КАНАЛИЗАЦИЯ

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД

Обеззараживание (дезинфекция) сточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасности заражения водоема этими микробами при спуске в него очи­щенных сточных вод.

Патогенные микробы не могут быть полностью удалены ни при от­стаивании, ни при искусственной биологической очистке сточных вод. Работами С. Н. Черкинского и Л. Б. Доливо-Добровольского показано, что патогенные бактерии кишечной группы обнаруживаются в очищен­ной воде даже тогда, когда содержание кишечных палочек уменьшается на 99%. В сооружениях искусственной биологической очистки (в био­фильтрах и аэротенках) устраняется от 91 до 98% таких бактерий. По­этому после механической и искусственной биологической очистки до спуска в водоем требуется обеззараживание сточной воды. Оно может быть эффективно только в том случае, когда в воде не содержатся взве­шенные вещества.

Эффективность обеззараживания, определяемая по концентрации бактерий Coli, должна достигать практически 100%.

Надежными способами устранения бактерий являются почвенные методы биологической очистки (на полях орошения и полях фильтра­ции), которые при условии нормальной нагрузки на поля обеспечивают высокий эффект (до 99,9%). В этих случаях дезинфекция, как правило, не требуется.

Согласно действующим «Правилам охраны поверхностных вод от за­грязнения сточными водами», сточная вода не должна содержать воз­будителей заболеваний.

Ввиду сложности непосредственного определения содержания пато­генных бактерий в сточных водах обычно применяют метод оценки эф­фективности их обеззараживания по титру кишечной палочки. По А. А. Смородинцеву, обеззараживание сточных вод может быть призна­но достаточным, если коли-титр в них будет доведен до 0,001.

Дезинфекция сточных вод может производиться различными спосо­бами, но наибольшее распространение получило хлорирование, т. е. вве­дение в сточную воду определенного количества хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия.

Сущность обеззараживающего действия хлора заключается в окисле­нии и инактивации ферментов, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают.

Бактерицидный эффект хлора в значительной степени зависит от начального его количества в воде и продолжительности контакта с во­дой. Количество активного хлора, вводимого при дезинфекции на еди­ницу объема сточных вод, называют дозой хлора, выражаемой в мг/л или г/м3. Жидкий хлор в воде растворяется плохо, поэтому применяют хлор-газ. Взаимодействие газообразного хлора с водой протекает с вы­делением соляной НС1 и хлорноватистой НОСІ кислот по уравнению

С12+Н2О^НС1+НОС1.

Хлорноватистая кислота частично ионизирована. Ионизация ее по­вышается с повышением рН среды. Так, например, при рН«7 хлорно­ватистая кислота ионизирована на 20%. Наличие в воде хлорновати­стой кислоты НОСІ и особенно гипохлорит-иона ОС1~ создает при из­вестных концентрациях такие условия, в которых микробы погибают. Хлорноватистая кислота не устойчива и легко распадается, образуя со­ляную кислоту и выделяя атом кислорода:

HOCl^HCl-J-O.

Кислород этот окисляет бактерии.

Кроме того, при хлорировании сточной воды собственно хлор непо­средственно действует на бактериальную клетку и, соединяясь с вещест­вами, входящими в ее протоплазму, вызывает гибель бактерий.

Если вместо газообразного хлора производить дезинфекцию хлорной известью, то при взаимодействии ее с водой образуются хлорид каль­ция, хлорноватистая кислота и известь:

2CaCl20+2H20-Ca(0H)2+2H0Cl-fCaCl3.

Процесс обеззараживания происходит так же, как и при использо­вании газообразного хлора.

Для эффективного обеззараживания хлор должен быть хорошо пе­ремешан с дезинфицируемой водой и находиться определенное время в контакте с ней. Контакт хлора со сточной водой осуществляется в со­оружениях, называемых контактными (дезинфекционными) резервуа­рами, и должен продолжаться не менее 30 мин (с учетом времени дви­жения хлорированных вод в лотках и трубах до спуска в водоем).

