Системы и схемы малой канализации Способы обеззараживания воды

Такие установки рассчитаны на очистку  сточных вод в количестве до 1400 м³/сутки при начальной БПКб неотстоенной сточной воды до 400 мг/л и снижении БПКб и количества взвешенных веществ до 25 мг/л. Объем аэроканала определяется из условия 0,3 м³ на одного жителя; продолжительность пребывания воды в канале принимается 1—2 суток; расчетная глубина канала 1 м; скорость течения воды по каналу должна быть не менее 0,3 м/с; концентрация активного ила 3,5 г/л; расход кислорода на 1 г снятой БПКб 1,5 г. Вторичный отстойник принимают вертикального типа с продолжительностью отстаивания 1,5 ч. Параметры циркуляционных окислительных каналов приведены в табл. 4.72.

Из  сооружений естественной биологической  очистки большое применение находят биологические оксидационные контактно-стабилизационные пруды (БОКС), разработанные во ВНИИ по сельскохозяйственному использованию сточных вод.

БОКС  пруды состоят из нескольких секций искусственно созданных водоемов, в  каждую из которых поочередно напускается  суточный расход сточных вод. При первоначальном заполнении в каждую секцию вводится специально подобранный комплекс микроводорослей. В БОКС прудах сточные воды выдерживаются в течение 5—11 суток до полного обезвреживания, после чего их можно использовать для орошения.

При хлорировании сточных вод с дозирующими  устройствами концентрацию раствора принимают с таким расчетом, чтобы расход его был не менее 20 л/ч. Хлорирование сточных вод без дозирующих устройств производится раствором хлорной извести концентрацией до 5%, при этом раствор следует вводить в дезинфектор от одного до пяти раз в сутки в зависимости от количества сточных вод.

 

КОМПАКТНЫЕ  АЭРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ  ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 

Компактные  аэрационные установки предназначаются  для биологической очистки сточных вод методом «полного окисления» с аэробной стабилизацией избыточного активного ила, а также методом контактной стабилизации.

Типовые установки разработаны на пропускную способность от 12 до 700 м³/сутки.

Результаты  эксплуатации показали, что установки, работающие по методу полного окисления, экономичнее при пропускной способности  до 200 м³/сутки, при большей пропускной способности — аэрационные установки, работающие с образованием избыточного активного ила и с аэробной его стабилизацией.

Компактная  установка заводского изготовления типа КУ-12, предназначенная для биологической очистки бытовых сточных вод и близких к ним по составу производственных сточных вод, показана на рис.

 

.   Схемы   установок   для очистки  сточных вод по методу полного окисления пропускной способностью 12—700 м³/сутки

а —установка КУ-12; б — унифицированная компактная установка MOCC № 4 и НИИ KB и OB; 1 — подающий трубопровод; 2 — зона аэрации; 3 — аэратор; 4 — электродвигатель и редуктор под кожухом: 5 — зона отстаивания; 6—отводящий трубопровод (лоток); 7—бункер постоянного уровня; 8 — трубопровод   возвратного   ила

 

Очистка осуществляется методом «полного окисления» органических загрязнений, как жидкой, так и твердой фаз сточных вод в аэробных условиях. В этом случае нет необходимости строить отдельные сооружения для сбраживания осадка, а также иловые площадки для подсушки сброженного осадка.

Установка представляет собой металлический  резервуар, разделенный системой перегородок на аэрационную и отстойную зоны. На входе имеются пескоулавливающий лоток и решетка с прозорами 16 мм.

Аэрация сточных вод осуществляется механическими  аэраторами поверхностного типа или с пневматической подачей воздуха.

В зависимости  от способа подачи сточной воды установка  монтируется на уровне земли или заглубляется с тем, чтобы сточная вода поступала в нее самотеком. В первом случае требуется утепление установки. Во втором случае при применении установки в климатических зонах со среднезимней температурой до минус 30° С она монтируется на открытом воздухе; при более суровых климатических условиях над установкой возводится неотапливаемый шатер.

 

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ  ВОД

 

Обеззараживание (дезинфекция) сточных вод производится для уничтожения содержащихся в  них патогенных микробов и устранения опасности заражения водоема  этими микробами при спуске в  него очищенных сточных вод.

