Системи водовідведення.
Система водовідведення, звана ще каналізаційною системою, включає наступні основні елементи: внутрішні водовідвідні системи в житлових будівлях або виробничих приміщеннях; внутрішньо квартальні або внутрішньо майданчикові водовідвідні мережі; зовнішні водовідвідні мережі; регулюючі резервуари; насосні станції і напірні трубопроводи; очисні споруди; випуски обчищених стічних вод у водні об'єкти; аварійні випуски стічних вод у водні об'єкти. водовідвідні системи підрозділяються на загально сплавні, роздільні і комбіновані. Роздільні системи підрозділяються на повні роздільні, неповні роздільні і напівроздільні.
Загальносплавна система водовідведення має одну водовідвідну мережу, призначену для відведення скидних вод всіх категорій: господарсько-побутових, виробничих і дощових. По довжині головного колектора загально сплавної системи можуть влаштовуватися зливовики для безпосереднього скидання в річку частини стоку, що пропускається за системою водовідведення. Це робиться з метою зменшення розмірів і кількості колекторів в кінцевій частині системи і, відповідно, її здешевлення.
Зливовики влаштовуються так, щоб виключити можливість переповнювання головного колектора під час сильного дощу. Конструкція і розміщення зливовики забезпечують включення їх в роботу. За цей час найзабрудненіша частина поверхневого стоку з міської території по загальносплавовому колектору поступає на міські очисні споруди, а менш забруднена частина при наповненні головного колектора почне поступати безпосередньо в річку. Зрозуміло, що випуск неочищених стічних вод в річку пов'язаний з її можливим забрудненням. Тому розміри вихідних отворів зливовики відповідно витрата неочищених вод, що скидаються через них, визначаються виходячи з асимілюючої здатності водотоку.
Господарсько-побутові стічні води відводять на загальноміські очисні споруди, де проводять їх очищення до кондицій, що задовольняють умовам скидання у водні об'єкти. Очищення виробничих стічних вод здійснюють на спеціальних очисних спорудах даного промислового об'єкту або групи таких об'єктів. Після очищення виробничі стічні води можуть бути використані для технічного водопостачання, подані на загальноміські очисні споруди для доочистки або скинені у водний об'єкт. Талі і дощові води по колектору зливової каналізації подаються на очищення і надалі використовуються для технічного водопостачання або скидаються у водні об'єкти.
Неповна роздільна система водовідведення передбачає відведення господарсько-побутових і виробничих стічних вод по єдиному колектору. Відведення дощових вод проводиться окремо по колекторах, лотках або канавах. Як правило, неповна роздільна система використовується для невеликих об'єктів водовідведення і є первинним етапом створення повної роздільної системи.
Напівроздільна система водовідведення передбачає відведення суміші господарсько-побутових і виробничих стічних вод по одному загальному колекторі, а дощових вод - по іншому. Дощові і виробничо-побутові колектори по трасі водовідведення перетинаються. В місці перетину встановлюються розділові камери, за допомогою яких дощовий стік повністю або частково з дощового колектора потрапляє в головний. При порівняно малих витратах дощових вод вони повністю поступають в головний колектор. При великих витратах дощових вод в головний колектор поступає лише частина дощового стоку, що протікає по нижній (донною) частині дощового колектора. Це найзабрудненіша частина дощового стоку, що відводиться з прилеглої території в початковий період дощу, коли відбувається змив основної маси забруднюючих речовин. Поступаючи в подальший період менш забруднена частина дощового стоку через розподільну камеру відводиться у водний об'єкт без очищення. В суміші з дощовими водами частково скидаються і стічні води.
Комбінована система водовідведення є сукупністю загально сплавної системи з повною роздільною. Така система формується у міру розвитку і реконструкції каналізаційної мережі міста. В старій частині міста може функціонувати загально сплавна система водовідведення, а в районах новобудов створюється повна роздільна система.
Загальноміські очисні споруди.
Вода, що поступає в міську систему водовідведення, звичайно є сумішшю господарсько-побутових і виробничих стічних вод. За системою водовідведення ці води подаються на загальноміські очисні споруди. Якщо дозволяє продуктивність цих споруд, сюди ж поступають частково або повністю дощові і талі води. Повний комплекс загальноміських очисних споруд включає блоки: механічного і біологічного очищення, доочистки, знезараження, обробки осаду.
Механічне очищення забезпечує видалення із стічних вод крупних включень, зважених і плаваючих домішок. До складу блоку механічного очищення входять грати, іноді з дробарками, пісковловлювачі, преаератори і первинні відстійники.
Грати призначені для уловлювання крупних включень, які при необхідності подрібнюються в дробарках. На гратах досягається практично повне витягання із стічних вод крупних включень, що очищаються. Витягнуті крупні включення вивозяться на полігон побутових відходів.
