Біологічні ставки. Біологічне очищення стічних вод

Доочищення стічних вод в ставках відбувається як за рахунок додаткового більш тривалого і глибокого відстоювання, так і за рахунок біологічних процесів (в теплу пору року). В даний час ставки експлуатуються на спорудах каналізації ряду промислових підприємств (Кстово, Сєвєродонецьк, Караганда, 1 озополоцк і ін.). [...]

Спостереження за роботою природно аеріруемих ставків на Ново-Горьківському нафтопереробному заводі, проведені кафедрою каналізації МІСД ім. В. В. Куйбишева спільно з лабораторією заводу, дозволили встановити причини низької ефективності таких ставків і показали доцільність застосування і русственной аерації. Для цієї мети була розроблена і застосована конструкція плаваючого аератора поверхневого типу. [...]

На рис. 6.11 показані аеріруемие біологічні ставки, що призначаються для доочищення стічних вод. Ставки запроектовані на площі 7,25 га при глибині 3 м. Навантаження на 1 га -3448 м3 / добу, тривалість перебування води в ставках - 8,7 добу. Ставки мають дві секції, кожна секція складається з п'яти ступенів. Між ступенями і секціями є перепуски. Перші чотири ступені ставків обладнуються механічними аераторами, п'ятий ступінь - отстойная. Ефект очищення по БПК20 -до 75%, по зважених речовинах до 80%. [...]

Аеріруемие біологічні ставки застосовуються і з рециркуляцією активного мулу, що дозволяє значно підвищити інтенсивність процесу очищення. Застосування рециркуляції доцільно при концентрації надходить стічної води по БПКполн вище 300 мг / л. [...]

Аеріруемие біологічні ставки можуть призначатися також для доочищення стічних вод молочної, м'ясної та дріжджової промисловості з концентрацією забруднень по БПКполн До 40-60 мг / л у І, III і IV кліматичних районах. Тривалість доочищення стічних вод в аерованих ставках може визначатися так само, як і тривалість очищення стічних вод в ставках, причому ефект очищення для одного ступеня раціонально приймати рівним також 50%. Біологічні ставки можуть бути одноступінчастими в залежності від концентрації забруднень надходить на доочищення води і від необхідної концентрації після доочистки. Питома витрата кисню на аерацію в біологічних ставках для доочистки слід приймати 2 мг / мг знятої БПКполн- Система аерації може бути механічна і пневматична. [...]

При доочищення стічних вод в аерованих біологічних ставках рекомендується використовувати рухливі аератори (рис. 6.12). При роботі аератора виникає пара реактивних сид причому обертання аератора навколо власної осі викликає обертання його навколо нерухомої опори. При проектуванні рухомих аераторів на тязі слід встановити шарнір для сприйняття хвильових впливів на ставку. Понтони слід розташовувати на відстані не менше двох діаметрів аератора Про від його центру. Відстань від опори до центру ротора аератора рекомендується приймати рівним радіусу дії аератора (до'Ь). Площа зони дії кожного аератора може бути збільшена мінімум в 4-5 разів в порівнянні з аераторами, встановленими стаціонарно. Мінімальна відстань між опорами аератора повинно складати 10 £>. Глибину ставка допускається приймати не менше 3 м. [...]

Для збільшення сили тяги аератора доцільно передбачити можливість невеликого відхилення осі аератора від вертикалі в площині осей аератора і рукояті. При цьому зовнішні по відношенню до нерухомої опори лопатки будуть більше заглиблені і виникне додатковий гребний ефект. У альгалізірованних біологічних ставках поряд з бактеріальною мікрофлорою в процесі зміни величини ВПК беруть істотну участь і мікроводорості. В надходить в біологічні ставки стічній воді спостерігається різко виражений процес трансформації органічних речовин стічних вод в речовина клітин мікроводоростей, а це призводить до збільшення ВПК. [...]

Іноді замість звичайних проточних або контактних біологічних ставків для доочищення стічної води застосовуються біологічні окси-даціонньщ, контактні стабілізаційні (БОКС) ставки, в яких відбувається альгалізація спеціально підібраними і вирощеними на стічних водах мікроводоростями, що забезпечує повне біологічне знезараження стічних вод. Цей тип ставків розроблений у ВНДІ по сільськогосподарському використанню стічних вод і знаходить велике застосування в районах з теплим кліматом.

Біопрудах створюються штучно біля підприємств нафтохімічної, коксохімічної, нафтовидобувної промисловості, і в місцях целюлозного виробництва. Це заглиблення очисні водойми, огороджені дамбою або греблею.

Біологічні ставки з забрудненими відхідними водами від підприємства будуються в місцях, непридатних для ведення сільського господарства. Як правило, це яри, схили терас. Кожне очисна споруда захищається в цілях безпеки дамбою, а якщо знаходиться в глибокому яру - греблею.

Ставки-відстійники є причиною забруднення стічних вод, біологами ведеться боротьба з цвітінням цих водойм. Вода хімічним чином освітлюється. У ставках відбуваються природні процеси самоочищення та аерації стічних вод.

Умови зберігання стічної води

Біологічний ставок повинен зберігати в собі тільки стоки тих вод, які не змінюють своїх якостей протягом всього терміну зберігання. Необхідно все ж стежити за відсутністю забруднення водойми мулом. Водоймище для зберігання стічних відходів повинен функціонувати тимчасовим, а не постійним чином.

Підкреслюється, що особливих вимог до побудови очисного ставка немає. Водоймище площею до 50.000 м3 засолює підземні чисті русла на відстані декількох квадратних кілометрів.

Необхідно відзначити, що, за оцінками фахівців Лісі, в даний час очисної ставок будується об'ємом до 40.000 м3. Кожен біологічний ставок-відстійник дуже забруднює повітря, виділяючи в нього активні хімічні речовини.

Принцип побудови ставка для стічних вод

Технологія зведення ставка

Ставок-накопичувач за технологічними вимогами повинен складатися з 2-х частин. Перша займає 20% обсягу всього ставка і служить для фільтрації та відстоювання частинок продукції нафтопереробки. Друга частина, об'ємом 80%, функціонує як своєрідний акумулятор.

Слід звернути увагу, що в якості ставка-накопичувача може бути використано заболочене озеро або болото, якщо поруч знаходиться водопровідний злив стічних вод і велика площа земельних угідь.

