Какви са видовете биологични езера. Biopond - пречистване на отпадъчни води

Към категория: Пречистване на отпадъчни води

Биологично пречистване на отпадъчни води в естествени условия

Биологичното пречистване на отпадъчни води в естествени условия може да се извършва в биологични езера, във филтрационни полета и подземни филтриращи съоръжения, както и в селскостопански напоителни полета.

Биологичните езера са изкуствено създадени плитки резервоари, в които се извършва биологично пречистване на отпадъчни води върху слабо филтриращи почви, въз основа на процесите, които протичат при самопочистването на резервоарите. Биологичните езера могат да се използват и за последващо пречистване на отпадъчни води, след като са преминали през други съоръжения за биологично пречистване. Има единични езера (плитки застояли с дълбочина 0,6-1,2 m) или състоящи се от три до пет езера, през които бавно протича избистрената или биологично пречистена отпадъчна течност върху биофилтри.

За пречистване на отпадъчни води в климатичен район IV биологичните езера могат да се използват целогодишно, в климатични райони II и III - само през топлия сезон и през студения сезон, при условие че водата в биоезерата е с температура най-малко 8 °С.

Пречистването на отпадъчни води в биологични езера може да се извършва при анаеробни и аеробни условия. Анаеробните езера имат дълбочина 2,5-3 m, натоварването на БПК за битови отпадъчни води е 300-350 kg / / (ha-ден). Аеробни биоезера с естествена аерация могат да се използват за пречистване на отпадни води с концентрация на БПК.5 не по-висока от 200-250 mg/l в климатична зона IV през цялата година, а в климатични зони II и III - само през топлите периоди. Изчисленото натоварване на езера за утаени отпадъчни води се приема до 250 m3 / (ha-ден), за биологично пречистени води - до 5000 m3 / (ha-ден). При площ на езерото от 0,5-0,25 ха, времето на престой на отпадъчните води, в зависимост от натоварването, варира от 2,5 до 10 дни.

За цялостно почистване е препоръчително бопрудите да се извършват на два или три етапа, като във всеки от етапите се приема степента на почистване според BOD.5, равна на 70%. За да се интензифицира процеса на пречистване на отпадъчни води, кислородът от въздуха се доставя изкуствено в биоезерата. Такива биоезера заемат много по-малка площ и са по-малко зависими от климатичните условия, могат да работят при температури на въздуха от -15 до -20 ° C, а в някои дни до -45 ° C.

Проучване на VNII VODGEO, ПРОПУСТИ ги. VV Kuibyshev и TsNIIEP на инженерно оборудване, както и резултатите от производствените тестове на Беларуския научноизследователски санитарно-хигиенен институт, потвърдиха целесъобразността от използване на аерирани биоезера за пречистване на отпадъчни води в селските райони с пропускателна способност 100-10 000 m3 / ден , а за допълнително третиране - до 50 000 m3 / ден

Аерираните биоезера могат да се използват за пречистване на отпадни води с концентрация на БПК5 до 500 mg / l, те осигуряват ефективно пречистване на отпадъчни води в климатични зони II и III. В северните райони на II климатична зона, както и в райони със стабилни ветрове в зимно времеПо-целесъобразно е да се използват биологични езера с цикъл на рециркулация (връщане) на утайната смес, които имат по-добри топлотехнически характеристики. Преди биоезера трябва да се осигури механично пречистване на отпадъчните води. При концентрация на суспендирани твърди вещества до 250 mg / l времето за утаяване може да се приеме равно на 0,5 h, при концентрация 250-500 mg / l-1 h.

Ориз. 1. План на биологична пречиствателна станция за отпадъчни води с дебит 700 m3 / ден 1, 2, 3, 4 - аерирани басейни, съответно I, II, III, IV етапи: 5 - утаител; 6 - контактно езерце; 7- производствена сграда: 8 - смукателен тръбопровод за обслужваща вода; 9 - въздуховод; 10 - напорен тръбопровод за служебна вода; 11 - приемна камера; 12 - захранващ тръбопровод с диаметър 300 mm; 13 - двустепенен утаител; 14, 17 - пясъчни участъци; 15 - пясъчна тръба; 16 - платформи за утайки

Изграждането на пречиствателни съоръжения с аерирани биоезера изисква най-малко капиталови инвестиции в сравнение с други методи за почистване. Единичните разходи в тези станции са с 20-50% по-ниски. В допълнение, аерираните биоезера се характеризират с високо нивомеханизация на земните работи и минимален разход на стоманобетон и други строителни материали.

Филтрационните полета могат да се използват в някои случаи при наличие на неподходящи за селскостопански цели парцели с филтриращи почви, при липса на опасност от замърсяване на подземните води, използвани за питейни нужди. Поземлените участъци от филтрационни полета са специално подготвени за биологично пречистване на отпадъчни води, предотвратявайки използването им за селскостопански цели. Отпадъчните води, подавани в полетата, постъпват в отделни секции (карти) през система от отворени тави или канали (разпределителни канали); комплексът от тези канали представлява напоителната мрежа. Събирането и отстраняването на филтрирана пречистена вода се извършва с помощта на дренаж, който може да бъде отворен под формата на канавки по периметъра на картите или затворен, състоящ се от дренажни тръби, положени по протежение на картата на дълбочина 1,5-2 m, и канавки. Дренажната система и канавките образуват дренажна система. Каналите са изработени от тухли, чакъл, стоманобетон, бетон или пръст. Каналите са с правоъгълно или трапецовидно сечение; те се поставят върху ограждащите земни ролки.

При проектирането на филтрационни полета се избират открити, незаливни. изворни водирайони със спокоен терен с естествен наклон не повече от 0,02. За устройството на филтрационни полета не са подходящи зони, разположени в близост до местата на избиване на водоносни хоризонти, както и торфени и глинести почви и солени блата. Най-подходящи са песъчливите и песъчливите глинести почви. Препоръчително е полетата да се разполагат от подветрената страна на определено разстояние от жилищните райони, в зависимост от дебита на отпадъчните води: при дебит до 5000 m3 / ден това разстояние се приема за 300 m, при 5000-50 000 м3 / ден -500 м и над 50 000 м3 / ден -1000 м. Обикновено по контура на нивите се засаждат върба и други влаголюбиви насаждения. Ширината на плантационната ивица се приема за 10-20 m в зависимост от отдалечеността на нивите от населените места.

