Проблема предотвращения загрязнения водоемов сбросами бытовых, производственных и дождевых сточных вод приобрела в последние годы первостепенное значение. Сложность решения данной проблемы определяется как техническими трудностями очистки сточных вод от широкого спектра загрязнений минерального, органического и бактериального характера, так и значительными размерами инвестиций, необходимых для реализации природоохранных мероприятий.
В самом начале рассмотрения раздела «Водоотведение поселений» была дана характеристика основных загрязнений сточных вод и приведена их классификация. Выделим некоторые свойства загрязнений, непосредственно влияющих на процессы очистки сточных вод.
Загрязнения по своему физическому состоянию могут быть в нерастворенном (взвешенном), коллоидном и растворенном виде.
В бытовых сточных водах количество нерастворенных взвешенных веществ составляет примерно 65 г/сут. на одного жителя. Количество взвешенных веществ в производственных сточных водах зависит от вида технологического процесса и его экологических характеристик. В атмосферных сточных водах взвешенные вещества составляют основной вид загрязнений. Нерастворенные загрязнения имеют как органическую, так и минеральную природу.
Коллоидные загрязнения имеют размеры менее 0,1 мкм и состоят в основном из органических веществ.
Растворенные вещества, содержащиеся в бытовых сточных водах, имеют преимущественно органическую природу.
Сброс неочищенных сточных вод в водоемы представляет серьезную опасность в санитарном и природоохранном отношении, так как они содержат различные, в том числе патогенные, бактерии, а также вещества, оказывающие негативное воздействие на экосистемы водоемов.
Ухудшение качества воды в водоемах при сбросе в них неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод объективно проявляется в:
– изменении физических свойств воды (прозрачности, цветности, запаха, вкуса и других характеристик);
– увеличении концентрации вредных веществ в воде;
– уменьшении концентрации растворенного в воде кислорода;
– изменении активной реакции воды;
– бактериальном загрязнении водоема.
Внешние проявления загрязнения водоема выражаются в появлении посторонних запахов, изменении цвета воды и ее вкуса, появлении пленок на поверхности воды и увеличении ее мутности.
Необходимо отметить, что в водоемах в естественных условиях происходит их самоочищение от растворенных и нерастворенных органических загрязнений. Действие этого механизма основано на минерализации органических веществ, содержащихся в воде, в результате жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Необходимым условием для этого является наличие в воде водоема достаточного количества растворенного свободного кислорода.
При сбросе в водоемы сточных вод, содержащих большое количество органических веществ, растворенный в воде кислород расходуется на их окисление, что приводит к уменьшению его концентрации. Это ухудшает как качество воды в целом, так и условия обитания в водоеме рыб, вызывает деградацию микроорганизмов, обитающих в водоеме и минерализующих органические вещества, что нарушает естественный механизм самоочищения водоема.
Степень загрязнения сточных вод органическими веществами характеризуется показателем, который называется биохимической потребностью в кислороде (БПК). Измеряется БПК в мг/л или мг/дм3. Чем выше БПК, тем больше требуется кислорода для окисления органических загрязнений сточных вод и тем больше их потенциальная опасность. Для городских сточных вод БПК находится в пределах от 100 до 400 мг/л, причем, чем больше удельное водопотребление на одного жителя в городе, тем меньше значение БПК сточных вод. Выпуск сточных вод с такими значениями БПК в водоемы может нанести им непоправимый вред, поэтому стоки необходимо очищать от органических загрязнений до такой степени, чтобы значение БПК уменьшилось до 6 – 15 мг/л.
В целях охраны водоемов и предотвращения их загрязнений установлены гигиенические нормативы состава и свойств воды в водоемах двух категорий водопользования.
К первой категории водопользования относится использование водных объектов в качестве источника хозяйственно-питьевого водопользования, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.
Ко второй категории водопользования относится использование водных объектов или их участков для рекреационного водопользования. Требования к качеству воды, установленные для второй категории водопользования, распространяются также на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.
Требуемое качество воды водоемов при сбросе в них сточных вод зависит от категории водопользования и должно соответствовать нормативным требованиям. В том числе:
– содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на 0,25 мг/дм3 в водоемах первой категории и на 0,75 мг/дм3 в водоемах второй категории;
– на поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей;
– водородный показатель рH не должен выходить за пределы 6,5—8,5;
– растворенный кислород не должен быть менее 4 мг/дм3;
– вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций и яиц гельминтов.
Для предотвращения загрязнения водоемов сточными водами их необходимо очищать и обеззараживать перед выпуском в водоем.
Нерастворенные и частично коллоидные загрязнения могут быть выделены из сточных вод механическим путем, например, их отстаиванием. Способ очистки, основанный на механических средствах выделения загрязнений из сточных вод, называется механической очисткой. Механическая очистка применяется для очистки бытовых, производственных и дождевых сточных вод.