Необходимость дезинфекции сточных вод и доза хлора устанавлива­ются органами Государственного санитарного надзора по данным бак­териологических анализов и по показателю хлоропоглощаемости сточ­
ной воды — величине наибольшей дозы хлора в мг/л, при введении ко­торой после 30-минутного контакта остается избыточного хлора 0,5— 1 мг/л. При повышении дозы избыточного хлора от 1 до 1,5 мг/л бактерии погибают быстрее.

На рис. 4.137 приведены данные об уменьшении числа бактерий в сточной воде после прохождения различных стадий очистки на Кожу­ховской станции аэрации (Москва).

Контроль за хлорированием сточной воды осуществляется проверкой фактического количества израсходованных реагентов по массе и опре­делением избыточного хлора в воде после контакта ее с хлором.

% ЮО

Во

60

Рис. 4.137. Диаграмма снижения числа бактерий отдельными сооружениями очист­ной станции в процентах к числу бактерий в сточной воде, поступающей на очистку

I — поступающая сточная вода; II — после первич­ных: отстойников; III — после аэротенков на не­полную очистку (из вторичных отстойников); IV— после аэрофильтров; V—общий сток нехло - рированный; VI — общий сток хлорированный; VII — в реке выше стока с очистной станции

Состав очищенной сточной воды непостоянен, поэтому нужно регу­лярно следить за содержанием избыточного хлора и поддерживать его в пределах заданной величины. Определение избыточного хлора в сточ­ной воде производится иодометрическим методом.

Согласно СНиП, в проектах для предварительных расчетов дозы ак­тивного хлора следует принимать:

А) для сточной воды после механической очистки 10 г/м3;

Б) для неполностью очищенной сточной воды в аэротенках или в вы- соконагружаемых биофильтрах 5 г/м3;

В) для полностью очищенной сточной воды 3 г/м3.

Дезинфекция больших масс воды, как правило, осуществляется хлор - газом; при малых количествах сточных вод (до 1000 м3/сутки) приме­няется хлорная известь.

Установка для дезинфекции сточной воды состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров.

В хлораторной устанавливают оборудование для приготовления вод­ного раствора газообразного хлора или хлорной извести. Производи­тельность хлораторной установки вычисляют, исходя из максимального расхода дезинфицируемой сточной воды QMaKc и дозы хлора.

Общее количество активного хлора V, г/ч, требуемое для дезинфек­ции сточной воды, определяют по формуле

» макс = AQM Акс, (4.293)

Где а — доза активного хлора, г/м3;

Фмакс — максимальный расход воды, м3/ч.

При работе хлораторной установки на газообразном хлоре должна быть обеспечена часовая подача хлора с учетом того, что балонный хлор содержит почти 100% активного хлора.

В случае дезинфекции хлорной известью ее расход q, г/ч, определяет­ся по формуле

Где р — процентное содержание активного хлора в хлорной извести, обычно принимаемое равным 30%, учитывая потери хлора при хранении извести.

При дезинфекции хлорной известью активный хлор вводится в воду в виде хлорного раствора. Максимальный расход хлорного раствора, мл/мин, определяется по формуле

Изв _ ЮО^макс _ 1000д<3макс 100 ,. ^

РСизв " 60 8 рСизв ' (4'295)

Где Сизв — концентрация раствора хлорной извести, г/л.

Для установок, работающих на газообразном хлоре, расчеты макси­мальной струи хлорной воды (водный раствор газообразного хлора) упрощаются, так как в этом случае р = 100%:

Концентрация активного хлора в растворе хлорной извести, г/л, определяется соотношением

^акт. хл = jqq • (4.297)

Для хлорной воды концентрация активного хлора равна концентра­ции хлора В воде, Т. е. СаКт. хл = Схл.

Определив qlfKC или q™KC, производят расчет труб, подводящих во­ду к хлораторной установке, и сливных шлангов для хлорной воды или хлорного раствора.