» Меню сайта
» Сточные воды поселков (окончание)
Сточные воды поселков

Используемые для сельскохозяйственных целей поля разделяют на отдельные карты (спланированные прямоугольные участки земли, поочередно орошаемые сточными водами). Эти карты не должны быть слишком большими, чтобы вода могла равномерно распределяться по всей площади участка. Лучше всего делать карты площадью примерно 0,25 га. Территория, на которой разбивают каргы, должна иметь ровный рельеф или небольшой уклон. По периметру каждой такой карты устраивают земляные валики. По открытым бороздам или трубопроводам предварительно очищенные от взвешенных веществ сточные воды подводятся к картем. Открыв щитовой затвор, производят полив определенного участка. При наличии горизонтальных карт в этом случае создается временный избыточный подпор. Однако вскоре вода просачивается в почву, и поверхность карты вновь становится сухой. Так же выполняется полив карт, имеющих уклон. В этом случае вода всегда подводится с возвышенной стороны.

Она медленно стекает по поверхности участка, впитываясь в почву. Оба эти способа соотв ственно носят названия орошения затоплением и орошения по склону. При выращивании на орошаемых картах сельскохозяйственных культур количество ежегодно расходуемых на полив сточных вод не должно быть очень большим, так как излишне частый полив отрицательно сказывается на росте растений. При выращивании пропашных культур количество воды для полива принимается равным или вдвое превышающим количество годовых осадков. Для луговых земель расчетное количество сточных вод может превышать количество выпадающих осадков в 5—10 раз. При комбинированном выращивании сельскохозяйственных культур количество сточных вод на полив превышает количество осадков в 3—4 раза. В пересчете на количество пользующихся канализационной системой жителей получим, что это примерно соответствует количеству сточных вод от 200 жителей на 1 га земледельческих полей и от 500—1000 жителей на 1 га луговых земель. При наличии легких грунтов, хорошо впитывающих влагу, количество сточных вод для полива можно увеличивать.

Большое значение для полей орошения имеет дренирование каждого участка. Сточные воды, которые поступают на поля орошения, растениями поглощаются не полностью. Чтобы не происходило вредного переувлажнения участков полей, значительная часть воды после просачивания через верхние слои почвы должна удаляться в нижние слои грунта. Для этого укладывают дрены на глубину от 1,25 до 1,5 м на расстоянии 4—6 м друг от друга.

Анализом воды, стекающей по дренам, можно установить, что находившиеся в сточной воде загрязнения исчезли. Поэтому воду из дренажных трубопроводов можно без каких-либо опасений отводить в водоем. Такая очистка сточных вод объясняется жизнедеятельностью организмов, находящихся в почве, которые потребляют в качестве питания органические загрязнения и тем самым удаляют их из сточных вод. Поскольку жизнедеятельность этих находящихся в земле организмов зависит от наличия кислорода воздуха, то насыщение почвы влагой и последующее ее высыхание Имеют большое значение, так как при чередовании этих процессов происходит проветривание заселенной живыми организмами почвы.

Аналогичная очистка происходит ни в том случае, когда поверхность почвы не засевается и остается полностью свободной от растительности. При этом решающим фактором для удаления из сточных вод загрязнений служат не произрастающие в верхних слоях почвы растения, а находящиеся в земле живые Организмы. Такие необрабатываемые земли называют полями фильтрации. Поскольку в этом случае нет надобности в интересах сельского хозяйства ограничивать количество сточных вод, используемых для орошения, на эти поля можно подавать гораздо больше воды. Нагрузка на поля фильтрации может примерно в 10 раз превышать обычную нагрузку на поля орошения, т. е. для полей фильтрации требуется лишь 0,1 часть территории, отводимой под поля орошения, чтобы принять такое же количество сточных вод, предназначенных для очистки. Разумеется, для таких высоконагружаемых полей фильтрации также следует оборудовать дренажную систему. Главным условием успешного применения этого метода очистки сточных вод является хорошая фильтрующая способность почвы. Итак, мы познакомились с двумя методами почвенной биологической очистки сточных вод: с полями орошения и полями фильтрации. Эти методы вполне применимы для очистки сточных вод небольших населенных пунктов.

Система очистных сооружений в совокупности с почвенной очисткой сточных вод не может быть применена, если необходимо обеспечить постоянную производительность этих сооружений. Сейчас благодаря развитию канализационной техники наряду с естественными методами биологической очистки разработаны также так называемые методы искусственной биологической очистки (комбинированные методы). Эти методы основаны на процессах, аналогичных тем, которые происходят в природе. Однако с помощью соответствующей техники эффективность этих процессов значительно повышается. На основе почвенной фильтрации разработан метод очистки сточных вод с помощью биофильтра. Мы уже говорили о том, что эффективность почвенной фильтрации тем выше, чем выше , пропускная способность грунта. Однако способность грунта пропускать воду зависит от его зернистости. Поэтому гравийный грунт лучше пропускает воду, чем песчаный. Это объясняется тем, что в гравийном грунте между крупными фракциями имеются большие поровые пространства. Если из такого крупнозернистого грунта сделать искусственный фильтрующий слой, то его водопропускная способность будет особенно высокой. В верхней части биофильтра располагаются слои, состоящие из крупных кусочков шлака, обломочных пород и других аналогичных материалов.