Патогенные  микробы не могут быть полностью  удалены ни при отстаивании, ни при искусственной биологической очистке сточных вод. Работами С. Н. Черкинского и Л. Б. Доливо-Добровольского показано, что патогенные бактерии кишечной группы обнаруживаются в очищенной воде даже тогда, когда содержание кишечных палочек уменьшается на 99%. В сооружениях искусственной биологической очистки (в биофильтрах и аэротенках) устраняется от 9 1  до 98% таких бактерий. Поэтому после механической и искусственной биологической очистки до спуска в водоем требуется обеззараживание сточной воды. Оно может быть эффективно только в том случае, когда в воде не содержатся взвешенные вещества.

Эффективность обеззараживания, определяемая по концентрации бактерий Соli, должна достигать практически 100%.

 

Надежными способами устранения бактерий являются почвенные методы биологической  очистки (на полях орошения и полях  фильтрации), которые при условии нормальной нагрузки на поля обеспечивают высокий эффект (до 99,9%). В этих случаях дезинфекция, как правило, не требуется.

Согласно  действующим «Правилам охраны поверхностных  вод от загрязнения сточными водами», сточная вода не должна содержать возбудителей заболеваний.

Ввиду сложности непосредственного определения  содержания патогенных бактерий в сточных водах обычно применяют метод оценки эффективности их обеззараживания по титру кишечной палочки. По А. А. Смородинцеву, обеззараживание сточных вод может быть признано достаточным, если коли-титр в них будет доведен до 0,001.

Дезинфекция сточных вод может производиться  различными способами, но наибольшее распространение получило хлорирование, т. е. введение в сточную воду определенного количества хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия.

Сущность  обеззараживающего действия хлора  заключается в окислении и инактивации ферментов, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают.

Бактерицидный эффект хлора в значительной степени  зависит от начального его количества в воде и продолжительности контакта с водой. Количество активного хлора, вводимого при дезинфекции на единицу объема сточных вод, называют дозой хлора, выражаемой в мг/л или г/м³. Жидкий хлор в воде растворяется плохо, поэтому применяют хлор-газ. Взаимодействие газообразного хлора с водой протекает с выделением соляной НС1 и хлорноватистой НОСl кислот по уравнению

С1₂+Н₂О→НС1+НОС1.

Хлорноватистая  кислота частично ионизирована. Ионизация  ее повышается с повышением рН среды. Так, например, при рН≈7 хлорноватистая кислота ионизирована на 20%. Наличие в воде хлорноватистой кислоты НОС1 и особенно гипохлорит-иона ОСl^-  создает при известных концентрациях такие условия, в которых микробы погибают. Хлорноватистая кислота не устойчива и легко распадается, образуя соляную кислоту и выделяя атом кислорода:

HOCl→HCl+O. Кислород этот окисляет бактерии.

Кроме того, при хлорировании сточной воды собственно хлор непосредственно действует на бактериальную клетку и, соединяясь с веществами, входящими в ее протоплазму, вызывает гибель бактерий.

Если  вместо газообразного хлора производить  дезинфекцию хлорной известью, то при взаимодействии ее с водой  образуются хлорид кальция, хлорноватистая кислота и известь:

2CaCl₂0+2H₂0 →Ca(OH)₂+2HOCl-2CaCl₃.

Процесс обеззараживания происходит так  же, как и при использовании газообразного хлора.

Для эффективного обеззараживания хлор должен быть хорошо перемешан с дезинфицируемой водой и находиться определенное время в контакте с ней. Контакт хлора со сточной водой осуществляется в сооружениях, называемых контактными (дезинфекционными) резервуарами, и должен продолжаться не менее 30 мин (с учетом времени движения хлорированных вод в лотках и трубах до спуска в водоем).

Необходимость дезинфекции сточных вод и  доза хлора устанавливаются органами Государственного санитарного надзора по данным бактериологических анализов и по показателю хлоропоглощаемости сточ ной воды — величине наибольшей дозы хлора в мг/л, при введении которой после 30-минутного контакта остается избыточного хлора 0,5— 1 мг/л. При повышении дозы избыточного хлора от 1 до 1,5 мг/л бактерии погибают быстрее.

