Тема 28, 29. Очистные сооружения

Цель: Сформировать навык выбора очистных сооружений

В сельских населенных пунктах рекомендуется применять механическую очистку сточных вод на решетках, дробилках и пр., а затем биологическую очистку.

Биологические методы очистки сточных вод могут быть естественными или искусственными. При естественном методе очистка осуществляется на полях орошения, полях фильтрации или в биологических прудах. Для искусственной очистки применяются аэрационные сооружения с принудительной подачей кислорода (воздуха): аэротенки, циркуляционные окислительные каналы.

При наличии свободных территорий и благоприятных климатических условий рекомендуется предусматривать очистку сточных вод в естественных условиях. Сушку осадка также следует предусматривать в естественных условиях (на иловых площадках). Для сокращения площади очистных сооружений устраивают аэрируемые биопруды.

В схеме канализации обязательно предусматривается утилизация осадка. После предварительного обеззараживания и обезвоживания осадок можно использовать в качестве сельскохозяйственного удобрения. Осадок, содержащий соли тяжелых металлов, может быть использован для удобрения газонов, парков, технических культур. При нецелесообразности использования осадка возможно его сжигание.

Сооружения для естественной очистки сточных вод

Биологические пруды могут устраиваться на слабофильтрующих грунтах. Пруды могут быть одиночными непроточными или состоять из серии 3-5 прудов. Глубина аэробных прудов составляет 0,6-1,2 м, анаэробных – 2,5-3 м.

Биологические пруды могут применяться в IV климатической зоне круглогодично, в II-III климатических зонах – в теплое время года при температуре воды не ниже 8˚С.

Требуемая площадь прудов определяется в зависимости от расчетной нагрузки на пруд. Для механически очищенных сточных вод расчетная нагрузка составляет 250 м³/(га сут.). Время пребывания сточных вод в пруде от 2,5 до 10 суток. Для полной очистки биопруды целесообразно устраивать в 2-3 ступени.

Для интенсификации процесса очистки сточных вод биопруды целесообразно аэрировать (принудительно подавать кислород). При этом площадь прудов уменьшается. Пропускная способность аэрируемых прудов 100-10000 м³/сут., глубина 1,5-5 м, продолжительность пребывания воды около 3 суток. Аэрируемые пруды могут работать при температуре воздуха до -15˚ -20˚С и ниже.

Поля фильтрации могут устраиваться на участках, непригодных для сельскохозяйственного использования, вблизи водотока-приемника для отвода профильтрованной воды. Уклон участка должен быть не более 0,02. Грунты должны быть фильтрующими; торфяные и глинистые почвы и солончаки непригодны для устройства полей фильтрации.

Поля фильтрации выполняются в виде отдельных участков (карт). Сточные воды подаются на поля по оросительной сети, выполненной в виде открытых лотков или каналов. Вода фильтруется сквозь грунт и отводится по осушительной сети, состоящей из дренажа (открытого или закрытого) и канав.

Требуемая площадь полей фильтрации определяется из нормы нагрузки сточных вод q_о, м³/(га сут) по формуле:

F_п.ф = Q_ср.сут / q_о, га,

где F_п.ф – полезная площадь полей фильтрации, га,

Q_ср._сут – количество сточных вод, поступающих на поля, м³/сут.,

q_о – расчетная нагрузка сточных вод, м³/(га сут), определяется по таблице 14.1.

Таблица 14.1

Расчетная нагрузка на полях орошения и фильтрации

Тип почв	Расчетная нагрузка, м3/(га сут)
Зона недостаточного увлажнения (IV)	Зона неустойчивого увлажнения (III)	Зона избыточного увлажнения (II)
Супесчаные и подзолистые почвы
Суглинистые подзолистые, супесчаные черноземы, каштановые почвы
Черноземы всех типов, подзолистые тяжело суглинистые почвы

Поля орошения устраиваются аналогично полям фильтрации. Сточные воды здесь используются для орошения сельскохозяйственных, в основном технических, культур.

Требуемая площадь полей орошения определяется по формуле:

F_п.о = Q_ср.сут / q_о, га,

где F_п.о – полезная площадь полей орошения, га,

Q_ср._сут – количество сточных вод, поступающих на поля, м³/сут.,

q_о – расчетная нагрузка сточных вод, м³/(га сут), см. таблицу 3.4.

На сельскохозяйственных территориях рациональнее устраивать поля орошения, чем поля фильтрации.

Сооружения подземной фильтрации (септики, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи и колодцы) могут устраиваться при децентрализованной системе канализации для отдельных объектов с расходом сточных вод до 12 м³/сут.