Растворенные и многие коллоидные загрязнения не могут быть извлечены из сточных вод при их отстаивании, поэтому для очистки сточных вод от данных загрязнений применяют физико-химические способы очистки, основанные на сорбции, экстракции, электролизе и других процессах обработки сточных вод. Физико-химическая очистка применяется преимущественно для очистки производственных сточных вод.
Биологическую очистку, принцип которой заключается в окислении и минерализации коллоидных и растворенных органических веществ в результате процессов жизнедеятельности микроорганизмов, применяют для бытовых, некоторых видов производственных сточных вод, а в последнее время, используют также для очистки загрязненных атмосферных сточных вод с территорий городов. Результатом биологической очистки является снижение значения БПК сточных вод.
На очистных сооружениях систем водоотведения поселений используют механический и биологический способы очистки сточных вод. В зависимости от размеров города, условий его водоснабжения, характеристик водоема, в который сбрасываются очищенные сточные воды, применяют различные схемы их очистки. Одна из схем очистных сооружений сточных вод города в упрощенном виде приведена на рис. 61.
При организации очистки сточных вод по схеме, представленной на рис. 61, они последовательно проходят сооружения механической и биологической очистки.
Рис. 61. Упрощенная схема очистных сооружений системы отведения города.
Механическая очистка сточных вод производится на решетках, в песколовках и отстойниках (первичном и вторичном), где сточные воды очищаются примерно на 30%.
На решетках, состоящих из металлических прутьев с прозорами 16 мм, задерживаются крупные отбросы. Решетки устанавливаются на пути движения сточных вод вертикально или наклонно. Задержанные на решетках отбросы собираются и отправляются на дробилку для измельчения. Размещаются решетки в специальных зданиях или устанавливаются на открытом воздухе.
После прохождения решеток сточная жидкость поступает в песколовки, предназначенные для осаждения песка и других минеральных примесей крупностью от 0,2 мм и больше. Необходимость их применения обусловлена тем, что предварительное отделение минеральных примесей облегчает условия работы сооружений, предназначенных для последующей обработки сточных вод – отстойников, аэротенков и др.
Принцип работы песколовки состоит в гравитационном осаждении минеральных частиц из сточных вод, движущихся со скоростью от 0,15 до 0,3 м/с. Этот диапазон скоростей обеспечивает осаждение тяжелых минеральных примесей и прохождение через песколовку более легких органических взвесей. Среднее время прохождения сточных вод через песколовки составляет от 30 до 60 с.
Песколовки бывают горизонтальные, тангенциальные, вертикальные и других типов. Размеры песколовок в плане зависят от их типа и расхода сточных вод.
На крупных станциях очистки сточных вод осажденный в песколовке песок удаляется из нее в виде песчаной пульпы и направляется на песковые площадки. На станциях очистки производительностью до 80000 м3/сут. песок из песколовок направляется для обезвоживания в песковые бункеры, откуда периодически вывозится на утилизацию.
Отстойники предназначены для осветления сточных вод путем выделения из них взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Выделить взвеси из водяного потока можно различными способами, например фильтрацией, однако, учитывая специфические свойства сточных вод, в частности, большое содержание в них взвесей различного характера и размеров, для этих целей используют только сооружения, принцип работы которых основан на действии гравитационных сил. Сам термин «отстойник» отражает принцип работы сооружения – под действием гравитационных сил происходит осаждение из сточных вод взвесей, имеющих плотность, больше чем плотность воды, и всплывание на поверхность взвесей, с плотностью меньше плотности воды.
Отстойники являются основными сооружениями механической очистки сточных вод.
Для эффективного осветления сточных вод в отстойнике необходимо обеспечить ряд условий, важнейшими из которых являются уменьшение скорости движения сточных вод в отстойнике и создание зоны выделения взвесей достаточных размеров.
По принципу организации зоны выделения взвесей и направлению движения в ней сточных вод различают отстойники горизонтального, вертикального и радиального типа.
Работа отстойника горизонтального типа поясняется рис. 62.
Рис. 62. Схема работы горизонтального отстойника.
1 – входной лоток; 2 – полупогружные перегородки; 3 – лоток для сбора жира и плавающих взвесей; 4 – труба для отвода жира и плавающих взвесей (жировая труба); 5 – приямки для сбора осадка; 6 – труба для удаления осадка; 7 – сборный лоток для отвода осветленной воды; 8 – днище отстойника.
