РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
КАЧЕСТВО ВОДЫ
До проектирования какого-либо сооружения инженеры должны
тщательно изучить требования, явления и процессы, с которыми
придется столкнуться проектировщикам. Причем оценка влияния
разных факторов должна быть не только качественной, но и
количественной.
В данном разделе приводятся исходные данные проектирования
с учетом требований к качеству воды. Кроме того, наложены данные
и методы расчета формирования качества природных вод. Основными
при этом являются требования к качеству воды с учетом нормативных
данных, определяемых разными потребителями. Особое внимание
уделяется качеству воды водных объектов, являющихся приемниками
сточных вод.
Отдельно приведены методы расчета для прогнозирования каче-
ства воды водных объектов, от которых зависит рациональное
использование воды. Даны методы расчета степени очистки сточных
вод по основным ингредиентам загрязненности исходя из нормативов
предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ в воде
водоемов.
ГЛАВА 1
СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ М СТОЧНЫХ ВОД
1.1. Показатели качестве веды
Природные, сточные и другие виды вод представляют собой
сложные системы, основу которых составляет химическое соединение,
имеющее простую формулу HiO- Молекула воды состоит из двух
атомов водорода н одного атома кислорода.
Примеси в природных и сточных водах могут быть во взвешенном,
коллоидном или растворенном состояниях, причем количество
отдельных примесей в воде оп редел нет ее свойства. Примеси во
взвешенном состоянии представляют собой нерастворимые в воде
суспензии и эмульсии. Они кинетически неустойчивы н находятся
во взвешенном состоянии вследствие гидродинамического воздействия
течения потока.

Примеси в коллоидном состоянии представляют собой гидрофоб
вые и гидрофильные органические и минеральные коллондиш
частицы. Коллоидные частицы могут быть природного или антрогн,
генного происхождения, как, например, нерастворимые форыи
гумусовых веществ, детергенты, вирусы и др., которые по своим
размерам близки к коллоидным примесям.
Концентрация отдельных примесей в воде определяет ее свойства,
т. е. качество воды. Различают показатели качества коды
физические, химические, биологические и бактериологические.
Физические показатели характеризуются как общесанитарные и
они могут быть следующие.
Взвешенные вещества содержатся в природных и сточных водах,
они могут быть минерального и органического происхождения. Эти
вещества характеризуют наличие в воде суспензированных частиц
песка, глины, ила, планктона и др. В зависимости от размеров
отдельных частиц и их плотности взвешенные вещества могут
выпадать в виде осадка, всплывать на поверхность воды или
оставаться во взвешенном состояннн.
Цветность воды (окраска) обусловлена присутствием в воде
гумусовых и дубильных веществ, жиров, органических кислот и
других органических соединений.
Запал а вкус воды могут быть естественными или искусственными.
Количественно запах н вкус воды оцениваются по пятибалльной
шкале: 0—никакого; I—очень слабый; 2—слабый; 3—заметный;
4—отчетливый; 5—очень сильный.
С плавающими веществами приходится встречаться при спуске
в водоемы сточных вод, содержащих нефть н нефтепродукты, пены
н др.
Химические показатели условно делят на пять групп; главные
■юны, растворенные газы, биогенные вещества, микроэлементы н
органические вещества.
Главные ионы. Наиболее распространенные в цриродных водах
анионы: ИССЬ" SO,2", СГ, СОТ, HSiO/ н катионы: Na*. Са1*,
Мс , К*, Fe . Содержание главных ионов в пресных водах
составляет 90 ... 95 % от общего солесодержаннв. В производственных
сточных водах их проявления могут быть очень разнообразны, это
ноны висмута, кобальта, никеля, мышьяка и других тяжелых
ыеталлоя.
Растааренные газы. Среди них определенное значение имеют
кислород, диоксид углерода, сероводород н др. Содержанке кислорода
в воде поверхностных водоемов определяется поступлением его из
воздуха и в результате фотосинтеза. В зимний период концентрация
кислорода в воде водоемов резко уменьшается из-за отсутствия
реаэрацнн н в связи с поступлением только подземных вод, почти
не содержащих кислорода. Растворимость кислорода в воде зависит
от температуры воды.

Диоксид углерода находится в воде как в растворенном виде,
так и в форме угольной кислоты. Основным источником диоксида
углерода в поверхностных водах являются биохимические процессы
распада органических веществ, а также он попадает в водоемы с
подземными водами. Концентрация диоксида углерода в воде зависит
от солесодержання, рН, температуры и др.
Сероводород в природных водах встречается органического
(продукт распада органических соединений) и неорганического
(растворение минеральных солей) происхождений. Наличие серово-
дорода в воде придает ей неприятный запах, способствует коррозии
металла и может вызвать зарастание трубопроводов.
Биогенные вещества. К этой группе относят соединения,
необходимые для жизнедеятельности водных организмов и образу-
ющиеся ими в процессе обмена веществ. Это, в первую очередь,
минеральные и органические соединения азота, а также
фосфора.
Органические формы азота представлены белками и продуктами
их распада и поступают они в водные объекты с очищенными
сточными водами. Неорганические соединения азота NH< , NOi",
NO3" могут образоваться при разложении азотсодержащих
органических соединении или же поступают в водоемы с атмосфер-
ными осадками, при вымывании удобрений нэ почвы. Промежуточной
формой окисления аммонийного азота в нитраты* N0] являются
нитриты NOi".
Важным биогенным элементом является фосфор. В природных
водах соединения фосфора присутствуют в небольших концентрациях
н оказывают существенное влияние на водную растительность.
Соединения железа (Ш содержатся в основном в подземных
водах. В поверхностных водах концентрация соединений железа
(III) незначительна вследствие полного гидролиза солей.
Микроэлементы. Это такие элементы, содержание которых
в воде составляет менее I мг/л. Микроэлементы в природных водах
могут находиться в виде ионов, молекул, коллоидных частиц,
взвеси, входить в сосгав минеральных н органических комплексов.
В питьевой воде важное гигиеническое значение имеют соединения
нода и фтора.
Органические вещества. В природных водах они бывают в виде
гумусовых соединений, которые образуются при разложении
растительных остатков. Органические примеси сточных вод вследствие
их многообразия, сложности и трудности анализа непосредственно
не определяются.
Для характеристики степени загрязнений воды органическими
соединениями применяют такие косвенные методы, как окнеляемостъ
воды и биохимическое потребление кислорода.
Окисляемость воды — это количество кислорода, необходимое для
окисления примесей в данном объеме мг Oi/л. В зависимости от
применяемого окислителя различают пермаиганатную и биохромат-

ную окисляемость. Ила оценки содержания органических веществ
в сточной воде, особенно если она представляет собой смесь бытовых
и производственных- вод, определяют химическое потребление кисло-
рода (ХПК).
Степень загрязнения воды органическими соединениями выража-
ется количеством кислорода, необходимым для их окисления
микроорганизмами в аэробных условиях, и носит название
биохимической потребности в кислороде (ВПК). Полным БПК
считается количество кислорода, требуемое для окисления
органических веществ до начала процессов ннтрифнкацнн (БПКщ,,,).
В лабораторных исследованиях наряду с полным БПК определяется
биохимическая потребность в кислороде в течение 5 сут — БПК].
Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производст-
венных) иногда считается, что за полную биохимическую потребность
в кислороде можно принять БПК». Количество кислорода, расходу-
емое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при
определении БПК не учитывается. Разность между ХПК и БПК
характеризуется наличием примесей, не окисляющихся
биохимическим путем, и количеством органических веществ, идущих
на построение клеток микроорганизмов.
Активная реакция воды является показателем щелочности или
кислотности, количественно она характеризуется концентрацией
водородных нонов. Для нейтральной воды рН - 7, для кислой —
меньше 7 и для щелочной — больше 7. Активная реакция природных
вод обычно варьируется в пределах 6,5... 8,5, рН сточных вод
колеблется в больших пределах в зависимости от происхождения.
Биологические показатели качества воды главным образом
относятся к природным водам. Основные из них гидробнонты и
гидрофлора. Гидробнонты подразделяются на планктон — обитатели,
пребывающие в толще воды от дна до поверхности; henios —
обитатели, находящиеся на дне водоема, neision — организмы,
населяющие поверхностную пленку воды.
Гидрофлора водных объектов определяется макро- и микрофитамн.
К первым относится высшая водная растительность, а ко вторым —
водоросли.
При отмирании и разложении макрофнтов вода обогащается
органическими веществами, ухудшая органолептнческие показатели
качества воды.
Микрофиты не только поглощают углекислоту, но и продуцируют
кислород.
Бактериологические показатели качества воды характеризуют
безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микро-
организмов.
Важным бактериологическим показателем является содержание
бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды, которое определяет
величину коли-индекса. Наименьший объем воды (в мл), прихо-
дящийся на одну кишечную палочку, называют колн-тнтром.

1.2. Свойства природных вад
Под качеством природной поды следует понимать совокупность
ее свойств, обусловленных концентрацией содержащие! в воде
примесей. Природные воды представляют собой сложные системы,
содержащие растворенные вещества в виде ионов и молекул,
минеральные и органические соединенна в форме коллоидов,
суспензий и эмульсий. Формирование состава природных вод
происходит в результате взаимодействия воды с окружающей средой.
При этом протекают такие процессы, как растворение соединений,
химическое взаимодействие веществ с водой, биохимические реакции.
На формирование состава природных вод заметно влияет практиче-
ская деятельность человека.
При оценке качества природной воды с точки зрения
возможности ее обработки имеет значение не только природа веществ,
ио и их физико-химическое состояние. Л. А. Кульскнм предложена
классификация примесей воды, согласно которой они разделены
на четыре группы.
К первой группе примесей относятся взвешенные вещества:
суспензии и эмульсии, средний размер частиц которык составляет
10" ... 10 см. В совокупности эти примеси- обусловливают
мутность воды. Представление о состане примесей можно получить
на основе химического, гидробиологического и бактериологического
анализов.
К второй группе относится коллоидно-растворенные примеси и
высокомолекулярные органические соединения с размерами 10" ...10'
см. К примесям относятся минеральные и органомнясральные частицы
почв, коллоидные соединения железа н гумус, образующийся в
результате химического н биохимического разложения растительных
остатков непосредственно в водоеме. Наличие коллоидных примесей
увеличивает мутность воды.
Третью группу примесей составляют молекулярно растворенные
вещества с размером частиц 10 ... Ю" см. Растворенные газы,
главным образом кислород и углекислый газ, практически всегда
содержатся в природной воде. В загрязненных источниках может
присутствовать сероводород. В связи с невозможностью индивидуаль-
ного аналитического определения всех присутствующих в воде
органических соединений прибегают к суммарной оценке их содер-
жания при помощи окислясмостн воды.
Четвертая группа примесей представлена веществами, диссо-
циирующими в воде на ноны, со степенью дисперсности менее 10"
см. Это главным образом соли, концентрация которых определяет
степень минерализации воды. Общее содержание солей в воде
приближенно оценивают по величине плотного остатка. Более полное
представление о составе примесей этой группы даст изучение ионного
состава воды. Для большинства природных вод общее солесодержание
достаточно точно определяется катионами н аннонами. Если вода
электронейтральна, то суммы концентраций катионов и анионов,

выраженные в мг.экв/л, равны. Ионный состав воды обусловливает
один из важнейших показателей ее качества — щелочность.
При более высоких значениях рН бнкарбанатиая щелочность
постепенно уменьшается при одновременном увеличении карбонатной
щелочности.
Определенное влияние на свойства воды оказывают соединения
угольной кислоты. Вместе с ионами кальцин они образуют карбо-
иатпо-кальцневую систему равновесий. Вода при этом стабильна, так
как не происходит ни выпадения карбонатов, ни их дополнительного
растворения, Избыток С02 сверх равновесной концентрации называ-
ется агрессивной углекислотой,и контакт такой воды с бетоном
приводит к вымыванию из него карбоната кальцин. Недостаток COi
аа сравнению с равновесной концентрацией приводит к дополнитель-
ному образованию и выпадению в осадок малорастворимого
карбоната кальция. Стабильность воды может быть оценена
экспериментально.
1.Э. Охрана источников воды от эагразивнмя
Поверхностные воды считаются загрязненными, если нк состав
или свойства изменились под прямым или косвенным влиянием
деятельности населения и они стали в результате этого непригодными
для одного или нескольких видов водопользования. Критерием
загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие
изменения ее органолептическнх свойств и появления вредных
веществ. Степень пригодности состава и свойств поверхностных вод
изложена в § 2.4.
Условия спуска сточных вод в водоемы определяются с учетом:
степени возможного смешения и разбавления сточных вод с водой
водоема на пути от места выпуска сточных вод до створа
водопользования, методика определения которой приведена в гл. 3;
существующего уровня загрязнения водоемов до места проектируемо-
го сброса сточных вод.
Запрещается спускать в водные объекты сточные воды, которые
могут быть устранены путем рациональной технологии и максималь-
ного использования в оборотной системе водоснабжения. Запрещается
также спускать воды, содержащие ценные отходы, и воды, содер-
жащие производственное сырье, реагенты, полупродукты или конеч-
ные продукты производства. Бытовые и производственные
сточные воды, которые с учетом местных условий и состава стоков
могут быть использованы для орошения, нельзя спускать в водные
объекты.
Требования к условиям спуска сточных вод в водоемы распро-
страняются на существующие выпуски всех видов производственных
и бытовых сточных вод, а также на все проектируемые выпуски
сточных вод вновь строящихся, реконструируемых и расширяемых
9

предприятий, на все проектируемые выпуски стачных вод ка-
нализации населенных мест.
Одним из основных документов законодательства является Закон
Российской Советской Федеративной социалистической республики
об охране окружающей природной среды от 19.12.91 г. № 2060-1,
где содержатся обязательные для всех министерств, ведомств, органов,
а также граждан принципиальные положения о порядке использо-
вания и охраны всех водных объектов. Этот закон обладает высшей
юридической силой по сравнению с другими законами, положениями
и актами.
В «Санитарных правилах н нормах охраны поверхностных вод
от загрязнения» предусматривается предупреждение загрязнения
открытых водоемов, используемых для хозяйственно-питьевого водо-
снабжения, культурно-бытовых нужд населения и хозяйственных
целей.
1.4, Состав с i очных вод
Сточная вода — это вода, где загрязнение изменяет первоначаль-
ный химический состав воды или се физические свойства. К сточным
относят также загрязненные воды атмосферных осадков н воду от
поливки улиц. Так называемая условно чистая вода (от охлаждения
машин и др.) часто удаляется непосредственно в водоем или
возвращается для повторного использования.
Сточные воды дел яте в на бытовые, производственные и ливневые.
Они отличаются друг от друга своим происхождением, составом и
биологической активностью. В настоящее время бытовые воды в
чистом виде практически не встречаются, за исключением случаев
канализования небольших населенных мест и объектов. Сточные
волы представляют собой сложные гетерогенные системы загрязня-
ющих веществ, которые могут находиться в растворенном, кол-
лоидном и нерастворе ином состояниях. Всегда присутствуют как
органические, так н неорганические компоненты загрязнений.
Бытовые сточные воды образуются в результате практической
деятельности и жизнедеятельности людей. Концентрацию загрязня-
ющих веществ бытовых сточных вод определяют исходя из удельного
водоотведсния на одного жителя:
S^lWOa/i/. (1-1)
me 5 — концентрация загрязняющего вещества, мг/л; а — количество
загрязнений, приходящееся на одного жителя, г/сут; q — норма
водоотведсния на одного жителя, л/сут.
Значения а приведены в табл. 1.1. При сбросе бытовых сточных
вод промышленных предприятий в канализацию населенного пункта
количество загрязняющих веществ от эксплуатационного персонала
дополнительно не учитывается.

В составе концентрации загрязняющих веществ в сточных водах
необходимо учитывать их содержание в исходной водопроводной воде,
а также загрязняющие вещества от сооружений по обработке осадков
сточных вол и т. п.
В сточных водах содержатся примеси минерального и органиче-
ского происхождения. Можно принять, что минеральные загрязнения
■ бытовых сточных вода к в виде нерастворимого вещества — 5 %,
суспензии—5, коллоиды—2 и растворенные вещества—30%. Для
органических веществ эти проценты соответственно следующие:
нерастворимые —15 %, суспензии—15, коллоиды—8 н растворимые
—20 %. Минеральные соединенна представлены солями аммония,
фосфатами, хлоридами, гидрокарбонатами н другими соединениями.
Бытовые сточные воды имеют обычно слабощелочную реакцию среды
(рН-7,2 ...7,8).
Таблица I-1- Количество игрязненнй на одного жителя
По..-™,
Взвешенные вещества
БПКполн не осветлен пай жидкости
БПКпояи осветленной ж нл к ости
Азот аммонийных солей
фосфаты (в расчете на PiOst
■ той числе от моющих вещесп
Хлориды
Поверхностно-активные вещества (ПАЯ)
а.г/сут
65
73
40
в
3.3
1.6
9
2.5
Органические вещества бытовых сточных вод можно разделить
иа дне группы: бсзазотнстые и азотсодержащие вещества. Основная
часть безазотистых органических веществ представлена углеводами
и жирами. Азотсодержащие органические соединения представлены
белками и продуктами нк гидролиза. Особую форму примеси бытовых
сточных вод представляют микроорганизмы. Иногда могут присутст-
вовать болезнетворные формы микроорганизмов (бактерии или
вирусы).
Состав производственных сточных вод зависит от характера
производственного процесса я отличается большим разнообразием. В
зависимости от состава примесей н специфичности их действия на
водные объекты сточные воды могут быть разделены на следующие
группы:
1. Воды, содержащие неорганические примеси со специ-
фическими токсичными свойствами. Сюда входят стоки металлургии,
гальванических цехов н др. Они могут вызвать изменение рН воды
водоемов. Соли тяжелых металлов являются токсичными по отно-
шению к водным организмам.
2. Воды, в которых неорганические прнмеси не обладают
токсичным действием. К этой группе относятся сточные воды

рудообогатителъных фабрик, цементных заводов ■ др. Примеси такою
тал вакадятсч во взвешенно»* состоянии. Для водоема особой
опасности эти мды ее представляют.
3. Воды, содержащие нетоксичные органические вещества. Сюда
входят сточные воды предприятий пищевой промышленности. При
попадайин их в водоем возрастает окясляеыость, ВПК, снижается
концентрация растворенного кислорода.
4. Воды, содержащие органические вещества со специфическими
токсичными свойствами. К этой группе относятся сточные воды
предприятий органического синтеза, нефтеперерабатывающих
предприятий и др.
Кроме показателей общего содержания таких органических
веществ, как ХПК, ВПК, нефтепродукты, для оценки состава
производственны)! сточных вод определяют химическими анализами
концентрацию индивидуальных примесей.
Для ориещнровочной оценки производственных сточных вод
приводим ниже некоторые данные о составе этих вод. Воды
машиностроительных заводов загрязнены Нефтепродуктами, мине-
ральными взвешенными веществами, неорганическими кислотами,
цианидами. В состав воды входят медь, марганец, хром, цинк, кадмий
и другие исшества.
В составе валы нефтеперерабатывающих предприятий могут
быть нефтепродукты, жиры, минеральные взвеси, хлориды,
сулираты и др.
Сточная вода заводов синтетической химии содержит
органические взвеси, хлориды, сульфаты, ПАВ, фенолы, ацетон,
бутанол, днбутнлфтзлат, уксусную кислоту н формальдегид.
Концентрация загрязняющих веществ зависит от технология
производства н в каждом конкретном случае определяется специаль-
ными исследованиями.
Степень загрязнения дождевых вод зависит от многих факторов,
в том числе от общей санитарной обстановки населенного пункта.
Принятая технология сухой уборки улиц не обеспечивает полного
удаления загрязнений. Мусор с просажен части дорог содержит
значительное количество органики, биогенов, нефтепродуктов, солей
тяжелых металлов.
Загрязненность дождевого стока зависит от его расхода. При
расходе менее 25 л/с-га сточные воды практически не смывают
загрязнений и поэтому загрязненность ик минимальна. По мере
увеличения расхода стока в нем растут концентраций взвешенных
веществ, фосфора и азота, достигая максимума непосредственно перед
пиком дождя. Через 30... 60 мин после начала дождя они
стабилизируются н остаются практически постоянными до конца
дожди. При повторном дожде наблюдается повторный пнк загряз-
нений, хотя и значительно меньший, чем во время первого. Кривая
линия, характеризующая вынос загрязнений во время дождя, подобна
гидрографу стока. Основная часть загрязненных дождевых вод
поступает в канализацию в начале дождя.

Максимальные величины ВПК воды наблюдаются в летние
месяцы, а осенью они снижаются почти в 2 раза. Для биогенных
веществ характерен пик ранней весной и второй пик наблюдается
осенью после листопада.
Некоторые качественные характеристики городского поверхност-
ного стока приведены в табл. 1.2. Загрязненность талых вод в первую
очередь зависит от режима та алия снега. В ряде случаев при
использовании поваренной соли во время гололеда талые воды
содержат значительное количество хлоридов.
Табяга^г 1.2. К лестве-мшя мрэггеристлы городского поиердлосшого спжа
Пок*11клн
рН
Взвешенные нщесш
XIIK иефмльтромняоА вод"
ХПК фильтрованной яоды
BflKj
ВТК™™
Эфнрооастворнмые
Лапт аммонийный
Азот общий
Нитраты
Нитриты
Фосфор общий
СрадшИ EOHI
дождеив
7.75
1230
470
40.7
26
61
63
2
4.4
0.08
0.08
1,08
ест* в паи- иг/я
TUM!
8.15
1WS
562
—
150
но
—
14
34
—
0.36
—
шпш
7,75
700
400
—
—
~
100
5,2
—
0.6
0.3
0,1
Качество я состав поверхностного стока с городской территории
зависят от целого ряда трудно учитываемых и трудно прогнозируемых
факторов. Большое разнообразие местных условий делает
практически невозможным получение усредненных показателей
качества поверхностного стока в целом. Приведенные в табл. 1.3
данные о загрязненности дождевых вод с территории промышленных
предприятий весьма приближенные. Удельный вес отдельны к пока-
зателей в этом стоке определяется прежде всего видом производства.
Высокие концентрации взвешенных веществ (А...6 г/л) характерны
для металлургических заводов, предприятий строительных ма-
териалов, горнообогатительных комбинатов. Максимальные концент-
рации органических загрязнений наблюдаются в стоке с территорий
предприятий пищевой и легкой промышленности.
В поверхностном стоке с золоотвалов ТЭЦ, со складов сырья
деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных комбинатов содер-
жатся летучие и нелетучие фенолы.
В системе дождевой канализации должна быть обеспечена
очистка наиболее загрязненной части поверхностного стока, обра-
13

Таблица J.3. Степень элгразненнв поверхностны! вод с некоторых
ыравтерных территорий
Характерные территории
Жилые кварталы и микрорайоны
Территории промышленных пред-
приятий н сооружений с повышенной
загрязненностью, расположенные ■ нн-
Площвдн и улицы, с которых уборкв
осуществи в етсв машинами с пнев-
матическим мбором мусор* в «у job
Автомагистрали с интенсивным
движением грузового транспорта
Концентрацн! мгрванвющих веществ в водах,
нг/л
Вэае шейные
„ож«-
250
2000
200
1300
талых
3500
45О0
2500
2700
моеч-
200
2000
20
1300
Эфирорв створимые
дожде -
35
250
30
60
талы*
40
70
45
65
"нТ
75
150
75
100
зующегося в период выпадения дождей, таяния снег» к мойки
дорожных покрытий. Очистке подлежит не менее 70 % годового
стока для селитебных территорий к площадок предприятий.
.ГЛАВА 2
ТРСЬОВДНИЯ N КАЧЕСТВУ ЮДЫ
2.1. Хозяйственно-пмтьмая вода
Качество воды, подаваемой на хоэяйстаенно-пнтьевые нужды,
должно ссответстьовать требованиям ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая.
Гигиенические требования и контроль за качеством».
Безвредность химического состава воды характеризуется токсико-
логическими показателями ее качества, определяемыми наличием в
воде веществ, имеющихся обычно в природных водах, а также
появляющихся в результате загрязнения источников воды. Требо-
вания к показателям химического состава приведены в табл. 2.1.
Показатели химического состава воды, влияющие на ее органо-
лептнческие свойства, не должны превышать нормативов, представ-
ленных в табл. 2.2.
В отдельных случаях по согласованию с органами санитарного
надзора для водопровода, подающего воду без соответствующей
обработки, допускается содержание железа до 1,0 мг/л (при
отсутствии станции обезжелезнвания); жесткости обшей до 10
ммоль/л; содержание марганца до 0,5 мг/л и сухого остатка
до 1500 мг/л.

Органолептические свойства воды должны соответствовать сле-
дующим требованиям: запах при 20 С при нагревании до 60°С — не
более 2 баллов; вкус и привкус при 20°С — не более 2 баллов;
цветность — не более 20°; мутность по стандартной шкале — не более
\,5 мг/л.
Таблица 2.1. Требоивиа химического сосгам кодыкозайсткнио-митьевого
ныкачеинв
Погяитель. мг/л
ijnoj-нний остаточный
КГ
Бериллий Be
Молибден Но
Мышьяк As
Нитраты NOi
Полив к рилам ил остаточ-
ный
Норматив.
не более
0.3
0,002
0.25
0.05
43.0
2.0
Показатель, «г/л
Саинец РЬ
Стронций Sr
районов:
1.(1
III
IV
Норматив.
не более
0,03
7.0
1.5
1.2
0.7
По согласованию с органами санитарного надзора допускается
увеличение цветности воды до 35° платинокобальтовой шкалы и
мутности (в паводковый период) до 2 мг/л.
Таблица 2.2. Показатели «нмического состава иды, алкающие на ее оргвно-
леггтнческие свойства
Показатель
Водородный показатель рН
Железо Fe, мг/л
Жесткость обща». мг-
эи/л (ммоль/л)
Марганец Мп, мг/л
Медь Си, мг/л
Норматив,
не более
6.0 ...4,0
0.3
7,0
0.1
1.0
По* еда тел ь
Полифосфаты остаточные.
Сульфаты SO t, мг/л
Сукой остаток, мг/л
Хлориды С\~, мг/л
Цинк Та, мг/л
Норматив,
3,5
500,0
1000,0
350.0
5.0
Остаточная концентрация обеззараживающих реагентов — хлора
к озона—должна находиться в пределах, указанных в табл. 2.3.
Таблица 2.1. Остаточная концентрация обеззараживающих реагентов
Обезаа раж икающий реагент
Свободный
связанный
Озон
Концснтрацик. мг/л
0.3.. .0.5
0.8...1,2
0.1 ...0.3
Время юктвкта воды с
обеззараживающим
реагентом, мин. не менее
30
60
12

Микробиологические показатели качества питьевой воды должны
соответствовать следующим требованиям: число микроорганизмов в
1 мг воды — не более 100; число бактерий группы кишечных палочек
в I л воды (колн-индскс1 — не более 3.
Отдельные производства пищевой промышленности помимо реко-
мендации ГОСТ 2874—82 предъявляют к воде дополнительные
требования.
XI. Твямичсскм юд1
Количество воды, подаваемой на производственные нужды,
должно соответствовать технологическим требованиям с учетом его
влияния на выпускаемую продукцию и обеспеченна надлежащих
санитарно-гигиенических условий для обслуживающего персонала.
Основные требования к охлаждающей воде: достаточно низкая
температура, малая карбонатная жесткость, предельно малые кон-
центрации ионов железа и сероводорода. Ограничения, связанные с
устранимой жесткостью, вызваны возможным переходом гидрокарбо-
натов кальция и магния при нагревании в карбонаты, отлагающиеся
на стенках теплообменной аппаратуры.
Соединения железа, сероводород усиливают коррозию железа ч
воде и вызывают образование обрастаний на внутренних поверхностях
труб. Поэтому соединения железа в охлаждающей воде не должны
превышать 0,1 мг/л, а сероводорода —0,5 мг/л. Карбонатная жест-
кость допускается до 2,8 мг-экв/л.
Обычно качество аоды, используемой для охлаждения, при
котором не происходит в холодильных аппаратах зарастания живого
сечения и не возникает коррозии, должно определяться для
конкретных условий специальным расчетом с учетом всех вышеприве-
денных факторов.
Более строгие требования предъявляются к воде, идущей для
питания паровых котлов. Природная вода для этой цели непригодна
н поэтому се обязательно подвергают специальной обработке.
Основные требования: предельно малые значения общей жесткости,
растворенного кислорода, минимальное солесодержанис, отсутствие
взвешенных веществ и соединений кремния. Ориентировочные
требования к качеству воды составляют для котлов высокого
давления: жесткость — до 0,010 мг-экв/л; концентрации кремниевой
кислоты — до 0,03 мг/л; железа — до 0,1 мг/л," растворенного кисло-
рода — до 0,03 мг/л; содержание масел—до 0,5 мг/л н т. д. Все
эти показатели зависят от вида топлива, давления, конструкции
котлов и др.
Строгие требование предъявляются к воде в некоторых отраслях
химической и радиоэлектронной промышленности, когда вода входит
в контакт непосредственно с продуктом, на качество которого могут
вредно влиять даже небольшие содержания примесей.
16

Вода, используемая для пригато&леиия бетона н цементного
раствора, должна иметь сухой остаток до 5000 мг/л, рН>4.
Содержание сульфатов ао избежание сульфатной коррозии бетона
не должно превышать 2700 мг/л.
U. Сточная «ода
При спуске в водные объекты. Количество сточных вод,
выпускаемых в водные объекты, определяется при помощи предельно
допустимого сброса (ПДС). Под ПДС понимается масса вещества
а сточных водах, максимальна допустимая к отведению с установ-
ленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени
с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
ПДС устанавливается с учетом предельно допустимых концентраций
(ПДК) веществ в местах водопользования (см. § 2.4),
ассимилирующей способности водного объекта и оптимального
распределения массы сбрасываемых веществ между водопользовате-
лями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе нескольких веществ
с одинаковыми лимитирующими показателями вредности ПДС
устава вливается так, чтобы с учетом примесей, поступивших в водоем
или водоток от выше расположенных выпусков, сумма отношений
концентрации каждого вещества в водном объекте к соответству-
ющим ПДК не должна превышать единицы (эта методика приведена
в в 2.4).
Для каждого конкретного случая при установлении лимита
отведение сточных вод в водный объект и для прогнозирование
степени загрязнения водного объекта ниже по течению проектируемо-
го выпуска расчет величины ПДС производится на основе
уравнения баланса, учитывающего фоновую концентрацию, гидро-
логические, гидравлические и гидродинамические особенности водного
объекта.
Проекты ПДС разрабатываются и утверждаются для предприятии,
учреждений и организаций, имеющих или проектирующих самосто-
ятельные выпуски сточных вод в водные объекты в целях соблюдения
ПДК в контрольных створах водопользования.
Расчет ПДС производится по наибольшим среднечасовым расхо-
дам сточных вод q (в м /ч) фактического периода спуска сточных
вод. Концентрация загрязнений S'„ выражается в мг/л <г/м"), й
ПДС — в г/ч.
ПДС с учетом требований к составу и свойствам воды в водных
объектах определяется для всех категории водопользования как
произведение
ПДС-«5*„. (2.1)
Необходимо подчеркнуть обязательное требование сброса массы
вещества, соответствующей ПДС с расходом сточной воды q,
принятой для расчета по формуле (2.1). Уменьшение расхода q при
17

сохранении величины ПДС будет приводить к концентрации вещества
в сточной воде, превышающей £'„, что недопустимо.
Концентрация £'„, необходимая для расчета ПДС по
формуле (2.1). при сбросе сточных вод в черте города (населенного
пункта) принимается по величине не более предельно допустимой
концентрации, соответствующей требованиям, установленным к
составу и свойствам воды водных объектов в местах водопользо*
влииа. В других случаях S'n определяется по методам, изложенным
в гл. 3.
Исходя из вышеприведенной методики требуемая степень очистки
стачных вод по рассматриваемому показателю загрязнения опреде-
ляется как
5^-ПДС
Serf
100, | (2.
где Scr— концентрация загрязняющего вещества до очистки, т. е.
концентрация вещества в свежен сточной жидкости.
Если, например, S„<S'ci, то очистка сточных вод не требуется.
Разница между концентрациями £'„ — ПДК определяется влиянием
процессов разбавления и самоочищения (см. гл. 3).
При поступлении на очистные сооружении. Промышленные
сточные воды, прошедшие локальные очистные сооружения, и
бытовые сточные воды в большинстве случаев поступают для
совместной очистки на сооружения биологической очистки городских
канализаций.
На крупных промышленных предприятиях обычно образуются
сточные воды различного качества, для отвода которых строится
несколько канализационных систем. Каждая система может иметь
свои локальные очистные сооружения. При выборе схемы локальных
очистных сооружений следует иметь в виду, что концентрация смеси
загрязняющих веществ, поступающих в канализацию с производст-
венными и хозяйственно-бытовыми водами, не должна превышать
концентраций, допустимых для сооружении биологической очистки.
Допустимая остаточная концентрация загрязнений в производствен-
ных сточных водах после локальной очистки должна определяться
с учетом концентрации этого вида загрязнения в бытовых сточных
водах (илн сточных водах других промышленных предприятий).
Остаточная концентрация загрязнений, мг/л, в производственных
сточных водах может быть определена по формуле
где Сор — расход городских сточных вод; Q„„—суммарный расход
производственных сточных вод; Sew, — концентрация загрязнения в
бытовых сточных водах; S™ — концентрации загрязняющего вещества
в смеси производственных н бытовых сточных вод.
18

Последняя величина определяется, мг/л:
где S'ct — допустимая концентрация загрязняющего вещества в
очищенных городских сточных водах; А — эффективность уда-
ления загрязняющих веществ на очистных сооружениях города, %
(табл. 2.4).
Таблица 2. * Исходные ленные дл* расчета по формулам (2.3Ь и (2.4)
Вещество
Алюминий
Железа
Жнры
Кадмий
Никель
Цинк
Мышьяк
Свинец
Кобальт
Зффс к тк яность
удаления на
очистных ссору-
ження. Л, %
-
№
70
60
SO
50
45
80
70
50
50
50
Концентра имя,
максимально до-
пустимая для
биологической
ОЧИСТКИ Sba. мг/л
5
5
50
0.1
0.5
0.5
15
2,6
1.0
0.1
0,1
1.0
Возможная концент-
рация ■ бытовых сточ-
ных ujui Збьгг, мг/л
0.5
i ...г
30.-50
0,01 ...0,03
—
—
0.02 .0.3
—
—
-
Если в результате расчета окажется, что 5См>5бо< где 5во-
накснмально допустимая концентрация для биологической
очистки, то следует пересчитать S'„ из формулы (2.4), приняв,
что Stu - 5&,.
Допустимая концентрация загрязняющих веществ в очищенных
городских сточных водах Д'„ определяется, учитывая ПДК в
конрольном створе водного объекта, а также процессы разбавления
и самоочищения (см. гл. 3).
В системы канализации города могут быть приняты производст-
венные сточные воды, которые не вызывают нарушения в работе
канализационных сетей н сооружений, обеспечивают безопасность их
эксплуатации и могут быть очищены совместно со сточными водами
города.
Запрещается сбрасывать вещества, оказывающие разрушающее
действие иа материал труб и элементы сооружений канализации, а
также вещества в концентрациях, препятствующих биологической
очистке сточных вод. Также запрещается сбрасывать в систему
канализации нерастворимые масла, смолы н мазут, биологические

трудно окисляемые органические вещества, минеральные вещества,
взвешенные ■ всплывающие вещества в концентрациях, превыша-
ющих 500 мг/л; вещества, для которых не установлены ПДК в воде
водных объектов (см. 5 2.4).
Категорически запрещается сбрасывать в системы канализации
кислоты, горючие примеси, токсичные и растворенные газообразные
вещества, способные образовать в системах токсичные газы н другие
взрывоопасные и токсичные смеси. Запрещается также сбрасывать в
канализационную сеть города производственные сточные воды,
имеющие температуру свыше 40йС, рН ниже 6,5 или выше 9, ХПК
выше БПК; более чем в 2,3 раза или БПКщ. более чем в 1,5 раза;
концентрированные маточные и кубовые растворы; строительный в
бытовой мусор.
При расчете допустимых концентраций загрязняющих веществ в
производственных сточных водах, принимаемых в систему ка-
нализации города, следует руководствоваться следующими требо-
ваниями:
а) допустимое содержание органических веществ, оцениваемых
по БПК), должно определяться расчетом. При этом БПК производ-
ственных сточных вод не должна вести к превышению ВПК
поступающих на очистные сооружения городских сточных вод,
принятой при проектировании этих сооружений;
б) допустимые концентрации загрязняющих веществ, уда-
ляемых на очистных сооружениях города, должны определяться
с учетом условий сброса очищенных сточных вод в водный
объект (си. гл. 3).
2-4. Качество мды водных объектов
Оправа водных объектов направлена на обеспечение потребностей
в воде и защиту интересов всех отраслей народного хозяйства и
культуры, заинтересованных в охране поверхностных вод от
загрязнения при условии преимущественного удовлетворения литье-
вых и бытовых нужд населения. При условии приоритета удовлет-
ворения нужд населения в воде подлежат учету требования любой
отрасли народного хозяйства н культуры. При решении вопроса об
отведении сточных вод в водный объект н о мерах по его охране
от загрязнения следует исходить нз степени его загрязненности -
водности, к ото ран может создаться или создается у ближайшего
расчетного или контрольного пункта (створа) водопользования н
далее от источника поступления сточных вод в случае рыбохозяй-
ственного водопользования.
В качестве мзештаба для оценки допустимой степени снижения
качества поверхностных вод служат требование к составу и свойствам
воды н предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ в воде
водных объектов в соответствии с видом ьодонользоваиня (питьевого,
культурно-бытового, рыбохозяйственного и др.). Водные объекты
20

!
ряедует считать загрязненными, если в расчетном пункте (створе)
ве соблюдаются установленные для данного вида водопользования
требования к составу и свойствам воды н нормативы ПДК,
приведенные в «Санитарных правилах и норнах охраны
поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (именуемые
■ дальнейшем Правилами).
Действующие в настоящее время Правела служат для предуп-
реждения н устранения сушествуюшего загрязнения сточными водами
внутренних водных объектов, таких, как реки, ручья, водо-
хранилища, озера, пруды н искусственные каналы, используемых
дяя хозяйствен но-питьевого водоснабжения и культурно-бытовых
нужд населения, для рыбохозянствешшх и других целей. В этом
jpryменте заложены дифференцированные требовании для каждого
вида водопользования. В случае одновременного использования воды
водного объекта для различных нужд народного хозяйства следует
■сходить из более жестких требований в ряду одноименных
нормативов качества воды.
При использовании Правил следует иметь в виду, что все
вриведенные в списках загрязняющие вещества подразделены на три
группы: по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ), соот-
ветственно характеру их воздействия на организм человека в
ввутриводоемные биологические процессы. Разделяют обще-
Санитарный, санитарно-токснкологическнй и органолептическчй
показатели.
В настоящее время принято, что качество воды водного объекта
достигает границы экологического сдвига, если содержание загряз-
няющих веществ в ней равно одной дозе. Для одного определенного
вещества эта доза соответствует предельно допустимой концент-
рации (ПДК). Для нескольких веществ одного ЛПВ одна доза
соответствует
£ ЗД1ДК/<1. (2-5)
где S, — средняя концентрация одного (-го вещества в воде водного
объекта; ПДК| — предельно допустимая концентрация того же
вещества; m — общее количество веществ данной группы ЛПВ,
находящихся в аоде исследуемого водного объекта.
Химический состав воды может характеризоваться очень большим
числом показателей, определяющих качество воды применительно к
рассматриваемому виду водопользования. С другой стороны, для
соблюдения условия формулы (2.3) концентрации отдельных вредных
веществ в воде водного объекта должны быть весьма малыми, что
может быть обеспечено очень глубокой очисткой сточных вод.
Поэтому для допустимого снижения требований к степени очистки
необходимо учитывать все факторы, приводящие к снижению
21

концентрации этих веществ в воде водного объекта (процессы
разбавления, самоочищения и др.).
Источники коды для водоснабжения. Пригодность источника длв
водоснабжения определяется на основании данных его санитарного
обследования с учетом результатов гидрогеологических, гидро-
логических и топографических изысканий. Вода источников водо-
снабжения не должна содержать нежелательных примесей, которые
не могут быть удалены методами обработки, а концентрации
загрязнений должна соответствовать эффективности применяемых
методов очистки.
Состав и свойства воды водоемов должны соответствовать
нормативам в створе, расположенном на проточном водоеме в I км
выше ближайшего по течению пункта водозабора, а на непроточных
водоемах — в I км в обе стороны от водозабора. Общие требования
к составу н свойствам волы водоемов у пунктов питьевого
водопользования приведены в табл. 2.5.
Тайлица 2.5. Общие требованмл к составу н свойствам воды водоемов
у пунктов питьевого воданодьзаадиив
Показатели состава и
свойств воды водоема
Взвешенные вещества
Плавающие примеси
Запахи н привкусы
Температура
Реакция рН
Минеральный состав
Растворенный кислород
Биохимическая потреб-
ность в кислороде СЬПКлйли*
Возбудители заболеваний
хпк
Допустимая норма
Содержание иве шемнык веществ не дол* ко увеличивать-
ся больше чем ия 0,25 мг/л
На поверхности воды не должны обнаруживаться плава-
ющие пленки, пятна насел н скопление других примесей
Вода не должна приобретать запахов и привкусов
ннтенсивиостыо более 1 балл*
Не должна обнаруживаться в столбике 20 си
Лети■ а температура воды в результате спуска сточных вод
не должна повышаться более чем на Э С по сравнению со
среднемесячной температурой самого жаркого месяца за
последние [Олег
6,5... 8,5
Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л,
хлоридов 350 мг/л, сульфатов 500 мг/д
Не менее * мг/л
Не более 3 мг/л
Вода не должка содержать возбудителей заболеваний
Не более 15 мг/л
В табл. 2.6 показаны ПДК некоторых вредных веществ в воде
источников хозяйственно-питьевого назначении.
Водные объекты длв бытовых нужд. В этом пункте прнводггея
нормы для воды водоемов, которые используются для купания, спорта
и отдыха населенна, а также водоемы в черте населенных пунктов.
Ближайшие к месту выпуска сточных вод пункты водопользования
22

устанавливаются органами государственного санитарного надзора с
обязательным учетом официальных данных о перспективах исполь-
зования водоема для культурно-бытовых нужд населенна. Состав
и свойства воды водоемов должны соответствовать нормативам в
створе, расположенном на проточных водоемах в 1 км выше
ближайшего по течению пункта водопользования, а на проточных
водоемах в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Таблица 2.6. ПДК некггорьа вред них веществ ■ кик всточннкоа
хозяйственно-питьевого назначения
Вещество
Медь, никель, цинк
Аммиак
Хлор активный
Ken рол а* га и
Тетраэтклс в ине ц
Свинец
Бензол
Анилин
Пексахлорбе нзол
Нитраты (па а юту)
ПДК, мг/л
0.1
2.0
0.0
1.0
0.0
0.03
0,5
0,1
0,0]
4J.0
Вещество
Железо
Нефть высокосермнетяя
Нефть прочная
Фенол
Дихлорфенол
Хлорофос
Сероуглерод
Нафтеновые кислоты
ДДТ (пестицид)
ПДК, мг/л
0.3
0.1
0.3
0.001
0,002
0.05
1.0
0.3
0,2
При спуске сточных вод в черте города первым пунктом
водопользования является данный город. В этик случаях требования,
установленные к составу и свойствам воды водоема, должны
откоситься к самим сточным водам.
Требования к качеству воды для купаний и спорта нормируются
ГОСТ 17.Li.02—80 «Гигиенические требования к зонам рекреации
водных объектов*. Основные данные из этого материала приведены
в табл. 2.7.
Таблица 2.7. Гягменнчосвме требования к ввчеству воды
Показатель
Плавающие up имеем
Запах
Окраска
рН
Растворенный кислород
хпк
Кишечные палочки:
для купания
Требования н нормативы
На поверхности водоема не должны обнаруживать-
ся плавающие пленки, пятня минеральны* масел и
скопление других примесей
Не более 1 балла
Не должна обнаруживаться в столбике 10 см
6,5... 8,5
Не более 4 мг/л
• » ЗОмг/л
1000бакт/л
• • 10 000бвхт/л
23

Согласна Правилам определяются дополнительные требования к
качеству воды водоемов, используемой для бытовых нужд. Эти
требования приведены в табл. 2.8.
Та&мща 2.8. Дополнительные требования л качеству воды водоемов,
не пользуемы! лла купания, спорта н отдыха
Показатель
извещенные к тесты
Температура
БГПСполн
Возбудители заболеваний
Требоваинв н нормативы |
При спуске сточных вод содержание взве-
шенных веществ не дол*но увеличиваться,
более чем на 0,75 мг/л. Для водоемош, содер-
жа щщ в межень более 30 мг/л природных
минеральных веществ, допускается'
увеличение содержание взвешенных ве-
ществ в воле а пределен S % j
Летная температура воды в результате
спуска сточных вод не должна по вы питься
более чем на 3 Спосракченнюсосреднеие-
сячной темпера ту рой самого жаркого месииа!
года за последние (Олет
Полива потребность йоды в кислороде при
20 С не должна превышать 6,0 чг/л '
Вода не должна содержать возбудителей!
заболеваний. Сточные воды, содержащие
возбудителей заболеваний, должны подвер-
гаться обеззараживанию после пред- j
црнтельной очистки, Отсутствие содер-.
жання в воде возбудителей заболеваний!
обеззараживанием биологически очищен- ■
нык бытовых вод до колн-нидскса не менее 1
100в1л 1
Рыбохозяйственные водоемы. Нормативы качества воды водоемов,
используемых для рыбахоэвйственнык целей, устанавливаются
применительно к отдельным видам водопользования.
К первому виду водопользования относятся водные объекты,
используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб,
обладающих высокой чувствительностью к кислороду. Ко второму —
водные объекты, используемые для всех других рыбохозвйственных
целен. Вид рыбохозяйственного использовании водного объекта
определяется государственными органами рыбоохраны с учетом
развития рыбного хозяйства ъ перспективе. Основные требовании к
качеству воды рыбохозяйственных водоемов приведены в табл. 2.9.
Во век случаях границы района смешения сточных вод с водой
нсзарегулированных рек не должны распространяться более чем на
/з ширины рскн н 500 м вниз по течению. В водохранилищах,
озерах, морях граница района смешения должна быть в пределах
не более 500 м вниз по течению.
34

Таблица 2.9. Требование ■ iячеству виды водоеме*, ■слаяыуеиьа
дла рьгбоюзайсткннай цели
Показатель
Взвешенные ве-
Плаваюшнс вс-
Запах. привкус н
Температуре
Родцнв рН
Растворенный
кислород
Биохимическая
потребность в
кислороде (БПЮ
Яловитые веще-
ства
внутренние подоены Море
Вид рыбо хозяйстве иного использования водоема
■ ] и | 1 | ..
При спуске сточных вод содержание взвешенных веществ не долж-
но увеличив* тьса более чем на
0.25 мг/л 0.75 кг/л 0.25мг/л| 0.75 мг/л
Дла водоемов, содержащих, а ме-
жень более 30 мг/л природных мине-
ральных веществ. допускается
увеличение содержания взвешенных
веществ в воде в пределах 5%
Щ поверхности поды водоема не должны обнаруживать*: в плава-
ющие иленкн, потна масел н скопления других примесей
Вода не должна приобретать постоянных запахов, привкусов н
окраски и сообщать их мясу рыб
В результате спуск всточных вод температура воды не должна повы-
шаться более чем на 5 С по сравнению с естественной температурой.
воды
Не должна выходить за пределы 6.5 .. .8.5 рН
В зимний период не должен быть ниже:
6,0 мг/л | 4,0 мг/л | 6.0 мг/л | 4.0 мг/л
В летний период должен быть не ниже 6 мг/л в пробе, отобранной
Полная потребность в кислороде Пвтисуточнвя потребность
(при 20 С) не должна превышать За кислороде <при 20 С) не
мг/л | должна превышать 2 мг/л
Если в зимний период содержание растворенного кислорода
снижаете в до вышеуказанны! нормативов, то можно допустить оброс
в них только тех сточных под. которые не нзменвкгг БПК волы
Не должны содержаться а концентрации, могущих оказать прямо
или косвенна вредное воздействие ня рыб и водные организмы, слу-
жащие кормовой белой для рыб
Прибрежные зоны моря. Правила охраны от загрязнения
прибрежных вод морей устанавливают три зоны санитарной охраны.
Зона водопользования распространяется от берега на расстояние 2
морские мили (1 морская миля - 1852 м). Эта зона используется для
купания, спорта и отдыха. Для охраны зоны водопользования от
населенна установлены I и II зоны. Первая из них должна сохранить
нормальные условия в зоне водопользования и распространяется иа
S морских миль. Ширина второй зоны санитарной охраны также 5
морских миль.
Основные требования к качеству воды в прибрежной зоне моря
приведены в табл. 2.10.

Таблице 2.10. Требоаамня в вачеспу воды ■ прибрежной зоне морж
Показатель
Плавающие примеси
Привкус и за сил
Прозрачность
Биохимическая пот-
ребность а кислороде
(СПК))
Возбудители заболе-
ваний
Кишечные палочки
Зона аадополюомпна
Зона санитарной
Не должны обнаруживатьсн необыкновенные для морсЕИх во,;
нановерхвости и в поверхностном слое на поверхности *о
глубиной 30см |ды
Интенсивность необычных для морской воды запахов Pie 30.1
■ Hi превышать порога восприятия < J балла)
Не менее чем 30 см —
Не наблюдается в столбике 10 см Не нормируете»
Не более 3.0 иг/л —
Bona «е должна содержать воабулите- Не нормируется
лей заболеваний
Не более 1000 бакт/л Определяется ус-
ловивши спуска сточ-
ГЛАВА 3
ПРОГНОЗ КАЧЕСТВА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Исходны* данные
При спуске в водный объект сточных вод, содержащих загряз-
няющие вещества, качество воды в нем ухудшается. Концентрации
этих веществ не остается постоянной, она изменяется вследствие
разбавления, а также биологических, физнко-хнмнческнх к
химических процессов. В реках эти процессы происходят вдоль и
поперек реки, а в непроточных водных объектах (озерах н т. д.) —
по всему пространству. Задача инженерных расчетов прогнозировании
качества воды состоит в том, чтобы определить концентрацию
загрязняющих веществ в отдельных точках или створах одного
объекта.
В качестве примера на рнс. 3.1 приведен график изменении
концентрации загрязняющего вещества вдоль рекн. Предполагается,
что в створе А спускается в реку загрязняющее вещество с
концентрацией S*, причем выше створа А река не загрязнена и
имеет только фоновую концентрацию Sr (естественное загрязнение).
Далее, вниз по течению, под влиянием разбавления и превращения
концентрация рассматриваемого загрязняющего вещества уменьшает
ей до поступления загрязнения St. В створе Б эти концентрации
суммируются, н под влиянием процессов самоочищения концентрация
26

Рис. 3.1. Изменение качества ш
лить уменьшается. Если, например, в створе В находится водополь-
миатель (водозабор), для которого установлена предельная до-
пустимая концентрация (ПИК) данного вещества, то следует
эбратным путем определить в створах Л и Б предельно допустимый
зброс (ПДС). Таким образом, водоохранные мероприятия длв реки,
которая находится под воздействием нескольких выпусков стачных
■ОД, требуется решить комплексно.
Все загрязняющие вещества можно разделить на дне группы;
консервативные и неконсер-
вативные. Консервативные
вещества (соли тяжелых ме-
таллов и пр.) подвергаются
одному лишь разбавлению.
Неконсервативные могут быть
в растворенном, коллоидном
и во взвешенном состояниях,
кроме разбавления они под-
вергаются химическим, физи-
ко-химическим и биологичес-
кны процессам. Совокупность
всех процессов, изменяющих
характер загрязняющих ве- ' "
ществ, называют процессами
самоочищения водоемов.
Расчеты качества воды водных объектов требуется проводить
при проектировании новых выпусков сточных вод или очистных
сооружений, водоприемников н в тек случаях, когда изменяется
гидрологический режим водоема (регулирование стока, переброска
расходов и т. д.).
Эти расчеты обязательны, когда в результате строительства или
изменения существующего режима может измениться качество воды.
Особенно важны они на перспективу развития промышленности,
сельского хозяйства и населения.
При составлении проекта канализации, очистки, обезвреживания
или обеззараживания сточных вод любого объекта следует учесть:
санитарное состояние водного объекта в районе принимаемых
мероприятий; санитарную ситуацию выше и ниже спуска сточных
вод этого объекта; использование водного объекта для хозяйствен-
но-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения,
для рыбокозянственнык и других целей в настоящее время н на
перспективу.
Все расчеты прогнозирования качества воды водного объекта
должны быть конкретными и достоверными по характеру инфор-
мационных источников и методов их получения.
При расчете качества воды водных объектов исходные данные
можно подразделить на три группы:
1. Гидрологические и гидравлические характеристики водного
объекта. 2. Характеристика источника загрязнения. 3. Требования
Ш
27

к качеству воды водного объекта в расчетных (или контрольных)
пунктах водопользования.
Гидрологические и гидравлически* характеристики южного
объекта. В группу гидрологических к гидравлических исходных
данных входят расчетные расходы, скорости ветровых течений и
гидравлические параметры лоха водного объекта, при помощи
которых определяется результат формирования качества воды.
Основными гидрологическиии данными при расчете разбавления
сточных вод в реках являются расчетный расход реки а уровень
воды. Согласно Правилам расчеты проводятся для водных объектов
питьевого и культурно-бытового водопользования с учетом следующих
условий; для неурегулированных рек — наименьший среднесуточный
расход года 95%-ной обеспеченностк; для зарегулированных рек —
установленный, гарантированный расход ниже плотины и при
обязательном исключении возможности обратных течений в нижнем
бьефе.
Для водных объектов рыбохозвштяенного назначения расчетный
расход определяется с учетом следующих гидрологических условий:
для неурегулированных рек расчет производится не более Л
минимального суточного расхода воды года 95 %-ной обеспеченности:
для зарегулированных рек — не более 1/3 минимального установ-
ленного гарантийного расхода ниже плотины (санитарный пропуск).
Расход 95 %-вая обеспеченности вычисляют по формуле
pJL^lmi (3.|)
где р — заданная степень обеспеченности, %; т — порядковый номер
каждого наименьшего среднесуточного расхода, расположенного в
убывающем порядке; N — число членов ряда, т. е. число лет
наблюдений.
Для р - 95 % получаем из (3.1 > формулу
™=0,«(N+0,<) 4-0,3. (3.2)
Для расчета процесса разбавления необходимо располагать планом
водного объекта в изобатах, чтобы определить при расчетном расходе
площадь зеркала, глубину в ширину объекта. Располагая планом
реки, можно также оценить нэрезанность береговой линии, обус-
ловливающую наличие или отсутствие застойных вод. В тех случаях,
когда расчетный отрезок рекн состоит из отдельных участков с
различными гидравлическими параметрами, его следует разбить на
участки с более или менее одинаковыми гидравлическими парамет-
рами. Для всего расчетного отрезка эти параметры определяются как
средневзвешенные величины по длине отдельных участков. Если
расчет ведется без разделения рекн на отдельные участки, то
вычисляются средние величины морфомстрическнх и гидравлических
элементов для той части реки, для которой намечено выполнение
м

расчетов. Все гидравлические параметры определяются при расчетном
расходе.
В гидравлически! расчетах коэффициент Шези характеризует
интенсивность турбулентного перемешивания водных масс. Более
интенсивное перемешивание соответствует меньшим па значениям
и, наоборот, при больших величинах коэффициента Шези пере-
мешивание оказывается более слабым.
Коэффициент Шези при наличии измеренных гидравлических
уклонов / вычисляют по формуле
С--^=. . (3-3)
где v — среди вя скорость потока, м/с; Я-Л/* — гидра&лическнн
радиус, м; А — площадь живого сечения потока, м ; ж— смоченный
периметр, м.
При отсутствии данных об уклонах коэффициент Шези может
быть определен по формуле Павловского
С-— я». (3.4)
где Пц, — коэффициент шероховатости русла реки; у — показатель,
являющийся функцией коэффициента шероховатости и гидравличе-
ского радиуса.
Коэффициент ящ определяется в зависимости от характера русла:
Реки с песчаным руслом, ровным, без растительности, с
незначительным перемещением данных наносая 0.020 ... 0.023
Режн с песчаным извилистым руслам, с большими пере-
мещениами донных наносов 0,020 --- 0.02Э
По«м*. заросшая травой 0.023 ... 0.033
ПоАма. эаросшажхустврниЕОм или редких лесом 0.033 ...0.043
Пойм», заросшая яхоы 0,043 ... 0,060
В первом приближения показатель у определяется по формулам:
Я<\ ы.у=\,5у/И^\ (3.5)
Д>1 м;у-1,зУ^. (З.б)
В условиях широких рек можяо принять Я-И, т. е.
гидравлический радиус R равен средней глубине реки. В этом случае
ж-В, где В — средняя ширина реки.
Зная величину коэффициента Шези, динамическая скорость
определяется по формуле
ut-~A 0.7)
где g — ускорение свободного падения.
И

В непроточных водных объектах наиболее мощными бывают |
ветровые течения, которые влнвют на процесс разбавления, поэтому
расчет средней скорости течения рекомендуется провести по
приближенной формуле
где *— коэффициент, зависящий от коэффициента Шези:
С... 10 20 30 40 50 60 70 80 40
А-10 0,10 0,18 0,27 0,34 0.42 O.S0 0.SS' 0.60 ОМ
Wi — скорость ветра на высоте 2 м над водной поверхностью; А —
средняя для рассматриваемого участка высота волны 1 %-ной
обеспеченности я данной системе волн.
Характеристика источника загрязнение. В зависимости от
происхождения, вида и качественной характеристики примесей
сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые,
производственные и дождевые. Состав и количество загрязняющих
веществ бытовых сточных вод сравнительно постоянные. Количест-
венный и качественный состав минеральных, органических и
химических примесей производственных сточных вод разнообразен,
он зависит от отрасли промышленности и технологического процесса.
Более подробные данные о составе и свойствах сточных вод
приведены в гл. I.
Основными исходными данными источника загрязнения являются
расход сточных вод и концентрация отдельных показателей загряз-
нения. После биологической очистки сточных вод предполагаем, что
эти показатели постоянны во времени. Иногда при инженерных
расчетах концентрации отдельных показателей загрязнения при
заданном расходе сточных вод после очистки определяются обратным
путем, т. е. требуемая степень очистки сточных вод (см. Q 3.2)
берется в зависимости от санитарного состояния водного
объекта.
Определенная неравномерность во времени расходов и показате-
лей загрязнения наблюдается при спуске в водный объект дождевых
вод из коллекторов ливневой канализации. Обычна наблюдается
закономерность, что в начальный момент поступления ливневых вод
расход и концентрации загрязняющих веществ равняются нулю.
Далее в зависимости от интенсивности дождя и площади водозабора
они увеличиваются довольно быстро во времени и достигают
максимального значения. Потом в зависимости от продолжительности
дождя расход н концентрация загрязняющих веществ уменьшаются,
поэтому в первом приближении можно предполагать, что эпюры
поступления за грязна юти к веществ в водный объект ливневыми
водами имеют треугольную форму. Такой же нестационарный
30

характер поступления сточных вод в водоем наблюдается при
аварийном спуске загрязнения, эпюра которого иногда имеет
прямоугольную форму.
Требования к качеству воды водного объекта в расчетных
пунктах водопользования. Требования к качеству воды водного
объекта приведены в § 2.4 в зависимости от вида водопользования.
Кроме нормативных материалов необходимо определить также
санитарное состояние водного объекта вмше н ниже выпуска сточных
вод, т. е. количество выпусков и их влияние на качество воды. К
этим данным относятся концентрации отдельных показателей загряз-
нения в воде водного объекта в месте проектируемого выпуска, а
также данные о выпусках (концентрации загрязняющих веществ и
расход сточных вод), которые находятся ниже по течению от
проектируемого. Данные других выпусков требуются потому, что
прогноз качества воды должен быть комплексным для целого водного
объекта. В случаях, когда реки имеют притоки, следует определить
дополнительно загрязненность их воды. В состав исходных данных
входит также вид водопользования водного объекта в настоящее
время и в перспективе.
Конструкции выпусков сточных вол- Условия смешение и
разбавления сточных вод с водой водного объекта зависят от
применяемых типов выпусков, которые могут быть сосредоточенные
или рассеивающие, береговые или русловые. Конструкция н размеры
оголовков выпуска могут быть различные, причем нх выбор зависит
от морфологических, гидродинамических и гидравлических особен-
ностей водного объекта. Имеются
конструкции оголовков из сборного
и монолитного железобетона.
Оголовок выпуска валяется сос-
редоточенным, если спуск сточных
вод осуществляется в одной точке,
и рассеивающим, когда это
происходит в нескольких точках.
Как правило, сосредоточенные вы-
пуски применяют на малых и
средних реках, рассеивающие —
на больших реках н на непро-
точных водоемах в за- пенмости
от гидродинамической Ситуации ].ис 3 2 Отлокж kqhctpvkuhh
водного объекта. Рассеивающие м и Знаменского
выпуски обеспечивают лучшее
перемешивание сточных вод с
водой водного объекта, Для этой цели оголовки выпуска в
реках рекомендуется размещать в зоне повышенной турбулентности
течения.
На рис. 3.2 приведен оголовок конструкции Н. И. Знаменского,
размеры которого зависят от расхода сточных вод. Оголовок

такого типа применяется и качестве руслового сосредоточенного
выпуска. Фрагмент руслового рассеивающего выпуска показан
на рис. 3.3.
В зависимости от глубины воды, толщины ледяного покрова н
наличия судоходства подводную часть выпуска укладывают в
траншею илн непосредственно на дно с закреплением против размыва
каменной наброской. Выпуски проектируются в соответствии с
требованиями судоходства, с режимами уровнен воды и геологин дна
русла. Для обеспечения отрицательной плаяучесгя трубопровода
Рнс. 3.3. Продольный профиль оголовка рассеивающего выпуски:
необходимо предусматривать бетонные противовесы с таким расчетом,
что при заполнении 0,5 общего объема трубопровода воздухом
выпуск сточных вод должен быть устойчивым. Кроме этого
требуется учесть возможные деформации русла, движения наносов
н др., чтобы обеспечить долговременную, непрерывную работу
выпуска. Не допускается изменять гидравлический режим потока
стеснением площади живого сечення трубопроводами и оголовками
выпуска.
За оголовками сосредоточенных выпусков сточных вод следует
предусматривать укрепление русла против размыва. Для этой цели
применяются железобетонные плиты, каменные кладки и прочие
материалы в зависимости от размывающей способности потока.
Наиболее эффективной конструкцией рассеивающего выпуска
является трубчатый диффузор, имеющий многочисленные боковые
отверстия круглого сечення илн в виде щелей, через которые
вытекает сточная вода при минимальных потерях напора. Конст-
рукция рассеивающего выпуска должна быть такая, чтобы вдоль
выпуска неравномерность распределения расхода была бы минималь-
ная. Такое требование обеспечивается изменением диаметра
диффузионной трубы, площади выходных сечении и шага оголовков.
Длина выпуска в рассеивающей части определяется нз условия, что
в районе водопользования были бы выполнены требования к
качеству воды.
31

J-1. Расчет качестве воды р«к
Теоретические основы. В основу расчетов качества воды водных
объектов могут быть положены: полуэмпирическая теория турбулен-
тной диффузии; теория турбулентной диффузия с конечной
скоростью; эмпирические формулы расчета распространения вещества
в турбулентном потоке.
Наиболее разработаны полуэмпирическая теория турбулентной
диффузии и эмпирические методы. Уравнение турбулентной
диффузии, как правило, выражает закон сохранения вещества, и
в его основу положены следующие предположения: I) жидкость
является несжимаемой; 2) число Рейнольдса столь велико, что
от учета молекулярного эффекта диффузии молено отказаться;
3) количество вещества, выделяемого в единицу времени на единицу
объема, крайне мало и его влиянием на турбулентность можно
пренебречь.
В общем случае уравнение дисперсии (диффузии) для неконсер-
вативного загрязняющего вещества выражается в виде
as 3s as ds 3}s &s a's ,. Q.
n ax y 3y to ax1 y ay dJ
где 5 — концентрация загрязняющего вещества в точке водоема с
координатами х, у, z; v,, vf, v, — скорость течения в направлениях
*i У. 2,' О,, Dy, Д — коэффициенты дисперсии в направлениях
*> у, г; F(S) —функция неконсервзгнвностн загрязняющего
вещества.
Уравнение (3.9) характеризует процесс распространения загряз-
няющего вещества как в реках, так и в непроточных водных
объектах. 8 этом уравнении характеризуется нестационарность
явления, скорость распространения загрязнения с коэффициентами
дисперсии и конвективная диффузия. При стационарном режиме
спуска сточных вод можно принимать, что dS/dl -О-В условиях
стационарного режима спуска сточных вод в уравнении (3.9)
д S/dx - 0 и процесс в реках при v, - v, - 0 описывается
уравнением
3S д s з s /1 im
v,. Dv D,~-+F(S)=Q. (3-Ю)
дк Зу1 Ъг
Это уравнение дает распределение концентрации загрязняющих
веществ в направлениях х, у, г. Для рек обычно принимается, что
ширина реки гораздо больше глубины В » //.В этом случае можно
2-iai 33

ее учитывать дисперсию в вертикальном направлении, т. с.
iSldzT-Q. Тогда уравнение (3.10) примет вид
as 3'S nm
дх ду1
Для консервативного вещества загрязнения в уравнениях (3.9), (3.10)
н (3.11) член f(J)-0.
При расчете кислородного режима водных объектов за основу
принимается не концентрация растворенного кислорода в кае, а
дефицит кислорода, который определяется как
о = сн-с, (3.12)
где С — фактическая концентрация растворенного кислорода в воде;
С-,— растворимость кислорода при данной температуре. Дефицит
кислорода описывается дифференциальным уравнением
at ' ах y зУ ' at ^ y df ar1
где k\ — коэффициент скорости otнеленив органического вещества;
ki — коэффициент скорости реаэрации; S — концентрация
органических загрязнений по ВПК.
В условиях рек при стационарном спуске сточных вод уравнение
кислородного режима (аналогично уравнению (3.11)] выражается
^.Oy — ^S^D-О. (3-Й)
ах у 3/
Начальные условия при решении уравнений дисперсии в первом
приближении можно принять
S=conslnpe (=0. (3-15)
Если концентрация загрязняющего вещества добавочного разбав-
ления незначительна по сравнению с концентрацией сточных вод,
можно принять начальное условие в виде
s-а прн (=0. (3 Щ
Граничные условия уравнения дисперсии можно подразделить на
следующие подгруппы: на граничащей поверхности, определяющие
наличие или отсутствие обмена веществ через эту поверхность;
начальном сечении спуска сточных вод.
Если ложе водоема совершенно непроницаемо для загрязняющего
вещества, имеем
" £?=о (3-17)
Зя '
где л — внешняя нормаль к граничащей поверхности.

начальном сечекнн можно выразить
Граничные условия i
следующей зависимостью:
S~f(t) йрв Jt-Ои /£0. (3.18)
Стационарный спуск сточных вод. Процесс разбавления в реках
может быть рассмотрен в виде плоской задачи, который описывается
для неконсерватнвнык веществ уравнением <3.11). Прн спуске
сточных вод с помощью сосредоточенного берегового выпуска в реку
происходит распространение за-
грязняющих веществ согласно
рис. 3.4. Выпуск в данном случае
находится в точке с координатами
jt — 0 и у-— В/2. Эпюра распре-
деления концентрации загрязня-
ющих веществ деформируется
вдоль течения, т. е. в направ-
лении координаты х, н максималь-
ная концентрация находится в
зоне правого берега. Такая дефор-
мация эпюры распределения кон-
центрации доходит до створа пол-
ного смешения (равномерное распределение концентрации по
всему живому сечению потока), где концентрация определяется
формулой
qS^ + QSp
q + Q
(3.19)
где q и Q—расходы сточных вод и воды в реке, м /с; 5„ —
концентрация загрязняющего вещества сточной жидкости; Sp — то
же, в воде водотока выше выпуска.
Предположим, что выпуск сточных вод находится на берегу реки
(см. рнс. 3.4), тогда концентрация неконсервативного загрязняющего
вещества определяется по формуле [решение уравнения (3.11)]
(3.20)
где v — средняя скорость потока; Ц, — коэффициент дисперсии в
поперечном направлении, м /с; к\ — коэффициент неконсер-
вативиости;
-функции ошибок.
erf(-z) = -erf(z).

Максимальная концентрация, исходя на формулы <3.20), может
быть i данных условиях определена как (см. рис. 3.4)
S„ —= .-*. -+jy (3.21)
функция ошибок г//(г) в зависимости от г определяется согласно
данным, приведенным в табл. 3.1.
1 ' -*2
Таб.шца 3.1 Фунсшш оотбос erf(i) = т— J e * b£
г
0,0
0,1
0,2
0.3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1.0
1,1
1,2
1,3
1.4
1.5
1,6
1.7
1,8
1,9
2.0
2,1
2,2
2,3
2,4
2.S
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
0
0,00000
11246
22270
32863
42S39
0.52050
60386
67780
74210
79691
О.Й4270
88020
91031
93401
95228
0.96610
97635
98379
98909
99279
0,99532
«702
99814
99ВВ6
99931
0,99959
99976
99987
99992
99996
0.99998
I
01128
12362
23352
33891
43797
52924
61168
68467
74800
80188
84681
99353
91296
«3606
95385
96728
97721
98+41
98952
99309
99552
99716
99822
99891
99935
99961
99978
99987
99993
99996
99998
2
02256
13476
24430
34913
44747
53790
61941
69143
75381
80677
85084
ВВ679
91553
93*06
95538
96841
97804
98500
98992
99338
99572
99728
99831
99897
99938
99963
99979
99988
99993
99996
99998
3
03384
14587
25502
35928
45689
54646
62705
69810
75952
81156
85478
В8997
91805
94002
95686
96952
97884
98558
99035
99366
99591
99741
99839
99902
99941
99965
99980
99989
99994
99997
99998
4
04511
15695
26570
36930
46622
55494
63459
70468
76514
81627
85865
89308
92050
94191
95830
97059
97962
98614
99074
99392
99609
99752
99846
99906
99944
99967
999В1
99989
99994
99997
9999В
S
05637
16800
27633
37938
47548
56332
64203
71116
77067
82089
86244
В9612
92290
94376
95970
97162
9803В
98667
99111
99418
99626
99764
99В54
99911
99947
99969
99982
99990
99994
99997
99998
6
06762
17901
28690
38933
48466
57162
64938
71754
77610
В2542
B66I4
89910
92524
94556
96105
97263
98110
98719
99147
99443
99642
99775
99861
99916
99950
99971
99983
99991
99995
99997
99998
7
07886
18999
29742
39921
49374
S79B2
65663
72382
78144
В29В7
В697Т
90200
92751
94731
96237
97360
98181
98769
99182
99466
99658
99785
99867
99920
99952
99972
999В4
99991
99995
99997
99999
8
09008
20094
30788
40801
50275
5В792
66378
73001
78669
83413
В7333
90484
92973
95902
96365
97455
98249
98817
99216
99489
99673
99795
99874
99924
99955
99974
99985
99992
99995
99998
99999
9
10128
21184
31828
41874
51167
59994
67084
73610
79184
83851
87680
90761
93190
95067
96490
9754*
9B3I5
98864
99248
99511
99688
99805
99880
99928
99957
99975
99986
99992
99996
9999В
99999
36

Коэффициент дисперсии D, в формулах (3.20) и (3.21) для
'небольших рек шириной В до 50...60 ы предлагается определить
по формуле
D,-*\fi^t (3.22)
где Я — гидравлический радиус, м; v — динамическая скорость
потока, определяемая по формуле (3.7), м/с; Re- Rv/v — число
Рейнольдса.
Для рек шириной ff>60 м коэффициент поперечной дисперсии
следует определить по формуле
а,„»Л/£У'!" .. V (3.23)
" 3524 \//У
В настоящее яреме широко применяется для прогнозирования
качества воды рек метод И. Д. Радзиллера. По этому методу
определяется так называемая кратность разбавления сточных вод в
максимально загрязненной струе при сбросе их через сосредоточенный
выпуск по формуле
..'-2S. (3.24)
или, если определить через концентрацию, имеем
(3.25)
где у — коэффициент смешения, показывающий, какая часть раскола
воды смешается со сточной жидкостью в максимально загрязненной
струе в данном створе (на расстоянии х от выпуска).
Используя формулу (3.25), максимальная концентрация загряз-
няющего вещества определяется как
S~.!
Sg-to-Ub (3.26)
Коэффициент смешения в формуле (3.24), согласно методике
И. Д. Радзиллера, можно определить по формуле
'-'""^ (3.27)
Я
где х — расстояние от створа выпуска до рассматриваемого створа,
м; а — коэффициент, учитывающий гидравлические факторы
в реке.

