Смесь хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод по физическому состоянию является нестойкой полидисперсной системой. Примеси (загрязнения) сточных вод по своим размерам колеблются от грубых до высокодисперсных.
В бытовых сточных водах грубодисперсные примеси и взвешенные частицы (размером более 10 -4 мм) составляют 35-40%, колло-иднорастворенные (размером 10 -4 мм) — 10-25%, растворимые (размером менее 10 -6 мм) составляют 40-55% от общего количества загрязнений.
На одного жителя, который пользуется канализацией, приходится 60-80 г взвешенных частиц в сутки (в сухом эквиваленте). При очистке сточных вод вначале извлекают грубо-дисперсные, а затем коллоиднорастворенные и растворенные примеси.
По своему составу примеси хозяйственно-бытовых стоков делят на три группы: минеральные, органические и биологические.
К минеральным примесям относят: песок, частицы шлака, глины, соли, щелочи, кислоты, минеральные масла и другие органические вещества. Количество минеральных примесей составляет около 30-40% от общего количества загрязнений.
К органическим примесям относят загрязнения растительного и животного происхождения.
В загрязнениях растительного происхождения основным элементом является углерод, а в загрязнениях животного происхождения — азот. Органические загрязнения образуются в результате жизнедеятельности человека. Количество органических примесей составляет 60-70% от общего количества загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод. Количество органических загрязнений пропорционально числу жителей и составляет 7-8 г азота, 8-9 г хлоридов, 1,5-1,8 фосфора, 3 г калия и других веществ на одного жителя в сутки.
Наибольшие трудности при очистке сточных вод вызывают органические примеси. Находясь в сточных водах, они быстро загнивают и отравляют грунт, воду и воздух. Поэтому сточные воды необходимо быстро вывести за пределы населенных пунктов и минерализовать органические вещества, которые уже теряют свои вредные качества.
К биологическим примесям относятся микробная флора и фауна: бактерии, вирусы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибки и т.п. Несмотря на то, что размеры и вес микроорганизмов очень малы, зато если сложить вместе все бактерии, то суммарный объем микроорганизмов в сточных водах составит приблизительно 1 м3 на 1000 м3 стоков. Живительной средой для микроорганизмов являются органические вещества, находящиеся в сточных водах.
Состав сточных вод и их свойства оценивают по результатам санитарно-химического анализа, включающего наряду со стандартными химическими тестами ряд физических, физико-химических и санитарно-бактериологических определений. Сложность состава сточных вод и невозможность определения каждого из загрязняющих веществ приводят к необходимости выбора таких показателей, которые характеризовали бы определенные свойства воды без идентификации отдельных веществ [14].
Состав исходных вод на станции в мг/л раствора приведены в таблице 1.
Таблица 1
Состав исходных вод на станции в мг/л раствора
| Показатели | Ед. изм. | Значение показателя |
| до очистки, не более | ||
| БПК полное | мгО2/л | 250 |
| Взвешенные вещества | мг/л | 200 |
| Азот аммонийный | мг/л | 25 |
| Азот нитратный | мг/л | 20 |
| Фосфаты (Р2О5) | мг/л | 10 |
Под расчетным расходом подразумевается расход, являющийся лимитирующим при расчете сооружений водоотведения. Для расчета водоотводящих сооружений используются средние и максимальные суточный, часовой и секундный расходы.
Расчетные расходы бытовых и близких к ним производственных сточных вод определяются по формулам:
Qmid= (25N1 + 45N2)/1000, м3/сут (2.1)
Qmax.см= (25N3 + 45N4)/1000, м3/сут (2.2)
Qmax.s= (25N3∙Kб.х. + 45N4∙Kб.г.)/t∙3600, л/с (2.3)
где N1 и N2 – число работающих в сутки при удельном водоотведении соответственно в холодных и горячих цехах 25 и 45 л/см на одного работающего; N3 и N4 – то же в смену с максимальным числом работающих при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/см на одного работающего; Qmid – среднесуточный расход; Qmax.см – расход в смену с максимальным числом работающих; Kб.х. = 3 и Kб.г = 2,5 – коэффициенты часовой неравномерности при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/см на одного работающего; t – продолжительность смены, ч.
