Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И. Т. ТРУБИЛИНА»

Кафедра комплексных систем водоснабжения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Эксплуатация систем очистки

студента 5 курса заочного факультета группа ВВз 1301

направление 20.03.02 «Природообустройство и водопользование»

профиль «Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения»

Выполнил:

Гришков А.С.

Краснодар 2017



1. Схема технологическая очистки сточных вод

Биологические методы очистки сточных вод основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные органические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Сооружения биологической очистки условно могут быть разделены на два вида. К первому виду относятся сооружения, в которых процесс биологической очистки протекает в условиях, близких к естественным - поля фильтрации и биологические пруды. В сооружениях второго вида аналогичная очистка осуществляется в искусственно созданных условиях - в аэротенках и биофильтрах.

В классической схеме на биофильтрах процесс очистки сточных вод осуществляется в проточном режиме с периодическим или непрерывным орошением поверхности загрузочного материала и включает сооружения биофильтрации и вторичного отстаивания, оборудование и коммуникации для подачи и распределения сточной воды, отведения и рециркуляции очищенной воды, вентиляции биофильтров. По технологической схеме работы биофильтры могут быть одно- и двухступенчатыми, при этом режим работы назначается как с рециркуляцией, так и без нее. В некоторых случаях биофильтры применяются в качестве сооружений первой или второй ступеней биологической очистки в комплексе с другими биоокислителями.

Допускается применение биологических фильтров с плоскостной загрузкой без первичного отстаивания в одно- и двухступенчатых технологических схемах очистки сточных вод.

На рисунке 1 приведена классическая схема очистки сточных вод при концентрации органических загрязнений по БПК_полн <300 мг/л. По этой схеме сточная вода, после первичного отстаивания поступает на биофильтр, и далее биологически очищенная вода осветляется во вторичном отстойнике.



Рисунок 1 - Технологическая схема очистной станции с биологической очисткой сточных вод на биофильтрах: 1 - сточная вода; 2 - решетки; 3 - песколовки; 4 - первичные отстойники (радиальные); 5 - биофильтры (керамзит); 6 - вторичные отстойники; 7 - контактный резервуар; 8 - выпуск; 9 - отбросы; 10 - дробилки; 11 - хлораторная установка; 12 - осадок из первичных отстойников; 13 - биопленка из вторичных отстойников; 14 - песок; 15 - бункер песка; 16 - иловые площадки



2. Эксплуатация всех сооружений очистки сточных вод

Производство очистных сооружений, их возведение и запуск в работу - основные, но не исчерпывающие этапы очистки стоков. Эффективность процесса зависит, и значительно, от дальнейшего функционирования системы, постоянного контроля за технологией, за составом и объемами стоков, правильного и своевременного принятия персоналом решений.

Именно правильно организованная эксплуатация очистных сооружений является залогом не только очистки вод до безопасных для людей и природы нормативов, но и долгой, беспроблемной работы всей системы. Особенно это касается небольших канализационных очистных сооружений, которые в силу своей ограниченной производительности наиболее сильно подвержены риску сбоев в работе.

2.1 Эксплуатация решеток

Решетки являются первым элементом всех технологических схем очистки сточных вод. Они устанавливаются в уширенных каналах перед песколовками. Размер решеток определяется из условия обеспечения в прозорах скорости движения сточной воды V_р = 0,8-1,0 м/с при максимальном притоке на очистные сооружения. При скорости более 1,0 м/с уловленные загрязнения продавливаются через решетки. При скорости менее 0,8 м/с в уширенной части канала перед решеткой начинают выпадать в осадок крупные фракции песка и возникает необходимость их удаления.

Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещенные с дробилками (комминуторы). Они могут быть с механической или ручной очисткой, устанавливаться вертикально или под углом 60-75°. Решетки изготавливают из металлических стержней различной формы, чаще всего круглой или прямоугольной. Зазоры между стержнями (прозоры) равны 8-16 мм. Решетки очищают граблями, которые могут быть установлены перед решеткой или за ней. Уловленные загрязнения измельчает в специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решеткой (рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема установки решетки простейшего типа

В нашей стране наибольшее распространение получили три типа конструкции решеток с механизированной очисткой:

1. решетки московского типа, в которых очистка осуществляется граблями, движущимися перед решеткой по направлению движения воды (рисунок 3, а);

2. решетки ленинградского типа, в которых очистка производится граблями, движущимися за решеткой по направлению движения воды (рисунок 3, б);

3. вертикальные решетки, в которых очистка осуществляется граблями, движущимися также за решеткой по направлению движения воды (рисунок 3, в).

4. В технологическом отношении более совершенными являются решетки двух последних типов. Расположение граблей за решеткой по направлению движения воды исключает продавливание загрязнений через прозоры решеток в момент их снятия.



Рисунок 3 - Схема решеток с механизированной очисткой 1 - решетки; 2 - бесконечная цепь; 3 - грабли

В конструктивном отношении более надежными являются вертикальные решетки, так как у них движущиеся части исполнительных механизмов расположены над водой.

Если применяются решетки с механизированной очисткой, то кроме рабочих устанавливают резервные решетки: при одной рабочей решетке - одну резервную с ручной или механизированной очисткой; при двух и большем числе рабочих решеток - одну резервную с механизированной очисткой. Таким образом обеспечивается бесперебойная очистка воды в случае ремонта одной из решеток.

Уловленные загрязнения подвергают дроблению на специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решетками или после них. Для дробления применяют молотковые дробилки. Основной рабочий орган их - пластичные молотки, шарнирно подвешенные к валу. При вращении вала они располагаются радиально. Дробление происходит при взаимодействии молотков и гребенки, укрепленной на корпусе.

Возможен и иной способ обработки загрязнений. Их можно направлять на сбраживание в метантенки или сжигать после обезвоживания.

Решетки и дробилки размещают в специальном здании (часто оно носит название «грабельной»).

За решетками (по направлению движения воды) поперек каналов располагают транспортер для подачи загрязнений к дробилке.

