Очистка сточных вод

7.1. Состав и свойства сточных вод.

Примеси, которые содержатся в сточных водах разных категорий, по происхождению делятся на органические (60-75%) и минеральные. Органические и минеральные примеси могут находиться в стоках в грубодисперсном, колоидно-растворенном и растворенном состоянии. К минеральным примесям принадлежат: песок, глинистые частички, шлаки, растворимые в воде соли, кислоты, щелочь.

Органические примеси бывают растительного (остатки растений, плодов, бумага, растительные масла и др.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки мускульных и жировых тканей животных, органические кислоты и т.д.) происхождения.

Количество и виды примесей определяют условиями образования сточных вод. Хозяйственно-фекальные воды содержат грубодисперсные (взвешенные) вещества в количестве 35-40 г/сут, колоидно-растворенные- 10-25г/сут и растворенные - 40-50 г/сут в пересчете на одного человека. Бактериальное загрязнение хозяйственно-фекальных сточных вод огромно. Так, на каждые 1000 м3 сточных вод приходится свыше 400 л микроорганизмов. Микроорганизмы, которые содержатся в сточных водах, делятся на патогенные и сапрофитные.

Патогенные микроорганизмы (8.14) (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии и др.) ведут паразитирующий образ жизни и являются переносчиками инфекционных заболеваний. Сапрофитные микроорганизмы (8.15)(кишечная палочка коли, уробактерии и др.) безвредные для человека и животных и не являются переносчиками заболеваний.

Сточные воды городов загрязненны яйцами гельминтов (глистов) - до нескольких сотен на 1 л и разными грибами в виде плетений тончайших нитей или в виде спор.

Большая часть грубодисперсных веществ способны к осаждению. Вхозяйственно-фекальных сточных водах количество нерастворенных веществ сравнительно постоянная и равняется 65 г/сут на одного человека, из них 40 г могут осаждаться при отстаивании. Некоторые примеси сточных вод представляют большую ценность для народного хозяйства. Это жиры и витамины, азот, калий, фосфор, которые входят в состав органических загрязнений и нужны для питания растений.

Сточные воды некоторых предприятий загрязнены соединениями хрома, никеля, кадмия и др., выделение которых из сточных вод экономически целесообразно.

Вещества органического происхождения имеют свойство загнивать, отравляя грунт, воду и воздух. Сложная химическая структура их не может быть переработана растительными организмами. Поэтому при использовании их как удобрения необходимо разлагать сложную химическую структуру органической примеси на более простые химические соединения - минеральные. Минерализация (окисление) органических веществ возможная в аэробных и анаэробных условиях. Аэробный процесс минерализации органики (9.16). происходит в присутствии воздуха. При анаэробной

минерализации на окисление органических веществ идет кислород из разных соединений. Этот процесс происходит очень медленно с выделением веществ с неприятным запахом и вредных газов. Процесс минерализации органических веществ происходит при содействии микроорганизмов-минерализаторов, которые в зависимости от условий минерализации делятся на аэробы и анаэроби (9.18).Степень загрязнения сточных вод органическими веществами может быть определено количеством кислорода, необходимого для их окисления с помощью аэробных микроорганизмов, т.е. по биохимической потребностью в кислороде (БПК) (9.19). БПК определяют по количеству кислорода в граммах на 1 м³ (г/м³) или в миллиграммах на 1 л (мг/л). Полное окисление органических веществ при температуре 20° С длится не менее 100 дней. Для удобства лабораторных исследований довольно определить количество кислорода, израсходованного на минерализацию органических веществ за 5 или 20 суток, т.е. определить БПК₅ или БПК₂₀. Зная БПК₅, можно определить БПК₅ и БПК₂₀.

Степень загрязненности сточных вод кислотами и щелочами определяют по показателю «реакции воды» рН. Этот показатель имеет большое значение при выборе нужных материалов для сети и сооружений. Реакция воды очень сильно влияет на ход процессов минерализации. В некоторых случаях перед подачей сточных вод на очистные сооружения необходимо их нейтрализовать. Городские сточные воды обычно имеют рН = 7, 2-7,5 (т.е. малощелочную реакцию). В стоках есть растворенный кислород, а также кислород, который входит в состав некоторых соединений, которые загрязняют воду. Он идет на окисление органических веществ частично или целиком, после этого в воде начинаются процессы гниения с выделением газообразных продуктов (метана, сероводорода и др.).

Соотношение между общим содержанием кислорода в воде и БПК органических примесей в том же объеме, показанное в процентах, называют постоянством или стойкостью воды. При стойкости 50% загнивание начинается на третий день, и при стойкости 99% - на 20-и день. Степень бактериального загрязнения сточных вод определяют по «коли-титру» или «коли-индексу» (см. раздел Т-8). Для хозяйственно-фекальных сточных вод «коли-титр» обычно не превышает 0,000001. На некоторых предприятиях сточные воды загрязненны радиоактивными веществами.