрация составляет 20 – 100 г/л, а объем (по сравнению с объ-
емом очищаемых стоков) – от 0,5 до 2 % для станций совместной
очистки бытовых и производственных сточных вод и от 10 до 30 %–
для локальных очистных сооружений. Условно осадки можно разде-
лить на три основные категории: минеральные, органические и избы-
точные активные илы.

Основные задачи современной технологии обработки осадков –
превращение их в продукт, не вызывающий загрязнения окружаю-
щей среды, а также утилизация ценных компонентов осадков. В за-
висимости от свойств осадков эти задачи решаются стабилизацией
органической части осадков, естественным или искусственным обез-
воживанием или сжиганием.
Стабилизация осадков обеспечивает их устойчивость против
загнивания и удовлетворительные санитарные условия при их утили-
зации и складировании. Стабилизация может осуществляться как в
анаэробных условиях путем сбраживания осадков в метантенках, так
и в аэробных условиях путем аэрирования осадков в стабилизаторах.
Технологические схемы обработки осадков включают следую-
щие стадии: уплотнение, стабилизацию (для органических осадков),
обезвоживание, термическую сушку и сжигание.
Анаэробное сбраживание применяется для обработки осад-
ков промышленных сточных вод, содержащих сбраживаемые органи-
ческие вещества, избыточных активных илов, а также их смеси с
осадком из первичных отстойников. Сбраживание производится пе-
ред естественной сушкой осадка на иловых площадках, перед меха-
ническим обезвоживанием на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах.

Сбраживание осадков с утилизацией газов брожения осуществ-
ляется в метантенках в мезофильных (при температуре 30 – 35 °С)
или термофильных (при температуре 52 – 55 °С) условиях. В метан-
тенках происходит щелочное (метановое) брожение, осуществляемое
в две фазы с выделением метана и углекислоты.
При аэробной стабилизации производится длительное (в те-
чение нескольких суток) аэрирование избыточного активного ила или
его смеси с осадком первичных отстойников. Аэробная стабилизация
применима в тех же случаях, что и анаэробное сбраживание, и реко-
мендуется при обезвоживании осадков на центрифугах.
Выбор того или иного метода стабилизации определяется тех-
нико-экономическими соображениями.
Для дополнительного снижения влажности осадки, выделенные
в очистных сооружениях, перед стабилизацией уплотняют. Влаж-
ность осадков после уплотнения должна обеспечивать их свободное
транспортирование по трубам. Уплотнение илов производят в грави-
тационных илоуплотнителях или флотаторах.

Реагентная подготовка осадка – это наиболее известный и
распространенный способ кондиционирования, с помощью которого
можно обезвоживать подавляющее большинство осадков сточных вод.
При реагентной подготовке происходит коагуляция тонкодисперсных
и коллоидных частиц, образование крупных хлопьев и изменение
форм связи влаги, что приводит к изменению структуры осадка и
улучшению его водоотдающих свойств. Для реагентной обработки
используют коагулянты (соли железа, алюминия и известь) и флоку-
лянты (полиакриламид (ПАА) и другие). Для улучшения фильтрующих
свойств осадка применяют присадочные материалы, например, золу
или отходы от сжигания осадка.
Тепловая обработка – это нагревание и выдерживание осадка
при высоких температурах (180 – 200 °С) в течение 0,5 – 2,0 часов.
Такая обработка применяется для кондиционирования органических
осадков и избыточных активных илов. В процессе тепловой обработки
происходит распад органического вещества твердой фазы осадка. В
зависимости от свойств исходного осадка и параметров обработки
ориентировочно величину распада можно принимать 55 – 60 %.
Уплотняют
осадок в обычных радиальных уплотнителях, конст-
руктивно схожих с радиальными отстойниками и оборудованных пе-
ремешивающими устройствами для разрушения структуры осадка.
Продолжительность уплотнения составляет 2 – 4 ч. Влажность уплот-
ненных
осадков – 90 – 94 %. Сливная вода из уплотнителей сбрасы-
вается в аэротенки.
Уплотненный осадок обезвоживают на вакуум-фильтрах и
фильтр-прессах, а также на центрифугах. Влажность обезвожен-
ных осадков после вакуум-фильтров составляет 72 – 75 %, после
фильтр-прессов – 45 – 60 %.
Для обезвоживания осадков сточных вод используют вакуум-
фильтры с наружной фильтрующей поверхностью: барабанные, бара-
банные со сходящим полотном, дисковые и ленточные (рис. 9.6).
Для получения осадков с возможно более низкой влажностью
используют автоматизированные фильтр-прессы типа ФПАКМ
с горизонтальными камерами.

Обезво<