Специальные методы очистки сточных вод

погрузки и транспортирования  подсушенного осадка.

Для уборки и вывоза подсушенного осадка следует предусматривать механизмы, используемые на земляных работах.

Площадь иловых площадок следует проверять  на намораживание. Для намораживания  осадка допускается использование 80 % площади иловых площадок (остальные 20 % площади предназначаются для  использования во время весеннего таяния намороженного осадка). Площадь иловых площадок на намораживание равено:

F=66795·0,8=53436 м²;

Продолжительность периода намораживания  следует принимать равной числу  дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10 °С (см. черт. 3). Для Ростова на Дону продолжительность периода намораживания равен 50 дней.

F=366· 50/1,5=12200 м²;

Подачу иловой воды с иловых площадок следует предусматривать на очистные сооружения, при этом сооружения рассчитываются с уметом дополнительных загрязняющих веществ и количества иловой воды. Дополнительные количества загрязняющих веществ от иловой воды надлежит принимать: при сушке сброженных осадков - по взвешенным веществам 1000-2000 мг/л, по БПК_полн -1000-2000 мг/л (большие значения для площадок-уплотнителей, меньшие - для других типов иловых площадок)

 

 

 

 

 

 

 

7.5. Расчет газгольдера.

      Расчет газгольдера  сводится к определению суммарного  выхода газа. Он может быть  определен по формуле:

Объем газгольдеров равен:

Принимаем 2 газгольдера V=300 м³

 

В этом случае время пребывания в  нем будет равно:

 

8.        ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД

 

УФ-облучение в отличие от окислительных  технологий не меняет химический состав воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Поэтому УФ-облучение наиболее перспективный метод обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов.

Принимаем УФ установку ОДВ-1000А производительностью 1000 м³/ч

 

 

 

 

 

 

 

Применение  метода ультрафиолетового облучения  для обеззараживания сточных  вод

По данным ВОЗ до 80% заболеваний  передается водным путем и с ростом антропогенной нагрузки на окружающую среду актуальность возведения барьера на пути их распространения возрастает.

Основным источником микробного загрязнения  объектов водопользования, поверхностных  и морских вод, почвы, подземных  водоносных горизонтов, хозпитьевой  воды являются хозяйственно-бытовые  сточные воды. Для таких вод характерен высокий уровень микробного загрязнения на фоне значительной концентрации взвешенных и органических веществ. В сточных водах населенных пунктов обнаруживаются многие виды патогенных бактерий, вирусов и паразитов. Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, весьма различны и могут приводить к серьезным последствиям для здоровья человека. Средством предотвращения распространения инфекционных болезней и защиты поверхностных и подземных водоемов от заражения является обеззараживание сточных вод.

Современные станции очистки сточных  вод в значительной мере освобождают  воду не только от механических и химических загрязнений, но и от патогенной микрофлоры. Совершенствование систем очистки  позволяет в большей степени  снизить бактериальную загрязненность и повысить качество воды. Однако даже самые высокоэффективные очистные сооружения не обеспечивают дезинфекции стоков без специальных устройств обеззараживания.

Обеззараживание сточных вод УФ излучением

Неудовлетворенность традиционной технологией хлорирования привела к тому, что в конце 60-х и 70-х годах начались активные работы, направленные на поиски новых методов обеззараживания сточных вод.

В конце 70-х годов в ряде развитых стран Европы и Северной Америки  были созданы программы по развитию альтернативных хлорированию технологий обеззараживания природных и сточных вод (например, Программа Агентства защиты окружающей среды США в 1976-1984 г.г.). В результате работы по этим программам на основе серьезных достижений в области свето- и электротехники было создано оборудование по обеззараживанию природных и сточных вод ультрафиолетовым излучением, по своим технико-эксплуатационным показателям приемлемое для станций большой производительности. В нашей стране также велись аналогичные работы. Так, на Курьяновской станции аэрации в 1958-1959 г.г. проводились экспериментальные работы по выявлению эффективности ультрафиолетового излучения. К сожалению, из-за недостаточного опыта была неправильно определена требуемая доза, и, как следствие, была достигнута невысокая эффективность обеззараживания  — ~60-80%. На основании этих результатов был сделан вывод о недостаточной эффективности ультрафиолетового излучения для обеззараживания сточных вод, что привело к приостановке работ, направленных на разработку установок УФ обеззараживания сточных вод.

За рубежом ситуация складывалась более благоприятно. Количество внедренных систем ультрафиолетового облучения  для обеззараживания сточных  вод растет с каждым годом. В руководстве  по обеззараживанию сточных вод (США, 1996) приведены данные, что в Северной Америке в 1986 году только 50 очистных сооружений использовали системы ультрафиолетового обеззараживания (большинство с производительностью не более 158 м³/ч), в 1990 году уже было более 500 очистных сооружений (из них значительная часть с производительностью более 1580 м³/ч), а к моменту издания руководства более 1000 сооружений использовали данный метод обеззараживания. Уже в 1998 году сообщается, что в мире ультрафиолетовые системы действуют более чем на 2000 очистных сооружений для очистки сточных вод. Общий расход обрабатываемых УФ облучением сточных вод составляет более 1 млн. м³/ч. В 1998 г. сообщалось, что во Франции, начиная с 1994 г., УФ обеззараживание внедрено на 30 станциях, в Великобритании внедрено более чем на 100 станциях. Применение УФ облучения для обеззараживания не имеет ограничений по производительности сооружений — крупные УФ станции имеют производительность более 30000 м³/ч на сооружениях в г. Квебек (Канада), г. Миннеаполис (США).