В пісковловлювачі є місткостями певних розмірів, завдяки різкому зменшенню швидкості перебігу рідини, що очищається, відбувається осадження зважених речовин. В пісковловлювачах відділяється із стічної води приблизно 40-60% дрібних механічних домішок. З пісковловлювачів осідань подається на піщані майданчики. Після висихання він може бути використаний для планувальних робіт.
В преаераторах відбувається первинне насичення стічних вод киснем шляхом подачі стислого повітря, що істотно покращує процес біологічного очищення. В стічних водах, що поступають з систем водовідведення, розчинений кисень практично відсутній. Змішення вод, що очищаються, з пухирцями повітря сприяє відділенню нафтопродуктів і інших плаваючих домішок, яке відбувається в первинних відстійниках, званих також нафтовими пастками. Ступінь видалення плаваючих домішок складає 60-80%. Нафтопродукти, що спливли, спеціальними шкрябаннями збираються в бочки і прямують на регенерацію або на спалювання.
Із споруд біологічного очищення найбільше поширення набули аеротенки. Вони є залізобетонними, рідше цегляними або металевими подовженими місткостями, де відбувається контакт стічних вод, що очищаються, з активним мулом при одночасному насиченні їх киснем повітря. Активний мул є спеціально культивованим співтовариством мікроорганізмів, їжею для яких служать органічні речовини, що містяться в стічних водах. Нормальний вміст активного мула в стічних водах, що очищаються, складає 2 г/л (по сухій речовині). Для інтенсифікації процесу деструкції органічних сполук в аеротенки постійно нагнітається стисле повітря в співвідношенні 10: 1 - до об'єму рідини, що очищається. Аеротенки в блоці біологічного очищення розташовуються так, щоб стічна вода, що очищається, проходячи через них послідовно один за іншим, знаходилася у контакті з активним мулом протягом 18-20 годин. Температура води в аеротенках повинна бути не нижчою +5° З і не вище за 40° С. Степінь деструкцію в аеротенках органічних речовин, що піддаються біохімічному окисленню, складає біля 90%.
Обчищені в аеротенках стічні води поступають у вторинні відстійники, де відбувається осідання активного мула, який потрапив сюди з аеротенках разом з водою. Мікроорганізми активного мула при осіданні адсорбують своєю лусковою поверхнею найдрібніші суспензії, що залишилися в стічних водах, що очищаються, після проходження пісковловлювачів і первинних відстійників, а також іони важких металів. Ступінь витягання металів за рахунок адсорбції мікроорганізмами коливається від 10 до 60%.
Після вторинних відстійників міські стічні води вважаються тими, що пройшли біологічне очищення і можуть бути скинені в поверхневі водні об'єкти. Перед скиданням в обов'язковому порядку проводиться їх знезараження шляхом обробки хлорною водою. Приготування хлорної води проводиться в хлораторній розчиненням активного хлору у воді. Після хлорування скидна вода повинна пройти дегазацію, оскільки попадання активного хлора у водний об'єкт може привести до загибелі риби. Дегазація скидних вод відбувається в каналах і швидкотоках по шляху проходження від місця хлорування до місця випуску у водний об'єкт. В деяких країнах замість хлорування застосовують озонування. І той, і інший способи знезараження води мають свої переваги і недоліки. В нашій країні для знезараження стічних вод застосовують в основному хлорування.
Якщо якість очищення стічних вод не задовольняє умовам їх скидання у водні об'єкти або стічні води після очищення передбачається використовувати для технічного водопостачання або поповнення міських річок, то в цих випадках організовується їх доочистка. При поповненні стоку міських річок обчищеними стічними водами доочистка повинна забезпечити додання ним властивостей і складу, властивого природним річковим водам. Для доочистки стічних вод використовують фільтри із зернистим завантаженням, установки пінної і напірної флотації, коагуляцію і флокуляцію, сорбцію, озонування, установки для витягання з води з'єднань фосфору і азоту. Для додання обчищеним стічним водам якостей природної води їх доочистка проводиться в каскаді біологічних ставків або на біоінженерних спорудах типу біоплато.
В процесі біологічного очищення стічних вод утворюється велика кількість осаду, що є відмерлим або надмірним активним мулом, який віддаляється з аеротенків і вторинних відстійників. Мул має вогкість 97-98% і дуже погано віддає воду. З метою обезводнення його спочатку обробляють в метантенках або стабілізаторах аеробів, потім піддають механічному обезводненню в гідроциклонах, центрифугах, вакуум-фільтрах або фільтрах-пресах, після чого направляються на мулові майданчики для остаточного висушування.