Метод використання біологічного заболоченого озера економічно вигідний, але водопровідні опади набувають в болоті тіксотропних стан, ставок покривається твердою кіркою, вапно не допомагає усунути проблему, тому ставок-сховище має бути тимчасовим варіантом.

Ставок-станція будується з урахуванням рівня води в прилеглому природному водоймі в період повені. Беруться дані за останні 10 років. Аридная (пустельна) зона будівництва ставків по зборам стоків в холодну пору року може значно підвищити родючість землі і врожайність при влаштуванні продуманої дренажної стічної системи.

Тип очисної споруди

Тип очисної споруди визначається в залежності від природи опадів в стічних водах. Біологічні накопичувачі поділяються на однофазні і двофазні. В однофазні накопичувачі відправляються опади промисловості з яскраво вираженою забарвленням і сильним запахом, що містять солі, які не піддаються переробці, в двофазні - опади у вигляді водяної суспензії, що містять мінерали і органічні речовини, які можуть бути відокремлені.

Гідровідвалів - хранителі стоків

Гідровідвалів служать споруди - станції, призначені для зберігання пульпи. Пульпою є мелкоізмельченной суспензія води і гірської породи. Пульпа буває у вигляді:

грубої суспензії;
тонкої суспензії;
мулу (шламу);
колоїдного розчину.

За типом рельєфу дна біологічні гідровідвалів-ставки поділяються на:

спеціально зводяться і обгороджені дамбою або греблею;
розташовані в заплаві річки, обваловані з 3-4 сторін;
низинні, рівнинні ставки;
кар'єрні біопрудах;
зводяться в місцях природного поглиблення рельєфу;
котлованні і улоговинні ставки.

характеристика гідровідвалів

Гідровідвалів по висоті бувають низькими, до 12 метрів, середніми, від 12 до 35 метрів, високими, від 35 метрів і вище. Спорудження-станція має містити в собі обваловано дамбу, водозбірні пристосування і дренажні системи. Невеликого обсягу поверхневі води на території біологічного гідровідвалу збираються водозбірної установкою, а великі паводкові води - за допомогою спеціального водопропускного механізму.

Иловая майданчик будується в природному місці пониження рельєфу або зводиться штучним чином. Станція призначена для випаровування води з опадів і вилучення необхідних залишків, що підлягають переробці. Являє собою поглиблення, обваловане дамбою з 2 - 3 сторін з дорогами для можливості під'їзду транспорту та автотехніки з метою вилучення залишків відвалів працівниками, перегляду і упаковки для подальшого транспортування.

Иловая майданчик для накопичення стоків

Біологічна иловая майданчик-станція будується з декількох мулових карт із засувками, Водоспускові трубами, дренажем для стічних систем. Мулові карти розташовуються в ряд один з одним під певним кутом нахилу, що відповідає технічній експлуатації кожної карти. Покриття стічними водами одноразово всіх карт неприпустимо. Карти покриваються водою з відходами в певному порядку: на 25-35 см влітку і на 15 см взимку нижче верхнього рівня обвалочной дамби.

Труби, засувки, лотки оглядаються співробітниками не менше, ніж раз на 5 днів. Корисні залишки вилучаються з карт після того, як стічна вода повністю зійде в яму і перейде в дренажну систему, а залишки підсохнуть. Вода з ями видаляється за допомогою дії водоочисних споруд. Пристрої для розлучення майданчиків і їх канали промиваються чистою водою після кожного накладення опадів. У зимовий період розсувний відкритий лоток покривається декількома щитами від вод.

Особливість хвостосховища та водойми - випарника

Хвостосховище є водойма-накопичувач рідких промислових стоків і вод, що містять корисні копалини (хвости), придатні для вторинної переробки із застосуванням технології біологічного збагачення. При необхідності будують вторинні дамби на додаток основний. Воду в накопичувачі освітлюють. Дамби проти вод зводяться насипним чином.

Ставок-випарник має в основі дамбу обвалування і нормальне природне поглиблення рельєфу. В основу ставка закладається протифільтраційна плівка з вологонепроникного матеріалу, яка заглиблюється до рівня глини під землею. Ставки-випарники розрізняються між собою залежно від геологічних, кліматичних, умов місцевості і стічних вод. За типом рельєфу бувають:

яружні ставки;
заплавні ставки;
рівнинні;
котлованні.

зведення шламосховища

Шламосховищ є величезних розмірів земляний ставок до десятків тисяч м3, обвалованих дамбою з захисним гребенем, забезпечений системою водозбору і водовідведення. Гребінь повинен бути обладнаний системою кюветів для подачі і відведення вод.

Дана система влаштована за принципом дії аналогічної в хвостосховище. Шламосховищ призначене для відсіювання і вторинної переробки відходів нафтової промисловості. Стоки вод є суспензією зважених нафтових частинок.

Технологія зведення очисних водойм

Особливо наголошується технологія побудови очисних водойм згідно нор мам і природоохоронним законам, що діють в РФ.

Всі гідротехнічні споруди повинні бути побудовані за проектами, розробленими в певному порядку, і які пройшли експертизу згідно з Постановою Держдуми РФ від 7 грудня 2000 року:

Власник гідроспоруди перед початком будівництва повинен надати в Госгортехнадзор проект споруди очисної споруди, який відповідає нормативним вимогам.
Власник гідроспоруди несе повну відповідальність за:
сам ставок,
комунікацію,
підходи і під'їзди до гідроспоруди,
подводимую дренажну систему,
водозбірні і водозабірні системи відводу вод,
якість води, що скидається у відкритий водойму.
Власник гідроспоруди повинен надати до контролюючого органу план ліквідації аварії після:
- усунення водойми-накопичувача,
- виникнення проблем з водозбірної системою,
- розлиття забруднених вод по прилеглій до ставка території.

Нормативний закон передбачає моніторинг гідроспоруди з метою попередження можливої аварії і визначення рівня забрудненості навколишнього території.
Керівництво гідроспоруди зобов'язане розробити для контролюючого органу план по експлуатації очисної споруди, інструкцію для місцевого користуванням ставком, інструкцію з техніки безпеки, службові інструкції для всього робочого персоналу.
Керівництво дрібних і середніх за обсягом накопичувачів може розробити і затвердити план по ліквідації аварій в складі плану локалізації аварії на всьому обслуговуючому підприємстві або його підрозділу.

