40 Сооружения почвенной очистки.

Сооружения биологической очистки СВ в естественных условиях. Для биологической очистки могут применяться методы очистки в естественных условиях, в частности используются сооружения почвенной очистки. По масштабам промышленности метод почвенной очистки значительно уступает методам искусственной биологической очистки. Этот метод используется в основном для бытовых и городских СВ, но не для производственных. Сооружения ПО по производительности используется в широких пределах от 0.5 до 280000 М3/сут. Малые сооружения имеют много разновидностей:

ППО- площадки подземного орошения

ППФ-площадки подземной фильтрации

ФК-фильтрующие колодцы

ФТ- фильтрующие траншеи

ПГФ-это песчано-гравийные фильтры.

Самые крупные сооружения- КПО- Коммунальные поля орошения ЗПП-земельные поля орошения

ПНФ-поля наземной фильтрации. Земельные участки, предназначенные только для очистки СВ- это поля фильтрации. Если обрабатываются больше объёмы СВ, но со сравнительно небольшой концентрацией загрязнений, то ограничения проводятся по инфильтрации воды в почве. В общем случае биологическое окисления проходит в аэробных или анаэробных условиях в разных почвенных уровнях. Выбор площадки производится с учётом защиты природной среды, т.е. недопускающие попадание СВ в водоносные слои. Учитывается тип грунта, рельеф местности, уровень залегания подземных вод. Исключается возможность применения полей орошения при среднегодовой температуре <+6 C и на тяжёлых грунтах (глина, тяжёлые суглинки, плотные известняки). Основа расчёта сооружений почвенной очистки является величина допустимой нагрузки на поля орошения.

Расчётная площадь: F=F_пол+F_р+K(F_пол +F_р)

F_пол-это полезная площадь поля орошения

F_р-это резервная площадь

К-это коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для устройства оградительных валов, разводящих и осушительных каналов

К=0,25-0,5

Величина полезной площади F_пол=Q/q₀

Q₀- зависит от качества грунта, среднегодовой температуры воздуха, среднегодового кол-ва осадков 10-70м³/га*сут.

F_р-не превышает 25% от F_пол

41. Биологические пруды

Биологические пруды - искусственно-созданные водоёмы, в которых для очистки СВ применяются естественные процессы. Биологические пруды могут применяться как для очистки СВ, так и для глубокой очистки СВ, которые уже прошлибиологическую очистку, причем преимущественно они применяются для глубокой очистки СВ. В окислительных прудах переработка органических загрязнений происходит анаэробным размножением осадка в природной зоне и окисление растворенных и коллоидных веществ путем аэробного окисления в средней части объема воды. Продукты этих процессов утилизируются водорослями растущими у поверхности воды и вырабатывающими кислород для обеспеченияаэробного разложения органических веществ. В аэробных высоконагружаемых по органическим веществам прудах фотосинтез является основным источником кислорода для биологического разложения органических загрязнений. В этом случае происходит интенсивный рост водорослей, часть органических загрязнений переходит в состав водорослей. Водоросли выделяют из стока пруда фильтрацией или ФХ осаждением. Водная растительность регулирует кислородный режим водоема и способствует снижению биогенных элементов в воде. В прудах может быть осуществлена искусственная аэрация. Естественная аэрация и окислительные процессы наиболее интенсивно проходят в летнее время. В холодное время года пруды работают как емкостные сооружения для сбора стоков поступающих с производства. Аэробные пруды предназначены для разрушения и стабилизации концентрированных жтдких, полужидких и твердых отходов.

БПК5=300-2300кг кислорода/га

Анаэробное брожение проходит в 2 этапа .

На 1 этапе идет превращение сложных органических веществ в жирные кислоты, которые далее преобразуются в газовые продукты, преимущественно метан и угл.газ. Для лучшего прогрева воды, а также освещения и аэрации воды пруды естественной аэрации делают неглубокими (1м). При наличии искусственной аэрации глубина прудов может быть до 3м. Пруды с искусственной аэрацией истраивают из параллельных каскадов (от 2 до5 ). После прудов следует отстойные секции, в которых предусматривается очистка секций. Если требуется глубокая очистка, то воду из прудов очищают фильтрованием на песчанных фильтрах. К недостаткам этих сооружений следует отнести низкую окислительную способность, сезонность работы, потребность в больших площадях, неуправляемость и трудность очистки. Биологические пруды для глубокой очистки рекоммендуется присматривать спо соотношении ширины к длинне от 1/2 до 1/3. Как правило пруды бывают 3-х каскадные, причем 2-х параллельные секции могут работать в разное время. При этом можно проводить очистку одной из секций. Более широко чем окислительные пруды используют искусственные аэрируемые пруды в которых применяется либо плавающие, либо стационарные аэраторы, либо пневматические. Механические аэраторы для биологических прудов выпускаются 2-х типов: 1- маркировка МВ, он устанавливается в прудах, коллекторах и водоемах. 2 - МПУ - в сочетании с МВ для предотвращения взвешанных частиц и выравниванием концентраций кислорода. Методика расчета механических систем аэрации прудов заключается в определении числа аэраторов, способных подать необходимое количество кислорода, без учета его поступления путем фотосинтеза и атмосферной аэрации .

Продолжительность пребывания воды в пруду:т t=1/k*(lgL_o/L_t)

k - константа скорости процесса, L_o - БПК полное поступающей СВ (мг кислорода/л), L_{t -}- выходящей из пруда. Это уравнение справедливо если БПК до 300 мг кислорода /л . Если БПК полное поступающей воды больше 300, то уравнение допоняют. t=((Lп-300)/Ko)+1/K1*(lg(300/Lt))

Lп - БПК полное поступающей воды в пруды, K1 - константа скорости процесса в реакциях нулевого или переходного порядка (мг/лс)

Чтобы пруды созданные искусственно со ступенями равного объема, то задача расчета сводится к необходимому числу ступеней и потребного расхода воздуха на ааэрацию системы.

Емкость одной секции принимают исходя из того, что вода в секции от 1.5 до 2 суток.

Параметр характеризующий скорость окисления: B=1/(1+(2,3k₀V_ст/q))

k⁰-константа скорости процесса, от 5 до 7 мг на л/с, к₀ меньше к₁, V_ст-объем ступени, q-суточный расход СВ

Число ступеней: n=(lgL_n/L_o)/lgB

Если объем ступеней не одинаковый, то расчет ведут по тем же формулам , но последовательно определяют качество воды выходящей из каждой ступени .