Битовите отпадъчни води, пречистени във филтрационни полета, имат БПК от 10-15 mg/l, устойчивост 99% (т.е. не гният) и съдържат нитрати до 25 mg/l. Броят на бактериите е намален с 99-99,9% спрямо съдържанието им в изходната вода. Не се изисква специална дезинфекция. За успешното функциониране на находищата е необходимо да се снабдят с предварително избистрени отпадъчни води, т.е. до голяма степен освободен от суспендирани частици. Освен това при утаяване от отпадъчните води се утаяват до 50-80% от хелминтите, което намалява замърсяването на почвата със 7-10 пъти.

Необходимата площ за филтрационни полета се определя въз основа на нормата на натоварване - допустимото количество отпадъчни води, които могат да бъдат пречистени на 1 хектар от повърхността на полето. Освен това те отчитат естеството на почвата, нивото на подпочвените води и средната годишна температура според нормите за натоварвания. Нормите за натоварване на избистрени отпадъчни води на филтрационни полета за райони със средногодишно количество атмосферни валежи от 300-500 mm са дадени в SNiP 2.04.03-85.

Трябва да се предвиди допълнителна площ за поставяне на огради за карти, напоителни мрежи, пътища и входове на карти. И така, с полезна площ на филтриращи полета до 0,3 хектара се осигурява допълнителна площ, равна на 100% от полезната площ, с 0,5 хектара - 90, с 0,8-80, с 1 хектар - 60 и повече от 1 хектар - 40% от полезна площ.ниви.

При подреждането на филтрационни полета обикновено се предвиждат постоянни и временни поливни мрежи. Постоянната напоителна мрежа (фиг. 2) се състои от главен канал, групови разпределителни канали и картографски пръскачки, обслужващи отделни карти... Пръскачката е последният елемент от постоянната мрежа.

Ориз. 2. Схема на напоителни полета 1 - магистрални и разпределителни канали; 2 - пръскачки за шейни; 3 - отводнителни канавки; 4 - дренаж; 5 - пътища

Напоителната мрежа е проектирана от керамични или азбестоциментови тръби с диаметър 75-100 мм. Допуска се използването на поливни тави от тухли, бетон и други материали. Тръбите за напояване се полагат в песъчливи почви с наклон 0,001-0,003, а в пясъчни глинести - хоризонтално. Разстоянието между успоредните поливни тръби в пясък е 1,5-2,0 м, в песъчлива глинеста почва - 2,5 м. Керамичните тръби се полагат с пролуки от 15-20 мм; над тръбните съединения трябва да се осигурят наслагвания. В азбестоциментовите тръби на напоителните мрежи се правят разрези от дъното до половината от диаметъра с ширина 15 мм. Разстоянието между разрезите трябва да бъде не повече от 2 м. За въздушен поток, в краищата на напоителните тръби се монтират тръби с диаметър 100 mm, издигащи се на 0,5 m над земята.

Ориз. 3. Схема на разположението на подземни филтрационни полета 1 - изход от сградата; 2 - трикамерна септична яма, изработена от стоманобетонни пръстени; 3 - дозираща камера с дозиращ сифон; 4 - разпределителна камера; 5 - дренажи

При неблагоприятни почвени условия се осигурява дренажна мрежа във филтрационни полета. Състои се от дренаж, събирателна мрежа, изпускателни линии и изводи. Дренажната система е част отполета, тъй като позволява навременното отстраняване на излишната почвена влага и насърчава проникването на въздух в активния слой, без което не може да се осъществи аеробният окислителен процес. При нископропускливи почви (глини) се изгражда затворен дренаж, в пропускливи почви (пясъци, пясъчни глини) дренажът или изобщо не се изисква, или се подреждат открити дренажни канавки.

Разстоянието между дренажите зависи от степента на водопропускливост на почвата, дълбочината на дренирания слой, дълбочината на дренажите, количеството на дренирана вода и др. м. При едри пясъци в някои случаи дренажът се изгражда в формата на открити дренажни канавки с разстояние до 100 m между тях.

Затвореният дренаж се извършва основно от неглазирани керамични тръби с диаметър 75-100 мм.

Дренажите трябва да се поставят перпендикулярно на посоката на потока на подземните води с наклон 0,0025-0,005. Между тръбите се оставят празнини от 4-5 мм. Под фугите се полага глинена възглавница, отгоре фугите са покрити с катранена хартия или филц. Отворените дренажни канавки, сглобяеми мрежи и изходи са подредени под формата на трапецовидни канали със странични стени под ъгъл на естествения наклон на почвата.

През зимата, след замръзване на почвата, филтрирането на отпадъчните води във филтриращите полета се забавя значително, а понякога и напълно спира, а отпадъчните води, изпускани в полетата, замръзват. Ето защо, в райони със студен и умерен климат, полетата на филтриране трябва да се проверяват за замръзване. Обикновено височината на слоя за замръзване на отпадъчни води се приема за 0,6-0,8 m, в съответствие с което се определя височината на шахтите, обхващащи картата.

Подземни филтриращи съоръжения. За пречистване на малки количества отпадъчни води се използват подземни филтриращи полета. Отпадъчните води от сграда или група сгради се насочват към септична яма за предварително избистряне (фиг. 3). Пречистената вода навлиза в мрежата от тръбопроводи, положени на дълбочина 0,3-1,2 m с незапечатани фуги, през които отпадъчните води проникват в земята, където се пречиства допълнително. Пречистените отпадъчни води не се събират в дренажната мрежа, а се просмукват в почвата или частично напускат с почвения поток.

На територията на полетата за подземна филтрация е разрешено отглеждането на градински култури. Недостатъкът на филтриращите полета е необходимостта от широка площ на санитарната почивка (200-300 m). За съоръжения с дебит на отпадни води до 12 m3 / ден, в някои случаи (при наличие на филтриращи почви, дълбоки подпочвени води и липса на опасност от замърсяване на водоносни хоризонти, използвани за снабдяване с питейна вода), пречиствателните съоръжения могат да бъдат приети, които работят на принципа на подземно филтриране на отпадъчни води ( филтри за пясък и чакъл, филтърни траншеи, филтърни кладенци). Тези конструкции са доста прости като конструкция и експлоатация и са предназначени за цялостно биологично третиране.