Якщо в зоні розливу токсичних вод, планованої технічним проектом, знаходяться житлові приміщення або об'єкти науки, освіти, медицини, їх треба негайно перенести з зазначеної зони.

Причини і умови ліквідації водойми

Накопичувач, після заповнення його до верхньої робочої позначки, підлягає консервації (ліквідації). Для цієї мети необхідно отримати експертний висновок з Держнаглядохоронпраці про стан сховища і його вплив на навколишнє середовище, а також розробити план по ліквідації самого очисної споруди відповідно до висновку експертів. Накопичувач ліквідується у разі:

знаходження його в житловій зоні;
переповнення його токсичними відходами, коли протифільтраційні плівки і засоби не стримують їх, а забруднена вода просочується в землю, отруюючи чисті джерела.

Проект по ліквідації гідроспоруди повинен виконуватися організацією, яка має ліцензію на його будівництва. Проектом повинні передбачатися вимоги щодо збереження безпеки навколишнього середовища і промислового підприємства. Безпека консервації об'єкта забезпечує власник або в яких беруть гідроспоруда організація відповідно до висновку експертної комісії і фахівців Ростехнагляду.

Біологічні ставки являють собою каскад ставків, що складається з 3 - 5 ступенів, через які повільно протікає освітлена або біологічно очищена стічна вода. Ставки влаштовуються для біологічного очищення стічних вод в природних умовах на слабофільтрующіх грунтах у вигляді окремих водойм. В результаті життєдіяльності плангтона (фітопланктону) асимілюється вільна і бикарбонатная кислота, завдяки чому рН води днем підвищується до 10 - 11, що призводить до швидкого відмирання бактерій.

Біологічні ставки як самостійні очисні споруди по СНиП допускається застосовувати (при належному обгрунтуванні) для населених місць, розташованих в IV кліматичному районі. Ставки можуть проектуватися також для доочищення стічних вод в поєднанні з іншими очисними спорудами.

У біологічних ставках має бути 2-3 ступені - при надходженні біологічно очищених стічних вод і 4-5 ступенів - при надходженні отстоенная стічних вод.

Біологічні ставки розраховуються за навантаженням стічними (перший випадок) водами на 1 га водної поверхні ставка або за величиною реаераціі (другий випадок).

У першому випадку це навантаження приймається рівною (без розведення для отстоенная стічних вод) до 250 м3 / га на добу і для біологічно очищених стічних вод - до 5000 м3 / га на добу; у другому випадку - з розрахунку величини реаераціі, що дорівнює 6 - 8 г кисню на добу з 1 м2 ставка в залежності від кліматичних умов (СНиП).

Середню глибину води в біологічних ставках приймають в залежності від місцевих умов в межах 0,5-1 м. При використанні ставків для риборозведення до них повинна підводитися освітлена стічна рідина, розбавляється річковою водою в 3-5 разів. При цьому в складі біологічних ставків повинен бути малий ставок глибиною не менше 2,5 м, призначений для риби в зимовий час.

При очищенні стічних вод в біологічних ставках, зменшується кількість бактерій - більш ніж в 100 разів, знижується окислюваність на 90%, знижується кількість органічного азоту - на 88, аміаку - на 97 і БПК - до 98%. Восени ставки, не призначені для вирощування риби, спорожнюють, в зимовий час їх використовують як накопичувачі. Навесні ставки заповнюються водою і приблизно через місяць починають працювати на проток. Можлива також контактна робота ставків. Дно ставка рекомендується щорічно орати. Стічні води повинні знаходитися в ставках 20-30 діб. Впускати стічні води в ставки рекомендується в денний час. Ставки потрібно розташовувати поблизу природних водойм. Кількість розчиненого кисню у воді має бути не нижче 2,5 мг / л. Дно ставка планується в сторону випуску. Глибина біля впуску зазвичай приймається 0,5 м, у випуску - до 1-2 м. Ставки проектуються площею 0,5--1,5 га і більше.

При проектуванні ставків, що мають природний водозбір, водоскидні споруди потрібно розраховувати на додатковий пропуск паводкового і зливового витрати. Залежно від умов випуску (спорожнення), що диктуються рельєфом, ємність ставка може бути утворена пристроєм загат по тальвегах, використанням існуючих або створенням штучних виїмок (улоговин), огорожею території валиками (дамбами). У верхньому ставку влаштовують 2-3 впуску. Для кращого розподілу потоку стічної рідини поперек першого ставка встановлюють два ряди тинів. Перепуски зі ставків влаштовують у вигляді лотків шириною 0,4 м через 30 м. З останнього ставка вода випускається за допомогою шахтних водоскидів.

Після виходу з очисних споруд стічні води випускаються в тальвеги балок і ярів, де влаштовуються канали з незначним ухилом, довжина яких сягає сотень метрів, а іноді і декількох кілометрів.

Досліджувані канали розташовувалися в тальвегах сухих балок із середньорічною температурою повітря місцевості 6,8 + 7,1 ° С і середньорічною кількістю опадів 500--510 мм. Швидкість руху стічної води в цих каналах коливалася в межах 0,01--0,05 м / сек, час перебування стоків в каналі - від 7 до 28 год. Шар води в каналі (не рахуючи осаду) взяли в межах 0,025-- 0,15м, ширина каналу - в межах 0,65--1,5 м.

На стічну воду, що протікає в каналах з малою швидкістю і малою глибиною, але порівняно великою шириною потоку, впливають сонячні промені, кисень повітря і інші кліматичні чинники, чому концентрація забруднень в стічній воді в міру віддалення її від місця випуску зменшується. Відбувається природне самоочищення стічних вод. Такі канали називаються природними окисними каналами, так як в них відбуваються процеси окислення, подібні процесам, що відбуваються в біологічних ставках.

Штучні окислювальні канали застосовують за кордоном (Голландія, США та ін.) В кліматичних умовах з мінімальною температурою повітря (до --8 ° С) і дають хороші результати при очищенні малих кількостей стічних вод. У таких каналах концентрація забруднень знижується по БСК5 до 98%, різко падає бактеріальне забруднення і вміст завислих речовин. Штучні окислювальні канали як очисні споруди в наших умовах застосовуються поки рідко.

