Проблемы водоснабжения малых населенных пунктов. Питьевое водоснабжение сельского индивидуального жилья в западно-сибирском регионе

⁰

На территории большинства населенных пунктов (городов, поселков) существуют различные категории водопотребителей, предъявляющих, разнообразные требования к качеству и количеству потребляемой воды. В современных городских водопроводах расход воды на технологические нужды промышленности составляет в среднем около 40% всего объема, подаваемого в водопроводную сеть. Причем около 84% воды берется из поверхностных источников и 16%--из подземных.

Схема водоснабжения для городов с использованием поверхностных водоисточников представлена на рисунке. Вода поступает в водоприемник (оголовок) и по самотечным трубам 2 перетекает в береговой колодец 3, а из него насосной станцией первого подъема (HC-I) 4 подается в отстойники 5 и далее на фильтры 6 для очистки от загрязнений и обеззараживания. После очистной станции вода поступает в запасные резервуары

Рис. 1. Схема водоснабжения населенного пункта. 1 -- водоприемник; 2 -- самотечные трубы; 3 -- береговой колодец; 4 -- насосная станция I подъема; 5 -- отстойники; 6 -- фильтры; 7 -- запасные резервуары чистой воды; 8 -- насосная станция II подъема; 9 -- водоводы; 10 -- водонапорная башня; 11 -- магистральные трубопроводы; 12 -- распределительные трубопроводы; 13 -- ввод в здания; 14 -- водопотребители чистой воды 7, из которых она насосной станцией второго подъема (НС-П) 8 подается по водоводам 9 в напорно-регулирующее сооружение 10 (наземный или подземный резервуар, размещенный на естественном возвышении, водонапорная башня или гидропневматическая установка). Отсюда вода поступает по магистральным линиям 11 и распределительным трубам 12 водопроводной сети к вводам в здания 13 и потребителям 14

Систему водоснабжения или проектирования обычно разделяют на две части: наружную и внутреннюю. К наружному водопроводу относят все сооружения для забора, очистки и распределения воды водопроводной сетью до вводов в здания. Внутренние водопроводы представляют собой совокупность устройств, обеспечивающих получение воды из наружной сети и подачу ее к водоразборным приборам, расположенным в здании.

Использование подземных водоисточников обычно позволяет обходиться без очистных сооружений. Вода подается непосредственно в запасные резервуары 2. При использовании подземных вод, а также при водоснабжении крупных городов может быть не один, а несколько источников водопитания, расположенных с разных сторон населенного пункта. Такое водоснабжение позволяет получить более равномерное распределение воды по сети и поступление ее к потребителям. Неравномерность водопотребления с увеличением численности населения в городах в значительной мере сглаживается, что позволяет обходиться без напорно-регулирующих сооружений. В этом случае вода от НС-П поступает непосредственно в трубы водопроводной сети.

Рис. 2. Схема водопровода при подземном водоисточнике: 1 - артезианская скважина с насосом; 2 - запасной резервуар; 3 - НС-II; 4 - водонапорная башня; 5 - водопроводная сеть

Подача воды для целей пожаротушения в городах обеспечивается пожарными автомобилями от гидрантов, установленных на водопроводной сети. В небольших городах для подачи воды на тушение пожаров включают дополнительные насосы в НС-И, а в крупных городах пожарный расход составляет незначительную часть водопотребления, поэтому практически не оказывают влияния на режим работы водопровода.

В соответствии с современными нормами в населенных пунктах с числом жителей до 500 чел., которые располагаются в основном в сельской местности, должен устраиваться объединенный водопровод высокого давления, обеспечивающий хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды. Однако нередки случаи, когда сооружается только хозяйственно-питьевой водопровод, а на пожарные нужды воду подают передвижными насосами из водоемов и резервуаров, пополняемых от водопровода.

В малых населенных пунктах для хозяйственно-противопожарных нужд чаще всего устраиваются системы местного водоснабжения с забором воды из подземных источников (шахтных колодцев или скважин). В качестве водоподъемных устройств применяют центробежные и поршневые насосы, системы «Эрлифт», ветросиловые установки и др. Наиболее надежны и удобны в эксплуатации центробежные насосы. Что касается других водоподъемных устройств, то вследствие малой производительности они могут использоваться лишь для пополнения пожарных запасов воды в водоемах, резервуарах, водонапорных башнях.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет

Имени Т.Ф. Горбачёва»

Кафедра СК и ВВ

Водоснабжение и водоотведение малых населённых пунктов

Выполнила: ст. гр. ВВ-091

Ю.А. Надымов

Проверил преподаватель:

Н.А. Зайцева

Кемерово2013

Исходные данные:

Введение

1. Расчёт сетей водоснабжения

2. Расчет сетей водоотведения

3. Расчет очистных сооружений

4. Техника безопасности

5. Охрана окружающей среды

Список литературы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

водоснабжение водоотведение очистной сооружение

Область: Кемеровская

Степень благоустройства: ВКВЦ;

Количество коттеджей: 10 шт;

Коттеджи двухквартирные: 4 человек в одном коттедже;

Глубина промерзания грунтов: 2,2 м;

Сельских домов:5;

Количество жителей в сельских домах:20.

Введение

Водоснабжению и водоотведению подлежит малый населенный пункт, расположенный в Кемеровской области с численностью населения во всех коттеджах 184 человека.