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):

• УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;
• обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;
• в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;
• в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;
• время обеззараживания при УФ облучении составляет 1-10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;
• достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;
• для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования.
• отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;
• ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ;

Факторы, влияющие на эффективность обеззараживания  ультрафиолетовым излучением

Экологическое Предприятие «Очистные  сооружения» занимается разработкой  и внедрением ультрафиолетового  оборудования для обеззараживания  сточных вод. Накопленный опыт показал, что при попытке адаптирования  зарубежного опыта к условиям нашей страны возникает ряд проблем. В первую очередь это связанно с более строгими требованиями российских нормативов на микробиологические показатели сбрасываемых в водоемы сточных вод .Эти и другие сложности побудили нас вести независимые широкомасштабные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по определению и разработке основных принципов применения ультрафиолетового метода для обеззараживания сточных вод. В ходе этих работ кроме лабораторных проводились полевые исследования и опытно-промышленные испытания. Было проведено более 70 технологических обследований объектов по всей территории России, проведено около десятка долгосрочных опытно-промышленных испытаний, подготовлено более 50 проектных решений и накоплен большой опыт многолетней эксплуатации реальных комплексов УФ оборудования на различных очистных сооружениях. Проведённые работы позволили выявить основные факторы, влияющие на эффективность метода УФ обеззараживания. Известно, что бактерицидное действие ультрафиолетового излучения немонотонно зависит от длины волны и имеет максимум в области 250-260 нм. Наиболее оптимальными источниками излучения являются ртутные лампы низкого давления, излучающие на длине 253,7 нм. Кроме длины волны важной характеристикой является доза облучения  — D [мДж/см²], которая определяет степень обеззараживания в процессе облучения. Для лабораторных культур наблюдается строгая убывающая экспоненциальная зависимость выживших микроорганизмов от дозы облучения. Однако, непосредственные измерения, проведённые на реальных сточных водах, показали, что наблюдается отличие от экспоненциального закона убывания числа микроорганизмов. Так было обнаружено, что, начиная с некоторой пороговой концентрации, снижение числа микроорганизмов под воздействием ультрафиолетового облучения прекращается. Значение остаточной концентрации выходит на «плато». Характеристика, отражающая зависимость уменьшения концентрации микроорганизмов от дозы УФ облучения, называется кривой обеззараживания. Вид кривой обеззараживания для сточных вод в некотором приближении, в случае N₀>>N_p, можно представить формулой: N=N₀e^-kD+N_p, где N_p – концентрация микроорганизмов, достигаемая на «плато» кривой обеззараживания, k-коэффициент сопротивляемости микроорганизмов.

Значение концентрации микроорганизмов  на «плато» определяется предшествовавшей обеззараживанию технологии очистки стоков. Так, на рис.1 показаны кривые обеззараживания, полученные для стоков на ОСК г. Тольятти и на Зеленоградской станции аэрации. Эти кривые отражают экспериментальную зависимость для сточных вод, прошедших соответственно очистку и доочистку.

«Плато» кривой обеззараживания достигается  обычно при дозах облучения 20-30 мДж/см². Таким образом, для достижения максимальной эффективности обеззараживания требуется обеспечить в установках обеззараживания такую дозу облучения, при которой количество микроорганизмов после облучения будет определяться величиной N_p.

Отличие кривой обеззараживания для  реальных сточных вод от обеззараживания  лабораторных культур объясняется, во-первых, тем, что в естественных условиях микроорганизмы имеют очень широкий видовой состав и обладают различной степенью сопротивляемости. Во-вторых, взвешенные вещества, находящиеся в воде, экранируют микроорганизмы от излучения или, более того, содержат микроорганизмы внутри себя (связанные с частицами бактерии). К тому же микроорганизмы часто образуют конгломераты различной величины. Так как ультрофиолетовое излучение не всегда может проникнуть внутрь частиц или конгломерата, появляется часть не подвергающихся облучению бактерий. Известно, что аналогичный эффект наблюдается при применении любых технологий обеззараживания, например, хлорирования и озонирования. Величина Nр определяется главным образом количеством микроорганизмов, связанных с взвешенными веществами.

 
Рис. 1. Зависимость коли-индекса сточной воды от дозы УФ облучения. Кривая обеззараживания

В настоящее время в ходе исследований и промышленной эксплуатации ультрофиолетовых систем установлено, что основными  показателями, влияющими на эффективность  обеззараживания, являются содержание взвешенных веществ и коэффициент пропускания сточных вод на длине 254 нм.

Кроме концентрации взвешенных частиц необходимо учитывать функцию распределения  частиц по размеру (ФРЧР) в очищенных  сточных водах, подающихся на УФ обеззараживание. Влияние взвешенных веществ и ФРЧР сказывается в том, что с увеличением содержания взвешенных веществ и среднего размера частиц растет число бактерий, находящихся внутри и на поверхности частиц. Такие бактерии с трудом поддаются обеззараживанию любым дезинфектантом, так как доступ дезинфектанта внутрь частиц затруднен.

Как уже упоминалось выше, другим важным показателем является поглощение УФ излучения рядом растворенных в воде веществ. При этом интенсивность  излучения резко падает по мере проникновения луча в глубь жидкости. Ослабление интенсивности излучения описывается законом Бугера-Ламберта-Бера: I=I₀e^-ah , где I₀ – интенсивность ультрофиолетового излучения, падающего на поверхность воды, I — интенсивность на глубине h, a– коэффициент поглощения водой УФ излучения.