Ступінь очищення стічних вод в природних каналах залежить від довжини скидного каналу і його ухилу.

При очищенні стічних вод в природних окислювальних каналах на двох об'єктах відбиралися проби стічної води перед септиками, після септиків і по каналах через кожні 100 м, для хімічних і бактеріологічних аналізів. На обох об'єктах кількість стічних вод коливалося в межах 100-150 м3 на добу. Первинними відстійниками служили септики, погано експлуатуються (майже не очищалися).

Аналізи показали, що в природних окислювальних каналах набагато знизилася концентрація забруднень стічних вод. Протягом досліджуваних 1000 м каналу стічна вода очищається, як в хімічному, так і в бактеріологічному відносинах.

Стоки зазвичай складаються з відходів неорганічного і органічного походження. Причому останні з них займають більший обсяг. Якщо від неорганічних компонентів стоки легко очистити механічним методом під дією сил гравітації, то для видалення органічних складових останнім часом застосовуються різні методики біологічного очищення стічних вод. Їх може бути кілька. Вибір того чи іншого способу залежить від різновиду стоків (побутові або промислові). У нашій статті ми розглянемо різні методи очищення стічних вод, а також процеси, що протікають при реалізації кожного з методів.

Процес очищення стічних вод починається відразу після того, як стоки по системі каналізаційного трубопроводу потрапляють в очисні споруди. Тут завдяки використовуваному способу очищення концентрація забруднень і органічних домішок в стоках різко зменшується. Залежно від ступеня забруднення стоків використовуються різні способи очищення або їх комбінація. Від цього залежить схема, по якій буде споруджуватися станція біологічного очищення стічних вод.

Важливо: сьогодні для очищення каналізаційних стоків повсюдно використовуються біологічні методи. Незважаючи на те, що для переробки промислових стоків використовують більш складні установки, ніж для очищення побутових стічних вод, застосовуються однакові способи.

Для цього використовуються спеціальні мікроорганізми, які в процесі життєдіяльності розкладають складні органічні сполуки на простіші елементи (вуглекислий газ, воду і мінеральний осад). Така переробка дозволяє знизити концентрацію органічних забруднювачів до прийнятного рівня.

Біологічні методи очищення стічних вод - це лише частина системи очищення стоків. Принципи роботи очисних споруд виглядають так:

Оскільки в побутових і промислових стоках містяться не тільки органічні складові, які можуть переробити бактерії, але і неорганічні елементи, що не піддаються переробці, їх необхідно видалити на першому етапі. Для цього використовуються механічні способи очищення - відстоювання. У процесі відстоювання більш важкі і щільні складові стоків осідають на дно під дією сил тяжіння. Більш легкі жири спливають на поверхню.
Після цього попередньо очищені від важких неорганічних забруднювачів стоки піддаються біологічному очищенню. В процесі цього води очистяться від складних органічних сполук, які у великій кількості присутні в них. Біологічні способи очищення мають на увазі застосування спеціальних бактерій, що містяться в грунті і воді, для розкладання (окислення) органіки. Для цих цілей використовують особливі аеробні та анаеробні мікроорганізми. В процесі своєї життєдіяльності бактерії очищають стоки настільки, що їх можна скидати в грунт.
Для побутових стічних вод цілком вистачить описаного способу. А в процесі очищення промислових стоків використовують додаткові способи, які дозволяють видаляти специфічні забруднення. Сюди можна віднести процес фільтрування, електродіаліз, адсорбції, зворотного осмосу і т.п.

Дві групи бактерій, які використовують для біологічного очищення, дещо відрізняються один від одного. Так, мікроорганізми, які відносяться до групи аеробів, можуть жити тільки в умовах з доступом кисню. Тому в очисних спорудах з їх застосуванням обов'язково використовуються засоби для насичення середовища киснем - компресори і аератори. А мікроорганізми, які відносяться до групи анаеробів, які не потребують кисню, але для них важлива наявність вуглекислого газу і нітратів.

Методи біологічного очищення

Існує кілька методів біологічної очистки побутових і промислових стічних вод:

біопрудах;
фільтраційні поля;
аеротенки;
метатенка;
біологічні фільтри.

біологічні ставки

Тут процеси очищення протікають у відкритих водоймах, створених штучним шляхом. У водоймі стоки проходять процес самоочищення. Це набагато вигідніше, ніж використовувати штучні способи очищення. Для забезпечення надходження кисню в водойму глибина штучного ставка не повинна бути більше 1 м.

Оскільки площа водойми значна, це дозволяє добре прогрітися воді, що сприятливо позначиться на життєдіяльності бактерій. Найефективніше процеси очищення в водоймі протікають в теплу пору року. При зниженні температури середовища до + 6 ° С окислювальні процеси в воді сповільнюються. Взимку такий водойма не може використовуватися, оскільки бактерії впадають в сплячку при мінусових температурах.

Різновиди біоставків:

Водойми з розведенням. Тут стоки перемішуються з річковою водою. Після цього вони потрапляють у ставки для очищення. Цей процес зазвичай займає 14 днів.
Ставки багатоступінчасті (без розведення). Сюди стоки потрапляють після попереднього відстоювання без розведення річковою водою. Тут очищення протікає протягом місяця. За цей час вода перетікає самопливом з одного ставка в інший. Всього може бути близько 4-5 водойм, які розташовуються каскадами. Цей метод є найефективнішим і недорогим.
Водойми, в яких виконується доочищення.

Важливо: в ставках першого і другого типу можна розводити рибу.

поля фільтрації

Тут біологічна очистка стічних вод протікає на спеціальних територіях (полях), заселених колоніями аеробних грунтових бактерій. Ці мікроорганізми окислюють містяться в стоках складні органічні сполуки, і після очищення вода вбирається в грунт. Оскільки до верхнього шару грунту надходить більше кисню, необхідного для аеробних бактерій, процеси окислення найефективніше протікають тут.

Варто знати: такий спосіб очищення дозволяє використовувати очищену воду для поливу сільськогосподарських угідь. Ці території називаються полями зрошення.