Сточная жидкость поступает в отстойник через входной лоток 1, который равномерно распределяет поток по ширине отстойника. Сточная жидкость в зоне отстаивания движется вдоль отстойника в горизонтальном направлении со скоростью до 0,7 мм/с, при этом тяжелые взвеси оседают на дно, собираются в приямках для сбора осадка 5 и удаляются из отстойника через иловую трубу 6. Легкие взвеси (жир, масла, пленки углеводородов и др.) поднимаются к поверхности сточной жидкости, поступают в лоток для сбора жира и плавающих взвесей 3 и удаляются через жировую трубу 5.
ветленные сточные воды поступают в сборный лоток осветленной воды 7 и покидают отстойник. Полупогружные перегородки 2 у входного лотка и сборного лотка осветленной воды предназначены для локализации плавающих взвесей у поверхности сточной жидкости в отстойнике и предотвращения их попадания в лоток осветленной воды.
Поперечные размеры отстойника (ширина и высота) выбираются из расчета обеспечения скорости движения сточных вод около 0,7 мм/с, а его длина определяется протяженностью зоны осаждения.
Горизонтальные отстойники выполняют в виде прямоугольных в плане железобетонных сооружений и применяют на очистных сооружениях производительностью более 15000 м3/сут.
Принцип работы отстойника вертикального типа поясняется рис. 63. Сточная жидкость поступает в центральную трубу 2 отстойника по подводящему лотку 1. Выходя из нижнего отверстия центральной трубы, жидкость поднимается с малой скоростью, около 0,7 мм/с, в верхнюю часть отстойника, а взвеси под действием силы тяжести опускаются в его нижнюю часть. Осевший ил периодически удаляется из отстойника через иловую трубу 5 и задвижку 6. Плавающие взвеси локализуются полупогружными перегородками 3 и удаляются через жировую трубу 7. Очищенная жидкость переливается в сборные лотки 4 и отводится из отстойника.
Вертикальные отстойники применяют для очистных сооружений производительностью до 20000 м3/сут, при низком уровне грунтовых вод и плотных грунтах. Диаметр отстойника принимается от 4 до 10 м, а высота отстойной части – от 2,7 до 4,0 м.
Рис. 63. Схема осветления сточных вод в вертикальном отстойнике.
1 – водоподающий лоток; 2 – центральная труба; 3 – полупогружные перегородки; 4 – лоток для отвода осветленной воды; 5 – иловая труба;
6 – задвижка; 7 – жировая труба.
На очистных станциях производительностью более 20000 м3/сут применяют радиальные отстойники, в которых сточная жидкость осветляется при движении от центра отстойника к периферии. При радиальном движении жидкости происходит уменьшение ее скорости, что вызывает осаждение взвесей и осветление воды.
Сооружения для биологической очистки сточных вод предназначены для удаления из них органических загрязнений, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии. Принцип работы сооружений биологической очистки основан на окислении органических веществ микроорганизмами в среде, обогащенной кислородом. После сооружений биологической очистки сточные воды очищаются примерно на 95%, то есть остаточных загрязнений остаётся около 5% (бактериальные загрязнения).
Биологическая очистка сточных вод осуществляется в специальных сооружениях – аэротенках, и биофильтрах.
Термин аэротенк, образован от слов аэро – воздух и тенк – бак, резервуар. Конструктивно аэротенк представляет собой резервуар, глубиной 3 – 6 метров и шириной 6 – 10 метров, рис. 64, в котором медленно движется смесь сточной жидкости, предварительно осветленной в первичном отстойнике и активного ила. Общая длина аэротенка обычно составляет от 50 до 130 метров.
Рис. 64. Схема работы аэротенка. 1 – циркулирующий активный ил; 2 – избыточный активный ил; 3 – насос ная станция; 4 – вторичный отстойник; 5 – аэротенк; 6 – первичный отстойник.
Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, которые способны сорбировать (выделять) на своей поверхности органические вещества и окислять их в присутствии кислорода. Активный ил имеет вид компактных хлопьев средней крупности.
По всей длине аэротенка смесь сточной жидкости и активного или продувается сжатым воздухом, подаваемым компрессорами в нижнюю часть резервуара, в результате чего в объеме аэротенка создается насыщенная воздухом среда. Время пребывания бытовых сточных вод в аэротенке составляет 6 – 8 часов.
Из аэротенка смесь сточной жидкости и активного ила поступает во вторичный отстойник, где активный ил осаждается вместе с минерализованными продуктами окисления органических веществ, после чего возвращается в аэротенк. Этот ил называется циркулирующим активным илом. Избыточная часть активного ила, образовавшаяся в результате роста его массы в аэротенке, направляется на утилизацию.
В биофильтрах процесс сорбции и окисления органических веществ происходит в биологических пленках, образованных сообществами микроорганизмов на поверхности материалов, используемых в качестве загрузки – щебня, шлака, керамзита, пластмассы и др.