Высота такого биофильтра составляет несколько метров. Сточная вода с помощью специальных разбрызгивателей распределяется по поверхности биофильтра и через промежутки, имеющиеся в фильтрующем материале, просачивается вниз. Через некоторое время на фильтрующем материале образуется студнеобразная пленка, густо заселенная микроорганизмами. Их очистная работа заключается в том, что они как бы "съедают" загрязнения, приносимые сточной водой. При этом на дно биофильтра стекает очищенная сточная вода. Так как частички пленки, в особенности омертвевшей, уносятся водой, вслед за биофильтром располагают вторичны отстойники. Биологическая пленка этих отстойниках при медленном теч нии воды оседает. В некоторых случая для ускорения смыва пленки часть очищенной сточной воды с помощью насосов вновь подается из вторичных отстойников на биофильтры. Это необходимо делать в тех случаях, когда нагрузка на биофильтр очень сильно возрастает.

При этом происходит быстрое обрастание фильтрующего материала вследствие непрерывного роста микроорганизмов, и в какой-то момент может произойти засорение фильтра. В высоконагружаемом фильтре (с рециркуляцией путем обратной перекачки) каждый кубический метр фильтрующего материала очищает в сутки сточные воды от 10 жителей. Биологические процессы разложения происходят в биофильтре в результате жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Поэтому внутрь биофильтра должен поступать кислород воздуха. Это лучше всего достигается путем устройства биофильтров на поверхности земли. Большинство биофильтров имеют круглую в плане форму и снабжены ограждающей стеной из кирпича. Воздух поступает в биофильтр естественным путем через открытую поверхность фильтрующей загрузки. Б днище биофильтра имеются многочисленные отверстия, благодаря чему внутри биофильтра происходит постоянное движение воздуха. В круглых биофильтрах сточная вода распределяется по поверхности биофильтра вращающимися разбрызгивателями. Вода вытекает из дырчатых труб, вращающихся близко к поверхности фильтрующей загрузки, и стекает вниз. Как правило, биофильтры имеют высоту от 2 до 4 м.

Очистные канализационные сооружения с биофильтром состоят из системы сооружений предварительной механической очистки (решетка, песколовка, отстойник) и биологической очистки (биофильтры и вторичные отстойники). В большинстве случаев в состав сооружений входит насосная установка. Однако, мы еще не сказали о том, что происходит с биопленкой, остающейся в отстойнике. Примем, что в нашем очистном сооружении имеется двухъярусный отстойник, оборудованный для сбраживания осадка. При этом отстойник состоит из корытообразного отстойного желоба, в днище которого имеется продольная щель. Под этим желобом расположена большая иловая камера, куда попадает проваливающийся сквозь продольную щель осадок и где он накапливается в течение недели или даже месяца. 6 иловой камере совершаются уже знакомые нам процессы разложения, с которыми мы встречались при рассмотрении септиков. Под влиянием гнилостных бактерий осадок постепенно сбраживается.

Содержимое иловой камеры является более концентрированным по сравнению с содержимым септика, вследствие чего происходит более интенсивное выделение газов. Поэтому еще с давних пор стали собирать образующийся при подобных процессах метан и использовать его высокую теплоту сгорания. Перегнивший ил постепенно выпускается на иловые площадки, где высушивается до такой степени, что не стекает с лопаты. После компостирования он используется в качестве удобрения в сельском хозяйстве.
Комплекс очистных сооружений с биофильтрами включает, как мы в этом убедились, целый ряд отдельных устройств, так что его нельзя считать простым. Поэтому делалось много попыток разработать для небольших населенных пунктов методы, при которых с помощью несложного оборудования можно было бы добиться нужной степени очистки сточных вод.

Метод сбраживания, дающий хорошие результаты при малом количестве сточных вод, для обработки их значительного количества оказывается неприемлемым, ибо стоимость строительства при этом слишком возрастает из-за увеличения объема сооружения для длительного пребывания воды в резервуаре, а также вследствие увеличения количества выделяющихся газов и распространения запахов в недопустимых пределах. Вместо этого следует применять такие биологические процессы, которые при участии кислорода воздуха значительно быстрее обеспечивают эффективную очистку сточных вод и не связаны с загрязнением окружающей среды.
Ряд биологических методов очистки сточных вод основан на процессах, аналогичных тем, которые совершаются при уже знакомом нам самоочищении водоемов. Простейшими сооружениями подобного рода являются биологические пруды или каналы. Вследствие участия кислорода в процессах очистки их также называют окислительными прудами и каналами.