Коэффициент а определяется по формуле
-«л
(3.28)
где <р — коэффициент извилистости реки; D-gHv/ОТпшС )— ко-
эффициент турбулентной диффузии; лш — коэффициент шерохова-
тости русла реки; С — коэффициент Шези; | — коэффициент,
зависящий от местоположения выпуска, и принимается £ -1 —
береговой выпуск, £- 1,5— выпуск в середине реки.
Исходе нэ определения кратности разбавления (3.25) формула
<3.21) примет вид
-(■-Э*
\l-J^J
(3.29)
На основании формулы (3.29) разработана номограмма
(рис. 3.5), позволяющая ускорить процесс определения кратности
разбавления.
Если русловый выпуск расположен на расстоянии Ь от берега,
то кратность разбавления определяется по формуле
(3.30)

При местоположении выпуска в середине реки Ь- В/2 на формулы
(3.30) получим следующее выражение:
Ч-Э^"^>, (33[)
При определении концентрации консервативных загрязняющих
веществ в последних формулах следует принять it — 0-
Нестационарный спуск сточных вод, В практике очень часто
встречается нестационарный спуск сточных вод- Так, например, спуск
дождевых вод, аварийный спуск промышленных сточных вод и др.
При этом загрязнение спускается я реку либо кратковременно, либо
по определенному закону. Аварийный спуск иногда имеет прямоу-
гольную форму, спуск дождевых вод — треугольную форму н т. д.
При решении такой задачи предполагают, что полное перемешивание
загрязняющего вещества и водных масс реки происходит в начальном
створе. Это предположение справедливо для небольших рек. При
спуске в большие реки следует учитывать поперечное распределение
концентрации загрязняющего вещества.
Если предположить, что полное перемешивание происходит в
створе выпуска, то средняя концентрация вещества в коде водотока
определяется по формуле (3.19). В этих условиях в створе выпуска
сточных вод S/St>m\ н по мере удаления от выпуска указанное
отношение уменьшается, т. е. волна загрязнения деформирует вдоль
рекн.
Принимаем, что сточная вода спускается согласно прямоугольной
эпюре продолжительности т. В этом случае ниже от выпуска можно
определить в конкретном створе х-const изменение во времени
волны загрязнения по формуле
где О, — коэффициент продольной дисперсии; т — продолжительность
спуска сточных вод; erf c(z) - 1 - erf (г) и erf (г) определяется согласно
данным табл. 3.1.
Для расчета изменения концентрации консервативного загрязня-
ющего вещества по длине водотока в формуле (3.32) следует принять
39

Максимальная концентрация в заданном створе имеет место при
i-x/v- т/2. Таким образом, изменение вдоль водотока пика волны
загрязнения определяется как
2D,
•Щ) ч/нй>
(3.33)
Для определения максимальной концентрации консервативного
загрязняющего вещества в каждом конкретном створе на расстоянии
х от места выпуска можно использовать номограмму, приведенную
иа рис. 3.6. Эта номограмма составлена в координатах
©-Чзг)-^-
В случае неконсервативного вещества загрязнения относитель-
ную максимальную концентрацию следует умножить на величину
J.6. Номограмме для определения (S/Sa\ я
у чае прямоугольной эпюры спусга мгрш-
гг.*--"
. Предлагаемые формулы
(3.32) и (3.33) действительны
только в том случае, если
расход по длине водотока
остается постоянным.
Коэффициент продоль-
ной дисперсии Л в формулах
(3.32) и (3.33) можно опре-
делить по формуле
Dx=\6fttu\
\UJ
V.)
(3.34)
где Dx определяется в м /с,
если R — гидравлический
радиус, м; и- —динамичес-
кая скорость, определяемая
по формуле (3.7), м/с; v —
средняя скорость потока, м/с.

При произвольной эпюре спуска сточных вод решение постав-
ленной задачи затруднено, я эти решения приведены в специальной
литературе.
Кислородный режим рекн. Дифференциальное уравнение для
расчета кислородного режима рекн <3.14) учитывает, что спуск
органических загрязнений стационарный. При этом учитывается
процесс окисления органических веществ и реаэрацин.
Согласно вышеприведенным схемам процесса разбавления (см.
рнс. 3.4) предлагается определить максимальный дефицит кислорода
по следующим формулам:
выпуск сточных вод находится на берегу реки
D-Ьст ар ( -к1 -\*сг j^j- ëР( -к, ^V ;'
(3.35)
выпуск сточных вод находится на расстоянии Ь от берега
шнш
(3J6)
где Огт — дефицит кислорода сточной жидкости; Ai — коэффициент
скорости биохимического потребления кислорода, 1/с; кг — ко-
эффициент скорости реаэрацин, 1/с.
В акмннх условиях следует принять в формулах (3.35) и (3.36)
Процессы биохимического потребления кислорода и реаэрацин
происходят достаточно медленно, поэтому на небольших расстояниях
от выпуска дефицит кислорода следует рассматривать как коисер—г
вативное загрязняющее вещество, которое подвергается только
разбавлению.
При определении дефицита кислорода в условиях нестационарного
режима спуска сточных вод предполагается, что водные массы и
загрязняющие вещества полностью перемешиваются в створе спуска.
Учитывая, что в начальном сечении дефицит кислорода выражается
по формуле
D0=^. (3.37)
1+Q

при выпуске сточных вод по прямоугольной эпюре дефицит
кислорода вдоль реки определяется по формуле
и.\ (,__i?_M„p_?_(v_v'^M*A)-1- (3.38)
Максимальное значение относительного дефицита кислорода
имеет место при /- д/у+т/2. При расчете максимального дефицита
кислорода можно также использовать номограмму, приведенную на
рис. 3-7, умножая полученный результат на величину
[(1-^fJ",W-^+4M,j+
бодного перепада уровней между площадкой очистных сооружений
и горизонтом воды в водном объекте — многоступенчатые водосливы-
аэраторы, быстротоки н др., в остальных случаях — барботажиые
сооружения.
42

Согласно СНшП 2.04.03—8S при проектнроваяжн вадослявоя-аэра-
торов следует приннмать (рис. 3.7):
1} водосливные отверстия в виде тонкой зубчатое стенки с
зубчатым щитом на ней;
2) высоту отверстии между остриями зубьев 50 мы;
3) длину колодца нижнего бьефа 4 м н глубину 0,8 м;
4) удельный расход воды 120 ... 160 л/с из 1 м длины водослива;
5} напор воды на водосливе Л. м, определяется по формуле
*-Ш' (340)
где д' — удельный расход воды, л/с.
Число ступеней водосливов-аэраторов N и величина перепада
уровней 2, м, на каждой ступени определяются последовательным
подбором из формулы
Т-с,""**''4 (3'41)
где Си — растворимость кислорода в жидкости, определяемая по
формуле (3.42); Сст.т? — требуемая концентрация кислорода в
очищенной сточной воде, которая должна быть обеспечена на
выпуске; С« — концентрация кислорода в сточной воде перед
сооружением для насыщения, при отсутствии данных Сст"0; ф —
коэффициент, учитывающий эффективность аэрации на водосливах
в зависимости от перепада уровней и принимаемый по следующим
данным:
QA
В формуле (Э.41) С'н может быть определена как
С1_('^)с" (542>
где К — глубина погружения аэратора, и; Ст — растворимость
кислорода в воде а зависимости от температуры и атмосферного
давление.
Коэффициент кн учитывает температуру сточных вод н его
следует определять по формуле
кт= I +0,02 (Гср-М), (3.43)
где Тер — среднемесячная температура воды за летний период.
Коэффициент к* в формуле (3.41) называется коэффициентом
качества воды н принимается для городских сточных вод 0,85.
Неконсервативность загрязняющих веществ. Поступающие
в водные объекты неконсерватнвные загрязняющие вещества подвер-

гаются химическим или биохимическим превращениям, приводящим
к уменьшению их концентрации в воде. Обычно распад иекоисер-
вативных веществ учитывается введением коэффициента неконсер-
вативности непосредственно в расчетные формулы, т. е. неконсер-
вативностъ учитывается членом ехр<—kix/v) в формулах (3.20),
(3.21), (3.29), (3.30) и (3.31). Коэффициент «консервативности ki
учитывает скорость превращения в реакции* первого порядка н
выражается обычно в 1/сут. Вышеприведенные расчетные формулы
получены в СИ, поэтому и коэффициент неконсервативности следует
определять ■ единицах 1/с. Для этого следует коэффициент умножить
на 1.16I0'5.
В воде водных объектов превращение органических соединений
происходит в результате многих процессов: биохимическое превра-
щение в водной массе, биохимическое превращение при участии
донных отложения, биохимическое превращение при участии взве-
шенных веществ, химическое окисление растворенным в воде
кислородом, химическое окисление без участия молекулярного
кислорода, фотохимическое окисление и др. Если принять, что
закономерности этих процессов могут быть выражены уравнениями
первого порядка, то суммарный коэффициент скорости реакции
являетск суммой отдельных составляющих.
В первом приближении можно предполагать, что биохимическое
окисление органических соединений имеет две фазы: углеродную н
азотную. Согласно общепринятой методике, за предельную
биохимическую потребность в кислороде принимается максимальное
потребление кислорода на первой фазе, соответствующее моменту
резкого увеличения количества нитратов. Кроме того, скорость
биохимического окисления органических веществ зависит от темпе-
ратуры воды и наличия я ней окисляющих бактерий, причем каждому
органическому соединению присущи свой бактерия.
Для правильных расчетов необходимо располагать эксперимен-
тально установленными коэффициентами скорости потребления
кислорода именно теми веществами, которые содержатся в сбрасы-
ваемых стоках. В первом приближении можно рекомендовать
следующие коэффициенты к\ для практических расчетов в
единицах 1/с:
Сменянные стосн городов к предприятий пищевой
промышленности 0.1S-10
Хозяйственные сто* и 0,23' 10
Стони предприятий химн<кской и текстильной про-
мышленности 0.12-10
Стоси предприятий, содержащих товопеасис ве-
ществе 0.12 ■ 10
Установлено, что увеличение в речной воде содержания активных
взвешенных веществ нэ 2 мг/л ускоряет процессы самоочищения

■ 1,2... 1,6 рааа и в то же время не снижает концентрации
растворенного кислорода в воде.
Реаэрацня. Концентрация растворенного кислорода в воде водного
объекта зависит от двух противоположных и одновременно протека-
ющих процессов: от потребления кислорода бактериями при
окислении органических соединений, вносимых в воду со сточными
водами, и от атмосферной азрацин — наиболее важного источника
поступления кислорода в воду водного объекта. Для определения
концентрации растворенного кислорода в воде были рекомендованы
формулы (3.35), (3.36) и (3.38), в которых процесс реаэрации
учитывается коэффициентом скорости реаэрации Jfci. Последняя
величина зависит от интенсивности турбулентного перемешивания
водных масс, причем воздух вводится в поток за счет макровнхрей,
составляющих сущность всего турбулентного потока.
Для практических расчетов можно рекомендовать формулу
к]-4,9бу°-',Я-1*7, (3.44)
Рнс. З.В. Нймекрсмма для определения коэффициента скорости
репарации
где ki — коэффициент скорости реаэрации, 1 /с; v — средняя скорость
потока, м/с; И — глубина потока, м.
Для использования формулы (3.44) на рнс. 3.8 приведена
номограмма в координатах ij-/(/f) при v-conai, причем величина
ki, определяемая по номограмме, соответствует температуре воды
20" С. Учитывая, что процесс реаэрации зависит от температуры
воды, следует ввести в расчет температурную поправку в виде
^JrW^JW.OMf-n (3-45)
где Т — температура воды.
45

Для предварительных расчетов рекомендуется использовать зна-
чения коэффициента ki, приведенные в табл. 3.2.
Таблиц 1.3. Змачепа коэффициента *i(l0 'w, л/с
X* раж герисгиы
■одного объект*
Слабопроточмые мои
скячне водоемы
Большие и средние реки с
медленным
быстрым
Малые реси с быстрым
течением
ki при температуре иды, С
J
0.18
0.43
10
0,19
0,49
0,75
15
0,12
0,21
0.53
о,ав
20
0.17
0.23
0.51
0,93
25
0.24
0,62
1.00
30
0,27
0.68
1.08
Требуемая степень очистки сточных вод- Степень очистки
сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, должна отвечать
требованием Правил. Для того чтобы правильна определить необ-
ходимую степень очистки сточных вод, в каждом случае нужно
иметь подробные данные об их объеме н составе, а также данные
о степени разбавления и самоочищения водного объекта. Необходимая
степень очистки сточных вод определяется применительно к каждому
из нормативных показателен загрязнения, а также к общесанитар-
вым и органолептическим показателям вредности, которые приве-
дены в § 2.4.
Санитарные условия в водном объекте зависят, с одной стороны,
от предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ
(ПДК), а с другой — от максимальной концентрации каждого
загрязняющего вещества в расчетном створе (пункте) водного объекта.
Концентрация загрязняющего вещества в максимально загрязненной
струе в расчетном створе качества воды водного объекта должна
удовлетворять требованию
5ш<ПДК-5р. (3.46)
При стационарном спуске сточных вод из берегового выпуска
максимальная концентрация определяется по формуле (3.21). Пре-
дельно допустимая максимальная концентрация. сточной
жидкости S'ct, обеспечивающая нормативную концентрацию в
расчетном створе, с учетом (3.21) и (3.46) может быть определена
по формуле
HjxvDvx ( Bjv \ ( л\
5;,<(ПДК-5р)-^ *- erf I -=^= J e*p (^-J- (3.47)
46

В данном случае требуемая степень очистки сточных вод
определяется как
^-^1м (348)
Предельно допустимая максимальная концентрация сточной
жидкости при нестационарном спуске сточных вод, согласно прямо-
угольной эпюре [формула (3.33) ], определяется по формуле
ар (v-7^+**A)*
>я
Я'Л-Ш).
S*Q
(3.49)
ч
Иногда рекомендуется нспользонать в качестве характеристики
вредности сточных вод показатель предельного допустимого сброса
(ПДС). ПДС с учетом требования к составу и свойствам воды в
водных объектах определяется для всех категорий водопользования
как произведение расхода сточных вод q на концентрацию загряз-
няющих веществ S'n в сточных водах согласно формуле
ПДС=?5^.
(3.50)
Используя (3.47) н (3.48), степень очнеткн определяется по
формуле
itvDvx / BJv \ { t\
(3.52)
где ПДС с учетом (3.47) и (3.50) имеет вид
ПДС=(ПДК-5у) Ну/к*йух erlY-^L) ap (к, -\
Необходимо подчеркнуть обязательный сброс массы вещества,
соответствующий ПДС с расходом сточной воды q, принятой согласно
формуле (3.50), так как уменьшение расхода сточных вод прн
сохранении величины ПДС приведет к увеличению концентрация
загрязняющих веществ в сточной жидкости н превысит S'„, что

недопустимо. Величина концентрации S'„, необходимая для
расчета ПДС при спуске сточных вод в черте города, принимается
по величине не более ПДК, которая соответствует требованиям
к составу и свойствам волы видных объектов в месте
водопользования.
При определении степени очистки сточных вод для удовлетво-
рения рыбохозяйственных требований в створе, находящемся на
расстоянии 500 ы вниз по течению от места выпуска сточных вод.
в формулах (3.49) и (3.51) можно принять к, ■■ 0, т. е. следует
рассматривать неконсерватнвные вещества как консервативные.
Если использовать понятие кратности разбавления, определяемое
по формулам (3.24) и (3.25) или по окончательным формулам (3.29),
(3.30) и (3.31), то относительная степень очистки, %, с учетом
разбавления н самоочищения выражается в виде
5„-,пдк-с-^1м
По взвешенным веществам санитарные и рыбохоэяйстяенные
требования ограничивают лишь степень увеличения содержания
взвешенных веществ в воде водного объекта. В каждом случае
расчеты ведутся по формуле
^-"Saeo+jp, (3.J4)
где S„i„ — допустимое увеличение содержания взвешенных веществ
0,25. ..0,75 мг/л в зависимости от вида водопользования.
3.3. Расчет к в честна воды непроточные
водммов
Начальное разбавление. Процесс разбавления можно разделить
на две части: начальное разбавление, где разбавление происходит
вследствие вовлечения окружающей жидкости турбулентным струй-
ным потоком, образующимся при истечении сточных вод нз
оголовка выпуска. Вторая часть разбавления — так называемое
основное разбавление, где этот процесс происходит за счет течений
и турбулентного обмена в окружающей жидкости.
Расход сточной жидкости, принимаемый в качестве исходного
для расчета основного разбавления, определяется по формуле
9ст=»ач. (3.55)
где п, — кратность начального разбавления; q — расход сточной воды
на выходе из оголовка выпуска.
По данным Н. Н. Лаптева, начальное разбавление следует
учитывать в следующих случаях:
4»

для напорных сосредоточенных н рассеивающих выпусков при
соотношении скоростей потока v и выпуска ve
v0>4v; (3.56)
при абсолютных скоростях истечения струн из выпуска, больших 2
м/с. При меньших скоростях расчет начального разбавления ие
производится. В условиях обычного пассивного спуска v - v0
множитель п„—I и весь процесс разбавления происходит под
влиянием турбулентности потока. Такое исходное положение было
принято в § 3.2, где при расчете учитывалось только основное
разбавление. В случае непроточных водоемов, учитывая малые
скорости течения, условие (3.56) выполнено.
Кратность начального разбавления следует определять по выра-
жению
-£*(£
I-
(3.57)
где /п-v/v», dmd/d»; Л — диаметр оголовка; d — диаметр загряз-
ненной струи.
Значение d вычисляют по формуле
(l-m)Avi 2mAvm
0.91 0,9fi
(3.58)
где Av„-v„ — v, v* — скорость на оси струн.
По данным экспериментальны к исследований, условно принима-
ется Av„ -0.10 ... 0,15 м/с.
Если струя достигает граничных поверхностей, интенсивность
разбавления снижается. Это влияние учитывается путем введения в
формулу {3.57) множителя /(W/tO, который учитывает стеснение
струн н определяется в зависимости от Hid:
Hid 0 0.2 0,4 0,6 0.8
/<Л/<П О 0,30 0,59 0,М 0,95
Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления
определяется по формуле
*„— -. (3.59)
Если разбавление пронскодит в начальной и основной зона к, то
общая кратность разбавления равна
« = <w (3.60)
где rto— кратность основного разбавления.

Основное разбавление. Для определения кратности основного
разбавления в условиях непроточных водных объектов (озера,
водохранилища и др.) по сравнению с реками существенным отличием
является то, что загрязняемая часть водоема ограничена берегом
лишь с одной стороны. В этих случаях расчеты разбавления
выполняются детальными, методами, основанными на численном
решении уравнения (3.9) турбулентной диффузии ва ЭВМ по схемам
как плоской, так и пространственной задачи. Иногда в условиях
непроточных водных объектов предлагают изотропную модель
диффузии н принимают, что в уравнении (3.9) D,~D,-D,. Скорость
течения водных масс определяют по формуле (3.8). При мелководных
объектах можно отказаться от разбавления в вертикальном направ-
лении (3 S/dz ) - 0 н прийти к плоской задаче распространения
загрязнения. Коэффициент днсперснн рекомендуется при этом
определить по формуле
(3.61)
Основное разбавление, происходящее на пути движения воды
дальше от места выпуска сточных вод, приводит к различным
ситуациям загрязнения в зависимости от направления ветра:
при направлении ветра к берегу загрязнения распространяются
■ основном в глубинных слоях в направлении от берега к середине
водоема;
при направлении ветра от берега к месту выпуска сточных вод
будут подходить более чистые глубинные слои воды и уходить из
него поверхностные, сильно разбавленные.
В обоих случаях загрязнение наблюдается лишь на небольшом
участке берега. При ветре, направленном вдоль берега или под
небольшим углом к нему, малоразбанленные сточные воды направ-
ляются вдоль берега, загрязняя его на большом протяжении.
Кратность основного разбавления консервативного загрязняющего
вещества при сбросе сточных вод через донный глубоководный выпуск
определяется формулой
*> s„-s, ffyVo -
где S. — концентрация загрязнений в воде водоема до спуска
сточных вод; v« — скорость в выпуске; vr — средняя по
вертикали скорость течения (3.8); D — коэффициент днсперснн
(3.16); /.— расстояние на поверхности воды от выпуска до
расчетного створа.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ПОДГОТОВКА ВОДЫ
В разделе рассматривайте в основные реагенты, технологические
процессы, сооружения и приборы, применяемые для обработки
природных вод. Главная направленность материала — подготовка
хозяйственно-питьевых вод из поверхностных вод. Приведенная
информация может быть также полезной при решении вопросов
очистки подземных и подготовки технических вод.
Приводятся данные о коагулянтах и других основных реагентах,
применяемых в водоподготовкс, разъясняется механизм коагуляции
примесей воды, дастся описание сооружений и приборов для
хранения, подготовки и дозировки реагентов в обрабатываемую
воду.
Рассматриваются принципы работы, устройство и расчет соору-
жений, применяемых для очистки природных вод (отстойники,
осветлители, мнкрофильтры, гидроцнклоны, флотационные уста-
новки, фильтры с зернистой загрузкой, намывные фильтры),
приводится необходимая информация о процессах обеззараживания
воды, применения окислителен и сорбентов. Заключительная глава
посвящена вопросам проектирования водоочистных комплексов.
ГЛАВА А . . ,
КОАГУЛИРОВАНИЕ ВОДЫ
4.1. Характеристика применяемых реагентов
Реагентами называются химические вещества, применяемые в
процессах водоподготовки. Коагулянты используются для осветления
и обесцвечивания воды. Широкое распространение получили
Х1юмннийс0дсржащис коагулянты, прежде всего сульфат хиоминия,
среди которых главным образом очищенный (технический} сер-
нокислый глинозем AhtSO.h nHiQ (ГОСТ 12966—85), представля-
ющий собой неслсживающиеся пластинки, брикеты и куски неопре-
деленной формы и разного размера. Материал имеет перламутровый
оттенок, для очистки воды выпускается двух сортов: I сорт содержит
активного вещества AbOi не менее 16% (не менее 53% по безводному
сульфату алюминия) и нерастворимых в воде примесей не более
0,3%; II сорт содержит АШэ не менее 15% и нерастворимых
51

примесей не более 0,7%- Коагулянт транспортируется навалом
в крытых железнодорожных вагонах.
В настоящее время используется еще и неочищенный сер-
нокислый глинозем AIi(SO<)j 18НЮ. Это крошка серовато-белого
цвета с кусками различной крупности с содержанием А120з не менее
9,3%. Сорт А содержит нерастворимых примесей не более 2,2%
и сорт Б — не более 2,7%. Также транспортируется навалом.
Из других алюмнннйсодержашнх коагулянтов применяются
окенклорнд алюминия и алюминат натрия.
Оксихяорид алюминия AJi(OH)iCl 6rl;0 — зеленоватые кристал-
лы, содержит 40...44% AJjOj н 20...21% NaCI, выпускаетсв в виде
35%-ного раствора.
Алюминат натрия NaAIOi— куски белого цвета, товарный
продукт содержит 55% AliOi-
В водоподготовке используются также железосодержащие коагу-
лянты — хлорное железо, сульфат железа '!!! и сульфат железа
<И1).
Хлорное железо FeClj (ГОСТ 11159—76) —фиолетового цвета
кристаллы с темно-зеленым оттенком, 1 сорт товарного продукта
содержит активного вещества не менее 97,3% н не более 0,6%
нерастворимых примесей, (1 сорт содержит FeClj не менее 95%.
Ввиду большой гигроскопичности материал транспортируется в
герметично закрытых стальных барабанах. Возможна поставка в виде
раствора в цистернах с содержанием активного вещества в растворе
35...40%.
Железный купорос FeSO, 7НгО (ГОСТ 6981—75) — зеленовато-
голубые кристаллы, транспортируется в полиэтиленовых мешках или
мягких контейнерах. Может поставляться насыпью в крытых
транспортных средствах. Товарный продукт выпускается двух сортов,
содержит FeSO* соответственно не менее 52 и 47%, нерастворимых
примесей— не более 0,2% (I сорт) и не более 1% (II сорт).
При рН<8 железный купорос рекомендуется подавать в воду вместе
с хлором для окисления двухвалентного железа в трехвалентное.
В противном случае а воде образуется гилроксид железа (II), который
при низких значениях рН плохо коагулируется. FeSCXi является
наиболее подходящим коагулянтом в процессе известкового и
нэвестково-содового умягчения, протекающего прн рН>10, когда
сульфат алюминия непригоден.
Сульфат железа (111) Fe<(SO0j -2НгО — кристаллический, гигро-
скопичный продукт, поставляется в бумажных мешках. Пригоден для
использования без дополнительного ввода окислителя, имеет неко-
торые технологические преимущества перед сульфатом
алюминия.
Однако появляется опасность повышения содержания железа
в очищенной воде.
В зависимости от свойств воды можно получить хорошие
результаты, применяя хлорированный железный купорос, который
51

получают на водоочистной станции путем оораоотки г-'егод
хлором. При этом на 1 г железного купороса необходимо добавить
0,16... 0,22 г хлора. При низкой температуре воды и в целях
экономии реагента можно использовать смешанный алюмпжелеэный
коагулянт, который получают перемешиванием FeClj и Ali(SO<)j в
пропорции по весу от 1:1 до 2:1. FeClj и AljtSO.h можно также
вводить в воду раздельно, без предварительного изготовления
смешанного раствора.
Для интенсификации процесса хлопьеобразования и повышения
эффективности коагулирования используются синтетические высоко-
молекулярные вещества — флокулянты. В технологии очистки воды
применяются в основном полиак рилам ид и активная кремниевая
кислота.
Полиакриламид — бесцветный, гелеобрззнын препарат органиче-
ского происхождения (ТУ 6-01-1049—76), содержание активного
вещества 6,5... 7%. Поставляется в полиэтиленовых мешках, упа-
кованных в ящики. Перед подачей в воду растворяют в быстроходной
лопастной мешалке. Изоготовляется также порошкообразный ПАЛ
(ТУ 6-16-1895—74), содержащий 48% активного вещества.
Активная кремниевая кислота — флокулянт минерального
происхождения, получают иа водоочистной станции путем активации
жидкого стекла (ГОСТ 13078—81) хлором или сульфатом алюминия.
В разных процессах обработки воды необходима добавка щелоч-
ных реагентов, в качестве которых используются гашеная известь,
кальцинированная соль и едкий натр.
Гашения известь Ca(OH)j. Ее получают, как правило, из
водоочистной станции путем гашения строительной извести СэО
(ГОСТ 9179—77). Ввиду малой растворимости (при 20° С 1.23 г/л)
обычна вместо раствора используется суспензия извести (известковое
молоко). Возможно поставка также известкового теста или готового
известкового молока.
Кальцинированная сода NatCOj (ГОСТ 5100—85Е> — белый
порошок, содержит активного вещества не менее 99%.
Едкий натр (каустическая сода) NaOH (ГОСТ 2263—79) — белая
непрозрачная масса или жидкость.
Для дезинфекции воды и окисления органических веществ
используются дезннфектанты и окислители. Более широко при этом
применяют жидкий хлор и клорсодержащие реагенты — хлорную
известь, гипохлорнт кальция, диоксид хлора, гипохлорит натрия.
Жидкий хлор СЬ (ГОСТ 6718—86) — маслянистая жидкость
оранжево-желтого цвета с удельной массой 1,43 г/л, содержит не
менее 99,5% СЦ. Хлор — газ, сжижается при низкой температуре
и высоком дааленни (при IrC и 0,575 МПа, при атмосферном
давлении и температуре —34,6° С), поэтому жидкий хлор
перевозится в баллонах или в контейнерах (бочках) под давлением
0,6... 0,8 МПа во избежание испарения. Общая масса баллона —
100 кг, контейнеров — 1000 ... 3000 кг.
S3

Тайл1щр4.1. Режгекшмищеспа,прянеюею1евк1Д[)ПОдгагО№
Реагент или
вещество
Активные угли:
АГ-3
БАУ
ДАУ
КАД
йодный
0V
Аммиак
Гидразин-гид-
Р*т
Ионообменные
"'^^
КУ-1
КУ-2
Сульфоуголъ
аниониты
АН-2Ф
АВ-17
Медный купо-
рос
Крсмнефторн-
сгый аммоний
Кремкефгорн-
стый натрий
Полифосфат
натрии
Хкмичес-
и« фор-
мул*
NH)
CuS04
JHjO
<NH4>iSlF*
Ni2SlF«
<N«P03)„-
•HiO
НКД
Черные хрия
правильной фор-
Зернистый ма-
териал чернота
Тоже
.
Порошок чер-
ного цвета
Сжиженный
Бесцяетяв
жкдяостъ
Масса желтого
цвета (смола)
Тоже
Зернистый ма-
териал чернота
Масса белого
цвета (смола)
Тоже
Кристаллы го-
лубого цвета
Белый порошок
Тоже
Бесцветные
«уски
Нормативный до-
кумент
ГОСТ 20464—75
ГОСТ 6217-74
ТУ 6-16-2393—80
ТУЙ-16-1917—74
ГОСТ 4453-74
ГОСТ 6221—Я2Е
ГОСТ 19503—SSE
ХТУ 107—58
МРТУ 605903—65
ГОСТ 5696-74
СТУ 492518-61
МРТУ 605866—65
ГОСТ193-47-84Е
ОСТ 608-2—75
ТУ 14/0769—64
ГОСТ М291—80
Назначение а яо-
дотюдптговке
Сорбция раст-
воренных веществ
Тоже
•
Аммониэацна
Обескислоро-
живание воды
Умвгчение и
обессоливай не во-
ды
Тоже
Обессоливаннс
воды
Тоже
Устранение
цветения водо-
емов, Лиообра-
стания водозабор-
ных сооружений,
коммуникаций н
те плообмен и ык
поверхностей
Фторирование
воды
Тоже
Защита трубоп-
роводов от кор-
розии и обра-
стания
54

Продолжение тавл 4.1
Реагент или
асщестм
Серим икал*
Серниста
вкгмдрнд
Свшни кисло-
п
Сульфит
катриа
Тиосульфат
НЯТрНВ
Три натрий
фосфат
Триполифос-
*"""*"
Фтористый ам-
моний
Фтористый
""""*
Хммнчес-
"му^Г
HiSO,
SO]
HCI
NilSOi.
■HiO
NbiSiOj.
5HiO
NaiPO« ■
■12HiO
NiiPjQio
NH*F
NiF
Вид
Жидкость
Бесцветная или
сом жидкость
Жидкость
Бесцветные
вриствллы
Бесцветные или
белые кристаллы
Кристаллы
Белый порошок
Бесцветные
кристаллы
Кристалличе-
ский порошок
Нормативный до-
ауыеит
ГОСТ 21 «4—Т7
ГОСТ 2918— 79
ГОСТ 457-78
ГОСТ «3-76
ГОСТ 244— 76
ГОСТ Ml— 76E
ГОСТ 13493—НЕ
ГОСТ 451 в—71
ГОСТ44Ы—76
Назначение а во-
доподготовве
Стабилизация
•оды. регеяе-
радия Н-еятмлв>
Дехлорирова-
ииеводы
Регенерация Н-
КЯТИ0НОЯЫЯ
фильтров
Дехлорирова-
ние воды
Тоже
Доуыягчение
ВОДЫ
Защита трубоп-
роводов от кор-
розии и обра-
Фторироаанне
•оды
То-е
Хлорная известь CaCljO {ГОСТ 1692—85) —белый порошок с
резким запахом, содержит 32... 35% активного хлора, получают
хлорированием гашеной извести.
Гипохлорит кальция Ca(CIO)i (ГОСТ 2526—82) — белый поро-
шок, содержит 39...52% активного хлора, получают хлорированием
известкового молока.
Диоксид хлора ClOj получают на водоочистной станции
хлорированием раствора хлорита катрно NaCtO;. Хлорит натрия —
белый пороткообрааный материал, сильный окислитель.
Гипохлорит натрия NaCIO — водный раствор, представляет
собой сиропообразный материал, получаемый в процессе электролиза
поваренной соли. Возможна поставка на водоочистную станцию
готового реагента (ГОСТ 11086—"36).
Характеристика некоторых других реагентов н веществ, часто
применяемых в водоподготовке, приведена в табл. 4.1.
55

4.2. Основные принципы и понятия процесса
коагулировании воды
Условия жоагулировакнв, определение оптимальных доз реаген-
тов. Коагулирование — это технологический процесс обработки воды
коагулянтами — солями многовалентных металлов. Под коагуляцией
следует понимать физико-химический процесс агломерации мель-
чайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил
молекулярного притяжения. В результате коагулирований устраня-
ются мутность и цветность воды, может снижаться интенсивность
привкусов и запахов.
Эффект коагулирования обусловлен воздействием коагулянта на
нерастворенные примеси (коллоидные и грубодислерсные частицы),
от которых зависит в основной мутность н цветность воды.
При добавке в воду коагулянта, например сульфата алюминия,
происходит диссоциации реагента с последующим гидролизом
металла:
A1,(S0JJ-2A1)* + 3S04*-, (4.1)
- - Ali,+2H10-M(QH)il+2Hr. (4.2)
Образующийся гндроксид алюминия является коллоидом, мало-
растворимым веществом, который и нейтральной и слабокислой среде
приобретает небольшой положительный заряд в результате адсорбции
ионов Н* и AI .В щелочной среде гндроксид заражен отрицательно
в результате адсорбции ионов А10г~. Коллоиды AKOHh коа-
гулируются, образуй мнкрохлопьв. Данный кратковременный процесс
происходит в смесителях, н этим заканчивается перваи фаза
коагуляции. Во второй фазе, которая в свободном объеме воды может
длиться до 60 мин, происходит коагуляция мнкрохлопьев. При этом
ыикрохлопьв адсорбируют на свою поверхность загрязняющие воду
коллоидные частицы и могут сами адсорбироваться на поверхность
грубодисперснык примесей (взвешенных веществ). Процесс
происходит в камерах хлопьеобразовання в условиях умеренного
перемешивания коды н заканчивается образованием крупных хлопьев.
Устранение хлопьев из воды происходит в отстойниках илн
флотационных установках.
По вышеописанной схеме процесс коагулирования протекает в
свободном объеме воды. Другой вид коагулирования основывается на
контактной ioai-уляцин. Этот процесс, где вторая фаза коагуляции
происходит посредством контактной массы — взвешенного слоя осадка
или слоя зернистого материала. По данной схеме работают
осветлители со взвешенным осадком, контактные осветлители и
контактные фильтры. Контактная коагуляция предполагает малый
интервал времени между вводом коагулянта и его поступлением в
слой контактной массы. Для этого коагулянт подают в обрабатыва-
емую воду непосредственно перед осветлителями, самостоятельные
56

камеры хлопьеобразовання отсутствуют. При контактной коагуляции
процесс мало зависит от щелочности, температуры и рН воды,
уменьшается расход коагулянта.
Для эффективного коагулирования необходимо образование не-
растворимых, электрически минимально заряженных гидрокендов и
ыикрохлопьев коагулянта, из которых при коагулировании в
свободном объеме воды в сваю очередь должны образоваться крупные
и твердые хлопья. Гидрокснд алюминия является малорастворимым
при рН- 5 ... 7, причем оптимальное значение рН, при котором
целесообразно провести коагулирование, зависит от свойств исходной
воды (табл. 4.2).
Таблица 4.2. Оптимальные знмешш рН при коагуакроинии putua «од
Характеристика воды
Мягкие, ияетиие <6апее SO гряд) «оды, щелочность
Я0 1.5мг-эк»/я
Малоцветкие (до 40 град) воды средней жесткости
(4 ... S мг-экв/л) щелочностью 3 ... 4 чг-эш/л
Мадоцаетние жесткие (6 ... 8«г-экв/л) воды с щелоч-
ностью более 5 ыг-эса/л и обшей минерал им иней
«00... 1000 нг/я
Оптимальное значение рН
при коагулирован ни
сульфатом алюмкниа
S ...6
6.-7,2
6,5... 7,5
Из уравнения (4.2) видно, что в процессе гидролиза коагулянта
происходит снижение рН среды. Это отрицательно влияет на
дальнейший гидролиз и образование хлопьев коагулянта, поэтому
выделяющиеся ионы водорода необходимо связать. Частично это
происходит за счет природной щелочность воды (Н++ HCOj"-»COi t+
+■ НгО, если этого недостаточно, воду необходимо подщелачивать
известью или содой. Необходимая доза щелочи определяется по
формуле
(4.3)
где Кщ— эквивалентная масса активного вещества подщелачивающего
реагента, мг/мг-экв, принимается для извести (по СаО) —28, для
соды (по NatCOj)—-S3; Д, — доза безводного коагулянта, мг/л; е.
— эквивалентная масса безводного коагулянта, мг/мг-экв, принима-
ется для AMSO*))— 57, длн FeClj — 54, для Fe(SO«h— 67; Шл—
щелочность воды, мг-экв/л; 1 — необходимая остаточная щелочность
воды. Если по расчету получится Дщ< I, то подшелачивание не
требу етсв.
С повышением температуры воды растворимость гцдрокскдов
коагулянта уменьшается, и коагуляция проходит более эффективно.

Кпг^ш
При низкой температуре воды я при 7< рН < 5 растворимость
соединений алюминия высока и часть алюминия попадает в
водопроводную сеть. При повышении температуры и изменении рН
среды на определенных участках распределительной сети ыожет
происходить осаждение соединений алюминия в виде слоя, что
уменьшает пропускную способность трубопроводов и ухудшает
качество воды. Надо учесть, что алюминий является токсичным
веществом, допустимое содержание его и питьевой воде не более
<М мг/д.
Для нормального прохождения ко-
агуляции требуется подача оптималь-
ной дозы коагулянта (масса коагулян-
та, добавляемого на единицу объема
очищаемой воды, которая минимально
необходима для эффективного коа-
гулирования примесей). Рис. 4.1 харак-
теризует влияние дозы коагулянта на
эффективность осветления и обесц-
вечивания воды.
В зоне 1 доза коагулянта недоста-
точна для протекания коагуляции.
Начиная с дозы а (порог коагуляции)
повышение Д. обусловит повышение
эффекта очистки воды (зона 10. В зоне III ввиду избытка коагулянта
увеличение его дозы повышает эффект очистки воды. Граница между
зонами II и 1)1 определяет оптимальную дозу коагулянта fltom-
Оптимальная доза коагулянта определяется экспериментально:
7... 9 стеклянных цилиндров заполняют исследуемой водой (I л)
и добавляют разные дозы коагулянта. После быстрого (30... 40 с)
и последующего умеренного (1S мин) перемешивания цилиндры
оставляются на 30... 60 мин в покое. Затем при помощи сифона
отделяют остветленную воду, определяют ее мутность (или цветность)
и строят кривую коагуляции.
Доза коагулянта зависит в основном от концентрации нераство-
реыных примесей и от их свойств (прежде всего от крупности и
плотности). Необходимая доза тем больше, чем выше концентрация
примесей и чем больше в примесях доминируют мелкие ннзкоплотные
частицы. При отсутствии лабораторных исследований необ-
ходимую дозу коагулянта, ыг/л, для обесцвечивания воды можно
определять
Рис. 4.1. KfMBia коагуляции
примесей:
Д.-Ч/Ц.
(4.4)
где Ц — цветность воды, град.
При осветлении воды можно Д, принимать из табл. 4.3.
При коагулнроваинн важно, чтобы весь добавляемый коагулянт
как можно быстро и равномерно распределялся во всем объеме воды.

Для этого в смесителях происходит интенсивное перемешивание
коагулянта с водой.
Во второй фазе коагуляции требуется умеренное перемешивание
воды, что создаст благоприятные условия для сталкивания
микрохлопьев коагулянта с примесями н между собой. Чрезмерная
интенсивность может при этом разрушить образовавшиеся
хлопья. Умеренное перешнванне воды выполняется в камерах
хл оп ьеоб рэ зо ва и и я.
Таблица-tJ. Оптимальные дозы коагулянта дл> вод
разном мупюсгн
Мутность воды, мг/л
До 100
1 100...200
200...400
1 400... 600
Д.. мг/л.
по безводному веще-
25. .35
30 ..40
35 ...40
45...SO
Мутность воды, мг/л
600 ..800
800... 1000
1000... 1500
по безводному веще-
ству
50 .60
60...70
70.. ВО
Примечании: 1. Меньшие значения доз относятся к водам, содержащим и основ-
ном грубодисперсные принеси. 2. При одновременном осветлении и обесцвечивании воды
следует приминать (юльшую из доз. определенных по формуле 14.4) и потабл 4.3.3. При
контактной коа^улации а зернистой загрузке Д. следует принимать на 10... 13% меньше.
чем по формуле 14.4] и по таил. 4.3.
Повышение эффективности коагулирования путем обработки
воды флокулянтамн. Наиболее часто для повышения эффективности
коагулирования используют обработку воды флокуляитами.
Флокулянтамн называют высокомолекулярные органические и
минеральные соединения, которые в воде образуют макромолекулы.
Эти молекулы адсорбируют гидроксиды коагулянтов, связывая нк
вместе с примесями в крупные, тяжелые хлопья.
Из минеральных флокулянтов в основном используется активная
кремниевая кислота <АК), которая изготовляется на водоочистной
станции путем активизации жидкого стекла — нейтрализации 70...
85% его щелочности. Для этого используется, как правило, хлор
или сульфат алюминия.
Получаемая в результате реакции кремниевая кислота после
гидролиза полнмериэустся с образованием макромолекулы-
АК является флокулянтом анионного типа, так как макромоле-
кула имеет небольшой отрицательный заряд. Поскольку большинство
примесей природных вод также заряжены отрицательно, то АК дает
эффект при использовании ее дополнительно к коагулянту. Целесо-
образно применять АК для осветления и обесцвечивания маломутных
цветных вод. Флокулянт добавляется в воду после коагулянта
с интервалом во времени 2...3 мин. Дозу АК (по активному
веществу SiOj) можно принимать из табл. 4.4 нлн определять
экс перимеитально.
59

Таблица 4.4. Дозы tреммккй кислоты при разных схемах клользования
реагента
Схема нспольэошина АК
При вводе перед отстойниками или остветлителами со
взвешенным осадкам длк еды с температурой J ... 7 С
Та «е. с температурой менее 5 ... 7° С
При аводе tie ред фильтра ми при двухступенчатой очистке
При аашк перец контактными осветлителкмн или
фильтрам» при одноступенчатой очште, перед
лрефа^ьграмн
Доаа АК по активному веще-
ству SIOi. и г/л
2...3
3...5
0.2... 0.5
I ...3
Из флокулянтав органического происхождения применяется
полиакриламнд (ПАЛ), который также является анионным флоку-
лянтом. Реагент поступает на станцию в виде геля или порошка,
где из него изготовляется раствор. Дозу ПАА можно принимать
по табл. 4.5.
При очистке высокомутных вод флокулянты иногда подают в
воду перед коагулянтом, распространена также двухступенчатая
обработка воды флокулянтом.
Таблица 4.S. Дом ткииякрнддиида при рат»"г; сжеык нслшвэоиниа
Схема испольаоааник ПАЛ
м свойства исходной аоды
При аводе перед отстойниками или осветлителями се
взвешенным осадком ■ зависимости от мутности и цветности
аоды: ,
мутность цветность
аоЮмг/л более 50 град
10... 100 30... 100
100....500 20...»
500..1500 —
При аводе перед фильтрами при даухступенчатой очистке
При вводе перец контактными осветлителями или
фильтрами при одноступенчатой очистке. перед
префильтрамн
Доаа ПАЛ по безводному
(активному) веществу, мг/л
1 ... 1,5
0,3... 0,6
0.2... 0,5
0,3..1
0.0J...0.1
0,2 ...0,6
Электрохимическое коагулирование. Необходимые для коа-
гулирования ионы алюминия или железа можно получить элект-
рохимическим путем. Для этого используются безнапорные емкости
— электролизеры (электрокоагуляторы), в которые опущены
пластинчатые клн цилиндрические электроды из алюминия или
стали. Электролизер включается, как правило, в сеть постоянного
тока. В процессе анодного растворения металла в воду поступают
w

ионы А1 или Fe *. Поскольку при стальных электродах выделяются
ноны двухвалентного железа, необходимо нх окисление в Fe r. Для
этого в электрокоагулятор дополнительно подается сжатый воздух
или осуществляется предварительной хлорирование воды.
Количество металла, растворимого с анода, определяется на
основе закона Фарадея, г.
т~КЛ. (4.5)
где К — электрохимический эквивалент; / — сила тока, А; t —
продолжительность электролиза, ч.
Расход электроэнергия иа электролитическое растворение метал-
ла, Втч, определяется по формуле
w-Wi. ' (4.6)
где U — напряжение между электродами, В.
Теоретически на растворение 1 г-экв металла (т. е. 27,9 г Fe
или 9 г А1) требуется 26,8 А - ч. Обычно напряжение между
электродами принимают 3...4 В. В таком случае для растворения
1 г Fe по формуле (4.6) требуется 26,83/27,0-2,9 Втч, для
растворения 1 г AJ — 8,9 Втч.
Растворение 1 г металлического алюминия эквивалентно введению
12,3 г Aii(S0.)r ISHjO, растворение I г металлического железа —
введению 4,8 г FeClr6HiO или 4,9 г FeSO,7H.O- Фактический
расход электроэнергии больше, часть ее израсходуется на подогрев
воды. Расход электроэнергии увеличивается с увеличением расстояния
между электродами и плотности тока, с замедлением течения воды
между электродами. Поэтому электролизеры рекомендуется эксплу-
атировать при следующих параметрах: плотность тока — не более
10 А/м , расстояние между электродами — не более 20 мм; напря-
жение между электродами — 3 ... 4 В; проточная схорость воды
в электролизере — не менее 0,5 м/с-
Использованне электролитической коагуляции вместо релгентиой
повышает компактность реагентного узла станции, в результате
автоматизированного управления работой коагуляционной установки
упрощается era обслуживание. Данный способ коагулирования
целесообразно применять прежде всего на небольших станциях (суда,
малые поселки и др.).
Недостатком электролитической коагуляции является высокий
раскол электроэнергии и электродного металла.
4.3. Сооружения коагулирования
Хранение и растворение коагулянта. Устройство реагентного
хозяйства водоочистной станции зависит от способа хранения и
дозирования реагента. В практике распространена подача реагентов
61

(коагулянта, флокулянтов, извести, соды) в виде растворов и
суспензии, так называемое мокрое дозирование. При высококачест-
венных порошковых и гранулированных реагентах более целесооб-
разно сухое дозирование. Это обеспечит большую компактность
peaпентного хозяйства, лучшие условия труда, создаст возможности
полностью автоматизировать управление процессом работы.
При мокром дозировании возможно сухое или мокрое хранение
коагулянта. В первом случае реагент поступает иа склад, площадь
которого должна быть рассчитана на хранение 30-суточнопэ запаса
коагулянта в период его максимальной) потребления. Склад уст-
раивается иа первом этаже станции в закрытом помещении. Площадь
склада, м ',
_всПД£^ (46,,
Ю(НМреО0А,
где Qrrr — производительность станции, м /сут; Д, — доза безводного
коагулянта в период максимального расхода, мг/л; Т — период
хранения коагулянта, сут; а -1,15 — коэффициент, учитывающий
дополнительную площадь на проходы; рс— содержание безводного
коагулянта в техническом продукте, %; (л» 1,1—объемная масса
коагулянта, т/м ; А, — толщина слоя коагулянта в складе. При
хранении реагента навалом и при механизированной загрузке —
разгрузке Л* принимается до 3,5 м.
Объем склада должен соответствовать разовой поставке реагента.
Обычно коагулянт и другие реагенты, поставляемые навалом,
поступают в железнодорожных вагонах массой 60 т (нетто).
Более целесообразным валяется мокрое хранение коагулянта,
когда поступающий реагент сразу выгружается в растворные баки.
Этим предотвращается слеживание материала на складе, уменьша-
ются потерн реагента. Необходимый объем растворных баков при
мокром хранении коагулянта определяется из расчета 2,2... 2,5 м
на каждую тонну неочищенного или 1,9 ... 2,2 м на каждую тонну
очищенного коагулянта. В растворном баке изготовляется кон-
центрированный (15... 20%) раствор, который затем перекачивается
в баки-храиилищд (не менее трех баков, их объем принимается нз
расчета 1,5 ... 1,7 м на 1т коагулянта). Бакн-храннлищд необ-
ходимы на больших станцинх для уменьшения объема растворных
баков, где месячная потребность коагулянта превышает объем разовой
поставки реагента.
Если при мокром хранении коагулянта объем разовой поставки
значительно выше месячного потребления, то для уменьшения объема
баков часть коагулянта рекомендуется хранить на складе в сухом
виде.
62

При сухом хранении коагулянта реагент перед подачей ■ воду
растворяется в растворных баках. Необходимо минимум три раст-
ворных бака, вместимость каждого из которых, м ,
(4.7)
I00O0W./W,
где Qi — часовой расход станции, м /ч; л — время, в течение
которого станция должна работать с использованием коагулянта из
данного бака, ч; Др^т. — концентрация раствора в баке по чистому,
безводному продукту, %, принимаемая: до 17% —для неочищенного
коагулянта, до 20% —для очищенного кускового, до 24% —для
очищенного гранул и рова иного коагулянта; Ps*mm 1,1 —плотность
раствора коагулянта, т/м .
Величина л зависит от производительности станции:
Проимоднтелк-
нсстъ станции.
ы3/сут
1.Г
До 10 000
12... 24
10000... 30 000
1... 12
Более 50 000
6...8
Более 100000
3
Для растворения коагулянта используется сжатый воал
4.2,(3) при интенсивности аэрирования 8 ...10л/(с-м ),либам
воздух <рнс.
I при интенсивности аэрирования 8 ...10л/(с-м*),либамсхаииче-
скае перемешивание <рнс, 4.2, б). В качестве дополнительной ыеры
можно для растворения использовать циркуляционный насос.
63

при мокром хранении коагулянта
\
Щ
Ife
4=
5
• 4
Схема растворного бака
приведена из рис. 4.3.
Продолжительность растворения необходимо при температуре
воды 10 С принять 10... 12 ч, а при температуре 40° С — 6 ... 8 ч.
При использовании хлорного железа растворные баки должны
находиться а изолированном, вентилируемом боксе.
После растворных баков раствор коагулянта направляется в
расходные бакм, где он разбавляется до концентрации 12%. При
этом подается сжатый воздух
(3...5 л/(с-м )), осуществляется
механическое перемешивание или
циркуляции раствора насосом. Дно
расходного бака должно иметь ук-
лон а сторону трубы опорожнения
не менее 0,1. Диаметр трубы
принимается не менее 100 мм.
На станции необходимо иметь
не менее двух расходных бакоп.
Готовый раствор из растворного и
расходного баков забирается с
поверхности.
Изготовление известкового мо-
лока и раствора. Известь исполь-
зуется в водопод готовке для под-
щелачивай не воды при коа-
гулировании, для стабилизации,
умягчения, а также для обезже-
лезнвання волы. Ввиду малой рас-
творимости извести использование известкового раствора рекоменду-
ется при общем его расходе до 50 кг/сут (по активному веществу
СаО). В других случаях применяется известковое молоко.
Известь прибывает на станцию в сухом н негашеном виде, н
виде известкового теста или готового известкового молока. В первом
случае известь хранится на складе и перед использованием проходит
гашение. Для этого используются вращающиеся, оборудованные
изнутри лопастями барабаны, куда вместе с известью добавляется
вода (7 ... 10 м воды на 1 т товарного продукта негашеной извести).
Для ускорения процесса гашения можно подавать подогретую до 60
...7СгС воду. С этой же целью можно известь предварительно
измельчить.
После нзвестегаенлхи смесь направляется через гидроциклон для
выделения примесей и негашеных частиц извести. Затем смесь
поступает в бак известкового молока (не менее двух баков,
концентрация СаО не более 5%). Во избежание осаждения частиц
извести в баках необходимо постоянное перемешивание при помощи
подачи сжатого воздуха (8 ... 10 л/ (см )>, с использованием цирку-
ляционного насоса или лопастями (рис. 4.4). Восходящая скорость

суспензии в цилиндрической части бака для предотвращен н я
отстаивания должна быть не менее 5 им/с. В трубопроводах
известкового молока следует обеспечить скорость течение не менее
0,8 м/с, напорные трубопроводы должны иметь уклон не менее 0,02
в сторону насоса, самотечные трубопроводы — не менее 0,03 в
сторону выхода.
Вместимость бака, м , известкового молока
10000йири'
где п - 6 ... 7 ч; Ди — необходимая
доза нанести по СаО, мг/л, А.—
содержание СаО в известковом
молоке, %; р, » 1— плотность
известкового молока, т/м .
На практике используется так-
же мокрое хранение извести при
концентрации 35... 40%. Вме-
стимость бака-хранилища при-
нимают 3,5...5 м и I т товар-
йога продукта извести.
Раствор извести нзготонляетсв
из известкового молока в са-
тураторах двойного насыщение
(рис. 4.5).
(4.8)
Рис. 4.4. Бак известкового
МОЛОК1 (piСХОДНЫЙ би) С
гидравлическим пере-

Приготовление растворов флокулвнтов н других реагентов.
Полиакриламид добавляется в воду в виде раствора, который
изготовляется из технического продукта (гель или порошок) путем
его растворения с помощью быстроходной мешалки. На рис. 4.6
приведена схема соответствующей установки.
В баке приготовляется рабочий раствор с концентрацией
0,1 ... 1%. Необходимо учесть, что при низкой концентрации
уменьшается срок хранение раствора: при 0,7...1%-ном растворе
до 15 сут, при 0,4 ... 0,6%-иом — до 7 сут, при 0,1 ... 0,3%-ном
S
— до 2 сут. Для ускорения растворения ПАЛ одновременно включают
мешалку и циркуляционный насос, рекомендуется подать для
растворение воду, подогретую до 50° С. Для быстрого н полного
перемешивание ПАЛ с обрабатываемой водой раствор дозируют
с концентрацией по активному веществу до 0,1%.
Для приготовления раствора ПЛА разработана стандартная
установка УРП-2М со следующими параметрами: производительность
установки— М м /сут; объем растворного бака — 2 м (объем рас-
твора 1,2 м , концентрация раствора до 1%), частота вращения
крыльчатки — до 960 мин"1 (электромотор А02-42-6); цирку-
ляционный насос 2К-20/30а; продолжительность растворения —
25... 40 ыин.
66

На рис. 4.7 приведена схема установки непрерывного получения
активной кремниевой кислоты, в табл. 4.6— характеристика устано-
вок.
В качестве рабочих растворов используются растворы жидкого
стекла (1,5... 3% по SiO;) и сульфата алюминия (1,5...3,5% по
безводному продукту). Для получения I т АК (по SiO.) потребуется
ориентировочно 3,5 т жидкого стекла (товарный продукт содержит
28,5% SiO;) и 1,3 т сульфата алюминия.
Та&лицр 4.6. Хдрдпсрнстии серийных установок непрерывного изготовления
BETH ВНОН К ре М НС EH СЛОТЫ
Параметры уггамаок
Марка ннсося. -дом гора
Объеч вхтиватора. л
Размеры вкгиваюра. мм
Эле it роп рн вол
Объем пол и мер им торя, л
Размеры полимеризатора, мм
Объем бака раствори ж ил* ого
стекле (2 шт.). м3
Объем бака раствора сульфата
алюминия (2 шт.), м
Произвол мтельностъ уствиомп. xr/ч, no 5Ю2
3
7.5
12
ИЛ 160/25 ИД 400/16 НД 630/10
10 25 40
190x220x440 670*290x565 740x330*680
АОЛ2-11-4
№-0,6еВг. я- 1500мин"'
300 730 1200
500x500x1000 d-945, (/-I300,
/'-1100 W-I200
$ 12 20
5 12 20
Со временем макромолекулы АК теряют свой заряд и коа-
гулируются. Поэтому АК необходимо использовать в течение
6 ... 12 ч. Для продления срока службы необходимо раствор
выдержать в полимеризаторе 30...60 мин, а также изготовить
малоконцентрированный раствор (0,5% по SiOj). Подача АК
в обрабатываемую воду, как правило, происходит эжектором.
При углеванни волы применяется порошкообразный активный
уголь. Из угля приготавливается суспензия концентрацией 5... 10%
путем ее замачивания в течение 1 ч. Для этого используются баки
с механическим или гидравлическим перемешиванием.
Раствор перманганата калня приготавливается в растворно-рас-
ходном баке. Продолжительность растворения при температуре воды
20° С —4 ... 6 ч, при 40° С— 2 ... 3 ч. Концентрацию раствора
принимают 0,5.,, 2%, На станции должно быть не менее двух
баков.
Гексаметафосфат натрия подается в воду при фосфатнрованин
воды в виде 2...3%-ного раствора. При изготовлении раствора
67

используются бакн с механическим перемешиванием (числа баков
не менее двух). Продолжительность растворения: при температуре
•оды 16...180 С—4...5 ч, при 50°С—2 ч. В вил у высокой кор-
розионной активности раствора внутренний поверхность баков должна
иметь покрытие из кислотостойкого материала.
Подача реагентов. Приборы для подачи в воду необходимого
количества реагента называются дозаторами. Дозаторы могут пода-
вать в воду постоянное воли честно реагента (дозаторы постоянного
расхода) или автоматически менять количество подавляемого реагента
в зависимости от изменения расхода воды, т. е. обеспечить
постоянную дозу реагента (пропорциональные дозаторы). В
зависимости от вида реагента различают дозаторы растворов и
суспензии (мокрое дозирование) и дозаторы порошковых и гра-
нулированных реагентов (сухое дозирование). На практике исполь-
зуются: как самотечные дозаторы, применяемые для подачн реагента
в безнапорные сооружения и коммуникации, так н напорные
дозаторы, падающие реагент под избыточным давлением.
Схема простейшего самотечного дозатора постоянного расхода
представлена на рнс. 4.8. Здесь расход раствора или суспензии можно
изменить заменой диафрагмы.
Самотечный пропорциональный дозатор (рис. 4.9) состоит из двух
бачков Л и В. В бачок А поступает часть обрабатываемой воды,
уровень воды в баке меняется пропорционально изменению расхода
воды. В бачок В поступает раствор реагента, причем постоянный
уровень в бачке поддерживается поплавковым клапаном 6.
68

На рис. 4.10 приведена схема шайбового дозатора. Это
пропорциональный напорный дозатор, состоящий из двух последова-
телъиа работающих бачков Л и В, которые при помощи импульсных
трубок присоединены к трубопроводу воды. На трубопроводе
установлена шайба, перепад дав-
лении на которой пропорционален
расходу воды в трубопроводе.
При небольшом солесодер-
жанни воды < 150. .150 мг/л)
целесообразно применить про-
порциональный дозатор Чейигеклн
— Крымского (рис. 4.11), действие
которого ос новы влетев на изме-
нении электропроводности воды
в результате коагулирования.
Отличительной особенностью дан-
ного дозатора па сравнению с
предыдущими является то, что он
обеспечит постоянную дозу реаген-
та при разной крепости поступаю-
щего раствора реагента. Основ -
нымн элементами дозатора явля-
ются электролитические ячейки
б и 9, разность электропровод-
т^
ю
л \
Гис 4.10. С(«мв шайбового домтор*:
лгшии cpydu: 4 — би ptmopt ptirmTtl. Я I
/ill -рыэпнраичим^ииттли:*— ротмггр;»-
Tfjiruonpoecu! абДОгынвмоЙ «аы. 12-juktjh
зт регул и pout

кости которых пропорциональна концентрации вводимого коагу-
лянта.
Для подачи известкового молока можно использовать
пропорциональный дозатор марки ДИМБА (рнс. 4.12). Данный
дозатор состоит нз емкости, которая разделена вертикальными
перегородками на три бункера. В первый бункер поступает
известковое молоко нз расходного бака, в нем поддерживается
постоянный уровень суспенани при помощи постоянно работающего
■одослива и возврата части известкового молока в расходный бак.
Этим обеспечивается необходимая циркуляция суспензии, которая
предотвращает отстаивание частиц навести. Второй бункер служит
для сбора и возврата суспензии, нз третьего происходит подача
известкового молока в воду. Дозатор оборудован исполнительным
механизмом, который поворачивает нож-делитель, рассекающий
струйку суспензии, на две части; одна в третий бункер для подачи,
вторая — во второй бункер нз возврат в расходный бак. Исполнитель-
ный механизм ев азан с рН-метром или расходомером, обеспечивая
этим автоматнтическое поддержание заданного рМ или дозы извести.
Дозатор может быть использован н для подачи раствора
сернокислого алюминия. В табл. 4.7 приводится техническая
характеристика дозаторов марки ДИМБА.
70

Таблица 4.7- Технячссма иршперистаи дтаторм вираж ДИМБА
гор*
Дкмгк-1
Дикба-3
Димба-10
Димба-20
Днмйв-40
1~
ti
| |
i
э
10
20
40
!
,1
2
6
15
60
fit
SSI
Hi
1154
60
60
lao
ISO
ISO
Размеры, км (см. рис. 1.12>
-
too
ISO
210
320
500
b
250
350
400
600
900
'
400
520
600
BOO
1155
<
800
1000
910
1200
1940
f
?S6
935
785
1035
1420
d1
Ml
50
SO
№
100
d
70
70
80
100
100
i
1
70
54S
Наиболее современным способом дозировки растворов н сус-
пензии следует считать применение специальных насосов-дозаторов,
в основном типа НД (рнс. 4.13), которые базируются на использо-
вании плунжерных насосов. В табл. 4.8 приведена номенклатура
этик насосов дозаторов, причем первая цифра в марке насоса означает
его подачу в л/ч, вторая — развиваемый напор в м.
Таблица 4.8. Номенклатур* илсосоа-домгоров
Мари
насоса
НД 100/100
НД 16/63
НД 26/40
НД 40/25
НД 63/16
НД 100/10
НД 100/25
НД 160/400
НД 25/250
Диаметр аы-
IОДНОГО ПЯТ-
руЬкя. мн
10
10
10
10
10
10
15
10
10
Марев элект-
родвигателе
АОЛ-21 4
Тоже
АО 2-11-4
АО 2-21-4
Тоже
Марка
насоса
НД 40/100
НД 63/100
ЦД400/16
НД 630/10
НД 1000/10
НД 1600/10
НД 2500/10
НД 100/250
Диаметр вы-
ходного пат-
рубкв. мн
10
10
25
25
32
32
40
10
Марка элект-
родвигателя
АО 2-21-4
Токе
АО 2-31-4
АО 2-32-54
Тоже
При порошковых и гранулированных реагентах более целесооб-
разно использовать сухое дозирование. Соответствующие дозаторы
подают заданный вес {весовые дозаторы) или заданный объем
реагента (объемные дозаторы). На рис. 4.14 приведена схема весового
дозатора.
Отдознрованный реагент направляется в смывное устройство, из
которого забирается эжектором и подается в смеситель.
Отечественная промышленность выпускает весовые дозаторы типа
ДВ производительностью 8...40; 40...120; 120..,400; 400...1000;
1000...2000; 2000...4000 кг/ч, дозаторы сыпучих материалов типа
71

Рис. 4.13. Насос-доз*гор марки ЦД:
I - мпгтраоаиптглк J — pcnyimip;J - ки*. < J, в — дрдеикыа. иивряь'Я ■ »огч«ивщи§
ДН производительностью 0,1...160; 0,1...320; 0,1..,630; 0,1...1000 и
0,1...1600 кг/ч-
Смесители и камеры хлольеобраэовакия- Смесители применяются
для быстрого и равномерного распределения реагента со всей массой
обрабатываемой воды. Необходимо перемешивать с оптимальной
интенсивностью, при малой интенсивности реагент распределится
П

неравномерно и образуются непрочные хлопья, а при чрезмерной
интенсивности образуется мяопэ мелких хлопьев. Интенсивность
перемешивания можно оценить градиентом скорости, с" :
(4.9)
-Q"
4. Общий ВИД ВССОВаГО OOMIO-
шай йун». 1 — mrpj «ним jclgati-
где Р — суммарная мощность,
использованная на перемешивание,
Вт; V — объем воды в смесителе, и ;
Т) — динамическая вязкость воды,
Па с.
Оптимальное значение G па
перемешивание при использовании
сульфата алюминия находится в
пределах 150...300 с , при более
эффективных коагулянтах и флоку-
лянтах оно может доходить до 7-
1000 с . На станции должна быть
не менее двух смесителей, имеющих
обводные коммуникация. Запасные
смесители не предусматриваются.
Для смешнваиня реагента а
потоке воды образуют вихрн. В
зависимости от способа их образо-
вания смесители подразделяют на " ■ "~
гидравлические, где вихри создаются
местными гидравлическими сопротивлениями, н механические с
перемешиванием воды лопастями или пропеллерами.
Гидравлические смесители под-
разделяют на перегородчатые я
вихревые (вертикальные). Перего-
родчатые смесители представляют
собой канал с установленными
там перегородками, которые обус-
ловливают 9 ... 10 поворотов потока
иа 180° в горизонтальной или в
вертикальной плоскости (рис. 4.151.
Конструкция смесителя должна
обеспечить возможность ввода
реагентов с необходимым интерва-
лом времени. Поскольку в смеси-
теле должна проходить первая,
□ерикннстическая фаза коагуляции,
которая проходит в течение корот-
кого времени и заканчивается обра-
зованием мнкрохлопься, то *
смесителях гидравлического типа
время пребывания воды должно
быть 2...3 мни.
73
н
IS. Ciena перегородчатого
горизонтальный
движением воды:

Потери напора на одном повороте потока, м,
A-C-i. (4-10)
Ч
гзе £ - 2,9 — коэффициент местного сопротивления; v — скорость
движения воды в смесителе, принимаемая на входе 0,7 и на выходе
0,5 м/с.
В вертикальном (вихревом) смесителе необходимые вихри обра-
зуются благодари постоянному уменьшению скорости восходящего
потока воды в конической (пирамидальной) части смесителя.
Смеситель прсдставлвет собой круглый или прямоугольный в плане
резервуар с конической (пирамидальной) нижней частью (рнс. 4.16).
Высота вертикальной части смесителя составляет
1...1,5 м, скорость поступления воды в смеситель
— 1,2... 1,5 м/с, скорость восходящего потока на
уровне лотков 3—30...40 мм/с, скорость течения
воды в конце лотка —0,6 м/с.
Подача реагентов в смеситель производится
через специальные патрубки или перфорированные
распределительные трубы, обеспечивающие равно-
мерное распределение реагента по всему сечению
смесителя.
Для смешивания реагента с водой реагент
можно подавать перед местными сопротивлениями
на трубопроводах диафрагмамн, трубами Вентурн
и др. Такие сооружения называют трубчатыми
смесителимн, они могут применяться на станциях
малой пронзводнтельностн. Необходимое пере-
мешивание достигается при потере напора в них
Рис. 4.16. Схема мрти- Менее 01 04 м
i-eupa кии,2-сборки» Ьолее современным типом смесителей являются
'механические смесители (рис. 4.17). Они более
= компактны
(рис.
позволяют управлять

перемешивания путем изменения скорости вращения перемешива-
ющих устройств. Это необходимо по мерс изменения свойств сырой
воды. В механических смесителях для смешивания используются
мешалки турбинного, лопастного или пропеллерного типа, установ-
ленные на вертикальном валу. Частота вращения перемешивающих
устройств варьируется обычно от 80 мин" (турбинные мешалки)
до 1750 мин" (пропеллерные мешалки). Для расчета градиента
скорости по формуле (4.4) можно суммарную мощность на
перемешивание определить по формуле
Я=2««Г. (4.11)
где п — частота вращения вала, с" ; Т — начальный момент вра-
щения, Н-м.
При смесителях гидравлического типа можно суммарную мощ-
ность определить по формуле
Р AHQ. (4.12)
(
гае АЛ — потеря напора смесителе, Ла; У — объем смесителя, м ;
(— продолжительность перемешивания, с; Q—расход, м /с.
Продолжительность смешивания (время пребывания воды в
смесителе) составляет при механических смесителях обычно
30...60 с.
Камеры клопьеобразованкя используются после смесителей перса
отстойниками н флотационными установками для завершения второй
стадии процесса коагуляции — образования крупных клопьев. С этой
целью в камерах хлопьсобразовакия происходит медленное пере-
мешивание потока, исключающее разрушение образующихся хлопьев.
Камеры клопьсобразоаания могут быть гидравлического или ме-
ханического типа. Последние называются флокулвторами. Камеры
обычно встроены в начальную часть отстойника.
Из гидравлических камер при горизонтальных отстойниках
используются перегородчатые к вихревые камеры хлопьеобраэовзння,
а также камеры со слоем взвешенного осадка (зашламлеииого
типа). При вертикальных отстойниках применяют водоворотные
камеры.
Перегородчатые камеры имеют 8...10 перегородок, обусловлива-
ющих движение воды по коридорам с поворотами в горизонталь-
ной или вертикальной плоскости (рис. 4.18). Скорость течения воды
в начале камеры — 0,2.. .0,3, в конце — 0,05.. .0,1 м/с. Время
пребывания воды а камере 20...30 мин, потеря напора определяется
по формуле (4.10). В перегородчатых камерах должна быть
возможность отключения части коридоров. Для этого имеются
специальные затворы 3.
Вихревые (вертикальные) камеры могут быть в плане круглые
или прямоугольные (рис. 4.19). Скорость течения воды на входе
0,7... 1,2 м/с, скорость восходящего потока на выходе — 4...5
75

-:> •■
i-i-
г
«
Г
'(
X.
,J
т
.1
- (
н
-
Рис. 4.18. Счмя перегородчатой и*мери хлоиьсобрмомнн» с поворотами
пота** ■ горизонтальной <<rt и 1 вертикальной 161 плоскости:
Р
мы/с, время пребывания воды в камере — 6...12 мин. Потеря напорл
в камере определяется по формуле (4.10). Скорость течения воды в
коммуникациях, соединяющих камеру с отстойниками прк мутных
водах не должна превышать 0,1, при цветных — 0,05 м/с.
В камерах хлопьеобразавакия со слоем взвешенного осадкз
(рис. 4.20) поступающий поток воды, содержащий микроклопъя,

направляется через слой взвешенного осадка, который образуется
прв определенной скорости воскодяшего потока (0,63... 1,6 мм/с —
нды умеренной мутности, 0,8...2,2 мм/с — мутные воды).
Поступающая вода распределяется
перфорированными трубами, установленными j g
по дну камеры (расстояние между трубами 2 \r~f-
м, расстояние от стен 1 м, диаметр отверстия j- ^J
не менее 15 мм, отверстия направлены вина
под углом 45°. суммарная площадь отверстнй
30.. -40% от площади сечения распределитель-
ных труб, скорость течения воды в начале
труб 0,5...0,6 м/с). Потеря напора в распред-
трубе определяется по формуле (4.10), причем
величина коэффициента сопротивления опре-
деляется по формуле
"^
(4.13)
4,21. Счет аертн-
Ч) отстой и им с ю-
даворатной камерой
хлоп ьсобраюи ни я:
где К„—коэффициент перфорации.
Скорость течения воды на водосливе 4 не -
должна превышать 0.05. .,0,1 м/с, в простран-
стве между водосливом и отбойным щитом —
0,03 м/с.
Водс-аорстная камера хлольеобрээояанкя
(рис. 4.21) устанавливается в центре
вертикального отстойнику. Она представляет
собой вертикальный цилиндр с насадком,
придающим поступающей воде вращательное
движение, и гасителем 3 е виде решетки.
Скорость выхода воды из отверстий насадка
принимают 2...3 м/с, при расчете потери
напора по формуле (4.10) коэффициент °*°р"<<
сопротивление принимают £ - 1,(8. Насадки
устанавливаются на 0,5 глубины камеры, на
расстояние 0,2*/ от ее стенкн (d— диаметр
■одоворотной камеры). Решетка 3 имеет общую толщину 0,8 ы прв
отверстиях 0,5x0,5 м. Высоту камеры выбирают 3,5...4 м, время
пребывания воды 15 ... 20 мнн.
Наилучшие условия для хлопьеобрааования обеспечиваются при
градиенте скорости С"50...60 с' , причем его величина определяется
формулами (4.9) и (4.12) или по формулам:
а) для перегородчатых камер
(4.14)

