Содержание растворенного кислорода устанавливали йодометрическим методом (ПНД Ф 14.1:2.101– 97), в основе которого лежит реакция кислорода с гидроксидом марганца (II) в щелочной среде. Последний количественно связывает кислород, переходя при этом в соединения марганца (IV). При подкислении пробы в присутствии избытка иодида калия образуется йод, количество которого эквивалентно содержанию растворенного кислорода и определяется титрованием раствором тиосульфата натрия .
Концентрацию тяжелых металлов устанавливали методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Способ основан на полном разложении органических веществ путем сжигания пробы сырья или продукта в электропечи при контролируемом температурном режиме и атомизации распыленного раствора (ГОСТ 26929-94) [4, 26].
Характеристика технологических процессов очистки сточных вод
Приемником очищенных сточных вод является река Сухона. Выпуск сточных вод расположен на правом берегу реки.
Тотьма канализована частично. Протяженность главных канализационных коллекторов – 18, 3 км, уличной канализационной сети – 35, 7 км, внутриквартальной канализационной сети – 24, 1 км. На сети расположено 8 канализационных насосных станций, которые перекачивают сточные воды на главную канализационную насосную станцию (ГКНС), откуда они поступают в приемную камеру очистных сооружений канализации (ОСК) г. Тотьма.
Сточные воды из выгребов на очистные сооружения канализации вывозятся ассенизационными машинами. Вывозом сточных вод занимается МУП «Водоканал» г. Тотьма.
Площадка очистных сооружений канализации расположена в черте города и имеет полный цикл механической и биологической очистки сточных вод. Проектная мощность ОСК – 20 тыс. м3/сут., фактическая - 12 тыс. м3/сут.
Сточные воды через главную канализационную насосную станцию перекачиваются в приемную камеру очистных сооружений по коллектору диаметром 1000 мм. Камера оборудована аварийным переливным трубопроводом. Из камеры сточные воды поступают по лоткам в здание решеток, где происходит удаление крупных примесей решеткой РМУ-2 и агрегатом механической очистки сточных вод ХЖ 2.966.021 ПС (г. Владимир). Из здания решеток сточные воды, проходя лоток Вентури, поступают на горизонтальные песколовки с круговым движением воды.
Песколовки предназначены для выделения тяжелых минеральных примесей из сточной воды. Осадок из песколовок удаляется гидроэлеваторами и направляется в песковые бункеры (2 бункера), размещенные в пристрое сливной станции, откуда по мере наполнения вывозится грузовой машиной за пределы станции. Из песколовок сточные воды по лоткам поступают в распределительные камеры, и подаются на первичные отстойники.
Первичные отстойники входят в состав технологических сооружений блока емкостей, состоящего из нескольких секций шириной 15 м каждая и объединяющего в себе илоперегниватели, аэротенки, аэробные минерализаторы, вторичные отстойники и контактные резервуары. Первичные отстойники служат для дальнейшего удаления неосевших в песколовках минеральных и органических веществ, способных к осаждению путем длительного отстаивания. Отстойники радиального типа, квадратные в плане (10х10 м), четырехконусные, без скребковых механизмов. Сточная вода подается в центральную часть отстойника и собирается периферийным лотком. Выпадающий в отстойнике сырой осадок удаляется из конусов эрлифтами и направляется в илоперегниватель, где происходит анаэробное сбраживание осадка. Из первичных отстойников сточная вода отводится в аэротенки.
Аэротенки предназначены для биологического окисления органических веществ с помощью активного ила и воздуха. Аэротенки – двухкоридорные с регенерацией 50 % активного ила. Подача стоков осуществляется рассредоточено через впускные окна распределительного лотка. Циркуляционный активный ил подается в аэротенк сосредоточенно. Распределение воздуха в аэротенках осуществляется дырчатыми полимерными аэраторами (мелкопузырчатая аэрация).
Пройдя биологическую очистку, иловая смесь по дюкеру подается в центральную часть вторичного отстойника, где происходит отделение очищенной воды от ила. Выпадающий ил удаляется из конусной части эрлифтами и направляется в аэротенк (циркуляционный ил), избыточный активный ил сбрасывают в аэробный минерализатор. Аэробные минерализаторы – сооружения, где происходит аэробное сбраживание избыточного ила. Воздух распределяется дырчатыми трубами. Для удаления осадка и отделения иловой воды предусматривается зона отстаивания. Отстоянная жидкость отводится в регенератор аэротенка. Минерализованный ил насосами перекачивается на иловые поля.
