Как рассчитать объем бытовых сточных вод и подобрать септик. Что понимается под сточными водами Количество сточных вод

30.05.2022

Понятие «сточные воды» включает в себя атмосферные осадки и прочие воды, засоренные в ходе человеческой деятельности. Они могут стекать как самостоятельно, так и через специально созданную канализационную систему, отводящую жидкость с населенных пунктов и промышленных предприятий.

Централизованная канализационная система представляет собой ряд инженерных сооружений, сконструированных для приема, удаления стоков и доставки их до места очистки. Очистка и обеззараживание проводится за пределами населенных пунктов и предприятий.

Классификация сточных вод:

· Атмосферные, образующиеся при выпадения атмосферных осадков.

· Бытовые, отводящиеся от ванн, унитазов и прочих смывных конструкций жилых, промышленных и производственных помещений.

· Производственные, поступающие после использования воды на стадиях промышленного производства.

Каждая из представленных категорий стоков содержит загрязнений органического и неорганического происхождения:

1.Бытовые стоки являются самыми загрязненными среди трех вышепредставленных категорий, что обусловлено большим содержанием органической компоненты, легко подвергающейся гниению. Сюда относят фекалии, бактерии и мочу. Бактерии в составе бытовых стоков могут быть как безвредными, так и болезнетворными.

2.Атмосферные стоки относятся к категории малозагрязненных. Именно это стало главной причиной для создания в главном коллекторе нескольких камер с ливнеспуском и ливнеотводом. За счет камер осуществляется спуск дождевой воды вместе с остальные стоками непосредственно в водоем без предварительной очистки.

3.Производственные стоки делятся на две категории в зависимости от предназначения используемой воды. Так, воды, участвующие в процессе на стадии охлаждения являются малозагрязненными. Если вода - действующий реагент, то качественный состав загрязнений может быть самым разным и определяется типом производства.

Общесплавная канализационная система характеризуется тем, что стоки любого происхождения подвергаются переработке в специальных очистных сооружениях. Только после достижения необходимых санитарных норм стоки относят к категории очищенных. Именно такие стоки спускают в водоем.

Раздельная канализационная система является более сложной и делится на:

· полную,

· неполную раздельную.

· раздельную.

Рассмотрим каждую более подробно.

Полная раздельная канализация требует создания двух отдельных конструкций из подземных труб и каналов. Через одну из них (бытовую) стекают загрязненные воды, поступающие после их бытового и промышленного использования; через вторую (дождевую или водосточную) проходят атмосферные и промышленные стоки, характеризующиеся условной чистотой.

Сточные воды, поступающие с бытовых каналов поступают на специальные очистные сооружения, находящиеся за границей населенных пунктов. Вода из дождевых каналов не требует очистки, поэтому выводится в ближайший водоем.

Диаметр труб бытовой канализационной системы меньше, чем диаметр труб и каналов дождевой канализации. Согласно используемым конструкционным расчетам, количество атмосферных вод в десятки раз больше всего объема бытовых стоков.

Неполная раздельная канализация характеризуется наличием исключительно бытовой системы стоков.

Полураздельная канализационная система

Система данного типа предполагает создание двух стоковых сетей. По первой выводится чистая вода атмосферных осадков и слабозагрязненная вода с промышленных производств; по второй отводятся сильнозагрязненные воды бытового и промышленного происхождения, а также грязные атмосферные воды первого дождевого потока.

Очевидно, дождевые воды должны подвергаться разделению, что и происходит в специально предусмотренных для этой цели «интерцепторах».

Комбинированная канализация может быть проложена в различных районах населенного пункта.

Среди всех указанных стоковых систем, полураздельная система лучше всех удовлетворяет санитарным требованиям, поскольку сточные воды любого происхождения выводятся за пределы городов, сел и других населенных пунктов с целью дальнейшей очистки.

Все же, полураздельная канализация обладает двумя недостатками:

1.Конструкция интерцепторов далека от совершенства.

2.Создание двух сетей с интерцепторами требует немалых денежных затрат.

Именно второй пункт является самым серьезным основанием для того, чтобы использовать более простую систему канализации. На сегодняшний день проектирование полураздельных канализаций не осуществляется.

Качественный состав стоков сильно различается, поэтому внутреннюю канализацию делят на:

· Дождевую, используемую для вывода атмосферных осадков с помощью внутренних водостоков с плоских крыш зданий.

· Бытовую, используемую для отведения бытовых сточных вод. В эту же систему может быть спущена вода с промышленного производства, но только если ее объем и состав соответствует нормативам, позволяющим осуществить вывод стоков через сеть этого типа.

· Производственную, применяемую для выведения загрязненных вод, поступающих с производственных цехов.

Внутренняя бытовая система канализационных стоков состоит из специальных приемников, к которым относят:

Унитазы, ванны и раковины,

Магистрали со стояками,

Стояки с ревизиями,

Разводку к стоякам (в частном доме).
Стояки должны заканчиваться вентиляционной трубой, в которую для усиления тяги обязательно включен дефлектор.

Сбор стоков

Прием загрязненных вод в канализацию осуществляется в соответствии со специально разработанными санитарными стандартами. Согласно правилам, в каждом приемнике стоков должен быть гидравлический затвор, препятствующий проникновению и распространению неприятного канализационного запаха в помещении.

Следует запомнить, что прочистка канализации осуществляется при установке ревизий. Уличная канализация обязательно подвергается вентиляции, что необходимо по причине распада органической составляющей сточных вод.

Вывод загрязненных вод по производственной канализационной системе и их последующая переработка с целью очистки определяется несколькими факторами: типом производства, видом используемых технологий, составом и количеством загрязнений, особенностями и типом оборудования.

Конструкция канализации внутреннего и наружного типа

Внутренние водостоки состоят из:

Воронок, в которые поступает вода с крыш,

Отводных труб, благодаря которым вода из воронки перетекает в стояки,

Стояков,

Сборных лотков, в которых собирается вода со стояков.

Ревизий и колодцев.

Последние необходимы для организации ремонтных работ.

В большинстве случаев организация дворовой канализации предполагает наличие уличных и внутриквартальных сетей. Их главная функция заключается в сборе стоков за счет внутриквартальных сетей и последующей транспортировке стоков на очистные сооружения.

Современная канализационная система обязательно включает очистные сооружения. Исключением является случаи, когда Государственная санитарная инспекция выдает разрешение, позволяющее сбрасывать воду без ее предварительной переработки.

Использование флокуляции для очистки стоков

Процесс флокуляции подразумевает формирование крупных агрегатов посредством объединения более мелких частиц во время их столкновения между собой. Образованные таким образом агрегаты достаточно легко удаляются из стоков на стадиях механической очистки: флотации, фильтрации или отстаивания.

Технологии с применением флокуляции появились в 30-е годы прошлого века. С тех пор они значительно усовершенствовались. Современные методики с использованием флокуляции позволяют проводить очистку промышленных и бытовых сточных вод.

Принцип действия флокулянтов основан на физико-химическом типе взаимодейсвтия: на первой стадии флокулянт адсорбируется на коллоидной частице, охватывая всю ее поверхность; на второй стадии флокулянты образуют поверхностную сетку, обеспечивающую агрегацию большого количества коллоидных частиц за счет межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса.

Образование трехмерных структур - еще одна особенность, характеризующая действие флокулянтов. В результате повышается эффективность и скорость очистных мероприятий, так как коллоидные агрегаты легко удаляются из сточных вод. Трехмерная структура появляется за счет формирования «полимерных мостиков» между коллоидными частицами с адсорбированными на их поверхности флокулянтами.

Очистные станции

Ливневые стоки проходят очистку на специальных станциях, называемых ЛИОС. Их работа заключается в удалении загрязнителей в виде взвесей и нефтепродуктов. Ливневые воды считаются очищенным только после достижения установленных санитарных норм. Очищенная вода выводится на рельеф или в близлежащий водоем.

Каждое предприятие устанавливает свои требования к очистке, основанные на видах загрязнений. В некоторых случаях необходимо применение сооружений для доочистки стоков. Работа специальных доочистных сооружений подразумевает использование следующих типов переработки:

Сорбционного,

Физико-химического,

Механического.

Эффективность методов очень высока и позволяет очистить стоки от вредных веществ различного химического состава. По отдельности их используют редко. Чаще наблюдаются сочетания методов. ЛИОС следует устанавливать при необходимости более глубокой очистки стоков от взвесей и нефтепродуктов.

ЛИОС обеспечивает достаточно высокую степень чистоты переработанных стоков, что позволяет сливать их в рыбно-хозяйственные водоемы для утилизации. Промышленно-ливневые сточные воды перерабатываются по определенным технологическим схемам. Сложность схемы зависит от состава и количества загрязнений. В каждом случае используется несколько методов очистки.

Работа по очистке ливневых стоков направлена на удаление максимального количества загрязнений. В результате в переработанных стоках остается лишь небольшая часть вредных веществ. Предельное количество загрязнений строго регламентировано и не должно превышать установленного значения.

Серьезным преимуществом ЛИОС является возможность последующего применения очищенных стоков в на стадиях промышленного производства. Циклическое использование воды позволяет сэкономить немало средств на водоснабжении и водоотведении.

Загрязнитель - аммонийный азот

Говоря об аммонийном азоте в сточных водах, имеют ввиду все соли аммония и аммиак. Сбросы стоков с большим количеством таких аммонийных загрязнителей приводят к превращению водоемов в болота. Вот почему очистка от них обязательна, что прописано в специальных нормативных актах.

Очищенная от аммонийных примесей вода может быть спущена в водоем, либо использована в коксохимическом производстве.

Возможные способы переработки стоков

1.Химический. Основанный на применений специальных химических средств, расщепляющих загрязнения.

2.Утилизация стоков. Речь идет о выгребных ямах или специальных резервуарах, куда попадают все стоки. По мере накопления и вывозят с помощью ассенизаторской техники. Это метод считается наиболее распространенным.

3.С каждым годом загрязнений становится все больше. Прежние очистные сооружения не могут справиться с такой нагрузкой. Это потребовало разработки более действенных и в то же время экологичных способов переработки стоков. Одним из таковых считается метод биоочистки. Высокая эффективность и безопасность метода позволяют считать его наиболее современным способом переработки загрязненных вод. Более того, многие научные исследования посвящены развитию именно этого метода очистки.

Биоочистка

Биологическая очистка (биоочистка) основана на применении бактерий, для которых органические вещества, содержащиеся в стоках, являются питательной массой. Перерабатывая их внутри себя, бактерии ускоряют разложение стоковых загрязнений в несколько раз. Жизнедеятельность бактерий приводит к расщеплению вредных веществ и с образованием безвредных.

Современные технологии биологической очистки позволяют использовать для переработки стоков бактерии аэробного и анаэробного типов. Разница между ними заключается в отношении к кислороду воздуха. Так, анаэробные бактерии расщепляют органические вещества в безвоздушном пространстве. В отличии от них, аэробные бактерии проявляют свою активность только при наличии кислорода воздуха, причем, их активность тем выше, чем больше кислорода.

Очистка биологически методов разделена на три стадии:

1.Сбор стоков в вакуумные сепараторы, где происходит отстаивание вод и сбраживание загрязнений. Результатом первого этапа очистки становится «осветленная вода».

2.Фильтрование осветленных стоков, посредством их разбавления почвенной водой.

3.Разбавленная вода подвергается действию аэробных бактерий, для чего систему специально обогащают кислородом. Бактерии живут в иле. По окончании этого этапа вода считается очищенной, что позволяет сливать ее в грунт.

Сточные воды - любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Состав сточных вод

В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей - консервативные , т.е. такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные , т.е. такие, которые могут в т.ч. подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).

Классификация сточных вод

Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

· по источнику происхождения:

o производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации

o бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации

o поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»

Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:

· по составу загрязнителей на :

o загрязнённые по преимуществу минеральными примесями

o загрязнённые по преимуществу органическими примесями

o загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями

· по концентрации загрязняющих веществ :

· по свойствам загрязнителей

· по кислотности :

o неагрессивные (pH 6,5-8)

o слабоагрессивные (слабощелочные - pH 8-9 и слабокислые - pH 6-6,5)

o сильноагрессивные (сильнощелочные - pH>9 и сильнокислые - pH<6)

· по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты :

Методы водоочистки.

Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.

Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:

· механические. Они основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.

· химические . Применяются для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка.

· физико-химические . При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очистки, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелко- и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений.

· биологические . В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, поглощающих загрязнители сточных вод. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.

Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.

В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.

Механический метод очистки сточных вод. Механический очистки воды рассматривается как начальный этап очистки сточных вод предприятия, в ходе которого из сточных вод удаляются крупнодисперсные примеси с помощью фильтров грубой механической очистки.

Диапазон очистки, в котором механические методы очистки сточных вод помогают очищать воду, достаточно широк. При очистке бытовых сточных вод до шестидесяти процентов примесей может быть удалено из воды, а в случае очистки промышленных сточных вод – до девяноста процентов примесей может быть удалено из воды при помощи механических методов очистки сточных вод. Подобные технологии могут использоваться при очистке воды на автомойке или НПЗ.

Кроме того, важно понимать, что механические методы очистки сточных вод, являясь на деле самыми дешевыми среди остальных методов очистки, призваны подготовить сточные воды для участия в процессах химической и биологической очистки. Крупнодисперсные взвеси, содержащиеся в сточных водах, могут повредить дорогое оборудование, работающее на основе методов биологической и физико-химической очистки.

Для удаления из воды таких механических примесей, как песок, гидроокись железа (ржавчина), используются фильтры осветления воды или, говоря простым языком, механические фильтры. Механические фильтры представляют собой корпус из стекловолокна, наполненный фильтрующей загрузкой и блок управления, позволяющий проводить стадии взрыхления и отмывки загрузки в автоматическом режиме.

Существует три основных методы механической очистки сточных вод:

Технология очистки воды при помощи отстаивания

Метод очистки сточных вод при помощи процеживания

Метод очистки сточных вод при помощи фильтрования

Наиболее крупнодисперсные взвеси, присутствующие в сточных водах, задерживают при помощи специальных проволочных решеток, сита и др. При этом методы механической очистки воды подразумевают использование таких устройств, как песколовки и нефте/маслоуловители.

Песколовками называют сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы. Маслоуловителями и нефтеловушками называют сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы.

Наконец, механические методы очистки сточных вод подразумевают также и фильтрование с использованием пористых и тканевых фильтров, таких как Waterboss, Waterboss 700, Waterboss 900, изготовленных из специальных материалов. Пористые фильтры, представляющие собой засыпную загрузку с пористой структурой, способны задерживать частицы диаметром 10 мкм.

Скорость фильтрования зависит от нескольких факторов: природы фильтрующего материала, характера загрязнителя, температуры воды. По мере насыщения верхних слоев загрузки процесс фильтрции переходит на нижерасположенные зоны: так происходит насыщение всего слоя загрузки.

Перечислим основные методы механической очистки сточных вод, использующиеся в наши дни:

Метод очистки сточных вод при помощи статических отстойников

На НПЗ и подобных предприятиях нередко используют так называемей статические отстойники для промышленной очистки воды. В статических отстойниках из смеси воды и нефти удаляют примерно 90 процентов так называемой легкоотделимой нефти, более глубокое очищение в рамках данного метода очистки сточных вод не происходит, так как требует значительного времени.

Метод очистки сточных вод при помощи динамических отстойников

В рамках методов механической очистки сточных вод также активно используются динамические отстойники, в которых жидкость очищается в движении. В зависимости от того. вертикально или горизонтально движется жидкость отстойники подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

Метод очистки сточных вод при помощи тонкослойных отстойников

В ходе очистки сточных вод на станциях очистки воды используются две технологии отделения различных загрязняющих частиц от воды: более легкие частицы всплывают, более тяжелые осаждаются. Чем больше высота стенок отстойника, тем дольше, соответственно, частицы всплывают или осаждаются. Уменьшение высоты стенок отстойника приводит к увеличению площади конструкции и ее удорожанию.

Чтобы решить эту проблему, были созданы трубчатые и пластинчатые тонкослойные отстойники.

В трубчатых отстойниках используют круто наклонные трубки и трубки с малым углом наклона, в которых осадок, благодаря естественному наклону трубок и их малому диаметру сползает в нижнюю часть трубки. Диаметр трубок, как правило, составляет 2-3 см, длина – около 1 м.

В пластинчатых отстойниках для очистки сточных вод используются схожие принципы. Пластинчатый отстойник для очистки сточных вод представляет собой пакет параллельно установленных пластин, вдоль которых движется жидкость. Пластинчатые отстойники бывают прямоточные и противоточные.

Сложность в применении как пластинчатых, так и трубчатых отстойников состоит в том, что в ходе эксплуатации такие отстойники легко могут быть забиты крупными кусками отложений, и выведены ими из строя.

Методы физико-химической очистки сточных вод. Физические схемы очистки воды основываются на взаимодействии обрабатываемой жидкости с неким реагентом (коауглянтом или флокулянтом). Данный реагент, в ходе химической очистки воды, взаимодействует с растворимыми соединениями, находящимися в очищаемой жидкости, вызывая превращение загрязнителей в нерастворимые соединения, которые затем отфильтровываются из сточных вод при помощи методов механической очистки сточных вод.
При этом те загрязнители, которые остаются в растворимой форме, в ходе применения методов физико-химической очистки переходят в какую-либо безвредную форму: таким образом возможно осуществить очистку воды от железа или солей жесткости.

Однако методы физико-химической очистки далеко не всегда обеспечивают полную очистку сточных вод от всех загрязняющих веществ. Чаще всего третьим этапом очистки сточных вод являются методы биологической очистки сточных вод.

Биологические методы очистки сточных вод. Системы биологические очистки воды основываются на способности некоторых простейших и микроорганизмов к разложению сложных и опасных для человека органических соединений на простые и безопасные вещества: воду, азот, кислород, углекислый газ.

По типу сооружения для очистки сточных вод биологическим методом поразделяются на два типа: естественные и искусственные. Естественные сооружения для очистки сточных вод –это различные пруды, поля орошения и фильтрации. Однако в наши дни естественные сооружения для биологической очистки сточных вод используются реже, так как они доказали свою невысокую эффективность по сравнению с искусственными сооружениями для очистки воды.

Искусственные сооружения для биологической очистки сточных вод представляют собой аэротенки: резервуары специальной формы, в которых происходит взаимодействие растворенных в воде опасных веществ с микроорганизмами и частичное обезжелезивание.
В ходе методов биологической очистки сточных вод в очищаемую воду подается активный ил, содержащий микроорганизмы, которые взаимодействуют с вредными веществами, содержащимися в воде.

Методы биологической очистки сточных вод позволяют осуществить превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении, а так же способствующих умягчению воды.

Методы биологической очистки воды подразумевают глубокое знание физиологических процессов и биохимических особенностей простейших, составляющих часть активного ила.

Дело в том, что методы биологической очистки подразумевают строгий контроль за температурой подающихся сточных вод, их кислотностью и щелочностью, концентрацией различных вредных веществ. Нередко в ходе практического применения методов биологической очистки сточных вод микроорганизмы гибли в результате превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в очищаемой воде. Поэтому в наши дни в ходе биологических методов очистки сточных вод используется разбавление очищаемой воды чистой водой для достижения оптимальных концентраций вредных веществ.

Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание : схемы приводятся в тексте

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем особенности строения и функционирования гидросферы?

2. Перечислите свойства воды. Каково ее значение для окружающей среды и живых организмов?

3. Что понимают под безвозвратным водопотреблением?

4. Перечислите показатели качества вод, критерии ее оценки.

5. В чем заключается роль океана как климатообразующего фактора?

6. Назовите мероприятия способствующие предотвращению загрязнения вод.

7. Перечислите методы очистки сточных вод

Литература:

1. Тонкопий М.С., Ишанкулова Н.П. Экология и устойчивое развитие, Алматы, «Экономика», 2011 г.

2. Акимова Т.А., Хаскин В.В., Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007

3. Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ университеті», 2006

4. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006

ЛЕКЦИЯ 6. Рекуперация, вторичная переработка, хранение и использование твердых отходов. Оценка технологий.

Цель:

Изучить способы переработки, хранения и использования твердых бытовых и промышленных отходов

Задачи:

Освоить строение литосферы, проблемы накопления твердых отходов;

Уметь отличать, сортировать и выбирать эффективные способы переработки твердых отходов

Проблема образования твердых отходов;

Методы и технологические схемы обращения с отходами

Санитарное захоронение отходов

Экономическая и экологическая оценка вторичного использования отходов

Сточные воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным водам относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

Классификация сточных вод.

Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»

по составу загрязнителей на:

загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
загрязнённые по преимуществу органическими примесями
загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями

по концентрации загрязняющих веществ:

с содержанием примесей 1-500 мг/л
с содержанием примесей 500-5000 мг/л
с содержанием примесей 5000-30000 мг/л
с содержанием примесей более 30000 мг/л

по свойствам загрязнителей
по кислотности:

неагрессивные (pH 6,5-8)
слабоагрессивные (слабощелочные - pH 8-9 и слабокислые - pH 6-6,5)
сильноагрессивные (сильнощелочные - pH>9 и сильнокислые - pH<6)

по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:

содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма
содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений

Состав сточных вод

Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Механическая очистка

Механическую очистку сточных вод применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки и повторным использованием очищенных вод в технологических процессах.

Механическую очистку проводят для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.

Сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы, называются песколовками.Они задерживают частицы размером более 0,15 мм или гидравлической крупностью более 13,2 мм/с.

Сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающих веществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и др.

Фильтрование применяют для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При прохождении сточных вод через фильтрующий материал на его поверхности или в поровом пространстве задерживается выделенная из сточной воды взвесь.

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.

Первое правило при сооружении автономной канализации — это корректно подобрать трубы и септик для очистки сточных вод. При выборе труб следует руководствоваться общими правилами, в то время как подбор септика является более сложной и объемной задачей. Корректный расчет сточных вод для определения объема сборной емкости позволяет максимально уменьшить периодичность очистки и снизить затраты на обслуживание.

Расчет септиков

Чтобы самостоятельно произвести расчет объема сборной емкости септика, потребуются следующие данные:

количество человек, постоянно проживающих в доме, который планируется обслуживать автономной канализацией с септиком;
ежедневный объем сточных вод;
период обработки стоков в емкости.

Определить необходимый объем септика в канализационной системе можно тремя способами.

Первый способ определения объема септика

Самый простой способ, который можно использовать для расчета объема сточных вод – это показания приборов водопотребления, установленных в жилом помещении.

В настоящее время при подключении дома к системе центрального водоснабжения в каждом доме устанавливаются счетчики воды, по которым легко произвести расчет сбросов сточных вод.

Количество потребления равно количеству сбросов.

Чтобы на основании показаний счетчика определить объем септика, необходимо полученные данные увеличить на период обработки и повышающий коэффициент, который определяет запас объема емкости в случае приезда гостей, увеличения ежедневной нормы потребления и так далее.

Например, для расчета определены следующие начальные данные:

семьей ежедневно потребляется 1,5 м³ воды;
для обработки стоков септику требуется 3 суток;
повышающий коэффициент составляет 1,3 (определен специалистами).

Vсептика = 1,5*3*1,3 = 5,85 м³

Второй способ расчета емкости септика

Следующий способ используется при расчете септика в бытовых условиях, если отсутствуют приборы учета.

Расчет количества стоков производится в соответствии со СНиП 2.04.01-85, которым установлены нормы расхода воды на одного человека.

Если произвести расчет установленного оборудования, то в среднем одним человеком потребляется:

150 л воды в сутки при отсутствии ванны;
200 л воды ежесуточно (при наличии ванны).

Таким образом, объем септика будет определяться по следующей формуле:

V септика = V стоков от одного человека * количество человек * сроки обработки * коэффициент запаса.

Например, в жилом помещении, для которого производится расчет сооружения для сброса сточных вод, проживает 4 человека. В среднем каждым из них потребляется по 150 л воды. Обработка стоков происходит за 3 дня. Поправочный коэффициент, которым определяется уровень запаса объема сточной емкости, как и в предыдущем случае, составляет 1,3.

Vсептика = 150*3*3*1,3 = 1755 л

То есть при заданных параметрах семье потребуется септик объемом 1,755 м³.

Если канализационной системой планируется пользоваться исключительно в теплое время года (например, в дачный сезон), то объем необходимой емкости можно снизить на 20% — 25%.

О расчете объема очистного сооружения можно посмотреть видео.

Третий способ вычисления объема

Последний способ определения объема очистных сооружений является более сложным и преимущественно используется специалистами для расчета промышленных сооружений.

Расчет септика производится по формуле:

В представленной формуле учитываются следующие параметры:

W – искомый параметр, то есть объем резервуара, в котором происходит очистка стоков;
Q – объем сточных вод, поступающих в септик ежесуточно;
t – сроки хранения стоков в септике (определяется в сутках);
С – концентрация примесей на выходе из очистного сооружения;
N – показатель отведения воды на одного человека в сутки;
T – температура стоков, поступающих в резервуар для обработки.

Некоторые показатели в представленной формуле определяются индивидуально, а некоторые являются стандартными:

температура поступающей в жидкости определяется в зависимости от времени года: зимой данный показатель применяется равным 10ºС, а летом — 15ºС;
концентрацию взвесей при выходе из очистного сооружения можно определить по следующей таблице:

Расчет по профессиональной формуле является максимально точным, но произвести его самостоятельно достаточно сложно. Именно поэтому рекомендуется пользоваться другим, наиболее простыми методами определения объема септика.

Сколько камер должно быть в септике

Кроме объема очистного сооружения в важно определить такой параметр, как количество камер в септике. Данный показатель напрямую зависит от объема сточных вод:

если ежесуточный объем стоков не превышает 1 м³ (1000 л), то оптимальным решением будет выбор однокамерного септика (весь объем стоков хранится и перерабатывается в одном резервуаре). Такие сооружения отличаются невысокой стоимостью и простотой обслуживания;

если ежесуточно потребляется более 1 м³, но менее 10 м³, то следует выбирать двухкамерный септик. Емкость такого устройства разделяется на 75% — основной резервуар и 25% — емкость для стоков, прошедших первую степень очистки;

если каждый день расходуется более 10 м³ воды, то можно устанавливать исключительно трехкамерный септик. Такое сооружение является наиболее дорогим, но степень очистки стоков выше. Некоторые устройства дополняются специальным биофильтром.

Человек не может обойтись без воды во всех отношениях. Водопотребление осуществляется для поддержания жизни, в быту, при добыче полезных ископаемых и производстве большого разнообразия наименований продукции. Огромное количество жидкого ресурса в процессе использования загрязняется. Такие жидкости называются сточными водами.

Неочищенные сточные воды несут опасность для людей

Их выведению через канализацию и последующей очистке уделяется большое внимание, так как содержащиеся в жидкости загрязнители несут угрозу для окружающей среды и человека. Сточные воды и их классификация должны быть рассмотрены детально и подробно.

Определение и классификация

Для того чтобы давать детальную характеристику всем загрязнённым жидкостям, нужно точно определить, что такое сточные воды. Сточные воды это все виды вод с территорий производственных объектов и населённых пунктов с ухудшенными характеристиками и свойствами в результате деятельности человека, а также атмосферные осадки (дождь, снег, град), которые бесконтрольно или через систему канализации выводятся для переработки, вторичного применения и сброса в природу.

Классификация сточных вод достаточно разнообразна и обширна. Все стоки классифицируются на виды и типы по следующим параметрам:

источник происхождения;
по составу загрязнений;
по концентрации загрязнений;
по кислотности и токсичности.

По источнику образования выделяются следующие виды сточных вод:

Производственные.
Бытовые.
Поверхностные.

Бытовые и поверхностные стоки имеют состав близкий к неизменному. Промышленные же жидкости обладают широким разнообразием и могут классифицироваться на подвиды.

По составу загрязнений стоки разделяются на следующие виды жидкостей:

с органическими примесями;
с минеральными;
смешанные, минерально-органические.

По концентрационным показателям стоки подразделяются на четыре типа: слабо-загрязнённые, средне-загрязнённые, сильно-загрязнённые, опасные. Критерием меры служит параметр pH. По кислотности и токсичности также используется подразделение по степени концентрации, от слабой до сильной.

Характеристика

Ключевые параметры, по которым производится характеристика сточных вод:

Объём взвесей.
Плотность осадочных элементов.
Концентрация продуктов нефтепереработки.
Содержание отдельных элементов: фосфатов, аммонийного азота.
Концентрация жиров и ПАВ.

Ключевые показатели качества сточных вод – ХПК, БПК и pH.

Химическое потребление кислорода (ХПК) – показатель концентрации в жидкости веществ органического характера. Рассчитывается в миллиграммах кислорода, количество которого было израсходовано для осуществления окислительных процессов органики в одном литре H2O. Определяется многочисленными лабораторными методами и является ключевым показателем степени загрязнения стоков.

Биологическое потребление кислорода (БПК) - количественные показатели кислорода, израсходованные на биологические окислительные процессы аэробного характера под действием микроорганизмов. Ключевой параметр определения загрязнённости жидкости органическими соединениями.

Показатель рассчитывается за определённый временной промежуток (БПК 5 – расход кислорода за 5 суток). Процессы окисления за установленное время производятся в условиях без доступа света, с температурными показателями в 20 градусов.

Водородный показатель pH – показатель активности ионов водорода в жидкости. С помощью показателя определяется кислотность стоков. Кислотной среда является при pH меньше 7, щелочной – при pH больше 7.

В составе стоков могут выделяться консервативные и неконсервативные загрязнители. Консервативные вещества не вступают в химические реакции, не могут быть разложены в результате очистных процессов биологического характера. Неконсервативные объекты могут быть устранены с помощью самоочистных биологических процессов.

Сточные воды содержат в своем составе различные загрязнители

Состав сточных вод определяется присутствием следующих загрязнителей:

органических;
биологических;
неорганических.

К биологическим загрязнителям относят микроорганизмы (вирусы и бактерии), водоросли, дрожжи, грибковые образования и растения. Источниками загрязнения химического характера являются продукты переработки нефти, СПАВ, пестициды, тяжёлые металлы, диоксины, фенолы, азотсодержащие вещества и т. д. Грунт, шлак, песок, ил и др. – загрязнители физического характера.

Загрязнения стоков могут характеризоваться размерными параметрами загрязняющих частиц:

Крупные нерастворимые частицы (от 0,1 мм).
Пенообразные суспензии и эмульсии (от 0,1 мкм до 0,1 мм).
Каллоидные элементы (до 0,1 мкм).
Растворимые (до 0,1 нм).

Хозяйственно-бытовые стоки

Стоки, которые формируются в результате повседневной жизнедеятельности человека. Состав однообразен: каллоиндые элементы в растворённом состоянии и органические вещества в нерастворённом. Концентрация загрязнителей определяется по значению разбавления чистой водой из водопроводной системы.

Бытовые сточные воды классифицируются на два вида: фекальные и хозяйственные. Сточная вода хозяйственно-бытового назначения поступает из кухонь, туалетов, ванных, бань, прачечных, зданий общественного питания и лечебных учреждений. В состав таких жидкостей в основном входят человеческие физиологические выделения, хозяйственные отбросы органического характера (белковые вещества, жиры, углеводы и продукты разложения).

Особое место в составе имеют биологические загрязнители, несущие серьёзную угрозу для человека. Это простейшие микроорганизмы, яйца гельминтов, грибки и бактерии. Из неорганических веществ в воде содержаться соли.

В бытовых стоках загрязнения органического характера достигают показателей 45-58%. Такие жидкости отводятся к местам переработки и сброса через централизованную или частные сети канализации.

Характеристика стоков хозяйственно-бытового характера:

Внешний вид: мутно-белый, серый цвет, низкая прозрачность, неприятный фекальный запах.
Химический состав – минеральные и органические элементы.
Вещества находятся во взвешенном, каллоидном и растворимом состоянии.
Высокий уровень микробного загрязнения – дрожжи, грибы, мелкие водоросли, яйца гельминтов, бактерии, патогенные вирусы.
Средний показатель pH равняется 7,2-7,8.

Промышленные стоки

Производственные воды стоков формируются в результате технической деятельности на предприятиях. Они подразделяются на два вида: условно чистые и загрязнённые. Условно чистые жидкости применяются для охлаждения рабочих агрегатов. Загрязнённые жидкости используются в производственных реакциях, ими промываются сырье, выпускаемая продукция и т. д. Во время этих процессов жидкость вбирает в себя различные опасные загрязнения.

Промышленные сточные воды — результат деятельности различных предприятий

Производственные жидкости неоднообразны, содержат органические и минеральные вещества, а также их смеси. Концентрация и состав загрязнений зависят от характера технологического производства, вида производимой продукции, применяемого сырья, используемого оборудования.

Для наглядного примера стоит рассмотреть состав промышленных стоков на машиностроительных и металлургических предприятиях. Жидкость поступает в канализацию из различных цехов (литейных, термических, сборочных, механических).

Основными загрязнителями выступают механические примеси (пыль, грязь, песок, окалина, а также масла, тяжёлые металлы, кислоты). Они выводятся через специальную промышленную систему сброса или через централизованную канализационную сеть.

Стоки поверхностного типа

К поверхностным стокам относятся продукты атмосферных осадков. Они подразделяются на дождевые и талые (таяние снега, льда и града). Часто именуются как ливневые стоки. К поверхностным стокам приравниваются воды от мытья улиц, фонтанов и дренажных систем. Выводятся с помощью сетей ливневой канализации.

Состав атмосферных жидкостей однообразен, он содержит преимущественно минеральные вещества с небольшим количеством органических элементов. Концентрация зависит от мест выпадения атмосферных жидкостей, наличия вредных производств, характера и состава поверхности, на которую они выпадают, продолжительности и интенсивности осадков.

Дождевые и талые воды перед попаданием в систему ливневой канализации вбирают в себя все загрязнители, которые находятся в почве и на поверхности (поля, дороги, мостовые и т. д.). Поэтому состав таких стоков может иметь небольшие концентрации неоднообразных веществ, хотя в общеколичественных рамках эти жидкости очень однородны по содержащимся загрязнителям.

Канализация

Все стоки должны выводиться к местам удаления загрязнений и сброса через канализационные сети. Применяется несколько видов канализаций в зависимости от местонахождения: промышленная, ливневые и хозяйственно-бытовая. Хозяйственно-бытовые сети сбора стоков бывают централизованными и автономными. Канализационные системы подразделяются на два типа: внутренние и наружные.

Внутренними считаются те сети, которые расположены в пределах какой-либо постройки или здания. Они включают: домовые стояки, водосточные воронки, отводные трубы, внутренние сборные лотки, ревизионные устройства и колодцы. К внешним системам относят трубы, колодцы, очистные сооружения, насосное оборудование и все другие функциональные объекты за пределами построек.

Наружная канализация подразделяется на три вида:

общесплавная;
раздельная;
полураздельная.

В общесплавной системе выведения ливневые, хозяйственные и бытовые жидкости отводятся совместно, через одни и те же технические сети. В раздельной системе продукты атмосферных осадков и таяния снега выводятся отдельно от хозяйственно-бытовых жидкостей. В полураздельной системе стоки и осадки выводятся отдельно, но соединяются в едином коллекторе очистки.

Автономные канализационные сети используются для вывода стоков в загородных домах, на дачах, производственных и иных объектах, где не подведена централизованная система.

Виды автономных канализационных систем:

Выгребные ямы.
Биотуалеты.
Септики.
Фильтрующие установки.

Система централизованной канализации включает следующие составные части:

внутренние устройства здания для отвода стоков;
наружная внутриквартальная система;
наружная уличная система;
насосное и напорное оборудование;
очистные сооружения;
системы сброса в водоёмы и грунт.

Методы очистки и использование стоков

Для устранения загрязнений из стоков применяются различные методы удаления, разложения, разрушения и обеззараживания.

Для очистки сточных вод применяются различные способы

Методы удаления загрязнений:

Физическая.
Химическая (реагентная).
Физико-химическая (флотация, коагуляция, отстаивание, адсорбция).
Обработка ультрафиолетом.
Биологическая.

Самые простые, дешёвые и часто используемые методы очистки – физические. Они основаны на гравитационных и фильтрационных методах. Химические методы основаны на добавлении в жидкость специальных реагентов для провоцирования разрушающих, окисляющих, расщепляющих и других процессов в загрязнённой жидкости. Под биологическими методами подразумеваются процессы с применением микроорганизмов.

Канализационные стоки после очистки могут использоваться повторно или сбрасываться в водоёмы и грунт. На предприятиях существуют круговые и замкнутые системы, где производится многократное использование и очистка стоков.

На специализированных объектах по удалению загрязнений бытовые сточные воды после полноценной очистки часто используются в качестве ресурсов поливки сельскохозяйственных площадей. Глубокая очистка с применением всех методов позволяет очищать стоки до состояния, когда вода пригодна для подачи в водопроводные сети.