б) для вихревых и водоворотных камер
где т — число перегородок; V| и vi— скорости движение воды
соответственно в коридоре и на повороте, м/с; Q—расход воды,
м/с; р — плотность воды, кг/м ; V—объем камеры, м ; ч —
динамическая вязкость воды, Па-с; v — скорость входа воды в камеру
из подводящего трубопровода, м/с.
Для флокуляторов градиент скорости можно рассчитать по
формулам (4.9) и (4.11).
Во флакуляторах умеренное перемешивание воды обычна
производятся лоластвми, вращающимися вокруг горизонтальной оси
(рис. 4.22».
Рис. *.22. Флздулггор
Схема наиболее простого флокулятора приведена на рис. 4.23.
Для определения оптимальных размеров и частоты вращения
лопастей, а также времени пребывания воды во флокуляторе исходят
из градиента скорости и безразмерного критерия Кэмпа GT (Т —
продолжительность перемешивания).
При флокуляторе (рис. 4.23) суммарную мощность, Вт, на
перемешивание можно вместо формулы (4.11) рассчитать в виде
^Sioc^vj, (4.16)
78

Рис. 4.23. С нема простейшего фло« улета pa;
Со — коэффициент сопротивления воды, зависит от соотношения
[ лопасти I к ее ширине А и принимается;
прн /,ft = 5 С„=1,2; прн//й-20, Са = 1Д
щт!!Ь-гв. С„ = 1,9;
— площадь лопасти, м ; ил — скорость движения лопасти
относительно воды, м/с, принимается 75% от линейной скорости
движения лопасти, которая, как правило, находится в пределах
18...75 см/с.
Суммарная площадь лопастей не должна превышать 15,..20%
площади поперечного сечения флокулятора, чтобы избежать вра-
щения всего объема воды вместе с лопастями.
ГЛАВА 5
МЕТОДЫ И СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ
3,1. Осветление воды в отстойниках
Определение расчетной скорости осаждения. Поскольку примеси
природных вод разные по размеру и плотности, т. е. взвесь
полиднеперсная, то осаждение частиц происходит с разной скоростью.
В результате коагулировании воды скорость осаждения частиц
меняется, поэтому расчетная скорость осаждения полидисперсной
взвеси характеризуется экспериментальной кривой осаждаемости
(кривой выпадения взвеси). Для построения кривой берут 5...6
цилиндров с коническим дном и заполняют их до определенной
высоты И исследуемой водой. В разные моменты времени определя-
ется содержание взвешенных веществ в конической части цилиндров.
На основе полученных данных можно построить график, характеризу-
ющий кинетику осаждения (рис. 5.1, й). Бели г — продолжительность
отстаивании, то Н/т представляет собой гидравлическую крупность
частиц или некую фиктивную минимальную скорость осаждения тех
частиц, которые к моменту взятия пробы выпали в коническую часть
цилиндра. И с код н из этого можно на основе графика на рис. 5.1,

а построить кривую осаждасмости, которая в интервале Hit■0,1... 1,2
мы/с, как показывает практика, представляется промой линией (рис.
5.1, б). Зная требуемый эффект очистки отстойника Э и пользуясь
данной прямой, можно определить расчетную скорость осаждения vo.
Поскольку график представляет собой прямую линию, необ-
ходимо определить процентное содержание взвеси только для
двух гидравлических крулностей—0,1 и 1,2 мм—соответственно
В к А, В таком случае расчетную скорость можно определить
по формуле
!,2Я-0,и-1,]Э
При коагулированной взвеси рекомендуется экспериментальное
определение расчетной скорости осаждения провести в цилиндрах
высотой 3 м н диаметром 75..Л00 м, а при отсутстяии данных
технологически к исследованиях можно расчетную скорость принимать
согласно рекомендациям табл. 5.1
ТиблицаЗ.1. Расчетные скорости осаждения взвесей дмрннмх вод
Характеристика воды и способы ее обработан
Малонутныс цветные воды, обрабатываемые коагулятом
Воды средней мугности, обрабатываемые коагулянтом
Мутные воды, обрабатываемые:
коа гул витом
флоиулантом
Мутные «оды, ие обрабатываемые коагулянтом
и„, мм /С
0.31. ..0.«
Q,4i...0,5
0,5.-0,6
0.2...0.3
0.0Й...0.15
В случае применения флокулянтов дополнительно к коа-
гулированию расчетную скорость осаждении следует увеличить на
15... 20%.
Горизонтальные отстойники. Применяемые в практике водопод-
готовкн отстойники подразделяют на горизонтальные, вертикальные
и радиальные. Кроме того, используются также отстойники с малой
глубиной осаждения.
80

Горизонтальные отстойники применяются в качестве сооружений
для очистки воды от основной массы навешенных веществ перед
фильтрами при производительности станции более 30 000 м /сут.
При высокомутных водах (концентрация взвешенных веществ более
1500 мг/л), когда используется двухступенное осаждение, горизон-
тальные отстойники могут
применяться и в качестве 0 2 s
отстойников первой ступени.
Для неполной очистки воды
в производственных нужда к
горизонтальные отстойники
иногда являются основными
сооружениями.
В горизонтальных
отстой ни tea х очищается пред-
варительно коагулированная
вода.
Горизонтальный отстой-
ник представляет собой пря-
моугольный в плане резер-
вуар с тонкослойными бло-
ками (рис. 5.2, <я)- или без
них (рис. 5.2, 6). Объем
отстойника разделен услов-
ной горизонтальной плоско-
стью на две зоны — зону
осаждения н зону накопления
и уплотнения осадка. Для
равномерного распределения
воды в начале отстойника
часта уста из вливают
перфорированную перегород-
ку. Для предотвращения под-
соса осадка сбор осветленной
воды производят системой
рассредоточен но расположен-
ных желобов или дырчатых
труб.
Удаление осадка на
горизонтального отстойника
происходит гидравлическим
или механическим способом,
а также при помощи напор-
ного гидравлического смыва осадка, который используется при
осветлении мутных н высокомутных вод.
При гидравлическом удалении осадка на дно отстойника
устанавливают перфорированные трубы или короба, отвод осадка по
ним происходит под гидростатическим давлением слоя воды после
и , .
М- 1
7
3
г/и.
-А
Им

открыта* задвижки или затвора (рис. 5.2, б). Механическое удаление
осадка происходит обычно скребковым механизмом (рис. 5.2, а),
который соскребает осадок в приемок, откуда он откачивается
эжектором или иловым насосом.
Подача воды в отстойник при гидравлическом или механическом
удалении осадка не прекращается.
Напорная гидравлическая система смыва осадка включает систему
распределительных труб с насадками, через которые в отстойник под
напором подается вода (рис. 5.3). В результате уплотненный слой
осадка взмучивается и отводится по перфорированным трубам или
каналам. При этом отстойник выключается нэ работы н опорожня-
ется.
При отводе осадка трубопроводами или каналами дно отстойника
должно быть призматическим с утлом наклона граней 45й в сторону
труб или условно плоским с уклоном не менее 0,05. Прн
Рнс. S-3. Сим нвпорной гидр| алн ческой системы удален и ■ осады:
/ — <£рос аеадп mi сгпгоЯнки: J —насини: 1 — пгтруЪгн ялш пая»™ *щы поя ихлорн; *— no.oiii полдней
•лды;) — миюмггри:^ — ШПКТЯВЛ1.11ИЯ груоопртяд; 7— исч««яш«йгру6оп(м»од.й — сбр|>тныД елынн;
механическом удалении осадка дно отстойника плоское.. При
гидравлическом отводе осадка необходим также продольный уклои
в направлении против течения воды не менее 0,005.
Горизонтальные отстойники устанавливаются в здании или вне
здания при условии их покрытия н обсыпки землей с боков и
сверху. Это необходимо во избежание образования ледяного
покрова на поверхности бассейна. В покрытии устраивают люки и
S2

вентиляционные отверстия, а также через каждые 10 м отверстия
для взятия проб воды.
Расчет горизонтального отстойника сводится к определению
площади отстойника при заданной глубине осаждении и эффекта
очистки. Для учета наиболее неблагоприятных условий эксплуатации
расчет производится для зимнего периода, когда мутность воды и
раскол минимальны, и для летнего периода, когда мутность и раскол
максимальны. За основу берется большее из двук значений,
рассчитываемы к по формуле, м ,
^'-ТГ- (52)
где q — расчетный расход воды, м /ч; ш — расчетная скорость
осаждения, определяемая методом технологического анализа или
принимаемая из табл. 5.1, мм/с; о.ы> — коэффициент объемного
использования отстойника.
При установке в зоне осаждения тонкослойных блоков неходят
из удельной нагрузки на площадь зеркала воды qlATa для
ых вод, обрабатываемых коагулянтом,—3...3,5
>д средней мутности — 3,6...4,5 м /ч-м ; для
мутных вод — 4,6...5,5 м/чм.
Длина отстойника, м,
i_w (S3)
где Не? ~ 3...3.5 м— средняя высота зоны осаждения; v^ —
средняя скорость горизонтального движения воды в начале
отстойника, которая принимается: для маломутных вод — 6. ..8 мм/с,
для вод средней мутности —7. ..10, дли мутных вод — 9. ..12 мм/с.
Затем определяют общую ширину отстойника В, причем
отстойник должен быть разделен продольными перегородками на
самостоятельно работающие сек айн шириной до 6 м. При количестве
секции менее шести необходимо предусмотреть одну резервную
секцию.
Перфорированные трубы или желоба с затопленными отверстиями
или треугольными вырезами, применяемые для сбора осветленной
воды, устанавливаются при наличии тонкослойных блоков по всей
длине отстойника, при их отсутствии — на расстояние Л длины,
считая со стороны выхода воды. Скорость течения воды в конце
труб (желобов) принимается 0,6...0,8 м/с, в отверстиях— I м/с.
Глубина отверстий определяется гидравлическим расчетом. Кромка
желобов должна находиться на 10 см выше максимального уровня
воды в отстойнике, отверстия в желобе — на 5...8 см выше дна
желоба. При использовании перфорированных труб диаметр отверстий
принимают не менее 25 мм, отверстии устанавливают горизонтально
по оси труб. Расстояние между трубами нлн желобами должно быть

не более 3 м, налив воды из труб или желобов в сборный канал
должен происходить свободно падаюшеА струей.
При механическом удалении осадка объем зоны накопления и
уплотненна осадка определяется конструкцией скребкового ме-
ханизма. При гидравлическом удалении, а также при напорном
гидравлическим смыве осадка объем зоны накоплении н уплотнение
осадка, м , определяете! по формуле
где Т„ — период работы отстойника между сбросами осадка
принимается не менее 12 ч; da — концентрация взвешенных
веществ в поступающей в отстойник воде, г/м , определяется по
формуле (5.5) с учетом добавочной мутности в результате введения
реагентов; Мос,-8...15 г/м —нормированное содержание взвешен-
ных веществ в воде после отстойника; А — средняя концентрация
твердой фазы в уплотненном слое осадка, г/м , принимается из
табл. 5.2; N—число рабочих отстойников.
TtAMupi.J. Конце птрацт перлов фазы осади при разной исходной нугоост воды и
продаджв-гельности уплотнения осади
Мутность исходной во-
Яи, г/м3
До 50
50... 100
100- .400
400...1000
1000... 1500
Сын* 1500
-1500
Применяемые реаген-
Коагулянт
Флокуляет
Без реагентов
Средняя по высоте осадочной части
отстойника кшцектрвция твердой фазы
■ осадке, г/м , при интервалах между
сбросами осадка, ч
6
WOO
12000
20 000
35000
tt 000
90 000
200 000
II
12000
16000
32 000
50 000
100 000
140 000
250 000
24Н&ШМ
15 000
20 000
40 000
60 000
120 000
160 000
300 000
Примечание. При обработке воды коагулянтом совместно с фловулямтом
среднюю концентрации твердой фалы я осадке надлежит принимать на 25% больше
КМ маломутных вод и на 15% для вод средней мутности.
Свм = М + А1Л1+0.25Цт-8», (5.5)
где М—мутность поступающей на обработку воды, г/м ; Д.— доза
коагулянта по безводному веществу, г/м ; Д, — доза коагулянта по
безводному веществу, г/м ; кк — коэффициент, учитывающий содер-
жание активного вещества в коагулянте и принимаемый для
очищенного сульфата алюминия 0,5; нефелинового коагулянта 1.2;
и

хлорного железа 0,7; Ц— цветность воды, град; Я.-Д./Х.—
количество нерастворимых примесей, вводимых известью, г/м ; Дш
— доза извести по СаО, г/м ; К. — долевое содержание СаО в
товарном продукте извести.
Осадкоотводные трубы отстойника должны быть рассчитаны на
отвод осадка в течение 20...30 мин. Расстояние между трубами
принимается не более 3 м при призматическом и не более 2 и при
условном плоском дне. Скорость течения пульпы в конце труб
прияимзетсв не менее 1 м/с, в отверстиях — не менее 1,5...2 м/с.
Диаметр отверстий — не менее 25 мм, расстояние между отверстиями
в трубе — 300...500 мм. Отверстие располагаются в шахматном
порядке и направлены вниз под углом 45°. Коэффициент перфорации
принимают 0,5,.,0,7. Потерю напора в трубе определяют па формуле
(4.10), при этом коэффициент сопротивления
г-3.3/«1-; , (5.6)
где Кп — коэффициент перфорация.
Поскольку вместе с осадком уходит и определенное количества
воды, та при определении фактического расхода пульпы необходимо
принимать следующие коэффициенты разбавления осадки Кр: при
гидравлическом удалении—1,5; механическом— 1,2; при напорном
гидравлическом смыве — 2...3.
В случае использования напорного гидравлического смыва осадка
на дно отстойника устанавливают телескопические напорные трубы
с патрубками (рнс. 5.3). При ширине секции до 4,5 м укладывают
две трубы, при ширине до 6 м — три трубы в каждую секцию.
Бронзовые патрубки длиной 60 мм и диаметром 10 мм присоединяют
г трубам череа каждые 1...|,5 м в горизонтальной плоскости под
углом 45° к продольной оси трубы в сторону выпуска осадка. При
удалении осадка подачу воды в отстойник прекращают, отстойник
опорожняется на одну треть. Подачей «оды через систему труб с
патрубками осадок переводится во взвешенное состояние, после чего
отстойник опорожняется до конца.
Вертикальные и радиальные отстойники. Вертикальные
отстойники применяют на станциях с производительностью до 5000
м /сут. Отстойник представляет собой круглый или квадратный в
плане резервуар с коническим или пирамидальным дном для
накопление и уплотнения осадка и камерой клопьеобразовання
водоворотного типа, которая устанавливается в центре отстойника
(см. рнс. 4.21). Угол между наклонными стенками дна принимается
70...80°, сбор осветленной воды осуществляется перфорированными
шли имеющими треугольные вырезы желобами. Если площадь
отстойника до 12 м , используется только периферийный желоб,
установленный вдоль наружной стенки отстойника. При площади
12...30 м дополнительно используется четыре радиальных желоба,
М

в радиального отстой и ш
при площади более 30 м количество радиальных желобов принима-
ется 6...8.
Площадь вертикального отстойника, м , рассчитывается так же,
как и горизонтального, для двух периодов — зимнего и летнего:
= Ра6-
3,6vpV
(5.7)
где Д«—коэффициент объектного использования, принимаемый по
соотношению диаметра к высоте вертикальной части отстойника: при
О/Я- 1 ^-1,3; при О/Я-1,5 #*-1,5; v9—расчетная скорость
восходящего потока воды, мм/с, величина которого принимается не
более приведенных в табл. 5.1 или определяется экспериментально;
N — число работающих отстойников.
Отвод осадка происходит открытием задвижки на осадкоотводной
трубе, диаметр которой принимают 150...200 мм.
Поскольку объем зоны накопления и уплотнения осадка
вертикального отстойника предопределен размерами отстойника в
плане и углом между наклонными стенками, то формула (5.4)
используется для проверки продолжительности периода работы
отстойника между сбросами осадка, который должен быть не
менее 6 ч:
K.JN
gfC*
-****)
(5.8)
При установке в зоне осаждения тонкослойных блоков площадь
вертикального отстойника определяется по удельной нагрузке ана-
логично требованиям, существующим для расчета горизонтальных
отстойников.
Радиальные отстойники (рис. 5.4) используются в качестве
отстойников первой ступени при двухступенном отстаивании, которое

применяется в условиях осветления высокомутных вод. Данный тип
отстойников широко используется в системах промышленного водо-
снабжения. Для радиального отстойника характерны высокая
производительность и постоянный отвод осадка без прекращения
работы отстойника. Это осуществляется постоянным вращением
скребкового механизма н отводом осадка из приямка. В результате
этого в радиальном отстойнике зона накопления и уплотнения
осадка практически отсутствует. Отстойник представляет собой
круглый в плане резервуар, куда вода поступает через перфорирован-
ную стенку центральной распределительной камеры н отводится
периферийным желобом с затопленными отверстиями или треу-
гольными вырезами.
Диаметр распределительной камеры принимают 1,5...2,5 м,
диаметр перфорации — 40...50 мм, скорость течения воды в
отверстиях — 1 м/с. При коагулировании воды распределительная
камера используется одновременно в качестве камеры клопьеобраэо-
вания. Площадь радиального отстойника, м ,
^°"о,2("Э *•*"■ (5'9)
где и»-0,5...0,6 мм/с — расчетная скорость осаждения взвеси; А*.
— площадь образующейся вокруг камеры распределения вихревой
зоны, диаметр которой принимается на 2 м больше диаметра
распределительной камеры. На практике используются и более
совершенные конструкции радиальных отстойников с рециркуляцией
осадка и установкой тонкослойных блоков (рис. 5.5).
Сооружение отстаивания с малой глубиной осаждения. При
горизонтальном движении воды имеет место определенная турбу-
ленция потока, что препятствует быстрому осаждению примесей.
Поэтому для интенсификации процесса осаждения потребуется
ламннарнаацня потока, что достигается установкой в зону осаждения
пластин, труб или элементов специальной конструкции, образующих
тонкослойный блок (модуль). Такой метод отстаивания называется
тонкослойным отстаиванием, соответствующие сооружения —
отстойниками с малой глубиной осаждения или тонкослойными
отстойниками. Наиболее часто тонкослойный блок выполняется в
виде пакета труб. Такое сооружение называется трубчатым
-отстойником. Метод тонкослойного отстаивания осуществляется как
в самостоятельных сооружениях (рис. 5.6), так н установкой
тонкослойных блоков в отстойники или осветлители.
Толщина слоя воды в каналах тонкослойного блока 2...S см,
Длина каналов до 1,5 м. Блоки изготовляют из полимерных
материалов, обеспечивающих легкое сползание осадка при обратной
промывке. Угол наклона элементов принимается обычно 60°.
Использование тонкослойного отстаивания позволяет повысить
производительность отстойника на единицу его площади в 3 раза
и более.
87

Рис. 5.5- Рндиадьный отстоим н* с рециркуляцией осел*» н гонкое*
лййными алом ни:
они; 7- шккнглим юли: J— «vibiicatii Аортч* *елоО.» —атмд «дакг./в —
Рис. 5-6, Тонкослойный отстойник конструкции Союмодокк нал проект»:
■фаркромнны 11вдор«еп(>ы1ьлнгел1ни трубя, в — штослиннщ блам: 7 — ишхбарнм «арони

5Л- Осветлений воды в осветителях
со ивешенным осе днем
Осветлители со взвешенным осадком применяются на водо-
очистных станции к хозяйственно-питьевого назначения при
производительности станции свыше 5000 м /сут,если содержание
взвешенных веществ исходной воды накадите» в пределах 50... 1500
ыг/л и цветность не превышает 120°. Осветлители используют взамен
отстойников перед фильтрами с зернистой загрузкой. Применяют
осветлители и в системах промышленного водоснабжения при любой
производительности станции.
Работа осветлителей основывается на прохождении коагулирован-
ной воды через концентрированный слой осадка, где происходит
задержание примесей. При этом можно достичь более высокого
по сравнению с отстойниками эффекта осветления воды, увеличить
производительность, отведенную на единицу объема соору-
жения.
В осветлителе имеет место стесненное осаждение, т, е. осаждение
концентрированной массы взвешенных частиц. Если скорость осаж-
дение отдельной частицы (гидравлическая крупность) зависит от
физических свойств воды н самой частицы, то скорость осаждения
i массы этих частиц будет зависеть еще и от их объемной
Концентрации. При неизменных свойствах поступающей воды и
условии коагулирования существует обратная функциональная связь
между скоростью стесненного осаждения и концентрацией взвешен-
мыл веществ в слое (плотностью слоя). При стабильном взвешенном
слое скорость восходящего потока воды в слое всегда соответствует
Скорости стесненного осаждения. Благодаря этому слой при
изменении расхода поступающей воды сохраняется — с уменьшением
Скорости восходящего потока в результате сжатия слоя происходит
увеличение его объемной концентрации, скорость стесненного осаж-
дения уменьшается, пока становится равной скорости восходящего
потока. С увеличением расхода поступающей воды будет происходить
обратный процесс. Скорость стесненного осаждения всегда меньше,
чем гидравлическая хруяиость образующих слой частиц.
Для создания и сохранения слоя с оптимальной толщиной и
плотностью необходима соблюдать правильную скорость восходящего
потока и выбирать подходящий режим коагулирования воды. При
этом изменения расхода воды и ее температуры должны быть
плавными — постепенное изменение расхода не должно превышать
±15% в течение часа, изменение температуры ± 1° С в 1ч.
Интенсивное изменение температуры воды обусловит возникновение
■о взвешенном слое конвективных течений, что снизит эффект его
работы. Отрицательна воздействуют на слой и пузырьки воздуха,
поэтому перед слоем взвешенного осадка должны всегда быть
иоадухоотделнтели. Отдельные камеры хлопьеобраэования перед
осветлителями со взвешенным осадком отсутствуют.
14

По конструкции можно осветлители классифицировать на две
группы — осветлители без механического перемешивание (рис. 5.7
... 5.9) и с механическим перемешиванием (си. рис. 5.10); по способу
отвода избыточного осадка из слов — на сооружения с принудитель-
ным отсосом (см. рис. 5.7... 5.9) и гравитационным отбором осадка
(см. рис. 5.10); по расположению осадкоуплотннтеля— на
осветлители с вертикальным осадкоуплотиителем (сы. рис. 5.7; 5.&)
и с поддонным осадкоуплотнителем (см. рис. 5.9). Осветлители могут
быть как открытые, так и напорные,
Наиболее проста конструкция осветлителя коридорного типа с
вертикальным осадкоуплотнителем и принудительным отсосом осадка
(рис. 5.7). Осветлитель представляет собой прямоугольный железо-
бетонный резервуар, разде-
ленный вертикальными пере-
городками на три коридора
— на две камеры осветления
А и осадкоуплотннтель Б.
Коагулированная вода расп-
ределяется в нижнюю часть
камеры осветления по
п е рфор и рова иному трубо п ро-
воду /. В пирамидальной
части высотой Ы ввиду боль-
шой скорости восходящего
потока взвешенный слов не
образуется. Сечение, в кото-
ром скорость восходящего
потока становится равной 2
мм/с, условно определяет
нижнюю границу взвешенно-
""""""'" "*" го слоя. Нижняя кромка осад-
коотводкых оком 5 определя-
ет верхнюю расчетную
границу взвешенного слоя.
Поскольку вместе с осадками в осадкоуплотннтель уходит и часть
воды, в зоне осветления II скорость восходящего потока уменьшается,
что обеспечит осаждение там выносимых из слоя взвешенных частиц.
Распределение воды между зонами осветления н отделения харак-
теризует коэффициент распределения
-*>*>
Рис, 5-7. Схема осветлителя коридорного гипн <
крти к ильным осадкоуплотнителем;
где о — расход воды, поступающей в осветлитель; д« — расход воды,
направляемый через окна в осадкоуплоти итель.

J b 3
Рис. 5.8, Осветлитель коридорного типа с рециркуляцией
*"~шрш
сбори*с§ (пмлван прми;

Осветленная вода из зоны осветления собирается желобами,
имеющими треугольные вырезы, на осадкауплотнителя — затоплен-
ными дырчатыми трубами. Открытием задвижки на трубопроводе
можно регулировать значение в« н вместе с тем К9, т. е. обеспечить
принудительный отсос осадка в осадкауплотнитель.
В зонах осветление и отделения могут быть установлены
тонкослойные блоки.
На рис. 5.8 приведена конструкция осветлителя коридорного типа
с рециркуляцией осадка. Для уменьшения общей площади осветлите-
лей и обеспечения равномерного по всей площади камеры осветления
отвода воды в осадкоуплотнитель применяют осветлители с поддон-
ным осадкауплотнитслем (рнс. 5.9). В этик осветлителях камера

осветления установлена над осадкоуплотннтслсм н отделена от него
герметичной перегородкой.
В осветлителях с механическим перемешиванием для обеспечения
лучшего контакта воды с осадком неходкая вода направляется я
осветлитель через камеру перемешивания — флакулятор. К приме-
ру на рнс. 5.10 приведена схема акселератора.
Осветлители с механическим перемешиванием более
н ыеЕ&ннческмм перечешиваиием
производительны; эффект осветления воды в них выше, однако
конструкция таких осветлителей по сравнению с осветлителями
гидравлического типа более сложна.
На рнс. 5.11 представлена схема пульсатора, в котором
устойчивость взвешенного слоя достигается благодаря чередующемуся
с короткими периодами 15... 20 с) процессу сжатия и расширения
слоя. Для этого используют вакуумный насос.
Площадь осветлителей так же, как и отстойников, рассчитыва-
ется отдельно для двух наиболее неблагоприятных периодов —
зимнего и летнего.
Площадь зоны осветления, м ,
(5.10)
где vn — скорость восходящего потока в зоне осветления, мм/с.
При определении расчетных значений им и Кр необходимо
учитывать сезонные колебания свойств исходной воды, <гго требует

■|'--|-
Г> =£Г
т=^-
Шш.
■:.-.\-:\
-&г
z3
Рис. J. П. Пульсе тор:
и™ ptttmer, s — mtxjfHiuax апякпяя: 1 — neu-u иоод»
шй трубопровод; J — uHUMHuiaenaA; «-шлмшшл
тая антиннЛ вшип Я — «вал «вал; в — км цш
— рслв; d — вйуум-
проведения технологических исследований. Если реаультатов так]
исследований нет, можно пользоваться данными из табл. 5.3.
Площадь зоны отделения осадка.
(5.11)
Мутность поступающей ■ осктлктсль
•оды. мг/д
50 ..100
100... 400
400.. .1000
1000...1500
!>«■>
анмой
0,5.-0,6
0.6..0.»
0.Я...0.1
1.-1,2
мм/с
летом
0,7...0,1
0,1...]
1...1.1
1.1. .1.3
А>
0.7-..0,1
0,8.-0.7
0,7-0.65
0,64... 0.6
Примечания: I. Дня ком Астм нно-пнплаых водопровода» принимают
нижние пределы. 2. При использовании дополнительно коагуяапто* дозу фмсулантов
следует увеличить hi IS... 20%-
Если в зоны осретлення и отделения устанавливают тонкослойные
блоки, площади этих зон рассчитывают по удельной нагрузке
аналогично расчету отстойников с тонкослойными блоками.
Согласно обозначениям на рис. 5.7 принимают: Ai-2..,2,J м;
Ai-2 ... 2,5 и; А' - 1 ... 1,5 м; А" — не менее 1,5 м; А'" — не менее
0,3 м.

Угол между наклонными стенквмн дна камеры осветление должен
составить 60... 70°, осадкоуплотнитсля— 70°.
Распределение исходной воды происходит перфорированным
трубопроводом, скорость течения воды в начале трубопровода 0,5 ,..
0,6 м/с, в отверстиях —1,5 ...2 м/с, отверстия направлены вниз под
углом 45° и устанавливаются в шахматном порядке. Диаметр
отверстий не менее 25 мм, расстояние между ними не более
0,5 м.
В зоне осветления осветленная вода собирается желобами,
имеющими треугольные вырезы (глубина вырезов 40...60 мм,
расстояние между вырезами 100... 150 мм, угол между кромками
60°). Скорость течения воды в желобе 0,5...0,6 м/с.
В осадкоуплотиителе сбор осветленной воды осуществляется
перфорированным затопленным трубопроводом (скорость течений
воды в трубе 0,5 м/с, в отверстиях — не менее 1,5 м/с, диаметр
отверстия 15... 20 мм). Дно сборной трубы должно находиться не
менее 0,4 м выше уровня воды в общем сборном канале осветленной
воды.
Скорость течения в осадкоотводных окнах принимается 10...
15 мм/с, в осад к оот водных трубах (при поддонном осадкоуп-
лотнителе) 40...60 мм/с.
Объем зоны накопления и уплотнения осадка определяют по
формуле (5.4), причем период работы осяетлнтсля Т„ между двумя
сбросами осадка принимается не менее 6 ч, если на станции
отсутствуют специальные осадкоуплотиитсли, и 2...3 ч — при их
наличии.
Отвод осадка производится по перфорированной трубе в течение
15 ... 20 мни. При этом коэффициент разбавления принимается 1,5,
диаметр осадкоотводнон трубы не менее 150 мм, скорость течения
пульпы в отверстиях не менее 3 м/с, в конце трубы не менее 1
и/с, диаметр отверстий 20 мм, расстояние между отверстиями не
более 0,5 м. Потеря напора в осадкоотводной трубе определяется по
формуле (5.6).
Перед камерой осветления необходим воздухоотделитель, объем
которого находят исходя из времени пребывания там воды не менее
I мин. При определении площади воздухоотделителя скорость
нисходящего потока принимают 0,05 м/с.
Если на станции менее шести осветлителей, требуется один
резервный.
S-3. Минрофнньтры
Для удаления из воды водорослей н прочих макрозагряэнений
используют вращающиеся барабаны с элементами нз сеток и тканей
различной плотности (рис. 5.12). Чаще всего используют сетки из
нерживеющей стали или капрона, которые установлены в рамы между
9«

двумя поддерживающими сетками с большим размером отверстий.
Если в качестве процеживающего материала используется так
называемая микросстка (размер отверстий 20... 60 мки, 20 000...
40 000 отв/см ), то такие сооружения называйте* мнкрофилътрами,
если размер отверстий сетки 0,3...0,5 мм—барабанными сетками.
И те и другие используют перед вводом в обрабатываемую воду
какнк-либо реагентов. Основная цель мнкрофкльтров — выделение
иа воды клеток планктона перед фильтрами с зернистой загрузкой.
Применение микрофнльтров предусматривается в тех случаях, когда
период цветения водоема длится более одного месяца в году и
среднемесячная концентрация клеток планктона в природной воде
превышает 1000 клеток а 1 мл.
Мнкрофнлътры устанавливают либо непосредственно * основном
блоке водоочистной станции, либо в самостоятельном здании в
сооружаемых для этой цели бассейнах. Если на станции более пяти
микрофнльтров, допускается установить в один бассейн два
мнкрофнльтра. При обосновании можно мнкрофнльтры установить в
береговом колодце водозабора.
Барабанные сеткн используются вместо сеток на водозаборе,
мнкрофкльтры — дополнительно.
Исходная вода фильтруется в мнкрофильтре изнутри наружу и
собирается в камере 5, откуда через водослив 4 отводится в сборный
канал. Принеси воды (клетки планктона, мусор, часть взвешенных
веществ) остаются на внутренней поверхности микросетки и при
вращении барабана в верхней его точке смываются струями воды
от пластинчатых разбрызгивателей 9 в сборные воронки. Барабан
затоплен примерно на 7« диаметра, исходя из свойств воды барабан
вращается постоянно или периодически. Ввиду накопления примесей
на поверхности микросетки там образуется пленка, которая будет
действовать дополнительный фильтром. Благодаря этому в
иккрофильтре задерживаются частицы, размер которых значительно
меньше размера отверстий в сетке.
В результате гидравлического сопротивления сетки и пленки
уровень воды в камере ниже уровня воды внутри барабана иа 50
...200 мм. Это потеря напора мнкрофнльтра AJ/.
Управление работой микрофильтра обычно автоматизировано и
основывается на поддержании заданного ДЯ регулированием частоты
вращения барабана или периодическим включением промывки и
вращения. Первый способ используется при постоянном вращении
барабана, поскольку в таком случае продолжительность фильтроцнкла
мнкрофнльтра (промежуток времени с момента погружения элемента
сеткл в воду до выхода из воды) определяется частотой вращения
барабана. Большей скорости вращения соответствует меньшее зна-
чение Л И. При периодическом вращении барабан приводится
итоматичесжя во вращение по сигналу от датчика J по заданному
96

4СЗ

значению Д Я. В то же время включается промывная система. После
смыва слоя Загрязнение уменьшится до определенного значения,
при котором арзшенне барабаня прекратится и промыака выключа-
ется. Скорость фильтрования и эффект очистки ычкрофильтра
за в не at от свойств исходной воды, плотности сеткн, частоты вращение
барабана, интенсивности промывки. Как правило, скорость фнльтро-
Та6лцца$4. Тпннчесиа ирактеристмы МкхрофнльтрОв
Посинели
Рагчети* в средняя
ггрешзюдн re л ьиосгь.
мнкрс>фильтры
бе рабе иные сетки
Фактические шш -
uuufc фильтра цнн. м
Средам* час-ran
вращения барабане.
Размеры установки.
МИЫВ
ширина
•ысота
Мощность элект-
ропривода. кВт
Mecca, т
Ij.l.fl
350
700
3.75
2.6
3620
1850
2730
2.2
2.3
Габаритные размеры барабана
1.5x2.8
SO0
И00
3,6
2.6
452J
iajo
2750
2.2
2.6
1.5*3,7
65ft
1500
и
2,6
S4SQ
1450
2750
2.2
2.Й
3>2,8
1200
2500
13
1.7
4S4S
3156
4240
3.0
4.7
Ох/., и
3*3.7
1600
3300
17.5
1.7
5460
3156
4240
3.0
5,0
3*4.6
2000
4200
32
1,7
6375
3156
4240
3.0
5.6
вания мнкрофнльтра составляет 40... 100 м/ч, эффект очистки по
взвешенным веществам 20... 40% (считая эффект очистки по
клеткам водорослей можно получить результат до 93%). Линейная
скорость врашення барабана находится в пределах 0,1...0,4 м/с;
для промывки можно использовать микрофильтроизиную воду, раскол
промывной воды 0,5 ... 1% от полезной производительности
мнкрофнльтра.
В табл. 5.4 приведены данные по серийно выпускаемым в нашей
стране мнкрофильтрам и барабанным сеткам.
Для мнкрофнльтров характерны компактность, высокая
производительность, простота управления. Недостатками являются
малый эффект очнеткн и особенно снижение пропускной способности
при эксплуатации и результате постепенного зарастания нитей
микросетки несмываемой биологической пленкой. Периодически
хлорирование промывной воды и установка рядом с промывной

системой бактерицидных ламп позволяют значительно уменьшить
данный отрицательный эффект.
5.4- Гмдроцмияоиы
Придавав объему воды вращательное движение, на примеси воды
будут действовать центробежные силы, величина которых в тысячи
раз может превысить силу тяжести. Следовательно, в поле центро-
бежных сил частицы будут передвигаться со скоростью, значительно
большей, чем скорость осаждения этих частиц в отстойниках. Данный
принцип лежит в основе использовании гидроциклонов, которые
применяют в водоподготовке для удаления из воды грубоднеперсных
минеральных примесей перед основными очистными сооружениями
при очистке высакомутных вод. Гидроцнклоны находят применение
Алл осветления реагентных растворов, а также в промышленном
водоснабжении.
Промышленность серийно выпускает напорные гидроциклоны
<рк. 5.13). Поскольку при эксплуатации гидроциклонов серьезной
Проблемой является абразивное воздействие минеральных примесей
ва внутреннюю поверхность сооружения, напорные гидроцнклоны
выпускают трех модификаций — литые нефутерованные, футерован-
ные каменным литьем (X) или шлакоенталлом </>).
99

Марки серийно выпускаемых* напорных гидроцнклонов следу-
ющее: ГЦ-7,5; ГЦ-15; ГЦ-15К; ГЦ-15Р; ГЦ-25; ГЦ-25К; ГЦ-25Р;
ГЦ-36; ГЦ-36К; ГЦ-ЗбР; ГЦ-50; ГЦ-50К, где цифра обозначает
диаметр гидроциклонов а см.
Исходная, не обработанная реагентами вода по касательной
направляется в верхнюю цилиндрическую часть гндроциклона.
Центробежную силу, под действием которой минеральные прнмесн
отбрасываются к наружной стенке цилиндра, можно определить по
формуле
Ршташт^**И&. (5.12)
Я 6R
где m — масса частицы; а — ускорение центробежной силы; v —
скорость движения частиц на входе в гидроциклон; R — радиус
гндроциклона; d — эквнвалентный диаметр частиц;/) и ра —плотность
соответственно частиц и воды.
Примеси сползают вниз по конической части гидроциклона и
сбрасываются через насадок 1, осветленная вода отводится через
патрубок 5.
Расход гндроциклона, м /ч, можно определить по формуле
А = 36О0дМ(2*ЛЯ)°'1. (5.13)
где а -0,85 ... 0,9— коэффициент, учитывающий потерн воды; цт
0,24di/di — коэффициент расхода^гидроциклона; Л — площадь живого
сечения питающего отверстия, м ; ЛЯ—потеря напора гндроцикло-
на, м; d\ и d\ — диаметры соответственно входного и отводящего
патрубков.
Обычно давление воды на входе в гид роцн клон составляет
0,05... 0,3 МПа, что обеспечивает скорость тангенциального
движения 4 ... 15 м/с. Например, гидроциклон диаметром 100 ым
при давлении 0,25 МПа обеспечивает производительность 320 м /сут
н выделяет из воды частицы с гидравлической крупностью свыше
0,17 мм/с. Потеря напора при этом 0,05. ..0,8 МПа.
В соответствии с формулой (5.12) центробежная сила, действу
ющая на частицу, пропорциональна скорости ее движения на входе,
обратно пропорциональна скорости ее движения на выходе и обратно
пропорциональна диаметру гндроциклона. Входная скорость тем
больше, чем больше давление воды, определяемое применяемыми
насосами. Следовательно, если при постоянном давлении уменьшить
диаметр гидроциклона, то можно уменьшить и минимальную
гидравлическую крупность извлекаемых частиц, т. е. повысить
эффект осветления. Поскольку с уменьшением диаметра снижается
расход гидроциклона, то для сохранения требуемой производитель-
ности установки при одновременном повышении эффекта осветления
100

■ практике водоподготовкн используют мультициклоны (рис. 5.14).
В ыульти циклонах параллельно включено большое количество
гидроцнклонов налога диаметра (10.-.20 мм), изготовляемых, как
правило, из пластмассы. Например, мультициклон, состоящий нз 320
гидроцнклонов диаметром 15 ым, обеспечивает при потере
напора 0,1 МПа производительность 500 м /сут и извлекает из
воды минеральные частицы с гидравлической крупностью свыше
0,1 мм/с.
Гис. 5.15. Миогмрускы» огерглыЯ
Открытые гидроцнклокы (рис. 5.15) более производительны, чеы
валорные, но их эффект осветления меньше.
Достоинства гидроциклонов — компактность, простота устрой-
ства, отсутствие движущихся частей, высокая производительность
с единицы объема установки, простота обслуживания, быстрота пуска
в выключения, возможность автоматизации управлении н включения
в действующую технологическую схему без затраты дополнительной
площади. Недостатки — быстрый износ, малый эффект очистки,
большое колебание степени осветление шояы.
101

J.5. Флогациа
"ля очистки вод от легких грубоднсперсных частиц — планктона
и прочих примесей в основном органического происхождения —
используется флотации. Метод заключается в адсорбировании приме-
сей мелкими пузырьками воздуха н л поднятии их на поверхность
бассейна, где образуется слой пены. Флотационные установки
(флотаторы) используют вместо отстойников или осветлителей со
взвешенным осадком, они могут также заменить мнкрофнльтры.
Применение флотации позволяет увеличить удельную производитель-
ность с площади зеркала воды по сравнению с отстойниками и
осветлителями в 2... 5 раз, повысить эффект осветления воды.
Эффективность процесса зависит от свойств воды и примесей,
крупности пузырьков воздуха к равномерности их распределения по
площади флотационной камеры. Оптимальный размер пузырьков 20
...80 мкм. Чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем
лучше растворится там воздух и тем мельче образующиеся пузырьки.
Для хорошего адсорбирования к пузырькам примеси должны быть
гидрофобными, их оптимальный размер 0,1 ... I мм. Для снижения
поверхностного натяжения воды, гндрофобнзацни примесей и
увеличения нх размера воду перед флотационной камерой коа-
гулируют, флотационные установки должны включать смесители и
камеры хлопьеобразовакия.
По способу образования пузырьков воздуха различают механиче-
скую и пневматическую флотацию. В первом случае диспергирование
пузырьков в воду производится специальными турбинами. При
очистке поверхностных вод более распространена пневматическая
флотация, которая основывается на уменьшении растворимости газа
в воде при снижении его парциального давления.
При резком снижении давления происходит выделение из воды
излишнего количества воздуха в виде пузырьков. Если вода из-под
нормального давления направляется в камеру под вакуумом, такая
флотация называется вакуумной; если из-под налора в открытую
камеру — напорной. Напорная флотация (рнс. .5.16) наиболее широко
используется а водоподготовке, На практике, прежде всего при
очистке сточных вод, применяется также электрофлотация, где
пузырьки газа образуются в процессе электролиза.
Флотационные камеры могут быть в плане круглые или
прямоугольные, с радиальным или горизонтальным движением воды.
Длина камеры принимается в посделак 3 ...9 м, ширина —до б м,
отношение ширины к длине— Л... Л, глубина слоя воды—1 ... 3
м, время пребывания— 15 ...30 мин, нагрузка по площади зеркала
воды в камере — 4 ... 10 м /(ч■ м ).
Для изготовления водовоздушной эмульсии выделяется
10 ... 15 % воды, которая направляется в напорный бак. Необходимое
102

давление в баке 0,6... 0,8 МПа, время пребывании воды примерно
2 мин. Для равномерного распределения пузырьков воздуха по всей
ширине камеры от каждого насадка на мостик обслуживания
выводится регулировочный винт. Менее эффективным является
распределение водоьоадушной эмульсин перфорированным трубопро-
;\i£L~
водом. Скорость выхода эмульсии нз отверстий рекомендуется
поддерживать я пределах 20... 25 м/с, диаметр отверстий 5.. .8 мм.
Отсрстня располагают равномерна по нижней образующей
трубы.
Во входной части камеры под углом 60... 70° к горизонтали
устанавливается струенаправляющдя перегородка. Скорость движения
воды над перегородкой принимается 0,016...0,02 м/с, что обес-
печивает равномерное течение потока от камеры клопьеобразования
в камеру флотации.
Отвод осветленной воды производится с нижней части камеры с
использованием подвесной направляющей стенки или системы из
перфорированных труб. Скорость движения воды под подвесной
стенкой принимается 0,9... 1,2 м/с.
На рис. 5.17 приведен рэзреэ водоочистной станции с использо-
ванием флотации и фильтровании. Удаление пены производится либо
гидравлическим способом (закрытием на короткое время задвижки
на отводящем трубопроводе, в результате чего уровень воды в камере
поднимается и пена вместе с 1 ... 1,5% воды отводится в ка-
нализацию), либо механически с использован нем скребковых ме-
ханизмов. Применяются и комбинированные способы. Скорость
движения скребков в прямоугольных камерах принимается до
0,2 м/с, в круглых—0,015. ..0,02 м/с. Днища желобов вы пат н я ют
с уклоном 0,025 в Сторону отвода пены. Кромки желобов располагают
в одной горизонтальной плоскости на 10... 15 см выше уровня воды
в камере.
103

ГЛАВА б
ФИЛЬТРОВАНИЕ ВОДЫ
4.1. Классификаций фильтров
Фильтрованием называют процесс пропуска воды через фильтр-
ующий материал (фильтровальную перегородку), задерживающий
иерастворенные примеси. Соответствующие сооружения называются
фильтрами. 8 зависимости от применяемого фильтрующего материала
можно фильтры разделить на две группы — тонкостенные фильтры,
в которых используются пленки, ткани, пористые плиты, плотные
сетки, тонкие слон порошка, н зернистые фильтры, где фильтро-
вальную перегородку образует слон кварцевого песка или другого
зернистого материала. Существует два вида фильтрования —
пленочное к объемное. Ь первом прнмесн задерживаются из
поверхности фильтрующего материала. Это характерно для тонко-
стенных фильтров, а также медленных зернистых фильтров. При
объемном фильтровании примеси задерживаются внутри фильтрую-
щего слоя в порах материала, по этому принципу работают остальные
зернистые фильтры —скоростные и сверхскоростные. При определен-
ных условник в зернистых фильтрах имеет место комбинированное
фильтрование, когда часть примесей задерживается на поверхности,
часть — я порак.
Зернистые фильтры широко применяют хтя подготовки
технических и оборотных вод, они незаменимы на водоочистных
станциях хозяйстве нно-пнтьевого назначения для осветления н
обесцвечивания поверхностных вод, а также для обезжелезнвання
подземных вод.
Зернистые фильтры можно классифицировать по нескольким
признакам:
1) по напору над фильтрующим материалом — на открытые
(гравитационные) фильтры, где фильтрование воды происходит под
атмосферным давлением, и напорные фильтры, в которых над
зернистым слоем создастся избыточное давление;
2) па производительности с единицы плаашш фильтра, т. е. по
скорости фильтрования — на медленные (w-0,1 ... 0,2 м/ч). скорые
(и-4... 15 м/ч) н сверхскоростные (свыше 25 м/ч) фильтры.
Медленные фильтры всегда открытые, скорые могут быть
открытые или напорные, сверхскоростные — только напорные
фильтры;
3) по крупности зерен фильтрующего материала в всрхннк слоях
фильтра— на мелкозернистые (до 0,4 мм), среднезернистые
(0,4... 0,8 мм) и грубозернистые (свыше 0,8 мм) фильтры. Мелко-
зернистую загрузку используют в медленных фильтрах, средне-
зернистую — в скорых и сверхскоростных фильтрах. Грубозернистые
105

фильтры применяют для частичной очистки волы в технических
целях;
4) по количеству слоев разных зернистых материалов — на одно-,
двух-, трех- и многослойные фильтры;
5) по направлению движения фильтрующего потока — на фильтры
с нисходящий или восходящим фильтрованием, а также на
двух поточные фнлътры (фильтры АКХ), в которых вода, профильтро-
ванная одновременно снизу вверх н сверху вниз, отводится дренажной
системой, установленной в толще фильтрующего слоя.
На практике применяют также н такие конструкции зернистых
фильтров, в которых фильтрование происходит в горизонтальном
нзправлении (радиальные фклътры).
•Л. Устройство н процесс работы скорого
фияырв
Нз водоочистных станциях наиболее часто применяют одно- н
двухслойные открытые скорые фильтры, которые предстааляют собой
прямоугольный в плане железобетонный резервуар со слоем зернисто-
го фильтрующего материала. Фильтр оборудован сборно-распрс
делительной системой подачи и отвода исходной, промывной и
профильтрованной воды, а также контрольно-регулировочной арма-
турой и приборами для управления работой фильтра. Под фильтр-
ующим слоем обычно устанавливается поддерживающий слой из
гравия, цель которого — предотвратить вынос фильтрующего ма-
териала нз фильтра вместе с профильтрованной водой и
обеспечить равномерное распределение промывной води по площади
фильтра.
Нз рис. 6.1 приведена схема скорого фильтра в рабочем
положении.
При объемном фильтровании интенсивность адсорбирование
примесей и, следовательно, эффект осветления воды увеличиваются
при устранении агрегативиой устойчивости взвесей в результате
коагулирования.
При обычной двухступенчатой схеме очистки коагулянт добав-
ляется в воду перед сооружениями предварительной очистки, т. е.
перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком. В
скорых фильтрах происходит адсорбция мелких хлопьев и взвесей,
ае задержанных в предыдущих сооружениях, и тем самым оконча-
тельное осветление и обесцвечивание воды. Длв большей эф-
фективности фильтрования иногда целесообразна дополнительная
подача флокулякта перед фильтрами.
Коагулированная вода распределяетсв желобами 2 равномерно
по всей площади фильтра. При этом желоба установлены
параллельно короткой стороне бассейнз. Профильтрованная вода
104

собирается дренажной системой, состоящей на коллектора 6 и
ответвления 15.
Гидравлическое сопротивление фильтрующего слов характеризу-
ется потерей напора фильтра ЛЯ, величину которой можно оценить
разницей уровней воды над фильтром я присоединенной к коллектору
пьезометрической трубке. Поскольку гидравлическое сопротивление
фильтрующего слоя в процессе работы постоанно растет, то фильтры
могут работать в двух режимах — с постоянной скоростью фильтра-
)—- —
— ^
Рис. 6.1. Схема скорого однослойного фильтра в рабочем
фчльтр!. 8— атлпаноЛ пил, 9— отнд первого фильт^н?!- IQ~ дмфрлп*! с олфьичомгт
рогули опни ни скорости ф*л1т|м™лш1; J J — цоллектар <гтюю фцлътрт: и — паю** промшноЯ ■
ванн я при постоянном увеличении ЛЯ или уменьшающейся
скоростью фильтрования при постоянном значении Л//. Более
распространен первый режим эксплуатации. В таком случае необ-
ходимо постепенное открытие регулировочной задвижки на коллек-
торе отвода фильтрата по мере увеличения гидравлического
сопротивления фильтрующего слоя, с тем чтобы суммарное
сопротивление на пути движения воды оставалось постоянным.
107

Для этого используются автоматические регуляторы скорости,
включаюшие диафрагму и дифманометр с электрическим выходом,
присоединенным через автоматический регулятор к задвижке с
электроприводом.
Максимальное значение АН предопределяется уровнем воды в
резервуаре чистой воды и высотной схемой станции. По строительным
нормам предельная потеря
напора в открытых скорых
фильтрах предусматривается
3... 3,5 м. в напорных
фильтрах —6 ... 8 м. При
достижении указанных
величин АН фильтры необ-
ходимо промыва-lb в восходя-
щем потоке воды или смеси
воды и воздуха. Промежуток
времени между двумя про-
мывками называется про-
должительностью фильро-
лсрстродяаЯ и> кржник и ншингл upMtK^t. i - >тя- ЦИКЛЭ Т. Дл Я ПрСЛОТВра-
щения попадания части
фильтрующего слоя под ваку-
ум в результате интенсивного роста гидравлического сопротивления
верхних слоев над фильтрующим материалом необходимо иметь слой
воды толщиной не менее 2 м. На рис. 6.2 представлен фильтр с
центральным каналом, который применяется при большой плошали
фильтра.
6.3. Фильтрующие материалы зернистых фнльтроя
Зернистые материалы, применяемые для загрузки водоочистных
фильтров, должны иметь необходимую гранулометрическую струк-
туру, быть механически прочными н химически стойкими.
Материал должен иметь большую открытую пористость и удельную
поверхность зерен, поскольку от этих показателей зависят грязеем-
кость фильтра (масса взвешенных веществ, задержанных за один
фильтроцнкл с единицы площади фильтра) и продолжительность
фильтроцикла. Удельная поверхность зерен представляет собой
отношение суммарной поверхности зерен к объему материала, обычно
она оценивается коэффициентом формы а$ (отношение поверхности
зерна к поверхности равновеликого по объему шара). <Хф
определяется фильтрационным путем, величина а<р всегда больше
единицы. По форме зерна должны быть близки к кубу.
Важным является плотность материала. От этого зависят
необходимая интенсивность промывки н максимально допустимая

скорость фильтрования при восходящем движении воды (в контакт-
ных осветлителях).
Наиболее распространенный фильтрующий материал — кварцевый
песок. Кроме песка используются материалы, которые получают
дроблением пористых гранул заводского изготовления — дробленый
керамзит и шунгизит. Ввиду их большей пористости и удельной
поверхности грязеемкость фильтров с такой загрузкой больше, они
обеспечат большую по сравнению с кварцевым песком продолжитель-
ность фильтроцикла.
Находят применение местные фильтрующие материалы горелые
породы, вулканические шлаки, отходы металлургического производ-
ства и др. В фильтрах с плавающей загрузкой наряду с другими
используется синтетический материал — пенаполистирол.
Эффективными, ио дорогими материалами являются дробленый
антрацит и различные марки активных углей заводского изготовлен я
/АГ-3, БАУ, ДАУ), которые целесообразно применять в сорбцнонных
фильтрах. При высокапористых материалах < керамзит, антрацит,
активные угли) необходимо учитывать наличие в зернах закрытых
пор, поэтому перед включением фильтра в работу требуется
смачивание загрузки.
Свойства некоторых фильтрующих материалов приведены в
табл. 6.1.
Таблица 6.1. Пошлели фильтрующих ыатершлон
-*"
Каарцеиый песок
АГ-3 (крупность зерен 1,4...1.0
Керамзит мерки 500
Шлаки никелевого производства
Платность
г/см3
2,65
2.0
2.3...2.5J
3,3
Насыпная
платность
г/смЭ
1,7
0.3
0,6..О,в
1,в
Пористость %
т"""
36... 42
68
60.. .10
45
м к рыта!
0
5
2 .12
0
Гранулометрические свойства фильтрующих материалов опреде-
ляются ситовым анализом с использованием комплекта калиброван-
ных сит. Калибр определяется экспериментально. Через сито
просеивается определенное количество зернистого материала. После
этого под сито помещается белый лист бумаги, сито встряхивают.
Выпавшие на бумагу зерна пересчитываются, определяется общая
масса зерен. Калибр сита, мм,
^,П". <«■'>
\nnpj
где М — суммарная масса зерен, г; п — количество зерен; р —
платность материала, г/см '
(00

Для сигового анализа берется примерна 1000 см предварительна
промытого н высушенного материала н просеивается через комплект
сит. Обычно для этого используется лабораторный агрегат, оборудо-
ванный электроприводом, Оставшиеся на ситах разного калибра
зернистые материалы взвешиваются и строится график ситового
анализа (рис. 6.3). По графику определяют du и <jM (калибр сит,
через которые прошло соответственно Ю н 80% материала). Затем
рассчитывают коэффициент неоднородности
*><W4« (6-2)
и эквивалентный диаметр, мм,
100
(6.3)
ш
KQfluSp Cum.
Риг. 6.3. График
где Р,— процентное содержание фракции со средним диаметром
dt. При этом d, определяется как средний калибр двух смежных сит.
<Ло. dm, К dM являются грануло-
метрическими показателями зернистого
материала. По нормам в скорых фильтрах
используются фракции с крупностью зерен
0,5... 2 мм, причем К- 1,5... 2, А.,-0,7
... 1,2 мм, толщина слоя фильтрующего
материала — 0,1 ... 2 м.
Механическая прочность материала
оценивается нзмельчаемостыо и
истираемостью. Для их определения берут
примерно 100 г промытого и отсеянного
материала крупностью более 0,5 мм.
Материал засыпают в банку, заливают 150
мл воды. Банку на 24 ч устанавливают в
шютель-машину, которая выполняет 60 встряхиваний в 1 мин. Затем
материал высушивают и просеивают через сита калибром 0,5 и 0,25
мм. Иэмельчаемостью называют процентное содержание материала
по массе, оставшееся на енте 0,25 мм, истираемостью — количество
материала, прошедшего через данное сито. Из мельча емость
фильтрующего материала не должна превышать А %,
истираемость —0,5%.
Химическая стойкость материала означает, что он не должен
растворяться в кислой, щелочной и в нейтральной средах.
В три колбы засыпают по 10 г чистого и сухого материала,
заливают 500 мл дистиллированной воды. В первую колбу добавля-
ется 100 мл HiSOi, во вторую— 100 кл NaOH и в третью — 250 г
NaCI. Колбы оставляют на 24 ч в покое, периодически их взбалтывая.
Затем вода отфильтровывается, в фильтрате определяются сухой
остаток, окнелясмость и содержание кремниевой кислоты. Химически

стойким считается материал, при котором прирост сухого остатка не
превышает 20 мгУл, окнслясмостъ и концентрация кремниевой
кислоты — 10 мг/л.
Поддерживающие слои состоят обычно из гравия четырех
фракций, устанавливаемых снизу вверк по убывающей крупности
в соответствии с рекомендациями, приведенными а табл. 6.2.
Таблица6-2. Крупность нтолщим поддерживающих cjtoet
Крупность фракции.
грввив. ин
«...20
20..-10
10...3
S...2
Толшмна слое фракции.
им
ScpiHai граница слое дол ж и* быть к» уровне верка
распределительной трубы, но не менее чем на 100 им
выше отверстий
100.. .110
IO0...ISO
50...100
Прнмечанна: 1. При малой арупшкгги зерен фильтрующего материала д обвалi-
етея пополнительная фра щи в поддержимющего слов 2 ... 1,2 мн толщиной 100 ин. 2.
При использовании во довешу шной промывки толщину фракций 10 ... S мм и 5 ... 2 им
увеличивают до 130 ... 200 мм. 3. Дно ответаленна трубчатой дреняжиой системы уста-
навливаете а 80 ... 120 имвышеднафилктра.
4.4. Дрфилмшыя системы н промыты» скорых фмльгрол
Для сбора профильтрованной и распределения промывной воды
из дно фильтра устанавливают дренажную (распределительную)
систему. Назначение этой системы — вместе с поддерживающими
гравийными слоями предотвратить вынос фильтрующего материала
я обеспечить равномерное по всей площади распределение промывной
воды. При восходящем фильтровании через распределительную
систему подастся как исходная, так и промывная вода.
В настоящее время используются перфорированные дренажные
системы большого сопротивлении н пористые системы. В первом
случае равномерность распределения промывной воды по площади
фильтра обеспечивается относительно большой (3...7 м) лотерей
напора в перфорации.
Наиболее широко применяется трубчатая дренажная система
большого сопротивления (см. рис, 6.1, б), состоящая из коллектора
и ответвлений в виде перфорированных труб. При большой площади
фильтра ответвления присоединены непосредственно к нижнему
карману центрального канала (см. рис. 6.2). Перфорированные трубы
111

устанавливаются в поддерживающие слои в соответствии с рекомен-
дациями табл. 6.2.
При нормальной промывке поддерживающие слои остаются
неподвижными, в то время как фильтрующий слой переводится во
взвешенное состояние и расширяется до 50%, Однако в определенных
условиях в результате промывок может происходить горизонтальное
смещение поддерживающих слоев с образованием неровной поверх-
ности фильтрующего материала. Поэтому яслользуются также
Т'ис й.4. Дрена*ные «ая- >, ~ — "
mmm
без гравийные дренажные системы, которые подразделяются на щеле-
вые и пористые.
Щелевые системы состоят либо из труб, где в ответвлениях
вместо крупных отверстий имеются щели, либо из щелевых
дренажных колпачков (ркс. 6.4). Ширину щелей принимают на
0,1 мм меньше минимальной крупности зерен, т. е., как правила,
0,4 мм. Чаще применяется каллачковый дренаж, причем колпачки
выполняются нз нержавеющей стали, пластмассы (ВТИ-К) или
фарфора (ВТИ) н крепятся на резьбе к трубам ответвлений или к
двойному дну подфильтрового пространства.
Пористые системы (рис. 6.5) представляют собой плнты из
полимербетона, которыми перекрываются каналы на дне фильтра.
112

Пористый палимербетои изготовляется из гравия или гранитного
щебня крупностью 3 ... Ю мм и эпоксидной смолы ЭД-20 или ЭД-16
по ГОСТ 10587—7й с отверднгелем полнэткленпалнамнном по TV
6-02-594—80. Сйотношение по массе между смолой и отвердителем
10:1, между заполнителем и связующим 15:1 ...25:1. При этом
количество связующего подобрано так, что в полимербетоке остаются
открытые сквозные поры. Полнмербетонную смесь приготовляют
перемешиванием в мешалке в течение 3...5 мин и заливают в
разъемные формы.
Дренаж фильтра может быть выполнен и в виде монолитного
полимербетонного перекрытия.
Для уменьшения расхода промывной воды, сокращения размера
соответствующих резервуаров ц, коммуникаций применяют водовоз-
душную промывку. Для этого используют либо раздельные распре-
делительные трубы, устанавливаемые на дно фильтра попеременно,
либо специальные дренажные колпачки (рис. 6.4, б). В первом
случае необходимы поддерживающие слои, второй вариант —
безгравийный.
Водовоздушную промывку целесообразно использовать при квар-
цевом песке н более плотных фильтрующих материалах. При этой
Требуется горизонтальный отвод промывной воды с поверхности
аагрузки с пескоулавливающим желобом и струена правд яющим
■ыступом (рис. 6.6, <Я. При водовоздушной промывке фильтрующий
слой нс расширяется, что позволяет сохранить его первоначальную
гранулометрическую структуру.
При фильтровании воды с высокой концентрацией взвешенных
веществ, а также с содержанием железа, карбоната кальция и в
ill

других случаях, когда из поверхности фильтра образуется трудное
мываемав пленка, дополнительно к промывке в восходящем поток<
используется верхняя промывка.
Над фильтрующим слоем устанавливают стационарную систем\
перфорированных труб или вращающуюся трубу с насадками, чере
которые под напором выходят струн воды. После разрыхление
поверхности слоя происходит промывка фильтра в восходящем поток,
воды.
При стационарной системе трубы устанавливают на 60 ...80 мм
выше поверхности фильтрующего слоя, расстояние между трубами
700 ... 1000 мм, между отверстиями в трубе 80 ... 100 мм. Отверстии
направлены вниз под углом 30° к горизонтали, необходимые
напор в трубопроводе 30 ...40 м, интенсивность верхней промывки
3...4 л/см2.
Вращающаяся труба используется при круглых или квадратные
(площадью до 25 м ) в плане фильтрах. Насадки прикрепляют
х трубе под углом 25° к горизонтали с таким расчетом, чтобы трубл
вращалась под действием реактивных сил струн воды. Необ-
ходимый напор прн этом 40... 45 м, интенсивность промывки
0,5...0,75 л/см2.
Таблица 6 J- Пяраыетрм проник* скорых фильтра* с песчаной мгрузюй
Однослойная с крайностью, мм:
0.7.,. 0,8
0.Я...1Л
1,0. .1,2
ДаукслоЙида
Интенсивность
промывки w,
nit.-»1
12. .14
14. .14
16- 18
14. 16
П родол житель -
ностъ промыли н
6 ...5
6...S
6...5
7.-6
Относительно!
расширение
фильтру ющсго
45
30
25
50
Примечание: Большим значениям интенсивности соответствует меньшей пр.
яалжкгельностъ.
Для промывки фильтра используют профильтрованную вол;..
забираемую специальным промывным насосом из резервуара чистой
воды. Вместо этого можно использовать воду нз промывног.
резервуара, отметка установки которого исключает необходимость и
примененнн насоса. Для промывки контактных осветлителей можн.'
использовать нефильтрованную воду.
Технология промывки фильтра следующая (см. рис. 6.1, ut:
перекрывается поступление воды 14 и отвод фильтрата II.
открывается отвод промывкой воды И н включается подача
промывной воды 12. Интенсивность и продолжительность промыв к п
при использовании кварцевого песка подбирают по табл. 6.J и
уточняют в процессе эксплуатации фильтра. В случае применение
114

других материалов загрузки для определении ннтенснв!
мывкн необходимо провести технологические изыскания или поль-
зоваться данными соответствующей литературы.
Промывку продолжают до тех пор, пока промывная вола
становится прозрачной. Затем закрываются задвижки на трубопро-
водах 12 н П, открывается 14 н уровень воды поднимает» до
расчетной отметки. После этого через задвижку 9 направляется в
.канализацию так называемый первый фильтрат. Когда качество
^фильтрата будет соответствовать требованиям стандарта, закрывается
;|яадвнжка 9 и открывается задвижка на трубопроводе отвода
фильтрата It, задав предварительно на регуляторе необходимую
скорость фильтрования.
При верхней промывке сначала на 1 ... 3 мни включают верхнюю
систему, затем, не выключав верхней, включают нижнюю промывку
й доводят се интенсивность до получения требуемой степени
расширения фильтрующего слоя. Обшая продолжительность промывки
5... 8 мин.
Водовоздушная промывка производится в три этапа: бар-
ботированне загрузки сжатьш воздухом, одновременная водовоэдуш-
вая промывка и отмывка загрузки водой.
Для сокращения расхода воды на собственные нужды станция
применяется система повторного использования промывных вод
фильтров. При двухступенчатой очистке промывные воды направля-
ются в резервуар-усреднитель и перекачиваются оттуда равномерно
ь голову очистных сооружений. На станции необходимо иметь не
менее двух резервуаров, причем объем одного резервуара должен
позволять принимать всю воду от промывки одного фильтра.
При одноступенчатой очистке (только фильтры или контактные
Осветлители) необходимо промывную воду собирать н осветлять
в течение 1...А ч в отстойнике непроточного типа.
При наличии повторного использования промывных вод фильтров
на собственные нужды станции расходуется 3...4% воды, подава-
емой потребителям, при отсутствии повторного использования —
10... 14%. Согласно строительным нормам повторное использование
необходимо.
4.1. Рвечвт скорых фильтров
Общая площадь скорых фильтров, м ,
*
Q — полезная производительность станции, м /сут; Т — про-
должительность работы станции в течение суток, ч; v, — расчетная
t 1U

скорость фильтрования при нормальном режиме, и/ч, принимаемая
па табл. 6.4, лпР — число промывок одного фильтра в сутки при
нормальном режиме работы; ^ - 0,06шг„р — удельный расход на
промывку одного фильтра, м /м ; ш — интенсивность промывки,
л/с'М , принимается по табл. 6.3 или на основе технологических
исследований; /,гр-5...7 мин — продолжительность промывки; гпр_
время простои фильтра в свази с промывкой. Принимается для
водяной промывки 0,33 ч, для водоноэдушной— 0,5 ч.
Фильтры работают в нормальном и форсированном режимах.
Таблица 6.4. Скорость фильтроыннв прн нормальном и форсированном режимах
Фкоь-
*РЫ
Одио-
слой-
Д«у*-
Загруэаа
Кварце-
вый песок
Дробле-
рамэит
Каарце-
Дробле-
рен,мм
Ю5
М
0,5... 1.2
0.8...1,8
t'
S3
0.7...0.8
0.9...1,1
Ко-
эффнцн-
одиород-
ностн К
1.8... 2.0
1,6... I.S
1.5... I.T
I.S... 2,0
1.6.. l,S
1,5... 1.1
1,8. ..2.0
1.6... 1,8
TZT
0,7..0.8
0,4...0,5
Скорость фИЛЬТрО-
ВаН НВ. Ч/Н
при нор-
мальном
5.6
6.8
8... 10
6...7
7...9.5
9.5.-.11
7...10
7.10
tsr
Г?
8,5... 12
8.5..12
Примечания:!. При очистке волы для к спинет вен но-питье вы* «уж я принимают -
Св. меньшие значенив скоростей фнльгрованнв. 2. Для уточнение скорости фильтровании
целесообразна провести предварительные к к но логические исследования, поавапнюши?
учесть свойстве немший воды, технологию ее обработки и пругие местные особенности.
При применеинм фильтрующих материалов, не указанных в данной таблице, пракденнг
исследований необходимо. Следует также учесть опыт эксплуатации фильтров с пред пол я -
гаемынн фильтрующими натерн&лвмн.
Форсированный режим имеет место в том случае, если до-
полнительно к промывке часть фильтров находите* в ремонте.
Одновременно можно отключить иа ремонт один фильтр, если на
станции до 20 фильтров, и два фильтра, если общее количество
фильтров более 20.
Продолжительность фильтроцикла должна в нормальном режиме
быть не менее 8 ...12 ч, в форсированном режиме н прн полностью
автоматизированной промывке — не менее 6 ч.
пб

При полезной производительности станции свыше 1600 м /сут
на станции должно быть не менее четырех фильтров при £)>8000
м /сут можно количество необходимых фильтров определить по
формуле
«Ф-О.ЗЛ^ (6.5)
причем должно быть соблюдено условие
It-,
тле п\ — число фильтров, находящихся в ремонте.
Площадь одного фильтра не должна превышать 100... 120 м .
Если фильтры работают с постоянной скоростью фильтрования,
над расчетным уровнем воды следует предусмотреть дополнительную
высоту Нм„. Это необходимо для приема дополнительного объема
воды, поступающей на работающие фильтры во время промывки
части фильтров, н:
"-"&? <67)
где vd — объем волы, накапливающейся за время простоя одновре-
менно промываемых фильтров, м ; I Лф — суммарная площадь
фильтров, в которых происходит накопление воды, м .
Отметка кромки бассейна фильтра должна быть на 0.5 м выше
максимального уровня воды в фильтре.
В случае использования перфорированной трубчатой дренажной
системы большого сопротивления диаметр дренажного коллектора
принимается по всей длине постоянный, скорость течения промывной
воды в начале коллектора должна быть не менее 0,8... 1,2 м/с, в
начале перфорированных труб (ответвлении) — 1,6... 2,0 м/с.
Диаметр отверстий принимается 10... 12 мм, их общая площадь
должна составить 0,25 ... 0,5% от площади фильтра. Отверстия
устанавливаются в два ряда в шахматном порядке н направляются
вниз под углом 45° к горизонтальной плоскости. Расстояние между
осями ответвлений 150. ..200 мм.
Потери напора в дренажной системе, м,
а-:(^\ (6-8)
Ofi v. и мц —скорости течения промывной воды соответственно в
Зйачале коллектора и ответвлении, м/с;
- коэффициент перфорации.
(6.9)

Потеря напора дренажной системы кс должна прснышать 7 м
При колпачковам дренаже на 1 м фильтра необходимо установить
35... 50 колпачков. Для расчета потерн напора колпачковогс
дренажа скорость течения в щелях принимается ие менее 1,5 м/с
и £-4.
На дренажном коллекторе должен быть установлен стаяк-воэ-
душник диаметром 50... 75 мм (при гугощади фильтра до 50 м —
одни стояк, при площади более 50 м —два стояка). Воздушник
75... 150 мм необходимо установить и на подводящем трубопроводе
промывной воды.
Для опорожнения фильтра предусматривается трубопровод
диаметром 100 ... 200 мм.
Желоба изготовляются на железобетона или нержавеющей стали
с полукруглым или треугольным дном. Кромки желобов должны быть
строго горизонтальны н в одной плоскости, расстояние между нх
осями — не более 2,2 м.
Ширина желоба, м,
йя_*Г—^f. (ело)
где /С-2 или 2,1 соответственно при полукруглом или треугольном
дне; <?»—расход промывной воды на один желоб, м /ч; a»m2ffM/B^
ш I ... 1,5 — задаваемый коэффициент пропорции желобов; Я, —
высота вертикальной части желобов.
Дно желобов должно быть с уклоном 0,01 в сторону сборного
канала. Дно канала должно быть ниже дна желобов на
величину
где (jo, — расход промывной воды по кандлу, м /с; В^»—ширина
канала, принимается не менее 0,7 м.
Уровень воды в канале должен быть на 0,2 м ниже дна желоба,
что исключает подпор при течении воды на желобов в канал.
Расстояние кромки желобов от верха фильтрующего слоя в состоянии
его расширения должно быть не менее 0,3 м.
Динамическая высота подъема промывного насоса, или высотная
отметка бака промывной воды, рассчитывается с учетом следу-
ющих потерь напора: 1) в дренажной системе определяется
по формуле (6.8); 2) в поддерживающих слоях определяется
по формуле, м,
Vci=0.22Wn.cn. (6.12)
118