Более сложным, но и более эффективным является метод очистки сточных вод активным илом. Имеется еще ряд решений для очистки сточных вод активным илом (циркуляционные каналы, малые аэрационные установки), обеспечивающих большую производительность и лучшую эксплуатационную надежность по сравнению с более простыми методами или же являющихся более дешевыми и простыми по сравнению с более совершенными в техническом отношении решениями. Подобно тому как поля фильтрации являются прототипом искусственных биофильтров, так и биологические пруды можно рассматривать как простейшие сооружения для очистки сточных вод активным илом. Если оставить на какое-то время налитую в неглубокий резервуар сточную воду, то в ней произойдет разложение органических загрязнений, вызванное деятельностью находящихся в ней микроорганизмов. Поскольку такое разложение постоянно происходит в ограниченном пространстве, то при этом соблюдаются все присущие биологическому процессу признаки. Вследствие простоты устройства биологические пруды относят к естественным биологическим методам очистки сточных вод.
В биологических прудах бактерии и другие организмы перерабатывают органические вещества, находящиеся в сточных водах, превращая их в простые минеральные соединения.

Произрастающие в прудах водоросли, как и все растения, обладают способностью под воздействием солнечного света выделять кислород. Это имеет большое значение для насыщенности биологических прудов кислородом. Наряду с этим в воде растворяется кислород, поглощаемый водной поверхностью. В зимнее время под ледяным покровом прудов, разумеется, приостанавливается жизнедеятельность водорослей. Таким образом, в это время года прекращается выделение растениями кисло- рода, а поскольку через ледяной покров пруда в воду не поступает кислород, начинается гниение содержимого биологического пруда. Снаружи этот процесс не очень заметен, поскольку происходит он под толщей льда.

Весной же, при таянии льда, загнивающее содержимое биологического пруда испаряется до тех пор, пока в нем не возобновятся активные биологические процессы, протекающие во время роста водорослей. Поэтому весеннее время года является критическим периодом для эксплуатации прудов. Хотя в случае биологических прудов речь идет о самых простых водорослях, систематические исследования их роли были проведены лишь недавно. Как и при использовании других биологических методов, здесь необходимо предварительно удалять взвешенные вещества из сточных вод, пропуская последние через отстойник. Если не устраиваются бетонные резервуары, постоянно очищаемые от осадка, что сохраняет воду свежей, остается лишь соорудить земляной резервуар, в котором осевший на дно осадок может храниться длительное время и из которого его эпизодически удаляют. Однако вследствие начинающегося гниения осадка от таких резервуаров распространяется неприятный запах. Биологические пруды, площадь водной поверхности которых составляет около 1 га, рассчитываются на прием сточных вод от 500—2000 жителей. Глубину воды в биологических прудах принимают от 0,6 до 1,5 м. При постоянном наличии в воде пруда растворенного кислорода пруд можно использовать для разведения рыбы. Лучше всего в этом случае разводить карповых рыб.

Теперь рассмотрим еще одно простое сооружение для биологической очистки сточных вод—циркуляционные окислительные каналы. 6 то время как в биологические пруды кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, поступает через водную поверхность или в результате жизнедеятельности низших растений, в окислительные каналы его приходится подавать искусственным путем, с помощью аэрационного оборудования. Этот процесс осуществляется с помощью роторного аэратора, снабженного металлическими щетками. При вращении на водной поверхности они постоянно нагнетают воздух в сточную воду и, кроме того, приводят ее в движение. Окислительные каналы в плане напоминают автодром.

Поступающая с одной стороны окислительного канала вода фактически должна совершать несколько оборотов, прежде чем она покинет канал с другого конца. Роторный аэратор, располагаемый поперек канала, придает массе воды большую скорость, заставляя ее постоянно циркулировать по замкнутому кругу. Сточная вода находится в канале в среднем в течение суток, а в некоторых случаях даже до пяти суток. Лоток для воды устраивают с покатыми стенками, которые могут выполняться из бетонных плит. Эти простые сооружения могут принимать сточные воды от 500— 1000 жителей, а для обслуживания большего числа жителей число каналов удваивают или утраивают. Даже такие простые сооружения, как окислительные каналы, не могут функционировать без обслуживания. Один только механический щеточный аэратор, приводимый в действие электродвигателем, требует определенного наблюдения и ухода. При использовании таких сооружений отпадает необходимость в предварительном отстаивании, так как водные организмы при длительном пребывании загрязненной воды в канале перерабатывают даже находящиеся в ней мельчайшие твердые загрязнения. Крупные загрязнения задерживают с помощью решетки до впуска сточных вод в окислительный канал.