Подземните филтриращи съоръжения (за разлика от подземните филтриращи полета) могат да бъдат разположени в близост до сградите, които обслужват и не изискват изграждане на външна канализационна мрежа със значителна дължина. Отпадъчните води се стичат към пречиствателната станция гравитачно и следователно не са необходими помпени станции. Препоръчително е да се подреждат такива конструкции в песъчливи, песъчливи глинести и леки глинести почви.

Отпадъчните води от сграда или група сгради се насочват към септична яма за предварително изясняване. Избистрената вода през дозиращата камера и разпределителния кладенец навлиза в дренажните тръби, разположени най-малко на 1 m над нивото на подпочвените води, или филтърния кладенец. Чрез незапечатани фуги и разрези на тръби или дупки в стените на кладенеца, избистрената течност навлиза в земята, където се пречиства допълнително. Работата на подземните филтриращи системи елиминира замърсяването на въздуха и горната почва.

Типични проекти на пречиствателни съоръжения за подземни филтрационни системи са разработени в съответствие с унифицирана гама от такива съоръжения с ниска производителност 0,5-12 m3 / ден. Гамата от стандартни проекти включва: септични ями; системи с подземни филтрационни полета и филтриращи кладенци, използвани в песъчливи и песъчливи почви; системи с филтърни траншеи и пясъчни и чакълени филтри, използвани в глинести и глинести почви.

Септична яма е подземна конструкция, в която отпадъчните води текат с ниска скорост, докато суспендираните твърди вещества се утаяват и течността се избистря в рамките на 1-4 дни. Утаената утайка в септичната яма претърпява продължително разлагане (ферментация) в продължение на 6-12 месеца под въздействието на анаеробни микроорганизми.

Прогнозните обеми на септични ями трябва да се вземат от условията за почистването им поне 1 път годишно. При средна зимна температура на отпадъчните води над 10 ° C или при скорост на оттичане над 150 l / (човеко-ден), общият прогнозен обем на септичната яма може да бъде намален с 20%.

При дебит на отпадъчни води до 1 m3 / ден се предвиждат еднокамерни септични ями, до 10 m3 / ден - двукамерни и над 10 m3 / ден - трикамерни. Обемът на първата камера в двукамерни септични ями се приема равен на 0,75; в трикамерни - 0,5 от прогнозния обем. В последния случай обемът на втората и третата камера трябва да бъде 0,25 от изчисления обем. В септични ями, направени от бетонни пръстени, всички камери могат да бъдат с еднакъв обем. При дебит над 5 m3 / ден всяка камера трябва да бъде разделена с надлъжна стена на две еднакви отделения. Минималните размери на септичната яма: дълбочина (от нивото на водата) 1,3, ширина 1, дължина или диаметър 1 м. Максималната дълбочина на септичната яма е не повече от 3,2 м. В септичните ями трябва да се осигури естествена вентилация. В типичен проект са разработени септични ями с пропускателна способност 0,5-0,25 m3 / ден (фиг. 4).

Пясъчно-чакълният филтър е яма, в която се полага филтърното легло. В зависимост от броя на запълващите слоеве има едно- и двустепенни филтри. При едностепенните филтри се използва едрозърнест пясък със слой 1-1,5 m, при двустепенните филтри първият етап се зарежда с чакъл, кокс, гранулирана шлака със слой 1-1,5 m, вторият е подобен на едностепенен филтър.

Филтърната траншея е конструктивен тип пясъчни и чакълени филтри, които са разпределени и удължени филтри. Изкопите се използват в случаите, когато устройството на пясъчни и чакълени филтри не е разрешено поради близкото разположение на подпочвените води и е невъзможно отводняването им с дренажна мрежа поради терена. Прогнозната дължина на филтриращите канали се взема в зависимост от дебита на отпадъчните води и натоварването на напоителните тръби, но не повече от 300 m, ширината на окопите на дъното - не по-малко от 0,5 m.

Във филтриращи траншеи като захранващ материал се използва едър и среднозърнест пясък и други едрозърнести материали с дебелина на слоя (между напоителните и дренажните тръби) 0,8-1 m. За захранване се използват тръби с минимален диаметър 100 mm напоителни тръби и дренажни филтри и изкопи, полагането им в чакъл (или други едрозърнести материали) засипка с дебелина 5-20 см. Дълбочината на поливните тръби от земната повърхност трябва да бъде най-малко 0,5 m. Разстоянието между успоредни поливни тръби и между дренажни дренажи в пясъчни и чакълени филтри 1-1,5 м. Наклонът на поливните и дренажните тръби във филтрите и траншеите е не по-малък от 0,005.

Ориз. 5. Пречистване на отпадъчни води в септични ями и филтърни кладенци 1 - канализационен щранг; 2- изход от сградата; 3 септична яма; 4 - дренажна тръба; 5 - филтър кладенец

Филтриращи кладенци - предназначени за пречистване на битови отпадъчни води, идващи от еднофамилни сгради при прогнозен дебит не повече от 1 m3 / ден, след предварително пречистване в септична яма. Използват се в песъчливи и песъчливи глинести почви при липса на достатъчно площи за настаняване на подземни филтрационни полета и разположението на основата на кладенеца поне 1 m по-високо максимално нивоподземни води (фиг. 5).

Кръглите филтърни кладенци са изработени от стоманобетонни пръстени с диаметър не повече от 2 m, а правоъгълните са направени от силно изпечени тухли и развалин камък с размери не повече от 2X2 m в план и 2,5 m в дълбочина. Вътре в кладенеца е разположен дънен филтър с височина до 1 m от чакъл, натрошен камък, кокс, добре синтерована котелна шлака и други материали. При външните стени и основата на кладенеца поръсването се извършва от същите материали. В стените на кладенеца под захранващата тръба се пробиват дупки, за да се освободи филтрираната вода. Кладенците са покрити с плоча с люк с диаметър 700 mm и оборудвани с вентилационна тръба с диаметър 100 mm.