По принципу работы различают капельные, с естественной подачей воздуха, и высоконагружаемые, с принудительной подачей воздуха. Капельные биофильтры используются на станциях очистки производительностью до 1000 м3/сут, а высоконагружаемые – до 50000 м3/сут.
Устройство высоконагружаемого биофильтра приведено на рис. 65.
Рис. 65. Схема работы биофильтра с принудительной подачей воздуха.
1 – труба, подающая сточную жидкость; 2 – водораспределительное устройство; 3 – загрузка; 4 – водоотводящий лоток; 5 – гидравлический затвор; 6 – воздухоподводящие трубы.
Сточная жидкость подается в биофильтр по трубе 1, равномерно распределяется по сечению биофильтра водораспределительным устройством 2 и фильтруется через слой загрузочного материала 3, на развитой поверхности которого образована биологическая пленка микроорганизмов, окисляющих органические вещества, растворенные в сточной жидкости. В нижнюю часть биофильтра подается воздух по воздухоподводящей трубе 6. Очищенная сточная жидкость поступает в нижнюю часть биофильтра, проходит гидрозатвор 5 и отводится из биофильтра через водоотводящий лоток 4.
Гидрозатвор необходим для предотвращения поступления воздуха из нижней части биофильтра в водоотводящий лоток.
Биологическая очистка может быть организована и в естественных условиях. Для этого используются фильтрационные свойства грунта и его способность образовывать биологическую пленку на поверхности частичек, составляющих грунт. Эта пленка абсорбирует и окисляет органические вещества в присутствии кислорода, проникающего в поры грунта в составе атмосферного воздуха.
Биологическая очистка сточных вод с использованием фильтрационных свойств грунта в естественных условиях проводится на полях орошения и полях фильтрации.
Очевидно, что биологическая очистка в естественных условиях требует значительных площадей под размещение полей орошения и полей фильтрации, поэтому в настоящее время она практически не применяется.
Возможна биологическая очистка сточных вод в биологических прудах и каналах, представляющих собой водоемы с глубиной от 0,5 до 1,0 метра, в которых происходит естественный процесс самоочищения за счет жизнедеятельности микроорганизмов, окисляющих органические вещества. Биологические пруды могут применяться как самостоятельные сооружения биологической очистки, так и в качестве сооружений доочистки, в которые поступают сточные воды после сооружений биологической очистки (аэротенков или биофильтров).
Обеззараживание сточных вод, прошедших биологическую очистку выполняется для предотвращения бактериального загрязнения водоема. Очистка считается выполненной на 100%. В отстойниках и в сооружениях биологической очистки из сточных вод удаляется значительная часть патогенных микроорганизмов, однако для защиты водоемов от негативного воздействия сточных вод их необходимо обеззараживать. Для этого могут применяться различные способы – хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами, электролиз и др. На крупных очистных сооружениях обеззараживание стоков осуществляется преимущественно хлорированием, а на установках малой производительности – обработкой ультрафиолетовыми лучами. Озонирование отличается высоким бактерицидным эффектом, однако не получило широкого применения из-за высокой стоимости, технической сложности и затрудненности контроля процесса обеззараживания.
При хлорировании сточных вод используется хлораторная, смеситель и контактный резервуар. В хлораторной дозируется хлор и приготавливается хлорная вода, которая смешивается со сточной жидкостью в смесителе. Процесс обеззараживания протекает в контактном резервуаре, рассчитанном на получасовой контакт хлора с водой. Управляют процессом обеззараживания путем поддержания в контактном резервуаре требуемой концентрации свободного хлора.
После обеззараживания сточные воды выпускаются в водоем. Место выпуска согласуется с органами Государственного надзора и располагается, как правило, ниже по течению реки от территории поселения, мест водозабора, а также участков водоема, используемых для спортивных и оздоровительных целей, купания и отдыха. Необходимо учитывать также условия водопользования поселений, находящихся ниже по течению реки.
Обработка осадков и илов производится с целью их обеззараживания и последующей утилизации.
На обработку поступают отбросы, задержанные на решетках и измельченные в дробилках, осадки, илы или биопленки задержанные в первичных и вторичных отстойниках. Осадок, поступающий на переработку, чрезвычайно опасен в санитарном отношении и поэтому не может быть утилизирован, однако после его переработки возможно получение продукта, содержащего большое количество азота, фосфора, калия и других веществ, необходимых для питания растений.
Для обработки органического осадка используются процессы анаэробного (без доступа воздуха) сбраживания. Данные процессы происходят в несколько стадий и связаны с жизнедеятельностью дрожжевых и метановых бактерий.
Различают мезофильный процесс анаэробного сбраживания, протекающий при температуре 30 – 35 ОС, и термофильный процесс, протекающий при температуре 50 – 55 ОС.