Сооружения для искусственной очистки сточных вод

Аэротенки особенно эффективны для сельских населенных пунктов при расходе сточных вод до 1000 м³/сут.

Аэротенк представляет собой прямоугольный резервуар, через который протекают сточные воды, смешанные с активным илом, при непрерывной подаче кислорода воздуха. После очистки вода подается в отстойник, где оседает активный ил. Часть ила возвращается в аэротенк, а часть удаляется на иловые площадки и после подсушивания используется в качестве удобрения.

Наиболее эффективны аэротенки продленной аэрации, в которых очистка сточных вод и обработка ила происходит в одном объеме.

Аэротенки входят в состав станций биологической очистки сточных вод с пропускной способностью 25-1000 м³/сут.

Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) устраиваются в южных районах при расчетной температуре воздуха не ниже -25˚С (IV, V климатические зоны). Пропускная способность ЦОК до 1400 м³/сут.

Циркуляционный окислительный канал (ЦОК) представляет собой закрытый канал трапецеидального сечения, в котором происходит непрерывная циркуляция сточной воды и активного ила. Для перемешивания воды и ила и для подачи кислорода воздуха служит аэратор. Затем смесь подается во вторичный отстойник, где активный ил отделяется и возвращается в канал, а вода обеззараживается и сбрасывается в водоем или в биологический пруд для доочистки.

В IV климатической зоне применение ЦОК экономичнее, чем других сооружений для искусственной очистки сточных вод.

Очистные сооружения для сточных вод размещаются с учетом следующих требований:

1) Площадка очистных сооружений располагается ниже поселка по течению водоема, в который намечен выпуск очищенных сточных вод, и с подветренной стороны по отношению к жилой застройке.

2) Сточные воды подаются на очистные сооружения по возможности самотеком;

3) Площадка очистных сооружений не должна быть подвержена затоплению и береговому размыву поверхностными водами.

Ориентировочные площади земельных участков для очистных сооружений сточных вод приведены в таблице 14.2

Таблица 14.2.

Площади земельных участков очистных сооружений, га

Способ очистки	Площадь очистных сооружений, га, при пропускной способности:
1,4 тыс.м3/сут	7 тыс.м3/сут	25 тыс.м3/сут
Механическая очистка	0,4	0,7	1,8
Биологическая очистка - на полях орошения			-
- на полях фильтрации
- в биологических прудах (аэрируемых)	2,5	8,0	20,0
- в аэротенках	0,6	1,1	3,0
Обработка осадка - механическим способом, компостированием	-	0,2	0,5
- на иловых площадках	0,7	3,0	10,0

Размеры санитарно-защитных зон от канализационных участков до границ жилой застройки принимаются в зависимости от пропускной способности очистных сооружений по таблице 14.3

Таблица 14.3

Санитарные разрывы для очистных сооружений

Очистные сооружения	Минимальное расстояние, м, при расчетной пропускной способности очистных сооружений, м3/сут.
до 15	50-200	200-5000
Септики		-	-
Поля подземной фильтрации		-	-
Фильтрующие траншеи		-	-
Песчано-гравийные фильтры		-	-
Поля фильтрации	-
Биологические руды	-
Сооружения механической и биологической очистки с иловыми площадками, а также отдельно расположенные иловые площадки	-
Сооружения с циркуляционно-окислительными каналами	-
Насосные станции	-

Санитарно-защитные зоны должны быть озеленены, и их решение увязано с проектом планировки и застройки населенного пункта.

Список литературы

1. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги

2. СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы

3. СНиП 2.05.11-83 Внутрихозяйственные автомобильные дороги в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях.

4. В.С. Бойчук. Проектирование сельскохозяйственных дорог и площадок.- 2-е изд., переработанное и доп. – М.: Колос, 1996-207с.

5. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. СНиП 2.07.01-89*. - М.: Стройиздат, 1990.

6. В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. Проектирование автомобильных дорог. Часть1, 2. Москва, Транспорт, 1979г.

7. Пособие по водоснабжению и канализации городских и сельских поселений (к СНиП 2.07.01-89). - М.: ЦИТП, 1992.

8. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.02-84. – М.: Стройиздат, 1985.

9. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85. – М.: ЦИТП, 1986.

10. Рекомендации по инженерному оборудованию сельских населенных пунктов. – М.: «КОМТЭКС», 1990.

11. Кетаов А.Б. и др. Комплексное инженерное оборудование сельских населенных пунктов/А.Б. Кетаов, П.Б. Майзельс, И.Ю. Рубчак. – М.: Стройиздат, 1982.