КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Контроль процессов доочистки и обеззараживания сточных вод

Согласно регламентированным предельно допустимым сбро­сам веществ, поступающим со сточными водами в водные объек­ты, на городских станциях аэрации необходимо вводить дополни­тельную ступень обработки сточных вод для удаления органичес­ких соединений до ГЩК=3—5 мг/дм3 по БПКпплн, соединений азота до ПДК = 0,5-2 мг/дм3 по NH4+ - N и 10 мг/дм3 по N03" - N [13]. В некоторых регионах страны в очищенных сточных водах ог­раничивается содержание соединений фосфора и взвешенных ве­ществ.

Возможная степень удаления загрязнений в процессах доочист­ки (третичной очистки) практически не ограничена и определя­ется условиями их дальнейшего использования и затратами на их практическую реализацию. Основные методы доочистки, условия их применения и контроля приведены в табл. 2.15.

Наиболее распространенными сооружениями в блоках до­очистки сточных вод как в нашей стране, так и за рубежом явля­ются фильтры с зернистой загрузкой. Технологический контроль работы фильтров доочистки основан на тех же принципах, что и контроль работы водопроводных фильтров. Так, учитываются ско­рость фильтрации и продолжительность фильтроцикла, определя­емая по достижении заданной величины потери напора, расход воды на промывку фильтра и ее интенсивность. Промывку филь­тра производят фильтрованной сточной водой. Качество сточной воды оценивается до и после ее обработки по обычным санитар- но-химическим показателям, принятым для характеристики сточ­ных вод.

В процессе адсорбционной доочистки активный уголь удаляет из воды биохимически неокисленные органические вещества, мик­роколичества ионов тяжелых металлов, бактериальные и другие загрязнения. При количестве отработанного угля более 0,5 т/сут восстановление его адсорбционной емкости производят обычно термическим способом.

При обессоливании минерализованных сточных вод гипер­фильтрацией через полупроницаемые мембраны основные пара­метры — концентрацию растворенных веществ в концентрате и фильтрате необходимо определять на единицу ширины мембра­ны при заданной ее длине, разделяющей способности, коэффи­циенте проницаемости мембран, давлении, расходах исходной воды, фильтрата и концентрата.

При использовании реагентного метода удаления фосфатов необходимо тщательное дозирование сульфата алюминия, для чего требуется знать концентрацию фосфатов в воде. Поэтому опреде­ление этого показателя должно выполняться не только по обще­му графику контроля за качеством сточной воды, но и несколько раз в промежутках между этими анализами.

Барботажная флотация ведется с флокуляцией при 30—40%-ной рециркуляции пены; напорная флотация — с флокуляцией при 50%-ной рециркуляции сточных вод. Флотатор рассчитывается на пребывание в нем сточных вод в течение 15—20 мин при восходя­щей скорости воды во флотационной камере 2—3 мм/с и 10—15 мин в отстойной зоне при нисходящей скорости 1—3 мм/с.

Напорная флотация наиболее эффективна именно для таких биосуспензий, как иловая смесь, поскольку при биологической очистке микроорганизмы активного ила присутствуют в воде в

Окончание табл. 2.15

Основном в виде хлопьев, что способствует флотационному раз­делению этих суспензий. При этом достигается и довольно удовлетворительная степень сгущения (3—5 раз) биомассы ак­тивного ила.

Особый интерес представляет использование для флотации такого газа, как С02. Источником его может быть, например, метантенк, в котором наряду с образованием метана происхо­дит накопление углекислого газа, сероводорода и др. При ис­пользовании углекислого газа приготовляют так называемую га­зированную воду, или насыщенный раствор углекислого газа. Добавление такого раствора в разделяемую суспензию приво­дит к тому, что сначала на флотируемых частицах выделяются пузырьки воздуха сравнительно небольшого размера, а затем на них образуются пузырьки углекислого газа большого размера. Такие флотокомплексы позволяют увеличить скорость флота­ции.

Биологически очищенная вода содержит значительное коли­чество аммонийного азота и фосфатов. Азот и фосфор способ­ствуют усиленному развитию водной растительности, последу­ющее отмирание которой приводит к вторичному загрязнению водоема. Контроль процессов биохимической денитрификации проводится аналогично контролю процессов биологической очистки сточной воды в аэрационных сооружениях, и при этом особое внимание уделяется оценке форм и концентраций соеди­нений азота.