В процессе анаэробного сбраживания выделяется горючий газ метан, который используется в качестве топлива в котельных, являющихся источником теплоснабжения очистных сооружений.
Обработка органического осадка производится в метантенках, получивших свое название от газа метана. Схема устройства метантенка приведена на рис. 66.
Внутренний объем метантенка представляет собой герметичный резервуар, в который через приемную трубу 1 поступает на переработку сырой осадок, а через трубу 2 подводится водяной пар для подогрева сбраживаемого осадка. Для интенсификации процесса сбраживания содержимое метантенка постоянно перемешивается, путем обеспечения циркуляции осадка и иловой воды посредством насоса 6 и использования гидроэлеватора 7. Сброженный осадок отводится из метантенка через трубу 5. Горючий газ метан, образующийся в процессе сбраживания осадка, собирается в верхней части метантенка, откуда отводится в котельную. Осадок, переработанный в метантенке, безопасен в санитарном отношении, его подсушивают и дробят для последующего использования в качестве удобрения. Он содержит все ценные для растений питательные вещества.
Рис. 66. Схема устройства метантенка. 1 – приемная труба; 2 – подача пара;
3 – трубопровод циркулирующего осадка; 4 – выпуск иловой воды; 5 – выпуск сброженного осадка; 6 – насос для циркуляции и перемешивания осадка; 7 – гидроэлеватор.
Размеры площадок для размещения очистных сооружений системы водоотведения города зависят от их суточной производительности.
Размещаются очистные сооружения на незатопляемой территории, вокруг них предусматриваются санитарно-защитные зоны (СЗЗ).
Таблица 9
| Инженерные сети | Расстояние по горизонтали (в свету), м, от подземных сетей до | ||||||||
| фундаментов зданий и сооружений | фундаментов ограждения опор галерей, эстакад трубопроводов, контактной сети и связи | оси пути железных дорог колеи 1520 мм, но не менее глубины траншеи до подошвы насыпи и выемки | оси трамвайных путей | автодороги | фундаментов опор воздушных линий электропередачи | ||||
| бортового камня кромки проезжей части, укрепленной полосы обочины | наружной бровки кювета или подошвы насыпи | до 1 кВ и наружного освещения | св. 1 до 35 кВ | св. 35 кВ | |||||
| 1. Водопровод и напорная канализация | 2,75 | ||||||||
| 2. Самотечная канализация и водостоки | 1.5 | 2,75 | 1,5 | ||||||
| 3. Дренажи | 2,75 | 1,5 | |||||||
| 4. Газопроводы горючих газов | |||||||||
| а) низкого давления до 0,005 МПа (0,05 кгс/см2) | 3,75 | 2,75 | 1,5 | ||||||
| б) среднего давления св. 0,005 (0,05) до 0,З МПа (3 кгс/см2) | 4,75 | 2.75 | 1,5 | ||||||
| в) высокого давления ев 0,3 (3) до 0.6 МПа (6 кгс/см2) | 7,75 | 3,75 | 2,5 | ||||||
| г) высокого давления свыше 0,6 (6) до 1,2 МПа (12 кгс/см2) | 10,75 | 3,75 | 2,5 | ||||||
| 5. Тепловые сети (от наружной стенки канала, тоннеля или оболочки бесканальной прокладки) | 2 (см. прим. 4) | 1.5 | 2,75 | 1,5 | |||||
| 6. Кабели силовые всех напряжений и кабели связи | 0,6 | 0,5 | 3,25 | 2,75 | 1.5 | 0,5* | 5* | 10* | |
| 7. Каналы, тоннели | 2 | 1.5 | 2,75 | 1,5 | |||||
| ___________ * Относятся только к расстояниям от силовых кабелей. Расстояние от кабелей связи надлежит принимать по специальным нормам, утвержденным Министерством связи СССР. | |||||||||
| ___________ Примечания*: Примечания 1 и 2 исключены. 3. В Северной строительно-климатической зоне расстояние от сетей по поз. 1, 2, 3 и 5 при строительстве с сохранением вечномерзлого состояния грунтов основания надлежит принимать по теплотехническому расчету, при строительстве, когда грунты основания используются в талом состоянии, – согласно табл. 9. 4. Расстояние от тепловых сетей при бесканальной прокладке до здании и сооружении следует принимать как для водопровода. 5. Допускается предусматривать прокладку подземных инженерных сетей, за исключением сетей противопожарного водоснабжения и газопроводов горючих и токсичных газов, в пределах фундаментов опор и эстакад трубопроводов галерей, контактной сети при условии принятия мер исключающих возможность повреждения сетей в случаи осадки фундаментов, а также повреждения фундаментов при аварии на этих сетях. |
| Инженерные сети | Расстоянии по горизонтали (в свету), м, между | |||||||||||