гае Wn.cn — общая толщина поддерживающих слоев, м; 3) в фильтру-
ющем слое определяется по формуле, м,
гае А/ф,о.— толщина фильтрующего слоя, м; а — 0,76; А —0,017; если
применяется кварцевый песок фракции 0,5... 1,0 мм, и а — 0,85;
6-0,004, если крупность кварцевого песка I ...2 мм; 4) в
подводящих коммуникациях — по методике расчета трубопроводов
исходя из скорости течения воды 1,5...2,0 м/с. .
Необходимый объем бака промывной воды
^.Б-п.иш.л-ф/,,,. (6.14)
где Л'ф — площадь одного фильтра, м .
6.6. Контеитны« осватлнтапн
Контактными осветлителями называют скорые фильтры с
фильтрованием снизу вверх в направлении убывающей крупности
зерен и с коагулированием воды непосредственно перед загрузкой.
В контактном осветлителе в наиболее чистом виде имеет место
контактная коагуляция. При этом основная масса взвешенных
веществ задерживается в нижних крупнозернистых фракциях.
Подача коагулянта непосредственно перед загрузкой предотвращает
образование в воде крупных хлопьев, способных быстро засорить
фильтр. В результате грязеемкость контактных осветлителей по
сравнению с обычными скорыми фильтрами выше. Поэтому на
контактные осветлители можно подавать воду с содержанием
взвешенных веществ до 120 мг/л и цветностью до 120°. Данное
обстоятельство позволяет использовать для осветления н обесц-
вечивания воды одноступенчатые схемы очистки с контактными
осветлителями, которые к тому же менее чувствительны к коле-
баниям температуры и щелочности неходкой воды.
В настоящее время в СНГ применяют два типа контактных
осветлителей: КО-1 —безгра винные фильтры с водяной промывкой,
сбором фильтрата и промывкой воды желобами и КО-3— фильтры
с поддерживающими слоями, с водовоздушной промывкой, с низким
горизонтальным отводом воды через боковой водослив с пескоу-
лавливающим желобом (рис. 6.6).
Перед контактными осветлителями необходимо иметь
мнкрофнльтры и входные камеры (см. рис. 6.13). Цель камер
заключается в удалении из воды воздуха, сглаживании возможных
гидравлических ударов, создании необходимого для работы
фильтра запаса напора, обеспечении смешивания воды с реагентами
и выдержки необходимого времени контакта.
Входная камера представляет собой вертикальный резервуар,
в котором время пребывания воды принимается 5 мин. Требуемая
119

разница уровней воды, ы, во входной камере
осветлителе определяется как
в контактном
W=0,8AW4,+A„ (6.15)
где ДЯпр — предельная потеря напора в КО, принимается равном
обшей толщине слоя загрузки; Л. — потеря напора на пути движения
■оды от камеры до загрузки.
Распределение как исходной, так и промывной воды по площади
контактного осветлителя КО-] происходит с помощью перфорирован-
ной трубчатой распределитель-
ной системы с поперечными
перегородками и боковыми
шторками (рис. 6.7) согласно
рекомендациям табл. 6.5. В
КО-3 раздельные распре-
делительные трубы для воды и
воздуха устанавливаются попе-
ременно. Для распределения во-
ды необходимо использовать
трубы диаметром до 100 мм и
с отверстиями Ю... 13 мм, рас-
положенными по нижней обра-
зующей трубы. Скорость
движения воды на входе в трубу
должна при максимальной
интенсивности промывки сос-
тавить 1,2... 1,6 м/с. Рассто-
яние между осями труб 250...
300' мм, от «иза труб до дна
осветлителя 150... 170 мм,
между отверстиями 150... 150
ым. Общая площадь отверстий
должна быть в пределах 0,18 ,..
0,22% от площади осветлителя.
Для подачи воздуха в КО-3
применяют дырчатые
полиэтиленовые трубы с отверстиями диаметром 3...5 мм, распо-
ложенными на трубах в два ряда в шахматном порядке н
направленными вниз под углом 45*\ Расстояние отверстий в каждом
ряду 0,1 ...0,2 м, суммарная их площадь 30...35% от площади
поперечного сечения трубы. Скорость движения воздуха в трубах 10
...20 м/с, на выходе из отверстий 40.-.50 м/с. Трубы для подачи
воздуха укладывают на деревянной подкладке толщиной 25... 40
мм на дно осветлителя и крепят хомутами к поперечно
расположенному швеллеру или другой опоре, заделываемой в дно
осветлителя.
Ж
ркггрсаолчтсльпыР труйолронд nauytt

Таблица о.J. Параметры трубчатой дренажной системы контактных осветлителей
Диаметр
труб ответв-
лений, мн
75
100
150
Отношение
суммарной шю-
отверстий ■
оиетлитсла, */„
0.28..-0.3
0.26...0.23
0,24...0.26
0,22. .0,34
между осами
тру*
240 .240
300... ЗМ
350..370
440,,. 470
Расстояние, ни
ДОИИМИГТО-
100..120
120. .140
140...160
160..180
рок до оси
rpyfi
155
170
190
220
пере город -
300.. .400
400.. .600
600. .800
8О0...1О0О
Прниечани е. Диаметр отверстий принимается 10 ... 14 мм.
Для обеспечения возможности ревизии магистральный канал
должен во всех КО иметь высоту не менее 1,5 м н ширину не
менее 0,8 м.
Система низкого отвоза воды с пескоулдвлниающнм желобом (см.
ряс. 6.6, б) рассчитывается по рекомендациям табл. 6.6.
Загрузка контактных осветлителей проектируется по рекоме-
дацням табл. 6.7. Общая толщина загрузки принимается до
3 м.
Тайямцаб-6- Свсгсия нмзаого отвода воды с пескоудаииммнаим желобом
Высотное расположение
констру к ти аи ык злеме нтое
Разность отметок кохией и нижней ж ромок
водослива, мм
Разность отметок между верхними кром-
ками водослива и щитка, мм
Расход промывной води на 1 м водослива
при совместной подаче воды и воздуха.
Л/С'М
10
170
20
15
210
20
20
266
И
25
320
25
Примечен и е, Зазор между нищией кромкой щитка н водосливом принимает 15
... 20 мм, расстояние от нижней кромки водослива до щитка — 30 ... 40 мм. от верхней
кромки щитка до уровне песка — 50 ... 100 мм.
Для промывки контактных осветлителей можно использовать
нефильтрованную воду, если мутность воды не превышает 10 мг/л
н коли-индекс ие более 1000. Режим водяной промывки КО-1,
принимается по табл. 6.8. Водовоздушная промывка К0-3
121

производится в три этапа: бареагирование загрузки сжатым воздухом
1 ... 2 мин с интенсивностью 18...20 л/см ; совместная водовоз-
душная промывка б..."? мни при интенсивности подачи воздуха 18
... 20 л/см н воды 3 ... 3,5 л/с-м ; промывка водой 5 ... 7 мин
с иятеясявиостъю 6... 1 л/с-м .
Таблица 6.7. Выбор загрузки контастньа осветлителей
Кар*дернете >я ы rpyii и
Крупность зерен фракции фильтрующего материала и
поддери и «в киши слоев, им:
40...20
20...10
10.. .5
5-2
2...1.2
1,2...0,7
Энимлентныи диаметр фильтрующего слов, мм
Толщин! слое*, ни
КО-1
0.5...0.6
1,0-1,2
0,8...1.0
1,0.. .1,3
КО-3
0.2...0.25
0,1- .0.13
0.15...0.2
0.3...0.4
1,2.-1.3
0.8.. 1.0
1,0. .1.3
Скорости фильтрования на контактных осветлителях принима-
ются:
а) при отсутствии поддерживающих слоев:
в нормальном режиме 4... 5 м/ч;
в форсированном режиме 5... 5,5 к/ч;
б) при наличии поддерживающих слоев:
в нормальном режиме 5...5,5 м/ч,
в форсированном режиме 5,5... 6 м/ч.
Таблица6.8. Режим ароиышш КО-1
Поквмтель
Продолжительность промывай, мин
Интенсивность иромымн, л/сн
Продолжительность сброса первого фильтр*, мни:
при использовании фильтрованной воды
при использовании нефильтрованной воды
Количество
7...Я
15.. .18
10...12
I2...I5
Скорость восходящего фильтрования ограничивается требованием
динамической устойчивости загрузки, т. е. необходимостью обес-
печить неподвижность зерен в восходящем потоке воды. Предельная
потеря напора лимитируется условием статической устойчивости
загрузки — разница сил гидростатического давления на слон загрузки
m

■снизу ii сверху должна быть меньше массы загрузки в воде. Поэтому
Ь КО используются кварцевый песок и другие плотные материалы.
Шри кварцевом оескс с учетом его плотности 2,65 г/см условие
^Статической устойчивости загрузки еще соблюдается при потере
;идпора, не превышающей обшую тол шин у слов.
Данный недостаток КО. а также проблемы, связанные с неполным
<удалснисм из воды воздуха перед загрузкой, устранены в контактных
фильтрах, в которых вола фильтруется сверху вниз. Однако здесь
.обеспечение принципа фильтрования в направлении убывающей
/крупности зерен требует наличия многослойной загрузки, причем
..слои не должны перемешиваться при восходящей промывке. Кроме
, того, возникают конструктивные проблемы подачи коагулянта
(непосредственно перед загрузкой. Обычно это делается установкой
;над фильтрующим слоем трубчатой распределительной системы.
В двухпоточных фильтрах взве-
шивающее воздействие на загрузку вос-
ходящего потока компенсируется тем,
что часть воды подается сверху вниз.
Дренаж находится внутри загрузки.
Двукпоточные фильтры могут быть на-
порные или самотечные, используется
водяная или водовоздушная промывка.
Данные фильтры применяют в основном
для подготовки технических вод.
6.7. Напорньм фильтры
Серийно выпускаются как верти-
кальные, так к горизонтальные напор-
ные осветлитсльные фильтры. Они
представляют собой металлические
резервуары, оборудованные дрснажно-
расп ределительной системой и необ-
ходимыми трубопроводами. В напорном
фильтре создается избыточное дав-
ление, достаточное для фильтрования и
дальнейшей подачи фильтрованной во-
ды потребителю. Это позволяет отка-
заться от насосов второго подъема.
Фильтры широко применяются для
осветления, обесцвечивания, обсэже-
лезивания вод на станциях небольшой производительности, для
очистки вод плавательных бассейнов, для подготовки воды в
производственных целях.
Дренаж напорных фильтров обычно выполнен из щелевых труб
или колпачков без поддерживающих слоев. Загрузка одно- или

i^^SSSS:
'teKrsz."~>s.
двухслойная обшей толщиной I ... 1,2 м. Используется водяная или
■одоваэдушная промывка. Имеются конструкции фильтров с под-
держивающими слоями и с трубчатой перфорированной дренажной
системой.
На рис. 6.7 представлена схема вертикального напорного фильтра
налога диаметра с применением водяной промывки, на рис, 6.8 —
схема фильтра с аодовоздушной промывкой. Из соображений удобства
перевозок наибольший диаметр напорных фильтров принят до
3,4 м. Площадь фильтрован на такого фильтра составит 7,1 м . При
определенной производительности станции эта, однако, предполагает

ТаАлицр 6 9. Номенклатур! нллорньп освегшгтельньп фильтров
Наименование
фильтр*
Освет л итель ны й
вертикальный
Осветлктельнын
вертикальный дву вы-
мери ый
Осветлит&пьныЙ
вертикальный rpciu-
мерный
Осветлительный
горизонтальный
Шифр
ФОВ-1,0-6
ФОВ-1,0-6
ФОВ-1,4-6
ФОВ-1.5-6
ФОВ-2.0-6
ФОВ 1,6-6
ФОВ-3,06
ФОВ-3.4-6
ФОВ 2К-3.4-6
ФОНЗК-3,4-6
ФОГ-Э,6-3,5
ФОГ-3.6-10.5
Диаметр,
мм
1000
1000
1400
I50U
2000
26О0
3000
3400
Э4О0
34О0
эооо
зооо
СтрОИтелЬ-
НВВ ВЫСОТ!.
2964
3040
3392
3357
3630
4015
4385
4545
5500
7060
4630
5510
4630
10500
Hirpyiou-
HMMICCl.T
4.0
3.5
5.5
8,5
15.0
28,0
37.0
50.0
70.0
102.0
62,0
117.0
наличие большого количе-
ства фильтров. В этих
случаях более целесооб-
разными являются гори-
зонтальные напорные
фильтры с площадью
фильтрования до 30 м .
В табл. 6.9 приведены
основные данные серийно
выпускаемых в СССР на-
порных оевстлительных
фильтров.
6.1. С«м0промыа«щн«ся
фильтры
На рис. 6.9 приведена
схема самопромывающего-
ся фильтра, который
включается на промывку
автоматически при сраба-
тывании сифона.
Сифон 10 включается
и работу при повышении
L
Рис. 6.9. Самолрамывающннс* фильгр:
ШЩЩрШ

уровня исходной воды а колонне 2 до верхней кромки сифона ь
результате роста потери напора загрузки.
Для промывки используется фильтрованная вода нз резервуара
П. Сифон выключается и промывка заканчивается при понижении
уровни в резервуаре 13 до нижнего конца трубки 11.
Регулировочная арматура отсутствует. Применяют дли грубой
очистки коды.
4.9. Фильтры с пмва*ощ«А мгрумоА
В фильтрах с плавающей загрузкой (ФПЗ) применяют гра-
нулированные высок on орнстые материалы, наружная поверхность
зерен которых покрыта водонепроницаемой пленкой. Хорошие
результаты получены при использо-
вания гранул пенополистирала крупно-
стью 0,3... 6 мы, а также шунгизнта
и керамзита при соответствующем изго-
товлении гранул этик материалов. Раз-
работаны различные конструкции на-
порных, самотечных и контактных
ФПЗ. Толщина фильтрующего слоя
принимается до 1,2 м, скорость
фильтрования в зависимости от назна-
чения фильтрованной воды до 20...
25 м/ч. Основное преимущество ФПЗ
заключается в отсутствии дренажной
1'ис. 610. Схеме фклир! с плаваю- системы в толще зернистого материала,
щеАмгрузкоА: что значительно упрощает регенерацию
LfZ£J££!L£^7£l^^&WaK* и повышает надежность ее
Ф'^Т» ^^>№<-'*^Ф"1-гРм'»-эксплуатации. Промывка фильтра —
*олы, — тюк яремные «a*i вверху вниз (рис. 6.10), для промыркн
используетсв объем воды над фильтр-
ующими материалами. Промывной насос
не требуется, достаточно открыть задвижку на трубопроводе 3.
Интенсивность промывки 10... 12л/с-м , продолжительность — 3...
4 млн. По сравнению со скорыми фильтрами с песчаной загрузкой
у ФПЗ большая грязеемкость, что позволяет увеличить скорость
фильтрования и подавать на фильтры воду с большей концентрацией
взвешенных веществ.
Основная область
водоснабжение.
применения ФПЗ сельскохозяйственное
в. 10. Сверхеноро£1иыв фильтры
Для подготовки технических вод нашли применение сверхскоро-
стные напорные фильтры, работающие при скорости фильтрования
10... 25 м/ч. Ввиду большой скорости фильтрование в сверхскоро-

ту ых фильтрах происходит быстрая кольматация загрузки, что
■ребует частых промывок, поэтому управление работой таких
[жлътров полностью автоматизировано.
Сверхскоростные фильтры секционной типа (рис. 6.11) приме-
цют при производительности до 150 м /ч. Фильтр представляет
ябой резервуар с установленной внутри цилиндрической камерой.
Зространство между стенками резервуара и камеры разделено
кертикальными перегородками на восемь секций (отсеков) с гравибио-
песчаной загрузкой. Вращающийся патрубок поочередно останавлива-
ется перед верхними щелевыми
иенами. В результате большого
избыточного давления в фильтре
тайный отсек включается в про-
мывку, остальные отсеки продол-
жают работать. Продолжительность
пжльтроаикла каждого отсека 70
мин, продолжительность промывки
(Ю мин.
I Сверхскоростные фильтры
из гото ил я ют диаметром до 3 м.
При большой производительности
станции применяют сверхскорост-
ные фильтры батарейного типа,
состоящие нз отдельны к напор-
«ых фильтров, связанных
единым гидравлическим режимом
и дистанционным управлением. in в
Рис, 6.11. Сверхскоростной фильтр
секционного типа системы Г. Н Нн-
4.11. Днунетупенчатос кифором:
фЧ«ЬТрОВ*ИИ« i-пояи* таю! «он; Л-распра*
ру&ш: 4 — цдотрыъныв стон дли сбора п ети-
При двухступенчатой очистке a*Apn„>''"tlt^e":!7ri^^!^V'^!^~
поверхностных вод с малым содер- <ьил>трт
жаннем взвешенных веществ в
зимних условиях могут возникать
затруднения, связанные с неудовлетворительным прохождением
процесса коагуляции. Это прежде всего сказывается на работе
отстойников и осветлителей. Поэтому при достаточно длинном
низкотемпературном периоде и при содержании в воде взвесей до
300 мг/л и максимальной цветности до 250 град рекомендуется
использовать метод дву хсту пенного фильтрования поверхностных вод
(рнс. 6.12).
В качестве фильтра первой ступени обычно применяется
контактный осветлитель КО-3, работающий за пределами своего
защитного действия.
Основные преимущества двухступенчатого фильтрования перед
классической двухступенчатой очисткой (отсойиик или осветлитель
со взвешенным осадком, фильтр) сводятся к более высокому и

стабильному в течение всего года эффекту очистки. Кроме того,
уменьшается необходимый объем сооружений, сокращаете! расход
коагулянта, появляется возможность более гибко управлять процессом
очистки путем варьирования точками ввода реагентов и частотой
промывки фильтров 1-Й ступени.
Во входные камеры добавляется, как правило, хлор, коагулянт,
флокулянт, перед фильтрами 2-й ступени еще раз флокулянт н
в очищенную воду вторично хлор.
В фильтре 1-й ступени используется загрузка из кварцевого песка
с эквивалентным диаметром 1,1 ... 1,3 мм и толщиной слоя 2...
1,1 м. Скорость фильтрования принимается 5,5 ... 7,5 м/ч, расчетная
продолжительность фнльтроцикла 12 ч.
Фильтрат из фильтра 1-й ступени усредняется и направляете
на фильтры 2'й ступени, расчет которых происходит исходи из общих
требований (см. g 6.5).
6.12. Фильтровамма через слом осадка
Медленные фильтры. Медленный фильтр представляет собой
железобетонный резервуар из вытянутой формы (ширина во 6 м,
длина до 60 м), обусловленной спецификой регенерации загрузки.
Фильтрующий материал — мелкозернистый кварцевый песок крупно-
стью 0,3... 1 мм, толщина слоя 0,5 м. Кроме того, используются
гравийные поддерживающие слои крупностью 1 ... 40 мм при общей
толщине 0,25 м. Дренаж выполняют из перфорированных труб или
пористого бетона, при площади фильтра до 15 м фильтрат можно
собирать при помощи лотка, установленного на дио фильтра.
Расчетная скорость фильтрование 0,1 ... 0,2 м/чк толщина слоя воды
над загрузкой 1,5 м.
128

В отличие от скорых и сверхскоростных фильтров в медленных
фильтрах преимущество имеет пленочное фильтрование, где основ-
ную функцию фильтра выполняет пленка нэ задержанных примесей,
образующаяся на поверхности слоя зернистого материала.
Находящиеся в пленке микроорганизмы разлагают органические
вещества, в результате этого после медленных фильтров в воде
повышаете а содержание СО]. Большинство минерализованных ве-
ществ и промежуточных продуктов распада органических веществ
задерживается в самой пленке и верхнем слое зернистого материала
толщиной 2...3 см. Благодаря биологическим процессам н большой
плотности пленки в медленных фильтрах задерживается до 99%
бактерий, значительно снижается концентрация растворенных в воде
органических веществ.
Для жизнедеятельности микробов в воде необходим растворенный
кислород. При концентрации 0> ниже 0,5 мг/л начинают развиваться
анаэробные процессы, сопровождающиеся распадом минеральных
j солеи. В результате в воде могут оказаться соединенна, вызывающие
появление запахов н привкусов (bbS, CH, и др.), а также токсичные
1 вещества.
Пленка образуется на поверхности зернистого слоя я течение
нескольких часов после включения фильтра в работу. Созревание
биологически активной пленки длится не менее 2 сут. В зависимости
от свойств исходной воды фильтр может работать без регенарацнн
загрузки несколько недель.
Регенерация загрузки медленного фильтра может быть механиче-
ская или гидравлическая, При механической регенерации уровень
воды в фильтре опускают на 20... 25 см ниже уровня песка и
срезают вручную верхний, наиболее загрязненный слой песка
толщиной 15... 20 мм. Выгрузку песка из фильтра производит
эжектором, после промывки песок может быть снова использован
для загрузки.
Окончательная регенерация загрузки производится обратной
промывкой с использованием профильтрованной воды. Расход про-
мывкой воды принимается 9 л/см , продолжительность промывки
— 3 мин на каждые 10 м длины фильтра. Сборные желоба над
слоем загрузки не устанавливаются, промывная вода отводится через
боковой водослив. Слон зернистого материала пополняется
. чистым песком после каждых 10... (5 циклов регенерации. Ме-
| ханическая регенерадня целесообразна в случае производительности
i станции до 1000 м /сут и максимальной мутности исходной воды
; 50 мг/л.
| Гидравлическая регенерация рекомендуется для станции
производительностью до 30 000 м /сут и максимальной концент-
! рации взвесей в воде до 700 мг/л. СНнП 2.04.02—84 допускает
применение медленных фильтров даже при любой производитель-
ности станции и максимальном содержании взвесей до 1500 мг/л.
Гидравлическая регенерация происходит без удаления верхнего

слоя зернистого материала. Одновременно с промывкой осуществ-
ляется рыхление верхнего слоя песка механически или струями
воды. Продолжительность фильтроцикла при гидравлической
регенерации загрузки сократится по сравнению с механической в
десятки раз.
При высокой концентрации в воде взвешенных веществ перед
медленными фильтрами целесообразно установить грубозернистые
прсфнльтры (крупность зерен I ... 2 мм, толщина слоя 0,7 ы,
скорость фильтрования 3...5 и/ч). Если исходная вода загряз-
нена водорослями, вместо префильтров можно использовать
микрофильтры.
Медленные фильтры применяют в основном в сельскохозяйствен-
ном водоснабжении. Их недостатки — сложность н трудоемкость
регенерации, высокая строительная стоимость, большая площадь
сооружений. Положительными свойствами являются высокий эффект
очистки, отсутствие реагентного хозяйства, длинный фнльтроцккл.
Намывные фильтры. В намывных фильтрах фильтрующим
материалом служит слой порошка, предварительно намытый на
фильтрующую основу. В качестве основы применяют синтетические
ткани, плотные металлические сетки, пористые керамические плиты
н др. Рекомендуемый диаметр отверстий в основе 100... 150 мкм.
Для образованна намывного слоя пригодны легкие, высокопористые
материалы крупностью частиц 50... 70 мкм. Наиболее широко
используют для этого диатомит и перлит. Последний распространен
в СНГ, получают его дроблением породы вулканического происхож-
дение с последующим обжигом при температуре 800... 1000° С.
Пористость перлита составляет 85... 90%, насыпная масса —
80... 120 кг/м3.
Намывные фильтры — это компактные, напорные водоочистные
сооружения заводского изготовления с плоскими нлн
цилиндрическими фильтрующими элементами. Используются также
намывные фильтры открытого типа. Фильтры применяют для очистки
воды плавательных бассейнов (рис. 6.13), для обработки различных
оборотных вод, а также при подготовке хозяйственно-питьевых вод
для малых водопотребителей, если мутность исходной воды не
превышает 40 мг/л и цветность 30°.
Предварительно в баке изготовляют суспензию намывного ма-
териала. Фильтр заполняют исходной водой н включают насос.
Циркуляцию воды через фильтр и бак продолжают до тех пор, пока
качество воды на выходе из фильтра будет соответствовать
требованиям. Продолжительность циркуляции 3...5 мин, расход
материала 300.., 400 г на 1 м фильтрующей поверхности. После
этого фильтр включается в работу. При достижении потерн напора
130

15... 20 м фильтр промывается обратным током воды, Расход
Промывной воды 0,5... 0,7% от полезной производительности
фильтра, время промывки 15 мяк. Скорость фильтрования зависит
от концентрации взвесей в воде и определяется экспериментально
— - -.
ц
а
~- ~' --- — ~
—'^~г<л—; '
г:^
[,
-г
,
в пределах 1 ...50 м/ч. Продолжительность фнльтроцикла 36... 60
ч. Для продления фнльтроцикла в процессе работы фильтра а зову
можно постоянно или периодически подавать 3 ... 10 мг/л намывного
материала.
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ, OWAtOTKA ВОДЫ
ОКИСЛИТЕЛЯМИ И СОКСНТДМИ
7.1. Способы обезэярвжываинв воды,
рояь окиеяитемй в водоподготоеив-
Обеззараживанием воды называют процесс уничтожения нахо-
дящихся там микроорганизмов. До 98% бактерий задерживается
в процессе очистки воды, Но среди оставшихся бактерий, а также
среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микро-
бы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды.
При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо
всегда, при использовании подземных вод только тогда, когдз
| 1Э1

микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Для
профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийных
ситуациях сооружения обеззараживания необходимы на всех станциях
подготовки хозяйственно-пнтьевых вод.
Для обеззараживания используют в основном два метода —
обработку воды сильными окислителями и воздействие на воду
ультрафиолетовыми лучами. Кроме названных можно необходимый
эффект получить фильтрованием воды через ультрафильтры, обра-
боткой ультразвуком, кипячением воды. Для очистки поверхност-
ных вод почти исключительно применяют окислители — хлор,
хлорсодержащие реагенты, озон', для обеззараживании подземных
вод можно использовать бактерицидные установки; для обезза-
раживания небольших порций воды — перманганат калия, перекись
водорода. Надежным средством уничтожения микробов является
кипячение воды.
При подаче в воду окислителей большая часть ее израсходуется
на окисление органических и некоторых минеральных веществ.
В результате снижаются цветность воды, а также интенсивность
привкусов и запахов, эффективнее будет проходить процесс после-
дующей коагуляции примесей. Скорость процесса обеззараживания
растет с повышением температуры воды и переходом реагента в
недиссоцинрованную форму. Взвешенные вещества оказывают
отрицательное воздействие, поскольку препятствуют контакту микро-
бов с реагентом.
Если окислитель используется только для обеззараживания, то
он подается в воду перед резервуаром чистой воды, где обеспечивается
и необходимое время контакта; если цель обработки — окисление
органических веществ, то реагент подается в воду перед очистными
сооружениями. Хорошие результаты дает двухступенчатая обработка,
когда часть реагента — окислителя — подается до, часть — после
очистных сооружений.
7 Л. Хлорирование воды
Хлорирование воды жидким хлором, хлорное хозяйство водо-
очистных станций. Хлор — ядовитый газ зеленовато-желтого цвета
с резким удушливым запахом, в 2,45 раза тяжелее воздуха.
Растворимость хлора в воде увеличивается с понижением темпера-
туры и повышением давления; при атмосферном давлении и
температуре 20й С растворимость СЬ составляет 7,29 г/л. При низкой
температуре и высоком давлении (-34,6° С при атмосферном давлении
илм 0,575 МПа при 15° С) хлор сжижается. Для предотвращения
испарения жидкий хлор хранится под давлением 0,6...0,8 МПа в
баллонах или в бочках (контейнерах).
132

Заводы поставляют хлор в баллонах ыассой до 100 кг и в
контейнерах ыассой до 3000 кг, а также в железнодорожных
цистернах вместимостью 48 т.
При добавке в воду хлора происходит его гидролиа
а,+нао^нао-*-нс1 (7.1)
Часть хлорноватистой кислоты НСЮ диссоциируется с образо-
ванием гнпохлоритного нона ОСУ.
При наличии в воде аммиака образуются моно- и дихлорамнны:
:, '.. k HdO-t-NHj^NH.Cl + HA
Hao-t-NHja^rNHCij+Hp (7.2)
Основными обеззараживающими веществами являются Cli, HCIO,
CIO', NHzCI и NHC-h, их называют активным хлором. При этом
С|1ф НСЮ и СЮ' образуют свободный хлор, NHjCl и NHCli —
связанный хлор. Бакгернцкдностъ хлора больше при шлых
значениях рН, поэтому воду хлорируют до ввода подщелачивающих
реагентов.
Необходимая доза хлора определяется на основе экспериментально
построенной кривой хлоропоглощаемости воды. Оптимальной счита-
ется доза, которая при заданном времени контакта обеспечит в воде
требуемую концентрацию остаточного хлора — для хозяйственно-
питьевых вод 0,3 ... 0,5 мг/л свободного хлора при времени контакта
30 мни или 0,8 ... 1,2 мг/л связанного хлора при времени контакта
60 мин.
При отсутствии данных технологических изысканий дозу хлора
принимают для обеззараживания поверхностных вод 1... 3 мг/л, для
подземных 0,7 ... 1,0 мг/л.
Хлорирование жидким хлором является наиболее широко приме-
няемым методом обеззараживания воды на средних и крупных
водоочистных станциях.
Ввиду малой растворимости жидкого хлора поступающий реагент
предварительно испаряется. Затем хлор-газ растворяют в малом
количестве воды, получаемую хлорную воду перемешивают с
обрабатываемой водой. Дозировка хлора происходит в фазе газооб-
разного вещества, соответствующие газодозаторы называются хлора-
торами. На практике применяют как напорные, так и вакуумные
хлораторы. СНиП 2.04.02—84 требует использования последних, так
как при вакуумных хлораторах меньше опасность попадания
хлор-газа в воздух помещений. Имеются хлораторы
пропорционального и постоянного расхода, а также автоматические
хлораторы, поддерживающие в воде заданную концентрацию оста-
, точного хлора,
г Ш

В стране наиболее широко используют вакуумные хлораторы
[постоянного расхода ЛОНИИ-100 производительностью до 85 кг/ч
Eli (рис. 7.1).
Для испарения хлора баллон или контейнер устанавливают ид
весы и открывают вентиль. Съем хлор-газа с одного баллона прн
комнаткой температуре составит 0,5 ... 0,7 кг/ч, с одного контейнера
— 3 кг/ч на I и его поверхности. Съем хлора можно значительно
увеличить подогревом баллонов теплой водой или воздухом. Поэтому
ка крупных станция* используют специальные испарители клора в
[виде бокса, куда устанавливают баллон или контейнер н подается
'теплая вода или подогретый воздух.
Хлор-газ поступает в промежуточный баллон, где задерживаются
жаллн воды н прочие принеси. Более полная очистка газа происходит
■ фильтре, который заполнен стекловатой, замоченной в серной
кислоте. Редуктор обеспечивает постоянное давление в системе;
измерительное устройство в виде диафрагмы и ротаметра обеспечива-
ет контроль н регулировку количества подаваемого хлора.
Производительность хлоратора зависит от применяемого ротаметра:
при РС-3 —до 10 кг/ч, при РТ-5 —до 20 кг/ч и при РС-7 — до
85 кг/ч. Приготовление хлорной воды происходит в смесителе.
Необходимый вакуум создается эжектором, прн помощи которого
хлорная вода подастся в обрабатываемую воду.
Схема автоматического хлоратора, разработанного ва
Таллиннской водоочистной станции, приведена на рис. 7.2, Ис-
полнительный механизм 6 и дифиаиометр с электрическим выходом
// присоединены к автоматическому регулятору, который, изменяя
положение вентиля мембранного регулятора 5, обеспечит постоян-
ную дозу хлора в условия»; меняющегося расхода обрабатываемой
воды. Включением в схему регулирования анализатора остаточного
хлора можно автоматически поддерживать заданную концентрацию
хлора в очищенной воде в условиях изменения свойств
поступающей воды.
Хлорное хозяйство водоочистной станции располагается я отдель-
ном здании, где сблокированы склад хлора, испарительная и
хлораториая.
Расходный склад хлора отделен от остальных помещений глухой
стеной без проемов. Склад может находиться и в самостоятельном
здании. В таком случае там обычно располагают также испаритель-
ную, причем хлораториая находится в основиш блоке водоочистных
сооружений. Емкость расходного склада хлорине должна превышать
100 т. Жидкий хлор хранится на складе в баллонах или
контейнерах, при суточном расходе хлора более 1 т — в тайках
вместимостью до 50 т с поставкой хлора в железнодорожных
цистернах.
Склад размещают в наземном или полузаглубленном здании с
двумя выходами с противоположных сторон здания. В помещении
склада необходимо иметь емкость с нейтрализационкым раствором
I .35

сульфита натрия для быстрого погружения аварийных контейнеров
или баллонов.
Если трубопровод хлор-газа расположен вне здания, на выходе
нэ испарителя требуется установка вакуумного клапана, исключаю-
щего возможность конденсации газа при низкой температуре
окружающего воздуха. Трубопроводы жидкого и газообразного хлора
изготовляют из стальных бесшовных труб диаыетроы до 80 мы,
Рис 7.2. Схема автоматического хлоратор* Таллиннской водоочисткой станции (ме-
ханически часть);
1 — преоркфщкнтелиы! вшш; 3 — фнлътр; J — рсцустор. 4 — ротаыггр, J — ьсыбрыиый роулч-пф: d -
рассчитанных на рабочее давление 1,6 МПа. Внутри помещения
хлоропровод размещают по стенам или эстакадам на кронштейнах,
■не зданив — на эстакадах, предусматривая защиту трубопровода от
солнечных лучей.
136

В хлораторных устанавливают дозаторы хлора с необходимой
арматурой и трубопроводами. Хлораторные (хлордозаторные) могут
находиться в основной корпусе станции либо в здании хлорного
хозяйства. Помещение хлораторной должно быть отделено от других
помещений глухой стеной без проемов и иметь два выхода, прнчеы
одна из них через тамбур. Все двери должны открываться
наружу, в помещении должна быть принудительная вытяжная
вентиляция.
Трубопроводы хлорной воды выполняются из коррозионносто&жях
материалов. В помещении трубопровод устанавливают в каналах в
полу или на кронштейнах, вне здания — в подземных каналах или
футлярах из коррозионностойких труб.
Хлорирование воды порошкообразными хлорсодержащнми
реагентами н диоксидом хлора. На малых станциях и водоочистных
установках часто целесообразно отказаться от использования жидкого
i хлора и применять твердые, порошкообразные вещества — хлорную
известь и гипоклорит кальция. *>гк вещества менее опасны в
обращении, процесс их подготовки и подачи значительно проще —
практически аналогичен применению коагулянта.
Хлорную известь получают при обработке сухой, негашеной
извести хлором
CatOHlj+d.-CaQjO + HjO (7.3)
При контакте с воздухом и влагой хлорная известь постепенно
разлагается
1СаС1,0+С01 + Н10-.СаСо1 + СаС11+2НСЮ (7.4)
поэтому реагент необходимо хранить в сухом, вентилируемом
помещении в закрытой таре.
Гипохлорит кальция образуется при насыщении известкового
молока хлором
2С*(ОН),+2а:-Са<аО):+Саа: + 2Н:0 (7.5)
Товарный продукт СаС).<0 или Са (СЮ)г растворяют в растворном
баке с механическим перемешиванием. Количество баков не менее
двух. Затем раствор разбавляют в расходном баке до концентрации
0,5 ... 1% и подают в воду дозаторами растворов и суспензии. Объем
растворных баков, м ,
р КХлде'
где « — расчетный расход воды, м /ч; п - 12 ... 24 ч — количество
часов, на которое заготавливается раствор; Д, — доза активного
хлора, г/м ; в,- I ... 2 — концентрация раствора по активному
веществу, %; с —содержание активного хлора я товарном продукте,
%; р — плотность раствора, т/м .
Учитывая коррозионную активность раствора, баки следует
изготовлять из дерева, пластмассы или железобетона, из коррозиоино-
137

стойких материалов (полиэтилен или винипласт) должны быть также
трубопроводы и арматура.
Диоксид хлора получают кепосредсгвенно на водоочистной
станции хлорированием хлорита натрия NaCIOj:
1КаСЮ3+аз-1Сга,4-2Маа (7.7)
Вместо хлора можно для получения ОСЬ также использовать
озон или соляную кислоту
2NaCI0j+Qj+H10-.2a01 + 2NaQH+0,; (7.8)
SNaCIO.,+4HCI-4C10, + 5Naa+2H,0, (7.9)
СЮ; является ядовитым, взрывоопасным газом с интенсивным
запахом, водный раствор СЮ? практически безопасен. По сравнению
с С1? двуокись хлора имеет ряд преимуществ — более высокая
бактернцидность в щелочной среде, более активно окисляет
органические вещества, может разлагать фенолы, не придавая при
этом воде хлорфенолъного запаха, наличие я воде аммиака не
снижает эффективности С102.
Хлорирование воды гнпохлорнтом натрия. На водоочистные
станциях, где суточный расход хлора не превышает 50 кг, где
транспортировка, хранение и подготовка токсичного хлора связаны
с трудностями, можно для хлорирования воды использовать
гнпохлорит ватрня NaCIO. Данный реагент получают на станции
в процессе электролиза раствора поваренной солн. Электролизная
установка состоит из бака концентрированного раствора солн
(растворного бака), электролизной ванны (электролизера), бака-на-
копителя раствора гнпохлорита, выпрямителя н блока управ-
ления.
Растворных баков должно быть ие менее двух, их суммарный
объем должен обеспечить бесперебойную работу установки в течение
24 ч. При мокром хранении солн объем растворных баков
принимается из расчета 1,5 м на I т солн. Допускается хранение
солн на складе в сухом виде, причем толщина слоя соли не должна
превышать 2 м.
В растворном баке изготовляется раствор, близкий к насыщенному
— 200... 310 г/л. Для перемешивании применяют механические
устройства и циркуляционные насосы.
Электролизеры могут быть проточного или непроточного типа.
Наиболее широко используют последние. Они представляют собой
ванну с установленным там пакетом пластинчатых электродов.
Электроды, как правило графит, присоединенные в сеть постоян-
ного тока.
В электролизной ванне происходит диссоциации соли
NaCl ■* Na+ + CI" также HiO -* ОН+ - ОН". При включении элект-
ролизера в сеть на аноде будет происходить окисление хлоридов
2СГ - 2е -»С12, затем их гидролиз СЬ + НЮ -* HCIO + Hfl.
На катоде выделяется газ Hj. образуется едкий натр Na +
138

^^^«i^^^^^^T-^^
+ ОН" -* NaOH. В результате реакции NaOH с НСЮ образуется
гипохлоШт
NaOH+HClO-NaCIO + H^O. (7.10)
В межэлскт родном пространстве электролизера непроточного типа
плотность электролита в результате его насыщении пузырьками газа
будет меньше, чем в остальном объеме ванны, поэтому будет
происходить циркуляция раствора — между электродами восходящее,
в остальной ванне нисходящее течение электролита. Циркуляция
продолжится до полного электролиза всего раствора поваренной соли.
Затем электролизная ванна опорожняется и заполняется новой
порцией раствора NaCl.
При работе электролизера необходима свести к минимуму распад
образованного NaCIO, Для этого следует процесс электролиза
139

провести при низкой температуре и большой плотности тока на
аноде, воздержаться от перемешивания электролита в вание.
В СНГ серийно изготовляются электролизеры непроточного типа
марки ЭВ (рнс. 7.3, табл. 7.1). На станции необходимо иметь не
менее трех электролизеров, которые устанавливают в сухом отаплива-
емом помещении. В электролизной ванне должны быть трубопроводы
для водяного охлаждения, над электролизером устанавливают зонт
вытяжной вентиляции.
Таблиц 7.1. Показатели акктролмзнык установок
П оси* тел н
Производительность NiCIO. «г/сут
Удельный расход соли NaCI, кг/сут
Продолжительность цикл! работы, ч
Число циклоа работы ь сутки
Концентрация ■ растворе, г/л
Напражение, В
Сила тока, А
Удельный расход электроэнергии,
кВт.ч/кг
Объем электролизной ванны, м
Масса электролизера, кг
Объем бава-накопителя раствора
гипоклоритв, м
Объем бакв рассола. •*'
ЭН-1
1
12...15
0,75-1,0
2.-4
5.-7
40...42
55..65
7...9
0.04
43
0,4
1.5
ЭН-5
5
12...15
8-9
2
6...8
40...42
55-65
7...9
0,04
55
0,4
1.5
ЭН-25
25
«... 9
10...12
2
10-12
55... 65
130-140
8...10
1.0
185
1.0
1.5
ЭН-100
100
8-9
5...Й
4
10.-12
220.. .230
400..450
10. 12
2.*
950
Концентрация рабочего раствора соли в электролизной ванне
принимается 100... 120 г/л, высотное расположение электролизера
должно обеспечить поступление раствора NaCIO в бак-накопитель
самотеком. Бак-накопитель размещают в вентилируемом помещении,
дозировка раствора гипохлорнта в воду происходит эжектором,
насос-дозатором или другим устройством для подачи растворов и
суспензии.
Хлорирование воды прямым электролизом. Для электролитиче-
ского изготовлении бактерицидного хлора можно использовать
клоридные ноны, имеющиеся в самой природной воде. Метод
называется прямым электролизом, разработана соответствующе в
установка «Поток* (рис. 7.4). Применение установки возможно при
содержании в воде хлоридов не менее 20 мг/л и общей жесткости
не более 7 кг-экв/л.
Установка «Поток» состоит из вертикального электролизера,
который на фланцах присоединяется к трубопроводу обрабатываемой
воды. Движение воды — снизу вверх. Кроме того, имеется блок
питания и замкнутая система кислоты, предназначенная для смыва
с электродов карбонатной пленки. В систему входят бак н
кислотостойкий насос. Размеры электролизера 9441x815x1590 мм,
140

давление ■ рабочей камере — не более 0,5 МПа. номинальная
мощность 7,6 кВт-ч, производительность 15... 150 м /ч.
Основной проблемой является образование карбонатной пленки
на поверхности электродов, что значительно снижает срок стабильной
непрерывной работы установки. Для смыва пленки применяется
3%-иый раствор НО.
Если жесткость обрабатываемой воды не более 3...4 мг-экв/л,
рекомендуется направлять всю воду через электролизер; при
жесткости 10... 12 мг-экв/л— 10... 12% воды, которая затем
перемешивается с остальным потоком.
Перехлорировяние и дехлорирование,
с аммоннэацней. Хлорирование воды с повы-
шенными дозами перед очистными соору-
жениями называют пере хлорированием. Ме-
тод применяется а условиях, когда
микробиологические свойства воды быстро и
в больших пределах меняются, а также при
высокой цветности природной воды, большом
содержании в воде органических веществ и
планктона. Перехлорнрованне используют в
системах технического водоснабжения как
средство против образования биологической
пленки. Целесообразность применения
перехлорироваиня в системах хозяйственно-
питьевого водоснабжения необходимо решить
на основе технологических исследований н
анализов. При этом надо особо принимать во
внимание возможность образования хлорор-
ганнческнх соединений (трнгалогекметанов). рис. та. Установка .По-
Это результат хлорирования воды, содержа- так*
щей много органический веществ. Трнгало-
ген метаны (хлороформ CHClj и другие со-
единения) — канцерогенные вещества, содержание которых в питье-
вой воде во многих странах нормируется стандартом. В частности.
Всемирная ассоциация здравоохранения рекомендует норму 30 мг/л.
Для предотвращения образования хлорорганическнк веществ при
подготовке хоэянственно-пнтьевык вод рекомендуется отказаться от
введения хлора до очистных сооружении (первичное хлорирование),
заменить О на ClOi или Oj, использовать окислители в комбинации
с сорбентами. Например, по схеме: Оз — активный уголь — вторичное
хлорирование.
Для обеспечения требуемого содержания в воде остаточного хлора
после перехлорнрования, а также в других случаях необходимо воду
дехлорировать. С тгай целью применяют физические и химические
способы.
При физических способа к избыток активного хлора выделяется
из воды сорбентами млн аэрированием. Используют угольные
U]

фильтры толщиной слоя угля 2,5 м при скорости фильтрования
20 ...25 м/ч. Аэрирование дает положительные результаты при
рН<5 и небольшом количесте удаляемого хлора. Поскольку многие
соединенна хлора не улетучиваются, эффективность аэрирования
низка.
При химическом дехлорировании избыточный активный хлор
связывается с сульфитом натрия или двуокисью серы:
2C1] + Na1S03+2H]0-.2HCI + H,S01 + 2NaCI; (7.11)
C1, + SO, + 2H]0-2HCI + H,S04 С7-12)
Как известно, хлора мины по сравнении с молекулярным хлором
органолептнческн менее ошутимы, их действие более долговременное,
при наличии в воде фенолов они не образуют хлорфенольных
запахов. С этой целью иногда целесообразно хлорировать с
аммоннзацией, т. е. подать в воду дополнительно к хлору аммиак.
Технология аммонизацин воды аналогична хлорированию жидким
хлором. NHj также прибывает на станцию в баллонах в сжиженном
виде. При реакции NHi с хлорноватистой кислотой в воде образуются
моно- и дихлорамины (см. §7.2). Следует учесть, что добавкой
аммиака можно сэкономить до 60% хлора, израсходованного
для обеззараживания. NH3 н С12 перемешиваются в пропорции
1:4 ...1:10.
Если цель аммонизацин — предотвращение образования хлорфе-
нольного запаха, NH3 добавляется в воду за 2 ... 3 мин до введения
хлора (переаммонизацня), если цель — снижение интенсивности
хлорного запаха и привкуса, а также продление бактерицидного
действия хлора, то NHj добавляется после хлорирования (постам-
монизация).
7.3. Озонирование ьоды
Озон (О)) —более сильный окислитель, чем диоксид хлора или
свободный хлор. В периоде СЬ образуется из кислорода в верхних
слоях атмосферы под действием солнечной радиации. Температура
испарения озона при 0,1 МПа составит — 111,9° С, температура
плавления при этом же давлении — 192,5° С. Растворимость О]
в воде при 0° С и атмосферном давлении составит 1,09 г/л.
Растворимость СЬ быстро снижается с повышением температуры
и при 60° С практически равняется нулю. Масса 1 л газа —
2,144 г.
Синтетическим путем озон получают при коронном (тихом)
разряде, который образуется в узком слое воздуха между электродами
высокого напряжения (5... 29 кВ) при атмосферном давлении.
Соответствующие аппараты называются генераторами озона или
озонаторами. На практике применяют озонаторы двух типов —
142

озонаторы
с пластинчатыми электродами и цилиндрические
трубчатыми электродами (рис. 7.5 и 7.6).
Коронный разряд сопровождается выделением теплоты, поэтому
озонаторы должны быть оборудованы системой водяного охлаждений.
Выход озона зависит от температуры воздуха, подаваемого в область
коронного разряда. Поскольку с повышением температуры увеличива-
ется распад О), то подаваемый
воздух должен быть холодным,
а также чистым и сухим. Как
правило, выход озона состав-
ляет 10 ...20% от содержания
в воздухе кислорода.
Оэонаторная установка
состоит из узла подготовки
воздуха, озонатора, контактной
камеры и трансформатора <рнс.
7.7). Расход электроэнергии на
получение озона, а тем самым
себестоимость озонирования во
многом зависит от подготовки
воздуха. В процессе подготовки воздух очищается, сушится и
охлаждается. В современных озонаторах на изготовление 1 кг О»
расходуется 20. -.30 кВт-ч электроэнергии, из которых на озонатор
приходится 14 ... 18 кВт ч. Необходимое количество воздуха на
получение 1 кг Оз есстанлвет 70.. яп "
Рис. 7.5. С нема труйчвгого эле«грода с
диэлектрикам:
><1 иерпйлаикй стали (^леггродиииогпндпрвкекм);
. 80 *'.

Осушение воздуха
происходит в одну стадию
при высоком давлении
(рис. 7.7) или в две стадии
при низком давлении.
В первом случае дав-
ление воздуха составляет
0,5... 1,0 МПа. Воздух
пропускают через теплооб-
менник с водяным охлаж-
дением и автоматическую
сушилку, представляю-
щую собой фильтр, за-
полненный адсорбентом
(например, активирован-
ным оксидом алю-
миния).
Двух стадийная сушка
происходит под давлением
поступающего воздуха
примерно 0,07 МПа и
характерна для оэоиа-
ториых установок боль-
шой производительности.
В данном случае .между
водвиым теплообмен-
ником и автоматической
сушилкой установлен
охладитель второй сту-
пени — фреоновой хо-
лодильная установка.
Озонирование воды за-
ключается в се пере-
мешивании с оэоновоз-
душной смесью в контак-
тных камерах при
времени контакта S ... 20
мин. О) относитсв к ма-
лорастворимым газам,
поэтому технология диспергирования оэоиояоздушиой смеси в воду
и конструкция контактной камеры имеют большое значение для
эффективного использования н снижения потерь озона. Способы
диспергирования озоновоэдушной смеси можно классифицировать в

три группы: подача газа в контактные колонны через пористые плиты
(трубы) или перфорированные трубы; использование эжекторов;
применение механических турбин и прочих диспергирующих уст-
ройств механического действия. Наиболее широка применяют способы
первой группы, причем контактные колонны обычно протнвоточ-
ного типа — обрабатываемая вода подается сверху вниз, озон снизу
вверх.
Озон является универсальным реагентом, поскольку может быть
использован для обеззараживания, обесцвечивания, дезодорации
воды, для удаления железа и марганца. Озон разрушает соединений,
не подчиняющиеся воздействию нагара (фенолы). Oj не придает воде
запаха к привкуса. При этом он обладает сильными коррозионными
свойствами, токсичен. Допустимое содержание О] в воздухе поме-
щений 0,0001 мг/л. Озон может разрушать некоторые органические
вещества, не окисляя их до конца. В результате в трубопроводе
озонированной воды может повышаться интенсивность бактериальной
жизнедеятельности. Главный недостаток jJBOHa — кратковременность
действия, отсутствие остаточного озона. Поэтому Оз, первоначально
использованный вместо хлора для обеззараживания воды и подава-
емый в воду в конце технологической схемы, все чаще используется
как вещество для очистки воды.
В таком случае озон подается в воду до основных очистных
сооружений, причем обеззараживай не выполняется либо только
хлором, либо воду хлорируют после обезараживання озоном для
образования в воде требуемого остаточного хлора.
Эффективность озонирования зависит от количества и свойств
загрязняющих воду веществ, от дозы О), температуры и рН воды,
от применяемого метода диспергирования озоновоздушной смеси в
воду.
Доза Oj и оптимальная схема озонирования определяются на
основе предварительных технологически к исследований. При
отсутствии соответствующих данных СНиП рекомендует для
озонирования подземных вод принимать дозу О] 0,75... 1,0 мг/л,
для озонирования профильтрованных вод— I ...3 мг/л.
Озонирование используется и для доочнетки сточных вод. При
этом расчетная доза Oj принимается 2 ... 4 мг на 1 мг загрязнителя
(нефтепродуктов, фенолов, ПАВ).
При доочнетке биологически очищенных городских стачных вод
с дозой Oj 20 мг/л ХПК снижается на 40%, ВПК* на 60,..70%,
ПАВ на 90%, окраска воды на 60%. Одновременно происходит
обеззараживание воды.
В мировой практике наибольшую известность и распространение
получили французские озонаторы фирмы «Тренлнгаа». В табл. 7.2
приведена характеристика озонаторов, разработанных филиалом
института ЛенНИИлиммаш.
145

Таблица J.3. Тплгв-иум квралсрястжи Донатор» фмдмвдв ЛеиНИИямыдш
Параметры
Прснааадительиосп по аюиу. к г/ ч
Кониентрацыа «кмм а ооономндуш-
ной смеси, г/н
Рщйдкядукл.и /ч
Мощность, «Вт
Часптта том. Гц
Марса содиатора
В-ЯВ-«ЦЛ-41
0,045
20
6
50
В-М.Я.1.1./К1
1.4
20
120
15
50
В-1Я-1*$-1-Л-Л1
7.5
го
эм
160
50
7.4. Об«|цршииц||ц« воды ■ вамтйрчцмднын
устам<мк*к
Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220... 280 ни действуют
на бактерии губительно, причем максимум бактерицидного действия
соответствует Длине волн 260 им. Данное обстоятельство используется
в бактерицидных установках, предназначеннык для обеззараживания
в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовы* лучей
является ртутно-аргонная или ртутно-кадрцевая лампа, устанавлива-
емая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса (рис. 1.8).
Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает
ультрафиолетовые лучи.
Обеззараживание происходит во время протекания воды в
пространстве между корпусом и чехлом при непосредственной
воздействии ультрафиолетовых лучей на микробы. Поэтому наличие
в воде взвешенных веществ, поглощающих световое излучение,
"" не нужны. В то же время
излучение не придаст воде остаточных бактерицидных свойств, а
также запаха или привкусов. Бактерицидная установка не нуждается
в реагентах, она компактна, управление ее работой можно легко
автоматизировать.
146

Рис. 7.9. Бактерицидная установка ОВ-1Г1:
иний сптлсиоВ «(ми (кндушог делитель); (-корпус; 1-
В СНГ серийно выпускаются бак-
терицидные устаиовки ОВ-Ш, ОВ-50
и ОВ-150 (табл. 7.3). Установки
состоят из камеры облучения, пуско-
вого устройства и электрической
си гнали за цион но- контрольной системы.
Бактерицидная установка ОВ-Ш
(рис. 7.9) крепится в вертикальном
положении иа стене, ОВ-50 и ОВ-150
(рис. 7.10) устанавливаются на полу в
горизонтальном положении. В установ-
ке ОВ-Ш пускатель пгшкреплен к
корпусу, турбина отсут^Иует, чистка
кварцевого чехла производится
периодическим возвратно-посту натель-
ным движением руковтки.
Для увеличения пропускной способ-
ности допускается параллельное вклю-
чение до пяти установок при одной
установке в резерве.
Для запуска установки камеру за-
полняют водой н включают лампу.
Через 10 ... 15 мин открывают
задвижки на трубопроводах обработан-
ной и поступающей воды. Работаэ
лампы проверяется визуально через j
смотровой глаз, для большей надеж-
ности эксплуатации целесообразно
использовать систему световой или
звуковой сигнализации, выведенной в
помещение дежурной службы.
Таблица 7.3. Показатели бактерицидны! устаномс
Показатели
Производительность, ч /ч
Число рабочих камер
Марка
ОВ-Ш
3...5
1
ОВ-50
50... 75
1
1
ОВ-150
150..100
2
1

Продолжение тавл 7.S
Показатели
Потери напора а установке, м
Рабочее положение у стансы н
Тип лампы
Мощность лампы, Вт
Суинариаа потребляема •
мощность, вВт
Напряжение сети, В
Напряжение на пампе а рабо-
чем положении, В
Ток на лампе к рабочем
режиме. А
Расчетный бактерицидный
Марка битерицидмой установки
ОВ-1П
0,2...0.3J
Любое
ДБ-60
60
0,06
220
88 2 2
0,65 ± 0.05
3.9
ОВ-50 1 ОВ-150
0.55..1.25 | 0.6-..1.3
Гормэоктял ьиое
ДПТ-2500
2500
2.5
220
850 + 100
г.л ■*■ о.з
60
2500
7.5
220
850 ■*■ 100
3,4 +0,3
60
Рнс. 7.10. БактерициднаяустапоакоОП-ISO

7Л. Применения окйсямтамн н сорбентов
дм дезодорации воды н удаления токсичных веществ
По мере общего ухудшения качества природных вод все больше
приходится заниматься удалением веществ, придающих воде привку-
сы и запахи, а также токсичных веществ.
Как известно, мутность воды обусловлена содержанием нераст-
ворснных, прежде всего грубоднсаерсных минеральных примесей;
цветность — содержанием минеральных н органических соединений,
причем главную роль играют коллоиды органического происхождении,
планктон и другие вещества. Появление в воде привкусов и запахов
вызывают минеральные растворенные и коллоидные вещества (серо-
водород, хлор, железо), а также органические соединения. К
последом относятся продукты биологических процессов, происхо-
дящих в самих водоемах, вещества, поступающие в водоемы в
результате смыва почв и со сточными водами. В результате смыва
с полей ядохимикатов и размыва п ромы тленно загрязненных почв,
а также со сточными водами в водоемы попадают токсичные
вещества.
Выбор метода дезодорации воды зависит от происхождения
запахов к привкусов. Если причиной являются минеральные
растворенные и коллоидные вещества, проблема решается демине-
рализацией, обезжелеэиванием, дегазацией воды. Однако основной
вопрос дезодорации — вопрос удаления нз воды растворенных
органических веществ. Это требует специальной обработки воды. С
данной проблемой тесно связана проблема удаления из воды
токсичных веществ, находящихся там, как правило, в мнкроконцек-
трациях.
В настоящее время находят применение в основном методы
окисления и сорбции, причем хорошие результаты лает их
комбинирование (окнелительно-сорбциоииыя метод).
Из окислителей широко используют хлор и хлорсодержащис
реагенты, озон, перманганат калия. Выбор реагента, его дозы н
схемы реагентной обработки следует решить на основе техно-
логических исследований. Ориентировочно можно дозу окислителя
определить неходя нз перманганатмой окнеляемостн воды согласно
табл. 7.4.
Таблиц 7.4. Определение необходимой дозы оаисленма дла дезодорация воды
Перма нганатнаа
окиелкмость мды.
mtOi/ji
8...10
10 ..И
15-15
Дом окислителя, мг/л
хлор
4...S
8.-13
12. И
перманганат или*
2...4
*..Л
6--I0
«я.
1...Э
3...3
5.. а
149

Как правило, окислители разрушают органическое вещество в
органолелтическн менее ощутимые, а также менее токсичные
соединения. Но имеются и такие вещества, например некоторые
фосфорорганические пестициды, при которых неполное окисление
обусловит усиление запахов н привкусов и образование токсичных
веществ.
Наиболее распространенным и дешевым окислителем является
хлор, при котором, однако, надо учесть возможность появления в
воде запаха н привкуса хлора, а также нежелательных соединении
(хлорфенолы).
О) и КЫпО*— сильные окислители, очи ке придают воле
дополнительных запахов и привкусов. При КМпО< необходимо
Принимать во внимание высокую цену и дефицитность реагента.
Кроме тога, требуется высокая точность дозировки, чтобы исключить
опасность попадания в очищенную воду остаточного марганца
(допустимая концентрация асего 0,1 мг/л). Озон, как было сказано,
может в результате неполного окисления органических веществ
вызвать интенсификацию бактериальной жизнедеятельности в воде
после очистных сооружений.
Учитывая вышеупомянутые трудности, применение сорбентов
для удаления из валы растворенных органических веществ и
токсичных соединений является более предпочтительным методом.
Их большое преимущество в том, что они не разрушают вешества.
поэтому отпадает опасность появлении нежелательных продуктов
деструкции. Особенно эффективно связывать с сорбентами гидрофоб-
ные соединения, например, фенолы и другие слабые органические
электролиты. Лучше сорбируются при этом вещества в молекулярном
виде, хуже — ноны.
В иодоподготовке в качестве сорбента применяются активные
угли, получаемые путем активации утлеродсодержаших материалов
(каменные угли, антрацит, торф, промышленные отходы). Активация
заключается в термохимической обработке дробленого н
отсортированного материала, в результате чего улетучивающиеся
компоненты удаляются, материал уплотняется и приобретает микро-
пористую структуру. Существуют два способа сорбционной обработки
— добавка активного угля в виде реагента {углеванне воды) н
фильтрование воды через слой гранул и рованиого, зернистого сорбента
в сорбцнонных фильтрах.
Для углеваиия воды необходимо иметь бак с механическим ил"
гидравлическим перемешиванием, в котором происходит замачивание
угля в течение [ ч. Изготовленную угольную пульпу концентрацией
8% подают в воду перед очистными сооружениями за 10 мнн до
ввода коагулянта. Доза угля перед фильтрами не должна
превышать 5 мг/л, Применяют в основном активные угли марки
БЛУ и ОУ.
Подготовка угля сложная, трудоемкая и загрязняющая окружение
операция. Во избежание загрязнения очищенной воды остаточными
концентрациями угля требуется большая точность дозировки.
150

Поэтому более целесообразно использовать сорбционные фильтры
в конце технологической схемы после осветлнтельных фильтров.
В качестве загрузки используют прежде всего активные угли
АГ-3 и АГ-М. Сорбционные фильтры, как правило, напорные,
толщину загрузки принимают исходе из скорости фильтровании
(10... 15 м/ч) и времени пребывания воды в угольной загрузке
(10... 15 мин).
Для периодической водяной промывки сорбционкых фильтров
можно исходить из рекомендации табл. 7.5.
Основной технической проблемой, связанной с применением
сорбцнонных фильтров, является вопрос восстановления сорбционнай
f кости фильтров. Для этого применяют химические, термические
н биологические методы, требующие выгрузки материала из
фильтра.
Таблица 7.3. Парлметры прачышки угольных фнлътрош
Марса
угли
АГ-3
АГ-М
Относительное
расширение
игру an и, %
25
as
«
30
4J
60
Интенсивность пра-
12..14
14...16
16...IS
i. .9
fl.lO
П.,.11
Продал ж нтелл -
кость проммвкн,
7...S
6...7
5...6
10.. .12
Я...10
1.8
Химический метод заключается в продувке слоя угля острым
паром с последующей обработкой щелочью; при термической
регенерации адсорбированные органические вещества выжигаются в
специальных печах при температуре 800 ... 900° С; восстановление
сорбционной емкости угля может также происходить с использо-
ванием микробов. До настоящего времени не существует надежного
и дешевого метода регенерации углей, что увеличивает расход
свежего материала и повышает Сйбестоимость процесса.
ГЛАВА 8
ОЫЦИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ВОДООЧИСТНЫХ КОМПЛЕКСОВ
1.1. Т»мноиогич*ски« схемы водоочистных станций
Проектирование яодоочнстной станции начинается с выбора
технологической схемы (совокупность применяемых для обработки
воды сооружений и технологических операций). Ввиду разных

требований к качеству воды и разных свойств воды в водеючистннки
существует большое количества возможных технологических схем,
которые можно классифицировать на реагентные и безреагентные,
напорные и безнапорные, на технологические схемы для полной и
частичной (грубой) очистки, на одно-, двух- и многоступенчаты,
схемы.
Беэрсагснтныс схемы очистки поверхностных и оборотных вол
применяют главным образом в техническом водоснабжении, кагд;1
не требуется качество питьевой воды (частичная очистка). Бсэрел-
гентные схемы более просты в эксплуатации, чем реагентные, однако
значительно превосходят их в строительной стоимости ввиду больших
размеров сооружений.
Для полной очистки поверхностных вод почти без исключений
прнменнют реагентные схемы (рис. 8.I.). С использованием реагентов
процесс очистки воды протекает быстрее и эффективнее, соответст-
венно уменьшается необходимый объем сооружений.
На больших водоочистных станциях движение воды от сооружеягя
к сооружению до резервуара чистой воды происходит самотеком (рис.
8.1). Такие схемы называют безнапорными, их применение предпо-
лагает установку сооружений на разных высотных отметках. Разность
уровней зеркала волы в сооружениях определяется исходя из условия
преодоления гидравлического сопротивления в самих сооружениях и
коммуникациях при расчетном расходе очищаемой воды. Это означает
необходимость построения высотной схемы водоочистной станции.
В напорных схемах (см. рис. 8.4) движение воды происходит под
избыточным давлением, создаваемым насосами первого подъема. Это
позволяет устанавливать все сооружения на одной высотной отметке.
Высота подъема насосов первого подъема, как правило, подбирается
такой, чтобы обеспечить подачу очищенной воды в водонапорную
башню или в сеть без дополнительных насосов второго подъема.
В напорных схемах все сооружения являются герметичными
емкостями.
Технологические схемы, предназначенные для подготовки воды
питьевого качества, называются схемами полной очистки. Следова-
тельно, схемы частичной или грубой очистки воды могут быть
использованы только для подготовки технических вод.
Если подготовка воды осуществляется в основных сооружениях
одного типа (например, только фильтры, только контактные
осветлители), то такая технологическая схема называется односту-
пенчатой. При последовательном использовании разных очистных
сооружений схема является двух-, трех- или более ступенчатой.
Двухступенчатой является технологическая схема и в том случае,
если один технологический процесс применяется дважды (двухсту-
пенчатое фильтрование),
ш

Рис. S.I. Реагситыые сиены очистки покрхностиых вод:
орниугтжиомиМ —ешри6*шяьтр;П — (Кир»УпР

8.2. Выбор технологической схемы водоочистной станции козай-
сгвенно-питьевого назначения
Техналогическаа схема выбираетеа исходе из производительности
станцин, свойств поступающей воды, требований к качеству очищен-
ной воды и технико-экономических соображений. При этом учиты-
ваются опыт эксплуатации станции в аналогичных условиях и
результаты предварительны к технологических исследовании. По
возможности следует пользоваться типовыми проектами.
Прежде всего определяется полный расход воды, поступающей
на станцию, ы /сух,
Qn-aQm>t<vr + Qaa"- (8.1)
где а — коэффициент, учитывающий расход воды на собственные
нужды станции и зависящий в основном от промывки фильтров.
При повторном использовании промывных вод фильтров а-1,03
...1,09, без повторного использование а- 1,1 ... |,|4. По СНиП
2.04.02—84 повторное использование промывных вод фильтров н вод
от обезвоживания и складирования осадков обязательно; Ои,п —^
дополнительный расход воды на восполнение протнвопожарноп^/
запаса, м /сут,
e«a-a.6f««<"ifi+l'Hi1. (8-2)
где /„пж — расчетная продолжительность пожара, ч; яи я> — количе-
ство одновременных пожаров в населенном пункте и в производстве;
Qt н е- — норма расхода воды при пожаре. гпш>, п,. щ, q\, qi
принимают по СНнПу. При расчете по формуле (8.2) время
восполнения противопожарного запаса воды принимается равными
24 ч. В тек случаях, когда СНиП допускает больший срок
восполнения, Ояоп следует соответственно уменьшить.
Полезной производительностью водоочистной станции, м /сут,
называется расход
йпол-Йтмсут+епоо (8.3)
Водоочистные станции полной производительностью свыше 5000
м /сут рассчитывают на равномерную работу в течение суток
максимального водопотрсбленив. Коммуникации станции должны
пропускать расход воды на 20... 30% больше расчетного.
Для подготовки хозяйственно-питьевых вод из поверхностных вод
применяют одно- или двухступенчатые реагентные сксмы (см. рис.
8.1). Только при условии применения медленных фильтров допуска-
ется строить системы централизованного хозяйственно-питьевого
водоснабжения по безреагентной гхеме (на базе поверхност-
ных вод).
Технологическую схему водоочисткой станции при осветлении и
обесцвечивании воды н отсутствии результатов технологических
исследований можно принимать по табл. 8.1.
154

Таблица Я. 1. Выбор технологической схемы юдоачнетиой станции
Основные
очистные
сооружен на
Одиостуненчятва
Скорые фильтры:
напорные
открытые
Контактные
осветлители
Двухступенчатое
фильтрование
Двухступенчатая
Вертикальные
отстойники, скорые
фильтры
Горизонт ал ьные
отстойники, скорые
фильтры
Осветлители со
взвешенным осалком.
скорые фильтры
Д ву хсту не н ча тое
отстаивание, скорые
фильтры
Компактная уста-
новка «Струи.
Частичнав очистка
•оды
Горнюитвльные
ОТСТОНННКН ИЛИ
осветлители
Радиальные
отстойники
Грубоэе рн истые
фильтры
Пол нов
очисти волы
Медленные
фильтры с соору-
жениями нре-
дочнеткн
(ннкрофильтры или
ипсфильтры
Прона води-
тель ность
стающий.
м^/сут
До 5000
До 50 000
Любая
До 5000
Более
30 000
Более
5000
Лгабна
До ВО0
Любая
Люба и
Исходи а а вода
""^Г*'
цветность,
град
Pea рентные езе
До 30
• 20
• 120
• 300
• 1500
» IS00
50... 1500
Более 1500
До 1000
• 1500
Более 1500
До»0
До S0
• 50
• 120
• 120
* 120
• 120
. 120
. 120
> 120
■ 120
> 120
> 120
Безреагентные сх
1500
• 50
Очищение а вода
«г/л
До 1.5
• 1.5
• 1.5
• 1.5
. 120
• 1.5
. 1.5
.1,5
• 1.5
8 . 15
ДоИО
• 10
емы
• 1.5
град
До 20
• 20
. 20
.20
.20
. 20
.20
. 20
. 20
> 40
. 20
. 30
.20
155

Продолжение табл. 8.1
Основные
очистные
сооружения
Части чнал
очисти иды
Грубом ри истые
фильтры
Радиальные
Производи-
тельность
Зсут'
Люби
Исходная водя
"иг/л
До 150
Ьалее13О0
цветность.
Ф*Д
До 120
> 120
Очищеннаа вода
нг/л
30... 507.
Тоже
""^Г"
как и с код-
Тоже
Дополнительно к приведенным в табл. 8.1 очистным сооружениям
требуется включение в технологическую схему микрофильтров, если
«цветение* воды длится более I мес в году н если среднемесячное
содержание планктона более 1000 клеток в I м воды.
В зависимости от свойств исходной воды технологическая схема
водоочистной станции может от вышеприведенных значительно
отличаться, особенно в тех случаях, когда в воде доминируют
вещества органического происхождения, придающие воде цветность,
запахи и привкусы. На рис. 8.2 приведена схема компактней
водоочистной установки «Струя*, предназначенной для осветлении,
обесцвечивания, обезжелезивання, обесфторнвания и умягчения как
156

поверхностных, так н подземных вод. Установки «Струя» выпускают
серийно производительностью 100. 200, 400 и 800 м /сут, они
пригодны к применению в автономных промышленных водопроводах,
в водоснабжении малых населенных пунктов.
Как показывает практика, классические технологические схемы
с отстойниками н осветлителями со взвешенным осадком лают
хорошие результаты ъ основном при очистке речных вод, в которых
доминируют тяжелые грубоднеперсные примеси. При очистке вод
озер и водохранилищ, а также рек с малой скоростью течения воды,
при очистке низкотемпературных вод более высокий эффект можно
получить применением флотации, двухступенчатого фильтровзния.
С повышением цветности воды и общего содержания органических
веществ растет роль реагентнон обработки воды. Высокоэф-
фективными, а часто и неизбежными могут стать озонирование,
сорбционная обработка и другие методы.
Выбор технологической схемы только на основе информации
о свойствах воды в водоисточнике не всегда позволяет разработать
к внедрить наилучшую технологию водоподготовки. Для этого
необходимо провести предварительные технологические исследования
на воде данного водоисточника с использован кем пнлотнык установок
водоочистных сооружений.
Н.Э. Составление генплана
Генеральный план водоочистной станции составляют в соот-
ветствии с требованиями раздела строительных корм, касающегося
разработки генпланов промышленных предприятий.
Место строительства станции должно обеспечить компактное
расположение всех зданий и сооружений, минимальную длину
коммуникаций н удобство эксплуатации. При этом необходимо
резервировать запасные площади для расширения станции, вокруг
станции должна быть возможность создания зон санитарной охраны.
Необходимо учитывать высотное расположение стройплощадки, гео-
логические н гидрогеологические условия. Если станция находится
у водоема, то высотная отметка планировки площадки должна быть
не менее 0,5 м выше расчетного максимального уровня воды с учетом
высоты волны.
На генеральном плане обозначают все строения и сооружения,
наружные коммуникации, дороги, озеленение, ограждение и место
расположения проходной «рис. 8.3). Па возможности все очистные
сооружения, производственные и вспомогательные помещения,
реагентнос хозяйство целесообразно сконцентрировать под единую
крышу или группировать в несколько близкорасположенных
зданий.
Расходные склады хлора и аммиака располагаются в отдельных
зданиях. Расстояние от них да водоисточника и производственных
помещений с постоянным пребыванием людей должно быть не менее
157

30 м. Если хлор хранится в баллонах или контейнерах, расстояние
склада от жилых н общественных зданий должно быть не менее 100
м. при хранении в танках — не менее 300 м.
На водоочистной станции должен быть узел подготовки фильтр-
ующих материалов, в состав которого входят сооружения для их
сортировки и складирования, а в случае необходимости и сооружения
Рис. Н.Э. Генплан водоочистной стенини:
-шрлус ■пдоочягтноЯ станции. J — Ьш пруини юл фильтрж J —pttcf
opиo^^oиllcrlтаJ-w«я^н■^.й-fW<lЩ•я■нлл■rr'".7-пPa,D»"".*-г^^6a,lP^
для дробления и рассева. На станции должен быть аварийный запас
для I...2 фильтров, а также необходимый материал для замены
10% объема загрузки в год.
При благоприятных климатических условиях часть сооружений
(отстойники, осветлители со взвешенным осадком, камеры хлопьс-
образоваиия, контактные бассейны хлора) целесообразно уста-
навливать вне здания. Образующийся ледяной покров не должен
препятствовать нормальной эксплуатации сооружений. Для этого
сооружения покрывают железобетонными плитами и утепляют
слоем земли.