Извлечение из воды и последующее дробление уловленных решетками загрязнений существенно осложняет общую схему очистки воды и ухудшает санитарные условия очистных станций. Эти недостатки устраняются при применении решеток-дробилок.

Решетки-дробилки представляют собой агрегат, совмещающий функции решетки и дробилки. Дробилки измельчает отходы, не извлекая их из воды.

Для удаления более мелких взвешенных веществ применяют сита. Они могут быть барабанными, дисковыми и ленточными, а также плоскими подъемными.

Барабанные сита представляют собой вращающийся сетчатый барабан, погруженный в воду, сточная вода фильтруется через его внешнюю или внутреннюю поверхность. Задержанные примеси смываются с сетки водой и отводятся в желоб.

В дисковых ситах сетка натягивается на диск, в них осуществляется лобовая подача воды, параллельно оси вращения дисков. Ленточная сетка представляет собой непрерывное, шарнирно соединенное из отдельных секций, проволочное полотно, перекинутое через расположенные один над другим два горизонтальных барабана. Плоская подъемная сетка - это проволочное полотно, натянутое на стальную раму.

Сетки изготовляют из тонкой латунной, медной или из нержавеющей стали проволоки диаметром от 0,2-0,4 им до 1-1,5 мм. Размеры ячеек рабочих сеток 0,3-5 мм. Поддерживающие сетки делают из более толстой проволоки диаметром 2-5 мм с размерами ячеек 10-20 мм.

Скорость движения воды во вращающихся ситах 0,8-1,2 м/с, в плоских -0,2-0,4 м/с. Эффективность очистки может достигать 40-45 %.

Трудность эксплуатации решеток заключается в необходимости их непрерывной очистки. Установка решеток под углом к горизонту упрощает эту работу. При количестве задерживаемых отбросов более 0,1 м³/сут рекомендуется механизировать очистку решеток. Очистка решеток производится граблями, представляющими собой рейку с зубьями. Зубья входят в прозоры между стержнями и при движении граблей перемещают уловленные загрязнения в верхнюю часть решетки, где съемник сбрасывает их или в емкости, или на транспортер.

Решетки должны обеспечивать задержание грубодисперсных примесей и загрязнений, содержащихся в сточных водах. При эксплуатации решеток персонал обязан:

а) поддерживать проектную скорость протока между прутьями решеток путем выключения или включения в работу дополнительных агрегатов;

б) следить за состоянием прозоров решетки, не допуская засорения и подпора сточной жидкости;

в) вести постоянный надзор и уход за механическими граблями;

г) не допускать попадания в дробилку твердых предметов, которые могут вызвать ее поломку;

д) при контейнерной вывозке своевременно удалять отбросы и следить за герметичностью закрытия контейнеров и периодичностью их вывозки не реже чем через каждые 3-4 суток;

е) вести весовой или объемный учет количества вывозимых отбросов.

В теплое время года отбросы, предназначенные для вывоза, обрабатывать хлорной известью. В помещении решеток следить за состоянием вентиляционных систем. Здания решеток оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией с пятикратным обменом воздуха.

2.2 Эксплуатация песколовок

Песколовки предназначены для задержания минеральных примесей, содержащихся в сточной воде. Необходимость предварительного выделения минеральных примесей обусловливается тем, что при раздельном выделении из сточной жидкости минеральных и органических загрязнений облегчаются условия эксплуатации сооружений, предназначенных для дальнейшей обработки воды и осадка - отстойников, метантенков и др.

Песколовки бывают горизонтальные, в которых вода движется в горизонтальном направлении, с прямолинейным или круговым движением воды, вертикальные, в которых вода движется вертикально вверх, и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения могут подразделяться на тангенциальные и аэрируемые. Широко применяются горизонтальные песколовки (рисунок 4); вертикальные песколовки используются редко.

Принцип действия песколовки основан на том, что под влиянием сил тяжести частицы, удельный вес которых больше, чем удельный вес воды, по мере движения их вместе с водой в резервуаре выпадают на дно. Песколовки должны быть рассчитаны на такую скорость движения воды, при которой выпадают только наиболее тяжелые минеральные загрязнения, мелкие же органические частицы не должны осесть. Песколовки обычно рассчитываются на задержание песка крупностью 0,25 мм и более. Установлено, что при горизонтальном движении воды в песколовке скорость должна быть не более 0,3 и не менее 0,15 м/с. При скорости движения более 0,3 м/с песок не будет успевать осаждаться в песколовке, при скорости менее 0,15 м/с в песколовке будут осаждаться органические примеси, что крайне нежелательно. Песколовки при производстве очистных сооружений, размещаются обычно перед первичными отстойниками.



Рисунок 4 - Горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды 1 -скребковый механизм для удаления песка; 2 - гидроэлеватор; 3 - щитовой затвор с электроприводом; 4 - щитовой затвор с ручным приводом; 5, 6 - задвижка с электроприводом; 7 - трубопровод рабочей воды с гидроэлеватором; 8 - пульпопровод

Эксплуатация песколовок в основном сводится к их периодической очистке от осадка, по мере его накопления. Удаление осадка производится в зависимости от конструкции и размеров песколовки: гидроэлеваторами, песковыми насосами, ковшами, нориями и т.д. Способ удаления осадка выбирается при проектировании. Распределение потока по секциям песколовки производится обслуживающим персоналом с помощью входных шиберов.

Удаленный из песколовок песок отвозится в специальные шламонакопители, рассчитанные на прием шламов из резервуаров и осадков очистных сооружений.

Для оценки работы песколовок необходимо определить количество минеральных примесей в сточной воде, поступающей в песколовку и выходящей из нее. Рабочий эффект песколовки определяется как отношение количества задержанных песколовкой минеральных примесей к их количеству поступающей в песколовку сточной воде.