Состав  очищенной сточной воды непостоянен, поэтому нужно регулярно следить за содержанием избыточного хлора и поддерживать его в пределах заданной величины. Определение избыточного хлора в сточной воде производится иодометрическим методом.

Согласно  СНиП, в проектах для предварительных расчетов дозы активного хлора следует принимать:

а) для  сточной воды после механической очистки 10 г/м³;

б) для  неполностью очищенной сточной воды в аэротенках или в вы-соконагружаемых биофильтрах 5 г/м³;

в) для  полностью очищенной сточной  воды 3 г/м³.

Дезинфекция больших масс воды, как правило, осуществляется хлор-газом; при малых количествах сточных вод (до 1000 м³/сутки) применяется хлорная известь.

Установка для дезинфекции сточной воды состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров.

 

ДЕЗИНФЕКЦИЯ ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТЬЮ И ГИПОХЛОРИТОМ КАЛЬЦИЯ

На  очистных сооружениях пропускной способностью до 1000 м³/сут-ки для дезинфекции допускается применение хлорной извести, а также гипохлорита кальция.

Установка для дезинфекции сточных вод  хлорной известью обычно состоит  из затворных баков (одного или двух), двух растворных или рабочих баков и одного дозирующего бачка . В затворном баке производится затворение хлорной извести, в результате чего получают «молоко» концентрацией 10—15% (по активному хлору). Молоко поступает в один из растворных (рабочих) баков, где смешивается дополнительно с водой в количестве, необходимом для получения раствора с концентрацией 2,5% по активному хлору. Воду для приготовления раствора подают из водопровода или шахтных колодцев, а при их отсутствии используют очищенную сточную воду после контактного резервуара.

Из  растворных баков хлорная вода поступает  в дозирующий бачок и затем  в смеситель.

 

Обеззараживания очищенных сточных вод методом озонирования

 

Весьма  перспективным является способ обеззараживания  очищенных сточных вод методом озонирования. К его преимуществам относятся: улучшение цветности и устранение неприятных запахов обрабатываемой воды; отсутствие необходимости в транспортировании дезинфектантов и их хранении, так как озон вырабатывается на месте; дозирование озона не требует такой тщательности, как дозирование хлора.

Обеззараживающее  действие озона основано на его высокой  окислительной способности, обусловленной легкостью отдачи им активного атома кислорода: Оз=Ог+0.

Благодаря высокому окислительному потенциалу озон энергично вступает во взаимодействие со многими минеральными и органическими  веществами, в том числе и с  плазмой микробных клеток. Озон действует  на бактерии быстрее хлора и применяется  в дозах 0,5—5 мг/л в зависимости от содержания в воде веществ, способных окисляться.

Исследования  показали, что после озонирования количество бактерий уменьшается в среднем на 99,8%. Спорообразующие бактерии более устойчивы по отношению к озону, чем вегетативные.

К недостаткам  метода озонирования относится необходимость  применения сложного оборудования для  получения озона, что определяет высокую себестоимость обеззараживания сточных вод.

Из  других методов дезинфекции можно  назвать обеззараживание воды с  помощью импульсных электрических  разрядов, предложенное в Тамбовском медицинском институте. Этот метод  не требует применения реагентов и относительно прост по конструктивному оформлению. Количество затрачиваемой на обеззараживание энергии относительно невелико. Эффект обеззараживания достигается и при наличии в воде органических примесей белкового характера.

Для обеззараживания  очищенных сточных вод могут  применяться также ультразвуковые колебания или облучение бактерицидными (ультрафиолетовыми.) лучами. Последний способ требует предварительного максимального освобождения очищенных сточных вод от взвешенных веществ, которые снижают эффективность действия лучей.

Высокий эффект обеззараживания достигается  при обработке коагулянтами и флокулянтами сточной воды, прошедшей биохимическую очистку. С помощью сернокислого алюминия или хлорида железа в сочетании с полиэлектролитами достигается удаление вирусов на 90— 95%, мутность при этом снижается на 90%.

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

СВ. Яковлев, Я. А Карелин, А. И. Жуков, С. К- Колобанов

Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975. 632 с. Авт : С. В. Яковлев, Я- А. Карелин, А. И. Жуков, С. К- Колобанов.