Нормой водопотребления, называется целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса, установленное (или рекомендуемое) на основании передового опыта или научно обоснованного расчета. Нормой водоотведения является установленное среднее количество сточных вод, отводимых от производства в водоем при целесообразной норме водопотребления. Эти показатели выражаются в м3 воды на единицу готовой продукции или используемого сырья. Расход бытовых сточных вод и близких к ним производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения, рассчитывают по следующим формулам:
Qсут = NM (2.4)
qмакс.с = NMмакс.с ∙ Кч/3,6 Т (2.5)
где Qсут – общий расход сточных вод, м3/сут; qмакс.с – максимальный расход сточных вод, л/с; N– норма водоотведения на единицу продукции или перерабатываемого сырья с учетом водооборота, м3; М и Mмакс.с – число единиц продукции или перерабатываемого сырья при максимальной выработке соответственно в сутки и за смену; Т – число рабочих часов в смену; Кч – коэффициент часовой неравномерности.
При расчете водоотводящих сетей важно знать не только суточный расход сточных вод, но и режим их поступления в течение суток. Сточные воды могут поступать в течение смены равномерно и неравномерно. Неравномерность их поступления в водоотводящую сеть характеризуется общими коэффициентами неравномерности притока сточных вод, значения которых приведены в СНиП 2.04.03 – 85. Коэффициенты часовой неравномерности общего стока данного предприятия равны 1 – 1,1. Необходимо учитывать изменения состава сточных вод в течение суток. В ряде случаев существует корреляция между изменением расхода сточных вод в течение суток и изменением их состава. Иногда эта зависимость отсутствует. При создании водообеспечения используют последовательную или прямоточную подачу воды. При прямоточном водоснабжении количество отводимых в водоем сточных вод (Qсбр) можно рассчитать по формуле:
Qсбр = Qист –Qпот (2.6)
где Qист – количество воды, подаваемое из источника на предприятие; Qпот –
вода, безвозвратно расходуемая в производстве [15].
2.2 Технологическая схема очистки сточных вод
ООО «Благоустройство»
Выбор методов очистки сточных вод и определение состава сооружений представляют собой сложную технико-экономическую задачу и зависят от многих факторов: расхода сточных вод и мощности водоема; расчета необходимой степени очистки; рельефа местности; характера грунтов; энергетических затрат и др.
Сточная вода поступает из приемной камеры в лоток, оборудованный ручной решеткой для задерживания крупных отбросов и водосливом для измерения расхода воды откуда по трубопроводам отводится в первичный отстойник, где в течение 2х часов происходит выпадение осадка.
Отстойник – это вертикальный цилиндрический с коническим днищем аппарат из железобетона объемом 335 м3, объем конич. части – 72 м3, объем проточной части – 263 м3. Обезвреженные стоки через подводящий лоток поступают в центральную трубу. При выходе из нее, в связи с изменением направления движения потока и снижения скорости потока, из раствора выпадают нерастворимые вещества. Осадок скапливается в конической части отстойника, накопление осадка в отстойнике не должно превышать 0,5 м до отражательного щита, т.к. может происходить вынос осадка очищенными стоками. В процессе отстаивания из стоков выделяется наиболее тяжёлая и крупная взвесь. Сырой осадок откачивается в резервуар сырого осадка и уплотнённого ила. Для лучшего распределения жидкости по всему сечению отстойника и предотвращения взмучивания осадка под центральной трубой устанавливается отражательный щит. Осветленная жидкость переливается через кромку в переферийный кольцевой лоток и далее поступает в верхний канал аэротенков, а затем по распределительным лоткам в аэротенки. Аэрация осуществляется через дырчатые металлические трубы. Воздух в зоны аэрации подается от газодувок роторного типа, установленных в производственных зданиях [16].