Изчислената филтрираща повърхност на кладенеца се определя от сумата от площите на дъното и повърхността на вътрешните стени на кладенеца за височината на филтъра. Натоварването на 1 m2 филтрираща повърхност при песъчливи почви се приема за 80 l/ден, а в песъчлива глинеста почва - 40 l/ден. При инсталиране на филтърни кладенци в средни и едрозърнести пясъци или когато разстоянието между основата на кладенеца и нивото на подземните води е повече от 2 m, натоварването се увеличава с 10-20% вода над 10 ° C). За обекти на сезонно действие натоварването може да се увеличи и с 20%.

Земеделските полета за напояване, подредени в земите на колективни и държавни стопанства, са предназначени за целогодишно приемане и изхвърляне на отпадъчни води в процеса на тяхното селскостопанско използване. Тези полета имат ниски нива на натоварване на хектар поливна площ, както и малко количество работа по планиране. Възможен е целогодишен прием на отпадъчни води, независимо от климатичните условия, ако скоростта на натоварване не надвишава 5-20 m3 / ден на 1 ha поливна площ. Земеделските полета за напояване са разположени върху почви, подходящи за земеделие, или които могат да се използват след подходяща подготовка (рекултивация). Естественият наклон на парцелите не трябва да надвишава 0,03 (най-приемливият наклон е 0,005-0,015).

Градските отпадъчни води първо отиват в пречиствателната станция, където се пречистват предварително, тоест преминават през решетката, пясъкоуловителя и първичните утаители. През нощта водата влиза в контролните резервоари. След утаителните резервоари отпадъчните води се подават гравитачно или с помощта на помпи до командните пунктове на полетата.

Водоснабдяването на територията на полетата се осъществява чрез поливна мрежа, която се подразделя на:
а) постоянни, захранващи отпадъчни води в сеитбообращението и състоящи се от постоянни магистрални и разпределителни тръбопроводи, положени предимно от етернитово-циментови тръби;
б) временни, състоящи се от преносими тръбопроводи, временни пръскачки, хралупи и дренажни бразди;
в) напояване, състоящо се от бразди, ивици и подповърхностни овлажнители.

Тръбопроводите на постоянната напоителна мрежа се полагат с отчитане на замръзване на почвата върху обработваема земя на дълбочина 0,7-1,2 m, а под пътищата и в територията на населените места - под дълбочината на замръзване на почвата от 0,1 m до черупката на тръбата. От затворена постоянна мрежа водата се отвежда от специални изходи. Дренажните кладенци, в зависимост от терена и разположението на поливните площи, с едностранно разпределение се поставят на разстояние 100-200 m, с двустранно -200-300 m.

Нормите за овлажняване и торене за напояване с отпадъчни води в земеделски напоителни полета се установяват в зависимост от състава на културите и насажденията, нуждата им от минерална храна и вода, санитарно-хигиенните изисквания, свързани с отвеждането на отпадъчните води. Очакваната консумация на вода е 5-20 m3 / ден на хектар или 1800-7300 m3 / година.

- Биологично пречистване на отпадъчни води в естествени условия

3.

Биологични езера ( пречистване на отпадъчни води )

Биологични езера с естествена и изкуствена (пневматична или механична) аерация. Използват се за пречистване и последващо пречистване на градски, промишлени и повърхностни отпадъчни води, съдържащи органични замърсители.

В същото време, в зависимост от предназначението на конструкцията, подаваните към нея отпадъчни води трябва да отговарят на изискванията, представени в табл. 13, а допустимите разходи в табл. 14.

Таблица 13

Стойността на БПК е пълна с отпадъчни води, потиснати в биологични езера

Тип аерация	Стойност на БПК на отпадъчните води, подадени в биоезера, mg / l, не повече
	Пречистване на отпадъчни води	След пречистване на отпадъчни води
Естествена аерация
Изкуствена аерация

Таблица 14

Допустими разходи за отпадъчни води, подавани в биологични езера

Тип аерация	Допустими разходи за отпадъчни води, подавани в биоезера, m 3 / ден, не повече.
	Пречистване на отпадъчни води	След пречистване на отпадъчни води
Естествена аерация		10000
Изкуствена аерация	10000	Не е ограничено

Забележка. Ако стойността на БПК на отпадъчните води, подадени за пречистване на биоезера, надвишава стойностите, посочени в Таблица 13, тогава трябва да се осигури предварително пречистване на тези води.

Биопарковете трябва да се поставят върху нефилтриращи или слабо филтриращи почви. Ако почвите са неблагоприятни по отношение на филтрация, трябва да се вземат противофилтрационни мерки, т.е. хидроизолация на конструкции. По отношение на жилищните сгради те са разположени от подветрената страна на преобладаващата посока на вятъра през топлия сезон. Посоката на движение на водата в тях трябва да е перпендикулярна на тази посока на вятъра.

Ямите на биологичните езера се подреждат, като се използват по възможност естествени вдлъбнатини на терена. Формата на водоемите в плана се приема в зависимост от вида на аерацията, а именно: с естествена, механична и пневматична аерация - правоъгълна; при използване на самоходни аератори - кръгли. При правоъгълни конструкции се препоръчва плавно закръгляне на ъглите, за да се предотврати образуването на застойни зони в тях.

Радиусът на тези закръгления трябва да бъде най-малко 5 m. Освен това в езера с естествена аерация, за да се осигури хидравличен режим на движение на водата, близък до условията на пълно изместване, съотношението на дължината на конструкцията към нейната ширина трябва да бъде най-малко 20, а при по-ниски стойности на това съотношение е необходимо да се предвиди проектиране на входни и изходни устройства, които осигуряват движението на водата през цялата жилищна част на езерото, т.е. разпръснати входове и изходи на отпадъчни води (фиг. 10). При изкуствена аерация съотношението на секциите може да бъде всяко, но скоростта на движение на водата, поддържана от аераторите, във всяка точка на езерото трябва да бъде най-малко 0,05 m / s.

Забележка. В биологични езера с изкуствена аерация на отпадъчни води, съотношението на дължината към ширината в които е 1 ... 3, трябва да се приеме хидравличен режим на движение на течността, съответстващ на условията на идеално (пълно) смесване.