При производительности станции до 100 000 м /сут необходимы
обводные коммуникации, позволяющие в случае необходимости
выключить часть очистных сооружений.
Вокруг водоочистной станции создается зона санитарной охраны,
состоящая из пояса строгого режима (1-Й пояс) и саиитарно- защитной
полосы. Граница 1-го пояса совпадает с ограждением площадки
сооружений, которое должно размещаться на расстоянии ие менее
30 м от стен резервуаров фильтрованной воды н фильтровальных
сооружении с открытой поверхностью и не менее 15 м — от остальных
сооружений и стволов водонапорных башен.
Саннтзрно-защитна и полоса шириной не менее 100 ы применя-
ется дополнительно к 1-му поясу в случае, если водоочистная станция
находится за пределами 2-го пояса зоны санитарной охраны
водоисточника.
t.i. Составление высотной схемы, компоновка"
очистных сооружений
Высотное расположение очистных сооружений должно обеспечить
самотечное движение коды от наивысшей точки технологической
схемы до резервуара чистой воды. Наивысшей точкой обычно явля-
ется максимальный уровень воды в микрофильтрс или в смесителе.
Отметки уровня воды в сооружениях рассчитывают исходя из потерь
Тайяица3.2. Потерн нянора ■ сооружении а кояструтииша
Очистные сооружении н коммуникации
В сооружен их*
Мнкрофильгры и барабанные сеттн
Входные камеры
Смесители гидр!алнческот rwia
Механические смесители
Камеры щюпьеобраэоыння
Флокултторы
Отстойники
Осветлители со взвешенный осадкой
Скорые фильтры
Контактные осветлители
Медленные фильтры
В (Оммунныцил
Отннкрофильтроа или барабанных сепж до смесителей
От смесителей да отстойника!, осветлителей со взвешенным 0OUU0M и
контактных осветлителей
От отстойники» и осветлителей CD взвешенный оодком до фильтров
От фильтров и сантаь'тиых осветлителей до резервуара чистой волы
Потер*
напора, м
0,4... 0,6
0,3. .0.5
0.1...0.6
0.1 ...0,2
0.4 ...0.5
0.1 ...0,2
0,7 ...0,в
0.7...0.8
1...1J
2...2J
1J...2
0.2
0.3... 0.4
0,5... 0,6
0J...1
159

Рис. Й.4. Вчсотилвс'сч» водоочистной с
— ЛрйЧьгВнлЯ ГОЛ* От фкл*гр0в; ) - ПесЯпллри; J — <ИДр^*л£я«тър; J —
ovppyfp- у средни тел"» проьяк'вныл *рп фн^»трй». i , пющ: ■й'всиТ! про-
пни!.^ леи фильтрм ■ chkt№Il; * - тртбапрпюд Hiipin ирпмывимк
■с IJ -
,«
В^щШР^
,Я*А^

Устаяобла dt* лримт^&^ца ц
Рис. й.*. Продолжение
ваяора в сооружения к н коммуникациях при максимальной
производительности станции. При этом за нулевую отметку принима-
ют максимальный уровень волы в резервуаре чистой воды, которая
.должна бить на 0,23 ... 0,2 м выше поверхности земли. Таким
■образом образуется высотная схема водоочистной станции (рис. 8.4),
которой обозначаются все технологические сооружение, насосы,
(рззторы н др.
Для уменьшения необходимого объема земляных работ при
ггроительстве станции следует максимально учитывать природный
л ьсф территории строительной площадки.
При составлении высотной схемы к расчете коммуникаций
исходить из ориентировочных потерь напора, приведенных
f табл. 8.2.

Рис. &.S. План и разрез технологического блои водоочистной станции:
Потери напора в водомерах учитываются дополнительно в
зависимости от их расположении: на входе и выходе станции —
0,5 ы; в очистных сооружениях — 0,2...0,3 м.
Для определения размеров поперечного сечения коммуникаций
неходят из следующих скоростей течения воды, м/с: от насосной

[станции I-га подъема до смесителя 1,0... 1,2; от смесителя до
камеры хлопьсобразооднна или осветлителя со взвешенным осадком
Ю,б... 1,0; от отстойников илн осветлителей до фильтров 0,8... 1,2;
ВОТ фильтров до резервуаров чистой воды 1,2... 1,5; в трубопроводах
|Гподачн и отвода промывных вод 1,5. ..2,0.
Компоновка водоочистной станции зависит от ее производитель-
ности и принятой технологической схемы. Расположение всех
сооружений и помещений в одном здании возможно, как правило,
только при малой производительности станции (до 5000 м /сут).
При двухступенчатой очистке сооружения 1-й и 2-й ступеней, как
правило, располагают в одном зале в параллельных рядах (рис. 8.5).
Главный корпус водоочистной станции проектируется двух- или
трехэтажным, причем на первом этаже находятся склады, мастерские,
растворные баки н другие помещения, куда поставляются материалы
и тяжелое оборудование. Лаборатории, диспетчерские, рабочие
кабинеты, бытовые помещения и комнаты отдыха располагают на
втором и третьем этажах.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
В данном разделе приводится технологические схемы, конст-
рукции сооружении и методы их расчета, применяемые на различных
этапах механической, биологической, глубокой очистки (доочнстки)
сточных вод н обработки осадка.
В разделе сделан акцент на тс методы и сооружения, описание
которых наиболее актуально для курсового и дипломного про-
ектирования. Последовательность наложения материала принята
с учетом основных стаднй очистки сточных вод и обработки осадка.
Расчеты, приведенные в данном разделе, согласуясь с рекомен-
дациями СНиПа, в ряде случаев дополняют и конкрети-
зируют их.
Данный раздел справочника содержит технологическую инфор-
мацию с кратким текстовым сопровождением, что требует пред-
верительной подготовки по основному перечню учебной литера-
туры.
ГЛАВА g
МЕХАИИЧССИАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Механическая очистка сточных вод обычно предшествует
биологической или фнэнко-химической очистке. В сооружениях для
механической очистки скачала отделяются наиболее крупные загряз-
нения (решетки, сита), затем тяжелые взнеси (песколовки) и на
заключительном этапе — основная масса тонкодиспергировлнных не-
растворе нных загрязнений (отстойники, осветлители). На практике
сооружения механической очистки обычно сост^вмют первую очередь
(пусковой комплекс) строительства станций аэрации.
9.1. Решетки н сига
Решетки устанавливают на всех очистных станциях независимо
от способа подачи на них сточных вод — самотеком или под напором
после насосной станции, имеющей решетки с прозорамн более 20
мм. Ширину прозоров решеток обычно принимают равной 16 мм,
скорость протока сточных вод между стержнями решетки не должна
превышать 1 м/с во избежание продавливаиия отбросов. Площадь
164

■позоров рабочей части решетки определяют расчетом, но она должна
рыть не менее удвоенной площади живого сечения подводящего
ранала при ручной очистке и не менее 1,2 живого сечения при
механической очистке- Для удобства очистки решетки устанавливают
дод некоторым угяом к горизонту —от 45 до 9QP, но чаще всего
Применяют угол 60°- Поперечное
Сечение прутьев чаще принимают
прямоугольным размерами 10x40 н
8x60 мм, реже используют стержни
круглой формы. Решетки с ручной
очисткой устраивают при количестве
00 0,1 м /сут снимаемых отбросов. В
этом случае удаление отбросав для
их обезвреживания производится *
специальных контейнерах.
Расчетная схема решетки пред- а-ри^о-пям
ставлена на рис. 9.1. Длины ушнрения подводящего канала Л и 12
до н после решетки определяются по формулам
Рнс. 4.1. Р»счетная схема решеткн:
'i-
2ч№
-WJp-ej.'jXl.S'i.
(9.1)
где Ар, В — ширина решетки н подводящего канала соответственно;
м; f ~ 20° — угол расширения канала.
Длина уширенного канала или камеры решетки принимается не
менее 1 м, а площадки за решеткой — не менее 0,8 и. Число
Прозоров решетки л находят нэ соотношения
-4Jc]/bV
(9.2)
расход сточных вод, м/с; Аз - 1,1 — ко-
эффициент, учитывающий стеснение потока граблями; Ь—ширина
прозора между стержнями, м; h\ — глубина воды перед решеткой,
ы; vp—скорость воды в решетке, м/с.
Общая ширина решетки
fe-jfH-IJ+fcl.
(9-3)
где s — толщина стержня решетки, м; л — число стержней.
Потерн напора Ар в решетке могут быть определены по формуле
Ap-t^fll. (9.4)
где ki — коэффициент, учитывающий засорение решетки, равный 3;
(— коэффициент местного сопротивления, зависящий от формы
стержней:
t-Ntfbfl1 шва.

Рис 4 2 Решетка исканнческвв поворотная типа МГТ
где a—угол наклона решетки к горизонту; /3— коэффициент,
равный для прямоугольных стержней 2,42, для аалукруглык— 1,83.
длв круглых — 1,79.
В отечественной практнхе получили распространен не решетки
механические поворотные типа МГТ конструкции Гнпрокоммунводо-
канала (рис. 9.2 и табл. 9.1) и механизированные малогабаритные
вертикальные РМВ 600/800 конструкции МосводоканалНИИ-
проекта.
Техническая карагтернстии
Пропускная способность, гые. м /сут . .
реюти РМВ М
И/800
17. ..23
1.3
1Л;40;60
0,2; 0.25; 0,27
610;570,553
Весьма прогрессивной яалястся решетка с канатным тяговым
элементом граблины, разработанная Союзводоканалпроектом. Эта
конструкция отличается от существующих лепных тем, что в ней

Ta&rauip 9.1. Основные показатели миянмраимов pcmen» типа МГТ
Мари
МГ5Т
MT6T
МГ7Т
МГ8Т
МГ9Т
МГ10Т
МП IT
МГ12Г
Рпчсри-
ffXtf. м
2*3
2il
0,8*1.4
l.a*2
1*1.2
1x2
1x1.6
1.6к2
.&
2.3
1.Э
0.95
1.6
I,IS
2
1.2
l.S
npwopoa
84
44
31
55
19
39
39
64
Толщина
стержней.
в
а
а
s
я
8
8
8
Радиус
поворота
Я. N
3.8
1.SS
2.1
2.85
2,05
2.85
2,425
2.85
Масса
2691
1114
1342
1828
вместо втулочно-роликовых цепей, «едущих и ведомых звездочек
применен стальной канат, что способствует уменьшению габаритов,
а также массы подвижных элементов.
Сортировочная плошадка устанавливается непосредственно у
корпуса решетки. К площадке на ее уровне или несколько ниже
примыкает лоток бункера дробилки. Извлеченные граблями отбросы
поступают на сортировочную площадку, где из них удаляют стойкие
к разрушению элементы (металл, камни н т. п.). далее отбросы
вручную или с помощью ленточного конвейера подаются в
загрузочный бункер дробилки. Для измельчения отбросов сточных
вод применяют дробилки малопсовые н комбнии ром иные решетки-
дробилки.
Тесмнческаа чраккристми Еаиа-тчом решетки
Пропускная способность, н /с 0.4
Сеченне канала, ни , 1000x1000
Площадь сечения потока, м 0.5
Съен отбросов, т/сут 0.3
Мощность привада, «Вт 0.4
Скорость движения грабли ны. и/с 0.04
Общат масса, т 0^7
Принцип действия молотковой дробилки следующий. Отбросы,
загружаемые в бункер, поступают на вращающийся ротор и попадают
между молотком и гребенкой. Измельченные отбросы вымыва-
ются через отверстия решетки водой, поступающей через верхний
штуцер.
Техническая характеристика дробилок молоткового типа приве-
дена в табл. 9.2.
В настоящее время на ряде очистных станций как в СНГ, так
я за рубежом освоена более совершенная схема дробления отбросов
С применением комбинированных решеток-дробилок типа РД (рис.
167

Таблица 4.2 Техническая карястеристми дробилок ишотжомго типа
JZL
Д-з
Д-1«
Д-1
Производи
кльиостъ. т/ч
0.3 ...0,6
0,3... 0,6
1
Мощность
электрод! нп -
20
20
100
вращения,
1460
1460
1345
и-..
0,74
0,86
4.9
9.3). Принцип действия решетки-дробилки типа РД заключается в
следующем. Сточная вода по подводящему каналу поступает во
вращающийся барабан. Задержанные на решетке отбросы при
взаимодействии режущих пластин и резцов измельчаются и следуют
на выход из решетки-
дробилки. При приме-
нении решеток-дробилок
полностью механизируется
процесс грубой механиче-
ской очистки сточных вод.
Решетки-дробилки диа-
метром 100 и 200 мм
устанавливают непосредст-
венно на подводящем
трубопроводе. Рсшеткн-
дробилки диаметром 400,
600 и 900 мм уста-
навливают в открытом
подводящем канале с
изливом сточной воды че-
рез специальный дюкер
в отводящий канал (рис.
9.4). Техническая харак-
теристика комбини-
рованных решеток-дроби-
лок типа РД представлена
в табл. 9.3.
При наличии в сточ-
ных водах волокнистых
включении применяют
ленточные или барабанные
сита. Ленточное сито пред-
ставляет собой ленту,
Рнс. 9.3. Рсшегш-драбилигит» РДди.меграмМО сплетенную ИЗ бронзовой
проволоки с размерами
— Ыраблм'. i — pes
S^TT^. отверстий 0,5x0,5
более, вращающуюся на

■оках. Очистка сит от задержанных отбросов производится
водой или при помощи щеток. Барабанные сита представляют собой
Канлиидры, поверхность которых покрыта металлической сеткой. Ось
[цилиндра устанавливается нормально или вдоль движущегося потока
[сточных вод. При окружной
ккоростк вращающегося бараба-
"ва, равной 1,5 м/с, уровень
жидкости в нем повышается под
действием центробежной силы
Iиа 20... 25 см над уровнем
жидкости в канале, что спо-
собствует самоочищению бара-
бана.
4.2. П*сколо1КН
Для выделения из сточных
вод тяжелых минеральных
примесей (песка, окалины)
применяют песколовки. Их пре-
дусматривают при расходе
стачных вод более 100 м /сут
непосредственно после реше-
ток.
Они подразделяются на
горизонтальные, вертикальные
и с вращательным движением
жидкости (тангенциальные и
аэрируемые). Горизонтальные и аэрируемые песколовки используют
при расходах более 10 000 м /сут. Горизонтальные песколовки с
круговым движением воды применяют при расходах до 50 000
м /сут. Вертикальные песколовки неустойчивы в работе, поэтому
применяются редко. Некоторые типы песколовок, применяемых за
рубежом, представлены на рис. 9.5.
Тв&лица 9.1. Технические характер и стикл комбинированных ре теток-дробилок
Рис. 9,4, Сеема установки peim
дробилки гипа РД;
Марка
РД-1О0
PJI-200
РД-4О0
РД-600
РД-<М0
Пропускная
способность.
30
60
420
2000
4300
Ширина
щелевых
отверстий.
я
a
10
10
10
Частота
барабана,
85
S3
31
31
Мощность
электродан-
га тел в, к Вт
0.4
0.8
0.8
1.5
3
агрегата.
S5
400
650
1800
4000

Удаление задержанного песка из песколовок производится
ну к) при объеме его до 0,1 м /сут. При больших объемах
сдвигают к приямку пссхоловхи с последующим отводом на neci
g^ j%r^
— галрюлолор
плошал к н или песков ые бункера гидроэлеватора ми или Песковыми
насосами. Количество песка, задерживаемого на городски к станинах
ззрзции, составляет 0,02 я/ чел в сутки влажностью 60% и
плотностью 1,5 т/м . Объем песцового приямка принимают не более
двухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок к

) —нс менее 60'. Длину L горизонтальных и аэрируемых
HLiK определяют по формуле
L-k^maaajuo. (9.5)
imc к, — коэффициент использования рабочего объема, плч горизок-
ггалькых песколовок равный 1.3... 1,7, для аэрируемых песколовок
[2,08 .. 2.62.
Расчетная глубина песколовки Н, м, скорость движения сточных
вод и, м/с, и гидравлическая крупность песка uq, мм/с, принимаются
по табл. 9.4.
ТайлиирЪА. Расчетные ] га ра метры не с колонок
песколонки
Горизонтальна а
Аэрируемая
Гидравлическая
крупность песка
ио, им/с
18.7 ... 2-».2
13,2 ... 18.7
вод К, н/с, при потом
4HIIHWUIM
0,15
0.08
максимальная
0,3
0.12
Глубина,
II, н
0.5... 2
0.7...3.5
1 Наибольшее распространение получили горизонтальные и
'аэрируемые песколовки. Для горизонтальных песколовок про-
должительность протекания сточных вод при максимальном притоке
должна быть нс менее 30 с. На рис. 9.6 представлена схема
горизонтальной песколовки, оборудованной унифицированным скреб-
ковым механизмом на канатной тяге. Выпадающий в песколовке
Рис. У ь. Горн.уштвльнав песколовка, оборудованная унифицированным скребко-
вым мехикиамоы МСПУ с ловчряутвающимся скрёбкам:
осадок сгребается в приямок скребком, откуда гидроэлеватором
удаляется за пределы сооружения.
Эксплуатация этих песколовок показала, что они работают
эффективно при выравнивании средних скоростей по длине пеосо-
171

ловки, что достигается птямешянем одивочныж плоских решеток у
■годного устройства, выполненных на деревянных стержней шириной
15 см с проторами 6 см. Перед подачей в песковые бункера песок
промывают в гидроциклонах О-300 мм, устанавливаемых ндд
бунхерамн. Требуемый напор пульпы перед гндрощпслонамн 20 м.
Основные типоразмеры горизонтальных песколовок представлены в
табл. 9J.
Таблиф 9-3. Пг1игм|^ тшюримеры ицмиипм i
Показатели
Расчетный расход, м /с
Числа песжогкмо*
Размеры песколоаси:
се челне, ы
длина, м, при пирааличес-
жоЙ крупности частиц ив.
18.7
24.2
глубина, м
ширина, м
Кдлмчестю перс «а чиненого к
1 сут из пелалоаок осаду апаж-
Hocrwo607i (у -1,5 т/и ):
■ г
Количество падаманоя ■ 1 сут
рабочей жидкости, м
Прожишительиостъ «ранету
песка ■ бункерах енюстыо 5 м .
суг
при установке двух бунаероа
то ас, четыре! буиксоош
Пропуски»! способность очистной станции,
тмс.Лсут
70
0.«7
2
1.62
15.8
13
0.58
3
3.2
4.8
160
Э
100
1.36
3
1,54
15,4
12Ч
0.55
1
4.5
6.8
225
2
140
1.87
4
3,02
18,2
16.3
0,67
3
6.4
9.6
320
3
200
2.68
3
2.9
17,7
15.6
0.65
44
9
13,6
450
2
280
3.76
4
3.02
18,2
16.3
0,67
АА
12.8
■ 9.2
640
1.6
Песколовки с круговым движением воды (рис. 9.7) могут быть
отнесены к горизонтальным песколовкам, в связи с чем в методике
расчета этих песколовок много общего. Диаметр D песколовки по
оси проточной части ранен
ОшЦж-чЧ*. (9.6)
где I — время пребывания сточной воды в песколовке, равное 30 с.
Длину желоба принимают по средней линии кругового лотка, а
бункерную часть проектируют по правилам, изложенным для
горизонтальных песколо.вок. Большим преимуществом песколовок с
172

кругоиыы движением воды является отсутствие механизмов для
удаления песка, что наряду с надежностью работы обусловливает нк
широкое распространение.
Для аэрируемых песколовок, имеющих прямоугольную форму в
плане, предусматривают установку аэраторов из дырчатых труб на
0,7 рабочей глубины вдоль одной из продольных стен над лотком
Рнс. 9,7. ГорюонтшльныЕ песколовки с круговым денжемнеы
сточньи вод пропускной способностью 1400 ... 70 000 мг/сут,
'— ГЖДртаМ—ТПр: 1 — ТртбоЯргМПД Q,ff* /Trtm|^ mt-nilLjmMwu'^KW припаи I. Т — Jgfr
лив: 4 — покркмогпсые тары с ручным прныци*^ i — падкдощий jkttqc; й —
ТуПОГрТКаЫС ULtfTW (ЛрИ 04ILCTU im^tiiu^imiiiii КЦ|
для сбою песка. Интенсивность аэрации обычно не превышает 3 ...
S м /м .ч. Отношение ширины к глубине отделения обычно
принимают равным 1:1,5, а поперечный уклон дна к пссковому
лотку — 0,2... 0,4. Впуск воды — совпадающий с направлением
вращения воды в песколовке, выпуск — затопленный. Наиболее
рациональной схемой удаление песка из аэрируемой песколовки
173

является перемещение его по песковаму лотку к приямку с
использованием гидросмыва, осуществляемого с помощью трубопро-
вода со спрысками (рис. 9.8). Площадь живого сечении горизонталь-
ной аэрируемой песколовки
..fl,v„. (9.7|
где v—средняя скорость осевого перемещения воды, равная 0,05
м/с; л — число рабочих отделений
:. 9.8. Аэрируемая песгапавчл с гидромеханическим удалением ш
' |роК1Д jlu nufttCHbiu. 3 —смылноА трубопровод со еггрь сими, 4
эЛо^мкср: ?— ыпыямм. J — пшроолсагторкг: 0—отриительиые i

[ Рабочая глубина Н песколовки с учетам этого равна W-tu/1,2,
ja расчетная глубина Яр_ И/1. Глубина осаждения псечннкк при
1-адиом круге вращения А, - BuJI, где В — ширина песколовки. Число
'кругов вращения т для 90% улавливания песка расчетной крупности
Г»ио
m=MB(-|-VWp<W. (9.8)
Тогда время совершения одного оборота равно г, -l,2fl/vj, где
у. — скорость вращения потока, равна 0,3... 0,5 м/с. Общее время
t пребывания сточной воды в песколовке равно l-\,imt,. Расход
подаваемой насосам технической воды, м /с, для гидросмыва равен
4rc = vf-v/A, (9.9)
nie v — восходящая скорость смывной воды в лотке, принимаемая
равной 0,0065 м/с; F— площадь пескового лотка в плане, м ; /, b
— соответственно, длина и ширина пескового лотка, м.
Основные показатели аэрируемых песколовок представлены
в табл. 9.6.
Таблица 0.6. Основные параметры аэрируемых песколовок
Прашкщн-
70
100
140
200
2*0
Число
отделений
2
3
2
а
Расход возду-
ха на аэра-
цию, и /ч
200
300
460
690
920
Размеры отделения, м
ширина
а
а
4.5
4,5
4.5
глубина
1.1
2.1
2.1
2,8
2,8
алина
12
12
18
IB
18
Для подсушивания песка, удаляемого из песколовок, предус-
матривают песковыс бункера или плошддки с ограждающими
валиками высотой 1 ... 2 м. Нагрузка на площадки не более
3 м /м в год при условии регулярного вывоза песка в течение года.
Удаляемую с Песковых площадок воду необходимо направлять в
начало очистных сооружений. Бункера рассчитывают на 1,5 ... 9-су-
точное хранение песка. За исключением зон с субтропическим
климатом, бункера следует располагать в отапливаемых зданиях с
расчетной внутренней температурой 5° С.
В целях повышения эффективности отмывки песка песковыс
бункера применяют иногда в сочетании с напорными гндроци клона ми
диаметром 300 мм н напором пульпы перед гидроциклоном 20 м,
см. § 9.6. Обычно бункера выполняют круглыми в плане диаметром
1,5... 2 м. Зигрор на выгрузочном отверстии должен быть
электрифицирован. Мод бункерами обязательно устройство тралов
для отвода подтекающей из затворного устройства воды в ка-
нализацию. Дренажная вода из Песковых бункеров возвращается (как
правило, самотеком) в канал перед песколовками.
175

jgpgr
j^g"4Jpdjg-
яаряшяру rtpgfitn ytttinau-tii/ioe
к' -*
„ft... 12K
LIT n^'\V*T
ЯКР
7Ш
he.vknfuc-irj
= 2 I/ + JJji/
'-Ыт^,
v:t»fH j | /« in
u,*«a о !asf| дг
S.
Л»
'Ш

Г Примечание: Условные ейошаченни пабл 9.7>. а — вертикальный с цеит-
"ралмюи грубой', б—вертикальный с центральной впускной камерон: в — вертикаль-
ный с периферийным илу с ком; t — диагональный, д— радиальный с центральным «пу-
ском: е — радиальный с периферийным впуском: ж — горизонтальный: т — с враща-
Ютимса сборно-распределительным устройством', 1,2 — характерные точки, v, vt. </}, Vcp
— скоростипотока жидкости; v,v|,v1— скорости лиижеинвчастнцыывсси;^ — турбулен-
1наасоставлаюшаа;й — ширина кольцевой юны; // — рабпчаа глубина; к — коэффициент
объемного использование; а — угол наклона пошка жидкости к горизонту, (рад.
4.3. Отстойники первичны», прааэраторы,
бмомоагупяторы
Отстой инки применяют для гравитационного выделения из
сточных вод взвешенных или жировых веществ, оседающих на дна
сооружений или всплывающих на его поверхность. Па направлению
движения основного патока воды различают отстойники: вертикаль-
ные, диагональные, горизонтальные и радиальные (табл. 0.7).
Отстойники, которые устанавливают перед сооружениями биологиче-
ской очистки, называются первичными. Вертикальные отстойники
всех типов и диагональные отстойники примени ют на очистных
станциях производительностью до 10... 15 тыс. м /сут. Горизонталь-
ные отстойники применяют на станциях очистки вод производитель-
ностью 10... 15 м /сут. Радиальные отстойники применяют на
станциек производительностью свыше 20 тыс. м /сут.
Тонкослойные отстойники рекомендуются для механической
очистки производственных сточных вод металлургической, нефтяной,
угольной н других отраслей промышленности, содержащих взвешен-
ные вещества преимущественно однородного состава. Применение их
в качестве первичных на станциях очистки городских сточных вод
сопряжено с частым засорением тонкослойнык модулей и поэтому
встречается редко. Конструктивные особенности и расчет этик
сооружений рассмотрены в § 10.11. Помимо производительности
очистной станции при выборе типа отстойников учитывают рельеф
площадки, геологические условия, уровень грунтовых вод и т. п.
Число рабочих первичных отстойников следует принимать не менее
двух, при минимальном числе их расчетный объем необходимо
увеличивать в 1,2... 1,3 раза. Расчет первичных отстойников
производят по гидравлической крупности, мм/с,
„„.икюкН/гСТ. (9-Ю)
где /—продолжительность отстаивания, с, соответствующая задан-
ному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в
слое Л-0,5 м, см. табл. 9.8; л — показатель степени, учитывающий
агломерацию взвеси городских сточных вод и в зависимости от ее
концентрации равный 0,2... 0,3.
Гидравлическая крупность иа взвеси для городских сточных
вод, определяемая па формуле 0.10), обычно лежит в пределах
0,8... 1,5 мм/с.
m

Таблица 9.Й. Продолжительность отстлмванна гороаскнж сточных лап
■ UHJHiupe высотой 0.5 м
Эффект
30
40
50
60
70
Концентрация ыпесм, нг/л
100
900
1310
1900
3300
200
540
650
900
1200
3600
ЭОО
320
450
640
410
2600
500
2А0
450
450
680
1830
Вертикальный отстойник (рис. 9.9) представляет собой обычно
круглый в плане резервуар диаметром 4, б, 9 м с конической нижней
(осадочной) частью. Осаждение взвеси происходит в восходящем
потоке сточных вод, следовательно, я осадок выпадают частицы,
гидравлическая крупность которых ий больше скорости восходящего
потока г. Уклон днища отстойника принимают не менее 45° для
естественного сползания осадка к отверстию трубы. К достоинствам
Тайлица9.9. Значения критерий (kfl/h) для городских сточных юн
Глубина проточной части
2
3
ТИП ОТСТОЙННЕВ
пальни й
1.11
1.21
1.29
радиальный
1.16
1.29
1.35
горизон-
тальный
1.19
1,32
1,41
ДИ1ГОН&ЛЬ-
1.13
1.25
1,32
вертикальных отстойников, применяемых на станциях производитель-
ностью !0... 15 тыс. м /сут, относится простота конструкции
(отсутствие механизма дла удаления осадка) и эксплуатационная
надежность, к недостаткам — относительно низкий эффект задер-
жания взвеси (в среднем 30...35%). Основные параметры типовых
первичных отстойников с впуском воды через центральную трубу
представлены в табл. 9.10.
Таблица 0. /0. Основные параметры перанчньа кртмк&льных отстой и нж о»
Железобетон
Монолитный
Сборный
Л ив негр, ч
4
6
6
9
Высота, ь,
проточной
4,1
4.2
4,2
осадочной
1.8
2.8
3.3
5,1
общав
5.9
6,9
T.S
9.Э
Пропускная
способность".
ы3/ч
31
«9,5
69,5
156.5
При премсни отстаивания 1.5 ч,
17S

тажшгеяьнчйщт^!— (Ютрмыштрубк.! — штвпрапод; * — кмрапраг

Рис. Р.10. Г<трнзшпалмыйо1ГГОЙет<ксоагребининайе«оне>тоАмкп(р1арса}'
I -1ВД1Ч1ШИ1Ш11Ш:} — сЛормнИ лотом дл1 уилптосмтллинд nwm«од; i — «mm дли у/ияапа мдищомишяч,1 / — {пинай имши^оми.
J — тршюпрпф «лк jmmhib плишхцп нцжст» лот

Дальнейшее развитие идея вертикального отстойника получила
в конструкциях отстойника с нисходяще-восходящим потоком сточ-
ных вод и отстойника с периферийным впускным устройством. В
вертикальном отстойнике с периферийным впускным устройством
сточная вода подается на водораспределительный лоток переменного
поперечного сечения, расположенный по периметру отстойника и
далее через водослив в кольцевую зону, образованную стенкой
отстойника и струеиалравляющей стенкой. Осадок из конической
части, как и в обычных вертикальных отстойниках, удаляется по
иловой трубе под гидростатическим напором.
Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный в
алане резервуар, снабженный расположенными с торцовых сторон
впускными и выпускными устройствами, а также механизмом для
сбора осадка. Глубина проточной части отстойников обычно 2,5 ... 4
м; среднее отношение длины к глубине близко к 10. Ширина
отстойника (обычно 6 ... 9 м> назначается в зависимости от ширины
коридоров аэротенка исходя нз условий их блокирования в единое
секционное сооружение. На рис. 9.10 показан отстойник, снабженный
скребковым механизмом для удаления осадка. Вдоль продольных стен
отстойника движутся бесконечные цепи, на которых закреплены
скребки, сгребающие осадок со дна в приямок, расположенный в
начале отстойника- Подобный механизм недостаточно надежен в
работе, а его ремонт требует опорожнения отстойника. Отстойник,
в котором сбор осадка осуществляется закрепленным на тележке
скребком, совершающим возвратно-поступательное движение, по-
лучил наибольшее практическое распространение. Тележка
передвигается ло рельсам, уложенным на продольных стенках
отстойника, с помощью реверсивного электропривода. Основные
параметры типовых первичных горизонтальных отстойников пред-
ставлены в табл. 9,11.
7аЬлица 9.11. Основные параметры первичных горн wi па» ьнмз отстой никое
Рикеры отделении, ы
"w"
6
А
9
9
9
длин.
24
24
30
30
30
рвбочм
глубина
3,15
3.15
3.1
Э.1
3,1
отделений
■ секции
4
6
4
6
Я
Расчетный
стстоймнкя. и
1740
2610
3200
4воа
6400
Пропускная
способность.
1160
1740
2130
3200
4260
Радиальный отстойник представляет собой круглый в плакс
резервуар диаметром 18, 74, 30, 40, S4 м, снабженный устройствами
Для впуска и сбора воды, располагаемыми как в центре, так и по
периферии сооружения. Скорость движения воды в радиальных
отстойниках переменная: от максимальной в центре до минимальной
181

у периферии, в то время как в горизонтальны« отстойниках они
практически постойнны, что повышает эффект осветлении сточных
аод. На рнс. 9.11 показан радиальный отстойник с центральным
впуском сточных вод. оборудованный скребковый механизмом для
Рис. 9.11. Радиальный отстойник С центральным вггуска* Стачпы* вод:
I -падмдакищгруб";-'— кяаичтрув»;.» — кмрмяеши дмшита илгарчб»,' - <™ип
грубк S — труб* лпм armaat плииышп нццег*
сбора осадка. При вращении фермы с прикрепленными к ней
скребками происходит перемещение осадка по дну отстойника от
периферии к центру. Дл* подвода питания от неподвижною
источника к .электродвигателю, установленному на вращающемся
мосту, применяют кольцевой токоприемник, укрепленный иа мосту
1«2

илоскрсш над центральной опорой. Основные параметры типовых
первичных отстойников представлены в табл. 9.11.
Тайлшуз 0.12. Ооммныс параметры пераичньп радиальных отстояниям
Д>ыметр. м
is
24
30
*0
Глубина,м
3.4
3.4
3.4
4
OWN*
проточной
7ва
1400
2190
«80
осадочной
120
210
340
Т10
общий
908
1610
2530
5290
Пропуская
способность*
i25
930
1460
№34
* При времени октанмина 1,S ч.
Отстойники с вращающимся сборно-распределительным устройст-
вом конструкции И. В. Скирдова (рнс. 9.12) обеспечивают
отстэиванне сточных вод, близкое к отстаиванию в покое. Пропускная
способность этну. отстойников выше пропускной способности обычнык
радиальных отстойников в среднем на 30... 40%, что экономически
оправдывает применение более сложных сборно-распределительных
устройств. Подача н отвод воды производятся через центральную
чашу н сопрягающееся с ней радиальное подвижное устройство,
вращающееся со скоростью 2... 5 ч" , которое представляет собой
желоб, разделенный продольной криволинейной в титане перегородкой
на распределительный и сборный лотки. Исходная сточная вода
поступает в отстойную зону по всей длине затопленного распре-
делительного лотка через щелевое дннше и боковую решетку из
струе направляющих допаток. Осветленная вода собирается по фронту
сборного лотка через водослив, размешенный на его передней по
ходу движения стенке.
Преаэраторы применяют для более глубокого осветления сточнык
вод, а также для их лучшей подготовки к последующей биологической
очистке. Простая аэрация (без добавления ила) увеличивает эффект
осветления и снижения БЛК на 8... 12%. Преаэраторы устраивают
перед первичными отстойниками и могут конструктивно объединяться
с ними. Помимо этого роль преаэраторов могут выполнять
аэрируемые лотки н каналы, а также аэрируемые песколовки.
Продолжительность аэрации составляет Ю...20 мин по максималь-
ному притоку воды; расход воздуха—около 0,5 м на ] ы
аэрируемой сточной воды.
Биокоагуляторы в отличие от преаэраторов помимо аэрации
воздухом предполагают использован не активного ила, чаще всего
около 50% его избыточного количества. Обычно преаэратор <био-
Коагулятор) и отстойник совмещены в одном сооружении, разделен-
IS3

Рис. 9.12. Илоскрей для радиальных первичных отстойникоя конструкции И. В. Сиирда-
вом на зоны аэрации к огстаиваиии (рис. 9.13). Эффективкостъ
задержания вавешеииык веществ в таком сооружении повышается
до 65... 70% и может достигать 80%, поэтому совмещенные
п pea эра торы -отстой кики применяют для очистки сточных вод с
высоким содержанием вэвешениык веществ. Параметры типовых
блоков преазраторов — первичных горизонтальных отстойников раз-
мерами в плане 9x36 м каждый представлены в табл. 9.13.
184

Рис. 9.13. Божпреаэратор (бнокоагулятор! — первичный горизонтальный отстойник:
Таблиц 9.13. Основные пере негры блоков преаэратороа. — первичных
горизонтальны! отстойннкоя
Число огде-
6
8
Расчетный объем, м
преаэраторл
720
1080
[440
о,™.....
3200
4800
6400
Строительной
объем. hJ
Щ
Пропускная
способность,
м3/ч
2130
3200
4260
Примечание. Пропускная способность данп при продолжительности аэрации 20
185

Нефтеловушки применяют для очистки сточных вод, содержащих
грубоднспергированные нефтепродукты, а также жиры н смолы при
концентрации свыше 100 мг/л. Нефть всплывает на поверхность
нефтеловушки, так как плотность ее частицы рг (сферической капли
диаметром d) меньше плотности возы f> \ со скоростью и<, в
соответствии с формулой Стокса
где ft —динамическая вязкость воды.
Для определения длины отстойной части прямоугольной нефте-
ловушки применима формула, м,
L-.-H. (9'2)
.......
vjf
: "'.
woo
-^Fi
,._-_а^,
^zzx\-'""\
\ш\
Рис. 9.14. Нефтеловушке пропускной спрсабноспла 396 н /ч:
- — — рад hi очмспу, 2— нефтесборн^ vpfG* J — i|ij<ioap
лвьтарг Т — гтрт*>гл*ыа т^ииспортгр лачА; в —те J
-* —ниснач испил «и и и. * — Tpfbanfamaa дм «win i
— труйолранл xv iw*aflJ лялп

где а — коэффициент, учитывающий соотношение скоростей ■> и и„
следующим образом:
*/ио 0.1 20 15 10
а 12 1.75 I.6J 1.5
Нефтеловушки (продуктоловушкн) используют также дли выде-
ления кз воды некоторых специфических веществ (парафина), а
также для осаждения твердых механических примесей. Нефтело-
вушки бывают горизонтальные, радиальные и многоярусные.
Горизонтальная нефтеловушка (рис. 9.14) представляет собой
отстойник, разделенный продольными стенками на параллельные
секции, Сточная вода из отдельно расположенной распределительной
кдмеры по самостоятельным трубопроводам поступает через щелевую
перегородку в каждую секцию нефтеловушки. Освобожденная от
нефтн вода в конце секции проходит под затопленной стенкой и
через водослив переливается в отводящий лоток и далее в
трубопровод. Всплывшая нефть по мерс ее накопления смещается

скребковыми транспартерами к щелевым поворотным трубам (рис.
Я.IS) и выводится по ним из нефтеловушки. Описываема к поворотная
труба имеет диаметр 300 ни, угол поворота 60°, время поворота на
максимальный угол 5 мин. Конструкции исфтесборнон трубы с
электроприводом в целом аналогична конструкции с ручным
приводом. Оглнчие состоит в тон, что электропривод обеспечивает
как дистанционное, так н местное управление трубой. Основные
параметры типовых горизонтальных нефтеловушек представлены
в табл. 9.14.
Таблица 9. И. Основные параметры горизонтальны* мфгслоеушес
Размеры секций, м
ширина
2
г
3
3
Э
б
6
6
длина
12
И
18
24
30
36
36
36
«tor.
2,4 и 3.6
2.4
Глнбииа
проточной
1.2
1.2
1.25
М
2
2
2
2
^
1
Пропуск ива
способности
18
ЗА
72
108
162
306
194
792
Радиальная нефтеловушка оборудована вращающимся ме-
ханизмом с донными н поверхностными скребками для сбора осадка
и всплывших нефтепродуктов. Расчетная пропускная способность
нефтеловушки диаметром 30 и составляет 1100 м /ч сточной воды.
Применение таков нефтеловушки по сравнению с горизонтальной
обеспечивает экономию капитальных н эксплуатационных затрат.
Вместе с тем эти нефтеловушки, как и другие механические
улавливатели, обладают ограннчснныы эффектом снижение
углеводородов и практически ие задерживают токозмульгирован-
ные и растворенные продукты.
Работу нефтеловушки можно интенсифицировать применением
в ник тонкослойной насад к н а виде наклонных параллельны к
пластин, установленных в конечной части сооружения. Разделение
проточного объема нефтеловушки на наклонные каналы глубиной 30
... 50 мм сокращает время осаждения взвеси, улучшает равномерность
движения воды н способствует коал ее цен шш (укрупнению) капель
нефти. Поток воды проходит через полочные блоки (угол
наклона 60°) с длиной яруса 1,5 м, в которых задерживается
60 ... 90% взвешенных веществ и происходит удаление нефтепродук-
тов с гидравлической крупностью ug-0,7 мм/с и более. Расчеты
показывают, что такое решение позволяет увеличить пропускную
способность нефтеловушки в 1,5... 2 раза.
1 ев

9.5- Двухъярусные отстойники, остватлнт*аи-
1Ир«гни««г*пи
Двухъярусные отстойники (эмшеры) для механической очистки
сточной воды, уплотнения и сбраживания выпавшего осадка получили
широкое распространение на очистных станциях производительностью
до 10 тыс. м /сут благодаря своей простате. Двухъярусный отстойник
или пирамидальным днищем,
(рис. 9.16) снабжен коническим
переходящим в цилиндрическую
или призматическую верхнюю
часть, в которой расположены от
одного до трех (чаще два) осадоч-
ных желобов. Осадочные желоба,
по которым протекает сточная
■ода, аналогичны горизонтальным
отстойникам, в которых осажда-
ются взвешенные вещества. Оса-
док по наклонным стенкам желобов
через щели шириной 0,15 ... 0.2 м
сползает в иловую камеру.
Нижние грани желоба обычно
перекрывают одна другую на 0,15
... 0,25 м, чтобы предотвратить
возможность заражения осветлен-
ной воды продуктами анаэробного
распада. Для созревания осадка
при температурном интервале
жидкости 10... 15° С требуется
120. .60 дней.
Общая высота желоба Н, м,
в зависимости от гидравли-
ческой крупности иа. мм/с, выпа-
дающего осадка определяют по
формуле
И-***. (9.П)
где
время пребывания
i осадочных желобах,
1.5...
пределах
жидкости
принимаемое
3 ч.
При расчете двухъярусных
отстойников свободную поверх-
ность водного зеркала всплы-
вали я осадка принимают не менее 20% общей площади отстойника
в плане, уклон конического днища септической камеры иа менее
30° (обычно 45°), влажность удаляемого осадка — 90%, распад
беээольного вещества осадка — 40%, а эффективность задержания
189

взвешенных веществ — 40 ... 50%.Общий объем септической камеры
W, м . в зависимости от приведенного числа жителей Л'пр определяют
по формуле
В---»',^ (9.14)
где W[ —объем септической камеры на одного жителя в зависимости
от средней зимней температуры сточных вод, /°С, табл. 9.15.
Таблица 9.15. Зависимость удельного объема септической имеры at температуры сточ-
1,°С
*,-J
6
0.11
7
0.095
1,5
о.оа
10
0.065
12
0.05
15
0.03
20
0,015
Для приближение эффекта осветления двухъярусных отстойни-
ков к горизонтальным нк следует устраивать спаренными (рис.
9.17), что позволяет удлинить осадочные желоба до 30 м и более.
Во избежание переохлаждения сточных вод в знмнее время
необходима верхнюю часть двухъярусных отстойников утеплить
путем обвалования их грунтом на глубину, равную глубине
промерзания в данной местности. Поверхность осадочных ж ел обо н
и лотков должна быть также закрыта деревянными щитами для

предохранения от охлаждения воды с поверхности и от заносов
снегом. Основные параметры типовых двухъярусных железобетонных
отстойников представлены в табл. 9.16.
Таблица 9.16. Основные параметры авутъярусньи отстойников
Основные параметры
Диаметр, м
Обшая высоте, м
Пропускная способность, м /ч.
при времени отстаивания 1.5 ч
Констру
Мои,
6
Т.6
13.7
6
8.S
13.7
тшшм
*ное
9
8.5
37.5
9
9.1
37.J
пне сооружения
Сборное
9
8.5
51
12
8,2
67
12
9,4
67
Осветлителн-перегниватсли (рис. 9.18) применяют для очистки
концентрированных сточных вод, например мясокомбинатов. Обьгччо
это сооружение состоит из осветлителя с естественной аэрацией,
Таблица? /7. Основные параметры освстлнтслсн-псрегннаятслеА
Диаметр
сооружения.
9
12
15
Параметры осветлителя
""';""■
5
5
6
плошадь здпы,
осветлений, и
15.5
15.5
21,5
перегнив*тиля, м
306
640
1060
Пропускная
способность,
сооружения, и /ч
41,5
50
73
концентрически расположенного внутри перегниватсля. Естественная
аэрация происходит за счет разностн уровней воды в распределитель-
ной чаше и осветлителе (0,4 ...0,6 и), и эффект ее невелик. Диаметр
осветлителя 9... 15 м, уклон днища ос
снижение концентрации загрязня-
ющих веществ по взвешенным
веществам —до 70% и по БПКПОЯИ
— до 25%. Септический объем
осветлителя-псрегнивателя опреде-
ляется аналогично объему иловой
камеры днукъярусного отстойника.
Основные параметры тыловых
осветлнтелей-перегннвателей пред-
ставлены в табл. 9.17.
млителя — не менее 50 ,
9.6. Гидроциилоиы
с. 9.1 Я. Схеме ос ветлител я-перегни ва-
I Г ИД рОЦНКЛ ОН Ы ПрНМСНЯЮТ ДЛЯ труб», J-фл
выделения из сточных вся осела- -^^Ц^Ц^^Т^^
■ < ЮЩИХ ГрубоДИСПерСНЫХ ПрНМеСеЙ В т«я«.«-о™ши1и ««гатит.
1

качестве первой ступени перед дальнейшей очисткой производствен-
ных сточных вод. В гидроциклонах обеспечивается отделение песка
и минеральных частиц диаметрам более 0,1 ...0,15 мм, плотностью
1,2 г/см и более, которые отводятся через патрубок сгущенного
продукта. Гидроциклоны
i f s —— относятся к сооружениям
гра в ита цио н н о-отстой н о го
типа с вращательным
движением в рабочей зоне.
которое создается тан-
генциальным подводам
осветляемой воды к
цилиндрическому корпусу.
В процессе вращение
потока происходит агломс
рация взвешенных части и
и увеличение н>.
гидравлической крупности
Применяют открытые и
напорные гидроцнклоны
(см. § 5.4). Осадок
конической части гидро
циклонов откачивают
сосами, гидроэлеваторам!
или удаляют под гндро
статическим напором.
Открытые гидроцик
доны применяют следу
ющих типов: без вн;
ренних устройств, с диа
фрзгмой и цилиндри
ческой перего-
родкой, многоярусные
(рис. 9.19). Открытые
гидроциклоны без вкут
ренних устройств реко-
мендуется применять для
задержан и я частиц с
гидравлической крупно-
стью более 5 мм/с.
Диаметр гидроцнклона 2,5
отмшиш: е-шммоприемнысишт; П-ою..ал» став, (j Mf ГИДрЗВЛНЧССКЗЯ
"""" нагрузка А ... 10 м /ч на
I м площади поверх-
ности, потерн напора в пределах 0,5 м. Интенсификация процесса
разделения в многоярусном гидроцнклоне достигается за счет
уменьшения высоты слоя отстаивания. Вращательное движение
192
Рис. 9.19. Многоярусный ншкоиаиорный
гндроцитмн;

позволяет полнее использовать объем яруса и создает более
благоприятные условия для агломерации взвешенных частиц. Масло
н друне плавающие загрязнения стачных вод через зазор между
диафрагмами и корпусом гидроцнклона всплывают на поверхность,
откуда через специальную воронку отводятся за пределы установки.
Для *сех «ид о в открытых гидроцкклонпв гидравлическую нагрузку
q, м Ум -ч, определяют па формуле
q = lfikua. (9.1S)
где к — коэффициент, зависящий от типа гидроциклона: без
внутренних устройств 0,61; с конической диафрагмой и внутренним
цилиндром 1,98; многоярусного с центральными и периферийными
выпусками к. = (0,75 ... l,5)n(D — J )/D , где я — число ярусов
гидроцнклона; d — диаметр центрального отверстия в диафрагме, м;
ш — гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с.
Напорные гидроциклоны применяют для механической очистки
сточных вод, d также для сгущениа, обогащения и классификации
осадка. В напорном гидроциклоне поток сточной жидкости, переме-
щаясь па нисходящей винтовой спирали уменьшающегося диаметра,
поступает в его коническую часть, где основной поток изменяет
направление движение и удаляется через верхний центральный
патрубок. Отделившийся в пристенной зоне осадок и наиболее
концентрированная пульпа удаляются из гидроцнклона через шла-
мовый патрубок. При необходимости более глубокой очистки сточных
вод применяют последовательную работу гидроцнклонов различных
типора.!меров. В этом случае аппараты первой ступени удаляют из
воды в основном грубые взвеси, а аппараты последующих ступеней
используют для выделения более мелких частиц. При многоступен-
чатой схеме работы гидроцнклонов целесообразно подавать очищае-
мую воду по замкнутой схеме под общим напором во все
последовательно работающие ступени. При последовательной уста-
новке гидроциклонов их диаметр D уменьшается от ступени к ступени
с изменением и0 по зависимости, близкой к степенной.
Промышленность выпускает напорные гидроциклоны диаметром
25...500 мм.
ГЛАВА 10
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
10.1. Сущность метода
Биологическая очистка сточных вод основана на способности
микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные
органические загрязнения в качестве источника питания в процессах
своей жизнедеятельности. Бонологическая очистка сточных вод может
7-IHI 193

осуществляться как в естественных условиях (пола орошения, полы
фильтрации, биологические пруды), так и в специальных соору-
жениях (аэротенки, биофильтры). Искусственное культивирование
микроорганизмов в специально созданных для них благоприятных
внешних условиях (состав питательной среды, избыток растворенного
кислорода, температура) резко ускоряет биологическую очистку
сточных вод, хотя н требует дополнительных затрат.
Структура окислительного процесса. Расходование питательных
ресурсов бактериальной клеткой происходит в двух направлениях:
на прирост клеточной биомассы и на получение необходимой энергии
Д W. Наряду с этими существует н третье направление — внутрикле-
точное дыхание илн эндогенная респирация, приводящая к окислению
клеточного материала.
Показатель БПК отражает наличие в воде источника углеродного
питания, который окисляется до диоксида углерода. Белковый аэот
в результате амонификации разлагается до аммонийного, который н
используется при очистке сточных вод в качестве источника азота.
Наиболее интенсивно азот потребляется в период роста клеток, а
а период их распада высвобождается в виде аммиака, окисляясь
затем до нитритов н нитратов. Это иллюстрируется следующими
уравнениями:
окисления органического вещества
Cjtff.Oi + fJt + e.My-o.SijOj,-»
-1лСО,+0.1уН1О + Д(Г, (Ю-1)
синтез бактериальных клеток
C;ffy07+HNHt +я( x+0,2Sy-0,5i - SJOj-.
-и(С&,НО1)+Я(х-5)СО1+0Ыу~4)Н1О-.&П'; (10.2)
окисления клеточного материала
flfC,H,NOiJ + 5flOI-5flC01+biHiO +
■HsNHj + ulf. (Ю.З)
где (C,HrO,), (CjrbNOi) — эмпирические формулы соответственно
органических загрязнений н бактериальной клетки; х, у, i —
стехиометрнческне коэффициенты, зависящие от вида загрязнения,
Биологическим путем обрабатываются, подвергаясь частичной илн
полной деструкции, многие виды органических загрязнения городских
н производственных сточных вод. Однако в сточных водах иногда
присутствуют н такие вещества, которые при этом практически не
окисляются: некоторые углеводороды, сложные эфнры, «жесткие*
синтетические поверхностно-активные вещества, краснтслн и др.
Кроме основных элементов состава бактериальной клетки (С, N, О,
И) для ее построения необходимы также определенные количества
фосфора, калия и других элементов. В отечественной практике при
194

обработке городских сточных вод используется соотношение
БПКпалн'Л'.'Я- 100:5:1. Процесс прироста биомассы носит сталийный
характер (рис. 10.1). При этом различают следующие основные фазы
развития микроорганизмов: латентную или лаг-фазу, во время
которой микроорганизмы приспосабливаются к новой питательной
среде; экспоненциальную или логарифмическую фазу роста
<в логарифмических координатах описывается наклонной линией);
замедленного роста; стационарного роста
внутриклеточного самоокисления.
При внесении микробной культуры
в питательную среду клетка вступает в
лаг-фазу, продолжительность которой
зависит от степени адзптированностн
микроорганизмов к питательной среде. В
значительной части лаг-фазы скорость
роста постепенно возрастает до своей
максимальной величины, которая достига-
ется к началу следующей фазы развития
— экспоненциальной. Зависимость ско-
рости роста микроорганизмов от концент-
рации биомассы S я питательной среды L
имеет следующий хид:
JS/dt-ffL, S).
Фаза экспоненциального роста является периодом самого быстрого
развития микроорганизмов, когда питательные вещества присутству-
ют в избытке, а развитие не тормозитсв продуктами обмена
веществ. Скорость роста биомассы для данной фазы описывается
уравнением
4SIA-pS. (Ю-5)
где fi — максимальная удельная скорость роста.
Решение данного уравнения имеет вид
где So, S, — начальная н текущая концентрации биомассы.
Связь между laS(/So и временем t выражается прямой линией
с тангенсом угла наклона к оси г, равным р.
В замкнутой системе питательные вещества постепенно исчерпы-
ваются и недостаток их становится лимитирующим фактором роста
клеток или же происходит накопление продуктов обмена, тормозящих
рост клеток. Поэтому для фазы замедленного роста справедливо
уравнение Моно
<tSldi-vSLI(KL+Ll. (10,6)
195
фазу отмирания или
Рис 10.1. Взаимосвязь меж-
ду росточ массы S 6л*.-
ieрнальиой культуры и кон-
центрацией L пнтатсльной
среды:
(10.4)

где L — концентрация питательных веществ (субстрата); X/. —
константа пол у насыщенна,
Решение данного уравнения имеет вид
iaS,ISe-iliLI(KL+L) им S,-Sa aiptivL/{KL+L)].
Связь между InSi/Sa и временем I выражается кривой, так как
концентрация питательны к веществ L в течение данной фазы
переменна. При больших значениях L отношение Li(Kl + L)-*\, a
уравнение (10.6) приближается к уравнению (10.5).
В фазе стационарного роста существует равновесие между
появлением новых и распадом отмерших клеток. Количество
биомассы некоторое время находится на одном уровне, Затем
стационарная фаза переходит в фазу отмирания, когда кривая роста
идет вниз. Скорость убыли биомассы для данной фазы описывается
уравнением
dS/di--Mls, (10.7)
где fii — удельная скорость отмирания микроорганизмов.
Решение данного уравнения имеет вид
laSJSa- -tij/ или Sl-S<,*~^'.
Связь между In5r/So и временем / выражается прямой линией
с тангенсом угла наклона к оси 1 равным—fij.
Однако кривая роста еще не полностью отражает все изменения,
происходящие в культуре. Вслед за изменением состава среды
происходит физиологическое изменение клеток, когда они проходят
определенный цикл развития от момента образования и «молодости»
до «Старостин и отмирания.
Роль ферментов в процессах очистки. Органические загрязнения
сточных вод обычно находятся в растворенном, коллоидном и
не растворенном состояниях. Микроорганизмы могут использовать
питательные вещества лишь в виде молекул-мономеров, находящихся
в водном растворе. Первый этап — сорбцнонное изъятие активным
илом или бнопленкой загрязнений из сточных вод — происходит
быстрее процесса их биохимического окисления. Второй этап очистки
— внеклеточная переработка бактериями загрязнений с помощью
выделяемых ими в больших количествах пищеварительных фер-
ментов или экзоферментов. Пищеварительные, главным образом
гидролитические, ферменты контактируют с крупными частицами
веществ и осуществляют гидролитическое расщепление сложных
молекул органических веществ до более простых, небольших по
размеру молекул, которые затем проходят через оболочку клетки и
поступают в ее протопласт. Третий этап очистки — внутриклеточная
переработка (ассимиляция) органических веществ и получение
196

необходимой энергии с помощью внутренних пищеварительных
ферментов (эндофсрментов) с образованием диоксида углерода, воды
я окисленных форм азота. На рис. 10.2 схематично показано
усвоение целлюлозы (СбНюОз)п, которая ферментом целлюлазой
«начале переводится в целлабиоэу СцНмОц, а затем ферментом
иеллобназой — в глюкозу СбШаОб, которая легко проникает в клетку
я усваивается ею,
Синтез ферментов происходит внутри бактериальной клетки.
По своей природе ферменты — белковые вещества. Считается, что
белок фермента связывается с молекулой субстрата в одной или
нескольких точка к и растягивает субстрат таким образом, что
внутримолекулярные связи
ослабевают. В образовании
ферментов заключается основ-
ной смысл присутствия микро-
организмов в сооружениях
биологической очистки сточ-
ных вод. Различают шесть
основных классов ферментов:
окендоредуктаэы, трансфера -
зы, гидролазы, лиазы, изоме-
рааы и лнгазы. Полный состав
ферментов, необходимый для
очистки сточных вод, пока не
выяснен. Вероятно, в процессе
диссимиляции загрязнений
сточной воды участвуют фер-
менты всех шести основных классов, однако для процессов окисления
органических соединений особенно важны окендоредуктаэы. К этой
группе ферментов относятся: дегидрогеназы, отнимающие водород от
окисляемого субстрата; каталазы, расщепляющие перекись водорода;
пероксидаэы, использующие активированные перекиси для окисления
различных соединений.
Процесс биологического окисления состоит нз множества ступе-
ней и начинается с расщепления органического вещества с выде-
лением активного водорода. Такой вид окисления называется
непрямым или дегидрированием. Сущность действия ферментов
заключается в том, что они снижают энергию активации или
свободную энергию, необходимую хтя разрыва углеродной связи
органического соединения. Это становится возможным потому, что
катализатор-фермент способствует образованию промежуточных про-
дуктов, требующих меньшей энергии активации. Изменяющийся
состав сточных вод требует времени и определенных условий на
индуцирование ферментов, поэтому в очищенной воде после
аэротенкоа или биофильтров обычно присутствуют остаточные
органические загрязнения.
Активный ил и его свойства. По внешнему виду активный нл
представляет собой темно-коричневую или черную жидкую массу,
191

обладающую землистым запахом, которая при отстаивании образует
оседающие хлопья темно-коричневого или серого цвета. С биологиче-
ской точки зрения активный ил представлчет собой скопление
аэробных бактерий в вале зооглей. Кроме микробов в активном иле
аэротенков присутствуют простейшие, а в биопленке — обычна черви,
личинки насекомых, водные клещн. Активным ил может быть
получен из сточных вол в результате длительного (15...25 дней!
аэрирование, отстоя, а биопленку обычно получают в результате
столь же длительного орошении сточными водами загрузки
биофильтра.
Основная роль в процессах очистки сточных вод принадлежит
бактериям, число которых в расчете на I г сухого вещества ила
колеблетсч от 10 до 10 клеток. При очистке многих видов сточных
вод, в том числе бытовых, обычна доминируют бактерии рола
Pseudomonas — грамотрицательные палочки. В зависимости от ус-
ловий существования ила в нем развиваются от одного до нескольких
(5... 8) родов бактерий, идентификация которых представляет
собой сложную задачу. Наличие в иле
большого количества зооглей с древовидно-
разветвленными тя*змн сопровождается
плохим уплотнением активного ила (вспу-
ханием), что вызывает большие трудности
при эксплуатации очистных сооружений
н значительное Повышение концент-
рации взвешенных веществ в очищенной
жидкости. Считается, что вспухание ила,
вызываемое Zouglea ramigera, связано с
недостатком кислорода, а появление во
вспухшем иле нитчатых бактерий рода
CladolhrLx вызвано изменениями состава
питательной среды или режима нагру-
зок.
Существует несколько типов взаимоот-
ношений между микроорганизмами; подав-
ление, конкурсция за пищу, хищничество,
паразитизм и симбиоз. Все они в отдель-
ности и в комбинации наблюдаются в
активном иле. Взаимоотношения между
простейшими и бактериями строятся по
схеме «хищник — жертвз», но ведущая
роль в очистке сточных вод принадлежит
бактериям. Пожирая бактерий, про-
стейшие тем самым способствуют омоложению бнолопуляцин,
поддерживают экологическое равновесие в системе. При высоких
нагрузках и низкой степени очистки сточных вод в активном иле
аэротснков преобладают бактерии и некоторые бесцветные жгутико-
вые (рис. 10.3). При высокой степени очистки и невысоких нагрузках
1
г
а;
Y
\ //1
^г—^-*J is
=й?
В)
6 7
Рис. 10,3. Схема углеродного
(а) и twmoro Ш питания
активного ила при очистке го-
родских сточных вод:
в — удельны нафуша г БПКполн на
«т. i — потп&киис цисллроД*. J —
Ьвтсань; * — простейшие J —»м-

количество свободно плавающих бактерий уже невелико, но появ-
ляются простейшие, деятельность которых стимулирует образование
хорошо оседающего илового хлопка. Рост простейших обычно заметно
отстает от бактериального роста, что вызывает развитие характерного
плато на графике потребления кислорода. Ход пунктирной линии на
кривой потреблении кислорода отражает вариант процесса в биологиче-
ской системе при отсутствии хищников. Интервалы обработки
загрязнений г,, fj и (] соответствуют характеру работы высоконаг-
руждемых, обычных и ннэкоиагружаемых (полного окислении)
аэротенков.
Активный ил аэротенков и биопленка биофильтров идентичны
па составу, но отличаются количественными соотношениями микро-
организмов. В отличие от свободно плавающей микрофлоры аэро-
тенков в бнопленке преобладают прикрепленные формы. В
биофильтрах с объемной загрузкой в верхних слоях развиты
факультативные и анаэробные бактерии (в связи с повышенной
нагрузкой и дефицитом растворенного кислорода). Средние слон
биофильтра характеризуются меньшим накоплением биомассы и
большим видовым разнообразием микроорганизмов. В нижних слоях
биофильтра наблюдается большое видовое разнообразие микроор-
ганизмов при низкой общей их биомассе. Грибы и нитчатые
бактерии практически отсутствуют, многочисленны крупные н
щетииконогне черви.
194

10-1- Ларотмми. Общи* св«д«нмв
Аэротенки представляют собой открытые резервуары, через
которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды,
смешанные с активным илом. Эффект биологической очистки
сточных вод обеспечивается постоянным перемешиванием смечи
сточных вод с активным илом и непрерывной ее аэрацией на всем
протяжении аэротенка. Подача кислорода в аэротенки может
производиться воэдухонагнетатслямн, механическими или струйными
аэраторами.
По коли чвсту ступеней очистки различают одно* и многоступен-
чатые аэротенки (рнс. 10.4). Ступенчатая очистка в аэротекках
применяется в основном для очистки производственных сточных вод,
отличающихся как высокими концентрациями органических загряз-
нений, так н наличием трудиоокисляемых соединений. При этом в
качестве первой ступени очнеткн применяют аэротенк-смеситель
200

Аэротенки с рассредоточенной
(обычно с регенератором), а в качеств второй ступени —
^аэротенк-вытсснитель.
' Схема работы аэротенков с отдельной регенерацией активного
ила (рис. 10.5) основана на разнице скоростей двух процессов —
сарбцнонного нтъвтнв загрязнений активным илом н их биохимиче-
ского окисления. Для городских сточных вод эта схема работы
обычна, поскольку скорость сорбционного процесса в 2 ... 5 раз выше
асоростм окисления загрязнений. При обеспечении той же про-
должительности окисления, что и в одноступенчатом аэротенке, дл*
аэротенка с регенератором требуется меньший рабочий объем
сооружений. Аэротенки данного типа снабжены с торцов двумя
аэрируемыми каналами для осветленных сточных вод, поступающих
нэ первичных отстойников, позволяющими производить впуск
жидкости с любой из сторон. Эти каналы соединены между собой
перепускным каналом J. С низовой стороны предусмотрен канал У,
куда поступает из аэротенка смесь сточных вод с активным илом.
Из этого канала смесь направляется во вторичные отстойники.
Двухкоридоркые аэротенкн позволяют применять схему с 50%-ным
объемом регенератора от общего объема аэрэционных сооружений,
трехкоридорные аэротенки — с 33 и 66%-ным, четырехкорщюрные
аэротенкн — с 25, 50 и 75%-и
по длине коридора подачей
сточных вод по.1 вол я ют гибко
варьировать объем регенерато-
ров в широких пределах.
Аэротенкн обычно
рассчитывают на полную
биологическую очистку со
снижением БПКлолн сточной
воды до 15 мг/л. При бла-
гоприятных местных условиях
или в пусковой период пре-
дусматривается неполная
очистка стока. Мистичная
очистка сточных вод широко
применяется в зарубежной
практике. В зависимости от
нагрузки на активный ил
различают аэротенкн продлен-
ной аэрации, на полную
очистку, на неполную очистку
(высоконагружаемые), рис. 10.6. Слабоконцентрнрованные по взве-
шенным веществам сточные воды можно направлять в аэротенкн без
предварительного отстаивания. Эксплуатация очистных сооружений
в этом случае упрощается.
Па структуре потоков различают: аэротенкн-вытеснители, в
которых сточная вода и возвратный ил выпускаются сосредоточенно
с одной из торцовых сторон аэротенка и выходит также сосредо-
•ь
■ 70
•-fr
^
т
! В?
00%
Г?
&
||
1
т цг
Л
' э7'
(Т)
(В)
5
шеткн сточных яед « вэро-
■ зависим пет» от

Таблиц* 10.1. Распределен** параматраа процесс» «чистик сгочнии шла
Плимечщме.В та&яице приметы следукэдие дополнительные условные обозна-
чение: Г — доиня аэротенка; г — ге»ущаа координат! длины: п — число апускоа сточнъц
■оя;^ — расюд сточныл вод чсря отдельный ипус»; Яо — степень рпофвуляциилктийиото
нла: сплошные линии — Яо- 0.33; пунктирные — fti - 0,5. игтрил-пунктирные — Яц - I.
точенно с другой торцовой стороны сооружения; аэротеики-смесители,
в которых подвод и отвод сточной воды и ила осуществляются
равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка, в результате
чего происходит быстрое смешение поступаюшей сточной воды с
находящейся в аэротенкс; аэротенки с рассредоточенной подачей
сточной воды, которая выпускается в нескольких точках по длине
аэротенка (равномерно или в определенных соотношениях), а
отводится сосредоточенно я его торцовой части, тогда как возвратный
ил подают сосредоточенно в начало аэротенка. Характер paenptae-
лення основных параметров процесса по длине сооружений представ-
лен в табл. 101. За рубежом большое распространение получили
круглые или квадратные в плане аэротеики-смсснтслн. обору лова иные
механическими или пневмомеханическими аэраторами. Применение
аэротенхов-смесителей целесообразно при очистке высококок-
202

г.'ж?,л;
3
'
а
'
а
',
а
•
j
=^=.-z
К з
^s^i
-
11
|f
1.90
'Л
>
Дефицит Kuaa)oia
4
^Г
1
'
р===:
^
"
J
'
L
^
^-^
"'1
/
10
10
^
^^яг
\
-
1
центрированных производственных сточных вод, состав н приток
которых на очистную станцию подвержены резким колебаниям.
Объем аэротенка
■Ч-й». (Ю.8)
где la — период аэрации; fa — среднечасовой расход коды за период
аэрации в часы максимального притока.
Период аэрации определяют по формуле
(10.9)
где La. Ц— БПКооли поступающей (с учетом снижения БПК при
первичном отстаивании) и очищенной сточной воды соответственно,
мг/л; а — доза ила в аэротенке, 1,5 ...2 г/л; s — зольность ила,
обычно равная 0.3; р — удельная скорость окисления мг/(г-ч),
определяемая по формуле
P = P„££al(LtCe + KLCu4-KllLl}i/0+9aJ. (10.10)
203

где fima — максимальная скорость окисления, мг/(г.ч>; Kl — констан-
та, характеризующая состав сточных под, мг/л; Ка — константа,
характеризующая влияние кислорода, мг/л; Со — концентрация
растворенного кислорода мг/л; f — коэффициент ннгибнрования,
л/г.
Для полной очистки городских сточных вод if-15 мг/л. Со - 2
мг/л; /Эти-85 мгАгч), AT» - 0,625 мг/л, tfL-33 мг/л. р-0,07 л/г,
р находится в пределах 20... 22 мг/(г-ч).
При проектировании аэротенков с регенераторами продолжитель-
ность окисления органических загрязнений
где R — степень рециркуляции активного ила в долях единицы; а?
— концентрация ила в регенераторе, г/л.
Для полной очистки (L,-IS мг/л) городских и близких к ним
по составу промышленных сточных вод Я-0,5, а Др-4 г/л. Период
аэрации в дэротенке
'а-~1в^- (10.12)
у/а L<
Продолжительность регенерации гр определяется разностью
/р-fo-(a. Вместимость аэротенка
ff^^i+лЯр. (Ю-13)
Вместимость регенераторов HVp - tpRqcp. Процент общего объема,
занятый регенераторами («процент регенерации»),
p=JCp100/i'trp+H'J.
10.3. Система аэрации сточных вод
Система аэрации представляет собой комплекс устройств и
оборудования, обеспечивающих подачу и распределение воздуха
(кислорода) в аэротенке, поддержание активного ила во взвешенном
состоянии и создание необходимых гидродинамических условий
работы аэротенков. В зависимости от способа подачи и распределения
кислородсодержащего газа в аэротенка к аэраторы подразделяются на:
пневматические, механические, пневмомеханические и струйные.
Пневматическая система аэрации предполагает подачу сжатого
кислородсодержащего газа (воздуха, технического кислорода) по
магистральным и распределительным трубопроводам к различного
рода диспергаторзм, установленным в аэрационных сооружениях. В
104

зависимости от давления на выходе различают аэраторы низкого (до
10 кПа). среднего (нормального) (10...50 кПа) и аысокого (свыше
50 кПа) давление. В зависимости от размера образующихся на
выходе из диспергаторов пузырьков воздуха различают аэраторы
тонкого диспергирования (мелкопузырчатые), среднепуаырчатые и
крупнопузырчатые. Аэрация мелкими (диаметром до 4 мм) пузырь-
ками обеспечивает эффективность растворения кислорода воздуха в
пределах 2...2,5 кг/кВт-ч, а аэрация средними и крупными
пузырьками—до 1,2кг/кВт-ч. Аэрация тонкодиспергированным ноз-
о)
б)
.')
ГЦ ^Т 'W ТГ
on
rvr
\l \\t М
ttt
4
,-
у|Г
а я ь
К
Рис. 10.8. Ajpirop из пористых керамических труб:
-■■трубы; J— ирвгттчкия J — стшмн*; * .-prtHHoiue прокладки: J — шш^тллт ■гулкж: d — vmyui-

духом осуществляется через пористые керамические, тканевые или
пластмассовые диепергаторы <рис. 10.7), которые укладываются на
дне аэротенка. Одним из наиболее распространенных типов аэратора
является фильтросыая пластина размером 300x300x35 мм из огнеу-
порного дробленого шамота, смешанного с силикатом натрия.
Распространение получают также аэраторы из фкльтросных труб
(рис. 10.8), которые удобны тем, что их можно извлекать из воды
Рнс. Ю.9. Аэрацибнный агрегат т подъемны*
пористы я труб:
отдельными секциями для профилактики н ремонта (рис. 10.9).
Удельный расход воздуха, м /м , сточной жидкости, помимо
методики, рекомендованной СНнП, может быть определен по
формуле
VI.-L,,I00 ро
Лст1000
где qt— удельный расход кислорода, мг/мг БПКполн, равный 0,9
... 1,5 (большие значения соответствуют полной очистке); Lq,
Li — БПКпоян соответственно поступающей и очищенной сточной
жидкости, мг/л; Ас—степень использовании кислорода воздуха, %;
т — масса кислорода в 1 м воздуха при данной температуре, тйС,
«табл. 10.2).
206

