Способы химической обработки воды

Биологическая очистка — обезвреживание и минерализация орга­нических веществ сточной воды, которые не удается извлечь из нее механиче­ской очисткой. Протекает она по типу аэробного окислительного процесса, где участвуют органические вещества сточной воды, микроорганизмы и кислород воздуха. Биологическая очистка основана на использовании тех же условий, в каких этот процесс биохимического распада органических веществ протекает в природе (почве, воде). По этому принципу сооружения и приемы биологической очистки разделяются на две группы: а) воспроизводящие про­цессы в почвенных условиях (поля фильтрации и орошения, биологические фильтры и аэрофильтры); б) воспроизводящие процесс в водной среде (биоло­гические пруды, аэротенки).

Рис. 16. Разрез поля орошения:

А — с открытым дренажем: 1 — участковая дорога; 2 — канал, подводящий сточ­ные воды; 3 — шибера для регулировки напуска на карту; 4 — картовый ороситель; 5 — от­крытые дренажные канавы; б — ограждающие валики на полях; 7 —линия депрессии ин­фильтрированной воды.

Б — с закрытым трубчатым дренажем: 1 — участ­ковая дорога; 2 — канал, подводящий сточные воды; 3 — шибера для регулировки напуска на карты; 4 — картовый ороситель; 5 —ограждающие валики на полях; 6 — дренажные трубы, обсыпанные щебнем; 7 — линия депрессии инфильтрированной воды.

Поля орошения — специально отведенные участки земли, предназначенные для очистки сточных вод путем естественной фильтрации их через слой почвы.

Профильтрованные сточные воды через закрытую или открытую дре­нажную систему поступают в естественные или искусственные водоемы (пруды). Поля орошения являются одним из лучших способов очистки сточных вод. Хо­рошей почвой для них считается супесчаная (с примесью не больше 15% гли­ны), песчаная, хрящеватая, используются также и черноземные почвы. Непри­годны почвы глинистые, торфяные, мергелистые, известковые, а также мелкозер­нистые пески, подвергающиеся заиливанию. Почвенные участки под поля оро­шения отводят с низким уровнем грунтовых вод (не менее 3 м от поверхности). Расстояние от полей до населенного пункта должно быть не менее 0,3-1 км с подветренной по отношению к населенной местности стороны. На полях приме­няют заливную и грядковую системы орошения. В первом случае участки пе­риодически сплошь заливают сточными водами; во втором — их делят на гря­ды, отделенные одна от другой бороздами. Сточные воды заполняют только борозды и фильтруются в почву через их дно и стенки. В зимний период фильтрационная и минерализующая способность полей орошения и фильтрации значительно снижается. Наблюдается намораживание воды на полях, а на по­верхности почвы после оттаивания и фильтрации воды остается слой неминера­лизованного осадка. Поэтому весной поверхность полей разрыхляют вспашкой. Если орошение ведется по бороздам, то в морозы напускают воду, создают над бороздами ледяной и снежный покров и дальше ведут орошение под лед. В процессе фильтрации в верхних слоях почвы из сточных вод механически задерживаются взвешенные вещества и микроорганизмы, адсорбируются колло­идные, растворенные вещества и поглощаются дурно пахнущие газы.

При достаточном доступе кислорода воздуха процессы самоочищения или минерализации в орошаемой почве происходят весьма интенсивно. При недос­таточном притоке кислорода в почву преобладают анаэробные процессы гниения органических веществ сточных вод, задержанных почвой. При хорошей работе полей орошения органические вещества быстро превращаются в конечные про­дукты минерализации (карбонаты, нитраты, сульфаты, фосфаты и др.). В итоге орошаемый участок обогащается солями, которые являются ценным питанием для растений. Поэтому поля орошения используют под сельскохозяйственные кормовые или овощные культуры (силосные растения, корнеплоды и разные овощи).

Однако выращивать на полях орошения кормовые и овощные культуры, ис­пользовать их в пищу человеку и в корм скоту необходимо под контролем са­нитарного и ветеринарного надзора. Установлено, что нередко на овощах, выращенных на полях орошения, обнаруживаются возбудители ки­шечных инфекций и жизнеспособные яйца гельминтов. Чтобы предохранить сель­скохозяйственные культуры от загрязнения возбудителями кишечных инфекций и зародышами гельминтов, единственно доступный способ распределения сточ­ных вод на полях орошения — грядковая система с бороздами.

Поля фильтрации отличаются от полей орошения только тем, что служат главным образом для очистки хозяйственно-фекальных сточных вод и не ис­пользуются под сельскохозяйственные культуры. На полях фильтрации земель­ный участок делится на поливные карты, на которые поочередно напускают сточные воды. Поля фильтрации должны быть доступны воздействию солнечных лучей и аэрации, а механические и физические свойства почвы - способствовать быстрой минерализации нечистот.

Биологические фильтры для очистки сточных вод применяют вместо полей прошения или полей фильтрации. Для них используют кокс или котельный шлак, керамзит, торф и другие пористые материалы. Закладывают их в специ­альные бассейны или на водонепроницаемые площади с определенным уклоном. Высота загрузки фильтра достигает 2 м. По сравнению с фильтрацией через почву биологические фильтры лучше аэрируются и более эффективно минера­лизуют загрязнения, задержанные из сточной воды. Различают оросительные биофильтры, аэрокоагуляторы, аэрофильтры или аэротенки.

Биологические пруды для очистки сточных вод устраивают или искусствен­но, или путем запруживания реки. Их делают спускными для очистки и осмот­ра. Вода прудов заполняется зелеными планктонными водорослями, которые под влиянием лучей солнца обогащают ее кислородом. Предварительно механически очищенные в отстойниках сточные воды спускают в пруды для минерализа­ции. Сточные воды лучше очищаются в прудах неглубоких (0,5-1,5 м), но с большой поверхностью. Такие пруды можно также использовать для окончательной очистки сточных вод после полей фильтрации и орошения или после очистки их на биологических фильтрах. Биологические пруды наиболее эффективно можно использовать только в теплое время года (летом).