Структурно биологичните езера се състоят от най-малко две успоредни секции с 3 ... 5 последователни етапа във всяка (например, фиг. 11). В този случай трябва да е възможно да се изключи всяка секция за почистване или превантивна поддръжка, без да се нарушава работата на останалите. Секциите и стъпалата на биоезерата са разделени от ограждащи язовири и язовири, направени от почви, които могат да запазят формата си. Минималната им горна ширина трябва да бъде 2,5 m.

Забележка. За биологични езера с площ под 0,5 хектара ширината на ограждащите язовири и язовири по горната част може да бъде намалена до 1,0 ... 15 m.

Ако има филтрация през защитни язовири и платина, тяхното "облекло" трябва да бъде осигурено под формата на антифилтриращ екран, изработен от глина (дебелина 0,3 m) или полимерни филми. Стръмността на склоновете се взема въз основа на характеристиките на почвата (Таблица 15).

Таблица 15

Стръмността на склоновете на разделителни и защитни язовири и язовири

Тип на почвата	Стръмността на склоновете
Мокри глинести и глинести почви
Влажни песъчливи и песъчливи глинести почви
Сухи глинести и глинести почви	1:1,5
Сухи песъчливи и песъчливи глинести почви

Входовете на отпадъчни води в биологични езера, както и преливането на течности между етапите на пречистване се извършват с помощта на кладенци, оборудвани с устройства, които позволяват промяна на нивото на запълване на етапите. Котата на улея на байпасната (входната) тръба трябва да бъде с 0,3 ... 0,5 m по-висока от дъното на езерото. В този случай водата се инжектира в езера с изкуствена пневматична аерация през хоризонтален тръбопровод, изходът на който се намира върху бетонна подложка, насочена нагоре под ъгъл 90 0 и се намира под маркировката на очакваното ниво на леда, а при механична аерация - през тръбопровода директно в зоната на активно смесване. Освен това на изхода на преливната тръба, за да се избегне ерозия на наклона, съответните участници се укрепват с каменни или бетонни плочи. За изхвърляне на отпадъчни води от конструкцията (стъпка) е предназначено събирателно устройство, поставено под нивото на водата с 0,15 ... 0,20 от работната дълбочина на езерото (дълбочина на водата).

За осигуряване на вълнова ерозия на вътрешните склонове на язовирите, както и развитието на по-висока водна растителност, те се оформят с камъни, плочи и се покриват с асфалт върху трошено-каменна подготовка с ивица с ширина 1,5 m ( 1 m под нивото на водата и 0,5 m над). За да се предотврати плъзгането на плочите, е направен перваз, който служи като акцент за тях. Външният наклон на язовирите трябва да бъде засаден с бавно растяща нискокачествена трева, която може да предотврати ерозията, като сива пшенична трева. Превишението на строителната височина на язовира над проектното ниво на водата в езерото трябва да бъде по-малко от 0,7 m.

За да се повиши ефективността на пречистването на отпадъчните води до пълна БПК = 3 mg / l, както и да се намали съдържанието на биогенни елементи (предимно азот и фосфор) в тях, се препоръчва използването на по-висока водна растителност (тръстика, рогоз, тръстика, и др.) в езера. Тази растителност трябва да бъде поставена в последната стъпка на езерото. Освен това площта, заета от по-висока водна растителност, може да се определи от натоварването от 10 000 m 3 / ден на 1 хектар при гъстота на засаждане от 150 ... 200 растения на 1 m 2.

1.1.Аеробни: резервоар за аерация (био-резервоар), биофилтър, почвени методи, биоезера.

Същността на метода за биохимично почистване
Биологичният (или биохимичен) метод за пречистване на отпадъчни води се използва за пречистване на промишлени и битови отпадъчни води от органични и неорганични замърсители. Този процес се основава на способността на някои микроорганизми да използват замърсители на отпадъчните води за хранене в хода на живота си.
Основният процес при биологичното пречистване на отпадъчни води е биологичното окисление. Този процес се осъществява от общност от микроорганизми (биоценоза), състояща се от множество различни бактерии, протозои, гъбички и др., свързани помежду си в единен комплекс чрез сложни взаимоотношения (метабиоза, симбиоза и антагонизъм).
Водещата роля в тази общност принадлежи на бактериите.
Пречистването на отпадните води по разглеждания метод се извършва в аеробни (т.е. в присъствието на кислород, разтворен във вода) и в анаеробни (при липса на кислород, разтворен във вода) условия.
Пречистване на отпадъчни води в природни условия
Аеробните процеси на биохимично пречистване могат да протичат в естествени условия и в изкуствени структури. При естествени условия почистването се извършва в поливни полета, филтрационни полета и биологични езера. Изкуствените конструкции са аероцистерни и биофилтри с различен дизайн. Типът на конструкциите се избира, като се вземат предвид местоположението на инсталацията, климатичните условия, източникът на водоснабдяване, обемът на промишлените и битовите отпадъчни води, съставът и концентрацията на замърсители. В изкуствените конструкции процесите на почистване протичат по-бързо, отколкото в естествени условия.
Напоителни полета
Това са специално подготвени парцели, които се използват едновременно за пречистване на отпадни води и селскостопански цели. Пречистването на отпадните води при тези условия е под влиянието на почвената микрофлора, слънцето, въздуха и под влиянието на растителния свят.
Почвата на поливните полета съдържа бактерии, актиномицети, дрожди, гъби, водорасли, протозои и безгръбначни. Отпадъчните води съдържат предимно бактерии. В смесени биоценози на активния почвен слой възникват сложни взаимодействия на микроорганизми от симбиотичен и конкурентен ред.