Таблица to 2 Содержание кислорода ■ аоздуи ■ эмясимосгв от температуры
\ Течпсрвтурв I. С
Масса кислорода nil я воз-
nvu.W
10
0,288
13
0.283
20
0.278
25
0.273
30
0.269
Степень использования кислорода воздуха в аэротенкак
лС"кяк^л, (10.15)
где А — степень использования кислорода в чистой воде (табл. 10.3);
кч — коэффициент истощения газовой среды, учитывающий
Таблица 10.3. Эффективность растворения кислорода воздуха ■ чистой «оде
Глубин!на
яэротенке //,
0.3
М
2
2.5
3
3,5
4
4,5
5
Степень использовании кислорода воздуха Л. %. в чистой воде
при Г- (J С
2*
4,9
10,1
15,7
21.5
27.6
33,9
40,6
47,6
54.8
62.3
4
1.7
3.6
5.5
7.6
9.7
12
14.33
16,8
19.4
22
6
0,93
1.95
3
4.1
5.3
6.5
7.8
9.13
10,6
12
а
0,6
1.3
2
2,7
3,4
4.2
3.1
5,9
6.BJ
7.9
10
0.4
0,9
1.4
1.9
2.3
3
3,6
4.2
4.9
5.6
* Средний диаметр воздушного пузырька dcp.MH.
убыль кислорода по мерс подъема воздушных пузырьков (табл.
10.4); кс — коэффициеит струйности аэрации, учитывающий сокра-
щение времени газожидкостного контакта в реальных условиях;
А* ~0,7 ... 0,8—коэффициент, характеризующий качество жидкост-
ной среды (вид сточных вод и концентрацию водоиловой
смеси).
В реальных азротенках при использовании аэраторов тонкого
диспергирования крупность пузырьков воздуха соответствует dcp-4
...6 мм.
Таблица 10.4. Значения коэффициента кислородного нстцення
воздушных ггуэыръкля
А, %
*С
1.3 ...2
0,99
4.-.5
0,97
7...8,5
0,95
II ... 12
0.93
15
0,91
20
0.87
25
0,83
207

Коэффициент струйиости аэрации
<-V^-v'^UW)4 (lfl6)
где V[_ средняя скорость по/гьема воздушных пузырьков, 0,2^ м/с;
V —скорость циркуляции жидкости в аэротеике м/с (рис. 10.10);
J—интенсивность аэрации, м /м -ч; F/f— отношение площади
зеркала аэротенка к поверхности аэраторов.
Степень использования Ас кислорода воздуха в аэротенкак может
быть также определена с помощью рис. IQ.IQ. Данный метод
позволяет определять удельный расход воздуха q в зависимости
от размеров воздушных пузырьков. что дает более точные
" результаты-
Механическая система
аэрации. Механические аэраторы
разнообразны по конструктивному
оформлению, ко принцип их рабо-
ты практически одинаков; вовле-
чение атмосферного воздуха и вве-
дение сто в контакт с Жидкостной
фазой (содержимое аэротеи ка)
вращающимися частями аэратора.
Механические аэраторы обладают
целым рядом преимуществ перед
аэраторами пневматическими.
Они обладают более высокой
окислительной способностью, эф-
фективность растворения кислоро-
да достигает 2,5... 3,5 кг
Oj/кВт-ч, а их установка не тре-
бует строительства и эксплуатации
воздуховод них станций. К недо-
статкам механических аэраторов
относится необходимость при
значительны* размерах соору-
жений установки большого чнела
рабочих единиц, потребность в
дефицитном оборудовании (редук-
торы, мотор-редукторы), а также
проблемы, связанные с качествам
изготовлении.
На практике получили распро-
странение аэраторы механические поверхностные вертикальные
типа МП, рабочий орган которых выполнен в виде кольца с
лопастями, соединенного со ступицей жесткими спицами <рнс. I0.lt).
Основные показатели аэраторов типа МП представлены в табл. (0.5,
208
Ju
ш
-'
-
/■
(
t
<
V
;
j
^
f\
J
<
""
4
--'
r-
/
-,
,,
*
?
ti
-
-
-~
j
к
-
и
]
=
-
.
1
■
-
WfSSSBSSS!
iff
- 9 ytfji*
10.10.
Зависимость степени
E кислород! воадуи
(кривые 1...3) н порасти уподъемн во-
;ювоадушцой среды (кривая й)
ширины //f ■эрвкиоиноя
паласы цыротенке:
• 4Лн,3-Н-1н

а шх Обозначения расшифровываются следующим образом: МП-15-
U — йзратар диаметром 1,5 м с мотор-редуктором мощностью
13 %Щ.
Таблица 10.3. Харагтеристиы менянч«па помриюстньа аэратора!
Тит',
■эратарй
МЛ 7,5-1.15
МП 1-5-1,5
МП 37-2
П роимо-
кислоро-
ду, «г/ч
11
15
50
мощность,
кВт
7.5
15
37
Частот»
мин'
59
49
Осиоаиые размеры, мм
И
2800
3000
3360
h
1520
1720
2080
da
1250
1500
2000
Число аэраторов л для аэротенков и биологически
а соответствии со СНиП 2.04.03—85
iooofcfM,c„-c;/crfl
(10.17)
где Q — расход сточных вол,
аэратора по кислороду, кг/ч,
ло паспортным данным; кг -
1+0,02(т—20) — коэффициент,
учитывающий температуру сточ-
ных вод; здесь т — среднемесяч-
ная температура воды за летний
период, °С; кк — коэффициент ка-
чества воды, принимаемый для
городских сточных вод равным
0.85: C„-(1+W2Q,6)Ct— раст-
воримость кислорода воздуха в
воде, мг/л, с учетом гидростатиче-
ского давления ho (глубина нагру-
ження аэратора, м): здесь Ст —
предел насыщения жил кости в
зависимости от ее температуры
г°С при нормальном атмосферном
давлении, принимается по табл.
10.6; С — средняя концентрация
кислорода в аэротенке или
биологическом пруду, обычно
принимаемая равной 2 мг/л.
м /ч; ?■— производигелъиость
принимаемая по табл. 10.5 или
-
/ JL,
н
±3
1 2
Г1
•ем].
—^
Г\=£
1
V

Таблица10 в. Растворимость кислорода «шум в зависимости
от температуры
г, °С j »
Сг, «г/л j 11.84.
10 j 12
11,27 | 10.13
14
10.26
16
».82
1в
9.4
20 | 22
9.D2 | В.61
",
в.ээ |
26
В.02
Зоны действия механических аэраторов в плане: '
для аэротенков, м,
B~uS(^u)JbpdJJ/iJi: j (10.18)
для биологических прудов, м, '
B-WoJ^iJ^/H. (10.19)
где di — диаметр рабочего органа аэратора, м; и — расчетная донная
скорость, принимаемая равной 0,15 н 0,05 м/с для аэротенков н
биологических прудов соответственно; wa—угловая скорость вра-
щения аэротора, с' ; Ь — размер иловой частицы, равный 0.01 м; р
— Плотность воды, равная 1000 кг/м ; v—кинематическая вязкость
сточной жидкости, м /с, принимаемав по табл. 10.7.
Таблица 10.7. Кинеыатичесдог вязкость сточной жидкости
в аааисн мости отпмперггури
т.°С
».Лс
т,°С
».р//с
6
1,6?-10~в
16
1.29 10""
Я
1.M.I0"*
IS
1.И-10"*
10
IJ4-I0'*
20
1,16-10"*
12
1.45-10"*
22
1,1-10**
14
1,36 10е
24
0.8 Ю-"
Пневмомеханическая (комбинированная) система аэрации осно-
вала на использовании механической энергии вращающегося ротора
для дробления пузырьков сжатого воздуха, подводимого под пего, и
эффективного перемешивания содержимого аэротенка. В некоторых
случаях дополнительно устанавливается верхняя крыльчатка, которая
вовлекает в жидкость атмосферный воздух и увеличивает общую
скорость растворен и н кислорода. Эффективность пневмомеханических
аэраторов обычно не превышает 2 кг Оз/(кВг ч), так как увеличение
скорости растворения кислорода достигается ценой больших энерго-
затрат. Применяют их для очистки концентрированных сточных вод,
а также в комбинированных высокопроизводительных установках
аэрозкеелаторах. Определение количества пневмомеханических аэра-
торов в аэротенке аналогично механическим поверхностным
аэраторам.
210

Таблица 10,8. Характеристика пмевыоыеыпнчс
Условное обоз-
начение аэрато-
poi
ПМ 22-09
ПМ 55-1.03
ПМ 75-1,12
ь
и
h
r;
34
130
190
и
г.
||
If
90*50
J30O50
1900 50
и
if
22
55
75
|
132
130
130
Основные трамсг-
Н
7600
3000
8100
/I
3640
3700
375D
dr.
90(1
1030
1120
ш
.№"
Пневмомеханические аэраторы типа ПМ конструкции Лен-
НИИхнммаша серийно выпускаются Моршанским заводом химичес-
кого машиностроения (рнс. 10.12, табл. 10.8).
Обозначения пневмомеханических
аэраторов расшифровываются следующим
образом: ПМ 55-1,03 — аэратор
диаметром 1,03 м с мотор-редуктором
мощностью 55 кВт. Эксплуатационные
показатели аэраторов ПМ соответствуют
аналогичным показателям зарубежных
а л ра го рое подобного типа. dL^X^f.
Струйная (эжекторная) система /
аэрации основана на смешении и обмене
айергией двух имеющих разное давление
потоков, один из которых рабочий, с
образованием смешанного потока с проме-
жуточным давлением. Принцип действия
эжекторных аэраторов состоит в подаче
рабочей жидкости с повышенной скоро- §
стью через сопло я камеру смешения, что
обеспечивает разрежение и вызывает под-
сос (эжекцню) атмосферного воздуха в
аппарат через специальный патрубок.
Компактная струя жидкости, соударяясь с
воздушным потоком, диспергирует воздух,
увлекая его в камеру смешения и далее
в зону повышенного давления — диффу-
зор. В процессе движения водовоадушная
смесь плавно снижает свою скорость,
ггуэырькн газа несколько уплотняются, а
жидкость насыщается кислородом. Процесс £^£^00™$-
переноса кислорода воздуха в жидкость
ш

'г j
flf/s
1
F^

продолжается и за пределами аэратора до выхода пузырьков воздуха
на поверхность. Использование эжекториых аэраторов, несмотря на
сравнительно невысокую эффективность растворения кислорода
(1 ... 1,5 кг ОгЛкВтч) представляет интерес благодаря простоте
устройства, удобству эксплуатации, бесшумности и надежности я
работе.
Технологические схемы зжекторных аэраторов представлены на
рнс. 10.13, а их основные размеры — в табл. 10.9,
Таблица 10.9. Основные р«меры эжеггориьа ырятороь
Вариант
№ 1
N! 2
f* 3
Диаметр, мм
d<
20
30
SO
rf«™
4i
60
100
d.
100
100
200
Лднш. hk
la
40
60
73
4««
240
350
600
и
210
220
300
L
830
950
1290
Скорость истечения жидкости из рабочего сопла принимают
равной 12... 15 м/с, Эффективность работы эжекторного аэратора
за счет использования конуса-отражателя размерами 150x200 мм.
установленного на расстоянии 250 мм от среза диффузора, может
быть повышена на 20%. Окислительная способность (ОС, кг Ог/ч)
эжекториых аэраторов
OC-VeQrpmA. (10.2C)
где иа — объемный коэффициент эжекцнн воздуха; Q, — расход
рабочей жидкости, м /ч; р — объемное содержание кислорода в
воздухе (0,209 при нормальных условиях); m — удельный вес кисло-
рода (1,3 кг/м при нормальных условиях); А — степень использо-
вания кислорода воздуха в эжекториых аэраторах (8... 12%).
Коэффициент объемной эжекцин
Кд-СВЗ^ЛРс/йРа-1, (10.21)
где ДРС—перепад давления в сопле, равный 15...20 м; ДЯ,—
перепад давления, создаваемый аэратором, равный 2 м.
Количество эжекториых аэраторов в аэротенках определяется
аналогично количеству механических или пневмомеханических аэра-
торов. Схемы установки эжекториых аэраторов представлены
на рнс. 10-14.
213

--"=%
ft
10.4. Аэрот«ики-выт«сннт«ли, аэротаиии
с рассредоточенным впуском сточным «од
Аэротснкн состоят из ряда параллельно работающих секций,
объединенных распределительным (верхним) н сборным (нижним)
каналами (рнс. 10.15). Каждая секция представляет собой резервуар,

разделенный перегородкой на коридоры, оборудованные устройствами
для аэрирования иловой смеси, щитовыми затворами, системой
трубопроводов для подачи сжатого воздуха, воды, активного ила и
мостиками для обеспечения подхода к местам обслуживания.
Осветленная вода по подводящим трубопроводам подастся в верхний
канал азротенков, откуда поступает в распределительные лотки,
расположенные на перегородках, и через отверстия, регулируемые
щитовыми затворами-водосливами, переливается в аэротемк.
Разработанный институтом *Союз водоканал проект» аэротенк
двуккорилорнын из. сборного железобетона с размерами коридора
BxH-nL - 6x4,6x36 ... 60 м с числом секции 2 ... 6 (рис. 10.16, 10.17)
Рис. I0, 16. Общий вид ■ плане секции дяухкоридорнйго азротснм с рассредоточенным
впуском сточных вод;
I — трубапрояед нсюдиаВ стачнпЧ деды: 2 —кртнй кшшл; J — рвслрЕдсявтедкНыВ л<тгти; V — итнры-v^
ааеапы: J — инщнмй глмлл\6 — труйолрааоц нланйемкн; 7—кшхлы! и^цив; § _ гту&алривоя олорак-
предназначен для биологической очистки невзрывоопасных производ-
ственных сточных вод, содержащих органические загрязнения,
бытовых сточных вод и их смесн с производственными. Кон центра цн в
загрязнении осветленных сточных вод, поступающих в аэротенк,
по БП Киапи принята до 1000 мгУл. Пропускная способность
рассчитана по времени аэрзцнн от 4 до 20 ч. Аэротенк запро-
ектирован с рассредоточенным впуском сточных вод и сосредоточен-
ным впуском циркулирующего активного ила. Возможно изменение
объема аэротенка подбором количества н длины секций. Аэрация —
пневматическая. В качестве аэраторов приняты пористые ке-
рамические трубы или пористые керамические пластины. Режим
возврата активного ила оказывает значительное влияние на работу
азротенков. Для равномерного распределения циркулирующего
активного ила между секциями аэротенка предусмотрены камеры с
215

Рис. 10.17 Поперечное сечение двух коридорного a ?poreii u с рассредоточенным нггу с ком
сточны*»ОД
подкачкой нла эрли^гтами или насосами <рис. 10.18. табл. 10,10),
Расход воздуха, подаваемого на зрли4ггы, I,в ... 2 м на I м
активного ила. давление сжатого воздуха у камеру не менее
5 н вод. ст.
Рис 10.1 в. Камеры распределение *авратного а г гн того кл» а аэротенвах:
216

Таблица 10. Ю- Основные параметры ыиер рас предел* пи шозшрвтога
активного 1Ш
Рвсмд
Размеры и перепады, мм
ft
Hi
*
di
d.
-
h
In
'
w,
И;
■
Вариант иертквчги активного ила эрлифтами
350- ИМ
150... 350
90. ..150
До»
-
-
-
—
[000
700
500
SOO
2420
1600
1200
1200
600
500
400
300
250
200
150
100
500
500
150
250
400
300
200
ZOO
SOO
600
600
600
120
120
120
[20
150
ISO
ISO
ISO
250
250
200
200
SO
50
300
300
Вариант перекачки активного ила насосами
350- НО
150... 350
До 150
1000
700
500
-
—
—
2420
1600
1200
600
500
350
-
—
—
500
500
400
300
250 [ 200
800
600
600
120
120
120
150
180
180
250
250
200
во
50
эоо
Циркулирующий активный ил из камеры распределений ила
подается по трубопроводу в начало первого коридора каждой секции
аэротенков, а затем смешивается с поступающей из распределитель-
ного лотка сточной водой. Иловая смесь в конце второго коридора
через водослив с тонкой стенкой переливается в нижний канал
аэротенка, откуда трубопроводами отноднтся во вторичные
отстойники. Потерн напора при нходс нэ подводнщего трубопровода
в распределительную чашу камеры, м,
где ££ — сумма коэффициентов местных сопротивлений, принятая
равной 2,2', v — скорость в подводящей трубопроводе, м/с.
Напоры на кольцевых водосливах распределительных чаш Н\
и водосливах на выходе Hi определяются по формуле иезэтопленного
водослива с тонкой стенкой, м,
где fli — расход на одну распределительную чашу, м /с; oi— расход
на один водослив на выходе, ыг/с; т — коэффициент расхода, равный
0,42; Ь> — длина водослива, м (для распределительной чаши длина
водослива рэнна irD).
217

Потери напора на нетечение под уровень успокоительной стенки
определяются по формуле затопленного отверстия, м,
(10-24)
pat J "J Is
где f» — коэффициент расхода, равный 0,7; a>o — площадь отверстия,
м ; шл-ахЬ\„ Vfi — скорость в успокоительной части, мУс.
Для подачи сжатого воздуха в азротсики предусмотрена система
воздуховодов, состоящая из магистральных к распределительных
трубопроводов, от которых отходят ответвления к аэраторам.
Воздуховоды в секциях аэротенка укладываются на неподвижные и
скользящие опоры. Для компенсации температурного изменение
длины воэдухояодоя примечены линзовые компенсаторы.
Для предотвращения выпадения взвешенных веществ в верхнем
и нижнем каналах предусмотрены аэраторы, выполненные в виде
труб-стояков с открытыми нижними концами. Интенсивность бар-
ботировакия 1,5 м /н на I м канала. Для опорожнение аэротенка
в каждой секции предусмотрен приямок с отводнщей трубой. 8ремц
опорожнения одной секции принято равным 12 ч. При необходимости
в аэротенхах предусматривают мероприятие по локализации пены:
орошение водой через брызгала или применение химических
аитивспеннватежй. Интенсивность разбрызгивания при орошении
принимают по экспериментальным данным. Количество водосливов
на распределительном лотке каждой секции аэротеика изменяется
от 8 до 14 при изменении длины аэротеика от 36 до 60 м
соответственно. Общие гидравлические потерн в аэротенке, м,
"iwuH'-'ij+itj+Jij. (10.25)
»■-<£■ (10.26)
где £ — коэффициент местного сопротивления, равный 0,5; v —
скорость в распределительном лотке, м/с; hi—разность уровней воды
в распределительном лотке и в аэротенке, м,
*.-*'+.. (10.27)
где а— расстояние от порога водослива до уровня воды в аэротенке,
равное 0,1 м; л' — напор на водосливе при выходе сточной воды в
секцию аэротеика, определяется по формуле иезатоплеиного бокового
водослива, м;

где Qt — расход сточной жидкости через отверстие, м/с; «-0,42
— коэффициент расхода; L-0,9 м — длина водослива; fu — разность
уровней волы в аэротенке н в нижнем канале, м;
А,=а + й, (10.29)
где В -0,1 м — расстояние от порога иезатаплениого водослива до
уровня воды в нижнем канале; л — капор на водосливе при
выходе смеси на 2-го коридора секции аэротенка в нижний канал,
где m - 0,42 — коэффициент расхода; Ьх — ширина водослива, м; Оы
— суммарный расход смеси сточной воды и активного ила, м /с.
Ширина водосливов зависит от пропускной способности азротенка
и устанавливается водоудерживающимн досками из органического
стекла.
Сечение распределительных лотков при уклоне 0,001 в
зависимости от пропускной способности одной секции аэротенка
принимаются по табл. 10.11.
Таблица 10. II'. Гкдрадлнческие параметры аэрстнаоа
с рассредоточенным алусаоы сточных вод
Расходы сточиы
на одну секцию
эффнцкеипм 1.
До»
50... Пй
116,-.110
НО... 370
■од
ко-
,л/с
Сечение распре-
делительного ют
ВХН.нн
300*600
«50x600
600x400
900x900
Ширина ■одослияа
на шихаае из J-га
коридора, м
ДоОЛ
0,J... 1
1 ...1
2... 2,5
Напор на водосливе
на выходе на 2-го
коридора, ы
0,2
0,2
0.2
0,2
Для отключения одной иа секций аэротенкое в начале распре-
делительного лотка устанавливают щитовой затвор. Выпускные
отверстии, оборудованные щитовыми затворамн-водосливами с раз-
мерами окна 900x300, расположены вдоль распределительного лотка
через 12 м. Размеры отверстий обеспечивают, ь случае необ-
ходимости, пропуск 50% расхода воды, поступающей в одну секцию,
В конце лотка для em опорожнения имеется отверстие 300x250 мм
с щитовым затвором. Сооружение рассчитано на работу в режиме
аэротенка с рассредоточенным впуском сточных вод с различными
объемами регенератора, возможна также работа аэротенка в режиме
аэротенка-вытеснителя с впуском сточных вод сосредоточенно через
два близ расположенных отверстия.

IO.S. А*рот*мки<смесит«лч аэротвнкх-отстойимки,
•эро«кс«лаюры
Азротенкн-отстойннкн могут применяться для всех иидов сточных
вод, поддающихся биохимической очистке в аэробных условиях. В
настоя шее время мировая практика очистки сточных вод располагает
определенным опытом эксплуатации аэротенков-отстойников, что
дзет наглядное представление о возможностях технологическою
процесса н позволяет установить эффективность некоторых техно-
логических схем и сооружений.
Для конструктивной оценки различных аэротенков-отстойникои
эти сооружения можно классифицировать следующим образом.
1. По типу системы аэрации. Аэротеикн могут быть с пнев-
матической, пневмомеханической и механической (поверхностной!
системами аэрации. Иногда для улучшения перемешивания на одном
валу с пневмомеханическим аэратором устана&ливаетса поверхност-
ный или реже промежуточный аэратор. Кроме того, при анализе
установок с пневматической или пневмомеханической системой
аэрации необходимо различать ннзконапорные и высокйнапорн,,^
(обычные) воздухораспределительные системы, так как это ..
значительной степени влияет на конструкцию и целом.
2. По направлению движения стачной жидкости- AJPotchkh
подразделяются на установки с центрально расположенной отстойной
зоной и периферической зоной аэрации (движение жидкости от
Периферии к центру) и на установки с центрально расположенной
зоной аэрации н периферической зоной отстаивания («виженгю
жидкости от центра к периферии). Кроме того, встречаются установки
промежуточного типа, т. с, со смежным расположением зон аэрации
н отстаивания.
3. По концентрации обрабатываемых сточных вод. Различаются
установки для очнеткн концентрированных и слабоконцентрирован-
ных стоков. Указанное различие выражается отношением
объема зоны аэрации к объему зоны отстаивания, которое тем
больше, чем больше время аэрации, т. е. чем концентрированнее
сточные воды.
4. По характеру работы отстойной доны. Аэротенкн-отстойники
могут быть с осветлением во взвешенном слое с обычным
(гравитационным) отстаиванием или с отстойником промежуточного
типа. Необходимо также различать отстойные зоны, в которых
концентрирование осадка в нижней части происходит естественно
или производится искусственным путем с помошью скребкового
механизма. Как правило, скребковые механизмы используются
в сооружениях, .рассчитанных на значительный расход сточных яод
(более" 15 000 мт/сут).
5. По способу распределения сточных вод. Встречаются уста-
новки с рассредоточенной по длине сооружения подачей сточных кол
в зону аэрации, а также с сосредоточенным (точечным) подводом
22а

стоков. Как правило, установки первого типа оборудуются пнев-
матической системой аэрации, а установки второго типа — механиче-
ской системой аэрации.
6. По форме в плане. Установки могут быть прямоугольные
(квадратные или вытянутые в длину), круглые или более сложной
фермы.
24QQ0

Лэроакселатор (рис. 10.19) представляет собой круглое в плане
сооружение, в котором сблокированы аэротсн к-смеситель и вторичный
отстойник. В центральной части располагается аэротенк (зона
аэрации), а на периферии — отстойник (зона отстаивание). Освет-
ленные сточные воды после узла механической очистки в зоне
аэрации подвергаются биохимическому окислению. Подаваемый
воздух обеспечивает циркуляцию жидкости в этой зоне и подсос
иловой смеси из циркуляционной зоны отстойника. Благодаря
внутренней рециркуляции между зонами аэрации и отстаивания
ие требуется внешней системы возврата активного ила (иловых
насосных станций, илопроводов, каналов и т. д.). Особен ноет i,
технологической схемы аэроакселатора состоит в том, что потоки
иловодяной смеси и возвратного активного ила разобщены: иловодя-
ная смесь из азрационной поступает в циркуляционную зону
отстойника через регулируемые переливные окна, а возврат
активного ила в аэрационную зону происходит через придонную
кольцевую щель.
Рециркуляция между зонами осветления и аэрации происходит
за счет разности плотностей иловой смеси, возникающей при подаче
воздуха в нижнюю часть зоны аэрации, мелкопузырчатые аэраторы
или через кольцевой дырчатый трубопровод. Интенсивность обмен л
между зонами аэрации н осветления может изменяться путем
регулирования подачи воздуха в нижнюю часть зоны аэрации
Рециркуляция между зонами отстаивания и аэрации позволае]
поддерживать оптимальный кислородный режим и осуществлять
интенсификацию процесса окисления органических загрязнении
сточных аод за счет улучшения условии жизнедеятельности микро-
организмов. Поддержание слоя активного ила во взвешенном
состоянии обеспечивается соответствующей степенью рециркуляции
иловой смеси путем регулирования площади переливных окон и
подачи воздуха. Оптимальные размеры аэроакселатора — диаметр
зоны аэрации, площадь зоны отстаивания — определяются с учетом
принятой дозы активного ила 2 ... 4 г/л, гидравлической нагрузки
на поверхность зоны отстаивания 2 ...0,95 м /(м ч) и удельной
скорости окисления загрязнений 18,5 ... 22 мг/(гч) по БПКПШШ.
При этих условиях период аэрации городских сточных вод составляет
2,5... 4,5 ч. Затопленные переливные окна рассчитывают на
максимальный расход из условии 5 ... 10-кратной рециркуляции
иловой смеси со скоростью 0,2... 0,1 м/с. Ширина придонном
кольцевой щели 50... 100 мм. Количество переливных окон
я-СЛа + Ufl/v/. (10.31)
где Яв— кратность циркуляции иловой смеси; Q — расход сточных
вод, м /с; v —скорость истечения через окна, м/с; /—площадь
одного окна с учетом рекомендуемых размеров (0,6 ... 0,8)х0,3, м.
222

Со юз водок а нал и рос к том разработаны аэроакселаторы диамет-
ром 24 м с пневматической и пневмомеханической системами
аэрации.
Схема аэротенка-отстойннка с механическими поверхностными
аэраторами представлены на рис. 10.20.
10.6. Аэротаиик с продольным
рециклом иловой среды
Удельная нагрузка на активный ил
аэротенков помимо дозы ила, которая в
условиях эксплуатации изменяется не-
значительно, определяется расходом сточ-
ных вод и концентрацией поступающих
загрязнений. В натурных условиях рас-
ходы сточных вод н концентрации загряз-
нений подвержены значительным часовым
колебаниям, что, в свою очередь, опреде-
ляет колебания нагрузки (рис. 10.21).
Это снижает окислительную способность
микроорганизмов активного ила, которые
постоянно должны адаптироваться к новым
условиям питания, нарушает кислород-
ный режим аэротенков и вызывает
снижение стабильности качества очищен-
ной воды.
Коридорные аэротенки традиционных
типов, как бнорсакторы, обладают рядом
сушествеиных недостатков-- неравномерной
по длине сооружения нагрузкой ка
активный ил, ухудшающей его техио-
20 П1«
Рис. 10.21. Хярахкр частых
колебаний распад" 4. состава £.
и общего количества загряз-
нений (исходной нлгруми)
B-qL на городских станции
аэряцнн
223

логические свойства; дефицитам растворенного кислорода в началь-
ных, наиболее нагруженных зонах сооружение, тормозящим процеди
окислений загрязнений, и избытком растворенного кислорода и
конечных зонах, увеличивающим его безвозвратные потерн. Станции
биологической очистки сточных вод, как правило, работают L
неравномерной нагрузкой. Например, максимальная БПК постуn.i
юлцик городских сточных вод больше минимальной в 1,5 ... 3 раз;'.
максимальный расход больше минимального в 1.6 ... 2,2 раза, причем
экстремальные значения коицет-
рацнн загрязнений и расход,!
практически совпадают. Жесткие ус-
ловия эксплуатации при несовершеи-
0 стве технологического режима пряв и
9^ дят к систематическим нарушениям
режима работы аэротсиков.
Одни из наиболее простых и
исполнении и эксплуатации методов
интенсификации работы коридорных
аэротенков основан на создании в ни*
направленного продольного рецикл л
иловой среды между начальной и
конечной зонами сооружения (рис.
10.22). Варьирование продольного
рецикла иловой среды в коридо-
рных азрегтенкак позволяет транс-
формировать гидродинамику соору-
жения в желаемом направлении, что
эффективно воздействует на такие
параметры процесса, как удельная
нагрузка на ил, количество вводимо-
го кислорода, концентрация активне-
- го ила, уровень ферментативной
»активности. Установлено, что ин-
руюгаее действие про-
1 - дольного рецикла иловой среды
„^ в аэротеиках обусловлено вы-
'ф^ии.я равниванием нагрузки на активный
ь ил и возвратом в рабочую зону
", аэротенка наиболее активной части
I; биомассы и ферментов, не инги-
бироваиных пребыванием во вто-
ричных отстойниках. Применение
продольного рецикла иловой среды
улучшает кислородный режим сооружения без сокращения средней
длины пробега, обрабатываемой жидкости, что практически исклю-
чает «проскок» необработанных загрязнений.
224
,^.^r

В результате более длительного наполнения активного ила в
аэробных условиях и ускорения оборота биомассы возрастает ее
окислительная способиость, определяемая повышением уровня фер-
ментативной активности. Характер изменения основные техно-
логических показателей (рис. 10.22) зависит от интенсивности
продольного рецикла иловой среды, измеряемого коэффициентом
рециркуляции ik в соответствии с выражением
где Q, Ояо, Qr — расходы соответственно сточных вод, возвратного
ила и продольного рецикла иловой среды.
Установлено, что стабилизирующее влияние продольного рецикла
иловой среды на работу аэротеиков проявляется не только при
регулярных суточных колебаниях нагрузки, но и при залповых
сбросах сточных вод а аварийных ситуациях на основных производ-
ствах или при промывке технологических емкостей,
s-iai 125

Продольный рецикл достигается установкой в сооружении
рециркуляционного узла, состоящего из одной или нескольких
колонн, который работает в режиме ннзконапорного (0,15...0,3 м
над уровнем жидкости в аэротенкс), но высокопроизводительного
эрлифта (рис. 10.23). При этом не только создается продольный
рецикл иловой среды в аэротенкс, но и происходит введение
дополнительного количества кислорода в обрабатываемую жидкость
Эффективность аэрации при использовании в рециркуляционных
узлах средней узы рчатык диспергзторов блнзка к лучшим показателям
аэраторов данного типа. При использовании в колонне мелкопузыр-
чэтык диспергзторов значение эффективности аэрации по сравнению
со средиспуаырчзтыми днепергаторамн возрастает в 1,3... 1,5 раза.
Это дает возможность использовать рециркуляционную колонну дли
создания продольного рецикла иловой среды в аэротеике без
снижения эффекта работы системы аэрации в целом. В ряде случаев
функции рециркуляционного узла может выполнять вертикальный
™^«™ д^^^г^^г* -»Г«"«™«.™^ Та rzzzzzz™н^7~^;
механический аэратор или другое аэрационное устройство. Аэротенкн
с продольным рециклом иловой среды бывают следующих техно-
логических модификаций.
Аэротенкн с постоянным продольным рециклом нловой среды.
Сооружения данного типа наиболее просты, так как создание
продольного рецикла иловой среды в аэротеикэх связано только с
установкой рециркуляционных узлов и обеспечением их подачей
сжатого воздуха. Наилучший эффект дает установка рецирку-
226

лимонных узлов в аэротенках вблизи места впуска сточных вод и
возвратного активного ила (рис. 10.24). Для городских сточных вод
расход продольного рецикла нловой среды соответствует Ая-2...3,
необходимость установки дополнительных воздуконагиетатслей расс-
матривается с учетом конкретных условий. Применение продольного
рецикла иловой среды в существующих аэротеиках позволяет снизить
расход воздуха на 8... 12% за счет улучшение массообмена между
соседними циркуляционными зонами и увеличить производительность
коридорных аэротенков в 1,3... 1,5 раза без снижения степени
очистки. Расчет этих сооружений выполняется по формулам СНиП
2.04.03—85 для аэротенков-смесителей с той разницей, что концен-
трация растворенного кислорода а активной зоне аэротенка вместо
2 мг/л принимается равной 3,5... 4,5 чг/л при том же общем
расходе воздуха.
Аэротенки с регулируемым продольным рециклом иловой среды
и кислородным режимом. Целесообразность применения сооружений
данного типа увеличивается по мере возрастания неравномерности
поступающей нагрузки, которая зависит от колебания расхода
поступающих сточных вод н исходной концентрации загрязнений.
Величину технологической нагрузки или скорость поступления
органических загрязнении определяют произведением значений рас-
хода сточных вод и концентрации загрязнении, соответствующих
данному моменту времени. Расчеты показывают, что применение
аэротенков с регулируемым продольным рециклом иловой среды н
кислородным режимом экономически оправдано уже при превышении
максимальной нагрузки над минимальной в 2 раза и более, что
соответствует аналогичным колебаниям расхода н концентрации
поступающих загрязнений в 1,5 раза.
Технологические сксмы аэротенков данного типа представлены
ва рис. 10.24. Особенностью этой группы сооружений является
разделение системы аэрации на два уровня: базисный и управляемый
(регулируемый). Базисная, или постоянно действующая, система
аэрации оснащена мелкопузырчатыми пневматическими аэраторами.
Базисная система, работающая с минимальными интененвностямн
аэрации 3,5... 5 м /<м ч), предотвращает осаждение активного ила
н обеспечивает кислородом процесс биологического окисления в
периоды минимального поступления загрязнений, например в ночное
время. Управляемая или регулируемая система аэрации, присоедине-
нная к отдельной группе воздуконагнетателей илн оборудованная
вертикальными механическими аэраторами, обеспечивает кислородом
биологический процесс и создаст рецикл иловой среды в периоды
возрастания нагрузки. Аэраторы управляемой системы аэрации
устанавливают в рециркуляционных узлак. Если регламентом работы
аэротенка предусматривается периодическое включение управляемой
системы аэрации, то аэраторы следует принимать средней у эырчатые,
а рециркуляционные узлы — прямоточно-противоточнога типа. Это
снижает опасность засорения отверстий аэраторов во время техно-
227

логических пауз в их работе и одновременно компенсируй
уменьшение скорости растворении кислорода нэ воздушных пузырькор
средним диаметром 8... Ю им. Если режим работы управляемой
системы аэрации непрерывный, но с переменными расходами воздух,!,
то допустимо применение рециркуляционных узлов прямоточной-
типа с испальзоааинсм мелкаауаырчатык аэраторов.
Регулирование продольного рецикла иловой среды н кислородного
режима в аэротенке может осуществляться путем изменения расхода
подаваемого воздуха, включая его периодическое обогащение
техническим кислородом. Ступенчатое регулирование, достигаемое
изменением числа включенных воэдучонагнетателей, обеспечивав
экономию 20... 30% электроэнергии, но по техническим причинам
применимо для сравнительно небольших станции.
Азротенки с (регулируемым продольным рециклом няоеой среды,
кислородным режимом и концентрацией активного нла. При
больших <в 5... 6 раз больше минимальных значений) колебаниях
нагрузки, а также прн очистке концентрированных производственных
сточных вод стабилизация удельной нагрузки на ил на уровне.
близком к оптимальному, возможна только при условии one
ративиого регулирования рабочей дозы ила. До настоящего времени
было разработано два способа решения этой задачи: регулирование
сброса избыточного нла в системе и ускоренный возврат ила h:j
вторичных отстойников. Первый способ оказался наименее пригодным
для практического использования ввиду своей инерционности, так
как для заметного изменения дозы нла в системе требуется I ... 7
недели, тогда как регулярные колебания нагрузки обычно имеют 2
...8-часовые интервалы. Кроме того, переменный сброс избыточного
ила осложняет работу сооружении по обработке осадка. В случае
использования мстантенков, которые чувствительны к постоянству
дозы суточной загрузки, он практически не применим. Второй способ
более ускоренный, но обеспечивает увеличение рабочей дозы
активного кла в аэротенках ис более чем в 1,5 ... 1,6 раза, так как
при увеличении количества возвратного ила свыше 100% расхода
сточных вод вторичные отстойники испытывают гидравлические
перегрузки, в результате чего резко возрастает вынос взвеси с
очищенной водой. Этот способ может быть использован как
дополнительное средства прн решении поставленной задачи.
Предложен способ регулирования рабочей дозы нла в аэротенке,
основанный на использовании регенераторов-накопителей, из которых
с помошью направленного рециркуляционного потока производится
вытеснение концентрированной иловой среды в аэротенк. Это
обеспечивает периодическое увеличение рабочей дозы кла в аэротенке
с 1.5 до 3 г/л, а при одновременном увеличении его возврата
из вторичны*; отстойников — до 4...4,5 г/л. Время установ-
ления повышенной дозы илд в адротенке при этом не превышает
0,75 ... I ч, что позволяет оперативно реагировать иа увеличение
исходной нагрузки.

Для того чтобы удельная нагрузка на ил оставалась постоянной,
а условия окислительного процесса—оптимальными, необходимы
дэротенкн, конструкция которых позволяет достаточно оперативно
(обычно в течение 0,5 ... 1 ч) изменять количество вводимого
кислорода, концентрацию активного ила и интенсивность продольного
перемешивания в соответствии с колебаниями нагрузки. Такие
аэротенкн являются управляемыми . Конструктивными особенностями
этих сооружений валяются: двухуровневая (базисная + управляемая)
система аэрации; в состане базисной или постоянно действующей
системы аэрации обычно применяются пневматические аэраторы, в
качестве управляемой или периодически действующей системы
аэрации применимы аэраторы практически любых тнпон; у алы,
обеспечивающие продольное перемешивание нловой среды с заданной
интенсивностью (рециркуляционные узлы камеры или колонны),
которые конструктивно совмещены с управляемой системой аэрации;
регенераторы переменного объема или реактива-горы, связанные с
аэротенками по принципу сообщающихся сосудов. ЦНИИЭГТ инже-
нерного оборудования разработаны различные конструктивные
модификации управляемых аэротенков, наименование которых
принято связывать с системой управляемой аэрации.
Лэротенк с пневматической аэрацией (рис. 10.25, а) работает
следующим образом. Исходная сточная вода I через распределитель-
ный лоток поступает а аэротенк 2, куда из реактива-тора J подастся
возвратный активный ил. Сточная вода в контакте с активным нлом
аэрируется сжатым воздухом, подаваемым через аэраторы 4, н
подвергается биологической очистке. В клоотделнтелях 6, рассчитан-
ных на 15.-. 10 мин пребывания нловой смеси, значительная часть
активного ила осаждается в конускык бункерах, откуда эрлифтами
перекачивается в реактиватор, а осветленная жидкость поступает в
аэрируемый канал 20, откуда через выпуск 7 направляется во
вторичные отстойники. Активный ил, осевший во вторичных
отстой никак, частично возвращается в реактиватор, частично в
качестве избыточного ила удаляется на обработку.
В период увеличенного притока уровень жидкости в распре-
делительном лотке повышается, н ока через переливные трубы
начинает соступать в рециркуляционный узел S. Одновременно с
этим производится включение воздухонагнетатслей периодического
действия, что обеспечивает введение в аэротенк дополнительного
количества растворенного кислорода, а воздух, поступающий через
диспергаторы 9, вызывает перелив насыщенной кислородом иловой
сыесн в реактиватор. В результате этого происходит вытеснение на
Строга гаыра. упргвлаемим аолаетса практически любое икалкндиокнае
сооружение. В данном случае термином «управляемый» подчерк нметсд мстительный
nnnuou изменяемы* параметров и быстродействие гехнологмчиосих элементе»
управления.
2И

"I
Рис. 10.23- Конструкции управляемых «эрогенное с различными системами управляемой
реактиватора более концентрированной иловой смеси (4 ... 6 г/л)
в аэротенк, где рабочая доза ила возрастает с 1,5 ... 2 до 3 ... 4 г/л,
что способствует поддержанию оптимальной нагрузки иа активный
ил при ее увеличении и ее равномерному распределению в рабочем
объеме сооружения за счет интенсивного продольного рецикла
иловой среды.
Аэротенк с механической аэрацией (рис. 10.25, б) работает
следующим образом. Исходная сточная вода I поступает в аэротенк
2, где она смешивается с возвратным активным илом, поступающим
230

из реактиватора 3. и подвергается аэрации сжатым воздухом,
истекающим из пневматических аэраторов 4. Прохода аэротснк,
иловая среда переливается во вторичные отстойники 5, откуда
большая часть осевшего активного ила IS эрлифтами перекачивается
в рсактивзтор, меньшая избыточная часть — в аэробный минерализа-
тор 15, а осветленная сточная жидкость проходит контактный
резервуар 17 и удаляется за пределы сооружения.
В период увеличенного притока сточных вод происходит
некоторое повышение (на 0,1... 0,2 м) динамического уровня в
аэротенкс за счет работы лотка-регулятора 21. Одновременно с этим
начинается последовательное включение механических аэраторов 10
рециркуляционных узлов 8, в результате чего помимо введения в
а Эрот ен к дополнительного количества растворенного кислорода
происходит отбор иловой среды из соответствующего отделения
реактиватора. В результате этого происходит ступенчатое увеличение
рабочей дозы ила в аэротенке по примерной схеме 2,3, 4 г/л. При
включении первого по ходу жидкости механического аэратора
продольный рецикл иловой среды носит локальный характер, при
включении трех аэраторов продольным рециклом полностью охвачены
i рабочие объемы аэрстенка и реактиватора.
I Лэротеык со струнно-пневматической аэрацией (рис. 10.25, в)
[работает следующим образом. Исходная сточная вода 1 поступает в
\ аэротснк 2, где она смешивается с возвратным активным илом,
поступающим из реактиваторов J через перепускные клапаны 9,
и подвергается аэрации сжатым воздухом с помощью пневматических
аэраторов 4. Пройдя цикл биологической очистки в аэротенке,
очищенная сточная вода 7 отводится за пределы сооружение.
В период увеличенного притока сточных вод производится
включение осевых насосов 14, в результате чего концентрированная
иловая среда, поступав в рециркуляционные узлы 8, попадает
в водоструйные колонны //, Одновременно с этим в водоструйную
колонну вводят кислородсодержащий газ J3, пузырьки которого в
колонне, стремясь всплыть вверх, дробится нисходящими потоками
иловой среды. Пузырьки кислорода, вынесенные за пределы
колонны, поднимаются вверх, улавливаются зонтом 12 и вновь
возвращаются в процесс растворения, что обеспечивает степень
использования кислорода, близкую к 100%. Таким образам,
принципы управления рабочими дозами ила, количеством
вводимого кислорода и интенсивностью перемешивания аналогичны
изложенным выше.
Управляемые аэротенки — новое перспективное направление
биологической очистки сточных вод. Аэротенки данного типа
обеспечивают стабильную н полную биологическую очистку сточных
вод при колебаниях исходной технологической нагрузки в 2 ... 3 раза
в более. Экономия электроэнергии при этом достигает 30...50%,
сокращение рабочего объема — в 1,5 ... 1,7 раза. Особенность расчета
управляемых аэротенков заключается в определении рабочих объемов
сооружения и расходов воздуха для трех (минимальный, средний,
131

максимальный) уровней тех-
нологической нагрузки, ког-
да различным расходам и
концентрациям исходии>
аагряаненнй соответствуют
различные (оперативно уп-
равляемые) дозы активном,
нла. Расчет проводят по
формулам СНнП 2.04.03—85
для аэротенков-смесителей
с отдельной регенерацией
активного ила. Концент-
рация растворенного кисло-
рода в аэротенке принимаа-
ся не ниже 3 мг/л. Скорость
окисления органических за-
грязнений в управляемом
аэротенке в 1,6... 1,7 раза
выше этой величины дли
аэротенков традниноины х
типов.
10.7. Воздуходувные
СТВНЦЙМ
Воздуходувные станции
предназначены для подачи
сжатого воздуха к основным
потребителям станции аэра-
ции: аэротенкам, преаэрато-
рам, смесителям, аэробный
минерализаторам нла, pea-
геитному хозяйству, вакуум-
фильтрам, аэрируемым пру-
дам и другим объектам.
Комплекс сооружений возду-
ходувной станции включает:
главное здание, водоохлаж-
дающне сооружения (гра-
дирня, бассейн) для оборот-
ной воды от охлаждения
оборудования, воздушные
магистрали и основные от-
ветвления.
I главном здании размещаются основное оборудование (воздухо-
дувные машины), насосы для иодачи технической воды, устройства
для очистки воздуха от пылн, насосы для перекачки циркулирующего

активного ила или для опорожнения емкостных сооружений,
центральный диспетчерский пункт, электрораспределительное устрой-
ства н трансформаторная (обычна обслуживающие весь узел очистных
сооружений), вспомогательные н бытовые помещения. Воздухо-
очистительные устройства, а также насосные станции могут распо-
лагаться вис главного здания. В случае применения на станции
аэрации флотационного нлоразделения в главном здании до-
полнительно устанавливаются компрессоры и напорные емкости
рабочей жидкости. Схема компоновки основных служб в главном
здании представлена на рис. 10.26.
Для подачи воздуха нормального давления 0,16... 0,17 МПа,
но не более 0.183...0,19 МПа обычно применяют центробежные
воздуходувки и нагнетатели (табл. 10.12, ряс 10.27), а для малых
Рис. 10.27. Узел установи модумзнжгнептел» марен ТВ <алан):
установок водокольцевые насосы-воздуходувки типа ВК. Насосы
оборудованы воздухосборниками, из которых выводится вода,
частично уносимая с воздухом нэ корпуса насоса. Предварительной
очистки воздуха в этим случае не требуется. В отдельных случаях
на малых очистных станциях для подачи воздуха могут быть
использованы и шестеренчатые компрессоры и гаэодувки серии 2АФ.
При использовании биоокислителей с ниэконапорной системой
аэрации обычна применяют вентиляторы высокого давления (0,2...
0,8 м вод. ст.) марки В.Ц6.
Выбор воздуходувных машин определяется количеством возду-
ха, потребляемого на станции аэрации, и давлением нагнетания
воздуха, которое устанавливается при расчете системы воздухово-
233

дов. Установленная мощность электродвигателя воздуходувных
машин, кВт,
N-0,273QP/4.. (10.33)
где Q— подача воздуха, м3/ч; Р — давление (избыточное), МПа;
ij, — коэффициент полезного действия агрегата, для турбовоздуходу-
вок равный 0,65 ... 0,75.
Таблица 10.12. Технические данные турбояоздушдуао* и нагнетателей
TZL
ТВ-42-1,4
ТВ
ТВ
ТВ
ТВ
ТВ
ТВ
50-1.6
ао-ы
ao-i,6
ftO-1,8
175-1.6
300-1.6
36Q-2L-I
750-23-6
1200-25-3
г.
S в
С £
3600
3600
6000
6000
6000
10000
18000
22 500
43 200
47 400
•л
I
0.14
0.16
0.142
0.163
0,177
0.163
0.16
0.18
0.162
0J5L
ч
si
2440
2960
2960
2470
2965
2970
2970
3000
3000
3000
и
I e
1!
55
100
100
160
200
320
400
800
925
1000
Габариты агрегага,
«о-
2.52
2.63
2.75
2,85
3,06
3,32
3,63
6
6.3
6.5
Т"
1,55
1,55
1.55
US
US
1,68
1,90
3,2
3.7
3.8
выю»
1.4
1.5
1.4
1,4
1.5
1.6
1.7
3
3.5
4
Масс
иатиим
3470
4445
3860
4440
5545
5190
6860
8360
12200
16000
родаи-
355
635
430
730
825
1780
2080
4620
4950
5320
Для крупных и средних воздуходувных станций рекомендуется
проверять параллельную работу воздуходувок и воздухопровода, для
чего используют характеристики Q— Н (рис. 10.28) и определяют
«рабочую точку» подачи воздуха аналогично ее определению для
насосов. Воздуходувки типа ТВ имеют систему смазки с охлаждением
масла водой непосредственно в подшипниках. Расход воды для
маслоохладителей нагнетателей марок 360-21-1, 750-23-6 и 1200-25-3
составляет соответственно 20, 30 и 40 мг/ч при напоре 30 м, потеря
напора около 7 м. Оборотная система охлаждающей воды включает
устронства градирни или оклаждаюшсго бассейна. Воздукаприсмяикн
для забора атмосферного воздуха располагают на высоте А м от
поверхности земли. Перед воздуходувками марки ТВ устанавливают
рулонные матерчатые фильтры для предотвращения засорения
мелкопузырчатых аэраторов в аэротенках.
При определении габаритов машинного зала проходы между
выступающими частями агрегатов и расстояние от воздуходувных
машин до продольной стены принимают не менее 1,5 м (со стороны
электродвигателя это расстояние должно обеспечивать возможность

*';"
19
-
-•
—
«0
X
\
^
,tf-u
"\,
^^;
'
*' 1Ы
■Я p
» Hi
-
-
К-Й
•"
r
11
s
i'-i
m nt lot
at
<**
г
п-в
&>-a
Рис. 10.М. Технические мрактеристиви воэ-
Ш IN JM Jffl " дух а нагнетателей мерки ТВ:
Q,»4nu* o — TB-JO-l,** — ТВ-в-IA* — TB-lW-lAi— ТВ-ЯП-L*
демонтажа его ротора). Основные размеры воздуходувных
станций в зависимости от их производительности представлены
в табл. 10.13.
Таблица 10.13. Хлрахтернстни вашугалувяьп станций
Производи-
тельность
станции гто
воздуху, тыс.
м3/ч
5... 10
15
и
40
60
70
90
Марка воздуво-
нагнетателей
ТВ-S0-1.6
ТВ-Ю-1,6
TB-SO-1,6
ТВ-175-1.6
ТВ-175-1.6
ТВ-ЭОО-1.6
ТВ-300-1.6
Число агре-
го/реасрн-
кш
3/1
3/1
4/1
6/2
8/2
6/2
8/2
Установлен-
жмлъ. вВт
300
300
400
1920
2560
2400
3200
Размеры
шаинв а
плане, м
30x12
30x12
30x1(1
42x12
42x18
45» 12
42x18
Строитель-
ный объем.
2150
2S50
6420
5400
8260
5940
8260
Расчетное давление воздуха Нобщ,
в воздухопроводную систему, равно
«о6щ = *н.с+Атр + Лвзр + Аст + Авб.
где А« — потери капора Сдавленно) на трение и местные
сопротивления в воздуходувной станции (обычно 0,3 ...0,5 и вод.
ст.); Ал,— потери капора на трение и местные сопротивления па
необходимое при подаче его
(10.34)

расчетному воздухопроводу; А«р— потери напора в аэраторах (в
мелкопузырчатых 0,5... 0,7 м вод. ст); К, — рабочая глубина
аэротекка, м; h.* — избыточное (резервное) давление (около 0,5
м).
Диаметры d, м, участков воздухопровода определяют по формуле
fl."»-"3^ (10.35)
pv
где t. — температура сжатого воздуха:
Qh — расход воздуха при нормальном давлении, м /с; Q™ — расход
сжатого воздуха м /с: />„— нормальное давление наружного воздуха
(0,1 МПа): р — среднее абсолютное давление воздуха на расчетном
участке, МПа; /н— температура наружного воздуха; v — скорость
движения воздуха, м/с.
10.6. Биофильтры. Общи* сведения
Биологический фильтр — очистное сооружение, заполненное
загрузочным материалам, через который фильтруется сточная вода
и на поверхности которого развивается биологическая пленка,
состоящав преимущественно из прикрепленных форм аэробных
микроорганизмов. Очистка стачных вод осуществляется вследствие
жизнедеятельности указанных микроорганизмов. Па характеру за-
грузочного материала различают биологические фильтры с объемной
(зернистой) и плоскостной загрузкой. Биофильтры классифицируются
по различным признакам. По степени очистки — на биофильтры,
работающие на полную и неполную очистку. По способу подачи
воздуха — на биофильтры с естественной вентиляцией и искусствен-
ной подачей воздуха (аэрофильтры). По количеству ступеней очистки
— на биофильтры одноступенчатые и двухступенчатые. Двухступен-
чатые биофильтры применяются при необходимости более высокой
степени очистки и при отсутствии возможности увеличить высоту
слоя загрузки я объеме одноступенчатого биофильтра. По характеру
загрузочного материала — на биофильтры с объемной загрузкой и с
плоскостной загрузкой.
В биологических фильтрах с объемной загрузкой используют
щебень прочных горных пород, гальку, шлак, керамзит. Тщательно
отсортированный загрузочный материал должен быть прочным и
морозостойким и дат жен выдерживать без потери прочности'
нагрузку не менее (00 кПа при насыпной плотности до 1000 кг/м
в естественном состоянии; 5-кратную пропитку насыщенным раство-
ром сернокислого натрия; 10-кратное замораживание; кипячение в
течение I ч в 5%-ном растворе соляной кислоты. Биологические
фильтры с объемной загрузкой могут быть капельными, высоконаг-
ружаемыми и башенными.
236
,,/

Биологические фильтры с плоскостной загрузкой по характеру
загрузочного материала различаются: с жесткой засыпной загрузкой
из пластмассовых колец, обрезков труб, шариков и других ма-
териалов; с жесткой Ёлочной загрузкой, изготовляемой из плоских
или гофрированных листов, монтируемых в блоки; с мягкой загрузкой
из металлических сеток, полимерных пленок или синтетических
тканей, прикрепляемых на
каркасах или укладывае-
мых в в ил с рулонов. Ма-
териал для плоскостных
загрузок должен обладать
механической прочностью,
стойкостью к биологичес-
кому разложению и не
выделять токсичных для
микроорганизмов компо-
нентов.
Применяются также
погружные биофильтры,
представляющие собой
покрытые биопленкой вра-
щающиеся лиски, барабаны
или другие конструкции,
частично погруженные в
сточную воду.
Рециркуляция яв-
ляется средством интен-
сификации работы
биофильтров. Различают
рециркуляцию биопленки,
активного ила и очищен-
ной сточной жидкости,
отбираемой на рецикл как
до, так и после вторичных
отстойников. Рецирку-
ляция очищенной воды в
биофильтрах (рис. 10.29)
вносит в загрузку до-
полнительное количество
растворенного кислорода,
снижает исходную концен-
трацию загрязнений в поступающей сточиой воде, способствует
выносу отмирающей биопленкн и выравнивает гидравлическую
нагрузку на сооружение в условиях неравномерного притока.
iQ.9. Кап«льны« биофильтры
Капельные биофильтры в зависимости от их производительности
и среднегодовой температуры воздуха обычно размещают в отаплива-

емых или неотапливаемых помещениях (рис. 10.30). Используют
загрузочный материал с крупностью фракций 25... 40 мм; рабочая
высота фильтра 1,5... 2 м. Нижний поддерживающий слой высотой
0,2 м загружается материалом крупностью 70... 100 мм. Вентиляция
биофильтра естественная и происходит через отверстия в его стеиак,
расположенные по периметру междудок кого пространства и обору-
дованные жалюзкйкымн заслонками. Площадь вентиляционных
отверстий должна составлять не менее 1 % площади биофильтра.
238

Количество избыточной биопленкн по сухому веществу 8 г/сут на
одного человека, влажность пленки — 96%.
При расчете капельных биофильтров необходимо определять
коэффициент к - Lo/Lt. Высоту фильтра Н н гидравлическую
нагрузку 4 определяют с учетом ереднезииисй температуры сточной
воды Т и вычисленного значения к (табл. 10.14). Площадь биофильтра
/, м , определяют по формуле [mQJQ, где Q — расчетный расход
Таблица 10.14. Расчетные параметры капельных биофильтре»
Гидра ялнчы:-
д,н /н сух
1,5
2
2.5
i
Коэффициент к при температуре Т. С, и высоте Н. и
Т-Л
11-1.5
8
5.9
4,9
4,3
3.8
Н-2
11.6
10.2
8.2
6.9
6
Т- 10
М-1,5
4.S
7
5,7
4,9
Н-2
12.6
10,9
10
8,3
7.1
Г-12
М-1,5
10,7
8.2
6.6
5.6
Ь
Н-2
13,8
11,7
10.7
10.1
8.6
Г- 14
И-1.5
М.4
10
В
6.7
5.9
Н-2
15.1
12.8
11.5
10,7
10.2
сточных вод, м /сут. При La>220 мг/л необходимо предусматривать
рециркуляцию, при этом допустимую БПК^,„ смесн исходной и
рециркуляционной сточной воды вычисли ют по формуле £*„ - kL,.
С учетом степени рециркуляции R, равной R-(Lq—Uh)((Lcm—
—Lt), площадь биофильтра с рециркуляцией равна f- QiR+Ulq.
10.10. Высокомагружаамы* биофильтры
Высоконагружаемые биофильтры отличаются от капельных более
высокой окислительной мощностью н могут быть с естественной и
искусственной аэрацией (аэрофильтры), Особенностью аэрофильтров
является специальная конструкция дннша и дренажа, обеспечиваю-
щая возможность искусственной продувки материала загрузки
воздухом, рис. 10.31. При использовании реактивных оросителей
сточные воды под напором 0,5... I м поступают во вращающийся
вокруг своей вертикальной оси стояк. К стояку консольно прикреп-
лены от двух до четырех раднально расположенных дырчатых труб.
Через отверстия диаметром 10... 15 мм в трубах сточные воды
выливаются на поверхность биофильтра. Под действием возникающей
при этом реактивной силы ороситель вращается со скоростью около
10 об/мин. Воздух в между донное пространство подастся вентиля-
торами под давлением 100 мм вод. ст (981 Па). Удельный расход
воздуха принимается равным 8... 12 м на 1 м3 очищаемой воды.
Для предотвращения потери воздуха на отводных каналах устраива-
ются гидравлические затворы глубиной не менее 0,2 м. При величине
239

£,£300 мг/л аэрофильтры работают без рециркуляции, при Z^>300
мг/л необходимо предусматривать рециркуляцию, определяя ее
кратность аналогично капельным биофильтрам. Высоту аэро-
фильтра Н, гидравлическую нагрузку q, удельный расход воздуха
И определяют в зависимости от среднезимней температуры стачной
Рис- 10.31. Высосокагру маемый биофильтр с реактивным
воды Т и вычисленного значения к (табл. 10.15). Оснонныс
конструктивные параметры типовых аэрофильтров с реактивными
вращающимися оросителями представлены в табл. 10.16.
Биофильтры с пластмассовой загрузкой эффективны при неполной
биологической очистке в качестве первой ступени. В качестве
загрузки фильтров обычно применяют пластмассы в виде гофрировзи-
240

Таблица Id. IS. Расчетные периметры аэрофильтров
Л>
Й
10
12
Н.ы
2
3
4
2
3
4
2
3
4
Коэффициент к при Т. ° С; Н. м: ^. мi 1ч1- сут
Т-%
^-10
3.02
5.25
9,05
3.64
6.1
10.1
4.32
7.25
12
trVt
2.32
3.53
5.Э7
2.89
4.24
6.23
з.8а
5,01
7.3S
4-30
2.04
2.89
2,58
3.56
4.9
3,01
4,1В
5.83
т-ю
^-10
3.38
6.2
10,4
4,08
7.08
12.3
4.76
8.35
14,8
г7°
2.5
3,96
6.25
3,11
4.74
7.18
3,72
5.55
а,5
г-зо
2.18
3.22
4.73
2,76
3,94
5.68
3.28
4.78
6,2
Т- 12
«-Ю
3.76
7.32
11.2
4,5
8.23
15.1
5.31
9.9
18.4
г7°
2.74
4.64
7.54
3,36
5,31
B.4S
3.9S
6.35
10,4
с-зо
2,36
3.62
5.56
2.93
4.36
6.88
3,44
5.14
7.69
г-и
*-10
4.3
s
9.9
16.4
5,91
11.7
23.1
9-20
3.02
5.25
9.0J
3.67
6,04
10
4.31
7.2
12
Q-30
2.56
4.09
6,54
3,16
4,84
7,42
3.7
5.72
8,83
Таблица 10.16. Конструктивные параметры аэрофильтров
Диаметр
аэрофильт-
ра, м
6
12
18
24
30
Производи-
тельность,
и .'сут
я.;
570*
230о'
2300
51001
51002
90002
14 000'
I4 0Q02
Высота м-
2.3
2.3
4
2.3
2,3
2,3
4
Объем мгрупп,, м
крупно-
стью 60...
100мн
6
б
23
23
51
51
90
90
142
142
стьк>40...
60 мм
57
106
235
427
530
963
944
1712
147В
2680
Общий
грумн.н
63
112
258
450
581
1014
1034
1802
1620
2822
оросителе
15
30
45
60
75
I Эффегг снижения БПКтяп 75 %.
Эффегг снижения БПКполя 90 %.
них листов, способные выдерживать температуру 6... 30° С без
потери прочности. Биофильтры с пластмассовой загрузкой размещают
в отапливаемых помещениях. В отечественной практике для
биофильтров с пластмассовой загрузкой без рециркуляции допустима
io<250 мг/л, рабочая высотя загрузки 3...4 м и естественна а
аэрация. Гидравлическую нагрузку q, м /м сут, в зависимости от
остальных параметров определяют по табл. 10.17.
241

Таблица 10.17. Расчетные параметры биофильтров с пластмассовой за груза оя
Эффект
Э, %
90
Ы
80
Гидравлическая mrpyiM Q, н In -сут. при высоте звгрузхи Я, м
Я-3 | W-4
Температура сточных вод Г, °С
8
6.3
8.4
10.2
10
6.Я
9.2
11,2
11
T.S
10
12.3
14
8,2
II
13.Э
8
8.3
11.2
13.7
10
9.1
12,3
15
12
10
13.5
16,4
14
10.9
мл
17.9
10.11. Отстойники 4-торнчны*. нп
тонкослойны* и флотационные
Вторичные отстойники используются для отделении активного
нла или биопленкн, поступающих вместе с очищенной водой из
аэробных биоокиелнтелей (аэротенки, биофильтры, окислители со
смешанной микрофлорой). Вторичные отстойники конструктивно
аналогичны первичным и бывают вертикальнымн, диагональными,
радиальными, горизонтальными. Основные отличия вторичных
отстойников от первичных заключаются в характере механизмов для
сбора н удаления осадка н сваи иной с этим конструкцией дннща.
Так, например, применение скребковых устройстн во вторичных
отстойниках нежелательно ввиду взмучивания активного ила при их
работе. Применение же илососои во вторичных радиальных
отстойниках обусловливает плоскую форму нх днища. Некоторые
перспективные конструкции вторичных отстойников представлены на
рис. 10.32. Нагрузку ца, м3/(м ч), на поверхность вторичных
отстойников после биофильтров всех типов следует рассчитывать
по формуле
*e = 3,6*w0. 00.36)
где иа — гидра или ческа в крупность бнопленки (при полной биологиче-
ской очистке ио- 1,4 мм/с), а к — коэффициент объемного исполь-
зования отстойников различных типов. Вторичные отстойники всех
типов после аэротеиков рассчитывают по гидравлической нагрузке
0о, м3/м - ч) — с учетом концентрации активного ила а, г/л, в
аэротенке, его индекса /, см /г, н концентрации выносимой иловой
мг/л:
4,5кН°-я
('0,l4/>0-s-0-0le''
где // — глубина проточной части отстойника, м.
(10.37)

Рис. 10,32. Схемы горизонтальных вторичных отстойников:
торн»итчльн*1Й агстойинл со шиновым скрвбяом; 12 — пацлцл II огыд сточим* юд соствс И-1 киии; J —
>рлнф?ы; 1 — нридмондласбаслсад**. 5 —илоте; й — ши*hoiliuскребок; 7 — илопроеоцы;!-- сиребвшиш
Эффективность работы вторичных отстойников (вынос взвешен-
ных веществ at, мг/л, в зависимости от продолжительности
отстаивания 7\ ч, и БПКполи очищенной воды, Lt,мг/л) представлена
в табл. I0.18.
Таблица 10. IS. Эффективность работы вторичных отстойников
Т, ч
0.75
1.0
1.5
2.0
L-IS
мг/л
21
18
15
12
Z.-10
мг/л
27
24
20
16
L, - 25 мг/л
33
29
25
21
1.-50 мг/л
66
59
51
45
L,- 75 нг/л
86
78
70
63
£.-1О0*г/л
100
93
83
75
Гидравлическую нагрузку аа на вторичные илоотделителн со
взвешенным слоем активного ила в зависимости от параметра aJ
принимают по табл. 10.19.
243

Таблица 10.19. Гидравлическая hjгрузы на вторичные илоотдслнтли
aJ
3/, 2 >
100
5.ft
200
3.3
300
1.Я
400
1.2
500
0.8
6O0
0.7
Вертикальные вторичные отстойники в отличие от первичных
имеют меньшую глубину проточной части и соответственно меньшую
пропускную способность (табл. 10.20).
Таблица 10.20. Основные параметры вторичны! аертиильны! отегайтии»
Материал
Монолитный железо-
бетон
Сборный жслеэобс-
Днамсгр,
4
6
6
9
Строительная высота, м
лроточной
2.1
3,0
3,0
1.0
осяцач ной
1.8
2.8
3.3
5.1
айшаа
3,9
5.Я
6.3
8,1
н"Гспо5"
2Л.2
44,7
49.4
UI.S
При времени отстяиыниа 1,5 ч.
Для оборудования радиальных вторичных отстойников применяют
илососы (рис. 10.33), которые представляют собой вращающийся
механизм с сосунами и периферийным приводом. Забор ила черел
сосуны в илоотводяшую систему происходит за счет разности уровнен
жидкости а отстойнике и камере выпуска. Через илоприемную тру6\
ил попадает в кольцевую камеру, откуда отводится из отстойник
по трубе. Камера вращается вокруг центральной опоры \\.\
подшипниках и удерживается от вертикальных перемещении
специальной вилкой, жестко связанной с илоприемной трубе Л.
Основные параметры, типовых радиальных вторичных отстойников
представлены в табл. 10.21.
В тонкослойный отстойниках рабочая зона за счет установки
специальных секций делится иа ряд наклонных слоев малой глубины.
Типы тонкослойных отстойников различают по следующим призна-
кам: по конструкции наклонных блоков и по наклону рабочих
каналов относительно движения сточной воды. По конструкции
наклонных блоков различают трубчатые и полочные отстойники. По
наклону рабочих каналов относительно движения сточной води
различают отстой никн, работающие по прямоточной, проти неточно и
244

Рис, 10.33. Илосос радиального вторичного отстойника:
Muni, tf—ориил. } — ынпркииатр*£! * — «унищпш. р^труб*в»этк>ми».10 —налсвжлсине
Ггйли+а /0J/. Осношые параметры вторичны! радиальных отстойников
Дишктр.м
18
и
за
40
Глубина, и
3.7
3.7
3.7
4.35
Объем,*-3
проточной
788
1400
2190
4380
осадочной
160
280
440
915
общий
948
1680
2630
5495
Пропуски»
SIS
930
1460
3054
При времени отстой мин» ] ,5 ч.

или перекрестной схеме. При прямоточной и протнвоточноа схемах
выделяемый нз сточных вод осадок движется соответственно по ходу
движения сточных вод или в противоположном направлении, а при
перекрестной схеме движение выделяемого осадка перпендикулярно
движению стопных вод. Трубчатые секции имеют, как правило,
круглое поперечное сечение, могут работать с более высокими
скоростями по сравнению с полочными, ко отличаются повышенной
материалоемкостью. По этой причине, а также из-за сложности
очистки от обрастаинй и засорений трубчатые отстойники сравнитель-
но редко применяются в качестве вторичных илоотделнтелей.
Тонкослойные элементы палочного типа выполниются из плоских
или гофрированных листов металла (сталь, алюминий), а также нз
пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластика).
Тонкослойные отстойники могут быть вертикальными, радиаль-
ными, горизонтальными или промежуточных тнлов (рис. 10.34). Эти
отстойники обычно состоят иа четырех юн: водораспределительной.
Рнс. 10,34. Текншгагические схемы тонкослойных огстоиии«вя
(механизм сбора н удалении осадка условно не показан):
тэгшиоВ .почкой ыпшетк: 1 — ебориыИ ыттжасшгтпыпЛстчиай шднкп;
J — той тело* я mi модули
водосборной, проточной н осадочной. Проточная зона (тонкослойное
пространство) занята полочными элементами, работающими, как
правило, по протннеточной или перекрестной схеме. В ряде случаев
тонкослойные элементы занимают только небольшую часть проточной
зоны, являясь по существу локальным конструктивным дополнением
к водосборному лотку. Благодаря движению воды в наклонных
секциях создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных
веществ по Более короткой траектории, а выпавший осадок сползает
в осадочную зону, откуда с помощью механических устройств илн
246

под гидростатическим напором удаляется 2а пределы сооружения.
Площадь поперечного сечения тонкослойного пространства ш, м ,
вычисляется по формуле со - Q/v. Скорость потока, v, м/ч,
определяется из условия обеспечения ламинарного режима течения
воды (Re<500) в ярусах и трубах тонкослойного пространства по
уравнению
«-fezvM (10.38)
где v — смоченный периметр 1 м ширины яруса палочного или
трубчатого элемента, м; v— кинематическая вязкость сточной воды,
mmVc.
Скорость потока для палочных элементов принимается равной
5... 10 мм/с, для трубчатых элементов — до 20 мм/с. Высоту
тонкослойного пространства И рекомендуется принимать 1...2 м.
Его ширину В, м, определяют по формуле В-ы/Н. Продолжитель-
ность отстаивание
T=Au/3«WUa, (10.39)
ще ha — высота яруса по вертикали, равная 50... 150 мм.
Угол наклона яруса принимается 54 ... 60°. Длина яруса L, м, в
тонкослойном пространстве находится по формуле L~],3v.
Производительность отстойников с тонкослойнымн блоками при
противоточной схеме работы, м /ч,
4 = },6kffBv, (10.40)
me к — коэффициент объемного использования для данного типа
отстойников. Применение тонкослойных элементов позволяет
значительно сократить продолжительность отстаивания н, следова-
тельно, рабочий объем отстойников, хотя несколько повышает их
материал ьн ост ь.
Флотационные илоотделителн, работающие по схеме прямой
напорной флотации с насыщением воздухом рабочей жидкости,
целесообразно применять при концентрациях активного ила в иловой
смеси более 2 г/л. Напорные флотационные установки включают
флотационные камеры, насосные группы, устройства для подачн
воздуха и напорные баки, флотационные камеры производительно-
стью более 150... 200 м /ч иловой смеси рекомендуются вертикаль-
ного типа — круглые или прямоугольные. Горизонтальные камеры
Целесообразны при производительности не более 100... 120 м /ч.
Флотированную иловую массу концентрацией 20... 50 г/л с
поверхности камеры сгребают скребками в иловый канал, по которому
ее возвратная часть поступает в аэротенк, а избыточная часть нлэ
отвадится на дальнейшую обработку. В качестве рабочей жидкости
используют техническую или очищенную сточную жидкость (рис.
10,35). Расход рабочей жидкости подбирают с таким расчетом, чтобы
концентрация загрязнений в образующейся смеси была в пределах
1 ... 2 г/л, поскольку при этом из-за менее стесненных условий
обеспечивается скорость всплывання мелких пузырьков во фло-
247

тационной камере, близкая к естественной, флотационная камера
делится вертикальной перегородкой иа две части: приемную, куда
перекачиваются сточные воды, к отстойную, где происходит нк
осветление. Объем приемной части назначается конструктивно, объем
отстойной части — по табл. 10.22.
В напорных баках про-
исходит растворение компо-
нентов воздуха в жидкости
под избыточным давлением.
Баки рекомендуется обору-
довать дополнительными
устройствами для пере-
мешивания воды с воздухом
с использованием рецирку-
ляционных насосов н дырча-
тых разбрызгивателей. Для
крупных очистных станций
целесообразны напорные бакн
горизонтального типа. Про-
изводительность циркуля-
ционного насоса при этом
должна быть не менее
половины расхода рабочей
жидкости, проходящей через
бак. Продолжительность на-
сыщения жидкости воздухом
в баке 3... 4 мин. При
давлении в баке 0,1; 0,2;
0,3; 0,4; 0.5; 0,6; 0,7 МПа
раствори мость компонентов
воздуха в воде 18; 25; 35;
47; 58; 68; 80 л/м3 соот-
ветственно. Оптимальное дав-
ление в баке при нормаль-
..20е С) лежит в пределах
а 10.22. Расчетные параметры флотационных шкр
~—
Прадаяжктельность флотации, мин
Удельный рвстод аоэлум, л/кг. вжикн-
иых частиц шп
Содержание выносимы* ■ааетенныл ж-
щегп, иг/л
15
ЛО
4
10
50
6
5
60
9

10.11. Биологические пруды
* г-
0
о
^
^>
^J
о
^
о
^
Биологические пруды используют для очистки и доочистки
городских сточных вод. а также различных видов производственных
сточных вод, содержащих биораэлагаеные загрязнении. Целесообраз-
вость применении биологических прудов определвстсл клима-
тическими условиями, концентрацией и расходом сточных вод, а
также конкретными поч-
венными и топографи-
чески мн условиями. По
характеру обеспечения
кислородного режима
различают биопруды с
естественной и искусст-
венной аэрацией (азри-
руемые биопруды). При-
мерна в классификация
прудов по режиму их
работы представлена на
ряс. 10.36. При кругло-
годичной эксплуатации
допускается применение
биологических прудов с
естественной аэрацией
для IV климатической зо-
ны, биологические пруды
с искусственной аэрацией
применимы в 111—IV
климатических зонах. Как
правило, в остальных кли-
матических зонах био-
логические пруды функ-
ционируют главным обра-
зом в теплое время года.
При очистке в биоло-
гических прудах стачные
воды не должны иметь
начальную ВПК паян выше
200 мг/л — для прудов с
естественной аэрацией и
свыше 500 мг/л — для
прудов с искусственной аэрацией. При БПКпот выше 500 ыг/л
следует предусматривать предварительную очистку сточных вод. В
пруды для доочнсткн следует направлять сточную воду после
биологической или физико-химической очистки с БПКполн "25 мг/л
— для прудов с естественной аэрацией и более 50 ыг/л —для прудов
с искусственной аэрацией.
L:.
Т
;1'1
7
•1
1-
Рис. 10.16. Схемы бншккмчеекк!