Из сборного лотка вторичного отстойника очищенная сточная жидкость поступает в контактный резервуар. Емкость контактных резервуаров определена из расчета контакта хлора со сточной водой в резервуаре не менее 30 минут. Обеззараживание не производится.
Иловые поля – площадки – уплотнители, представляют собой железобетонные резервуары, в которые осадок 98%-й влажности подается по лотку. После отстаивания иловая вода выпускается через отверстия, снабженные шиберами и расположенные в продольной стенке уплотнителя на разных глубинах в открытый лоток, размещенный в продольной галерее. Из галереи иловая вода поступает самотеком в сеть и подается иловой насосной станцией на полный цикл очистки. Осадок складируется на иловые поля очистных сооружений. Иловый осадок нетоксичен и относится к 5 классу опасности.
Эксплуатируемые очистные сооружения находятся в аварийном состоянии, требуют капитального ремонта и реконструкции.
Характеристика поступающих на очистку сточных вод
При оценке сточных вод, сбрасываемых в водоемы, большое внимание уделяется органолептическим и физико-химическим показателям.
Одним из таких показателей является прозрачность сточных вод, мерой которой служит высота столба воды, при которой сквозь нее можно читать шрифт определенного размера и типа. Хозяйственно-бытовые сточные воды поступающие на очистку должны иметь прозрачность не менее 10 см. Прозрачность сточной воды обусловлена наличием в ней нерастворенных и коллоидных примесей.
Результаты органолептических исследований представлены в таблице 1.
1. Органолептические показатели сточных вод
Показатель | Сезон года | Норматив (СанПиН 2.1.5.980-00) | |||
| Зима | Весна | Лето | Осень | ||
| Прозрачность, см | 2 | 7 | 5 | 6 | Не < 10 |
| Запах, балл | 5 | 5 | 5 | 5 | Не > 5 (обнаруживаемый непосредственно) |
| Цвет | Серый (11 см) | Серый (6 см) | Серый (8 см) | Серый (11 см) | Не должен обнаруживаться в столбике 10 см |
Из данных таблицы видно, что сточные воды, поступающие на очистку, имели прозрачность 2 – 7 см на протяжении всего периода исследований. Самыми прозрачными сточные воды были в весенний, наиболее мутными – в зимний период. Значение данного показателя во всех исследованных пробах не соответствовало требованиям СанПиН. По запаху не наблюдалось отклонений от нормативных требований.
Серый цвет соответствует хозяйственно-бытовым сточным водам, однако окраска не должна обнаруживаться в столбике глубиной 10 см. Весной и летом сточные воды имели цветность выше требуемой на 40 и 20 % соответственно.
Одним из значимых факторов, воздействующих на скорость изъятия загрязняющих веществ при механическом отстаивании, интенсивность обмена веществ у организмов активного ила, потребление растворенного кислорода, а следовательно, на эффективность процесса биохимического окисления, является температура очищаемой сточной воды. Существенное воздействие температуры на процесс очистки наблюдается при отсутствии горячего водоснабжения. Оптимальные значения для удовлетворительного процесса биологической очистки находятся в диапазоне 16 - 23˚С. От температуры сточной воды зависит эффект первичного отстаивания. С повышением температуры степень содержания взвешенных веществ увеличивается от 5 до 10%. Работа вторичных отстойников ухудшается зимой на 20 – 30% в связи с понижением температуры воды, поступающей на очистку.
2. Физико-химические показатели сточных вод
| Показатель | Сезон года | ПДК | |||
| Зима | Весна | Лето | Осень | ||
| Температура, ˚С | 17 | 21 | 23 | 20 | 16, 0 – 23, 0 |
| рН | 7, 8 | 7, 3 | 7, 9 | 8, 1 | 6, 5 – 8, 5 |
Результаты исследований показали, что температура поступающей сточной воды в весенний, летний и осенний сезоны года не имела отклонений от оптимальных величин. При оптимальной реакции среды это является очень важным условием для успешной очистки сточных вод. Однако необходимо отметить, что минимальное значение температуры (17˚С) наблюдалось в зимний период и было на уровне нижнего предела требуемой величины, максимальное – в летний (23˚С).
Концентрацию водородных ионов сточных вод необходимо определять потому, что стоки канализации имеют кислую реакцию. В результате чего создается опасность гибели микроорганизмов биологической пленки, а после сброса таких стоков в водоем возникает угроза гибели в нем флоры и фауны, снижения его самоочищающей способности.
При рН 6, 0 жизнедеятельность микроорганизмов на биологических фильтрах снижается, а при рН менее 5, 0 в ряде случаев прекращается совсем .