При увеличении скорости потока в песколовке более 0,3 м/с возможен вынос песка с рабочей части песколовки. В этом случае производится равномерное распределение стоков по секциям песколовки входными шиберами. Вынос песка возможен и при заполнении бункеров песком. Тогда производят внеочередную выгрузку песка из бункеров. Конкретно технология зависит от объема поступающих стоков в сутки и принимается при их значениях, соответственно, до 200 мі и более.

Песколовки должны обеспечить выделение из сточных вод 85-90% песка и других минеральных примесей с заданной гидравлической крупностью фракций. При эксплуатации песколовок персонал обязан:

а) вести контроль за расходом поступающих на песколовки сточных вод и регулировать нагрузку на отдельные песколовки;

б) измерять слой задержанного песка;

в) удалять из песколовок песок (по мере его накопления, но не реже чем через 1-2 сут), и контролировать его транспортировку с территории очистных сооружений;

г) следить за подачей воздуха в сооружение и интенсивностью аэрации (при аэрируемых песколовках);

д) контролировать величину напускаемого на песковые площадки слоя песка и обеспечивать своевременную вывозку подсушенного песка;

е) при наличии устройств для промывки песка, следить за полнотой отмывки органических загрязнений;

ж) содержать в исправном состоянии оборудование песколовок, поддерживать чистоту и порядок прилегающей территории.

За собираемым из стоков песком необходимо следить. Брать пробы, определять зольность, фракционный состав, влажность. Для осмотра, очистки и ремонта оборудования песколовки опорожняют не реже одного раза в 1-1,5 года.

2.3 Эксплуатация первичных отстойников

Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Под действием силы тяжести частицы загрязнений оседают на дно сооружения или всплывают на его поверхность. Относительная простота отстойных сооружений обусловливает их широкое применение на различных стадиях очистки сточной воды и обработки образующихся осадков. В зависимости от своего назначения и расположения в технологических схемах очистки сточных вод отстойные сооружения подразделяются на следующие: отстойники - первичные, вторичные и третичные (контактные резервуары); илоуплотнители; осадкоуплотнители. Первичные отстойники располагаются в технологической схеме очистки сточных вод непосредственно за песколовками и предназначаются для выделения взвешенных веществ из сточной воды, что при достигаемом эффекте осветления 40-60% приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40% от исходного значения.

Радиальные отстойники. Разновидностью горизонтального отстойника является радиальный отстойник, получающий в настоящее время все большее и большее распространение (рисунок 5).

Радиальный отстойник представляет собой круглый (большого диаметра) неглубокий резервуар, движение воды в котором происходит от центра к периферии. Радиальные отстойники устраивают с выпуском воды снизу либо сверху. Радиальные отстойники применяют главным образом на крупных станциях очистки сточных вод.

Рисунок 5 - Радиальный отстойник

Одно из условий правильной эксплуатации первичных отстойников очистных сооружений заключается в равномерном распределении стоков между ними и не превышении при этом их допустимой проектной нагрузки. Образующийся в них осадок удаляется до 2-х раз в сутки механическими приспособлениями, гидростатическим давлением. Он замеряется по весу, объему в иловых резервуарах, колодцах, в дозируемых емкостях-камерах метантанков.

Наблюдение за осадком ведется постоянно визуально, а ежемесячно 1-2 раза проводится его анализ на влажность. Пробы берутся при выпуске ила через установленные промежутки времени и в разных объемах. Затем смешиваются и подвергаются анализу. Нормальный показатель влажности находится в пределах 93%...95%.

Распределительные устройства, задвижки, шиберы, другая арматура отстойников в очистных сооружениях должны быть всегда исправны и чистые. Необходимо постоянно удалять застрявшие отбросы из распределительных, подводящих и сборных лотков. После выпуска из отстойников осадка все лотки, резервуары, илопроводы, иловые колодцы следует освободить от застрявших крупных отбросов, песка, твердых веществ. Делается это их промывкой осветленной сточной водой. Механически части, составляющие конструкции отстойников, должны постоянно осматриваться, систематически смазываться и быть исправными.

Первичные отстойники должны обеспечить требуемый эффект осветления сточных вод и уплотнения осадка в соответствии с проектом. При эксплуатации первичных отстойников персонал обязан:

а) обеспечивать равномерное распределение поступающей сточной воды между отстойниками;

б) очищать лотки и каналы, подводящие воду к отстойникам, от отложения тяжелого осадка и отбросов;

в) удалять с кромок водосливов сборных лотков задержавшиеся на них загрязнения;

г) своевременно удалять с поверхности отстойников плавающие вещества;

д) контролировать эффект осветления жидкости и предупреждать вынос осадка;

е) содержать в исправном состоянии и чистоте задвижки, илоскребы, шиберы и прочее оборудование и прилегающую территорию;

ж) обеспечивать удаление осадка не реже двух раз в сутки - из вертикальных и горизонтальных отстойников, не оборудованных скребковыми механизмами; не реже одного раза в смену - из радиальных и горизонтальных отстойников, оборудованных скребковыми механизмами;

з) вести визуальный контроль за влажностью выгружаемого осадка, не допуская чрезмерного его разжижения.

Выпуск осадка из отстойников производят без прекращения подачи сточной воды. При выпуске осадка из вертикальных и горизонтальных отстойников задвижку на илопроводе открывают постепенно, во избежание прорыва воды. В случае прорыва воды следует немедленно закрыть задвижку и прекратить выпуск осадка. При выпуске осадка из радиальных отстойников скребковый механизм включают за 1 час до начала выпуска осадка и выключают через 0,5 часа после закрытия задвижки на иловой трубе.

Опорожнение отстойников для осмотра, чистки и ремонта должно производиться: не реже одного раза в 2 года для оборудованных механическими скребками и не реже одного раза в 3 года для не оборудованных механическими скребками.

Ввод сооружений после профилактического или капитального ремонта производить строго по акту. Отстойники, подобно станциям приготовления и дозирования флокулянта и коагулянта, раз в год подлежат обязательному внутреннему осмотру, профилактическому ремонту, проверке общего состояния. Делается это после их полного опорожнения.