Биологические пруды с естсствеиной аэрацией следует устраивать
на нефилырующнх илн слабофильтрующнх грунтах, состоящими но
менее чем иэ двух параллельных секций с 3, 4, 5 последовательными
ступенями в каждой, с возможностью отключения любой секции
пруда для очнеткн илн профилактического ремонта без нарушении
работы остальных. Отношение длины к ширине пруда с естественной
аэрацией должно быть не менее 20. При меньших отношениях
надлежит предусматривать конструкции впускных и выпускных
устройств, обеспечивающие наиболее полное использование рабочего
объема пруда. Отметка лотка пропускной трубы из одной ступени
в другую должна быть выше дна на 0,3... 0,5 м. Выпуск очищенной
воды следует осуществлять через сборное устройство, расположенное
ниже уровня воды на 0,15 ... 0,2 глубины пруда. Хлорирование воды
производится, как правило, после бнопрудов. Концентрация остаточ-
ного хлора в воде после контакта не должна превышать 0,15... 0,5
г/м . Время пребывания воды в ступенчатых прудах с естественной
аэрацией, сут,
'-— "£' U-+— 1в^-^. 00.41)
Mi 7 *т Mr i,'-V
где п —число последовательных ступеней пруда: кл — коэффициент
объемного использования каждой ступени пруда (0,3...0,9); кл —
то же, последней ступени: Ат — константа скорости потреблении
кислорода (0.04 ... 0,07 сут" ); La', L,' — БПК«и» воды, поступающей
н выходящей нэ последней ступени пруда соответственно, мг/.т,
L\ — остаточная БПКгвя„- 2 ... 5 мг/л.
Для температур воды, отличающихся от 20° С, значение должно
быть скорректировано по формулам:
для температуры воды от i до 30° С
*Г-*20'С1.047Г-"; (10.42)
для температуры воды от 0 до 5° С
кт=кжс[\М(Т+1Га-ои\т-"' (10.43)
Общая площадь зеркала пруда с естественной аэрацией, м2,
F_QCJLB-U) (lQ44)
где га — величина атмосферной аэрации, равная 3...4 г/м -сут.
Рабочая глубина пруда не должна превышать 0,5 м при
100 мг/л и I м при L0 до 100 мг/л.
Время пребывания воды глубокой очистки в пруду с искусственной
аэрацией, сут,
<•/
(10.45)

nje ка— динамическая константа, равная кл-(}к; здесь £ — ко-
эффициент, зависящий от скорости и, и/с, движении воды в пруде,
определяемый по формуле 0-1 + 12UV. Если v>0,05 м/с,то 0-7.
Для определения скорости движения в биопруду с механическими
аэраторами применима формула (10.19).
Аэрируемые биологические пруды оснащают пневматическими или
механическими аэраторами. Форма прудов в плане обычно квадратная
Рис. 10.37. Аэрируемые биопруды с мсишнчсскай и естественной аэрацией для глубокой
очистсн сточных вод про из водится ьностыо 1400 н Дут:
или прямоугольная, реже принимается круглая. Сооружения данного
типа применяются для очистки и доочистки бытовых и близких к
ним по составу производственных сточных вод с концентрацией по
'■ПКполн 150... 400 мг/л. Станции очистки сточных вод в биопрудах
обычно оснащаются решетками и хлораторными. Очищенная сточная
251

вода смешивается с хлорной водой и поступает в контактную емкость.
где дезинфицируется и выпускается в водоем, БПКполн после прудов
очистки — до 15 мг/л, после прудов доочистки —до 5 ... о мг/л.
ЦНИИЭП инженерного оборудования разработаны типовые проекты
аэрируемых биопрудов для IV климатического района производитель-
ностью 100, 200, 400. 700 и 1400 м3/сут (рис. 10.37).
Конструктивно биопруды выполнены в виде земляных емкостей
правильной формы, внутренние откосы которых выложены бетонными
плитами 0,5*0,5 на глубине 2 м от верка дамбы.
Для повышения глубины очистки воды по БПКП<1яи"3 мг/л и
снижения содержания в ней биохимических алементов (азота и
фосфора) рекомендуется разведение в пруду высшей водной
растительности — камыша, рогоза, тростника и др. Высшая водная
растительность должна быть размешена в последней секции пруда
при плотности посадки 150... 200 растений на I м поверхности.
ГЛАВА 11
СООРУЖЕНИЯ ДООЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД
11.1. Основные принципы доочистки сточных вод
Под доочисткой подразумевают методы и процессы, дополняющие
традиционные технологические схемы двухступенчатой очистки
(механическая + биологическая) сточных вод данного состава. Воз-
можная степень удаления загрязнений в процессах третичной очистки
(доочистки) практически неограиичена и определяется условными
сброса очищенных сточных вод в водоемы, подачи воды из
технические нужды, рекреационное обводнение или в систему
питьевого водоснабжения. При этом должны учитываться эко-
номические соображения.
Основные методы доочистки н условия их применении приведены
в табл. II.I.
Ниже рассматриваются установки доочистки городских сточных
код. Биологические пруды описаны в гл. 10.
11 Л. Сетчатые фильтры
Барабанные сетки типа БСБ с бактерицидными лампами ДБ-60-1
используют в скемах доочистки биологически очищенных городских
сточных вод перед фильтрами с зернистой загрузкой для выделения
из воды крупных лрнмесей, не оседающих во вторичных отстойниках
Производительность сетчатых барабанных фильтров и мнкрофильтроь
2J2

Тайяиця II
Методы
****""
Фяжьгро-
наме
Лдсорб-
Био-
сорбция
Кйвгу-
фастацня
Флота-
ция
Ультра- и
!К"-
рация
. Методы доочисти» городских сточных вон. области испа,
ьзиыния воды н
критерии оценки
Назначение мегом
Снижение со-
единений,
ЧЕСТИ 4110 6*Я-
тсриалыюго аагряз-
Очисти воды
от растворен [I mi
органически* со-
единений. В соче-
мегодами — полу-
ного качества
Очистке воды
от биологически
тру д> юс* и сля е м ык
Очистка от
растворенных орга-
ны!. КОЛЛОИДНЫХ
веществ, фосфор-
бактериального за-
грязнение
Очистка сточ-
ных вод от пйверх-
110СГИО- а к тианык
ВСЩССТ1
Деминерали-
зация, полное уда-
Области исполь-
зования до-
очи сцен ной воды
Тоническое
водоснабжение.
сброс я водоемы.
орошение,
пополнение запя-
вод
То же, а так-
же хозяйствен по-
питым** водо-
В системах
п ро ид во детве н -
нога колос на б-
Техническос
водоснабжение,
сброс к водоемы
Техническое
водоснабжение.
сброс ■ водоемы
Опреснение
высоком и иера-
лизоаанных вод
Показатели, по ко-
торым определяют
эффективность да-
04 ИСТКИ
ХПК, БПК. со-
держание взвешеи-
кробное загра!-
ХПК, БПК. со-
де рждн не оргв-
бнохроматиая
окисляемость. сое-
кровное загрп-
ХПК. БПК,
микробное загряз
ХПК, БПК,
окисляемость, со-
держание взвешен-
ных веществ, фос-
фаты, орга-
нический фосфор,
грации коагулянтов
Содержание
ПАВ, ХПК
Сухой оста то*.
содержание оргя-
ничесяих вешестя
Примечание
Пер;д ис-
пользованием
доочнщенные
воды нужно
обеззараживать
Поступа-
ющие на до-
очистку СТОКИ
должны быть
освобождены от
коллоидных ве-
ществ. Перед
использованием
дооч и шейные
стоки необ-
ходимо обезза-
раживать
Перед
использованием
вода должна
быть обехэара-
Добавки
флокуякитов
улучшают
процесс освет-
агуляцни необ-
ходимо приме-
нение песчаных
и угольных
фильтров
Очищенная
флотацией вода
насыщена
кислородом. Пе-
ред использо-
ванием де-
ды необходимо
обеззараживать
Мембраны
да гъ селективно

Продолжение табл. 11.1
Методы
доочистхи
ЭлеКТрО-
ДИвДИЗ
Ионный
обмен
Окнс-
ленне
Назначение метода
н оргзиичеслт ве-
щестя. азоте и фос-
фора, бак те риаль-
иого загрязнен ия,
вирусов, а также
другими методам и
питьевого качества
Де м ииерал иза-
Иия, частичное уда-
ление
единений, микроб-
ного загрязнении. В
сочетании с дру-
подучение воды
Де минерал им
циа, удаление орга-
нически* приме-
сей, соединений
азота и фосфора,
снижение микроб-
ного загрязнении. В
другими методами
— получение воды
питьевого качества
Снижение
орган нческого за-
грязнении, мут-
микробного аягряа-
ненин. Озо-
нирование удаляет
детергенты, запади,
привкусы. В соче-
тании,: другими ме-
тодами — получе
нне воды питье ваш
Области исполь-
очишейной воды
Теиническое
водоснабжение,
сброс а водоемы
Всевозможные
области исполь-
зования воды
Tome
Техническое
водос ивбж е н не,
сброс в водоемы.
снабжение
Показатели, по ко-
торым определяют
эффективность до-
специфическнк
компонентов мемб-
ран, микроэлемен-
ты, микробное за-
грязнение
Сукой остаток.
содержание
органических ве-
ществ, специфиче-
ских компонентой
мембран, микроэ-
лементы, микроб-
ное загрязнение
Сухой остаток.
м и* реале ме нты,
специфические ве-
щества ионообмен-
ных смол, микроб-
ное загрязнение
ХПК. БПК. со-
держание
органических ве-
ществ, мутность.
цветность, ми* ров-
ное загрязнение,
остаточные количе-
ства окислителя
Примечание
стью, высокой
скоростью
фильтрации,!
ккичеоюй и ме-
ханической
прочностью. П
ри получении
ВОДЫ ДЛЯ ПИТЬЯ
используются -
ме мбра и ы, допу
применению а
водоснабжении
Из воды не
удаляются
химические ве-
щества не> юно-
генной природы.
требуется обяза-
тельное обезза-
раживание до-
о чищен ныл сто-
Требуется
обязательное
<Ууг^у>я живай
ие доочнщеииых
стоков. При
получении воды
питьевого каче-
ств* использу-
ютса смолы, до-
пущенные к
применению а
водоснаб ше ни и
Исходная вода
должна Быть
очищена от взве-
шенных веществ
н растворенных
газов. Особое
внимание следу-
ет уделить опре-
делению иедо-
окнелениык
продуктов
органической
пни роды
154

Продолжение табл. Ill
Методы
воочнсткн
Биологи-
ческие
Назначение металл
Окисление орга-
нических веществ.
обогащенные раст-
воренным кислоро-
дом, снижение со-
держания аэвешен-
соединеннй йота,
фосфора и других
биогенных эле мен-
п. .к.робноп я-
грязненив
Облает исполь-
зования пр-
очищенной ВОДЫ
Сброс я аодо-
■одоснабиенне,
орошение, no-
подзем ных вод
Показатели, по ко-
торым определяют
эффективность до-
КПК. БПК. раст-
воренный кисло-
род, азот, фосфаты,
органический фос-
гряэненне
Примечание
Исходив в вода
должна быть
биохимически
очищена
дана я табл. 11.2, а остальные технические данные приведены
■ S 5.3, табл. 5А. Схема аналогична микрофильтрам.
Скорость фильтрации составляет до 100 м/ч, размер ячеек
барабанной сетки от 0,3x0,3 до 0,5x0.5 мм. Снижение содержания
загрязняющих веществ по взвеси 20...25%, по БПКполи 5 ... 10%.
Очистка сетки производится периодической промывкой водой,
прошедшей барабанные фильтры под давлением 0,15 МПа с числом
промывок 8 ... 12 раз я сутки, продолжительностью промывки 5 мнн,
расходом промывной воды 0.3... 0,5% расчетной производитель-
ности барабанной сетки. Промывная вода после БСБ подастся в
голову сооружений перед первичными отстойниками. Включение
и отключение БСБ на промывку производится автоматически в
зависимости от перепада уровней воды в барабане и камере, где
установлена БСБ.
Таблица 11.2. Прокаводиттсдьиость типовых сетчатых фильтров, м /с
Тип фильтра
Ммх-рофнльтр МФБ
ДМ ядочнетти
Барабанная сетка БСБ
КМ механической
очистки
Барабанная сетка БСБ
перед фильтром до-
ОЧИспн
Типоразмеры барабанов, м
1,5*1,11
0.1
0.35
0,42
1,5*2,8
0.16
0,55
0.62
1,5x3.7
0.21
0.75
0,84
Эа2.В
0.4
1.15
1.5
3x3,2
043
1,65
2
3x4.6
0.66
2.1
W
2SS

барабанные сетки размещают в отапливаемом и вентилируемом
здании с температурой воздуха до 16° С. Здание барабанных сегщ
обычно совмещают со зданиями насосных установок, обеспечивши гн
возможности самотечное поступление сточных вод на фильтры
Микрофильтры типа МФБ для доочнеткн биологически очинён-
ных сточных вод применяют в тех случаях, когда по условиям cfipocj
в водоем или использование в производстве допустима меныиа!
глубина доочнеткн оо сравнению с достигаемой на песчакщ
фильтрах. Технические данные мнкрофильтров приведены в иГу.
11.2 н гл. 5, схема — на рис. 5.12.
Скорость фильтровании составляет 15... 25 м/ч, размер ячеек
фильтрующего полотна АО... 70 мкм. Содержание взвешен иы1
веществ в исходной воде должно быть не более 40 мг/л. При игам
достигается эффект очистки по взвешенным веществам 50...60% н
по БПК.илн 25...30%.
Очистка фильтровального полотна производится непрерывной
промывкой водой, прошедшей мнкрофнльтраиню. Расход нромынной
воды составляет 4% расчетной производительности микрофнлыр.1 с
Таблица 11.1 Число реэерммж фнльтро*
Барабанные
фильтры
Мнкрофилътры
ч™
•*"'
До 4
Самой 4
ремра-
[
2
фнльтры
Барабанные сети
Число
р.6™
До 6
ре.,,-
2
диаметром барабана 1,5 и 3% —для установок с диаметром J u.
Регенерации загрязненной мнкросетки происходит при скорости
истечения струн промывной воды 1 ... 1,5 м/с и при напоре воды в
промывном устройстве 0,06. ..0,12 МПа.
При проектировании станции доочнеткн сточных вод метолом
аэрации н фильтрации по ступенчатой схеме в качестве первой
ступени доочнеткн могут быть применены микрофильтры. В jtom
случае на «торой ступени после микрофильтров применяют
аэрируемые фильтры. Число резервных барабанных сего», и
мнкрофильтроР принимают по табл. 11.3.
ИЛ. Фильтры с зернистой нагрузкой
Ддя доочнеткн рекомендуются фильтры следующих конструк-
ций: однослойные, двухслойные, каркдено-засыпные, аэрируемые и
с плавающей (пластмассовой) загрузкой. К инструкция однослонм'"
256

Чр-ф
Г не. li-l.CntMi станции доачнсткн сточных юл с
фильтром пнем;
I-арканы* рахршурч: 2-июкшсгшнла.З — fefauuHuion
Рис,
прогни
ром мы
шш
Г"
■*^&
и Двухслойны к фильтров аналогична фильтрам, применяемым в
водоснабжении (см. § 6). Основные технические параметры работы
фильтров доачнсткн городских вод после биоочистки приведены в
табл. 11.4. Расчет конструктивных элементов фильтров проводится
<5Ргласно § 6.5. Введение коагулянтов (сернокислый алюминий)
^гРед фильтрами позволяет дополнительна снизить содержание

То&ащьэ 11.4, Тсипчксмае параметры работы фаиплря доочястм
Фильтр
ОдмослоАиыД
/леллоасринс-
гый с под»чей »-
аы скриу аннэ
Однослойный
крупиохрнме-
тнсподачеДао-
лы оерку вниз
ЛауаслоДный с
подачей мды
Ккрякно-М-
сыпной (КЗФ)
Параметрм фильтрующей а» грум и
фильтру-
ющий ма-
териал
Кмфи^шй.
Поддар» и-
мющме
ело*—гра-
1ИЙ
Гранитный
Антрацит
КмрцоаыА
песо»
Подпержнм
юынсслои
— грааий
Кмрцмый
песок
грану аеммтрическаа *а-
раатфрнгтмм мгруагн
миии-
^Г
1.2
2
I
10
20
3
1.2
0.7
г
5
10
20
О.В
«* «СИ-
На 1
2
5
\0
20
40
10
2
1.6
S
10
20
40
1
Я1КН-
U -U7
£
5J
—
Е
—
"--
I.2..I.S
0,1 Я. .0.2
&3!
1.2
0,4... 0,5
0.6... 0.7
Й*-.:Л?
й:::И
Н
0,9
Скорость
прм режиме
нор-
X"
6.7
16
7...В
to
фор-
=
TTI
IB
»...
10
IS
Характер и
ннтенсна-
Ьядуи
(IS..20)
Воздух
(IS ... 20) и
вода (3 ... 5)
ВодаСТ)
Воаду» (1ь)
Воаду* (16) и
■ода (10)
Вода (15)
Вода (14...
16)
Воздух
IM ... 16) м
вода (6... S)
Про-
должи-
тельность
этапа
про-
2
10 ... 12
6. ..В
3
4
3
10... 12
S...7
Эффеяточясткн, V.
поБИК
S0 .60
35 ... 40
60... 70
70
№ «ме-
шенным
«вщвст-
70... 75
45..50
70... 80
70... №

Продолжение табл. 11.4
—
Филы» ОКСИ-
ПОР
ФкЛьТр С MIU-
ющвй (паастмас-
соаой) эагеумой
ФПЭ-4
Гидроавтомат и-
чсский фильтр с
пламеней аа ■
тотакой ЛФПЗ
Параметры фильтрующей аагруми
ушциА ма-
териал
Каркас —
фаамй
Надроб-
ленный яе-
Пмкран-
ааюшнй
слой— »ра-
*МЙ
Гранулы
стирол*
Грамй Гра-
нулы пено-
подмтрола
гра ну лометри ческа* ха-
рактеристика эагругки
мини-
1
40
J
(0
S
4
3
1
0.3
30
4
0.8
"адГ-"
40
60
10
10
13
6
3
3
40
10
1.3
"™.
1.3
груакн.н
1,8
0.1
1,3
0.4
0.1
0,1
0.1
0,3
0.4
0,25.. .0.3
0.3
0,9
Скорость
ЫИИ1.М/Ч.
при реямие
"ном
3
10
10
а
13
фор-
аан-
3
11
13
10
ю
Характер н
HHTCHCH1-
33*
Вода (14 ...
Вода (14 ...
16)
Вода (101
Вода ()0>
Вода (10)
Вола (13)
Про-
ностьэта-
Э
7
4...6
4.-6
4..6
2
Эффект счисти к, %
поЕПК
so
60.. .80
60-.70
SO
60...73
поми-
■е шест-
ым
90
70..90
70...90
80...«
№...93

органических, взвешенных веществ и общего фосфора. Схема стаи они
доочистки сточных вод с фильтрованием дана на рнс. 11.1.
Максимальная концентрация взвешенных вещестп в сточной воде на
входе в фильтр 20... 30 мг/л. Все фильтры располагают в
отапливаемых зданиях.
Каркасно-засыпной фильтр (КЗФ) является раэновилностью
многослойных фильтров. Схема дана на рис. 11.2. Потери напора
приведена на рис. 11.3. Расход
воздуха на аэрацию 3 м /м сточных вод в I ч, продолжительность
фильтроцнкла 24 ч.
Фильтры с плавающей загрузкой ФПЗ-3 и ФПЗ-4 обеспечивают
такой же эффект очистки, ках и фильтры с двухслойной загрузкой.
Как фильтрация, так и промывка загрузки проводятся в нисходящем
потоке яоды. Потерн напора при фильтровании составляют 1,5 м.
Максимальный уровень волы (УЗша*) к концу фильтроциклп
составляет 1,5 ... 2,0 м выше поверхности загрузки, а минимальный
(УВт|п> в конце промывки 0,5 м. Продолжительность фильтроциклп
12...24 ч.
260

Гидроавтоыатическмй фильтр с плавающей загрузкой (АФПЗ)
представлен на рис. 11.4. фильтр включается в работу в момент
наполнения корпуса исходной водой до отметки Zcp. После удаления
воздуха из сифона фильтрата и при условии погружения воздушной
трубки под уровень воды в
сифоне опорожнения сифон
фильтрата начинает работать
как сифон. Уровень воды в
фильтре периодически авто-
матически падает, загрузка
оголяется и аэрируется, а
затем фильтр вновь заполня-
ется водой и т. д. С накоп-
лением загрязнений в
фильтре уровень воды
поднимается до отметки 2тв1,
и фильтр выводится на про-
мывку. Продолжительность
фнльтроцикла составляет 24
...72 ч.
Достоинством фильтров
АФПЗ является простата кон-
струкций, отсутствие промыв-
ных насосов и
за порно-регулирующей арма-
туры при высоком эффекте
очистки.
При биологическом обра-
стании фильтров с зернистой
загрузкой, их необходимо периодически (примерно один-трн раза в
месяц) промывать хлорной водой. При этом раскол хлора должен
составлять 150... 300 мг/л, а время воздействия — 24 ч.
11.4. Гнпарфнльтрацнонныв н элактродналнзаторные
установки
Ультрафильтрацня — мембранный процесс разделения растворов,
осмотическое давление которых мало. Метод используется при
Отделении сравнительно высокомолекулярных веществ, взвешенных

1.5. Схема успноаси циркуляционного
if концентрирования (.точных воя-
частиц, коллоидов и проводится при давлении 0,2... 1 МПа.
Характеристика ультрафильтрациокнык ацетатных мембран (УAM)
приведена и табл. 4.5. Срок службы мембран I ...2 года.
Наибольшее применение нашли аппараты типа «фильтр-пресс» с
плоекок а мерными фильтрующими элементами и аппараты с ыемб-
рэнаин из полых волокон
малого диаметра (45...
200)10 ,0 ы. Схемы работы
аппаратов могут быть
одно- и многоступенча-
тыми <рнс. IU). В двух-
ступенчатой установке на
1-й ступени осуществляет-
ся процесс кон-
центрированна, а на 2-й
— доочнетка фильтрата с
целью его повторного
использования. В СНГ вы-
пускаются ультрафкльт-
рационные установки на
полых волокнах УПВ-б,
производительностью по
фильтрату 1200 л/ч,
максимальное рабочее дав-
ление 0,15 МПа, площадь фильтрации 6 м .
Из сточных вод, подвергаемых ультра- и гнперфнльтрацноннон
очистке, должны быть удалены взвешенные вещества. Кроме того,
гнперфнльтрацию не рекомендуется применить для очистки сточных
вод, содержащих сульфат или карбонат кальция, которые в процессе
концентрирования могут образовать пересыщенный раствор. Выпа-
дение CaCOj может быть предотвращено путем подкислен ия
обрабатываемой воды до рН-5,5...6 или введения в нее полифос-
фатов 20 мг/л.
Гнперфнльтрацив (обратный осмос) — процесс разделения раст-
воров фильтрованием через мембраны, поры которых диаметром
около 10" м пропускакгт молекулы воды, но непроницаемы для
гидрзтнрованных ионов солей или молекул неднесоцнировакных
соединений. Давление гиперфнльтрационных аппаратов при концен-
трации солей 2 ... 5 г/л составляет 0,1 ... 1 МПа и при концентрации
солей 20... 30 г/л — 5... (0 МПа. Толщина мембран 0,1 ...0,2 мкм.
Их характеристика дана в табл. 11.5.
На рис. 11.6 приведена схема аппарата типа «фильтр-пресс*. Он
состоит из плотно сжатого между двумя металлическими фланцами

Ы*(м ълмбрыы
МГЛ-80
МГА
ЫГЛ
МГА
УАМ
У AM
УАМ
УАМ
УАМ
УАМ
90
95
100
50М
LOOM
150М
MOM
эоом
5О0М
Таблица /7 J. Хлригсряыяи иембран
Прошводшель-
600
350
250
150
К. .58
SS..2»
230- W0
504... 1370
920... 2*50
1730
С£ЛССТНМЩ)СТЪ,
ю
90
«5
<ги
—
—
—
—
—
—
Средний
лмжтпор,
10 и
_
—
—
—
50
75+25
I25±2J
175 + 25
250±2J
300
Пористости, У,
75±3
75 ±3
75±3
75±3
75±3
75±3
75±3
75±3
во±з
Ю±3
набора плоских фильтрующих элементов, чередующихся с тонкими
пароннтовыми прокладками. Фильтрующий элемент представляет
собой опорную вииипласговую
пластину со щелью дло отвода
фильтрата, покрытую с обеих
сторон дренажной сеткой и
мембранами. В СНГ выпуска-
ются установки УГ-1 и УГ-10
с аппаратами типа «фильтр-
пресс* для опреснения солоно-
ватой воды производительно-
стью по фильтрату соответст-
венно I и 10 м /сут.
Электродиализ — процесс
сепарации ионов солей, осуще-
ствляемый в многокамерном
мембранном аппарате {элект-
родная изаторе) под действием
постоянного электрического то-
ка, направленного перпендику-
лярно плоскости мембран.
Мембраны изготовляют в виде
гибких листов прямоугольной
формы и в виде рулонов из
термопластичного полимерного
связующего (полиэтилена,

полипропилена и др.) и порошка ионообменных смол (КУ-2-8,
ЭДЭ-10П и др.).
Отечественные электроднаяизны с аппараты подразделяют на
прокладочные н лабиринтные. Характеристика электродиалиэнык
установок приведена в табл. 11.6. Срок службы мембран составляет
3 ... 5 лет. Оптимальная область применения электрод нал иззторов —
при концентрации солей в сточной воде 3...8 г/л.
Направляемая на установку вода должна при нейтральном рН
отвечать следующим требованиям: содержание взвешенных веществ
<U мг/л. жесткость общая <40 мг-экв/л, железо общее <0,05
мг/л, марганец <0,05 мг/л. В опреснительных электроднаянзных
установках применяют различные схемы. При суточном расходе
сточных вод более 300... 500 м считается целесообразным приме-
нение технологических схем прямоточного типа.
Полученные в результате гиперфыльт рации или электроднзлнза
концентрированные остаточные растворы направляются на регене-
рацию для извлечения и использования ценных примесей.
11.5- Установки пенной флотации
Пенная флотация используется для доочнеткн биологически
очищенных городских сточных вод от ПАВ, взвешенных н
органических веществ. Одновременно сточная вода насыщается
растворенным кислородом. При этом содержание ПАВ уменьшается
с 2.-8 мг/л в исходной воде до 0,5... 1,5 мг/л очищенной воде,
снижение взвешенных вешеств составляет 45 ... 55%, БПК5—50...
60%, ХПК — 55 ... 65%. Схема барботажнон установки пенной
флотации приведена на рис. 11.7. Для барботажа применяют
мелкопорнстыс аэраторы. Основные расчетные параметры сооружений
псиной флотации приведены в табл. 11.7. Подбор вентилятора
произнодят по часовому расходу воздуха, поступающего на установку
через аэраторы.
Количество жидкости (пенного продукта) после гашения пены
составляет 0,3... 0,5% объема обрабатываемой возы. Она обрабаты-
вается совместно с осадком сточных вод на вакуум-фильтрах с
последующей термической сушкой. Кроме того, пенный продукт
может быть подвергнут сжиганию или возвращен в аэротенкн (при
наличии биологически «мягких* ПАВ),
Под сооружения пенной флотации могут быть переоборудованы
секции аэротенков или контактные резервуары.
264

Таблица 11.6. Теашиогичеспас:
Показатели
Иромшмитык-
ИОСП. (MP) Г„.ч-
-Зг/л), н /ч
Марка чеьйраи
Размер ченбра-
иы.чч
Числи пар мснб-
piK (ЧИСЛО IfKCXi
Смч соли Hi an-
il» pi Tt м один про-
*w>, %
Давление воды
на мпде в аппарат.
МПя
Потеря давлен и*
рабоче й с «прост и,
МПа
Материал элсит-
рвдоя
Напряжение на
аппарате. В
11рп(лалдчныс ЭДА
"ЭЛУ-50
15.20
МКК-ЮиМАК-Ю
1000x500
300
25.. 30
0.15...0.25
0.05. .0,12
Плвтикирмван-
360...400
JXO-
М5О00»2О0
15...20
МК-40иМА-40
14JOi480
11500.500)
200
40
0.4
0.15
Платнннро-
нли элегтрол-
инй 1рафнт
500
•1'ОЛНИИ-З-
2.4
МК-40нМА-4О
450»480
200
70
0,3
0.25
150
Э-4О0М
1
МК-40иМА «
400x400
200
50
0.25
0,2
ГШтии
400
Лабораторные ОДА
ЭЛУ-2 0ЛУ 51
1,0.. .1,5
МКК-ЮиМАК-Ю
500.500
35
30. .40
0.2...0,3
0.08... 0,1
ироваиный титан
60О5>
'ЗЛУ-1000
ОЛУ-£000>
АЭ-25
2(1.. 25
МКК ЮиМАК 10
1000x500
250
40
0.4
0,25
400

Параметры
Удельный мсхадвоадти ™ ' м воды, м /м
Интенсивность бшрбагш. н /(м -ч)
Протяжигелышстъ бврбопма. юш
Prfnu wwii сям валы, и
Рясшш ипдухл.:
и> оцет фмптрскную амспшу, я/ют
Плотюсть пены, кг/и
Сагпа псиного продута, r/jc
■жшсниые вендетта
ВПК]
КПК
ПАВ
Bejocwa
3,5.4
35
за
3...S
IO0...I2O
10...»
г.\..лА
I.S...4
2.1-5
18. .15
0.3.. .3
11.6. К о агулец наймы* и сорбциониыв установки
Применение минеральных коагулянтов обеспечивает доочистку
биологически очищенных сточных вод от грубоднспсрсных, кол-
лоидных загрязнений, растворенных высокомолекулярных
органических веществ (ПАВ, детергенты и др.), фосфатов, фторидов.
При добавлен ни х минеральным коагулянтам флокулвнтов —
266

органически* полимеров ■ малых дозах (до 1,5 мг/л) — повышается
эффективность коагуляции ■следствие укрупнения хлолье* взвеем.
Использование полиэлектролитов в концентрации 10... 20 иг/л
обеспечивает ту же доочнетку, что и минеральные коагулянты, кроме
извлечении фосфатов н фторидов. Дшы реагентов и эффект доачнстки
сточных вод приведены в табл. 11.8.
Коагуайционные установки состоят из смесителей н сооружений
для осветления воды (отстойники, фильтры, флотаторы или
осветлители). При необходимости создания хлопьев перед соору-
жениями осветления предусматривают камеру хлопьеобразовання.
Продолжительность пребывания воды в смесителе 0,5... 2,0 мин, в
камере хлопьеобразовання — 20 ... 30 мин.
Сорбционные установки применяют при сбросе сточных вод в
водоем на особо охраняемых участка» или при повторном исполь-
зовании сточных вод. Основным сорбентом валяется активный уголь:
гранулированный (размеры частиц более I мы), порошковый
(размеры частиц менее 0,25 мм). Характеристика активных углей
дана в табл. 11.9.
Та&яццп 11.9. Хлрнтсрмсткд аггияньгх углей
-—
АГ-2
БАУ
АР-Э
КАД (иодаг-
кый)
КАД (молотый)
СКТ
Основной
(более 90'/. 1
рамерж-
рен.н**
1...Э.5
1-3,6
2...S
2..-S
0,<И
1J...2.7
Общий
удельный
объем пор.
оЛт
0.6
IJ...2.I
0,6... 0.7
I...I.3
0,12
0.9...I
площадь
поверхности
и ft
33
57
4в
110
М
108
Истинная
плотность.
2
1.3
1,95
2,1
_
—
сметь.
oftr
0.6
и
0.7
1.0
—
а.я»
В процессе адсорбционной доочисткн активный уголь удаляет нз
воды биохимически иеокисленные органические вещества, мнкро-
колнчества ионов тяжелых металлов, радиоактивных изотопов,
хлорида ртуть, солей серебра, хлорида золота, остаточный хлор,
аммонийный азот, бактериальные н другие загрязнения.
Основным критерием адсорбционных свойств адсорбента является
изотерма адсорбции, определяющая зависимость активности адсор-
бента от концентрации адсорбата в условиях равновесия при
постоянной температуре.
Эффективность сорбции увеличивается с повышением концент-
рации сорбируемых веществ в исходной воде и с уменьшением
температуры воды.
Применяют адсорберы двух типов — с движущейся н не-
подвижной загрузкой. Типичные схемы работы адсорберов приведены
2Ы

Таблица П.В. Дозы реагента я эффект доочяст сточных аод
*—
Al;(SO,)j
Fe;(SO.)j нлн
FeClj
Alj(SO,)j
Fej(SO«)j
Дсоа реагента,
мг/л
1...2AI34
4. ..7
ЭО.ЗЗА!3*
70...85 Fe3*
Параметры и
п&яааателн
Взвешенные
ХПК
БПК
Р043"
Ммирооргя-
ПАВ
Цветность
Взвешенные
ХПК
БПК
го.*
Мнкроорта-
ПАВ
чести воды
OWT.H, %
9S .100
24. .40
20...40
25.. 50
25...90
35 .40
50
60...80
25. ..40
25...40
80.. 96
35...4Й
рН
6.7...7.5
6,7... 7.5
6,2..aj
c^»«».
Фильтр (смеситель
и камера хлопьеобра-
ммкиа отсутстауют)
Тоже
ОтстоЙние нлн
флотатор, либо
п~
Необходимо добав-
лять 0.5. ..1.0 мг/л
флокулантв
Тоже

ПродолжениетаВл. Il.i
CatOHh
Катмонные
op гни и чес к не
полимеры
ЗОО.ЗООСаО
4О0...50ОСйО
10...20
ХПК
ро.3"
БПК
Цветность
вещретва
ХПК
ро.3
БПК
Цветность
Мнкгоорганш-
ХПК
БПК
Мй!рооргвниз-
25...30
70...»
23...30
50.. .60
70..80
30.. .40
70...»
30
S0...60
30.. .60
25...40
25...40
25...30
9...9J
11...11.5
6.5..7.5
Тоже
Фильтр (смеси-
тель и камера хлолье-
обраэманиа отгутст-
Добааляется FeClj
(20 мг/л > ифлокулянт
<0.5...1,0мг/л> "
Примечания: I. При использовании 30 ... 35 мг/л AJ и 70 ... 85 мг/л Fe обеспечиваете а указанный максимальный эффект
очистки; для полу чей и и эффекта очистки, например, в 1.5 ... 2 раза меньшего, доза коагулянт» AJ * или Fe * перед отстойниками может
быть снижена до 15 мг/л. 2. Высокая стснень извлечения фосфатов обеспечивается при соотношении А1 : Р—3 ... 4 или Fe : Р—2,4 ... 2.7.
3. Применение FeSO* при рН-12 обеспечивает тот же эффект очистки, что и при рН^ ... 6,5.

на рис. 11.8. Адсорберы с движущейся загрузкой применяют на
станциях небольшой производительности при малом содержании
взвешенных веществ в исходной воде. На крупных станциях
применяют открытые угольные фильтры с высотой загрузки 1 ... 2 м
и крупностью зерен 0,8-.5 ы. Скорость потока воды 4... 10 м/ч.
Потерн напора составляют 40 ... 60% высоты загрузки. Ориентировоч-
но принимается, что I кг угля снимает около 0,5 кг загрязнений,
■аемых по ХПК.
Сорбционкая очистка может быть регенеративной (извлеченные
вещества утилизируются) или деструктивной (извлеченные вещества
уничтожаются). Для регенерации активных углей используют
термические, химические нлн биологические методы.
Легколетучие органические вещества удаляют высокотемпера-
турной десорбцией воздухом (120... 140°С), паром (200... 300°С) нлн
дымовыми газами (300 ... 500°С).
При химической регенерации органические соединения удаляют
промывкой растворами кислот или щелочей.
Биологическая регенерация состоит в биохимическом окислении
органических веществ в течение 10 ... 20 ч.
В бносорберах сочетаются биологический н сорбцнонный методы
очистки, происходящие *о взвешенном слое активированного уг-
ля.Схема установки дана на рис. 11.9. Резервуар заполнен двумя
слоями сорбцирующея загрузки: нижний слой псеядоожнженный,
верхний — уплотненный. Движение воды — снизу вверх. Скорость
движения воды в нижнем слое 9 м/ч, в верхнем 3... 5 м/ч. По
данным ВНИИ Воягсо (Швецов В. Н.) окислительная мощность
биосорбера по БПК в 1,6... 1,8 раза и по ХПК 4 ... 6 раз выше
окислительной мощности аэротенка. В бносорбере активированный
уголь не требует отдельной регенерации.
по

=Г=т
ытыым<ыштш
iiJ. Ионообмм
i установки
Ионообменная сорбииа — процесс обмена между нонами, нахо-
дящимися в сточной воде н ионами, присутствующинн на поверхности
твердой фазы — яонита. Метод применяют для глубокой очистки
сточных вод от минеральных н органических ионизированных
соединений и обессоливай к я с целью повторного использование
очищенной воды. Сточные воды, подаваемые на установЕу, не должны
содержать: солей—свыше 3000 мг/л. взвешенных веществ—свыше
8 мг/л, ХПК не должна превышать 8 мг/л.
В качестве ыоинтов применяют неорганические природные н
асжусствсныые алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных
металлов, также кониты, полученные химической обработкой угла.

целлюлозы и лигнина. Основными ионитами являются синтетические
ионообменные смолы.
Рэалнчают следующие виды ионитов: сильнокислотные катнониты,
слабокислотные катнониты, нониты смешанного типа.
В табл. 11.10 приведена характеристика некоторых ноинтов.
7ай1ицд 11.10. Характерна w ta ионитоа
Иоиигы
Катион ты
Сульфауголь СМ -1
СульфаугапьСК-1
Квтнонкт КУ-1
КвгноиитКУ-2
Ли нониты
АН-2ФН
АН-18-8
ЛВ-17-8
Гв1М£р 1й(*еИ.
0.3.-.0.1
0.5... 1,1
0.3... 1,5
0.3..Л
0.3..1.6
0,3 -l.fi
0.2. .0,8
Обменная енметь, г-экв/м
роыинн
2J0
200
300
800
нрн N«-
еатнонн-
роынни
4О0
350
300
800
HOSO/-
700
1000
800
Процесс нокиого обмена, включающий чередующиеся стадии
сорбции и регенерации ионитов, осуществляется в аппаратах
(фильтрах) периодического или непрерывного действия. В напорном
фильтре периодического действия высота слоя ионитэ составляет
1,5... 2,5 м. Скорость фильтрации 8...20 м/ч. Регенерации
катионитов осуществляется промывкой кислотой (Н-катионнт) или
раствором поваренной соли (Na-катионнт).
Для удаление аммонийного азота целесообразно применять
природный ионообменный материал — клинолтилолнт, который
относится к классу цеолитов. Перед очисткой на клнноптилолнтовых
фильтрах из сточных аод удаляют взвешенные вещества. Обменная
емкость загрузки клиноптилолита составляет 7 г NH */кг илн 300
r-эка Н\\л /м . Высота загрузки не менее 2 м, скорость фильтрации
5..-7 м/ч. Допустимая в исходной воде концентрации аммонийного
азота не должна превышать 50 мг/л. Эффект удаления его на
кл и ноптклолитовых фильтрах составляет 90... 9"7%. Для регенерации
этих фнльтроа используют 5... 10%-ный растаор хлористого натрия,
удельный расход соли 880 г/г-экв обменной емкости (15-кратный
избыток). Продолжительность регенерации 1,0... 1,5 ч, после чего
загрузка отмывается водой в течение 1 ..-2 ч, удельный расход воды
4 ... 5 м /м загрузки.
Отработавший реге нерацион и ый раствор с целью повторного его
использования восстанавливается отдувкой аммиака воздухом н
щелочной среде. Расход щелочи для доведения рН до 10,6... 10,7
272

составляет 8 г/г-экв обменной емкости, расход воздуха для отдувки
— 4000 м /м раствора. Выделяющийся из раствора аммиак следует
поглощать раствором серной кислоты, в результате чего образуется
сульфат аммония, который может быть использован в качестве
удобрения. На рис. 11.10 приведена схема лоочистки сточных вод
от аммонийного азота.
11.8. Установки окисления
В качестве окислителей используют озон, хлор, диоксид хлора,
перманганзт калия н др. Озонирование при доочнсгке сточных вод
применяют для доокислення органических веществ, дезодорации,
обесцвечивания н обеззараживания.
10— 1 м 273

Описание озонаторов для производства озоно-воздушной смеси
приводится в § 7.3, там же даны параметры процесса озонирования.
При использовании хлора при окислении дли снижении ХПК на
1 мг/л теоретически требуется 4,43 мг/л хлора. Хлорирование
увеличивает иа 20% содержание взвешенных частиц в воде за
счет перехода некоторых растворимых соединений под действием
хлора в суспензированное состояние. ВПК; снижается в среднем
на 35%.
11.9. Усгвновии обеззараживания сточных вод
Обеззараживание производится хлором, гипохлоритом натрия,
получаемым на месте в электролизерах, или прямым электролизом
сточных вод. Производственные сточные воды иногда обеззараживают
озоном.
Расчетная доза активного хлора принимается в зависимости от
предшествующей очистки сточных вод; после механической очистки
— 10 мг/л; после механической очистки при эффекте отстаивания
свыше 70% и неполной биологической очистки — 5 мг/л; после
полной биологической, физико-химической и глубокой очистки — 3
мг/л.
При этом в обеззараженной воде после биологической очистки
содержание кишечных палочек должно быть менее 1000 в I л, а
уровень остаточного хлора не менее 1,5 мг/л при времени контакта
30 мин.
Комплекс сооружений для обеззараживания состоит из установки
для хлорирования, склада хлора, смесителя и контактного резервуара.
Хлорное хозяйство должно обеспечивать возможность увеличения
расчетной дозы хлора в 1,5 раза без изменении вместимости складов
для реагентов.
Установки для хлорирования аналогичны установкам, применя-
емым для обеззараживания природных вод (см. § 7.2). Здания
хлораторных с хлораторами типа ЛОНИИ — 100 К, объединенные
со складом хлорз, имеют в зависимости от производительности по
хлору следующие размеры (табл. 11.11).
Таблица 11.11. Размеры моратории»
Расход тора,
кг/ч
2
5
12.5
Размеры манна, и
6x12
12x12
12к1Й
Расход хлора,
кг/ч
20
2S...3Q
50
Размеры алаиия, м
[2*27
|ЬЭ0
12x36
Смесители подразделяют на три типа: ершовые (при расходе
сточных вод до 1400 м /сут), типа лотка Паршаля (рис. 11.11 и
табл. 11.12) не пневматическим или механическим перемешиванием
274

Тобмща 11.12. Размеры смесшелейтпалоплПарашм. м
Пропусков
1.4..«.2
4,2..Л
7- .32
32.. -80
№.. -160
160..-280
*
1.15
1.35
1.475
1,73
1.73
1.995
в
0,3
0.45
0.6
0.9
1,2
1.5
С
0.55
0.55
0.S
1.3
1,3
1,8
D
0.78
0,78
1,08
I.6S
1,68
2,28
£
1.32
1.32
1.45
1.7
1.7
1.95
На
0,29
0.40
0.65
0.61
'
'
Н'
0.26
0,38
0.6
0.59
0,8
0,85
Н
0.32
0,42
0,66
0.63
'
1.15
L
5.85
5,85
6.1
6.6
6,6
7.1
Г
1.7
<
7.4
7,4
8,9
10,2
/
4.7
7
'■
"
12,5
14
/"
7,17
9,47
13,63
13,97
14.97
15,3
Ь
0.23
0.23
0,5
'
'
1.5
Примечание. Размеры И, Н'. Нл, I. /' определены дла максимального расхода ■ указанных диапазонах пропускной способ-

в виде емкости (время пребывания при максимальном расходе
10... 15 мин).
Контактные резервуары проектируют в виде не менее двух
отстойников без скребков на время пребывания сточных вод 30 мин.
При этом учитывается н врена протока сточных вод в выпуске.
Размеры типовых контактных резервуаров приведены в табл. 11,13,
Рис-11.И-Оеоледь mm чок* Парти»-.
«виде! рапттк J —topno——;Д--ет»импий||««|т*К7—от«я
Ta&uuip II. Ц. Теккнчеои* ираперистпа вокпетнш резервуаров
Лропусснйв
способность,
тьи:. н /сут
35
50
50
70
70
100
140
200
Pi счета uf
972
1350
1312
1729
IS43
2534
3200
4200
Число отае-
Раамери отделение, н
ширин.
6
4
6
алии.
II
24
18
30
г4
33
36
48
глуби.*
3.2
3,2
3.2
3.2
3.2
3.2
3,3
3.3
а схема — на рис. И.12. Интенсивность аэрации для барботажа во
время удаления осадка 0,5 м3/(м3ч). Влажность удаляемого осадка
98%. Количества осадка после механической очистки —1,5 л/м
сточной воды, после биологической очистки — 0,5 л/м , Осадок
удаляется раз в 5... 7 сут перекачкой его в начало очистных
сооружений-
276

;Ш^
ГЛАВА 12
СООРУЖЕНИЯ ОЬРДЬОТКЫ ОСЛДКО* СТОЧНЫХ ВОД
12.1. Виды и свойства освдиов
Осадки сточных вод представляют собой примеси а твердой фазе,
выделенные из воды в результате механической, биологической и
физико-химической очистки или сочетания этих методов очистки
стоков (табл. 12.1».
Основные свойства осадков (формы связи воды, удельное
сопротивление, пластичность, вязкость, а также химические н
фишко-механические особенности! во многом зависят от влажности,
которая в исходных осадках обычно находится в пределах 99,7...

Таблица 12.1. Виды оселков
Группе
месей
1
U
III
IV
V
V)
VII
VIII
IX
Классификация осадков
Оспин грубые (отбросы)
Осадки первичные, сырые, выделенные из
стачной воды в результате механической
очистки и не подвергнутые обработке
Осадки вторичные, сырые, выделенные из
сточной воды носле биологической и фнзнко-
х ими ческой очистки
Осадки сброженные, нрошедшие обработ-
ку в анаэробных перегнивателях. или осадки,
стабилизированные в аэробных стабилизато-
рах
Осадки уплотненные, подвергнутые сгу-
щению до предела текучести (до влажности
«...Я1%)
Осадки обезвоженные, подвергнутые сгу-
щению до влажности 80..-40%
Осадки сухие, нодверпгутые термической
сушке до алажностн 40...5%
Сооружения и оборудование,
задерживающие осадки или
обрабатывании не ик
Решетки, сита
Песколовки
Жироловки, отстойники
Отстойники первичные,
осветлители
Отстойники агоричные, фло-
Септики, двукъарусные
отстойники, осаетлителн-
нереп1нватсли, метатонкн.
аэробные стабилизаторы
У плотни (ели, центрифуги-
уплотнители, сепараторы
Иловые площадки, вакуум-
фильтры, центрифуги, фильтр-
прессы, шкекоаые прессы н др.
Сушилки; барабанные, валь-
встречнымн струями, камерные,
90%.Различают три формы связи воды с твердыми частицами в
осадке: свободную, коллоидно-связанную и химически связанную.
При удалении из осадков свободной воды объем изменяется обратно
пропорционально содержанию сухих веществ и может быть определен
по формуле
v1=v1noa-it',j/(ica-ji'-1), (12.1)
где V\t Vi — объем соответственно первоначальный и измененный,
м ; НУ,, W}— влажность соответственно первоначальная и изменен-
ная, %.
Формула (12.1) может бнть использована при нлэжностях более
70... 80%.
Удельное сопротивление. Одним из показателей интенсивности
обезвожлваиия суспензий является удельное сопротивление осадков
фильтрации. Чем больше удельное сопротивление, тем хуже
фильтрация и обезвоживание. Удельное сопротивление можно
уменьшить обработкой осадков химическими реагентами, воз-
действием теплом пли холодом.
278

Таблица 12.2 СшЫкпл осадков, городских етачнык юл
Тип осадков
Сырой
ОСИ ДО К
первичны*
отстойников
Сброжен-
ный осадок
первичных
0ТСТОЙННК0Н
лоТн«Ш "
Сырой
ВКТМ1ИЫЙ МЛ
tynjanimH-
нмй)
С6рояч?н-
МфиЛЬНЫ!
у сломи ад
Смесь.
осади
первичных
ОТСТОЙНИКОВ
ила (уплот-
ненный)
То же,
сброженный
фильных ус-
То же,
сброженный
фильных ус-
Аэробно
стабклнзн-
роыпный
активный ili
(уплотнен-
ный)
нос... X
«...97
93...9ft
9Т
94...9ft
93. ..97
«.-98
96...97
97
Количество осадка
на 1 чел/сут
сухое ы-
25..40
30
20...32
15...25
45.-.70
Э0...45
30...45
15..25
объем
гоосад-
0.5 .0.8
0,4...0.7
0,7...1.1
0,3. .0,6
0.6...2.3
0.4...2.2
0.73...1.5
0.3. ,0.6
Удельное срироти
л10-ГО.см/
исход-
ный оса-
док
50... 500
350...I80Q
150...5000
2300
2O0...I2OC
1200...
1600
I4O0...
10000
4000...
6000
после ко-
агуляции
5 .40
10.. .60
10. .50
150...200
_
_
_
вление
после
промер-
!0
15
1
—
—
—
—
—
Золь-
SE
7.
15...30
35
20.. 30
35..40
20...30
35...40
40
30...35
279

»,teKi№JfeT-«'-f1
IHtopipHMtotuu utafot I У V I СВглии epiBHuviti
Cwowc
ficvu с пстбдо
twt*
CV**e
Ж
дав давлением' ,.„ „ ,
млпечные тилипвы тяроивмв
вш^шр- яв(еш Асиствуяши!
под оаиццмо/! центрифуги
двйщоьбщиссй Фильтры
to с/поящим палит- |
ни* с пвостилого I
todeo'Q-<ut '0. бЯЬ'*
JL^
_ jffiS&w,-.
_У
гнс. 12-1- Методы обработки осадков и ик

Некоторые данные по свойствам осадков городских сточных вод
даны в табл. 12.2.
Методы обработки осадков и их взаимосвязь приведены на рис.
12.1 (С. В.—сухое вещества, Б. В.— доли беззольного вещества в
составе сухого вещества).
12.2. Илоуплотннт«пн
Уплотнение — наиболее простой и распространенный способ
уменьшения объема осадков, обеспечивающий повышение
производительности последующих сооружений по обработке осадков.
Влажность осадков после уплотнение должна обеспечивать их
свободное транспортирование по трубам. На уплотнение поступают
осадки из первичных отстойников, избыточные активные клы, смесь
осадка первичных отстойников и избыточного активного ила, пена
после флотационной очистки, осадки и клы после стабилизации.
Таблица 12.1. Параметры гравитационных мло уплат «пел ей
Характер ила
Иловая смесь из язро-
тенкоя с концентрацией
1.5...3г/л
вторичны* отстойников с
конце нтрлиней 4 г/л
отстаивания •эротенвоЕ-
отгтойникоа при жоицеит-
рацнн 4,5...6,5 г/л
Смесь оидса
первичных отстойников н
Влажность уплотнен'
П роаояж нтсльн ость
уплотненна, ч
Тип уплотнителя
-=Г
48
«
93...45
радиаль-
ный
97.3
41.3
47
43...«
вертнквль-
10.. .12
16
7...10
(мдналъ-
5.8
Я.. .11
12. ..15
7...10
отстойной
нснив. мы/с
£0,1
S0.I
<0.3
Илы уплотняют в гравитационных уплотнителях (отстойниках
радиального н вертикального типов), а также во флотаторах.
Гравитационные нлоуплотннтелн могут работать с предваритель-
ной коагуляцией осадков или без нее. Основные данные для
проектирования уплотнителей приведены в табл. 12.3. Типовые
радиальные нлоуплотннтелн имеют диаметр 18, 24 и 30 м.
Радиальные уплотнители оборудуют илоскребамн со стержневой
решеткой для перемешивании осадка (рисю. 12.2). Расстояние между
2Н1

стержнями 0,3 м, частота вращения илоскреба 2... 4 ч" . Число
илоуплотнителей должно быть не менее двух. Сливная вода из
уплотнителей направляется в аэротснкн.
Рис. 12-2. ri^itajihiiMil iuiayiuiuriiiiTrjibci)CiepM;iiiiuin,4eiuuiKoA:
При совместном уплотнении осадка первичных отстойников и
избыточного активного ила последний сначала направляется а
преаэратор, где аэрируется с поступающей сточной водой в течение
5... 20 мни, а затем осветляется в первичном отстойнике и оттуда
смесь осадков подают на уплотнение с последующим механическим
обезвоживанием.
Флотационные илоуплотнители работают по принципу напорной
флотации, Диспергирование воздуха в иловой среде осуществляется
двумя способами: непосредственным насыщением воздухом объема
ила и путем насыщения воздухом рсциркулирующен части осветлен-
ной воды из вторичных отстойников. Конструкция флотационного
илоуплотнителя дана на рис. 12.3. Диаметр круглых флотаторов
выбирается из следующего типораэмерного ряда: 6, 9, 12, 15, 18 и
24. Гидпзвлкческую нагрузку на зеркало воды уплотнителя
Q., м /м .ч, принимают в зависимости от безразмерного критерии
/С, где / — иловый индекс, см /г; С» — истинная концентрация
иловой смеси, подаваемой но флотатор:
Продолжительность пребывания ила в зоие уплотнения 7^-2...
3 ч, в зоне осветления Го -0,2 ... 0,33 ч. Время насыщения жидкости
воздухом а напорном баке 1...4 мин, давление в напорном баке
0,3 ... 0,4 МПа, удельный расход растворенного воздуха 5 л/кг
твердого вещества ила. Необходимое содержание воздуха в иловой
смеси WPt мт/м3(>0,33);
2S2

в схеме с рециркуляцией
»p-MvyaflQfo-l)f{Cty); (12.2)
при непосредственном насмшенин ила воздухом
- ■ Яр-МрПУвР-и/Св. 02.3)
Рис. 12.3. Флотщиониый нглоугшггиитсль конструкцки
ВНИИ ВОДГЕО:
где ft — рабочая глубина флотатора, м; Вг — количества растворен-
ного воздуха, освободившегося при снижении давления из ] л
жидкости, си; Vn—объем рециркуляционного потока, насыщенного
воздухом, м ; V — объем ила, м ; /„ — степень насыщения ила
воздухом в зависимости от давления и температуры, дали единиц
(ср. 0,6); р — давление воздуха, МПа; Со — начальная концентрация
активного ила, кг/м .
Концентрации взвешенных веществ в иловой воде 200... 300
мг/л. Конечная влажность уплотненного ила 94,5...95%.
13.3. Сооружение анаэробного сбраживание
Сбраживание (минерализация) органического вещества осадков в
анаэробных условиях мажет проводиться в двухъярусных отстойниках
(см. § 9.5), осветлителях — перегннаатслях или метантенках.
283

Метантенкн применяются для анаэробного сбраживания осадков
городских сточных -вод на крупных станциях очистки (табл. 12.4).
Условна принято, что распад органических веществ происходит в
две фазы; I) гидролиз сложных органических веществ с образованием
жирных кислот, спиртов, альдегидов и др; 2) превращение этих
промежуточных веществ в метан, углекислоту, а также бнкарбонат-
ные и карбонатные соли.
Таблица 12.4. Классификация истаигенкм но температуре c£pai
Название
Пснхрофи-
льный <6w
подогрев*)
Мезофильный
Термофкль-
1 ступе и* —
мезофильнын
6и подогрей
Температу-
ра. С
10....13
33
33
33
Id...15
Условна применен на и характеристики
О дноступе н чатьк
В районах со среднемесячной температурой "оадухя са-
мого неладного места не ниже —5^ С
Экономически целесообразна при выходе гая более
Юм на 1 н сбраживаемого асалжа; требуется до-
полнительна* дегельминтизация осанка; малое удельное
сопротивление сира жен мою осадка
Большой рас*од тепла: строительная стоимость меньше,
чен при меэофильном режиме: обеспечиваете! де-
гельминтизация осадка: большое улельное сопротивление
сброженного осади
Д1у»ступе я чатые
ниже 6 С снижение объема н влажности сброженного
осадка
Объем истантеаков V, м , определяется в зависимости от
влажности осадка pmud- %, по суточной дозе загрузки Дм, %."
v=MObUi\0avu. (12.4)
где М<Ац— количество осадков, поступающих за I сут в метан-
тенкя, м .
Распад беззольного вещества осадка Ял %, я зависимости от
дозы загрузки
Яг-Яи_-*гд~. (12.5)
где Л|«—максимально возможное сбраживание беззольного вещества
осадка, %\ к,— коэффициент, зависящий от влажности осадка
(табл. 12.5).
284

Тийяцнр /2 J. Мласвмаяька* суточная доза осади городе*** сточньи «од к значение
Режим сбражимкня
Меэсфильный
Термофильный
Мезофильлый
Термофильный
&лжяосп1яп)ужясмогоосал*я, %
93
94
95
Суточная дом загрузли Лм. %
7 1 в 1 в
14 1 16 | 17
Коэффициент*,
1.05 1 0.89 1 0.72
0.455 | 0.385 | 0.31
96
9
18
0.56
0.24
97
10
19
0.40
0.17
Примечание: При наличии я сточныд аоляа пояермюспю-яятияных кшеста
более 5 мг/л суточная лоза и груз» и подлежит уточнению (уменьшению).
Максимально возможное сбраживание беззольного вещества за-
гружаемого осадка R\\m, %'■
R„m = (0<nCfI11+Q1(>2Ct,+QMCprl)\QQ, (12.6)
гае С/*, Ср. Cf*—соответственно содержание жнров, углеводов н
белков (г) на I г без зольного вещества осадка.
При отсутствии данных о химическом составе осадка Riim
принимают для осадков из первичных отстойников 53%, дли
избыточного активного ила 44%, для смеси осадков по средне-
арифметическому отношенню смешиваемых компонентов по беззоль-
ному веществу.
Та6ям1ф 11.6. Выход газа с 1 г различных Dpra ни чесана иществ
Газообразующие элементы
Жиры
Угле иды
Вы код газа на 1 г рас-
павшегося кщества
л
1,25
0.79
0.704
г
1.41
1,06
0.76
Состав газа. %
СНа
6в
50
71
CQj
32
50
29
Средняя
при 20 ,С.
иг/м3
1.05
1.25
1,01
Весовое к сын честно, плотность н состав газа, получаемого при
сбраживании, принимаются по табл. 12.6, а при отсутствии данных
о газообраэующнх элементах 1 г на I г распавшегося беззольного
вещества загружаемого осадка, плотность газа [ кг/м теплотворная
способность газа 21 МДж/м .
285

Конструкции метэнтенков даны на рис. И-4 и рис. 12.5; размеры
приведены а табл. 12.7. В СССР применяются в основном мстэнтенки
с незатопленным неподвижным перекрытием. Круглые в плане
резервуары мстантен ков выполняют из железобетона или стали
Тайлимр I*-?- Конструктивные размеры медекнеов
НоНвр CtpQCKTS.
902-5-38.87
902-5-39.87
902-5-40.87
902-5-41.87
Наао-Курмшда-
Любе рейкой
902-5-18.86
О.м
12,3
14.0
16.6
19,2
18.0
22,4
22.75
НЫЙ
1000
1600
2500
4000
6000
8000
9000
^^ 1
И
1.9
2.35
2.5
2.9
3.15
4.45
4.52
И
5 о
9,6
11,8
12.5
14.7
18,0
16,3
17,88
и
2.15
2.6
3.05
3.5
3.5
3.7
3.62
Строительной
11
i5
652
2035
2094
2520
2700
2000
ll
112
136
174
170
170
с внутренним противокоррозионным покрытием. Число мстантен ков
должно быть не менее двух, при этом резервных емкостей не
предусматривают.
Резервуары рассчитывают нэ избыточное давление газа 5 кПа.
Расположение статического уровня осадка на 0,2 ... 0,3 м выше
основания горловины, а верха горловины — на 1,0... 1,5 м выше
динамического уровня осадка. Площадь газосборной горловины
определяется из условия пропуска 600... £00 м газа нэ I м /сут.
Перемешивающие устройства (механические смесителя, насосы)
должны обеспечить пропуск всего объема сбраживаемой массы в
течение 5... 10 ч. Для перемешивания используется также газ.
Подогрев сбраживаемых осадков осуществляется путем введения
а метаитеик пара через пароструйные инжекторы или при помощи
внутренних или внешних теплообменником. Удельный расход острого
пара для мезофильного процесса 25... 40 кг/м осадка, для
термофильного процесса 50... 70 кг/м .
При проектировании мстантенков предусматривают мероприятия
по вэрывопожаробезопасностн оборудования и обслуживающих поме-
щений в соответствии с ГОСТ 12.3.006—75.
286

-—SJ| ' • |'|'||ПЧф1|1|1Ч'|'П'1'ЦЦ!у"^
Рис. 12.4, Конструсцин нстактеисоа:
i*7-
ямйм

Гаа, получаемый в результате сбраживания осадков в мстаитеи-
как, используют в теплоэнергетическом хозяйстве очисткой станции.
Трубопроводы газа должны быть защищены от коррозии.
Для регулирования давлении и хранения газа предусматриваются
мокрые газгольдеры (табл. 12.8), емкость которых рассчитывают на
2 ... 6-часовой выход газа. Давление под колпаком 1,5... 4,0 кПа-
Расстояние от газгольдера да котельной и других помещений должно
быть не менее 30 м.
Таблица 12-Я. Основные денные газгольдеров
Обьен газ-
гольдере,
!00
300
600
1000
3000
6000
Внутренний диаметр, м
резервуара
7.40
9.30
11.48
14.50
2L.03
2Й.90
юкки.
6.60
8.50
10.68
13.70
20.25
26.10
Высота, м
газгольдера
7.45
12,50
15.40
15,40
20,10
24,20
резервуара
3.45
5.92
7,39
7.39
9,80
11.75
колокола
3.40
6.88
7.61
7.61
9.90
12.05
р™.т
14
25
41.4
53
126
192
12.4. Сооружения аэробной стабннизацин
Метод аэробной стабилизации заключается я длительном
аэрировании нсуплотненного или уплотненного избыточного активно-
го ила, а также смеси его с сырым осадком в сооружениях типа
аэротенков (стабилизаторах).
Аэробная стабилизация применяется на очистных станциях
пропускной способностью до 50 000 м /сут по технологическим
схемам, приведенным на рис. 12.6. Схемы 1а и 16 применяются на
сооружениях без первичных отстойников, сксма 2 при раздельной
или совместной обработке сырого осадка к уплотненного избыточного
активного ила, схема 3—при совместной обработхе сырого осадка
и неуплотненного активного ила, схемы 4, 5 — при использовании
центрифуг для механического обезвоживания стабилизированного
осадха.
Основными расчетными параметрами процесса являются про-
должительность стабилизации (I, сут) и расход воздуха (Д м /м ).
Для стабилизации активного H.'ia в стабилизаторе (реакторе-вы-
теснителе) требуется время
(выт-К8- '10) +0,02(20- T',Kt+5)]1,08*>-4 t12-"1)
где Т„ Тс — расчетная температура в аэротсикс и стабилизаторе
(принимается в пределах 8...35°С): г — возраст ила, сут.
ш

Удельный расход кислорода
хт я аэрации (q, кг Оз/кг
органических веществ ила):
fl = (,Q.qfi-l-O,01fiiJ/|'l+Q,IO8iJ.
(12.8)
Расход воздуха для аэрации
определяете в аналогично аэро-
тенкам:
(12.9)
где Sn — концентрация бензоль-
ного вещества в поступающем
иа стабилизацию нле, кг/м ;
С — концентрация кислорода в
стабилизаторе, 1 ...2 мг/л; зна-
чен и я остальных коэффи-
циентов определяют как для
аэротенков Интенсивность аэ-
рации должна быть не менее
6 м3/м2'Ч.
При стабилизации смеси
□садка из первичных отстой-
ников (сырого осадка) и ак-
тивного нла параметры t и q
рассчитывают по формулам
+ 2П;
Vc~4v>(\+QfiBj-c),
(12.10)
(12.11)
где и. 'кд — период стабилиза-
ции смеси активного ила, сут,
вычисляемый по формуле
(12.7); цс, <7ил — удельное коли-
чество кислорода для смеси н
для ила, кг Ог/кг БЗ, вычисля-
емое по формуле (12.8); В~
отношение беззального вещества
осадка к беззольному веществу
Смеси.
/Liя аэробной стабилизации
предусматривают сооружения
типа коридорных аэротенков.
^^Ёоншпии™

Уплотнение аэробно-стабилиэнро&а иного осадка проводится либо
в отдельно стоящих уплотнителях, либо в специальна выделенной
зоне внутри стабилизатора при времени не более 5 ч. Влажность
уплотненного осадка 96,5... 98,5%. Иловая вода из уплотнителей
направляется в аэротснки. Ее загрязнения следует принимать: по
БПКиолн — 200 мг/л, ХПК— 350...700 мг/л, взвешенных веществ
— до 100 мг/л.
11.5. Установки механического обезвоживания
Механическое обезвоживание применяют для снижения влажности
осадков ло величины, при которой обеспечиваются оптимальные
условия транспортирования, утилизации или сутки и сжигания
осадков. Ял я обезвоживания осадков применяются вакуум-фильтры,
фильтр-прессы, центрифуги или вибросита обычно с предварительным
кондиционированием осадков.
Кондиционирование улучшает водоотдающие свойства осадков,
повышает производительность обезвоживающих аппаратов, снижает
влажность обезвоженных осадков и увеличивает чистоту отделяемой
воды. Кондиционирование может проводиться с помощью различных
реагентов, путем тепловой обработки осадков, а также путем
замораживания и оттаивания осадков.
Реагеитная обработка состоит в коагуляции осадков солями
железа, алюминия н известью. Реагенты вводят в осадок в виде
10%-ных растворов. Наиболее эффективным является хлорное
железо, применяемое обычно в сочетании с известью. Доза хлорного
железа в среднем составляет 3 ... 4%, навести — 8 ... 25% (на сукое
вещество обрабатываемого осадка). Известь используют не только в
сочетании с другими реагентами, но н как самостоятельный
коагулянт. В последнее время применяют синтетические (преимуще-
ственно катнонные) флокулянты в количестве 0,2... 1,5%.
Если удельное сопротивление осадка (г) выше (1000... 1500) 10
см/г, то перед коагулированием осадок подвергается промывке.
Количество промывной воды, м /м .
f-l.f>IO-iej-l,i. (12.I2)
Перемешивание осадка с промывной водой осуществляется в
течение 15... 20 мин в аэрируемых смесителях при расходе воздуха
0,5 м /м смеси. Смесь осадка с промывной водой далее направляется
в уплотнитель, рассчитанный на 12... 18 ч пребывания жидкости.
Влажность уплотненного осадка 9-4... 96%. Сливная вода из
уплотнителей содержит 100 ... 1500 мг/л взвешенных веществ и
имеет БПКиолн" 600... 900 мг/л. Схема промывки и
кондиционирования осадка с последующим обезвоживанием на
вакуум-фильтре представлена на рис. 12.7. ,. ,.
240

Тепловая обработка осадков производится в интервале темпера-
тур 180... 205° С и времени 0,5... 2,0 ч. В результате воздействия
высокой температуры и давления (1,5 ... 2,0 МПа1 изменяется
структура и влагоотдача осадка: часть его (до 40%) переходит в
растворенное состояние, а остаток образует плотные, хорошо
уплотняющиеся агрегаты с удельным сопротивлением фильтрованию
(5... 30) 10' см/г. Загрязнение иловой воды ориентировочно
составляет по БПКп0,1Н-8 ... 10 г/л и она очищается в аэротенках
или мстантенках. Механическое обезвоживание осадков после
тепловой обработки осуществляется преимущественно на
фильтрпрессак.
Замораживание и оттаивание осадков приводят к резкому
снижению удельного сопротивления, что позволяет обезвоживать
осадки механическим путем без предварительного коагулирования
химическими реагентами. При искусственном замораживании
291

оптимальные значение удельного теплового потока составляют 230
... 700 Вт/м . Расход электроэнергии на I м осадка около 50 кВт.
(Метод не нашел широкого использования.)
Для использование эффекта замораживания осадка в. естественных
условиях при пол сушке на иловых площадках толщина слоя осадка
перед наступлением морозов ке должна превышать возможной для
данного климатического района глубины промерзания. Иловые
площадки должны иметь водосливы для отведении воды с поверхности
при оттаивании осадка.
Вакуум-фильтры. Для обезвоживания осадков используют ваку-
ум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью: барабанные
типа БсхОу (со сходящим полотном), дисковые типа ДУ и ленточные
типа Л У. Для обезвоживания осадков городских сточнык вод
применяются непрерывно действующие барабанные вакуум-фильтры,
остальные нашли применение для обезвоживании осадков производ-
ственны); сточных вод.
Производительность вакуум-фильтра по сухому веществу осадка
!V,xr/(M ч1.
^024^-' НИ-Ц (12.13)
где Я., Я„ — влажность исходного осадка н кэка, %; р ~ плотность
исходного осадка, т/м ; т — доля времени действия вакуума от
общего цикла работы фильтра, %; р — рабочий вакуум, Па; rj —
вязкость .фильтрата, Пас; 7" — период вращения барабана, мин;
Я-/-10" —удельное сопротивление осадка, см/г.
Основные технические характеристики барабанных вакуум-
фильтров приведены в табл. 12.10. Схема фильтра дана на рис. 12.8.
Таблица 124- Основные параметры работы вакуум -фильтров и фильтр-нресом
Характеристика
Сброженный оса-
Сырой осалок на
отстойников
1
*
2
л
44
4S
Количество
вещества
скидка. %
FeCli
Э...4
1.S-..3
СнО
8... Ю
6 10
П рокиолител ькогтъ.
к г сух ото естества
осадка н* 1 м поверх-
ности филыра в 1 ч
вакуум-
фильтров
2S...3S
30—40
фнльтр-
12..17
12...16
Влажность кэка.
прнввку-
75..77
72,-.73
фнльтр-
прессо-
60 . Ы
SS-.-60
'92

