Реферат: Охрана водоёмов от загрязнения сточными водами
2.2 Установки механической очистки. Решётки и песколовки.
На насосных станциях перед двухярустными отстойниками и аэрационными установками устанавливаются решётки. В основном применяют стержневые решетки с ручной очисткой при помощи грабель. Стержни изготовляются из полосовой стали прямоугольного сечения 10Х10 мм и устанавливаются в канале на расстоянии 16 мм друг от друга. Угол наклона плоскости решётки к горизонту – 60о (рис. ?). На более крупных объектах (>45 тыс. чел) применяются решётки с механизированной очисткой. При перекачивании сточных вод на очистные сооружения решётка устанавливается в приёмном резервуаре насосной станции.
Иногда здесь решетки выполняются в виде перфорированного цилиндрического бака-корзины вместимостью 20-25 л.
На малых очистных сооружениях возможно применение решёток-дробилок типа РД-100, устанавливаемых непосредственно на трубопроводе, с максимальной производительностью 30 м3/ч и мощностью электродвигателя 0,27 кВт. Опыт эксплуатации решеток-дробилок показал, что они ненадёжны и недолговечны в работе. Считается что задержанный на решетках мусор не должен попадать на очистные сооружения, так как он практически не поддаётся биологическому окислению и только перегружает сооружения.
При расходе сточных вод более 100 м3/сут перед двухярустными отстойниками в основном применяются песколовки. Обычно строятся горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды и ручным удалением песка при численности жителей менее 5 тыс. (рис. ?). Песок, выпадающий в объёме 0,02 л/сут (на 1 чел), удаляется для сушки на песковые площадки. На малых сооружениях песколовки работают плохо, что вызвано большой неравномерностью расхода сточных вод. Это, однако, трудно учесть при проектировании. При раздельной системе канализации песка в бытовых сточных водах практически нет, поэтому часто отказываются от их сооружения вообще.
Общая ширина решётки при известном числе прозоров между стержнями определяется по формуле:
В=S(n-1)+в.n
Где S – толщина стержней; в – ширина прозоров между стержнями; n – число прозоров.
Число прозоров между стержнями определяется по формуле:
где q – максимальный расход воды;
Н – глубина воды перед решёткой;
Up – средняя скорость движения воды между прозорами решётки;
На эффективность работы решётки в первую очередь влияет потеря напора воды на самой решётке. Потери напора hp, вызванная решетками, определяется по формуле:
где u – средняя скорость движения жидкости перед решеткой;
g – ускорение силы тяжести;
– коэффициент местного сопротивления
где 
- коэффициент местного
сопротивления зависящий от формы стержней.
Продолжительность пребывания сточных вод в песколовке, необходимая для осаждения на дно песчинки, при условии если она находится на поверхности сточной воды, определяется по формуле:
где h1 – глубина рабочей части песколовки;
u – скорость осаждения песчинки определённого диаметра;
так как 
, где l – длина рабочей части песколовки,
то:
Это основное расчётное уравнение можно записать, используя, используя гидравлическую крупность песка u0 , которая имеет размерность мм/сек
Значение параметров u0 , коэффициента К , учитывающих влияние турбулентности потока и ряда других факторов определяется по таблицам, приводимых в СниП.
2.3 Двухярустные отстойники
для механической очистки сточных вод и сбраживания выпавшего осадка предусматриваются двухярустные отстойники. По сравнению с септиками сбраживание остатка происходит в отдельной камере. Двухярустные отстойники более совершенны и применяются для больших расходов сточных вод (практически до 10 тыс. м3/сут). Главным образом они применяются перед сооружениями биологической очистки (биофильтры, биологические пруды, поля фильтрации). Продолжительность отстаивания в осадочных желобах принимается 1,5 ч, они рассчитываются как горизонтальные отстойники со средней скоростью дважения воды 5-10 мм/с и задерживают 40-50% взвешенных веществ, а БПК снижается до 20%. Эффект очистки в двухярустном отстойнике сильно колеблется и зависит от неравномерности притока (рис.1.2). Объём септической камеры устанавливается в зависимости от средней зимней температуры сточных вод и вида сбраживаемых осадков. При температуре +10 0С для бытовых сточных вод объём равен 65 л/год на одного жителя, а продолжительность сбраживания осадка 120 сут. При этом происходит распад бензольного вещества осадка на 40% и уплотнение его до влажности 90%.
Недостатки двухярустных отстойников состоят в расслоении осадка и плохом сбраживании нижних слоёв. Ввиду этого продолжительность сбраживания увеличивается.
