Очистка и обеззараживание воды. Состав очистных

Сооружений

Качество питьевой воды определяют согласно ГОСТ 2877-73. Эти требования разделяются на три группы:

- требования первой группы – обязательный для всех хозяйственно-питьевых систем централизованного водоснабжения. Основные положения этих требований: запах и привкус не более двух баллов, цветность – не более 20°, прозрачность по шрифту – не менее 30 см, общая жесткость воды – не более 10 мг×экв/л;

- требования второй группы – должны соблюдаться при наличии в системе очистных сооружений: мутность осветленной воды – не более 2 мг/л, содержание железа – не более 0,3 мг/л, 6,5 £ рН ³ 9,5, содержание хлора – не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л.

Методы и оценка качества (бальные оценки, процентное содержание примесей и т.д.) приводятся в вышеуказанных стандартах.

Качество воды для производственных целей зависит от характера и принятой технологии производства.

Методы очистки воды и состав очистных сооружений зависит от требуемого качества воды, назначения водопровода, производительности станции и местных условий.

К основным методам очистки воды относятся: осветление и обеззараживание.

Осветление. Оно осуществляется путем отстаивания воды в отстойниках с последующим фильтрованием через зернистую загрузку в фильтрах. Для улучшения и интенсификации процесса отстаивания применяют коагулирование – введение в воду химических веществ, взаимодействующих с коллоидными частицами, находящимися в воде и образующими агрегаты из слипшихся частиц в виде хлопьев, быстро выпадающих в осадок.

Приготовление, дозировка и введение в воду реагентов осуществляется на специальных установках, входящих в состав станции очистки.

Обеззараживание воды. Проводится с целью уничтожения патогенных бактерий. Наибольшее распространение нашли: хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.

Хлорирование и озонирование осуществляется в специальных установках, входящих в состав очистных станций.

Очистная станция представляет собой комплекс сооружений, в которых вода подвергается очистке и обеззараживанию, приобретая качество и свойства, необходимые потребителю. К числу основных сооружений очистных станций относятся нижеследующие.

Отстойники. Процесс отстаивания основан на том, что при малых скоростях движения воды взвешенные в ней частицы под действием силы тяжести осаждаются на дно отстойника. Конструктивно отстойники могут быть: горизонтальными, вертикальными и радиальными.

Горизонтальные отстойники представляют собой емкость прямоугольной формы, рис. 2.18. Движение воды осуществляется вдоль длинной стороны. Поступление и слив воды – с торцов емкости. Равномерность движения достигается установкой по ходу движения воды перфорированных перегородок. Днище отстойника имеет уклон к приямку для осадка, расположенному в начале отстойника. Глубина зоны осаждения 2,5…3,5 м. Емкость отстойника разделена на ряд параллельных секций шириной до 6 м. Осадок, накапливаемый в отстойнике, периодически удаляется механизированным или гидравлическим способом.

Рис. 2.18 – Горизонтальный отстойник

Отстойники этого типа строят для очистных станций большой производительности, более 30000 м³/сут.

Вертикальные отстойники представляют собой круглую или квадратную в плане емкость с коническим или пирамидальным днищем с углом наклона стенки 50°…70°, рис. 2.19.

Вода для отстоя поступает в центральную трубу отстойника и опускается в его нижнюю часть, а затем поднимается и переливается через лоток в водослив. Выпавший осадок периодически удаляется самотеком по иловой трубе. Скорость восходящего потока принимается в пределах 0,5…0,75 мм/с.

Диаметр отстойника не более 10 м, отношение высоты отстойника к его диаметру не более 1,5.

Отстойники этого типа строят для малых очистных станций, производительностью до 3000 м³/сут.

Рис. 2.19 – Вертикальный отстойник

Радиальные отстойники. В этих отстойниках вода подается в центральную часть цилиндрической емкости и затем движется в радиальном направлении на слив в периферийный круговой желоб. Диаметр отстойника 20…60 м, глубина 3…5 м в центре и 1,5…3,0 м на периферии.

Достоинство этого типа отстойника – возможность постоянного удаления осадка механизированным способом без остановки отстойника.

Осветлители. Они представляют собой емкость, в которой вода пропускается через слой взвешенного осадка (2), рис. 2.20. Коагулированная вода поступает по трубе (1), (9) в емкость и через перфорационные отверстия (6) распределяется в ее нижней части. Скорость движения воды выбирается такой, чтобы хлопья коагулянта (7) находились во взвешенном состоянии и способствовали захвату взвешенных частиц. Выше рабочей части взвешенного слоя нет и вода по лоткам (4) отводится на слив (10). Достигаемая степень осветления намного выше, чем в отстойнике. Скорость восходящего потока (3) выбирается в пределах 1,0…1,2 мм/с, высота слоя взвешенного осадка – 2,0…2,5 м. Циркуляция воды поддерживается через всасывающий патрубок (5), технологический слив осуществляется через патрубки (8).

Рис. 2.20 – Осветлитель коридорного типа

Фильтры. Они используются для фильтрации воды после ее отстоя и осветления. Конструктивно представляют собой емкости частично и послойно заполненные мелкозернистым фильтрующим материалом, в качестве которого используются: песок, гравий, дробленый антрацит и др., рис. 2.21.

Фильтры могут быть безнапорными (открытыми) и напорными (закрытыми).

Толщина фильтрующей загрузки составляет 0,7…2,0 м. Расчетная скорость фильтрования принимается в пределах 5,5…10,0 м³/ч.

Периодически фильтры необходимо промывать водой с интенсивностью не менее 10,0…15,0 л/см³ в течение 5…8 мин. Промывочная вода сбрасывается в канализационный коллектор.