При таком способе очистки сточных вод часть взвешенных веществ, поступивших первоначально в сооружение из канализации, и образовавшегося хлопьевидного ила неизбежно уносится вместе с очищенной водой. Хотя большая часть этого ила глубоко минерализована в результате процессов разложения, т. е. переведена в вещества, не поддающиеся дальнейшему окислению, тем не менее этот ил представляет собой дополнительную нагрузку для водоемов, в которые он попадает. Этот недостаток простых окислительных каналов можно устранить, поместив между каналом и водоемом отстойник. Таким образом удается задержать эти остатки ила и улучшить качество воды, сбрасываемой в водоем. Ил не должен долго находиться во вторичном отстойнике, поскольку он все еще сохраняет способность к загниванию. Для этого выбирают либо двухъярусные отстойники, давая возможность илу перегнивать в расположенной внизу иловой камере, либо сооружают воронкообразный отстойник, из которого ежедневно выпускают ил на специальную площадку, где его подсушивают. 6 последнем варианте обработки ила не исключается возможность выделения неприятного запаха, зато снижается стоимость строительства сооружения.

С устройством вторичного отстойника процесс очистки усложняется, однако качество ее улучшается. Всем давно известно, что при повышении эффективности очистки сточных вод возрастают и эксплуатационные затраты, так как и при очистке воды невозможен "перпетуум мобиле". Однако можно сказать иначе: более высокие строительные и эксплуатационные затраты всегда выражаются в более эффективной очистке, поскольку в этом случае в техническом отношении сооружение спроектировано лучше. Касаясь экономической стороны очистки сточной воды, хочется отметить следующее. Относительные затраты на очистку 1 м воды снижаются при увеличении размеров сооружения. Таким образом, очистка сточных вод в 10 установках, каждая из которых пропускает ежесуточно по 100 м Сточных вод, обходится гораздо дороже чем в одном сооружении, пропускающем такое же количество воды (1000 м3) Поэтому при канализовании территорий бассейна водного источника стараются сразу строить крупные сооружения, тай как в этом случае при меньших затратах добиваются максимального улучшения чистоты водоема.

Однако вернемся вновь к нашим малым очистным сооружениям. Окислительные каналы, как мы в этом убедились, представляют собой простые сооружения, эффективность которых может быть повышена при их работе в комплексе со вторичными отстойниками. Возникает мысль: а нельзя ли удаляемый из вторичного отстойника ил, состоящий главным образом из биологически активных хлопьев, многократно использовать в целях очистки? Для этого необходимо направить организмы, из которых состоит коагулированный ил, в аэрируемую часть сооружения, где они будут выполнять свои полезные функции по уничтожению загрязнений. Благодаря возврату биологически активного ила эффективность сооружения возрастает. Такая циркуляция активного ила легко достигается путем конструктивного соединения вторичного отстойника с аэрируемым резервуаром-аэротенком. Осевший ил через отверстие, предусмотренное в самом низу отстойника, возвращается самотеком в аэротенк и вновь принимает участие в процессе очистки. В этих случаях аэрационный резервуар и отстойник выполняют из бетона, а для очень малых сооружений может быть выбрана установка, предварительно смонтированная из листовой стали. При необходимости возврата активного ила в окислительный канал последний с помощью трубопровода и насоса можно соединить с отдельно стоящим вторичным отстойником. Таким образом, в принципе мы уже описали метод очистки, — метод очистки сточных вод активным илом. Этот же метод, как мы убедились, может успешно применяться и при очистке сточных вод в небольших населенных пунктах и, следовательно, является универсальным и эффективным методом очистки сточных вод.

Рассмотрим теперь в целом все возможные методы очистки сточных вод в небольших населенных пунктах. Прежде всего с помощью решеток из сточных вод удаляют крупные загрязнения. Затем из них выделяют песок, а с помощью отстойников осаждают находящиеся в них взвешенные вещества. Для дальнейшей очистки используются биологические процессы, аналогичные процессам, происходящим в населенной живыми организмами почве или в водоемах. При почвенной очистке сточных вод хорошо зарекомендовали себя поля орошения и поля фильтрации. По тому же принципу работают биологические фильтры. По аналогии с процессами, протекающими в самоочищающихся прудах и проточных водоемах, происходит очистка в биологических прудах, окислительных каналах и малых сооружениях с активным илом. Все эти методы при соответствующем обслуживании сооружений обеспечивают надлежащую очистку сточных вод, которые затем можно без каких-либо опасений сбрасывать в водоемы.

1 2 3

Источник материала : www.stroysam.com
Работает на vBadvanced CMPS версия 3.0.1.
Русский перевод: Lazek и zCarot.

Часовой пояс GMT +4, время: 13:41.

Powered by vBulletin® Version 3.8.9; Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot