Круговорот воды, этот долгий путь ее движения, состоит из нескольких стадий: испарения, образование облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарение. На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений — продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала.
В местах большого скопления людей и животных природной чистой воды обычно не хватает, особенно если ее используют для сбора нечистот и переноса их подальше от населенных пунктов. Во время использования человеком воды в нее попадают различные загрязняющие вещества, начиная от взвешенных веществ, заканчивая радиоактивными, и так как процесс человечества не стоит на месте, появляются новые материалы, химические вещества, сплавы и соответственно появляются новые загрязняющие вещества [1].
Для того чтобы эти загрязняющие вещества не попадали в природу с использованной водой, нужно постоянно разрабатывать новые методы очистки и новые комплексы очистных сооружений.
Сточные воды от населения и предприятий, расположенных на территории города системой коллекторов и насосных станций относятся на единые общегородские биологические сооружения канализации.
Кроме того, на очистные сооружения поступают поверхностные и грунтовые воды в период дождей и снеготаяния, неорганизованно попадающие в сети канализации через неплотности люков колодцев и за счет инфильтрации грунтовых вод. Система водоотведения города состоит из очистных сооружений канализации города, канализационных коллекторов и сетей водоотведения канализационных насосных станций перекачки стоков. Очистка стоков производится на сооружениях механической и биологической очистки стоков и доочистки их на каркасно-засыпном фильтрах [2]. Для промывки фильтров и отстойников на канализационных очистных сооружениях используется очищенная сточная вода, для охлаждения оборудования используется система обратного водоснабжения.
Дезинфекция очищенных сточных вод перед сбросом их в водоем производится жидким хлором. Очищенные стоки по рассеивающему выпуску сбрасываются в водоем.
Лабораторией экоаналитического контроля ведется ведомственный технологический лабораторный контроль качества очистки сточных вод сбрасываемых в водоем, качество воды в водоеме на расстоянии 500м выше и 500м ниже выпуска, а также лабораторный контроль качества сбрасываемых в городскую канализацию производственных и бытовых стоков предприятий города.
Весь объем сточных вод города главной канализационной насосной станцией подается в камеру гашения напора, откуда стоки самотеком поступают в горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды. Задержанный в песколовках песок удаляется из песколовок гидроэлеваторами в приемный резервуар насосной станции и далее перекачивается насосами в илошламонакопитель. После песколовок городские стоки отстаиваются в первичных радиальных отстойниках. Всплывшие при отстаивании загрязнения вместе с осевшими на дно отстойников сырым осадком насосными станциями отводятся также в илошламонакопитель. Иловая вода из илошламонакопителя возвращается в аэротенк.
После отстаивания в первичных отстойниках стоки распределяются по технологическим цепочкам сооружений очистки стоков.
Часть городских сточных вод, после их механической очистки поступают в аэротенки горстоков, где происходит их биологическая очистка. Воздух в аэротенки подается из воздуходувной станции. Иловая смесь после аэротенков горстоков отстаивается во вторичных отстойниках. Очищенные во вторичных отстойниках стоки делятся на два потока. Один поток самотеком поступает в фильтры доочистки, а второй — по обводному коллектору в камеру смешивания с хлором и далее на выпуск. Отстоянный во вторичных отстойниках активный ил возвращается в аэротенки. Часть ила, соответствующая его приросту в аэротенках (избыточный), должна по проекту, удалятся из системы в илоуплотнители. В настоящее время выполнена реконструкция, и избыточный ил направляется в первичные отстойники. После доочистки на фильтрах стоки поступают в смесители.
Обеззараживание осуществляется хлорной водой из хлордозаторной и хлораторной. Ввод хлора осуществляется в коллектор подачи стоков на фильтрацию. Контакт сточных вод с хлором обеспечивается в течение 40 мин. Точка контроля сточных вод находится в камере перед сбросом стоков в водоем.
В сточной воде по общепризнанным методикам был определен ряд показателей. Для улучшения качества сточной воды применили процессы коагуляции. Данные процессы широко применяются при очистке сточных вод различных предприятий для интенсификации механической очистки и для удаления коллоидных примесей [3, 4]. На эффективность очистки воды коагуляции оказывают влияния тип и доза коагулянта, рН, солесодержание обрабатываемой воды, состав удаляемых примесей, температура воды. Правильный выбор и учет этих параметров может в значительной мере интенсифицировать процесс коагуляциоцной очистки сточных вод и повысить ее эффективность.