Двухъярусные отстойники обеспечивают при работе сбраживание осадка и осветление сточной воды. Желоба, в которых происходит отстаивание жидкости, необходимо поддерживать в надлежащем порядке. Они должны регулярно очищаться не только от крупных отбросов, но и от частиц, которые прилипают в желобах, особенно в районе нижней щели.

На сбраживание осадка, осветление сточных вод оказывает влияние температура поступающих в отстойники стоков, а оптимальное ее значение находится выше +15°С. Поэтому при наступлении холодного периода сооружения необходимо утеплять, стремясь не допускать переохлаждение стоков.

Созревший осадок по технологии необходимо вовремя выпускать из отстойников. Регулярность такой операции летом до 3 раз в месяц. Зимой процесс распада (сбраживания) из-за понижения температуры замедляется. Снижается до 2 раз в месяц и регулярность его выгрузки из отстойников. Обычная влажность осадка при выпуске ~90%, при этом у него, по причине распада органических примесей, повышается зольность.

Перед наступлением зимних холодов обязательно проводят очистку отстойников, оставляя в гнилостной яме (камере) примерно половину зрелого осадка. Такого его количества хватает для прохождения процесса брожения в нормальных условиях.

Проводя выгрузку осадка, промеряют уровень его остатка в камере, отбирают пробы. По результатам анализа определяют влажность осадка, его зольность, наличие и количество жирных кислот, объем (при прокаливании) твердого остатка. Одновременно следят за показателем щелочности осадка и иловой воды.

Когда пазухи сооружения начинают обильно заполняться пеной, это свидетельствует о начале кислого брожения содержимого отстойников. Процесс подлежит обязательному гашению. Выполнять его следует в следующей последовательности:

· выключают отстойник;

· опорожняют полностью гнилостную камеру от осадка;

· заполняют камеру илом, который берут из нормально работающего сооружения;

· добавляют известковое молоко, все хорошо перемешивают;

· включают отстойник после прекращения в нем процесса кислого брожения.

2.4 Эксплуатация биофильтров

Биологический фильтр - сооружение, в котором размешена инертная пористая загрузка, через которую сверху вниз просачивается сточная вода. Поверхность загрузочного материала обрастает биопленкой, образованной колониями аэробных микроорганизмов. Исходная вода равномерно распределяется по поверхности загрузки, а очищенная собирается в поддоне под загрузкой и отводится во вторичный отстойник для отделения от постоянно смывающейся с загрузочного материала биопленки.

Фильтруясь через загрузку биофильтра, сточная вода оставляет в ней нерастворенные примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества. Эти вещества сорбируются биологической пленкой, покрывающей поверхность загруженного в биофильтр материала. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества. Часть органических веществ микроорганизмы используют как материал для увеличения своей массы. Необходимый для биологического окисления кислород воздуха поступает в толщу фильтрующего материала путем естественной или искусственной вентиляции фильтра.

Материалами для биофильтров являются щебень и галька прочных горных пород, керамзит, полимеры, а также пластмассы. Такие фильтры работают более эффективно, поскольку обладают развитой площадью поверхности.

Капельные биофильтры (рисунок 6) работают по следующей схеме. Сточная вода, осветленная в первичных отстойниках, самотеком (или под напором) поступает в распределительные устройства, из которых периодически подается на поверхность биофильтра в виде капель или струй. Вода, профильтровавшаяся через толщу биофильтра, попадает в дренажную систему и далее по сплошному непроницаемому днищу стекает к отводным лоткам, расположенным за пределами биофильтра. Затем вода поступает во вторичные отстойники, выносимая пленка задерживается и отделяется от очищенной сточной воды. Эффект очистки нормально работающих биофильтров подобного типа очень высок и может достигать по БПК₅ 90%.

Отличительная особенность капельных фильтров - небольшой размер зерен загрузочного материала (12-25 мм), а также низкая нагрузка по воде, обычно она колеблется в пределах 0,5-1 м³ сточной воды на 1 м³ загрузки фильтра.



Рисунок 6 - Типовой биологический фильтр прямоугольной формы со спринклерным распределением воды 1 - сборные блоки; 2 и 3 - балки и плиты перекрытия; 4 - распределительная камера; 5 - площадка обслуживания

Поэтому в отечественной практике капельные биофильтры рекомендуется применять при количестве сточных вод не более 1000 м³/сут. Они предназначаются для полной (до БПК₂₀ - 10...15 мг/л) биологической очистки сточной жидкости. Характерной особенностью капельных биофильтров является почти полное окисление задержанных в них органических загрязнений.

Основной целью эксплуатации биофильтров является поддержание расчетной окислительной мощности загрузки (количества и качества биопленки).

При эксплуатации биофильтров персонал обязан:

а) обеспечивать равномерное распределение сточной воды по площади фильтра;

б) контролировать подачу воздуха при искусственной вентиляции и следить за правильной работой вентиляторов;

в) регулярно осматривать и очищать водо- и воздухораспределительные устройства;

г) обеспечивать своевременную промывку поддонного пространства и каналов;

д) принимать меры к устранению образования на поверхности биофильтров заболоченных мест;

е) поддерживать нормальную циркуляцию сточных вод (для высоконагружаемых биофильтров);

ж) контролировать состояние загрузочного материала.

Температура подаваемой на биофильтры сточной воды должна быть не менее 6°С, поэтому зимой в помещение биофильтров необходимо регулярно подавать теплый воздух. В открытых биофильтрах перерывы в орошении зимой не должны быть более 2 ч. При появлении на поверхности биофильтров мест застаивания жидкости следует немедленно разрыхлить загрузочный материал на заболоченном участке и промыть его струёй воды под напором.

Для ликвидации загрязнений в загрузочном материале необходимо:

а) промыть (оросить) поверхность биофильтра чистой водой, удалив из поддонного пространства оседающие минеральные вещества;

б) снять верхний слой загрузочного материала и после этого промыть его. Промывку снятого загрузочного материала производят вне биофильтра.

в) снять верхний слой загрузочного материала и заменить его свежепромытым.