Известно техническое решение переоборудования существующего двухярустного отстойника в аэрационную установку типа аэротенка-отстойника (рис. 2.2). При пневматической аэрации через дырчатые трубы расход воздуха составляет 30-60 м3/м3 , продолжительность аэрации 10-36 ч. Объёмная нагрузка сооружения по БПК5 в пределах 300-500 г/(м3.сут), а иловая нагрузка по БПК5 0,12-0,3 г/(г сут.вещества или х сут). Вторичный отстойник рассчитывают на поверхностную нагрузку 24-36 м3/(м2.сут). Продолжительность отсаивания 1-3 ч. Нагрузка на отвадящий лоток-перелив должна быть менее 2,5 м3/(м.ч). В аэрационной установке можно получить эффект очистки бытовых сточных вод по взвеси 85-95%, по БПК5 – 90-95%.
2.4 Фильтрующие колодцы.
Для очистки сточных вод от небольших объектов (с расходом до 1 м3/сут) в песчанных и супесчаных грунтах применяются фильтрующие колодцы (рис. 2.3). Основание колодца располагается на 1 м выше уровня грунтовых вод. Расчётная фильтрующая поверхность колодца определяется суммой площадей дна и поверхности стенки колодца на высоту фильтра. Нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности должна приниматься 80 л/сут в песчанных грунтах и 40 л/сут в супесчанных. Для объектов сезонного действия нагрузка может увеличиться на 20% . Железобетонные кольца имееют диаметр 1,5 или 2м и отверстия в стенках диаметром 20-30мм. Колодец засыпается гравием или щебнем крупностью 30-50мм на глубину до 1м, днище и стенки обсыпаются тем же материалом.
2.5 Поля наземной фильтрации и орошения
Поля фильтрации предусматривают для биологической очистки предворительно отстоенных сточных вод в фильтрующих грунтах. Нагрузки на поля составляют от 55 до 250 м3/(га.сут). Для отвода очищенных сточных вод предусматривается дренаж в виде осушительных канав, либо закрытый дренаж из керамических, асбестоциментных или полиэтиленовых труб. Площадь полей фильтрации проверяется на намораживание сточных вод в зимнее время. Чтобы организовать поля фильтрации, необходимо выделить значительные площади со спокойным рельефом. Избыточная влажность и высокое состояние грунтовых вод препятствует их применению.
На полях орошения происходит одновременно очистка сточных вод и выращивание сельскохозяйственных культур. Использование питательных веществ сточных вод (азот, фосфор) растениями позволяет значительно увеличить их урожайность. Перед подачей на поля сточные воды проходят полдную биологическую очистку, чаще всего в биологических прудах. Основной задачей очистных сооружений, устраиваемых перед сельскохозяйственными полями орошения, является очистка воды от патогенных микробов и яиц гельминтов. Для этого предпочительнее использовать в качестве сооружений предочистки биологические оксидационные контактно-стабилизационные (БОКС) пруды, обеспечивающие очистку вод до гигиенически безопасного качества.
На полях орошения выращивают в основном кормовые и технические культуры. Поля состоят из отдельных карт. Нагрузк на них составляют от 5 до 20 м3/(га.сут). Поливы проводят обычно раз в 10 дней. Дренажный сток не превышает 3-4% объёма поданной воды и для его отвода сооружают, в зависимости от местных условий, открытый или закрытый дренаж. Ввиду климатических и почвенных условий (краткость вегетационного периода, избыток влаги в почве) поля орошения на получили широкого распространнения в Прибалтийских республиках.
2.6 Биологические пруды.
Пруды представляют собой сооружения, в которых естественные процессы самоочищения осуществляются бактериями, микроводорослями, зоопланктоном. Эти процесы могут интенсифицированы искусственной аэрацией и перемешиванием жидкости. Перед прудами предусматривают решетку и двухярусные отстойники. Все пруды желательно проектировать серийными, 2-4 ступенчатыми, в зависимости от необходимой степени очистки. Пруды устанавливают на слабофильтрующих грунтах. Пруды с естественной аэрацией применяются при расходе сточных вод до 500 м3/сут и БПКполн не более 200 мг/л. глубина слоя воды 0,5-1 м (зимой глубина налива может увеличиватся на 0,5 м).
Биологические пруды с исскуственной аэрацией применяются при расходе до 15 тыс.м3/сут и БПКполн не более 500 мг/л. Глубина воды в прудах принимается до 4,5 м. Объём первой неаэрируемой ступени пруда принимается исхдя из суточного пребывания сточной воды и служит для отстаивания взвешенных веществ (эффект до 40%). БПКполн при этом снижается на 10%.
В прудах применяется пневматическая (дырчатые трубы) или механическая аэрация (плавающие аэраторы с вертикальной осью вращения). Расчёт систем аэрации проводится аналогично аэротенкам. После биопрудов с механическими аэраторами предусматривают отстойные секции.