Рис. 2.21 – Однопоточный открытый скорый фильтр

Хлораторы. Для хлорирования воды с целью ее обеззараживания используют хлорную известь или газообразный хлор. Хлорная известь в виде дозированного водного раствора применяется при малых расходах воды, для больших количеств воды используется газообразный хлор. Необходимый эффект хлорирования достигается путем интенсивного перемешивания и 30-минутного контакта хлора с водой в так называемых контактных резервуарах.

На 1 л фильтрованной воды вводят 2,0…3,0 мг хлора, а нефильтрованной – до 6,0 мг.

Бактерицидное действие оказывает атомарный кислород, образующийся при многоступенчатом взаимодействии хлора с примесями, находящимися в воде.

Озонаторы. Сущность процесса, происходящего в озонаторе, заключатся в окислении бактерий атомарным кислородом, образующимся при распаде озона. Озон в виде озоно-воздушной смеси получают в электрических высоковольтных озонаторах из кислорода воздуха при коронном разряде. Полученную озоно-воздушную смесь пропускают барботированием через колонну или резервуар с водой. Для обеззараживания 1 л воды подземных источников требуется 0,75…1,0 мг озона, для фильтрованной воды поверхностных источников – 1,0…3,0 мг озона.

Бактерицидные установки. В этих установках бактерицидный эффект достигается облучением воды ультрафиолетовыми лучами. В качестве источников излучения используются ртутно-кварцевые лампы.

Используют такие установки для обеззараживания воды при небольших расходах – от 1,0 до 100,0 м³/ч.

Часть III

КАНАЛИЗАЦИЯ

Системы и схемы канализации. Общие положения

В населенных пунктах и на промышленных предприятиях в результате повседневной деятельности человека образуются различного рода загрязнения. К ним относятся физиологические отбросы жизнедеятельности человека и животных, отходы хозяйственно-бытовой деятельности, отходы, полученные в результате технологических операций на промпредприятиях и т.д.

Указанные загрязнения, разбавленные в той или иной степени водой называют сточными жидкостями (водами).

Накопление сточной жидкости на поверхности, в глубине почвы и в водоемах вызывает загрязнение окружающей среды, способствует развитию патогенных организмов, накоплению ядовитых веществ и способно разрушить среду обитания всего живого.

В зависимости от происхождения сточные воды подразделяются на: бытовые, производственные и атмосферные.

Состав бытовых сточных вод в целом однообразен и характеризуется в основном органическими загрязнениями в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях. Концентрация загрязнений зависит от степени их разбавления водой.

Состав и концентрация сточных вод промышленных предприятий разнообразен и в сильной степени зависит от используемых технологических процессов.

Атмосферные сточные воды образуются при таянии снегов и выпадении дождей. В основном содержат минеральные загрязнения и в меньшем количестве органические.

Поддержание санитарного благополучия в населенных пунктах и на промпредприятиях осуществляется путем удаления с занимаемых ими территорий сточных вод, последующей их очистки и обеззараживания перед сбросом в водоемы, утилизацией и захоронения твердых отходов.

Весь это комплекс мероприятий осуществляется с помощью специальных инженерных сооружений в виде канализационной системы.

Существуют два способа удаления загрязнений – вывоз и сплав. В первом случае твердые и жидкие загрязнения вывозят за пределы населенного пункта или промпредприятия. Во втором случае жидкие, растворенные в воде загрязнения транспортируются по трубам и каналам, а твердые отбросы вывозят или после размельчения сплавляют вместе с жидкими отходами.

Канализационная сеть состоит из следующих основных элементов: внутренних домовых или цеховых канализационных устройств, наружной квартальной сети, насосных станций напорных трубопроводов, очистных сооружений и устройств для выпуска очищенных сточных вод в водоем.

Сплавная канализация может быть: общесплавной, раздельной и полураздельной. При общесплавной все виды сточных вод отводятся к очистным сооружениям по одной канализационной сети, при этом часть атмосферных осадков в виде ливней в смеси со сточными водами спускается в водоемы через ливнеспуски без очистки. При раздельной системе канализации бытовые и атмосферные сточные воды отводятся раздельно. Если состав производственных сточных вод отличается от бытовых, то они канализуются по отдельной сети. При неполной раздельной сети (полураздельной) дождевую сеть не устраивают и атмосферные воды стекают в водоем по кюветам и каналам. Такая сеть, как правило, является временной.

Протяженность сети общесплавной канализации на 30…40 % меньше, чем двух раздельных, однако затраты на сооружение насосных станций и очистных сооружений больше.

Канализационные сети строят, как правило, самотечными и прокладывают согласно рельефу местности. Часть канализуемой территории, ограниченная водоразделами, называется бассейном канализования. Участок канализационной сети, собирающий сточные воды с одного или нескольких бассейнов, называют коллектором.

Коллекторы обычно трассируют по пониженным участкам местности для обеспечения возможности подсоединения к ним вышележащих участков квартальной сети с минимальной глубиной заложения и самотечного транспортирования сточных вод. При невозможности самотечного транспортирования устраивают насосные станции для перекачки сточных вод к очистным сооружениям по напорным трубопроводам.

Очистные сооружения - они предназначены для очистки сточных вод и переработки их осадка. Способы очистки, состав и размеры очистных сооружений определяются расчетом в зависимости от характера и концентрации загрязнений, мощности и самоочищающей способности водоема, куда будут сбрасываться очищенные воды, наличия населенных пунктов и промпредприятий. Устройства, через которые сбрасываются очищенные воды, называются выпуском.

Схемой канализации называют план канализации с нанесенными на нем сетями, насосными станциями, очистными сооружениями и др. Планировочное решение схемы канализации зависит от размера и очертания канализационного объекта, рельефа местности, расположения и мощности водоема, грунтовых условий, санитарных и экономических требований и системы канализации.