Такі засоби очищення, як поля зрошення і біопрудах, можуть використовуватися не скрізь. Так, є цілий ряд обмежень на їх застосування:

У місці пристрою фільтраційних полів і біоставків не повинно бути високого стояння грунтових вод. Інакше не повністю очищені стоки можуть потрапити у водоносні шари і викликати забруднення джерел питної води.
Використання таких систем можливо тільки в теплу пору року.

Оскільки підтримка певної температури є одним з головних умов для життєдіяльності бактерій, всесезонну очищення можна виконувати тільки в штучних закритих спорудах. До них відносяться біофільтри, аеротенки і метатенка.

аеротенк

Цей метод очищення є найбільш ефективним, оскільки процеси окислення протікають при взаємодії активного мулу з минулими механічну очистку стоками. Ця взаємодія виконується в спеціальній ємності, обладнаної системою аерації. Вся справа в тому, що в мулі міститься велика кількість аеробних бактерій, які потребують кисні. При сприятливих умовах вони будуть очищати стоки від органічних забруднювачів. Далі процес йде в такій послідовності:

Коли переробка органічних сполук в стоках завершується, знижується рівень споживання кисню, і стоки перетікають в наступні секції. Тут мікроорганізми-нітріфікатори переробляють азот солей амонію. У підсумку виходять нітрити.
Інші бактерії поглинають нітрити і виділяють нітрати.
Після виконання цієї очищення стоки переходять у вторинний відстійник. У ньому активний мул випадає в осад.
Після цього очищена вода скидається в водойми.

біологічні фільтри

Біофільтри найбільш часто використовуються для обслуговування автономної каналізації приватного будинку або дачі. Це компактна ємність з завантажувальним матеріалом всередині. Мікроорганізми (тільки аеробні бактерії) знаходяться в біофільтрі в формі активної плівки і виконують функції біологічного очищення.

Такі фільтри діляться на два види:

пристрою з крапельної фільтрацією (низька продуктивність, але висока якість очищення);
вироби з двоступеневої фільтрацією (висока продуктивність і якість очищення).

Біологічний фільтр складається з наступних частин:

корпус фільтруючого пристрою (завантаження);
виріб, який дозволяє рівномірно розподілити стоки по поверхні фільтра;
дренажна система для відводу води;
щоб забезпечувати подачу кисню, потрібна повітророзподільна система.

Принцип роботи біофільтра дуже нагадує процеси, що протікають в аеротенках. Спочатку в процесі відстоювання стоки очищаються від великих важких частинок. Після цього води перетікають в біофільтр. Тут аеробні бактерії на плівці отримують зі стоками поживні речовини і починають активно розмножуватися, що збільшує ефективність очищення. Оскільки вони не можуть жити без кисню, спеціальна система забезпечує його подачу в потрібне місце.

Системи з крапельним фільтром відрізняються тільки тим, що в них стоки на біофільтр надходять поступово, певними порціями. При цьому вентиляція і подача кисню забезпечується природним шляхом. Для цього в конструкції передбачені відкриті простори.

метатенка

Конструкція метатенка простіша в порівнянні з аеротенків. Зазвичай це бетонні або пластикові септики, в яких процеси очищення протікають завдяки життєдіяльності анаеробних мікроорганізмів.

Анаеробні бактерії обходяться без кисню, тому в конструкції не потрібно передбачати складну систему аерації. Ці мікроорганізми виробляють мінімальну кількість біомаси, тому частота очищення метатенка найнижча. Це дозволяє істотно знизити витрати на експлуатацію.

Головний недолік таких споруд в тому, що в результаті життя анаероби виділяють метан, тому від невеликого септика буде виходити неприємний запах, а потужні очисні установки потребують системі, яка контролює рівень загазованості, а також у створенні системи ефективного вентилювання, щоб уберегти обслуговуючий персонал.

До атегорія: Очищення стічних вод

Біологічне очищення стічних вод в природних умовах

Біологічне очищення стічних вод в природних умовах може здійснюватися в біологічних ставках, на полях фільтрації і спорудах підземної фільтрації, а також на землеробських полях зрошення.

Біологічні ставки - штучно створені неглибокі водойми, в яких відбувається біологічна очистка стічних вод на слабо фільтруючих грунтах, заснована на процесах, що протікають при самоочищення водойм. Біологічні ставки можна також використовувати для доочищення стічних вод після їх проходження через інші споруди для біологічного очищення. Ставки бувають поодинокі (дрібні непротічні глибиною 0,6-1,2 м) або складаються з трьох - п'яти ставків, через які повільно протікає освітлена або біологічно очищена на біофільтрах стічна рідина.

Для очищення стічних вод в IV кліматичному районі біологічні ставки можна застосовувати цілий рік, в II і III кліматичних районах - тільки в теплий сезон, а в холодний сезон за умови, що вода в біопрудах має температуру не нижче 8 ° С.

Очищення стічних вод в біологічних ставках може відбуватися в анаеробних і аеробних умовах. Анаеробні ставки мають глибину 2,5-3 м, навантаження по БПК для побутових стічних вод становить 300-350 кг / / (га-сут). Аеробні біопрудах з природною аерацією можна використовувати для очищення стічних вод з концентрацією по БПК.5 не вище 200-250 мг / л в IV кліматичній зоні цілий рік, а в II і III кліматичних зонах - тільки в теплий період. Розрахункове навантаження на ставки для отстоенная стічних вод приймається до 250 м3 / (га-сут), для біологічно очищених вод - до 5000 м3 / (га-сут). При площі ставка 0,5-0,25 га час перебування стічних вод в залежності від навантаження коливається від 2,5 до 10 діб.

Бнопруди для повного очищення доцільно здійснювати в дві - три ступені, приймаючи в кожній із ступенів ступінь очищення по БПК.5 дорівнює 70%. Для інтенсифікації процесу очищення стічних вод в біопрудах штучним шляхом подається кисень повітря. Такі біопрудах займають значно меншу площу і менш залежать від кліматичних умов, вони можуть працювати і при температурі повітря від -15 до - 20 ° С, а в окремі дні і до -45 ° С.

Дослідження ВНДІ ВОДГЕО, МІСД ім. В. В.Куйбишева і ЦНДІЕП інженерного обладнання, а також результати виробничих випробувань Білоруського науково-дослідного санітарно-гігієнічного інституту підтвердили доцільність застосування аеріруемих біоставків для очищення стічних вод в сільській місцевості пропускною спроможністю 100-10 000 м3 / добу, а для доочищення - до 50 000 м3 / добу.