| водопроводом | канализаций | дренажам или водостоками | газопроводами горючих газов | кабелями силовыми всех напряжений | кабелями связи | тепловыми сетями | каналами, тоннелями | |||||
| низкого давления до 0,005 МПа (0,05 кг/см2 | среднего давления св. 0,005 (0,05) до 0,6 МПа (3 кгс/см2) | высокого давления св. 0,3 (3) до 0,6 МПа (6 кгс/ см2) | высокого давления ев 0,6 (6) до 1,2 МПа 12 кгс/ см2) | наружная стенка канала, тоннеля | оболочка безканальной прокладки | |||||||
| 1. Водопровод | 1,5 | (см. прим. 2) | 1,5 | 1,5 | 0,5* | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||
| 2. Канализация | (см. прим. 2) | 0,4 | 0,4 | 1,5 | 0,5* | 0.5 | ||||||
| 3. Дренажные и водосточные | 1,5 | 0,4 | 0,4 | 1,5 | 0,5* | 0,5 | ||||||
| 4. Газопроводы горючих газов | ||||||||||||
| а) низкого давлений до 0,005 МПа (0,05 кто/см2) | см. прим. 3 | – | ||||||||||
| б) среднего давления ев 0,005 (0,05) до 0,3 МПа (3 кгс/см2) | 1,5 | 1,5 | см. прим. 3 | – | ||||||||
| в) высокого давления св. 0,3 (3) до 0,6 МПа (6 кгс/см2) | 1,5 | см. прим. 3 | – | 1,5 | ||||||||
| г) высокого давления свыше 0,6 (60,) до 1,2 МПа (12 кгс/см2) | см. прим. 3 | – | ||||||||||
| 5. Кабели силовые всех напряжений | 0,5* | 0,5* | 0,5* | 0,1-0,5* | 0,5 | |||||||
| 6. Кабели связи | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | – | |||||||
| 7. Тепловые сети | ||||||||||||
| а) наружная стенка канала, тоннеля | 1,5 | – | – | |||||||||
| б) оболочка бесканальной прокладки | 1,5 | 1,5 | – | – | ||||||||
| 8. Каналы, тоннели | 1,5 | – | ||||||||||
| Примечания: * Примечание 1 исключено. 2. Расстояния от канализации до хозяйственно-питьевого водопровода должны приниматься: до водопровода из железобетонных и асбестоцементных труб, прокладываемых в глинистых грунтах – 5 м, в крупнообломочных и песчаных грунтах – 10 м; до водопровода из чугунных труб диаметром до 200 мм – 1,5 м, диаметром более 200 мм-3м; до водопровода из пластмассовых труб – 1,5 м. Расстояние между сетями канализации и производственного водопровода независимо от материала и диаметра труб, а также от номенклатуры и характеристики грунтов должно быть не менее 1,5 м. 3. При совместном размещении в одной траншее двух и более газопроводов горючих газов расстояния между ними в свету должны быть для труб диаметром: до 300 мм – 0,4 м, более 300 мм – 0,5м. 4. В таблице указаны расстояния до стальных газопроводов. Размещение подземных газопроводов из неметаллических труб следует предусматривать в соответствии с главой СНиП по проектированию внутренних и наружных устройств газоснабжения. |
poznayka.org
Очистные сооружения бывают городские и локальные. В чем разница?
- На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков, или таяния снега.
- Локальные устанавливаются, например, на предприятиях для снятия основного количества загрязняющих веществ в промстоках перед сбросом их в городской коллектор, или перед возвращением обратно в технологический процесс.
Вода загрязняется в результате следующих факторов:
- От жителей населенных пунктов, персонала на различных предприятиях (бытовые, или хозяйственно-фекальные сточные воды).
- При использовании в технологических целях (производственные).
- Выпадения осадков или таяния снега (дождевые и талые).
Часто стоки бывают смешанного типа и включают в себя несколько разновидностей. Например, от промышленного производства образуются стоки:
- Производственные стоки от технологического процесса.
- Бытовые от персонала.
- Атмосферные от таяния снега и выпадения дождя на промплощадку.
Для правильного проектирования системы водоотведения и подбора оборудования необходимо верно подобрать метод очистки в зависимости от качественного состава стоков, который отличается многообразием.
Различают загрязнения:
- минерального
- органического
- биологического
- бактериального происхождения.
В воде они присутствуют в:
- нерастворенном
- растворенном
- коллоидном виде.
Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные пахнущие газы: сероводород, аммиак, углекислый газ и микробы, вызывающие брюшной тиф, дизентерию и тд.
Виды загрязнений в зависимости от характера стоков:
- Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения.
- Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей и не загрязнены специфическими примесями. Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества.