В процеса на биологично пречистване отпадъчните води преминават през филтриращия слой на почвата, в който се задържат суспендирани и колоидни частици, образуващи микробен филм в порите на почвата. Тогава образуваният филм адсорбира колоидни частици и вещества, разтворени в отпадъчните води. Кислородът, проникващ от въздуха в порите, окислява органичните вещества, превръщайки ги в минерални съединения. Проникването на кислород в дълбоките слоеве на почвата е трудно, поради което най-интензивното окисление се случва в горни слоевепочва (0,2–0,4 m). При липса на кислород в езерата започват да преобладават анаеробните процеси.
Биологични езера
Те представляват каскада от езера, състояща се от 3-5 етапа, през които избистрената или биологично пречистена отпадъчна вода протича с ниска скорост. Езерата са предназначени за биологично пречистване и за последващо пречистване на отпадъчни води в комбинация с други пречиствателни съоръжения. Има езера с естествена или изкуствена аерация. Езерата с естествена аерация имат малка дълбочина (0,5-1 m), добре се затоплят от слънцето и са обитавани от водни организми. Времето за престой на водата във водоеми с естествена аерация е от 7 до 60 дни. Заедно с отпадъчните води се отвежда активната утайка от вторичните утаители, които са семената.

Микрофилтри и филтри за предварително измиване
Микрофилтрите са мрежести въртящи се барабани, частично потопени в течността. Отпадъчните води се вливат в барабана, замърсени вътрешна повърхностизплакнат с водни струи в горната част на барабана. Ефективността на пречистването при подаване на биологично пречистени отпадъчни води към тях е 20-30%, за суспендирани твърди вещества 65-70%. Микрофилтрите са лесни за използване и не изискват ежедневна поддръжка. Промивните филтри са резервоари с монтирани мрежести филтърни елементи. Филтрирането се извършва през мрежата с измит върху тях филтърен материал. Следователно, преди работния цикъл, филтърната каша се подава във филтъра. Същият материал се въвежда в допълнително пречистената вода в малки дози по време на работния цикъл. Качеството на последващото пречистване е високо: по отношение на съдържанието на суспендирани твърди вещества (4 mg/l) и (3 mg/l), отпадъчните води са близки до чистата речна вода.
Филтърни кладенци, касети
Използването на съоръжения за биологично пречистване, разположени в естествени условия (филтърни кладенци и касети, подземни филтрационни полета) в технологичната схема на биологичното пречистване позволява едновременно дълбоко почистване и дезинфекция на отпадни води и не изисква допълнително устройство за допълнителни пречиствателни съоръжения. Проучване на около 50 системи показа, че в близост до правилно инсталирани и експлоатирани филтърни кладенци се създава напълно задоволителна санитарна обстановка. При повечето от изследваните обекти, дори на разстояние 1-2 метра около филтриращия кладенец, не е имало замърсяване на атмосферния въздух и почвената повърхност. Резултатите от проучвания на експериментални инсталации показват, че дори на разстояние 0,8-1 метра от филтърните кладенци се наблюдава значително намаляване на замърсяването в отпадъчните води. Естествените пречиствателни съоръжения, като филтърни кладенци и биологични езера, могат да се използват като допълнителни пречиствателни съоръжения в различни технологични схеми за пречистване на отпадъчни води. Тези конструкции обикновено се поставят след инсталации за биологично пречистване.
Почистване на биофилтър
Биофилмът расте върху биофилтърния пълнител, изглежда като лигавични израстъци с дебелина 1-3 mm или повече. Този филм се състои от бактерии, гъбички, дрожди и други организми. Броят на микроорганизмите в биофилма е по-малък, отколкото в активната утайка.
Биологичните филтри се използват широко за пречистване на битови и промишлени отпадъчни води при обемен дебит до 30 хиляди m3 / ден.
Биофилтри - съоръженията за изкуствено биологично пречистване са кръгли или правоъгълни конструкции, натоварени с филтърен материал, върху чиято повърхност се отглежда биофилм; те са изработени от стоманобетон или тухла. Отпадъчните води се филтрират през слой от зареждане, покрит с филм от микроорганизми; отработеният (мъртъв) биофилм се отмива от течащата отпадъчна вода и се отстранява от биофилтъра.
Според вида на зареждащия материал биофилтрите са разделени на две категории: с обемно (гранулирано) и плоско зареждане. Като гранулиран товар се използват трошен камък, чакъл, камъчета, шлака, експандирана глина, керамични и пластмасови пръстени, кубчета, топки, цилиндри и др. Плоско натоварване е метални, платнени и пластмасови мрежи, решетки, блокове, гофрирани листове, фолиа и др., често навивани на ролки.

Biotenk- биофилтър е тяло, в което са разположени зареждащите елементи, подредени шахматно. Тези елементи са направени под формата на полуцилиндри, напоени отгоре с вода, която, запълвайки товарните елементи, се стича надолу през ръбовете. Върху външните повърхности на елементите се образува биофилм, а в елементите - биомаса, наподобяваща активна утайка. Дизайнът осигурява висока производителност и ефективност на почистване.
Според принципа на въздушния поток в дебелината на аерирания товар филтрите могат да бъдат с естествена или принудителна аерация. При изтичане на отпадъчни води от BODP> 300 mg/l, за да се избегне честото замърсяване на повърхността на биофилтъра, се предвижда рециркулация - връщане на част от пречистената вода за разреждане с резултатите от прецизна вода.
Използването на биофилтри е ограничено от възможността за тяхното замърсяване, намаляване на окислителната сила по време на работа, появата на неприятни миризми и трудността на равномерното натрупване на филм.
Почистване в аерационни резервоари
Аеробното биологично пречистване на големи обеми вода се извършва в аерационни резервоари - правоъгълни по отношение на стоманобетонни конструкции с активна утайка, свободно плаваща в обема на пречистената вода, биопопулацията на която използва замърсяването на отпадъчните води за живота си.

Основните технологични схеми за почистване в аерационни резервоари са показани на фигура 52.

Аерационната система е комплекс от конструкции и специално оборудване, което доставя кислород на течността, поддържа утайката в суспензия и непрекъснато смесва отпадъчната вода с утайката. За повечето видове аерационни резервоари системата за аерация осигурява едновременното изпълнение на тези функции. Според метода на диспергиране на въздуха във вода на практика се използват три аерационни системи: пневматична, механична и комбинирана.
Окситенки
Окситенките са съоръжения за биологично пречистване, които използват индустриален кислород или обогатен с кислород въздух вместо въздух.
Основната разлика между аерационен резервоар и работещ аерационен резервоар атмосферен въздух, е повишената концентрация на утайка. Това се дължи на увеличения масопренос на кислород между газовата и течната фаза.
Това е резервоар с кръгла форма с цилиндрична преграда, която разделя зоната за аериране от зоната за отделяне на утайката.

1.2.Анаеробно биологично пречистване на отпадъчни води.

Анаеробният метод на пречистване може да се счита за един от най-перспективните при наличие на висока концентрация в отпадъчните води. органична материяили за пречистване на битови отпадъчни води. Предимството му пред аеробните методи е рязкото намаляване на оперативните разходи (анаеробните микроорганизми не изискват допълнителна аерация на водата) и липсата на проблеми, свързани с оползотворяването на излишната биомаса.

Анаеробното разграждане на органичните вещества се извършва като многоетапен процес, в който трябва да участват най-малко четири групи микроорганизми:

хидролитици,

скитници,

Ацетогени

· Метаногени.

Механизъм за почистване.

При анаеробната трансформация на органични субстрати в метан под въздействието на микроорганизми трябва да се изпълнят последователно 4 етапа на разлагане. Отделни групи от органични примеси (въглехидрати, протеини, липиди/мазнини) първо се превръщат по време на хидролиза в съответните мономери (захари, аминокиселини, мастни киселини). Освен това тези мономери по време на ензимно разлагане (ацитогенеза) се превръщат в късоверижни органични киселини, алкохоли и алдехиди, които след това се окисляват допълнително до оцетна киселина, която се свързва с производството на водород. Едва след това идва ред на образуването на метан на етапа на метаногенеза. Въглеродният диоксид също се произвежда като страничен продукт заедно с метана.

Всички трансформационни процеси са тясно свързани помежду си и трябва да протичат в капацитета на анаеробния реактор по строго установен начин, т.к. всяко нарушение на един от междинните етапи води до нарушаване на целия процес. Поради това е необходимо прецизно проектиране на пречиствателни станции за отпадъчни води и тяхното приспособяване към подходящите отпадъчни води.

Фигура 1: Етапи на разграждане на анаеробна конверсия

Допълнителното пречистване на отпадъчните води в езерата възниква както поради допълнително по-продължително и по-дълбоко утаяване, така и поради биологични процеси(през топлия сезон). В момента езерцата се експлоатират в канализационните съоръжения на редица промишлени предприятия (Кстово, Северодонецк, Караганда, 1 Озополоцк и др.). [...]

Наблюдения върху работата на естествено аерирани езера в Ново-Горковската нефтена рафинерия, извършени от Катедрата по канализация на Московския институт по стомана и сплави. VV Kuibyshev, заедно с лабораторията на завода, направи възможно установяване на причините за ниската ефективност на такива езера и показа целесъобразността от използването на руска аерация. За целта е разработен и приложен проектът на повърхностен плаващ аератор. [...]

На фиг. 6.11 показва аерирани биологични езера, предназначени за допълнително пречистване на отпадъчни води. Езерата са проектирани на площ от 7,25 хектара на дълбочина 3 м. Натоварването на хектар е 3448 m3 / ден, продължителността на престоя на водата във водоемите е 8,7 дни. Езерата имат две секции, всяка секция се състои от пет стъпки. Има байпаси между стъпала и секции. Първите четири степени на езерата са оборудвани с механични аератори, петият етап се използва за утаяване. Почистващият ефект за БПК20 е до 75%, за суспендирани твърди вещества - до 80%. [...]

Използват се и аерирани биологични езера с рециркулация на активна утайка, което значително увеличава интензивността на процеса на почистване. Използването на рециркулация е препоръчително, когато концентрацията на постъпващата ОТПАДНА ВОДА от БПК е над 300 mg / l. [...]

Аерираните биологични басейни могат да се използват и за последващо пречистване на отпадъчни води от млечната, месната и дрождовата промишленост с концентрация на замърсители по БПК общо до 40-60 mg/l в климатични райони I, III и IV. Продължителността на пречистването на отпадъчните води в аерираните езера може да се определи по същия начин, както продължителността на пречистването на отпадъчните води в езера, а ефектът на почистване за един етап може рационално да се приеме за равен на 50%. Биологичните езера могат да бъдат едноетапни, в зависимост от концентрацията на замърсители, влизащи във водата след пречистване, и от необходимата концентрация след последващо третиране. Специфичната консумация на кислород за аерация в биологични езера за последваща обработка трябва да се приеме като 2 mg/mg отстранена БПК-пълна - Аерационната система може да бъде механична или пневматична. [...]

При последващо пречистване на отпадъчни води в аерирани биологични езера се препоръчва използването на подвижни аератори (фиг. 6.12). По време на работа на аератора се генерира двойка реактивни светодиоди и въртенето на аератора около собствената му ос го кара да се върти около фиксирана опора. При проектирането на подвижни аератори на тяга трябва да се монтира панта, която да абсорбира вълновите ефекти върху езерото. Понтоните трябва да бъдат разположени на разстояние най-малко два диаметъра на аератора O от центъра му. Препоръчително е разстоянието от опората до центъра на ротора на аератора да бъде равно на радиуса на аератора (до bb). Площта на покритието на всеки аератор може да се увеличи поне 4-5 пъти в сравнение със стационарните аератори. Минималното разстояние между опорите на аератора трябва да бъде £10>. Допуска се дълбочината на езерото да бъде най-малко 3 м. [...]

За увеличаване на теглителната сила на аератора е препоръчително да се предвиди възможност за леко отклонение на оста на аератора от вертикалата в равнината на осите на аератора и дръжката. В този случай остриетата, външни за фиксираната опора, ще бъдат по-дълбоки и ще се появи допълнителен ефект на гребане. В алгализираните биологични езера, наред с бактериалната микрофлора, микроводораслите също участват значително в процеса на промяна на стойността на MIC. В отпадъчните води, постъпващи в биологични езера, се наблюдава изразен процес на трансформация на органичните вещества от отпадъчните води в субстанция на клетките на микроводораслите, което води до повишаване на МПК. [...]