В качестве коагулянта для очистки сточных вод используют сульфат алюминия, который эффективен в интервале значений рН = 5–7,5. Он хорошо растворим в воде и имеет относительно низкую стоимость. Его применяют в сухом виде или в виде 50 %-го раствора. При коагулировании сульфат алюминия он взаимодействует с гидрокарбонатами, имеющимися в воде:
Al2(SO4)3 + 3Ca(HSO3) = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
В результате получены следующие данные (табл. 1, 2):
Таблица 1
Результаты экспериментальных исследований
|
Показатели |
Ед. изм. |
Исходная вода |
Вода после очистки |
|
Запах при 20 0С |
Балл |
5 |
2 |
|
Плотность |
г/см |
0,992 |
0,998 |
|
рН |
6,9 |
6,1 |
|
|
Жесткость общая |
мг экв/л |
6,6 |
6,8 |
|
Кислотность |
мг экв/л |
3,1 |
2,8 |
|
Щелочность общая |
мг экв/л |
6,8 |
3,37 |
|
Карбонаты и гидрокарбонаты |
мг/л |
451,4 |
14,8 |
|
Окисляемость |
мг О2/л |
47,1 |
2,7 |
|
ХПК |
мгО2/л |
18,9 |
11,4 |
|
Нефтепродукты |
мг/л |
2,12 |
0,3 |
|
СПАВ |
мг/л |
1,73 |
0,08 |
|
Сульфаты |
мг/л |
54,7 |
8,3 |
|
Хлориды |
мг/л |
33,3 |
11,2 |
|
Нитраты |
мг/л |
7 |
4,8 |
|
Взвешенные вещества |
мг/л |
62,5 |
16,6 |
|
Железо |
мг/л |
3,18 |
0,23 |
|
Медь |
мг/л |
10,4 |
0,07 |
|
Хром |
мг/л |
0,17 |
0,05 |
|
БПК |
мгО2/л |
67 |
1,3 |
|
Сухой остаток |
мг/л |
1875 |
122 |
|
Нитриты |
мг/л |
0,031 |
0,018 |
|
Азот аммония |
мг/л |
12,4 |
Таблица 2
Результаты реагентной обработки сточной воды
|
Параметр качества |
Исходная вода |
Вода, обработанная реагентами |
|
Железо, мг/л |
3,18 |
0,23 |
|
Медь, мг/л |
10,4 |
0,07 |
|
Хром, мг/л |
0,17 |
0,02 |
|
БПК мгО2/л |
67 |
4,1 |
|
Нефтепродукты, мг/л |
2,12 |
0,01 |
|
СПАВ, мг/л |
1,73 |
0,4 |
|
ХПК мгО2/л |
18,9 |
12,3 |
Механизм действия флокулянта основан на следующих явления:
– адсорбции молекул флокулянта на поверхности коллоидных частиц;
– ретикуляции (образование сетчатой структуры) молекул флокулянта;
– слипание коллоидных частиц за счет сил Ван-дер-Ваальса.
При действии флокулянта между коллоидными частицами образуются трехмерные структуры, способные к более быстрому и полному отделению от жидкой фазы. Причиной возникновения таких структур является адсорбция макромолекул флокулянта на нескольких частицах с образованием между ними полимерных мостиков. Коллоидные частицы заряжены отрицательно, что способствует процессу взаимной коагуляции с гидроксидом алюминия.
Литература:
- Баженов, В. И. Проектирование современных комплексов биологической очистки сточных вод / В. И. Баженов, А. А. Денисов // Экология и промышленность России. — 2009. — № 2. — C. 26–312.
- Соколов, Л. И. Исследования по обезвоживанию осадков природных и сточных вод с применением флокулянтов / Л. И. Соколов, Е. А. Лебедева, Д. А. Павликов // Экология и промышленность России. — 2010. — № 6. — C. 24–27
- Буренин, В. В. Очистка производственных сточных вод от загрязняющих примесей / В. В. Буренин // Безопасность жизнедеятельности. — 2010. — № 2. — C. 15–20.
- Мухина, М. В. Очистка природных вод методом электрокоагуляции/ М. В. Мухина, Д. В. Шариков // Динамика систем, механизмов и машин: материалы VII Междунар. науч.-техн. конф., 10–12 нояб. 2009 г./ ОмГТУ [и др.]. — Омск, 2009. — Кн. 3. — C. 217–221.