- Дождевые и талые загрязнены в основном минеральными примесями, однако стоки с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества.
Для отвода от всех источников образования, для транспортировки и очистки сточных вод служит система канализации, которая бывает:
Рис.1 Система канализации городов
- Вывозная система канализации. Применяется в небольших населенных пунктах. Это вывоз ассенизаторскими машинами хозфекалий из выгребных ям на дальнейшую обработку.
- Сплавная, при которой сточные воды по подземным коллекторам раздельно либо совместно поступают на очистные сооружения.
Сплавная сеть в свою очередь подразделяется на:
- Общесплавную. Когда хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки поступают все вместе по одному коллектору на очистные комплексы.
- Раздельную. Когда на каждый вид стока имеется своя сеть.
- Полураздельную. Одновременно строят 2 сети: одна для производственных, другая для бытовых и дождевых стоков.
- Комбинированную. Применяется в больших городах. Включает в себя раздельную и полураздельную.
В зависимости от качественного состава и характера различают несколько методов очистки стоков:
- Механический (сита, решетки, отстойники).
- Биологический (аэротенки, биофильтры).
- Физико-химический (сорбционные фильтры, лампы УФ-дезинфекции, реагентная обработка).
- Смешанный (включающий несколько из выше перечисленных).
Например, на городских ОС применяется комбинированный метод, включающий механическую, биологическую и физико – химическую очистки.
acs-nnov.ru
Принцип действия канализационной конструкции
В состав системы канализации могут входить разнообразные устройства. Но, несмотря на это, очистка отходов осуществляется по определённому алгоритму.
Первый этап
На первом этапе сточные воды очищаются механическим способом. Задержка крупных загрязнений, которые имеют минеральное и органическое происхождение, производится решётками и ситом. С помощью песколовок осуществляется фильтрация более мелких частиц – битого стекла, песка и шлака. Мембранным устройством производится более тщательная очистка. В отстойнике отделяются взвешенные вещества. Таким образом удаляются минеральные загрязнения.
Второй этап
На следующем этапе для очистки используются биологические средства. Органические соединения распадаются под воздействием особо активных бактерий. Жидкость пропускается через биофильтр. В результате образуется ил и газообразные соединения.
Третий этап
На окончательной стадии обеззараживания сточных вод используются дополнительные химические соединения. Полученную жидкость уже можно применять в технических целях.
Виды канализационных систем
Очистные сооружения канализации проектируются до начала проведения строительных работ. Важно выбрать правильную канализационную конструкцию, которая сможет решать поставленные задачи по утилизации отходов и обладать достаточным уровнем производительности. Сегодня очистку сточных вод можно производить с помощью следующих устройств:
- локальных очистных аппаратов;
- индивидуальных автономных конструкций;
- блочных систем и модулей.
Локальные системы очистки
Локальные очистные сооружения – это такие конструкции, с помощью которых осуществляется очистка и сбор отходов на различных по размерам объектах. Они могут иметь хозяйственно-бытовое или промышленное назначение и являются основой автономной системы канализации.
В классических очистных устройствах скорость движения стоков снижается по мере удаления от места сброса. Происходит постепенное оседание твёрдых частиц на дне. Удаление остальных нечистот производится системами доочистки. Для классических очистных сооружений необходимы достаточно большие ёмкости, в которых производится отстаивание отходов. Подобное требование трудно реализовать в индивидуальных строениях.
С помощью локальных очистных систем осуществляется сбор и очистка сточных вод в частных домах или небольших посёлках, где не существует центральной системы канализации. Рассмотрим наиболее распространённые локальные конструкции.
Применение септиков
Для обустройства автономной канализационной системы в загородных домах часто используются септики. Обычно они имеют вид пластиковых ёмкостей. Пластик обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками:
- он мало весит — резервуары легко перевозить и монтировать;
- материал выдерживает воздействие агрессивной среды;
- не ржавеет;
- имеет достаточную прочность.
Каждый бак содержит различное количество секций, выполняющих конкретные функции. Одни выступают в роли отстойника, в других производится очистка сточных вод при помощи биологически активных микроорганизмов. Третьи используются для фильтрации.
Септики широко применяются при строительстве частных очистных конструкций. Их удобно эксплуатировать. Они обладают продолжительным сроком службы. Устройство канализационной системы может быть полностью автономным. Для того, чтобы повысить уровень очистки стоков, конструкция оснащается дополнительными элементами – полями, осуществляющими фильтрацию и аэрацию.
Аэротенки
Данные очистительные устройства являются составной частью крупных канализационных сооружений, осуществляющих переработку сточных вод от промышленных предприятий. Они имеют вид огромных резервуаров. В ёмкостях перемешивается вода и активный ил. Для ускорения реакции используется кислород. Иногда аэротенки применяют при сооружении автономных систем канализации в частном доме. В этом случае они имеют небольшой объём. Обычно их монтируют в септики. В состав аэротенков могут входить специальные уловители. Они удаляют из стоков жир и нефтепродукты.