Аеріруемие біопрудах можна використовувати для очищення стічних вод з концентрацією по БСК5 ДО 500 мг / л, вони забезпечують ефективну очистку стічних вод у II і III кліматичних зонах. У північних районах II кліматичної зони, а також в районах зі стійкими вітрами в зимову пору року більш доцільно застосовувати біологічні ставки з рециркуляційним циклом (поверненням) мулової суміші, що мають кращі теплотехнічні характеристики. Перед біопрудах слід передбачати механічну очистку стічних вод. При концентрації зважених речовин до 250 мг / л час відстоювання можна приймати рівним 0,5 ч, при концентрації 250-500 мг / л-1 ч.

Мал. 1. План станції біологічної очистки стічних вод пропускною спроможністю 700 м3 / добу 1, 2, 3, 4 аеріруемие ставки відповідно I, II, III, IV ступеня: 5 - ставок-відстійник; 6 - контактний ставок; 7- виробнича будівля: 8 - всмоктуючий трубопровід технічної води; 9 - повітропровід; 10 - напірний трубопровід технічної води; 11 - приймальня камера; 12 - підвідний трубопровід діаметром 300 мм; 13 - двох'ярусний відстійник; 14, 17 - піскові майданчики; 15 - пескопровод; 16 - мулові майданчики

На будівництво очисних споруд g аеріруемие біопрудах потрібні найменші капітальні вкладення в порівнянні з очищенням іншими методами. Питомі витрати на цих станціях на 20-50% нижче. Крім того, аеріруемие біопрудах характеризуються високим рівнем механізації земляних робіт і мінімальною витратою залізобетону та інших будівельних матеріалів.

Поля фільтрації можна застосовувати в окремих випадках при наявності непридатних для сільськогосподарського використання земельних ділянок з фільтруючими грунтами, при відсутності небезпеки забруднення грунтових вод, що використовуються для питних потреб. Земельні ділянки полів фільтрації спеціально готують для біологічного очищення стічних вод, не допускаючи їх використання для агрокультурних цілей. Подається на поля стічна вода надходить на окремі ділянки (карти) за системою відкритих лотків або каналів (розвідні канали); комплекс цих каналів становить зрошувальну мережу. Збір і відведення профільтрувалась очищеної води здійснюється за допомогою дренажу, який може бути відкритим у вигляді канав по периметру карт або закритим, що складається з дренажних труб, укладених по карті на глибині 1,5-2 м, і канав. Система дренажу і канав утворює осушувальну систему. Канали виконують з цегли, буту, залізобетону, бетону або роблять земляними. Канали мають прямокутний або трапецієподібно поперечний переріз; розміщують їх по огороджувальних земляним валянням.

При проектуванні полів фільтрації вибирають відкриті, що не затоплюються весняними водами ділянки зі спокійним рельєфом місцевості з природним ухилом не більше 0,02. Для пристрою полів фільтрації не придатні ділянки, розташовані близько від місць виклинювання водоносних горизонтів, а також торф'яні і глинисті грунти і солончаки. Найбільш придатні піщані і супіщані грунти. Поля рекомендується розміщувати з підвітряного боку на певній відстані від житлових масивів в залежності від витрати стічної води: при витраті до 5000 м3 / добу яку приймають 300 м, при 5000-50 000 м3 / добу -500 м і понад 50 000 м3 / добу -1000 м. По контуру полів зазвичай висаджують вербу і інші вологолюбні насадження. Ширину смуги насаджень приймають 10-20 м залежно від віддаленості полів від населених пунктів.

Побутові стічні води, очищені на полях фільтрації, мають БПК 10-15 мг / л, стійкість 99% (тобто не загнивають), містять нітратів до 25 мг / л. Кількість бактерій зменшується на 99-99,9% в порівнянні з вмістом їх у вихідній воді. Спеціальна дезінфекція не потрібно. Для успішної експлуатації полів необхідно подавати на них стічну воду, попередньо осветленную, тобто в значній мірі звільнену від зважених часток. Крім того, при відстоюванні зі стічної рідини виділяється в осад до 50-80% гельмінтів, що знижує забруднення ними грунту в 7-10 разів.

Необхідну площу для полів фільтрації визначають виходячи з норми навантаження - допустимої кількості стічної води, яке може бути очищено на 1 га поверхні полів. Крім того, враховують характер ґрунтів, рівень грунтових вод і середньорічну температуру по нормам навантажень. Норми навантаження освітлених стічних вод на поля фільтрації для районів із середньорічним кількістю атмосферних опадів 300- 500 мм наведені в СНиП 2.04.03-85.

Для влаштування огороджень карт, зрошувальної мережі, доріг і в'їздів на карти необхідно передбачати додаткову площу. Так, при корисної площі полів фільтрації до 0,3 га додаткова площа передбачається рівної 100% корисної площі, при 0,5 га-90, при 0,8-80, при 1 га-60 і більше 1 га-40% корисної площі полів.

При влаштуванні полів фільтрації зазвичай передбачають постійну і тимчасову зрошувальні мережі. Постійна зрошувальна мережа (рис. 2) складається з магістрального каналу, групових розподільних каналів і картових зрошувачів, які обслуговують окремі карти. Картовин зрошувач - останній елемент постійної мережі.

Мал. 2. Схема полів зрошення 1 - магістральні і розподільчі канали; 2 - Нартова зрошувачі; 3 - осушувальні канави; 4 - дренаж; 5 - дороги

Зрошувальну мережу проектують з керамічних або азбестоцементних труб діаметром 75-100 мм. Допускається застосування зрошувальних лотків з цегли, бетону та інших матеріалів. Укладають зрошувальні труби в піщаних грунтах з ухилом 0,001-0,003, а в супіщаних - горизонтально. Відстань між паралельними зрошувальними трубами в пісках 1,5-2,0 м, в супісках-2,5 м. Керамічні труби прокладають з зазорами 15-20 мм; над стиками труб слід передбачати накладки. У азбестоцементних трубах зрошувальних мереж знизу роблять пропили на половину діаметра шириною 15 мм. Відстань між пропилами має бути не більше 2 м. Для припливу повітря на кінцях зрошувальних труб встановлюють стояки діаметром 100 мм, що підносяться на 0,5 м над поверхнею землі.

