Системы водоотведения городов
Система водоотведения города – комплекс сооружений, предназначенный для приема и отведения сточных вод всех категорий. Удаление сточных вод за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий осуществляется, как правило, самотеком по трубам и каналам, поэтому их прокладывают с уклоном. В современных городах устраивают централизованную систему водоотведения, состоящую из внутренних и наружных водоотводящих сетей, насосных станций и очистных сооружений.
Выделяют три основные системы водоотведения:
1. ^ Общесплавная системаимеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных всех видов: бытовых, производственных и дождевых.
Во время сильных дождей часть смеси производственно-бытового и дождевого стока сбрасывается в водный поток через ливнеспуски.
2. ^ Раздельная системаводоотведения бывает полной и неполной. Полная раздельная система водоотведения имеет две закрытые водоотводящие сети, одна – для отведения бытовых и производственных стоков, вторая – для отвода дождевых сточных вод. Неполная раздельная система отличается от полной тем, что дождевые стоки отводятся открытой сетью, то есть уличными лотками, кюветами и канавами.
Дождевые сточные воды могут отводиться в водоем как без очистки, так и с очисткой
3. ^ Полураздельная системаводоотведения имеет две водоотводящие сети – производственно-бытовую и дождевую. В местах пересечения этих сетей устраивают разделительные камеры, назначение которых состоит в том, чтобы сбрасывать в водоем во время сильных дождей избыточную часть стока. Таким образом, в производственно-бытовую сеть через разделительные камеры поступает только наиболее загрязненная часть ливневых сточных вод.
Кроме этих основных систем, в некоторых городах может быть еще одна.
^ Комбинированная системаводоотведения – это такая система, при которой населенный пункт в одной части оборудован общесплавной системой, а в другой – полной раздельной. Такие системы складываются исторически в развивающихся городах.
22 Основная задачаочистных механизмов — не допустить попадания вредных веществ в землю.
23 ????Сооружения для биологической очистки ↑ преаэраторы и биокоагуляторы (снижают концентрацию ионов тяжелых металлов и других загрязняющих веществ); биологические фильтры; аэротенки, илососы, метатенки (сооружения для очистки аэробным и анаэробным способом); вторичные отстойники, илоотделители и поля фильтрации (предназначены для полной биологической очистки стоков); биологические пруды (предназначаются для глубокой очистки стоков содержащих много органических веществ). При доочистке сточных вод применяется их нейтрализация и фильтрация. Дезинфекция или обеззараживание производится хлором (необходимо хлорное хозяйство) или электролизом (необходимо сооружение электролизных установок). Желающим подробно ознакомиться с устройством и принципом работы станции биологической очистки поможет просмотр видео
24 Биологическая очистка Водоснабжению уделяется много внимание. Обеспечение людей чистой и качественной водой — важная задача. Но, используя эту живительную жидкость в быту, любая семья создает большое количество сточных вод. Как подсчитано специалистами, в день человек использует (умывание, приготовление пищи, стирка) до 160 литров воды. Вся эта вода попадает в стоки. Для повторного использования должна быть проведена очистка. Если механические и другие методы извлечения примесей из грязных вод способны убрать только неорганические загрязнители, то биологическая методика очистки обеспечивает на выходе 100%-но чистую воду. Человечество, наблюдая за живой природой и изучая различные процессы, происходящие в ней, выработало ряд методик биологической очистки. В ее основе лежат принципы жизнедеятельности любого организма. В процессе питания любой организм расщепляет органику на элементарные составляющие, которые впоследствии становятся строительным материалом его тела. Когда человек поедает хлеб или мясо, его организм разлагает их на белки и аминокислоты. Эти вещества становятся кирпичиками для постройки клеток. И при этом выделяется необходимая организму энергия. Точно также поступают и бактерии, участвующие в очистке воды. Только объектами их питания становятся различные органические загрязнители сточной воды. Именно на этих процессах жизнедеятельности микроорганизмов и основывается биологическая очистка. Методы биологической очистки Существуют различные биологические методы очистки сточных вод. К ним относятся: биологические пруды; аэротенки; биофильтры. Аэротенки При биологической методике происходит за счет взаимодействия активного ила и механически очищенных сточных вод. Процесс их контакта происходит в емкостях, специальных гидротехнических сооружениях. Эти емкости, состоящие из двух или более секций, оборудованы системами аэрации. Активный ил содержит множество аэробных микроорганизмов. Если им создать благоприятные условия, то в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы будут выводить из сточных вод различные загрязнители, и тем самым будет происходить очистка. Ил представляет собой сложный биоценоз. В нем бактерии, которые при регулярном поступлении кислорода поглощают органические примеси, при этом происходит рост их численности. Находящиеся в том же активном иле различные черви, инфузории и коловратки, поедают размножившиеся бактерии. Популяция бактерии и охотников на них находится в равновесии. Поэтому биологическое очищение происходит непрерывно, главное, чтобы регулярно поступал свежий воздух. После завершения переработки органики, когда уровень биохимического потребления кислорода (БПК) снижается, вода поступает в следующие секции. В них начинают работать еще одни микроорганизмы — бактерии-нитрификаторы. Часть этих бактерий перерабатывает азот аммонийных солей, в результате получаются нитриты. Другие же, поедая нитриты, вырабатывают нитраты. Как только такая очистка заканчивается, вода поступает во вторичный отстойник. Здесь активный ил превращается в осадок, а очищенная вода поступает в водоемы. Биофильтры Наиболее распространенной, особенно среди владельцев индивидуальных застроек, является очистка с помощью биофильтра. Это относительно компактное устройство представляет собой резервуар со специальным загрузочным материалом. Биологическая методика очистки происходит с помощью все тех же микроорганизмов, находящихся в биофильтре в виде активной пленки. Биофильтры подразделяются на: имеющие капельную фильтрацию; двухступенчатые. Производительность биофильтров, имеющих капельную фильтрацию, весьма низкая. Но именно они, обеспечивают наибольшую степень очистки сточных вод. Второй тип биофильтров обладает высокой производительностью, при этом качество несильно отличается от капельной фильтрации. Независимо от типов таких фильтров, все они имеют схожую конструкцию. Биофильтры состоят из следующих составных частей: тело фильтра или фильтрующая нагрузка; специальное устройство для равномерного распределения сточных вод по телу фильтра; для удаления воды используется дренажная система; для доставки в фильтр воздуха применяется воздухораспределительная система. В первом случае части, помещенные в резервуар — это крупные неорганические фракции. В качестве таковых часто используются гравий, щебень, шлак, керамзит или пластик. В последнем случае без поступления достаточного количества кислорода биологический способ очистки не может быть проведена. Принцип работы биофильтра схож с процессом очистки с помощью аэротенки. Вначале с помощью механических фильтров и отстойника сточные воды избавляются от взвеси и крупных частиц. Затем вода поступает в тело биофильтра, где и происходит очистка. Бактерии, находящиеся на активной пленке, получают с водой питательные вещества. В процессе поедания органики, бактерии размножаются. В результате разросшаяся колония микроорганизмов очищает сточные воды от всей органики. Это процесс не может происходить без регулярного поступления кислорода. Поэтому чтобы очистка качественно превращала стоки в чистую воду, необходимо обеспечить регулярный приток свежего воздуха. Капельные биофильтры работают по схожей схеме. Разница лишь в том, что вода в тело фильтра поступает небольшими каплями или струйками. Вентиляция воздухом обеспечивается естественным путем за счет открытого пространства. Биологические пруды Такая очистка требует наличие открытых искусственных водоемов. В них происходят самоочистка сточных вод. Такой способ позволяет добиться наилучшего результата, чем при использовании искусственных методов. Для этого используют неглубокие пруды. Их глубина не должна превышать одного метра, что позволяет достичь наибольшего соприкосновения поверхности воды с воздухом и обеспечить достаточное поступление кислорода в водоем. К тому же большая площадь поверхности позволяет лучше прогреться воде, это также влияет на процессы жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в очищении. Наиболее эффективно биологическая очистка работает в теплое время года. Если температура воды понизится до 6 градусов, то процессы окисления приостановятся. В зимнее время очистка не происходит, так как микроорганизмы не способны питаться при минусовой температуре окружающей среды. Виды биологических прудов Биологические пруды можно разделить на три типа: рыбоводческие пруды или с разбавлением; многоступенчатые или пруды без разбавления; пруды, предназначенные для доочистки воды. При использовании прудов первого типа, сточные воды смешиваются в определенной пропорции с речной водой. Далее они направляются в пруды для биологического очищения. Такой процесс продолжается около двух недель, а поскольку стоки смешаны с речной водой, в таких прудах можно разводить рыбу. Если применяются многоступенчатые пруды, то сточные воды после отстоя направляются в водоем без разбавления. В таком варианте избавление воды от загрязнений происходит в течение 30 дней. За этот период вода перемещается через каскад из 4-5 прудов. Выгода такого метода в его стоимости. Очистка воды происходит естественным путем, а ее перемещение от водоема к водоему происходит самотеком. На самом нижнем пруду получается почти чистая вода. В таких водоемах можно заниматься рыбоводством, особенно хорошо разводятся здесь карповые рыбы. Биологическое очищение стоков обеспечивает получение почти 100%-й чистой воды. Такой метод применяют в большинстве очистительных сооружениях. Но сама по себе биологическая очистка не в состоянии самостоятельно справится со всеми загрязнителями. С неорганическими примесями в стоках лучше избавиться, предпринимая другие действия. Поэтому получить кристально чистую воду можно, только прибегнув к комбинации методов очистки