43.1. Общие сведения
Состав городских сточных вод определяется нормами водоотведения, системой канализования населенного пункта (полной или неполной раздельной, общесплавной, полураздельной, комбинированной), характером загрязнения производственных сточных вод, подлежащих отведению и очистке совместно с бытовыми стоками, и другими факторами.
По физическому состоянию загрязнения городских сточных вод делятся на нерастворимые примеси, находящиеся в воде в виде крупных взвешенных частиц размером более 0,1 мм, в виде суспензии, эмульсии и пены, и на растворимые примеси, находящиеся в воде в виде коллоидных и растворимых частиц. По характеру загрязнения городских сточных вод делятся на минеральные и органические. Примерное соотношение минеральных и органических веществ равно 42:58.
Загрязнения производственных сточных вод очень многообразны. Хотя они и ограничены по концентрации, но оказывают большое влияние на состав городских сточных вод. Наиболее характерными вредными веществами; содержащимися в производственных сточных водах, являются фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), тяжелые металлы (ртуть, цинк, железо), сложные органические соединения.
Одной из характеристик городских сточных вод является их температура, которая, по данным наблюдений последних лет, в зимний период не падает ниже 15—20° С. Такая температура наблюдается в благоустроенных населенных пунктах и городах даже с самыми низкими зимними температурами воздуха.
Примерный состав сточных вод крупных городов в сухую погоду приводится в табл. 43.1.
Механическая очистка как самостоятельный метод очистки городских сточных вод допускается очень редко. В большинстве случаев она служит предварительной стадией перед биологической очисткой.
Механическая очистка сточных вод осуществляется на решетках или решетках-дробилках, песколовках и отстойниках. Это позволяет удалить в осадок часть органических загрязнений без больших затрат электроэнергии, а также обеспечить более надежную работу сооружений биологической очистки и обработки осадков. Так, например, песколовки предотвращают поступление в отстойники и далее в метантенки крупных минеральных частиц.
Наибольшее распространение получила полная биологическая очистка городских сточных вод.
Биологическая очистка обычно осуществляется в искусственных условиях, которые создаются в специальных сооружениях, — аэротенках и биофильтрах. Ранее биофильтры применялись для малых и средних городов, однако в последние годы для городов средней полосы нашей страны проектируются преимущественно аэротенки, так как для их устройства требуется в 1,5—2 раза меньше капиталовложений и обеспечивается регулирование биологических процессов и более высокое качество очистки сточных вод. Из числа описанных в гл.27 модификаций аэротенков для очистки городских сточных вод чаще всего проектируются аэротенки-вытеснители и реже — аэротенки-смесители. Аэротенки остальных типов применяются в экспериментальных проектах.
При повышенных требованиях к степени очистки сточных вод биологически очищенная вода подвергается доочистке. В качестве сооружений доочистки применяются песчаные фильтры различных видов и биологические пруды.
При использовании метода биологической очистки продъявляются определенные дополнительные, требования к составу сточных вод промышленных предприятий, обслуживаемых городской канализацией.
В последние годы разрабатываются физико-химические методы очистки сточных вод, которые найдут применение прежде всего в приморских городах, где требуется менее глубокая очистка по БПК и взвешенным веществам, но является необходимым удаление биогенных элементов, в частности фосфора.
Повышение требований к качеству очищенных городских сточных вод, сбрасываемых в водоемы, и использование их для технического водоснабжения промышленных предприятий обусловливают применение биолого-химических методов очистки, что делает эти методы перспективными для очистки городских сточных вод.
Одним из важнейших направлений утилизации биологически очищенных городских сточных вод является использование их в сельском хозяйстве для орошения («Инструкция по проектированию земледельческих полей орошения», ВСН II-28-76, М., 1976). Это позволяет не только обеспечить глубокую очистку сточных вод, но и повысить урожайность орошаемых земель.
Городские сточные воды даже после биологической очистки требуется обеззараживать, для чего наиболее часто применяют газообразный хлор или гипохлорит натрия.
При очистке городских сточных вод любым методом образуется осадок, который подлежит обработке с целью обеззараживания и утилизации.