В пусковой период расход сточной воды на орошение поверхности биофильтров должен составлять 30-40% от проектного расхода. Цикл орошения не должен быть менее 50 мин, а интервалы между орошением не больше 1 ч. При резко выраженном снижении аммонийного азота и наличии нитратов нагрузку можно доводить до проектной. Промывку или замену верхнего слоя загрузки биофильтров осуществляют не реже одного раза в 1,5-2 года, полную замену всей загрузки - один раз в 6-8 лет.

Для предотвращения размножения в загрузке мошек психоды, выполняют одно из следующих мероприятий:

а) затопление фильтра (если это позволяет его конструкция) каждые 10-15 дней;

б) хлорирование поступающих сточных вод из расчета содержания остаточного хлора 3-5 мг/л;

в) разбрызгивание раствора креозота по поверхности фильтра.

Капельные биофильтры характеризуются низкими органическими нагрузками. Однако для своевременного смыва отработанной биопленки нужна определенная гидравлическая нагрузка. Орошение сточной жидкостью тела загрузки капельных биофильтров должно быть равномерным по всей площади, чтобы в загрузке не создавались зоны с повышенной органической или пониженной гидравлической нагрузкой, даже если их значения в целом по сооружению будут расчетными.

Эти факторы, обусловливающие стабильную работу биофильтров, наряду с подачей необходимого количества воздуха определяют и характер работ по их обслуживанию.

Если на очистных сооружениях как распределительные устройства в биофильтрах капельного типа применяются спринклеры, необходимо следить за сифонными дозирующими приспособлениями. Их, перед началом эксплуатации, регулируют так, чтобы струи разбрызгивания были мощными и орошали полностью поверхность биофильтра.

Сифонные дозаторы подлежат ежедневному осмотру и прочистке. А на подводящем к ним лотке, перед дозатором-тенком, устанавливается предохранительная решетка, имеющая прозоры 10 мм. Также ежемесячно осматриваются, прочищаются, промываются все распределительные и подающие трубопроводы, входящие в спринклерную систему.



2.5 Эксплуатация вторичных отстойников

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после биофильтров и служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров. Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций пропускной способности до 20000 м³/сут применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станция средней и большой пропускной способности (более 15000 м³/сут) - горизонтальные и радиальные. Вертикальные вторичные отстойники по своей конструкции подразделяются на следующие:

- круглые в плане с конической иловой частью, по конструкции аналогичные первичным, но с меньшей высотой зоны отстаивания;

- квадратные в плане (12х12 м, 14x14 м) с четырехбункерной пирамидальной иловой частью.

Преимуществом вертикальных вторичных отстойников являются удобство удаления из них осевшего ила под гидростатическим давлением, компактность расположения при их блокировке с аэротенками, простота конструкции ввиду отсутствия движущихся частей, возможность использования взвешенного слоя активного ила.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и 9 м, что позволяет блокировать их с типовыми аэротенками, сокращая при этом площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют скребковые механизмы цепного или тележечного типов. В зарубежной практике используют подвижные илососы, установленные на тележках.

К недостаткам вторичных горизонтальных отстойников относятся сложности эксплуатации в них скребковых механизмов, а также большая их материалоемкость по сравнению с отстойными сооружениями круглыми в плане, где меньшая толщина применяемых стеновых панелей достигается за счет предварительного напряжения железобетонных конструкций.

На средних и крупных очистных станциях наибольшее распространение получили вторичные радиальные отстойники (рисунок 7).

Широкая гамма типоразмеров радиальных отстойников позволяет принимать оптимальное их число (4-8) на очистных станциях практически любой пропускной способности.

Рисунок 7 - Вторичный отстойник с илососами



Эксплуатация вторичных отстойников после биофильтров значительно проще, поскольку осадок из биофильтров состоит из биопленки и мелких фракций загрузки. Ил выгружают летом 3 раза в сутки, зимой - 1 раз в сутки. Задерживающуюся на поверхности отстойника всплывающую биопленку осаживают на дно ручными приспособлениями.

При эксплуатации вторичных отстойников, помимо работ, перечисленных персонал обязан:

а) обеспечивать заданный режим отстаивания; обеспечивать заданный режим выпуска избыточного активного ила;

б) не допускать образования залежей и уплотнения активного ила в отстойниках;

в) своевременно удалять с поверхности отстойников плавающую пленку или пену.

Опорожнение вторичных отстойников для осмотра, чистки и ремонта, сооружений и оборудования должно производиться в соответствии с правилами техической эксплуатации (ПТЭ).

Практически очень трудно построить такие отстойники, в которых ил полностью задерживался бы и не было бы частичного его выноса, но в большинстве случаев это и не требуется. Необходимо только, чтобы вынос незадержанного активного ила или биопленки не превышал допустимой величины, устанавливаемой в каждом случае санитарными правилами в зависимости от мощности водоема.

2.6 Эксплуатация контактного резервуара и реагентного хозяйства

После биологической очистки количество содержащихся в сточных водах бактерий значительно уменьшается. Так, например, при биологической очистке на биофильтрах или аэротенках общее содержание бактерий уменьшается на 95%. Однако полного уничтожения болезнетворных бактерий можно достигнуть при помощи обеззараживания сточных вод. Обеззаражиние можно осуществлять различными способами: хлорированием электролизом, ультрафиолетовыми лучами, озонированием и пр.

В зависимости от местных условий - степени обработки (очистки) сточных вод, категории водоема и пр. Государственная санитарная инспекция назначает обычно разные дозы хлора. Для предварительных подсчетов в соответствии с нормами и техническими условиями проектирования наружной канализации расчетные дозы хлора следует принимать:

а) для отстоенной сточной воды 25 г/м3;

б) для сточных вод, не полностью очищенных в аэротенках и высоконагружаемых биофильтрах, 10- 15 г/м3,

в) для сточных вод, очищенных на обычных биофильтрах или аэротенках, 5-10 г/м³.