Продолжение тойя. 12.9
Характеристика
Смесь сирота
□соды из псранчиы!
СТСЮЙЮЧО» И З'Л-
лот немного аатнано-
У плотненный
■кгивный ил из
аэратенкоа
Сбршаеннаа * ме-
зофкльиых услови-
ях снесь осады
первичных отстой-
ников и аатиаиога
ил*, аэробно стаби-
лизированный ак-
■
96.6
91.5
95,5
Количество
массе сухого
оемм. %
FeCI3
3.5
6.-9
4.6
СаОв
9... 13
П...25
12...И
Проииоамтевыюстъ.
«т сушта мшстш
осади на 1 м помер t-
иостм фильтра • 1 ч
ивууи-
фильтроа
20..»
В. .12
20.25
т^г
J...I2
2...7
10...16
Влажность, ежа,
%
«ууи-
фйльт-
75...S4)
45. .17
71. ..80
5
62-.. 75
J0.. .83
62...6в
* При обеэвожнииии осадив на камерных фильтр-прессах длм извести принимаете*
на 30% больше.
Величина вакуума принимается в пределах (40. 65)- 10" Па,
количество отсасываемого воздуха — 0,5 м мнн на 1 м поверхности.
Давление сжатого воздуха на отдувке осад в а 20... 30 кПа, расход
0,1 м /мнн на 1 м поверхности. Доза реагентов при обработке
осадков городских сточных вод, влажность исходного и обезвоженного
осадка, а также удельная производительность вакуум-фильтров
приведены я табл. 12.9. Фильтровальная ткань изготовляется из
капрона (аот. 56023, 56126, 56154, 56026). Для предотвращении
забивание при эксплуатации она периодически регенерируется 8 ...
10%-ным раствором ингибированной соляной кислоты. Срок службы
фильтровальной ткани 800... 1200 ч.
Размеры типовых корпусов с вакуум-фильтрами приведены
на рис. 12,11.
Фильтр-прессы рекомендуется применять в схемах, где конечной
стадией обработки являются сушка, сжигание или утилизация, при
которых требуется получение осадков с возможно низкой влажно-
стью. По принципу действии фильтр-прессы бывают периодического
н непрерывного действия. К первому типу относятся раздвижные
29]

Таблица 1210. Техническая характершлика вакуум-фильтров
По,.»,,»-
Площадь поверхно-
сти фильтрования, м
Д на метр барабана.
Длина барабана, мм
Частота в_оащеикв
барабана, мии
Мощкост» электро-
двкгатедк привода, кВт
барабана
Габаритные разме-
ры, мм
БсхОУ-5-1.75
5
1750
1000
0.108...2,05
1.1
2600x2460x2544;
4440
Марка фильтра
БсхОУ-10-2,6
10
2600
1330
0,13.„1,5
1.7
3165к41О0х305
7600
БсдОУ-20-2,й*
20
2600
2700
0.13...2
Э
ЬсхОУ-40-3,4
40
34О0
3800
0.1... 1.45
5.5
4750x3230x3S3t 6300x5115x371
14 432
17 432
' Фильтр БсхОУ-20-2,6 намечен к производству <разнеры даны для фильтра БОУ-
20-2,61.
Таблица 12.11. Технически характеристика фильтр-пресса в
Марки прессов
Рамные [камерные)
ФПАКМ-2.5У
ФПАКМ-5У
ФПАКМ-10У
ФПАКМ-25У
ФПАКМ-50У
ФИАВ-100
ФПАВ-300
Ленточные
Лпр-Ю-1.2Р-001
Показатели
Площадь
фильтру
2.5
5
10
25
50
100
300
Рабочее
давление.
МПа
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1
0.8
0,4
Ширина
фильтрую-
щей
7О0...75О
845...920
845... 420
П00...1200
1450
1600
1600
1500
Габаритные разме-
ры, мм
2660x1760x2750
ЭЭ75к2000x2780
3375»2000x3525
3780x2150x4240
5000x2930x5500
9500x3000x3400
1430x3000x4200
Производительность ленточных фильтр-прессов при использовании катиаииогО
флокулвнта в количестве 4 кг/т сухого вещее™* осадка постигает 12м /ч по
обезвоживаемому осадку. Влажность не «одного осадка (смесь сырого осадка и активного
ила)9б.5%.кэка78%.
295

Рис. 12.10. Сим* ленточногофн/.ьгр-пресс! Лир-10-1,2Н-001:
рамные фильтр-прессы (рис. 12.9), ко второму типу — ленточные
фильтр-прессы (рис. 12.10). Основные параметры работы фильтр-
прессов приведены в табл. 12.9, техническая характеристика —
в табл. 12.11.
Типовые корпуса обезвоживания осадков с 4- или 6-ленточнымн
фильтр-прессами (рис. 12.11) имеют производительность по сухому
веществу соответственно 38 или 50 т/сут.
Гис. 12.11. Размеры корпусов механического обезаажнваннк:
Осадительные горизонтальные центрифуги со шнековой выгруз-
кой осадка рекомендуется лримелить «а городских станциях аэрации
производительностью до 100 000 м /сут.
Производительность центрифуг по неходкому осадку, м /ч,
flr/=ns...20J/,^
02.14)

где /«.—длина ротора, м; Л„ — диаметр ротора, м.
Эффективность задержания сухого вещества осадка г., %:
1-100ся(сж-с^/сжгс,-сф). (12.15)
где С», Сое и Сф — концентрации сухого вещества соотястстненно в
кэке, осадке и фугате (%).
При работе с флокулвнтами производительность принимается и
2 раза меньше, но при этом эффективность задержания сухого
вещества увеличивается до 90... 95%.
Эффективность задержания сухого вещества и влажность кэка
могут быть приняты по табл. 12.12.
Таблиц 12.12. Основные параметры работы центрифуг
Характер нет и
Сырой или сброженный
Отстойников
отстойников и активного ила
Аэроб i ю стабил и 1и ро ва ина в
Сырой активный ил при зол
..«„..
ocajvoi ил первичны»
сь осадка из первичных
несь осадка из первичных
нести 28...35%
Эффект
аадержв
45.
25.
15.
10.
на сухо-
сти, •/.
.65
.40
.35
.15
Влажность
«эм. X
65...75
65...75
70...80
75...85
Перед подачей осадка на центрифуги предусматривается удаление
нэ него песка, а перед центрифугами с диаметрам ротора менее 0,5
м — установка решеток-дробилок.
При подаче фу га та после центрифуг на очистные сооружения
учитывается увеличение нагрузки на них по БПК1Юли и взвеси.
Доза флокулянтов катнонного типа принимается 2 ... 7 кг/т
сухого вещества осадка.
Основные технические характеристики отечественных центрифуг
приведены в табл. 12.13 и на рис. 12.12, а схема центрифугировании
осадка первичных отстойников с аэробной стабилизацией фугата в
смеси с неуплотненным активным илом и с последующим
центрифугированием ила—на рис. 12.6 (схема 5).
Размеры типовых корпусов с пятью или тремя центрифугами
приведены на рис. 12.11.
Внброфильтры применяются для сгущения или обезвоживания
труднофильтруемых осадков без предварительного кондициони-
рования их или после редгентной обработки. Частота колебания
фильтровальной перегородки с размерами отверстий 0,1 ...3 мм
составляет 20 ... 50 Гц. Разделение фаз происходит либо под гидро-
298

Таблицу 12.13. Технически мраггернсгны серийных центрифуг
Пак нагели
Расчетная производитель-
ность по исходному осадку.
без флокул нитон
с флокул я игам и
Наибольший рабочий
диаметр ротора, ни
Рабочая длина ротора, мм
Частота вращение ротора,
Габариты центрифуги с элек-
тродвигателем, мм:
длина Л
ширина В
высота //
Мощность электродвигатели,
кВт
Зна
ОГШ-352
КОЗ
4-. .7
I...3
350
1000
2800...
2200
IBM
1135
18,5
енин нокиателен длн l
ОГШ-502
К-04
6...12
1...3
500
430
2000...
2710
1490
1526
28:32
ОГШ-631
К-02
20.. .40
15-26
630
2370
3000
5100
2750
1450
90
ентрифугт
огш-
IO01 К-01
50... 80
35.. .60
1000
3600
1000
6650
3600
2130
110
ИШ
ОГШ-501
К-10
15...25
8... 15
500
1800
2650
3860
2080
1210
75
249

Таблиц 12.14. Теши
Вид осади
Ш первич-
ных отстой-
НИКО*
Активный нд
Маяя
"*"
94
«9.3
1ссжме параметры работы вворофшьтроа и
А,
.95
.«.5
Сгущение
Конечна!
7.
««...«
MJ...97
§ft
II
10...U
в. -10
грохотов* в
Обспокншннс
Кон»».
ноет».'А
М...П
«..95
Е^
Hi
5..Ю
J...a
две стадии
твердой
гом.%
30 ...50
М. .40
статический, либо под избыточным давлением до 0,6 МПа. Схема
вибрационного фильтра лоткового типа дана на рис. 12.13.
Дли уменьшении потерь
твердой фазы с фильтратом
разделение осадка из безна-
порных биофильтрах (грохо-
тах) проводится в две после-
довательные стадии (сгу-
щение + обезвоживание).
Технические параметры
работы приведены я табл.
12.14.
Характеристика вибра-
ционных грохотов, выпуска-
емых промышленностью,
приведена в табл. 12.15. Гро-
хоты применяют в качестве
«их просеивающей поверхности
3 мм.
рис. 12.13- Схема безнапорного вибоофилира
пиброфильтров после замены на
сеткой с размером отверстий 0,1 .
Таблица 12.15. Тсхничесв
ш ирэктеристми вибрационных грохотов
Марка фон от»
ГИЛ 31А
ГИЛ 32
ГИЛ «А
ГИЛ 52
ГСЛ41
Условна.
ширина
СИП. ММ
1250
I1S0
1500
1750
1500
Длин. сип.
мм
2500
4000
3№0
4500
5000
Число врусоа
2
2
2
г
i
Мощность
двигателя.
кВт
2.5
4
S
10
3

Рекомендации по выбору установи* механического обез-
воживания. При выборе оборудования для механического обез-
воживания осадков следует учитывать всю технологическую сксму
обработки и утилизации осадков, а также работу сооружений но
очистке сточных вод (табл. 12.16).
Таблица 12.16. Сопоставление методов механического обезвоживании осадков
Установки и рекомендуе-
мые ситуации их приме-
Влжуум -фильтры
При наличии песка ■
осадке и при необ-
ходимости последующе А
термической сушки
Ленточные
фильтр-прессы
При сбраживании осад-
ков в термофильных ус-
ловиях с последующим
использованием ■ качестве
удобренна
Камерные и рамные
фильтр- пресс ч
При предварительной
тепловой обработке или
последующем сжигании
обезвоженного осадка
Центрифуги
При к ом постирав! кии и
честве удобренна
Вкброфнльтры
При обезвоживании
труднофилыруемых осад-
■<]в. при последующем
компостировании осадков
Основные преимущества
Возможность обработки
бел выделен на песка н расп-
ространенна запахов, сок-
ращение расхода энергии
на термосушку, отсутствие
бьнлроиэиа шика кицн ксв
Отсутствие быст-
рокшашивающмхев дета-
лей и узлов, сокращение
расхода электроэнергии.
отсутствие необходн мости
выделен hi крупных вклю-
чений и песка нэ осадки
Низкая влажность аба-
воженного осадка и энер-
гетические рве коды на тер-
мосушку и сжигание
Компактность установок.
возможность работы без
реагентов н с применением
флокулянтоа
Простота конструкции.
отсутствие быстроизна-
шивающихся деталей и уз-
лов
Основные недостатки
Применение минеральных
реагентов, вакуум-насосов,
периодические замены фильтро-
вальной ткани, повышенный
ря сход эле i троэиерги и
Возможность распростра-
ненна ianau.большие гябврнти
по сравнению с центрифугами,
большие ряеюди энергии на тер-
мосушву по сравнению с вакуум-
фильтрами, необходимость
периодической замены фильтро-
Низкав удельная произ-
водительность, повышенны А
расход реагентов, периодичность
действия, необходимость замены
фильтровального полотна
Необходимость извлечении из
осалков крупных включений н
песка, периодическая замена
шнеков, повышенные по срав-
нению с вакуум фильтрами
энергетические расходы на тер-
мосу шку
Невысокая степень обез-
воживания, значительные
потери твердой фазы с фильтра-
том, низка ■ удсльиаи
производительность
При проектировании механического обезвоживания осадка пре-
дусматривают аварийные иловые площадки на 20% годового
количества осадка.

11.4. Илоаы* площадки
Иловые площадки предназначены для естественного обез-
воживания осадков. Допускается проектировать площадки на естест-
венном основании с дренажем и без него, на искусственном
асфальтобетонном основании с дренажем, каскадные с отстаиванием
н поверхностным удалением иловой воды, площадки-уплотиителн.
Последние два типа рекомендуются при удельном сопротивлении
осадка /->4000 ■ 10"10 см/г.
Нагрузки осадка на иловые площадки Яр, м /м ■ Р год в районах
с fcp-пм воздуха 3-..6°С и среднегодовым количеством атмосферных
осадков до 500 мм принимают по табл. 12.17.
Таблица 12 /7. Нагрузи не иловые площадки в гол. м /м
Характеристика осадка
Сброжен ив я в меаофкльньи ус-
ловиях смесь осади на первичных
отстойников н активного ила
То же. в термофильных ус-
Сброженный осадок из
первичных отстойников н осадок
hi двухъярусных отставников
Аэробно ставил нэнрованнва
смесь активного кла н осадка hi
первичных отстойннхов или
стабилизированный активный нл
1
1.2
о.я
2.0
1.2
1
и
1.0
2.3
1.5
\\\
ш.
= Й 8 *
2,0
1.5
2.5
2.0
1
1.5
1.0
2,0
1.5
I
is
1.5
1.0
2.3
1,5
Нагрузки на иловые площадки в других климатических условиях
определяются с учетом климатического коэффициента.
Полезная площадь иловых площадок, м ,
Aa-36SQjHp, (12.16)
где Q — объем осадка, ма/сут. Количество карт принимается не менее
четырех. Площадь иловых площадок следует проверять на намо-
302

ражиаанне. Для намораживания осадка допускается использование
80% площади иловых площадок. Высота ограждающих валиков, м,
к-0,\+a,94QT!4a, (12.17)
где Т — продолжительность или период намораживания (количество
дней с температурой воздуха ниже—10° С).
Рис. 12.14. Асфальтированные иловые плоицдкн С дренажными допамн:
Иловые площадки на естественном основании проектируют в
фильтрующих грунтах. При глубине залегания грунтовык вод менее
1,5 м от поверхности карты следует предусматривать дренаж.
303

Ширина карт при двустороннем напуске осадка при влажности
осадка 93 ...95% может составлять 20...25 м, а при влажности
97% —до 100 м.
Иловые площадки с поверхностным удалением иловой воды
проектируют в малофильтрующих грунтах дли очистных сооружений
производительностью более 10 000 м /сут. Конструктивно они
оформляются в виде каскадов, состоящих из 4...8 карт каждый.
Число каскадов 4 ... 7. Ширина карт 30... 100 м (при уклонах
местности 0,004 ...0,08), 50... 100 м (/-0,1 ...0,04), 60.". 100 м
О £0,01). Отношение ширины к длине 1:2... 1:2,5. Количество
иловой воды 30... 50% количества обезвоживаемого осадка. Ее
загрязнение по взвешенным веществам 1000 ... 2000 мг/л, по БПКцоли
— 1000... 1500 мг/л.
Иловые площадки на асфальт обет они ом основании имеют карты
шириной 20 ... 30 м и длиной 100 ... 150 м. Вдоль карт на расстоянии
10 м друг от друга располагают дренажные лотки шириной 0,7 ...
1,0 м и глубиной 0,4... 0,6 м. Продольный уклон лотков /«0,02.
Конструкция площадок приведена на рис. 12.14.
Иловые площадки-уплотнители проектируются только для
хорошо расслаивающихся осадков в виде прямоугольных железобе-
тонных резервуаров глубиной до 2 м с выпуском иловой воды с
разных уровней. Ширина карт 9... 18 м. Карты имеют пандусы с
уклоном до 0,12 для возможности въезда механизмов.
12.7. Сооружения обеззараживания и обезвреживания
осадио*
Химическое обеззараживание осадков проводится известью,
аммиаком, тиазоном, формальдегидом или мочевиной. Одновременно
повышается удобрительная ценность осадков.
Необходимая для обработки осадка масса извести, кг,
и _i,aAwi+o.asnDAr ^^
" ]]52A-Q.92AT
где Мое — масса осадка, кг; W^ — влажность осадка, доли единицы;
Л — активность извести, доли единицы; AT — разность температур
— потребной для нагревания осадка и исходной, "С.
Требуемая для обеззараживания температура 60° С достигается
при дозах извести более 30%. Для обеззараживания используется
молотая известь, которая смешивается с осадком в двухвдльном
лопастном смесителе.
Дегельминтизация радиационным термическим нагреванием обез-
воженных осадков является наиболее простым способом их обезв-
реживания. Технические данные камеры дегельминтизации приведе-
ны в табл. 12.18, а схема — на рис. 12.15.
304

Габлица 12.IS- Текнмчессиё параметры камеры дегельминтизации типа КДГМ
Показатели
Производительность ло обезножей ному осадку, м /ч
Скорость движения лети металлического транспортера, и/мин
Толщина слоя «зка на ленте, мм
Длина ленты, мм (но осям барабанов)
Ширина, мм:
камеры
Давление гам в сети. МПа
Расход гам на одну горелку, м /ч
Число горело. ГК-27-У1
Высота установки горелок нал слоем кэки, мм
Значение
0.4..0,6
0,7
10.. .15
4300
1200
1600
0,007.-0.024
o.io...i.o6
24
100...200
Природный газ
Теоретическое количество теплоты, максимально потребное на
дегельминтизацию I м осадка, обезвоженного до 80%-ной влаж-
ности, при нагреве осадка с 10 до 60° С составляет 560 МДж. Камеры
КДГМ рекомендуются для обеззараживания осадков перед использо-
ванием их в качестве удобрения из станция» аэрации производитель-
ностью до 20 ... 30 тыс. м /сут сточных вод.
Биотермическая обработка (компостирование) осадков осущест-
влнетен под действием аэробных микроорганизмов с целью обезза-
раживания, стабилизации к подготовки их к утилизации в качестве
удобрения.
Для создания пористой структуры осадка требуемой влажности
и оптимального соотношения углерода н азота (20... 30:1) осадки
компостируют совместна с торфам, размолотой древесной карой,
листьями, соломой, твердыми бытовыми отходами и т. п.
Наиболее дешевым и простым способом получения компоста как
удобрения является способ приготовления его на смеси осадков
сточных вод после механического обезвоживания или иловых
площадок с верховым торфам в штабелях на площадках с
асфальтированным покрытием, форма штабеля трапециевидная с
шириной поверху 2... 30 м н высотой 1...3 м (при естественной
аэрации) и до а м <при принудительной аэрации). В зимнее время
компост лучше разогревается при соотношении торфа к осадку как
2:1, а летом и весной — как 1,5:1. Качество компоста улучшается,
если к 1 т смеси добавить 15...20 кг извести и 3 кг калия.
Компост приготовляется послойно. Вначале кладут торф слоем
50 см. Выше засыпают спой осадка толщиной, соответствующей
принятому соотношению с торфом, сверху — слой торфа. Ком-
11-181 303

ш
11
Ш
ш
11
I
1
Is*
■
U к

8c>fyi ■
Рис. 12.16. Технологическая схема производств» сукого удобрении с применением мкуум-фильтров м установок со встречными стру-
нзмсти: 7— цхуум^фнльтр;»— ямуум нмаг; 9— месс щи отмчм фц>ттжт». It — «шлцлмар, JJ. Д — рчшщ JJ — мдед дли шпибмромимо! яатиоД
юза;ш1п>-пр11ИЛ1ного тип*; У — продупны! Ьупигр: 14 — отм»п придутт* £ — »од. дли гжруМ*р«. Л> — внкрийафуввср!? —иахкыЯкыггшитор;^* —уш-

листирусмая масса покрывается безопасным в санитарном отношении
материалом, например готовым компостом толщиной слоя не менее
20 см. По контуру плошддки устанавливают лотки для сбора
поверхностного стока.
При естественной аэрации компост созревает зимой за 3... 4
месяца, в весенне-летнее время за 1,5... 2 месяца.
При применении аэрируемых штабелей в основании штабеля
укладывают перфорированные трубы диаметром 100... 200 мм с
размером отверстий 8 ... 10 мм. Расход воздуха принимается 10...
25 м /ч на 1т органическою вещества смеси. Воздух подается
воздуходувной установкой или отсасывается вентилятороы. Период
созревания компоста с аэрацией воздухом составляет 3 ... 4
недели.
На рис. 12.16 даиа схема типовых сооружений компостирования
с подачей воздуха от воздуходувной станции. Количество
15,185
в.150
QMS
gilllAJl F
^|и^ч||[ iH-^qr
Hi
т,
Рис. 12.17. Типовое сооружение компостирочнна осади:
обезвоженного осадка по сухому веществу 5 т (Z.-78.0 м) или 7 т
{L - 108,0 м) в сутки. Смешение и перемещение компоста
осуществляются мостовым грейферным краном <5 т) и бульдозерами
ДЗ-37 (Д579).
Термическая сушка осадков преднаэиа чается для обезза-
раживания и снижения массы и объема осадков, предварительно
обезвоженных механическими методами. Это обеспечивает эф-
фективное удаление осадков с территории очистной станция и их
дальнейшую утилизацию в народном хозяйстве.
Термическая сушка производится в барабанных и пневматических
сушилках, в установках со встречными струями, в агрегатах
витаминной муки, в сушилках с фонтанирующим слоем и т. п.

Технологическая схема сушки осадков с применением установки
со встречными струями приведена на рис. 12.17. Промышленностью
выпускаются установки СВС-1,4-2,2; СВС-3,5-5; СВС-9-10
производительностью по испаряемой влаге соответственно 1,4...2,2;
3,5 ...5 и 9... 10 т/ч. Корпус термической обработки с двумя
агрегатами СВС-3,5-5 имеет размеры в плане 30x12 м и высоту 14,4
м (частично 7,0 м). Основные технические параметры сушилок даны
в табл. 12.19.
Термически высушенный осадок представляет собой обеззаражен-
ный сыпучий полидисперсный продукт с преобладающим размером
частиц I ... 7 мм.
Технологическая схема сушки осадков в агрегате витаминной
муки (типа АВМ-0,65 Ж) приведена на рис. 12.18. Дымовые газы
в топке имеют температуру 400...600° С, на выходе 100... 180° С.
При частоте вращения барабана 8... 15 мин" производительность
Рис. 12, IS. Схем» сушжи оолкоа сточных вод в агрегате
ЛВМ-0.63Ж:
сушилки составляет 600 ... 1200 кг/ч по испаряемой влаге, влажность
высушенного осадка 10... 20%. Расход электроэнергии составляет
0,02... 0,04 кВт ч, а дизельного топлива 0,11... 0,13 кг на I кг
испаряемой влаги.
Сжигание осадков применястсв, если их утилизация невозможна
или экономически нецелесообразна. Перед сжиганием необходимо
стремиться к максимальному снижению влажности осадков путем их
механического обезвоживания. Теплота сгорания горючих веществ,
МДж на 1 кг сухого вещества осадка, для основных видов осадкоа
городских сточных вод следующая:
Осялм первичных отстойников 19...21
Аюниныйил 13... 19
Сброшенный осадок 13.,, 17
309

Рис. 12.19. Смени сжигания ОЯдкМ в лечи кипящего слоя:
I — гшдончыЯ транспортере— вуи*григр*ча|ос»ц*0 — Щпсыьый пн-twtkjU; 4 — лсчъ КС; J ^pcrynep*.
т^;о*--ьщдуюдтви; Танагры! пьшсглаитль, Л — дымАэс:?— дымовая гпубл, ii>— зала***алшаст*. ft
— нс^ пгрлглчмщ шллошоШ воды; 12 — ленгщлтр; J J — imnoiouri ггмтледь:'*— fry икр для nsii; /J — >*■
нмм уст$яо*м*; JO— бриир-динто!!. ij — ■оздукнед. iJ — тргЬотрсмйд тшипгенага c«u: JJ — водапротад; j/—
Таблиц II. 19. Техническая кяряктеристика сушилок со ктречнымя струммн
По* tM гель
Влажностьосадков. %:
дасушкн
после сушки
Праиздаднтельмость. установок ею чепараеиай влаге, т/ч
Температуре сушильного агента. С
начальна»
конечная
Давленые воздукя перед соплон, МИа
Ско1*Остъ истечения гязоя из сопла, м/с
Значение
6S...45
30... 50
0.7 -Ю
500...ЖХ)
100..ISO
0.11.-0.15
100... 400
310

Показатель
Удельные расходы на 1 аг испаряемой влаги теплоты. МДж:
су лога *Иду я* ■ »г
электроэнергии, аВт.ч
Ияприжение объема поиспярясыой влаге, кг/{м -ч)
Продолжение табл. 12.19
Значение
3,4...3.9
O.IU...Q.I28
4...5
0.02...0.06
700...1000
Осадок пераичиых отстойинаоа 19. ..21
Активный ил 15...19
Сброженный осадок 13... 17
Горению обезвоженных осадков предшествует эндотермическиЙ
процесс нх тепловой подготовки, включающий прогрев материала,
испарение влаги н выделение лету4*1". В качестве топочных устройств
дли сжигания осадков сточных вод применяют многоподовые печи,
печи с кипящим слоем инертного носителя, а также барабанные
печи, слоевые и камерные топки.
Процесс сжигания осадков в условиях псевдоожнженного слоя
значительно эффективнее, чем в стационарном слое. Схема установки
печн кипящего слоя (КС) приведена на рис. 12.14. В качестве
инертного материала в кипящем слое применяют кварцевый песок
с размером фракций I ... 5 мм или фторопласт. Производительность
печи по испаряемой влаге составляет 1 ... 2 т/ч. Температура воздуха
н газов на входе в печь 600... 700°С, в кипящем слое 650... 750,
в топочной камере над кипящим слоем 900... 1000" С. Нагрузка по
испаряемой влаге на I м объема печи 60... 100 кг/ч. Унос золы
с отходящими газами 80... 100%. Рабочая скорость воздуха,
отнесенная к площади решетки, 1,2 ... 2 м/с. Удельный расход тепла
4 ... 4,6 МДж на I кг испаряемой влаги, удельный раскод
электроэнергии 0,04... 0,05 кВт ч на I кг испаряемой влаги.
ГЛАВА 13
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНЦИЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
13.1. Выбор технологической схемы очистной станции
Методы, применяемые для очистки сточных вод, разделяют иа
три группы: механические; биологические; физико-химические. Для
ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют нх
обеззараживание (дезинфекцию).

Для очистки го ролек их сточных аод, точнее сточных вол
населенных мест совместно со стоками прамлрецпричтий <прошсдшик
локальную очистку), применяют в основном механическую очистку
и биологическую.
Физико-химические методы очистки используют главным образом
для доочисткн городских сточных вод и очистки промстоков в
бессточных система к или на локальных очистных сооружениях с
последующим направлением а городскую канализацию.
8 табл. 13.1 даны схемы очистки бытовых сточных вод и
соответствующие им качества очищенных стоков по основным
показателям загрнзненнн.
Таблица II. I. Схемы очи спи бытоаыд (городских) сточим» вод
Схема очистных сооружений
М + Б
М + Б + Ф
М+Б*ХМ
М » В + ХМ * Ф
М + Б * ХМ + С
М + Б* ХМ + NHj + Ф + С
М + ХБ
M + XB + NOi + Nj
М + ХБ + МО) + ^ + Ф
М * ХБ * NOj + Nj + Ф * С
U+БМО]
М + BNOi + Ф
М + ХБ * NOj
М+ Xb + NOj + Ф
М + Б1ЧО) + Ф * АЯ
М + ХМ
М + ХМ + Ф
М+ХМ+Ф-С+Ф
M + XM + NHj + Ф + С
М + ХМ + Ф + К„ + С
Концентрация н очищенной воде, мг/л
ШЯСШСН-
20.. ,25
3-12
3, .10
3. 10
0...]
0.1
20
10
2
1
15.. .20
5...10
10...15
2...5
2...5
10-25
г...<
2-4
г..а
5
ВПК!
15.. .20
3.-.17
3-7
3...7
0...1
0...1
20
7
1
(0..-1S
5...10
10
1...S
г...5
50.100
30...70
5. .10
5. 10
5
ХПК
30... 50
30.. .50
30..50
30..50
5...15
5.. .15
50
20
15
a
50
40
40... 50
40
20
80... 180
50... ISO
25..,45
25,,.45
13
фосфор
7...10
7 .10
7.-10
0.3...1
0,05.-0.5
0,05..0,5
2.0
0.5
0,2
0,2
8...10
8. .10
2.0
0.5. ..1,0
0.7..1.3
0,2...1.1
0.2, -1.3
0,2...1.3
0,1-0,2
.„
20-30
20-30
20-30
20. ..30
20-30
1-10
20
3
2
2
20
20
20
20
1...2
2О...30
20...30
20...30
1-10
5
Примечание. М — мсканнческня очистки: В — полная биологические очисти в
аэротенки или на биофильтрах с вторичными отстойннквми (нагрузк! на ил 0,4 кг
GflKj/кг сут),ENOi — полнмяйиологическаяочнетка с нитрификацией (нагрузки на клО.2
... 0.3 кг БПК.*/иг.су"0; ХБ — полнее биологическая очистка с химическим осаждением
(сотами алюминии или железа); ХМ — химическое осиждение (обычно известью) «кон-
тактны! отстойниках; Ф — фильтрации ив одно- или многослойных фильтра); С —
сорбции активным углем; NHj — отдувкш аммиака при высоком рН; NOj— аэробная
нитрификация; N> — ленитрифнквцня н реакторе с вторичным отстойником; Ан — се-
лективный обмен анионов NOV и POi : К», — селективный обмен катионов.
312

Выбор метода очистки зависит от необходимой степени очистки,
характера загрязнений сточных вод и конкретных местных условий.
В отдельных случаях может проектироваться только механическая
очистка с обязательной дезинфекцией очищенной йоды, в основном
же для очистки городских сточных вод применяется биологическая
очистка, предопределяющая наличие сооружений по механической
очистке. На табл. 13.2 приведены рекомендации по применению
отдельных видов основных сооружений механической н биологической
очистки сточных вод, а также обработки осадков в зависимости от
числа человеко-эквивалентов канализуемого объекта. При этом норма
водоотведеиня составляет 250 ... 300 л/<чел.сут).
13.3. Решение генерального плаив очистной станции
н схамы высотного расположения сооружений
Площалкз очистных сооружений располагается вблизи канализу-
емого объекта с учетом саннтарно-защнтной зоны. Очистная станция
должна размешаться по отношению к канализуемому объекту вниз
по течению реки, а также вниз по направлению господствующих в
летнее время ветров.
Требуемая площадь очистной станции может быть определена по
табл. 13.3. Коэффициент застройки площадки должен быть ие менее
0,6...0,7. Озеленяют U...20% территории.
Для составления генерального алана по принятой схеме очистных
сооружений необходимо иметь план земельного участка, намеченного
под очистную станцию, с нанесенными на нем горизонталями. В
зависимости от производительности очистной станции и состава
очистных сооружений генеральный план составляется в масштабе
1:200, 1:1000, а чаше — в масштабе 1:500.
На генеральный план наносят расположение всех очнетньм
сооружений, подводящих и отводящих открытых лотков, трубапро~
водов, указывают трассы нлопроводов, газопроводов, осушительных
каналов, дренажей водопроводов, канализации и электросетей.
Компоновка основных сооружений по очистке сточных вод зависит
от способа подачн воды (напорная или самотечная), рельефа
местности, конфигурации площадки, гидрогеологических условий.
При компоновке сооружений следует предусматривать возможность
дальнейшего их расширения в случае увеличения производитель-
ности, а также строительство по очередям.
Расстояние между сооружениями решается в зависимости от их
назначения, глубины заложения, характера грунтов и способа
производства работ.
3L3

Сеерцяеяил
Решетки
iftcte/iauiru
fltpSi!4KU£
биофильтры
Ацотши
Вторичные
йамагачеслис api/ди
Тлблнцл 13.} Цбласти
tap а ятеришила
ст/и'ш ачис/гичпТ
I0<)uiaiiina*4iktc
€ ир^еЫИш движением Ша,
nepmuiioAtHVc
AipapgcMv?
Лвунмисш! .atScm/iamZiu
Гвршвщпап**!
равна/иные
6 ч i апОнагрум/юмк '
цашслхвгс
С ялоияиаесеВой заерцмай
саовШчюд агоаииеи
СотОел&ойрстерашсй ало
Клоиияеачя
mSSy5
РЭРавиечые tt ntmpapvmur
Обработан всавдев
яюцплртнитсли
CBvpuMiiiu/i
сРраяиЯония
севрумеяаг
BlCiSaxuSaitu/i
терчссушии и
Грабвяюцианнлгс .
алоаншионныё '
jjBt/ji*py£*\ie от/пачкая//
nABttt'C иявшабпи
Фаль/пр- пресен
иснтрифи'и
la/naitBCriv nete^uai-inoiauaa
установки Фсряасаинш
при
*е»
„и
я шруксии
б: 5
ZZ
10'
- =z
—
Сооружения следует располагать как можно компактнее, при
этом блокируй прямоугольные в плане сооружения.
Между группами сооружений, которые могут строиться в разное
время, принимают расстояние от 10 до 25 м, между однотипными
сооружениями в группе — 2...3 м. Размещение газгольдеров,
метантснков, котельной, трансформаторнай подстанции и всех
подсобных помещений должно производиться с соблюдением пожар-
ных разрывов.
Территория метантснков ограждзется забором. Расстояние от
мстантенков и газгольдеров до основных сооружений, автомобильных
дорог, высоковольтных линий, подсобных производственных поме-
щений должно быть не менее 20 м. Расстояние от склада хлора до
административных помещении должна быть не менее 100 м и до
остальных здании—50 м.

Таблица /J.J. Примерные площади сооружений канализации
Сооружения полной
биолит чес юй пчнстки
С горизонтальными
отстойниками и механиче-
ским обезвоживанием осадка
С радиальными
ханическнм обезвожнааниеи
Площадь, гв, при пропускной способности сооружений,
7. .10
4.
5.6
S...7
17..32
6...
6.5
Т.. Я
40- .64
7...Я
8...9
80...130
а...и
10...
14
160... 175
И. ..14
14.. .16
220... 280
14-16
17...20
Примечание. В таблице не упенш площади под иловые и песчаные шющвдчн,
территории для складирования или компостирования обезвоженного осадка, под соору-
жении доочкетки сточныл вод, биилогические пруды, установки ,тля сушки и сжигания
335

Все здания и сооружения обеспечиваются подъездами и пеше-
ходными дорожками. Ширина проезжих дорог принимается 5,5 м,
закругления при сопряжении дорог не менее 8 м. Предельный уклон
дорог назначается не более 8%, а для съездов — не менее 0,7 ... 1,0
м. Территория очистной станции должна быть ограждена забором
постоянного типа. К площадке очистных сооружений должен быть
обеспечен подъем, подведена электроэнергия, питьевой водопровод и
линия телефонной связи.
Рекомендуется, по возможности, производить блокировку
производственных помещений, например объединяя воздуходувную
станцию с иловой насосной станцией, и т. д.
В адмннистратнвно-бытовоы здании блокируют: контору,
производственно-технический отдел, лабораторию, буфет, красный
уголок, прачечную для рабочей одежды, иногда мастерские.
Ориентировочные размеры здания в плане при суточной
производительности сооружений 10 . 25 тыс. м —30x12 м, а при
производительности 40... 100 тыс. ы —42x12 м.
На очистной станции должен предусматриваться аварийный
коллектор для выпуска сточных вод. Минуя сооружения, он берет
начало от колодца-успокоителя, идет вдоль сооружений и присо-
единяется к выпуску очищенной воды в колодце после контактных
резервуаров. Аварийный выпуск может быть решен в двух вариантах:
в виде заглубленного коллектора и в виде открытого поверхностного
лотка. Выпуск должен обеспечить отвод сточной воды до и после
механической очистки, при этом к запломбированным запорным
устройствам на аварийном выпуске должен быть обеспечен свободный
проход.
Опорожнение сооружений предусматривается насосами с возвра-
щением воды на очистку. Кс разрешается производить опорожнение
сооружений в аварийный сброс.
В составе станции очистки сточных вод надлежит предусматривать
устройства для замера расходов сточных вод, сырого осадка,
возвратного и избыточного активного нла, воздуха, пара н газа, а
также установку автоматических пробоотборников (см. § 13.3).
На каждой канализационной очистной станции должен быть
питьевой водопровод и фекальная канализация.
В схемах с аэротенкамн канализационные насосы размешаются
в насосно-воздуходувной станции. Сточная вода самотеком направ-
ляется в приемный резервуар н канализационными насосами по
напорному водопроводу перекачивается в холоасц-успокоитель. В
схемах с биофильтрами обычно проектируется отдельно стоящая
канализационная насосная станция или сблокированная с иловой
насосной станцией, иногда возможен вариант самотечной подачи
хоэянстнекно-бытовай воды на главную насосную станцию, если она
располагаете* иа территории очистных сооружений.
При решении генерального плана необходимо обращать внимание
на взаимное размещение отдельных сооружений. Иловые площадки,
316

например, следует располагать от очистных сооружений со стороны,
противоположной городу, поэтому все остальные сооружение, свя-
занные с обработкой ила, следует размешать там же. С той же
стороны целесообразно прокладывать основную дорожную магистраль,
вдоль нее размешать другие прокзводстекные н вспомогательные
здания.
Такое решение позволяет иметь свободную территорию с другой
стороны очистных сооружений, которая необходима для расширения
очистной станции.
В зависимости от размера площадки, отводимой под очистные
сооружения, их типа и местных условий могут быть различные
варианты компоновок. Пример генплана очистной станции
производительностью 100... 280 тыс. м /сут дай на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Генами очистных сооружений пропускной способностью 1О0...1Мтыс. м}/суг.
При решении генерального плана следует иметь в виду, что
взаимное расположение сооружений должно обеспечивать возмож-
ность строительства по очередям, возможность дальнейшего
расширения, минимальную протяженность коммуникаций и доступ-
ность для ремонта н обслуживания.
Высотная схема расположении очистных сооружений решается
пехали из двух положений: самотечного движения очищаемой
жидкости по сооружениям и баланса земляных работ, чтобы по
возможности объем вынутого грунта равнялся объему насыпей.
ЗП

Рис. 13.2. Профиль по мхкениЮ
Для уменьшения объема земляных работ очистные сооружения
лучше располагать частично в насыпном грунте (на Jj... /2
высоты). При этом насыпи должны иметь крутизну откосов 1:1 с
последующим одернением.
Для самотечного движения сточкой воды по сооружениям
необходимо, чтобы отметка поверхности воды в колодце-успокоителе
перед решетками превышала отметку воды на выкоде нз контактных
резервуаров на величину веек потерь напора по пути движения воды
по сооружениям и коммуникациям.

Продолжение рис 1},2
Таблицу U-4- Ориентировочные потерн напор* а сооружениях
Наименование сооружений
Колодцы -успокоители
Решетки
Ре щетки-дробилки
Песколовки горизонтальные
Песколовки с круговым
движение* воды
Преалраторы
Распре делительные чаши от-
стойников
Отстойники:
вертикальные
горизонтальн ые
радиальные
Потери
напора, м
0.US...0.I
0.1...0.25
0.07. .o.i;
0.35...0,«
0,3...0.35
0.2 .0,25
0.3...0.4
0,4...0,5
0,35.. 0,4
0.4...0.55
Ка именование сооружений
О свет лител и - перегни вател и
Двуиъарусные отстойники
Бнофкльтры со сприи-
клерным оросителем
Биофильтры с реактивным
оросителем
Адротен«И
Аэро те и к и -«тгетойнн к и
Барабанные се тин
Фильтры песчаные
Контактные резервуары
Смеситель-лото* Паршала
Потери
капора, м
о.я.о.ч
0.25...0.3
II * 2.5»
Н * 1.5*
0.5... 0,8
0.5. .0.8
0.1..0.3
Н +■ 2.0*
0.35.. .0.4
D.1...0.2
И — высота загрузки фильтра.
319

При выборе отметки воды я головных сооружениях необходимо
учитывать наивысший горизонт воды в водоеме, в который
спускается очищенная вода. Уровень воды в водоеме не должен
создавать подпора в канале (трубопроводе) очищенной воды при
выпуске ее в водоем, для обеспечения свободного истечения воды
из оголовка выпуска в водоем необходим запас напора не менее
1 ... 1,5 м.
Потери напора складываются на потерь на трение по трубам,
лоткам, сооружениям, из местных потерь при нал и не воды через
водосливы и отверстия на вхо-
2 66S
—— дак в каналы, лотки и в
контрольно-измерительны к уст-
ройствах.
Кроме того, предусматривл-
етев некоторый запас напора с
расчетом на будущее рас-
ширение очистной станции.
Для предварительных расче-
тов можно пользоваться данными
табл, 13.4, в которой дается
разница отметок ураина воды
перед н за сооружениями,
включая гидравлические потерн
напора в них (без учета потерь
в коммуникациях). Высотное
расположение сооружений
оформляется графически в виде
профилен по пути движения
воды (рис. 13.2) и по пути
движения ила (рис. 13.3).
Профили строят в двух
измерениях: вертикальный мас-
штаб принимают 1:100 и
горизонтальный 1:500 или
1:1000.
Профиль «по воде* выпол-
иы* ниют по самому длинному пути
от подводящего канала до вы-
пуска в водоем.
Трасса пути отмечается буквами или цифрами на генплане и на
профиле, причем расчетные точки ставят в местах изменения
расчетных расходов.
Профили «по илу* строят для всех видов осадка.

t3.3. Лотнн, трубопроводы, водораспределительные
N водоизмерительные устройства
Для приема на очистные сооружения сточных воя из напорного
трубопровода устраивают приемную камеру (колодец-успокоитель).
Иногда она устанавливается на опору из сборных железобетонных
колец (рис. 13.4), Размеры приемной камеры зависят от пропускной
способности очистных сооружений (табл. 13.5).
Сточные воды иа очистных сооружениях движутся по открытым
лоткам н каналам. Вода к некоторым сооружениям (например, к
радиальным отстойникам, ээротенкам, биофильтрам) подводите»
дюкернымн трубопроводами. Гидравлический расчет ком-
муникаций и водораспределительных устройств проводится к.-»
пропуск максимального секундного расхода сточных вод с ко-
эффициентом 1,4,
Скорости потока по лоткам и трубам, м/с, принимаются в
зависимости от характера сточной жидкости s следующих пределах:
Для неочищенной юды 0,9.-.1,0
Дли волы, прошедшей песколовку 0.73...1.0
Для очищенной воды 0,J .1,0
Для осветленной воды , 0.6 1.0
321

Таблица U.S. Ралмеры приемных ымер
Расжол
СТОЧНЫХ
■ОД. м /i
100... 160
250
400- .630
1000.. .1250
1600...2000
Ример. мм
Л
1500
1500
1500
2000
2000
В
1000
1000
1000
2300
2300
//
1300
1300
1300
2000
2000
И,
1000
1000
1000
1600
1600
л
400
400
400
750
750
Л|
400
500
650
750
900
Ь
ISO
350
500
600
800
/
600
600
600
1000
1000
и
S00
600
«00
1200
1200
Лнам«тр напор-
ного грубел рано
■юляче стою»
по одной
150.-.250
250
400
600
700
£
150
150
250
250
400
Минимальную расчетную скорость движения осветленных или
биологически очищенных сточиых под в лотках и трубах допускается
принимать 0,4 м/с. Наименьший диаметр труб (ширина лотков) 150
...200 мм.
Наименьшие расчетные скорости движения сырых и сброженных
осадкой, а также уллотенного активного ила в напорных илопроводах
следует принимать по табл. 13.6. Наименьший диаметр напорных
илонроводов 150 мм.
Таблиц 13.6 Минимальные расчетные сюроста ■ нлопровода»
Влажность
осадка.%
98
<П
96
95
94
Пил. м/с. при
D- ISO 400
0,8
0.9
1.0
1.2
1.2
D-250 400
0,9
1.0
1.1
1.3
1.3
Влажность
осади, %
93
92
91
90
fnm.«/c, при
D- ISO...200
1.3
1.4
1.7
1.9
♦
D-254...400
1.4
1.5
1.8
2.1
При проектировании самотечных лотков и каналов следует
придерживаться следующих рекомендаций:
1. На подводящих участках скорости должны по возможности
оставаться постоянными или же уменьшаться по мере уменьшения
расхода.
Наполнение лотков должно быть более или менее постоянным.
Сечения каналов должны измениться сокращением их ширины.
Днишд каналов не должны иметь порогов.
2, На отводящик участках скорости по течению воды должны
нарастать или оставаться постоянными. По мере увеличении расходов
322

воды сечения каналов увеличиваются как по глубине, так и по
ширине.
3. Соотношение глубины протока к его ширине в самотечных
лотках и каналах следует принимать 0,5... 0,75.
4. В проводящих и отводящих лотках не следует допускать
перепадов в горизонтах воды, за исключением небольших понижений,
определяющихся потерями на местные сопротивления.
Для самотечных лотков и каналов уклоны принимают в пределах
0,002 ... 0,001; могут быть к отклонения, если позволит скорость.
Линейные потерн напора (уклоны), наполнения и скорости в
трубах и лотках находят по таблицам гидравлического расчета
канализационных сетей.
Рис. 13.5. Схемы распределительных чаш:
■илриляпщш кгии 6 - с д«1ггтпронпим пощадах «oiili я ■алмиаым ■ациккн: 1 — патомщм тт>)'-
Местные сопротивления создаются в ответвлениях, боковых
присоединениях, переходах, при входе воды из трубы в резервуар,
при выпуске воды из резервуара в трубу, в местах поворота, на
водосливах н т. п.
Деление потока может осуществляться разветвлением лотка
(какала), распределительными чашами и камерами, распределитель-
ными каналами с малыми скоростями протока воды.
Деление потока на две части достаточно надежно достигается
при устройстве Т- или U-образной развилки с соблюдением полной
симметричности веток. Последовательное деление потока таким
способом на большее число ответвлений требует большой площади.
323

Более точным является деление потока в распределительных
чашах на 4, 6. 8 частей водосливами (с широким порогом или
с тонкой стенкой), установленными на одинаковых отметках.
Схемы распределительных чаш приведены на рис. 13.5- В чаше
с односторонним подводом (схема а) высота кольцевого отверстия
под центральной трубой принимается равной (0,15 ... 0,5) J, соотно-
шение Did не менее 1,5.
Расход воды, м /с, через незатоплениые водосливы с прямоу-
гольной формой отверстия
где (i — коэффициент расхода водослива; s — коэффициент, учиты-
вающий сжатие потока; Ь — ширина водослива, м; g — 9,81 м/с ; л
— напор над гребнем водослива, м.
Значение fie для во-
дослива с широким порогом
составляет 0,327 ...0,332, а
для водослива с тонкой
стенкой 0,603 ...0,606.
Для регулирования
подачи воды на отдельные
сооружения или группы со-
оружений возможно приме-
нение камер, в которых
устанавливают подвижные
водосливы с тонкой стен-
кой, выполняемые в виде
щитовых затворов с выре-
зами (рис. 13.6).
Надежное распреде-
ление сточной воды обес-
печивается каналами боль-
шого поперечного сечения,
скорость потока в которых
близка к нулю и соответст-
венно отсутствует кривая спада по длине. Такие каналы применяют
при распределении сточных вод по группам сооружений коридорного
типа (горизонтальные отстойники, аэротенкн). В каналах во
избежание выпадении осадка предусматривают аэрацию через
перфорированную трубу, укладываемую на дне латка около боковой
стенки. Интенсивность аэрации 7,-.2,5 м /м поверхности лотка
в I ч.
На выходящих лотках всех распределительных устройств предус-
матривают затворы или шандорные пазы для щитов, с помощью
которых можно отключать отдельные сооружения.

Водомерные устройства. На очистных сооружения* измеряют
расходы сточных вод, иловой смеси, осадков, растворов реагентов,
воздуха. Необходимо предусматривать возможность измерении как
общих, так н местных расходов по секциям и отдельным соору-
Таблица ИЛ. Тесимческнсяанние рааа/кМсроаИР-61
(датчика), ни
)50
200
300
Скорость гнтгоса и грубе. м/с
1.25
1.6
2.0
2,S
3.2
Максимальный иамервемый раежод, и 1ч
SO
125
320
100
160
400
123
200
500
160
250
600
200
320
800
4.0
250
400
1000
щта
^
-~—1
" ,-i
; J ^-d—--Г
-, ( |цщ
:—'■"• т
V
3fr
жени ям. Измерители общего расхода сточных вод целесообразно
располагать между песколовками н первичными отстойниками или
после контактных резервуаров.
Для измерения расходов ц_
жидкостей в напорных трубоп-
роводах применнют трубы
Вентурн с конической входной
частью (при концентрации
взвеси более 1000 мг/л) или
снабженные соплом Вситурн
(прн меньшей концентрации
взнеси!. Для любых сточных
■од и осадков могут использо-
ваться также индукционные
расходомеры И Р-б (. Данные
для подбора индукционных
расходомеров приведены в
табл. 13.7.
Для измерения расходов
сточных вод в открытых лот-
ка к предусматривают лотки Вектурн, измерительные водосливы или
лотки Паршаля. Схема лотка Вентури приведена на рис. 13.7, а
размеры типовых лотков — в табл. 13.8.
Схема лотка Паршаля, используемого также в качестве
смесительного устройства, приведена на рис. 11.13, а размеры в
табл. 11.12.
;-'^£S=S£
325

Таблица 13.8. Типовые лотам Оентури
Л
5
100
320
500
1150
4000
5000
8000
10000
20 000
Размер, мм
a
200
300
450
600
<юо
1200
1800
2400
2400
b
122
l«
296
377
596
752
1180
1500
1500
//
300
600
600
900
1200
I2O0
1200
1200
1800
Е
800
1200
1200
2000
3000
3000
ЗООО
3000
4800
С
105
140
205
295
400
590
820
1190
МФО
/
400
600
600
1000
1500
1500
1500
1500
2400
0
235
320
455
655
600
900
1260
1800
1800
Я
740
1060
1260
I960
2500
2990
3530
4490
5390
F
160
220
310
450
600
890
1240
1800
1800
К
560
640
640
1040
1000
1010
1020
1010
1610
L
2100
2900
3100
5000
6500
7000
7600
8500
11 800
л
200
300
450
600
800
1050
1600
2100
2100
Примечание. Л — уровень воды а нейтральном сечении лотка; Лнб— уровень
воды а нижнем бьефе.
ГЛАВА 14
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНЦИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
СТОЧНЫК ЯО.Д
Системы очистки сточных воя — это сложный комплекс инже-
нерных сооружений, функционально взаимосвязанных техно-
логическими процессами сбора, транспортировки, очистки и обезза-
раживания сточных воя, основанный из применении фнзико-ме-
ханнческих и фнэико- химических методов выделения
грубодисперсных и взвешенных частиц, биохимических методах
аэробна го окисления растворенных и коллоидных веществ и методов
обработки н обезвреживания осадков, Эффективность работы
очистных сооружений зависит в значительной степени от уровня
эксплуатации и оценивается путем сопоставления проектных пока-
зателей степени очнеткн сточных вод с фактическими.
14.1. Сооружения механической очнеткн сточных «од
Решетки. Эффективность работы решеток может быть оценена
на основании данных о соотношении количества загрязнений, за-
держиваемых установленными последовательно решетками с
различным размером прозоров. В результате натурных наблюдений
установлено наличие следующей зависимости
MJMt'-flbJb,), (14.1)
326

1ЯС Mi и Mi — количество загрязнений, задержанных соответственно
Цервой и второй решетками; Ь\ и Ь%— ширина прозоров между
стержнями соответственно первой н второй решеток.
Данные об эффективности работы решеток приведены ннже
Mi/M, 1 O.Si 0.75 0.65 0.45 0.2
tn/ti 0,5 0.625 0,75 0.Й75 1 1.125
На основании опыта эксплуатации московских станций аэрации
(Яковлев С. В., Калицун В. И.) можно сделать следующие выводы:
последовательная установка двух решеток с прозорами одина-
кового размера (двухступенчатые рсшсткн) обеспечивает задер-
жание отбросов в 1,5 раза больше, чем при одноступенчатой
установке;
двухступенчатая установка решеток, из которых первая имеет
прозоры 20 мм. а вторая 10 мм, обеспечивает задержание отбросов
в 2 раза больше, чем одна решетка с прозорами 20 мм;
установка одно»! решетки с ширинам прозоров между стержней
16 мм обеспечивает задержание не более 50% всех отбросов,
содержащихся в воде.
Количество песка, выносимое из песколовок вместе с крупными
загрязнениями достигает 25% его общего количества. Определение
количества задержанных решетками отбросов и анализ их качест-
венного состава, включая зольность, выполняется не реже 1 раза
в квартал.
Песколовки. Песок из песколовок удаляют периодически к как
правило крупными лорцннмн. Поэтому я периоды между чистками
он заполняет не только осадочные бункера, но и частично проточную
часть песколовок, что нарушает их работу. Лучшие условия работы
песколовок достигаются прн частой выгрузке песка небольшими
порциями или его непрерывном выгрузке, когда объемы накаплива-
ющегося осадка минимальны. Более эффективное задержание песка
в песколовках происходит в тех случаях, когда проточная часть
сооружений отделена от осадочной части перфорированным ко-
лосниковым устройством. Однако в этом случае песок перед
обезвоживанием на Песковых площадках или бункерах должен быть
отмыт от иловых включений, способствуюшнх загниванию
осадка.
Технологическая эффективность работы песколовок определяется
количеством задержанного песка, а также содержанием в песке
частиц фракциями 0,25 мм и более, зольности песка (осадка
песколовок), наличием песка в осадке первичных отстойников.
При технологически эффективной работе песколовок процент
задержания песка фракциями 0,2J мм и более должен составлять
не менее 70%, зольность песка — не менее 70%, а содержание песка
в осадке первичных отстойников не должно превышать 8%.
327

В случае перегрузки песколовок большим количеством поступа-
ющей возы эффективность задержания песка фракциями 0,25 мм и
более горизонтальной песколовки определяется по формуле
Э-»ГийШ (14.2)
Где /■//р/Т1 — гидравлическая поверхностнач нагрузка, мм/с; W, —
рабочая глубина песколовки, мм; Г- L/v — время пребывания, с;
L — длина песколовки, м; v ■ q/ui — скорость движения сточных вод,
м/с; q — расход сточных вод, м/с; ш — площадь жнаого сечения
песколовки, м ; va~ гидравлическая крупность песка, мм/с
Значения £/« для частиц песка размером 0,25 мм н более
приведены ниже
Рази ер частиц песка, мм П,41...0,8 0,31...0,4 0.2!...0.3
Гидравлическая крупность 65 37 26
««,*ш/с
Гидравлическая нагрузка на поверхность песколовки, связанная
с колебаниями притока сточных иод, оказывает значительное влияние
иа эффект задержания песка.
Э, % 70 88 42 45 41 <W
«о// 1 2 3 4 5 6
Технологически эффективно работающими песколовками счита-
ются те, у которых процент задержания песка меньше рассчитанного
по данной методике не более чем на 10%.
Первичные отстойники предназначены для уменьшения концен-
трации нерастворимых загрязняющих иешеств сточных вод, способ-
ных в зависимости от удельного веса оседать под действием силы
тяжести или всплывать (взвешенные вещества). Технологическую
эффективность работы первичных отстойников следует оценивать по
отношению концентрации взвешенных и оседающих веществ в
поступающей и выходящей (осветленной) воде (эффект осаждения),
по абсолютной концентрации указанных веществ в осветленной воде,
а также по количеству и влажности задерживаемого осадка.
Эффект осаждения в первичных отстойниках зависит в основном
от исходных концентраций взвешенных и оседающих веществ, их
соотношения, времени отстаивания, температуры сточных вод,
конструктивных особенностей сооружения. Эффект осаждения взве-
шенных веществ в зависимости от времени отстаивания следует
определять по табл. 14.1.
Увеличение эффекта осветления с увеличением глубины проточ-
ной части отстойников, характерное для городских сточных вод,
является следствием агломерации взвешенных веществ в процессе
их осаждения. Агломерация полиднеперсных взвешенных вещеста,
их укрупнение и увеличение скорости осаждения играет заметную
328

роль в работе гравитационных отстойников. Основной причиной
Агломерации частиц является гравитационная или ортакинстическая
коагуляция — столкновение и слипание частиц пол действием элех-
-■Яюстатнчсскнх cm в результате различной скорости осаждения
«Истиц различной крупности.
Таблица Ы.1. Зависимость эффегтвосажлеини <Э, %) агиремсни пребывании (Т, ч) и
исходной концентрации взвешенных вещесп (Сл. нг/л) при равномерном притоке
стачных вод
«W.
75
100
125
150
200
300
400
0.5
25
п
30
33
36
40
44
Эффект
1
30
34
38
42
46
50
55
оеджлеыия,
1.5
35
зя
42
47
52
57
62
3. %, при времени, ч
2
40
43
46
50
55
60
65
2.S
43
45
47
51
56
61
66
3
45
46
4Я
52
57
62
67
Примечание, Эффект осяждения взвеси определяется „0 формуле Э. % -
-(Со -ОСя' 100%, где С, — содержание взвешенных веществ ■ почкой воде после
первичных отстойников, кг/л.
Сра мнение эффективности работы отстойников аналогичных
типов, но с разными геометрическими размерами, с одинаковой
степенью извлечения взвешенных яешестн из близких по составу
сточных вод, следует проводить с учетом условия седиментацнонного
подобия
l*ii/WfliA,/*J (14.3)
где l\, h — продолжительность отстаивания сточной воды в сравнива-
емых отстойниках; Ai, Aj — глубина проточной части сравниваемых
отстойников.
Обработка данных натурной эксплуатации в форме зависимости
(14.3) представлена ниже
Igri/f. 0.05 0.1 0.15 0.2 0,25
IgAifTi! 0.2 0,4 0,6 0.8 I
Обычно в хороша работающих вертикальных отстойника к при
времени пребывания 1,5 ч эффект задержания взвешенных веществ
составляет 40%, в радиальных и горизонтальных — 50%. При
увеличении времени отстаивания да 2 ... 2,5 ч эффект осаждения
соответственно увеличивается на 5... 10%.
Влажность выгружаемого осадка в технологически эффективно
работающих отстойниках не должна быть более 95% при самотечном
удалении и более 94% при удалении (откачке) насосами.
32д

Эксплуатация преаэраторов и биокоагуляторов заключается в
равномерном распределении сточных вод с регулированием подачн
активного ила, своевременном выпуске осадка, а для биокоагуляторов
— в контроле за уровнем взвешенного слоя.
При эксплуатации двухъярусных отстойников возможно образо-
вание пены н превращение ее в корку, вследствие чего необходимо
систематическое удаление пены н корки а начале ее образования;
повышенный вынос взвешенных веществ вследствие неравномерного
поступление и распределения сточных вод; неравномерное накопление
осадка. Выгрузка созревшего осадка производится каждые 10 дней.
Ускорение брожения достигается введением в септическую камеру
зрелого сброженного осадка.
14.2. Сооружения биологической очистин
и обеззараживания
Аэротенкн. Для определения качества очищенной воды при
изменении величины ХПК/БПК5 н температуры рекомендуется
расчет технологической эффективности производить по формуле
l;=a-*-(хпк(вак^+а fi\itr~ (14.4)
где Lt — БГГКз отстоеннон очищенной сточной воды, мг/л;
ХПК/БПКз— величина химической н биологической потребности в
кислороде, поступающей в аэротенки сточной воды; N—нагрузка
на I г беззольного сухого вещества активного ила, мг БПКз/г. сут;
/ — температура сточной воды, поступающей в аэротенк.
Серьезным недостатком фильтроскых пластин является нх
засорение, которое приводит к ухудшению подачн воздуха в сточную
жидкость. Наибольшее засорение происходит с внутренней стороны
и обуславливается наличием пыли, окалины и ржавчины в
продуваемом воздухе. Чтобы преодолеть сопротивление в пластииах,
необходимо увеличить напор воздуха в сети и соответственно расход
электроэнергии {через 4 ...5 лет работы аэротенка потери напора в
фнльтроскых пластинах возрастают в 2...3 раза, а через 10... 12
лет их необходимо менять). Оптимальным сроком службы пластин
следует считать 1 ... 8 лет. Методы чистки и обжига фнльтросов с
последующей нх промывкой частично восстанавливают их проница-
емость на короткий срок. Более перспективным является тщательная
очистка воздуха от пыли на специальных фильтрах.
У всех пористых аэраторов в начале работы наблюдается быстрый
рост потерь напора, затем следует, период снижения до начального,
после чего — медленный рост до их полного выхода из строя.
330

ДА, м мя era 0.3J 0.8 0,* O.U 0,8 1.0 1.2
Т- лег I 2 3 4 JS 6 7
Когда потери напора достигают 1,5 м во избежание значительного
перерасхода электроэнергии и перегрева воздухонагнетателей,
фильтросные пластины подлежат замене.
При очистке сточных вод, содержащих значительную концент-
рацию ПАВ, следует орошать поверхность аэротенков очищенной
сточной жидкостью из вторичных отстойников.
В биофильтрах необходимо регулярно очищать водораспре-
делительное устройство, систематически наблюдать и в случае
засорения промывать поддонное пространство, систему вентиляции и
дренаж биофильтров, промывать верхний слой загрузочного ма-
териала для ликвидации заболачивания, контролировать эф-
фективности аэрации.
Качество сточной воды, очищенной на биофильтрах, по БПКз
отстоенной жидкости, следует определять по формуле
L\ =ОфК/БПК,)2<'3 +■ LJk. (14.5)
где U — БПК) отстоенной очищенной сточной воды, мг/л;
ХПК/БПК;— величина химической и биологической потребности в
кислороде, поступающей в биофильтр стачной воды; La — БПК* воды,
поступающей на биофильтр, мг/л; к — коэффициент, равный La/L,',
согласно СНИП 2.04.03—85.
Нарушение работы биофильтра может быть вызвано поступлением
производственных сточных вод, содержащих компоненты, угнетающе
действующие на биоценоз фильтра, применением неоднородных по
крупности слоев загрузки, внутренним зарастанием труб ороситель-
ной системы. При эксплуатации фильтров БПКполн не должна
превышать 250... 300 мг/л (в зависимости от пропускной способ-
ности), при большей БПК необходимо предусмотреть рецирку-
ляцию.
Вторичные отстонннки должны обеспечивать выделение активного
ила и биопленки из очищенной жидкости. Качество работы вторичных
отстойников является завершающим этапом очистки сточных вод на
станциях аэрации и в значительной степени определяет эф-
фективность работы станции в целом. Технологическую эф-
фективность работы вторичных отстойников оценивают по концент-
рации оставшейся части активного ила и биопленки в очищенной
воде, по формуле
т
где й,— вынос активного ила с очищенной водой, мг/л; L' — БПК;
отстоенной очищенной воды, мг/л; Т — время пребывания воды в
отстойнике, ч.
331

При эксплуатации вторичных отстойников удаление активного
ила должно производиться непрерывно и возможно более полно.
Объем вози ратного ила составляет 25... 50% расхода сточной
жидкости. Осадок из вторичны* отстойников после биофильтра
следует удалять не реже 1 раза в сутки.
При эксплуатации биологических прудов необходимо следить,
чтобы количество растворенного кислорода в воде было не менее
4 мг/л, скорость течения воды не должна превышать 0,001 ...
0,002 м/с, средняя глубина пруда не более 1,0... 1,5 м при очистке
воды и 4 м — при доочистке. Контроль за работой прудов
осуществляется 2...Э раза в месяц.
Сооружения обеззараживания должны обеспечивать снижение
бактериальных загрязнений в очищенной воде до нормативных.
Технологическую эффективность работы сооружений обезза-
раживания следует оценивать по количеству бактерий кишечной
группы, оставшихся в воде после обеззаражнвзкия, а также по
концентрации остаточного хлора при обеззараживании хлором или
его производными. Технологически эффективно работающие соору-
жения обеззараживания должны уменьшить количество бактерий
кишечной группы в I л сточной воды до 1000 шт., не более.
Количество остаточного хлора — не менее 1,5 мг/л при обязательном
контакте воды с хлором не менее 30 мин.
14.3. Сооружения по обработке осади*
При эксплуатации метантенков нормальный процесс брожения
обеспечиваете а соблюдением установленной нормы суточной загрузки
свежим осадком и поддержанием зала иной температуры, регулярным
перемешиванием осадка и выгрузкой сброженного осадка с замером
его количества. Причинами, нарушающими процесс сбраживания,
могут являться: превышение процента загрузки, резкие колебания
температур брожения, поступление токсичных для микрофлоры
метанового брожения веществ, наличие компонентов, не подверга-
ющихся метановому брожению.
На метантенкаъ следует достигать выхода газов брожения не
ннже 8 ... 10 м /м сбраживаемого осадка с содержанием метана не
менее 50... 60%. Аэробна сброженный осадок не должен иметь
удельное сопротивление фильтрации более 60... 10010' см/г.
Обеззараживание достигается нагревом осадков до 50... 55° С
в метантенках или до 60° С в сушилках и камерах дегельминтизации,
либо другими методами (компостирование с твердыми бытовыми
отходами, химическое обеззараживание и др.). Стабилизация достига-
ется при анаэробном и аэробном сбраживании, введении в осадок
извести до достижения рН не менее II ... 12.
Обезвоживание осадков до состояние твердого или полутвердого
продукта осуществляется подсушкой на иловых площадках, обработ-
кой на центрифугах, вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, при этом
132

влажность обезвоженных осадхое не должна превышать 80... 85%.
Обезвоживание осадков до состоянии твердого сухого, сыпучего
Продукта достигается термической сушкой с одновременным их
обезвоживанием и стабилизацией. Влажность термически высушенных
осадков не должна превышать 45..,50%.
При эксплуатации барабанных сушилок необходимо учитывать
следующие положенно: влажность поступающего осадка должна быть
не более 80%, а влажность обработанного осадка — около 30 ... 40%;
дымовые газы должны иметь температуру 700... 800"С без
значительных колебаний; выходящие газы должны иметь температуру
охало 250° С; нэ сушильном барабане устанавливаются приборы,
регистрирующие основные параметры процесса: температуру в топке
из входе и выходе газа, количество поступающего осадка, расход
газа, влажность поступающего и выходящего осадка должна наме-
ряться не реже 1 раза в смену.

ЛИТЕРАТУРА
БабенковЕ. Я Очистжа аодм коагулянтами. М., 1977
Василенко Л Л. Водостведение. Курсовое проектирование. Киса, 1988.
Гаранавский И. Т., Рудника Г. Г. Эксплуатации станций подготовки юалйстмнио-
питьевай воды. Киев, 1973.
КарюхинаТ. А.. ЧурбаноааИ. И. Контроль ««честна воды. М., 1986.
КуяоскийЛ. А,, Строка* П. И.Технология очнетжн природных вод. Киев, I486.
Курганов А. М., Федоров И. Ф. Справочник по гидравлический расчетам систем водо-
снабжение и канализации. М.; Я.. 1986.
Ласков Ю, М., воронов Ю. В., Калицун В. И. Примеры расчетов канализационных
сооружений, М , 1987.
МвлвдерХ. А., ПааляЛ. Л. Малогабаритные канализационныеочнетныеустановки. М.,
1987.
Методика оценки технологической эффективности работы городских очистных соору-
жений какшшмцнн. М.. 1987.
Методические указание по применению правил охраны поверхностных вод от загряз-
нение сточными оодвми. М., 1932.
Москбитин Б А., МирончиК Г. М., Москаитин А. С. Оборудование водопроводных и
канализационных сооружений. М.. 19Й4,
Никаладле Г. И, Технологи я очистки природных вод. М , 1987.
Никояадзе Г. И., Минц Д. М., Кастальский А. А. Подготовка воды для питьевого и
промышленного водоснабжение. М-, 1984.
Основы прогнозирование качества поверхностных вод. М., 1982.
Попкович Г, С, Репин Б. II. Системы аэрации сточных вод. М, 1986.
Правила приема производственных сточных вод в систему канализации населенных
пунктов. М., 19SS.
Производством применение фильтрующих материалов для очистки воды. Справочное
пособие. Л., 19Я5.
РуденкоГ, Г., ГороновскийИ. Т. Удаление примесей ид природных вод на водопровод-
ных ста и ни ял. Киев. 1976.
Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения в местах
водопользования население. СанПнН №-(631—88. М , ] 988.
Санитарные правила и иор.чы охраны поверхностных вод от загрятнення. СанПнН
N° 4630—88. М.. 1988.
Справочник по свойствам, методам анализа и очистке вслы. Киев, 1980.
Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных
пдедпрнвтнй/Под ред. Н. в. Сачохина. М-, 1981.
Тауде П. Р., Баранова А. Г. Химия н микробиология воды. М,, 1983.
Федоров И. Ф,, Волков JI. Е. Гидравлический расчет (анализацноннык сетей. М.;Л.,
1968.
Черкинский С- М- Санитарные условия спуске сточных вод а водоемы. М,, 1977.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Раздел первый. КАЧЕСТВО ВОДЫ
Глава I. Свойства природных и
1.1. Показатели качества воды ,
1.2. Свойства природных вод
1.3. Охрана источников волы от загрязнение .
1.4. Состав сточных вод
Глава 2. Требования в «ячеству волы
2.1. Хозяйственно-питьевая вола
2.2. Техническая вода . ,
2.3. Сточная вода
2.4. Качества воды водны! объектов
Глава 1. Прогнал качестве воды водных объектов
3.1. Исходные данные
3.2. Расчет качества воды рек
3.3. Расчет качества воды непроточных водоемов
Раздел второй. ПОДГОТОВКА ВОДЫ
Глава 4. Коагулирование воды
4.1. Характеристика нрименясмых реагентов
4.2. Основные принципы и понятия процесса коагулирование воды
4.3. Сооружения коагулирования
Глава J Методы и сооружение для предай ригель ной очистки воды
5.1. Осветление воды в отстойниках
5.2. Осветление воды ■ осветлителях со взвешенный осадком
5.3. Мнкрофилыры . . , ,
5.4. Г'идроци клоны
5.5. Флотация
Глава 6. Фильтрование виды
6.1. Классификация фильтров
6.2. Устройство к процесс работы скорого фильтра
6.3, Фильтрующие материалы зернистых фильтров
6.4, Дренажные системы и промывка скорых фильтров
6.5 Расчет скорых фильтров
6.6 Контактные осветлители ,
6.7.Нанорныс фильтры
6.8. Самопроныкающиеся фильтры . .
6.9. Фильтры с плавающей загрузкой , . . .
6.10. Сверхскоростные фильтры
6. П. Двухступенчатое фильтрование
Ё. 12. Фильтрование через слой осадка
Глава 7. Обеззараживание воды, абработкл воды ожиевхпелями и сорбеи-
7.1, Способы обеззараживания воды, роль окислителей ■ водоподгатовке
7-2- Хлорирование воды
7.3. Озонирование воды , , ,
7.4. Обеззараживание воды в бактерицидных установках
1.5. Применение окислителей н сорбентов для дезодорации воды и уда-