Использование биологических фильтров
При устройстве систем канализации также используют биологические фильтры. Наиболее часто они применяются в качестве встроенных конструкций. Биофильтры входят в состав локальных очистных сооружений. В данных устройствах очистка сточных вод производится с помощью специальных бактерий. Микроорганизмы способствуют ускоренному разложению нечистот. На выходе образуется жидкость, которая не нанесёт вред окружающей природной среде и может сливаться в почву.
Ливневые системы канализации
В локальных очистных сооружениях из стоков удаляются вредные примеси, неорганические и органические отходы. В дальнейшем очищенная жидкость используется для орошения полей. Но для того, чтобы собирать, транспортировать и очищать талые и дождевые воды, используются также очистные сооружения ливневой канализации. Обычные канализационные конструкции не справляются с этой задачей.
Очистные сооружения дождевой канализации должны обеспечить безопасность фундаментного основания, дорожного покрытия и газонов, окружающих основное строение.
В их состав входят трубы, желоба и дождеприёмники. Через них осуществляется транспортировка излишков воды в общий коллектор.
Систему размещают ниже уровня промерзания почвы. Конструкция содержит фильтры для задержки песка и других мелких частиц. В коллектор должна попадать очищенная жидкость.
Более тонкая очистка сточных дождевых вод производится с помощью дополнительных устройств: сорбционного блока и фильтра для удаления нефтепродуктов. На конечном этапе очищенная вода спускается в водоёмы или применяется для поливки огорода. Следует учитывать, что в данной канализационной системе необходимо периодически производить замену фильтрационных элементов.
Автономные канализационные сооружения
Устройство автономных систем для канализации очень напоминает конструкцию локальных очистных сооружений. Но они обладают и своими отличительными особенностями. К данному классу канализационных систем относятся септики и резервуары для сбора сточных вод, в которых на начальном этапе осуществляется накапливание стоков, а уже потом производится их фильтрация.
Применение блочных и модульных конструкций
Блочные и модульные канализационные сооружения осуществляют глубокую очистку стоков. Они чаще используются в промышленных и производственных областях. С помощью подобных устройств решаются следующие задачи:
- обеспечивается высокий уровень очистки сточных вод;
- снижается содержание ила в очищенной жидкости;
- окружающая среда защищается от воздействия вредных веществ;
- предоставляется возможность повторного использования воды.
Такие системы обладают повышенной производительностью. Они могут применяться для обслуживания целых районов. Используются в широких температурных диапазонах.
Выбор канализационной конструкции
Чтобы правильно выбрать систему очистки необходимо учитывать ряд факторов:
- суммарный объём суточного потребления жидкости;
- предпочтительный вид канализационной конструкции;
- режим использования канализационной конструкции;
- место размещения объекта.
Работа некоторых устройств может осуществляться в автономном режиме. Для функционирования других требуется электричество или другие виды энергии. Определённые системы нельзя использовать при близком размещении подземных вод.
При обустройстве очистной системы следует руководствоваться существующими санитарными нормами. Если для удаления отходов придётся применять ассенизаторскую машину, необходимо предусмотреть возможность свободного подъезда к месту хранения отходов.
Особенности выполнения проектных работ
Проектируя очистные канализационные сооружения, следует предусмотреть возникновение различных ситуаций, которые впоследствии могут отразиться на эксплуатационных характеристиках системы. Также необходимо учитывать существующую законодательную базу.
Её основой являются охранные функции по защите природной среды. Система очистки должна находиться в санитарно-защищённой зоне. В процессе проектирования следует обратить внимание на следующие показатели:
- размеры и объём канализационной конструкции;
- оптимальный вид устройства;
- расположение грунтовых вод;
- уровень промерзания почвы;
- производительность системы;
- используемый способ очистки;
- оптимизацию выполнения монтажа канализационного устройства.
Чтобы впоследствии не возникло конфликта с санитарно-разрешительными службами, перед строительством системы канализации необходимо подготовить ряд документов:
- договор о праве собственности или аренды на земельный участок;
- схему расположения места, где предполагается разместить очистную конструкцию;
- соответствие существующим санитарным нормам;
- технические условия использования водных ресурсов;
- данные об объёме потребляемой и утилизируемой воды;
- общую схему проекта;
- описание системы фильтрации и утилизации сточных вод.
Разрешение санэпидстанции должно присутствовать обязательно. Следует помнить, что при нарушении санитарных норм размещения объекта, собственник может быть привлечён к административной ответственности.
promzn.ru