Схемы компоновки основных сооружений доочистки можно разделить на три основные группы. К первой относятся схемы безреагентной механической доочистки (включающие микрофиль­тры и фильтры), которые можно эксплуатировать в комплексе одну с другой или раздельно. Вторую схему используют при не­обходимости реагентного осветления и умягчения воды. Для вы­бора оптимального варианта необходимо определять эффект сни­жения мешающих загрязнений после каждого этапа доочистки. Третью группу схем применяют при необходимости помимо ре - агентной обработки стоков, использования ионных методов, умяг­чения и опреснения (обессоливания) воды.

Способы обеззараживания сточных вод можно разделить на четыре основные группы: термические; химические с помощью сильных окислителей; олигодинамические (воздействие ионов благородных металлов); физические (с помощью ультразвука, ра­диоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей).

Наиболее широко применяются способы второй группы. В ка­честве окислителей используют хлор, диоксид хлора, озон, мар - ганцевокислый калий, пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция. В свою очередь, из перечисленных окислителей на прак­тике предпочтение отдают хлору, озону, гипохлориту натрия, ко­торые вызывают инактивацию кишечных вирусов в результате денатурирования их белковой оболочки. По вирулицидному дей­ствию свободные формы хлора примерно в 50—100 раз превосхо­дят его связанные формы.

Для снижения Coli-Форм на 99,9% требуются следующие дозы хлора, г/м3:

TOC o "1-3" h z после механической очистки............................................. 10

После химической очистки................................................ 3—10

После полной и неполной биологической очистки.............. 3 и 5

После фильтрования на песчаных фильтрах........................ 2—5

Хлор, добавляемый к сточной воде, должен быть тщательно перемешан, а затем находиться в контакте со сточной водой не менее 30 мин, после чего количество остаточного хлора должно быть не менее 1,5 г/м3.

Объектом технологического контроля при хлорировании яв­ляются контактные резервуары или другие заменяющие их ем­кости. Регистрируются время пребывания воды в контактном ре­зервуаре и изменения ее качества вследствие действия хлора и дополнительного удаления осаждающихся частиц активного ила. Оценивается количество выпадающего в контактных резервуарах ила для последующего учета его в тех сооружениях, в которые он передается на обработку.

Схема узла хлорирования на очистных станциях различна в зависимости от вида хлорирования, но в любом случае контроли­руется процесс приготовления рабочих растворов для установле­ния точной дозы активного хлора.

Контролировать дозирование раствора хлорной воды следует систематически. Главным в контроле является определение оста­точного активного хлора, т. е. разности между общим расходом хлора и количеством, прореагировавшим с органическими и бак­териологическими загрязнениями сточных вод.

На очистных сооружениях с подачей хлорной воды на боль­шие расстояния от хлораторной, когда напора, развиваемого эжектором, не хватает, последний располагают ближе к месту ввода хлорной воды. При этом для сокращения протяженности трубопровода хлорной воды увеличивают длину трубопровода газообразного хлора. Это возможно при массовом дозировании и контроле (1-2 раза в смену) остаточного хлора в воде. Воздей­ствуя на микрофлору, С1 освобождает сточную воду от патоген­ных микроорганизмов, повышает прозрачность воды и снижает ее цветность.

Из-за высокой коррозионной активности хлорной воды недо­пустимо заменять рекомендованные проектом хлоропроводы на хлоропроводы из другого материала.

Озонирование не оказывает влияния на качественный состав растворенных минеральных веществ, содержащихся в сточной воде. Число бактерий после озонирования уменьшается в среднем на 99,9%. Спорообразующие бактерии более устойчивы к озону, чем вегетативные.

Эффект обеззараживания ультрафиолетовыми лучами основан на воздействии их на белковые коллоиды и ферменты протоплазм микробных клеток. Обрабатываемая ультрафиолетовым излуче­нием вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникновения ультрафи­олетовых лучей затухает. Немаловажное значение при обработ­ке воды бактерицидными лампами имеет сопротивляемость бак­терий воздействию излучения. Критерием стойкости различных видов микроорганизмов может служить количество бактерицид­ной энергии, необходимой для заданной степени обеззаражива­ния воды.

В табл. 2.16 приведены особенности наиболее распространен­ных методов обеззараживания сточных вод.