Мал. 3. Схема пристрою полів підземної фільтрації 1 - випуск з будинку; 2 - трехкамер-ний септик із залізобетонних кілець; 3 - дозирующая камера з дозуючим сифоном; 4 - розподільна камера; 5 - дрени

Осушувальну мережу на полях фільтрації передбачають при несприятливих грунтових умовах. Вона складається з дренажу, збірної мережі, відвідних ліній і випусків. Дренажна система є складовою частиною полів, так як дозволяє своєчасно відводити зайву вологу ґрунту і сприяє проникненню повітря в діяльний шар, без якого не може проходити аеробний окислювальний процес. У малопроникних грунтах (суглинках) споруджують закритий дренаж, в проникних грунтах (піски, супіски) дренаж або взагалі не потрібно, або влаштовують відкриті осушувальні канави.

Відстань між дренамі залежить від ступеня водопроникності грунту, глибини осушуваного шару, глибини закладення дрен, кількості відводиться води та ін. Для попередніх розрахунків відстань між дренамі в пісках приймають 16-25 м, в супісках 12-15 м і в легких суглинках 8-10 м. у крупнозернистих пісках в деяких випадках дренаж споруджують у вигляді відкритих осушувальних канав з відстанню між ними до 100 м.

Закритий дренаж влаштовують переважно з неглазурованих гончарних труб діаметром 75-100 мм.

Дрени слід розташовувати перпендикулярно до напрямку потоку грунтових вод з ухилом 0,0025-0,005. Між трубами залишають зазори 4-5 мм. Під стиками укладають глиняну подушку, зверху стики перекривають толем або повстю. Відкриті осушувальні канави, збірні мережі і випуски влаштовують у вигляді каналів трапецеїдальної форми з бічними стінками під кутом природного укосу грунтів.

У зимовий час після промерзання грунту фільтрація стічних вод на полях фільтрації значно сповільнюється, а іноді повністю припиняється, і напускає на поля стічні води наморожують. Тому в районах з холодним і помірним кліматом поля фільтрації слід перевіряти на наморажіваніе. Зазвичай висоту шару намораживания стічних вод приймають 0,6-0,8 м, відповідно до чого визначають висоту валів, огороджувальних карту.

Споруди підземної фільтрації. Для очищення малих кількостей стічних вод застосовують поля підземної фільтрації. Стічну воду від будівлі або групи будівель направляють для попереднього освітлення в септик (рис. 3). Освітлена вода надходить в мережу покладених на глибині 0,3-1,2 м трубопроводів з незакритих ними стиками, через які стічна вода проникає в грунт, де відбувається її подальше очищення. Очищена стічна вода не збирається в осушувальну мережу, а просочується в товщу грунту або частково йде з ґрунтовим потоком.

На території полів підземної фільтрації допускається вирощування городніх культур. Недоліком полів фільтрації є необхідність влаштування широкої зони санітарного розриву (200-300 м). Для об'єктів з витратою стічних вод до 12 м3 / добу в окремих випадках (при наявності фільтруючих грунтів, глибокому заляганні грунтових вод і відсутності небезпеки забруднення водоносних горизонтів, які використовуються для питного водопостачання) можуть бути прийняті очисні споруди, що працюють за принципом підземної фільтрації стічних вод ( піщано-гравійні фільтри, фільтруючі траншеї, фільтруючі колодязі). Ці споруди досить прості в будівництві і експлуатації і призначаються для повної біологічної очистки.

Споруди підземної фільтрації (на відміну від наземних полів фільтрації) можуть перебувати поблизу обслуговуваних ними будівель і не потребують будівництва зовнішньої каналізаційної мережі значної протяжності. Стічна вода на очисні споруди надходить самопливом, в зв'язку з чим не потрібні станції перекачки. Такі споруди доцільно влаштовувати в піщаних, супіщаних і легких суглинних грунтах.

Стічну воду від будівлі або групи будівель направляють для попереднього освітлення в септик. Освітлена вода через дозирующую камеру і розподільчий колодязь надходить в дренажні труби, розташовані вище рівня грунтових вод не менше ніж на 1 м, або фільтруючий колодязь. Через иезакладені стики і пропили труб або отвори в стінках колодязя освітлена рідина потрапляє в грунт, де відбувається її подальше очищення. При роботі систем підземної фільтрації виключається забруднення повітря і верхніх шарів грунту.

Типові проекти очисних споруд систем підземної фільтрації розроблені відповідно до уніфікованим рядом таких споруд малої продуктивності 0,5-12 м3 / добу. Номенклатура типових проектів включає: септики; системи з полями підземної фільтрації і фільтруючі колодязями, що застосовуються в піщаних і супіщаних грунтах; системи з фільтруючими траншеями і піщано-гравійних фільтрами, які використовуються при суглинних і глинистих ґрунтах.

Септик являє собою підземну споруду, в якому стічні води протікають з малою швидкістю, при цьому зважені речовини випадають в осад, а рідина освітлюється протягом 1-4 діб. Випав осад в септику піддається тривалому перегнивання (зброджування) протягом 6-12 міс під впливом анаеробних мікроорганізмів.

Розрахункові обсяги септиків слід приймати з умов очищення їх не менше 1 разу на рік. При середньо-зимовій температурі стічних вод вище 10 ° С або при нормі водовідведення понад 150 л / (чол-добу) повний розрахунковий обсяг септика може бути зменшений на 20%.

При витраті стічних вод до 1 м3 / добу передбачають однокамерні септики, до 10 м3 / добу - двокамерні і понад 10 м3 / добу - трикамерні. Обсяг першої камери в двокамерних септиках приймають рівним 0,75; в трикамерних-0,5 розрахункового обсягу. В останньому випадку обсяг другої і третьої камер повинен складати по 0,25 розрахункового обсягу. У септиках з бетонних кілець всі камери можуть бути рівного об'єму. При витратах більше 5 м3 / сут кожну камеру слід розділяти поздовжньої стінкою на два однакових відділення. Мінімальні розміри септика: глибина (від рівня води) 1,3, ширина 1, довжина або діаметр 1 м. Максимальна глибина септика не більше 3,2 м. У септиках повинна бути передбачена природна вентиляція. У типовому проекті розроблені септики пропускною спроможністю 0,5 0,25 м3 / добу (рис. 4).

