Основи гідравліки (стр. 14 из 19)

При улаштуванні сплавної каналізації стічні води по підземним трубопроводам транспортується на очисні споруди, де вони підлягають очищенню переважно в штучно створених умовах, після чого скидаються в найближчі водойми.

Каналізаційні мережі будують переважно самопливними. Для цього всю територію населеного пункту поділяють на басейни каналізування (території, які обмежені вододілами), де відповідно до рельєфу місцевості прокладають самопливні трубопроводи вуличної мережі і колектори, тобто ділянки каналізаційної мережі, що збирають стічні води з одного чи кількох басейнів каналізування (рис.8.1).

Рис.8.1. Басейни каналізування І, ІІ, ІІІ:

1 – вулична мережа; 2 – головні колектори районів; 3, 5 – районні каналізаційні станції; 4 – напірний трубопровід; 6 – головний колектор; 7 – відвідний колектор; 8 – головна насосна станція; 9 – напірний водовід; 10 – очисні споруди; 11 – спуск у водоймище

Розрізняють три системи відведення стічних вод каналізації міст і населених пунктів.

Загальна система каналізації передбачає відведення всіх категорій стічних вод (побутових, виробничих, дощових) у водойму єдиною системою водовідведення і очищення; при роздільній – дощові води відводяться окремо від побутових і виробничих; при напівроздільній – в систему каналізації крім побутових і виробничих надходять також перші, найбільш забруднені порції дощових вод.

8.2 Склад стічних вод

Стічні води являють собою складні фізико–хімічні системи, в яких органічні і мінеральні забруднення знаходяться в розчиненому, колоїдному і нерозчиненому станах. Органічні і неорганічні компоненти забруднень, що знаходяться у стічних водах в колоїдному і нерозчиненому станах, утворюють суспензії, емульсії і піну. Склад стічних вод і концентрація забруднень в них визначаються, в основному, нормами водоспоживання, а також складом виробничих стічних вод.

Ступінь забруднення стічної води органічними речовинами можна визначити по кількості кисню, яке потрібно для окислення органічних речовин за допомогою аеробних мікроорганізмів – мінералізаторів. Загальна кількість кисню, потрібного для окислення органічних речовин аеробними мікроорганізмами, називається біохімічною потребою кисню (БПК) і виражається кількістю кисню в міліграмах на літр (мг/л) чи в грамах на літр (г/л).

Кількість і склад виробничих стічних вод визначається багатьма факторами : галуззю промислового виробництва, типом вихідної сировини, режимом технологічних процесів, можливістю утилізації відходів виробництва, витратою води на одиницю продукції. Виробничі стічні води містять мінеральні і органічні забруднення в самих різних сполученнях.

В зв’язку з тим, що визначення абсолютного складу стічних вод – трудомісткий процес, користуються спрощеним переліком показників, які найбільш повно характеризують їх якість і які використовуються для проектування і розрахунку споруд каналізації. До таких показників відносяться: температура, забарвлення, запах, прозорість, сухий залишок, вміст осідаючих і завислих речовин, БПК, вміст різних форм азота, фосфатів, хлоридів, сульфатів, токсичних елементів (залізо, нікель, мідь, свинець, цинк, хром, миш’як тощо), синтетичних поверхнево-активних речовин, біологічні забруднення. Останні представлені бактеріями, вірусами, грибами, тому стічні води небезпечні в епідеміологічному відношенні.

8.3 Методи очищення стічних вод

Метод і ступінь очищення стічних вод визначають в залежності від місцевих умов з урахуванням можливого використання очищених стічних вод для промислових або сільськогосподарських потреб. Існують механічний, фізико-хімічний і біологічний методи очищення стічних вод.

У результаті механічної очистки зі стічних вод видаляються забруднення, що знаходяться в них в нерозчиненому і, частково, в колоїдному стані. Для механічної очистки використовують грати, піскоуловлювачі, відстійники, жироловки, гідроциклони, фільтри й інші споруди. Грати служать для уловлювання великих забруднень (ганчір’я, паперу та ін.), піскоуловлювачі – для уловлювання нерозчинених мінеральних домішок (піску, шлаку, скла), відстійники – для очищення вод від завислих речовин.

До фізико–хімічних методів відносяться коагулювання, нейтралізація, екстракція, сорбція і т.д. При коагулюванні в стічні води вводять реагент, який сприяє укрупненню частинок (коагуляції), внаслідок чого збільшується кількість утриманих нерозчинених речовин. Такий вид очищення використовують для прискорення осаджування завислих речовин.

Біологічне очищення стічних вод – метод очищення побутових і промислових стічних вод, який полягає в біохімічному руйнуванні (мінералізації) мікроорганізмами забруднень органічного походження, розчинених і емульгованих в стічних водах. В мінералізації органічних з’єднань беруть участь бактерії, які в залежності від відношення їх до кисню поділяються на дві групи : аероби і анаероби. Аероби при диханні користуються розчиненим у воді киснем, анаероби розвиваються без вільного кисню.

Аеробну біологічну очистку здійснюють в умовах, наближених до природних: на полях зрошування і фільтрації, в біологічних ставках, і в штучно створених умовах, коли життєдіяльність мікроорганізмів інтенсифікують подачею повітря, а іноді і чистого кисню, в потік стічних вод що проходять через спеціальні очисні споруди (аеротенки, аерофільтри, біофільтри).

При анаеробному способі очищення використовують метантенки – резервуари значної місткості (до кількох тисяч м³), де знешкоджують без доступу повітря осади, що виділяються у відстійниках.

Очищення стічних вод здійснюють послідовно на ряді споруд. Механічна очистка, як правило, передує біологічній. Спочатку стічні води очищають від нерозчинених, в вже потім від розчинених органічних забруднень. На рис.8.2 показано одну з поширених схем спільної очистки побутових і виробничих стічних вод.

Рис. 8.2. Вертикальна схема каналізаційної станції очищення з баштовими фільтрами:

1 – грати; 2 – піскоуловлювачі; 3 – первинні відстійники; 4 – резервуар з насосною станцією; 5 – баштові фільтри; 6 – гідроавлічний затвор; 7 – вторинні відстійники; 8 – до хлораторної або на рециркуляцію; 9 – водопровід

На рис.8.3 наведені схеми біологічної очистки на аеротенках з додаванням активного мулу.

Активний мул – це скупчення аеробних мікроорганізмів, які здатні сорбувати на своїй поверхні органічні забруднення і окислювати їх. Мул неперервно циркулює в системі – відділяється у вторинних відстійниках і повертається у стічну воду перед аеротенками. Життєдіяльність мікроорганізмів супроводжується постійним їх приростом. Надлишковий мул, що утворюється при цьому, направляють на зброджування в метантенки разом з осадом з первинних відстійників.

8.4 Основні відомості з розрахунку каналізаційних мереж

Каналізаційну мережу розраховують на часткове наповнення труб. Самопливний режим течії з частковим наповненням поперечного перерізу труб дозволяє:

а) створити певний запас в перерізі труб для пропускання витрати, що перевищує розрахункову;

б) створити кращі умови для транспортування завислих забруднень;

в) забезпечити вентиляцією мережі для виведення зі стічної води шкідливих і небезпечних газів, які з неї виділяються.

Гідравлічний розрахунок мережі виконують з використанням формул усталеного рівномірного руху:

	(8.1)
	(8.2)