Добавленный к сточной воде хлор должен быть тщательно перемешан и для обеспечения его бактерицидного эффекта должен находиться непродолжительное время (до 30 мин.) в контакте со сточной водой. Только после этого вода может быть спущена в водоем.

Установка для хлорирования газообразным хлором состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров. В хлораторной устанавливаются хлораторы, служащие для приготовления раствора хлорной воды из хлоргаза.

Имеющиеся различные системы хлораторов могут быть разделены на две основные группы: 1) напорные хлораторы; 2) вакуумные хлораторы.

Установка для хлорирования сточной воды хлорной известью состоит из хлораторной, в которой помещаются баки для приготовления раствора хлорной извести, вспомогательных устройств, смесителя и контактных резервуаров.

После смешения хлорной воды со сточной необходимый для надлежащего бактерицидного эффекта контакт хлора с водой осуществляется в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу вертикальных или горизонтальных отстойников и рассчитываемых на пребывание в них воды в течение 15-20 мин.

При очистке сточных вод на биофильтрах в качестве контактных резервуаров может служить вторичный отстойник.

В тех случаях, когда прохождение очищенной воды по лоткам и трубам от станции очистки до водоема занимает не менее 30 мин., контактных резервуаров можно не устраивать.

При эксплуатации сооружений и установок для обеззараживания воды при ее подготовке для хозяйственно-питьевых целей дозы хлора (хлорреагентов) устанавливают опытным путем в процессах наладки и эксплуатации водоочистной станции. При этом на выходе воды из контактного резервуара содержание остаточного свободного хлора должно быть 0,3-0,5 мг/л при продолжительности контакта 30 минут или связанного хлора 0,8-1,2 мг/л.

Контактные резервуары должны обеспечивать заданную продолжительность контакта реагента с водой в условиях отсутствия застойных зон в резервуарах. Сроки промывки контактных резервуаров устанавливать по показаниям технологического контроля.

Количество контактных резервуаров должно быть не менее двух. При устройстве и эксплуатации реагентного и складского хозяйства для процессов обеззараживания водными растворами твердых хлорсодержащих реагентов, химического гипохлорита натрия и аммиачной воды, необходимо учитывать высокую летучесть хлора и аммиака как из водных растворов, так и из исходных твердых компонентов.

При эксплуатации систем обеззараживания воды и сточных вод персонал обязан:

а) поддерживать заданный режим работы основного и вспомогательного оборудования, обеспечивать их безаварийную работу;

б) следить за соблюдением установленного расхода обеззараживающего агента;

в) контролировать концентрацию остаточного хлора в воде (сточная вода) в установленном интервале времени;

г) проводить ревизию хлораторов и запорной арматуры не реже 1 раза в квартал (с заменой сальниковой набивки), ревизию грязевиков - не реже 1 раза в два года при двух хлораторах и ежегодно - при большем числе хлораторов;

д) своевременно по графику выполнять планово-предупредительные ремонты оборудования;

е) периодически отбирать пробы воды после обеззараживания для ее микробиологического анализа;

ж) следить за показаниями контрольно-измерительных приборов и функционированием средств автоматизации;

з) принимать меры к устранению неполадок в работе установок;

и) следить за работой систем вентиляции, в том числе аварийной;

к) следить за системой контроля содержания хлора в воздухе рабочей зоны;

л) вести учет расхода реагентов, электроэнергии, воды на собственные нужды установок для обеззараживания;

м) выполнять требования техники безопасности.

2.7 Эксплуатация иловых площадок

Сброженный осадок, выгружаемый из метантенков, двухъярусных отстойников или других сооружений, имеет высокую влажность; например, из двухъярусных отстойников осадок выходит с влажностью около 90%, из метантенков - 96-97%. Для дальнейшего использования осадок должен быть подвергнут сушке. Существуют различные приемы сушки осадка; самый распространенный - сушка на иловых площадках, где осадок должен быть подсушен в среднем до влажности 75%, вследствие чего его объем уменьшается в 3-8 раз.

Используют иловые площадки на естественном основании, естественном основании с дренажем, на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем, с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, площадки-уплотнители.

Иловые площадки состоят из спланированных участков земли (карт), окруженных со всех сторон земляными валками (рисунок 8). Осадок наливается на карты иловых площадок периодически слоями 0,2-0,25 м. По мере подсыхания осадок теряет часть влаги в основном за счет испарения, а часть влаги фильтруется через грунт. Осадок, подсушенный до влажности 75%, легко погружается на транспортные средства и отвозится к месту использования.

Иловые площадки обычно устраивают на естественном основании с дренажем или без дренажа, если уровень грунтовых вод залегает на глубине не менее 1,5 м от поверхности карт и в тех случаях, когда по санитарным условиям допускается проникание иловой воды в грунт.

Нагрузка на иловые площадки зависит от вида подаваемого на них осадка (осадок из метантенков, двухъярусных отстойников, аэробно стабилизированный и пр.) и от их принятой конструкции. Действительная площадь должна быть несколько больше, чем полезная, так как необходимо иметь запас 20-40 % на разделительные валы и дороги.

Высушенный осадок погружают в машины и отвозят для использования в качестве удобрения в близлежащие колхозы и совхозы.

При эксплуатации иловых площадок необходимо:

а) выдерживать заданную периодичность напуска и толщину слоя напускаемого осадка;

ж) следить за состоянием санитарно-защитной зоны площадок, расположенных вне территории очистных сооружений.