Понякога вместо обикновени течащи или контактни биологични езера за допълнително пречистване на отпадъчни води се използват езера с биологично окисление, контактно стабилизиране (BOX), при които се извършва алгизиране със специално подбрани и отглеждани микроводорасли, което осигурява пълна биологична дезинфекция на отпадните води. Този тип езерце е разработено от Всеруския изследователски институт за селскостопанско използване на отпадъчни води и се използва широко в райони с топъл климат.

Биологичните езера са каскада от езера, състояща се от 3 - 5 етапа, през които бавно протичат избистрени или биологично пречистени отпадъчни води. Езерата са изградени за биологично пречистване на отпадъчни води в естествени условия върху слабо филтриращи почви под формата на отделни резервоари. В резултат на жизнената дейност на плангтона (фитопланктона) се усвоява свободна и бикарбонатна киселина, поради което рН на водата се повишава до 10 - 11 през деня, което води до бърза смърт на бактериите.

Биологичните езера като независими пречиствателни съоръжения в съответствие със SNiP могат да се използват (с подходяща обосновка) за населени места, разположени в IV климатичен район. Езерата могат да бъдат проектирани и за последващо пречистване на отпадъчни води в комбинация с други пречиствателни съоръжения.

В биологичните езера трябва да има 2-3 етапа - когато текат биологично пречистени отпадъчни води и 4-5 етапа - когато текат утаени отпадъчни води.

Биологичните езера се изчисляват по натоварването на отпадъчните води (първи случай) с вода на 1 хектар от водната повърхност на езерото или по количеството на повторно аериране (втори случай).

В първия случай това натоварване се приема равно (без разреждане за утаени отпадъчни води) до 250 m3 / ha на ден, а за биологично пречистени отпадъчни води - до 5000 m3 / ha на ден; във втория случай - въз основа на реаерационната стойност, равна на 6 - 8 g кислород на ден от 1 m2 от езерото, в зависимост от климатичните условия (SNiP).

Средната дълбочина на водата в биологичните езера се приема, в зависимост от местните условия, в диапазона 0,5-1 m. При използване на езера за отглеждане на риба към тях трябва да се подава избистрена отпадъчна течност, разредена 3-5 пъти с речна вода . В същото време биологичните езера трябва да включват малко езерце с дълбочина най-малко 2,5 m, предназначено за риба през зимата.

При пречистване на отпадъчни води в биологични езера броят на бактериите намалява с повече от 100 пъти, окислимостта намалява с 90%, количеството на органичния азот намалява с 88, амоняка - с 97 и БПК - до 98%. През есента езера, които не са предназначени за отглеждане на риба, се изпразват, през зимата се използват като езера за съхранение. През пролетта езерата се пълнят с вода и след около месец започват да работят по канала. Възможна е и контактна работа на езера. Препоръчително е дъното на езерото да се разорава ежегодно. Отпадъчните води трябва да се съхраняват в езера за 20-30 дни. Препоръчително е отпадъчните води да се пускат в езерцата през деня. Езерата трябва да бъдат разположени в близост до естествени водни басейни. Количеството разтворен кислород във водата трябва да бъде най-малко 2,5 mg / l. Дъното на езерото е планирано към изхода. Дълбочината на входа обикновено се приема за 0,5 м, на изхода - до 1-2 м. Езерата са проектирани с площ от 0,5-1,5 хектара или повече.

При проектирането на езера, които имат естествен дренажен басейн, трябва да се разчита на преливни конструкции за допълнително преминаване на заустване на наводнения и дъждовни води. В зависимост от условията на освобождаване (изпразване), продиктувани от релефа, капацитетът на езерцето може да бъде формиран чрез изграждане на язовири по протежение на талвег, използване на съществуващи или създаване на изкуствени изкопи (кухини), ограждане на територията с ролки (язовири). В горното езерце са подредени 2-3 входа. За по-добро разпределение на потока на отпадъчната течност през първото езерце са монтирани два реда ограда от плет. Байпасите от езера са подредени под формата на тави с широчина 0,4 м на всеки 30 м. От последното езерце водата се зауства чрез минни преливници.

След напускане на пречиствателната станция отпадъчните води се заустват в талвеги на дерета и дерета, където са подредени канали с лек наклон, чиято дължина достига стотици метри, а понякога дори няколко километра.

Изследваните канали са разположени в талвега от сухи дерета със средна годишна температура на въздуха от площта 6,8 + 7,1°C и средногодишно количество валежи 500-510 mm. Дебитът на отпадъчните води в тези канали варира от 0,01 до 0,05 m/s, времето на престой на отпадъчните води в канала варира от 7 до 28 ч. 0,15 m, ширина на канала - в рамките на 0,65-1,5 m.

Отпадъчните води, течащи в канали с ниска скорост и малка дълбочина, но с относително голяма ширина на потока, се влияят от слънчева светлина, кислород във въздуха и други климатични фактори, поради което концентрацията на замърсители в отпадъчните води намалява с отдалечаването им от мястото. на разряд. Осъществява се естествено самопречистване на отпадъчните води. Тези канали се наричат ​​естествени окислителни канали, тъй като те претърпяват окислителни процеси, подобни на тези в биологичните езера.

Изкуствените окислителни канали се използват в чужбина (Холандия, САЩ и др.) при климатични условия с минимална температура на въздуха (до -8°C) и дават добри резултати при пречистване на малки количества отпадъчни води. В такива канали концентрацията на замърсители намалява според БПК5 до 98%, бактериалното замърсяване и съдържанието на суспендирани твърди вещества рязко намаляват. Изкуствените окислителни канали като пречиствателни съоръжения в нашите условия засега се използват рядко.

Степента на пречистване на отпадъчните води в естествените канали зависи от дължината на изпускателния канал и неговия наклон.

При пречистване на отпадъчни води в естествени окислителни канали на два обекта са взети проби от отпадни води пред септични ями, след септични ями и през канали на всеки 100 m, за химични и бактериологични анализи. И на двата обекта количеството отпадъчни води варира от 100 до 150 m3 на ден. Септичните ями, лошо поддържани (почти никога не почиствани), служеха като първични утаители.

Анализите показват, че концентрацията на замърсяване на отпадъчните води в естествените окислителни канали е намаляла значително. През проучените 1000 m от канала отпадните води се пречистват както химически, така и бактериологично.