Піщано-гравійний фільтр являє собою котлован, в який покладена фільтруюча засипка. Залежно від числа шарів засипки фільтри бувають одно- і двоступінчасті. У одноступінчатих фільтрах застосовують крупнозернистий пісок шаром 1 -1,5 м, в двоступеневих фільтрах перший ступінь завантажується гравієм, коксом, гранульованим шлаком шаром 1 1,5 м, друга - аналогічно одноступінчатому фільтру.

Фільтруюча траншея - конструктивна різновид піщано-гравійних фільтрів - є розосереджені і подовжені фільтри. Траншеї застосовують в тих випадках, коли пристрій піщано-гравійних фільтрів не допускається через близьке розташування грунтових вод і неможливий їх відведення дренажної мережею через рельєф місцевості. Розрахункову довжину фільтруючих траншей приймають в залежності від витрати стічних вод і навантаження на зрошувальні труби, але не більше 300 м, ширину траншей по низу - не менше 0,5 м.

У фільтруючих траншеях в якості завантажувального матеріалу використовують крупно-і середньозернистий пісок і інші грубозернисті матеріали з товщиною шару (між зрошувальної та дренажної трубою) 0,8-1 м. Для зрошувальних труб і відвідних дрен фільтрів і траншей застосовують труби мінімального діаметру 100 мм, укладаючи їх в гравійну (або з інших крупнозернистих матеріалів) обсипання товщиною 5-20 см. Глибина закладення зрошувальних труб від поверхні землі повинна бути не менше 0,5 м. Відстань між паралельними зрошувальними трубами і між отводящими дренамі в піщано-гравійних фільтрах 1 1,5 м. Ухил зрошувальних і дренажних труб в фільтрах і траншеях не менше 0,005.

Мал. 5. Очищення стічних вод в септиках і фільтруючих колодязях 1 - каналізаційний стояк; 2 випуск з будинку; 3 септик; 4 - водовідвідна труба; 5 - фільтруючий колодязь

Фільтруючі колодязі - призначені для очищення побутових стічних вод, що надходять від окремих будинків при розрахунковій витраті не більше 1 м3 / добу, після попередньої обробки в септику. Їх застосовують в піщаних і супіщаних грунтах при відсутності достатніх площ для розміщення полів підземної фільтрації і розташуванні підстави колодязя не менше ніж на 1 м вище максимального рівня грунтових вод (рис. 5).

Фільтруючі колодязі круглі за формою виконують із залізобетонних кілець діаметром не більше 2 м, а прямокутні - з посилено обпаленої цегли і бутового каменю розміром не більше 2X2 м в плані і 2,5 м глибиною. Всередині колодязя влаштовують донний фільтр заввишки до 1 м з гравію, щебеню, коксу, добре спеченого котельного шлаку та інших матеріалів. У зовнішніх стінок і підстави колодязя виконують обсипання з тих же матеріалів. У стінках колодязя нижче підвідної труби свердлять отвори для випуску профільтрувалась води. Колодязі перекривають плитою з люком діаметром 700 мм і обладнають вентиляційною трубою діаметром 100 мм.

Розрахункова фільтруюча площа поверхні колодязя визначається сумою площ дна і поверхні внутрішніх стінок колодязя на висоту фільтра. Навантаження на 1 м2 площі поверхні, що фільтрує в піщаних грунтах приймається 80 л / сут, а в супіщаних - 40 л / сут. При влаштуванні фільтруючих колодязів в середньо-і крупнозернистих пісках або при відстані між підставою колодязя і рівнем грунтових вод більше 2 м навантаження збільшується на 10-20% (остання цифра приймається при нормі водовідведення на 1 людину більше 150 л / сут або при среднезімніх температурі стічних вод вище 10 ° С). Для об'єктів сезонної дії навантаження також може бути збільшена на 20%.

Землеробські поля зрошення, що влаштовуються на землях колгоспів і радгоспів, призначені для цілорічного прийому та знешкодження стічних вод в процесі їх сільськогосподарського використання. Ці поля мають невисокі норми навантаження на 1 га площі зрошування, а також невеликий обсяг планувальних робіт. Цілорічний прийом стічних вод незалежно від кліматичних умов можливий в тому випадку, якщо норми навантаження не перевищують 5-20 м3 / добу на 1 га площі зрошування. Землеробські поля зрошення розташовують на грунтах, придатних для землеробства, або які можна використовувати після належної їх підготовки (меліорації). Природний ухил земельних ділянок не повинен перевищувати 0,03 (найбільш прийнятний ухил 0,005-0,015).

Міські стічні води спочатку надходять на очисну станцію, де попередньо обробляються, т. Е. Проходять грати, песколовку і первинні відстійники. У нічний час вода надходить до регулюючих ємності. Після відстійників стічна вода самопливом або за допомогою насосів подається на командні точки полів.

На територію полів вода подається по зрошувальної мережі, яка поділяється:
а) постійна, що підводить стічну воду до полів сівозміни та складається з постійних магістральних і розподільних трубопроводів, що укладаються переважно з азбестоцементних труб;
б) тимчасова, що складається з переносних трубопроводів, тимчасових зрошувачів, улоговин і водовідвідних борозен;
в) поливна, що складається з борозен, смуг і підгрунтових зволожувачів.

Трубопроводи постійної зрошувальної мережі укладають з урахуванням промерзання грунту на орних землях на глибині 0,7-1,2 м, а під дорогами і на території населених місць-нижче глибини промерзання грунту на 0,1 м до шелига труби. З закритою постійної мережі вода випускається спеціальними водовипусками. Водовипускні колодязі залежно від рельєфу місцевості і розташування поливних ділянок при односторонньому розподілі розміщують на відстані 100-200, при двосторонньому -200-300 м.

Зволожувальні-удобрювальні норми зрошення стічними водами на землеробських полях зрошення встановлюють залежно від складу культур і насаджень, потреби їх в мінеральній їжі і воді, санітарно-гігієнічних вимог, пов'язаних із знешкодженням стічних вод. Розрахунковий витрата води становить 5-20 м3 / добу на 1 га або 1800- 7300 м3 / рік.

- Біологічне очищення стічних вод в природних умовах