Рисунок 8 - Иловые площадки: 1- кювет оградительной канавы; 2 - дорога; 3 - сливной лоток; 4 - бруски, поддерживающие илоразводящий лоток; 6 - дренажный колодец; 7 - сборная дренажная труба; 8 - дренажный слой; 9 -дренажные трубы; 10 - съезд на карту; 11 - дренажная канава; 12 - шиберы; 13 - щит под сливным лотком

б) своевременно выгружать подсушенный осадок с площадок с последующим ремонтом дренажных систем и подсыпкой песком при необходимости;

в) обеспечить отвод иловой (дренажной) воды на очистные сооружения, не допуская ее сброса в водный объект или пониженную местность;

г) вести надзор за состоянием системы лотков, шиберов, труб, дренажа, водовыпусков, шандор и своевременно промывать и очищать их;

д) следить за состоянием ограждающих валиков, своевременно скашивать на откосах дорог и валиках растительность, не допуская ее осеменения;

е) вести контроль за влажностью высушиваемого осадка и его санитарным состоянием;

2.8 Эксплуатация песковых бункеров и площадок

В состав очистных сооружений также входит песковый бункер (площадка) для подсушивания песка, удаляемого из песколовки и емкость для сбора осадка, удаляемого из флотаторов и декантаторов, резервуары очищенной воды. Песковые площадки и бункера (рисунок 9). Песок, задержанный в песколовках, чаще всего удаляется с помощью гидроэлеваторов и затем в виде песчаной пульпы перекачивается на специально устраиваемые песковые площадки. Песковые площадки - это земельные площадки, разбитые на карты с ограждающими валами высотой 1-2 м. Размеры площадок определяются из условия напуска песка слоем 3 м³/м² в год с периодической вывозкой подсушенного песка. Профильтровавшаяся вода собирается и перекачивается в канал перед песколовками. На станциях пропускной способностью до 75 000 м³/сут для отмывки песка от органических загрязнений и его обезвоживания можно устраивать круглые песковые бункера с впуском в них пульпы по касательной. Обезвоженный песок выгружается в автомашины и вывозится. Песок можно отмывать в напорных гидроциклонах диаметром 300 мм. Бункера, расположенные вне здания, зимой должны обогреваться горячей водой. Бункера рассчитывают на 1,5-5-суточное хранение песка. Для отмывки песка от органических загрязнений используют напорные гидроциклоны диаметром 300 мм и с напором пульпы перед ними 20 м.



Рисунок 9 - Бункера для песка: 1 и 2 - трубопроводы для подвода и отвода воды из системы отопления; 3 - затвор с гидроприводом; 4 - теплоизоляция; 5 -бункера; 6 - гидроциклон; 7 - трубопровод для отвода воды из гидроциклонов; 8 - трубопровод для подвода пульпы к гидроциклонам; 9 - патрубок для спуска воды в канализацию; 10 - выгрузочное отверстие с затвором

Круглые в плане бункера с коническим днищем имеют диаметр 1,5-2 м. Дренажная вода из бункеров сбрасывается в канал перед песколовками.

При эксплуатации песковых бункеров и площадок персонал обязан:

а) вести контроль за количеством поступающего песка;

б) удалять из бункеров песок (по мере его накопления), и контролировать его транспортировку с территории очистных сооружений;

в) контролировать величину напускаемого на песковые площадки слоя песка и обеспечивать своевременную вывозку подсушенного песка;

г) при наличии устройств для промывки песка, следить за полнотой отмывки органических загрязнений;

д) содержать в исправном состоянии оборудование песколовок, поддерживать чистоту и порядок прилегающей территории.



3. Расчет биофильтра капельного типа

Биофильтры проектируются для полной (БПК₂₀ = 15-20 мг/л) и частичной (БПК₂₀ = 25-30 мг/л) очистки сточной воды. Капельные биофильтры применяются для полной очистки на станциях водоподготовки пропускной способностью не более 1000 м³/сут.

1) Капельные биофильтры рассчитывают в следующем порядке:

а) определяют коэффициент эффективности биофильтра:

k = L₁/L₂, (1)

где L₁ - БПК_полн, поступающих на очистку сточных вод, мг?О₂/м³ (для капельных биофильтров более 220 мг?О₂/м³); L₂ - БПК_полн выходящих сточных вод после очистных сооружений, мг?О₂/м³;

б) определяют высоту H и гидравлическую нагрузку q биофильтра (табл. 1) по среднезимней температуре сточной воды Т и найденному значению k, и если полученное значение k превышает значения, приведенные в табл., необходимо вводить рециркуляцию и расчет производить по методике для высоконагружаемых биофильтров;

Таблица 1 - Параметры для расчета капельных биофильтров



в) вычисляют общую площадь биофильтра по соотношению:

S = Q/q, (2)

где Q - среднесуточный расход очищаемых сточных вод, м³/сут.; q - гидравлическая нагрузка, м³/(м²?сут.);

г) далее рассчитывают объем фильтрующей загрузки:

V = Q· (L₁ - L₂)/M, (3)

где L₁ - БПК_полн, поступающих на очистку сточных вод, г?О₂/м³; L₂ - БПК_полн выходящих сточных вод после очистных сооружений, г?О₂/м³; Q - среднесуточный расход сточных вод, м³/сут.; М - окислительная мощность на 1 м³ загрузки, г?О₂/(м³?сут.).

При расчете биофильтров окислительную мощность принимают в зависимости от среднегодовой температуры воздуха и определяют по таблицам СНиП 2.04.03-85: до 3 °C - 200 г/(м³?сут.); от 3 до 6 °C - 150-250 г/(м³?сут.); от 6 до 10 °C - 250 г/ (м³?сут.); при 10 °C - 300 г/(м³?сут.). При другой среднегодовой температуре окислительную мощность увеличивают или уменьшают пропорционально отношению фактической температуры к 10 °C.

д) определяют эффективность работы биофильтра:

б = 100 %(L₁ - L₂)/L₁, (4)

где L₁ - БПК_полн, поступающих на очистку сточных вод, г?О₂/м³; L₂ - БПК_полн выходящих сточных вод после очистных сооружений, г?О₂/м³;

е) затем производят расчет элементов конструкции биофильтра - размеров элементов водораспределительных устройств, дренажа, лотков для сбора и отведения воды.

2) Высоконагружаемые биофильтры для очистки сточных вод рассчитывают в следующем порядке:

а) определяют коэффициент эффективности биофильтра k (1).

б) определяют значения Н, q и В_уд (табл. 2) по среднезимней температуре сточной воды Т и найденному значению k; если полученное значение k отличается от значений, приведенных в табл. 2, то для очистки без рециркуляции следует принимать Н, q и Вуд по ближайшему большему значению k, а для очистки с рециркуляцией - по меньшему (устанавливается технико-экономическим расчетом).

Таблица 2 - Параметры для расчета высоконагружаемых биофильтров

в) определяют БПК₂₀ смеси сточных вод и коэффициент рециркуляции n_р (для биофильтров с рециркуляцией) по формулам:

L_cm = k L₂, (5)

n_p = (L₁ - L_cm) / (L_cm - L₂), (6)

г) определяют площадь биофильтров, м², по формулам: при работе без рециркуляции



S = Q / q, (7)

при работе с рециркуляцией

S = Q (n_p + 1) / q, (8)

При величине L₁> 300 мг/л следует принимать k = 300/L₂. Из табл. 2 выбираем значение k ? 300/L₂ величину n_р определяем по L_см = 300 мг/л. Если k <300/L₂, то L_см определяется по формуле (5).

Исходные данные:

Количество жителей - N_i = 42,4 тыс. чел.,

Норма водоотведения - m_во = 280 л/сут·чел,

Температура средняя зимняя сточных вод - tє_ср.зим = 14є С,

Биохимическое потребление кислорода сточных вод (БПК_полн) - L₁ = 350 мг/л,

Биохимическое потребление кислорода очищенных вод (БПК) - L₂ = 19 мг/л.

Решение:

Находим среднесуточный расход сточных вод Q:

Q = N_i · m_во = 42,4 · 280 = 11872 м³/сут,

Подсчитаем величину k. Поскольку L₁>300 мг/л, то в соответствии со СНиП 11-32-74 (п. 7.91)

k = 300 / L₂ = 300 / 19 = 15,8,

Из табл. 2 по величинам Т и k находим, что при удельном расходе воздуха В_уд = 10 м³/м³ и высоте биофильтра Н₁ = 4 м гидравлическая нагрузка q₁ = 10 м³/(м²·сут).

Рассмотрим и другой вариант: при k = 12 величина q₂ = 20 м³/(м²·сут); H₂ = 4 м и В_уд = 12 м³/м³.

для первого варианта:

При Н₁ = 4 м и В_уд = 10 м³/м³ рециркуляции не требуется, а площадь биофильтров:

S₁ = Q / q₁ = 11872 / 10 = 1187,2 м²,

Объем фильтрующей загрузки составит:

W₁ = S₁·H₁ = 1187,2 · 4 = 4748,8 м³.

для второго варианта:

Так как 12<15,8, то при высоте биофильтра H₂ = 4 м необходима рециркуляция.

L_cm = k L₂ = 12·19 = 228 мг/л,

n_p = (L₁ - L_cm) / (L_cm - L₂) = (350 - 228) / (228 - 19) = 0,58,

S₂ = Q (n_p + 1) / q₂ = 11872 (0,58 + 1) / 20 = 937,9 м²,

W₂ = S₂·H₂ = 937,9 · 4 = 3751,6 м³.

Окончательный выбор варианта следует принимать на основе технико-экономического расчета.

Выбираем первый вариант и подсчитываем общий расход воздуха:

B_общ = B_уд Q = 10 · 11872 = 118720 м³/сут.

Принимаем два биофильтра диаметром D = 30 м с общим объемом фильтрующей загрузки W = 5652 м³. Для подачи воздуха устанавливаем один рабочий и один резервный вентиляторы низкого давления ЦЧ-70 № 4 подачей до 4500 м³/ч и напором до 55 мм (см. табл. 3).

Таблица 3 - Характеристики вентиляторов низкого давления



4. Расчет циркуляционного окислительного канала

Циркуляционные окислительные каналы предназначены для полной и частичной биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Устройство ЦОК допускается в районах с минимальной расчетной температурой воздуха -20° С.

ЦОК имеют замкнутую 0-образную форму в плане и оборудованы механическими аэраторами, с помощью которых жидкость насыщается кислородом и приводится в движение для быстрого перемешивания и поддержания активного ила во взвешенном состоянии.

Расчетная глубина канала - около 1 м. Продолжительность аэрации, объем и необходимое количество воздуха определяются так же, как и для аэротенков, работающих по методу полного окисления. При этом принимают среднюю скорость окисления по БПК_полн - 6 мг/(г·ч), а удельный расход кислорода -1,25 мг/мг снятой БПК_полн. Количество избыточного активного ила - 0,4 кг/кг БПК_ПОЛН. Доза активного ила - 3-4 г/л, зольность ила - 0,35.

В состав сооружений входят решетка (с прозорами 10-16 мм) или решетка-дробилка (РД-100 или РД-200), собственно ЦОК, вторичный вертикальный отстойник иловая площадка, обеззараживающая установка, контактный резервуар, насосная станция для перекачки активного ила из вторичного отстойника в ЦОК и избыточного ила на иловые площадки (рис. 10).

При расчете ЦОК следует руководствоваться указаниями СНиП II-32-74. Необходимая площадь участка ЦОК от 0,17 га (100 м³/сут) до 0,85 га (1400 м³/сут).



Рисунок 10 - Циркуляционный окислительный канал (ЦОК) на 100 и 200 м³/сут (цифры в скобках относятся к ЦОК производительностью 200 м³/сут)1 - подача воды на очистку; 2 - приемная камера; 3 - здание решеток; 4 - водослив для измерения расхода воды; 5 - аэратор; 6 - циркуляционный окислительный канал; 7 - камера выпуска; 8 - вторичный отстойник; 9 - лоток-смеситель; 10 - контактный резервуар; 11 - отвод очищенной воды; 12 - производственно-вспомогательный блок

Расчет ЦОК

Продолжительность аэрации рассчитывается по формуле:

t = (L_a - L_t) / a(1 - S )с, (9)

где L_a - БПК_полн поступающей сточной воды, L_t - БПК_полн - очищенных сточных вод, а -доза ила, S - зольность ила, с - удельная скорость окисления;

...