Системой водоснабжения называется комплекс сооружений, осуществляющий задачи водоснабжения, т.е. получения воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подача потребителям.

Система подачи и распределения воды - это комплекс водопроводных сооружений, включающий насосные станции, сети, водоводы и напорные регулирующие емкости.

Водоотведение - это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление сточных вод за пределы населенных пунктов, их очистку и обеззараживание.

Забор воды производится из артезианской скважины. Эти скважины обладают значительной глубиной. Для артезианской скважины необходимо устанавливать несколько труб. Стандартный вариант - установка обсадной трубы 133 мм, которая идёт до водоносного известняка. Эта обсадная труба блокирует верховодку и более глубокие грунтовые воды.

Вторая труба - это пластиковая,125 мм в диаметре, которая идёт непосредственно от отверстия в пористом водоносном известняке. В эту трубу устанавливают глубинный погружной насос. Если глубина артезианской скважины весьма значительная - 200-250 метров, то в этом случае необходимо делать телескопическую скважину - то есть первые примерно 70 метров идёт самая большая труба - 159 мм, затем идёт более узкая, потом ещё более узкая, и в конце - пластиковая труба, 125 мм в диаметре.

Цель данного проекта водоснабжение осуществляется из водозаборной скважины. Водоотведение сточных вод осуществляется на очистные сооружения за пределы населенного пункта по закрытым подземным трубопроводам. План посёлка и расположение трубопроводов приведено в приложении 1, экспликация зданий и сооружений приведены в приложении 2.

1. Расчёт сетей водоснабжения

1 . Суточные расходы воды:

Расчетное число жителей во всех коттеджах, чел.:

где а - число коттеджей, шт, в - число жителей в коттедже, чел.

N р = 8+4·22=184 чел.

Суточный расход воды на хозяйственно питьевые нужды:

,

где - коэффициент суточной неравномерности водопотребления, равный 1,3, (СНиП);

- удельное водопотребление, принимаемое по СНиП таб.1, 350 л/с;

1,15 - неучтенные расходы;

Суточный расход на сельские дома из колонки:

где 30, норма воды на одного жителя сельского дома;

Суточный расход воды на поливочные нужды,:

,

где - удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку в расчете на одного жителя, принятое равное 50-90.

.

Суточное потребление воды в населенном пункте, :

.

2. Определение расчётных расходов воды на час максимального вод о потребления:

Коэффициент часовой неравномерности:

,

где - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий и другие местные условия, принят равным 1,2;

- коэффициент, учитывающий общее количество жителей в населенном пункте, принят равным 3,5.

Расчетный расход воды на час максимального водопотребления:

Расчетный расход воды в населенном пункте, :

,

где - часовой расход воды в населенном пункте, соответствующий максимальному проценту часового водопотребления, .

,

.

Расчетный расход воды на час пожаротушения, совпадающий с часом максимального водопотребления,

,

где - расход воды на наружное пожаротушение населенном пункте на один пожар, принят равным 5;

- количество пожаров в населенном пункте, принято равным 1;

- расход воды на внутренне пожаротушение, принят равным из расчета две струи по 2,5 каждая.

.

Максимальный расход воды на час пожаротушения, :

,

Табл. 1

Водопотребление по часам суток

Профиль сетей водоснабжения представлен в приложении 3,4. Деталировка водопроводной сети представлена в приложении 10, к деталировке прилагается лист со спецификацией.

2. Расчет сетей водоотведения

Среднесуточный расход воды от жилых кварталов, :

,

где - число жителей в коттеджах, равное 160чел, расчет см выше;

n - норма водоотведения на одного человека, равная 350.

.

Среднечасовой расход воды, :

Средне секундный расход воды, :

.

Максимально-суточный расход воды от жилых кварталов,:

,

где - коэффициент суточной не равномерности поступления сточных вод в сеть, принят равным 1,3.

,

Максимально-часовой расход воды, :

,

где - общий коэффициент расхода, принятый равным 2,5(табл.2).

.

Максимально-секундный расход воды, :

.

Максимально-секундный расход на один коттедж,:

,

где n - число коттеджей, равное 8, расчет см выше.

.

Продольные профили водоотводящих сетей представлены в приложениях 2,5,7,8.

Табл. 2

Гидравлический расчёт канализации

№ участка

Расчётный расход

Длина уч-ка, L, м

Уклон трубопровода, i

падение отметки, i*l

Уклон земли, i

Диаметр, d

Слой воды в трубе, Н

Скорость,V

глубина заложения

пов-ть земли

пов-ть лотка

пов-ть земли

пов-ть лотка

приток 18-17

приток 21-22

приток 24-25

приток 27-28

приток 30-31

главный коллектор

приток 4-5

приток 7-8

приток 11-10

приток 13-14

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Расчет очистных сооружений

Площадку очистных сооружений сточных вод надлежит располагать, как правило, с подветренной стороны для господствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой застройке и ниже населенного пункта по течению водотока.

Состав сооружений следует выбирать в зависимости от характеристики и количества сточных вод, поступающих на очистку, требуемой степени их очистки, метода обработки осадка и местных условий.

Очистные сооружения подбираем по типовому проекту ТП 902-03--1.

Блок емкостей который состоит из аэротенка, отстойник, контактный резервуар, приемная камера. Избыточный активный ил из аэротенка отводится на иловые площадки.

Аэротенк.

Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городских и производственных сточных вод. В процессе биологической очистки сточной жидкости в аэротенках растворенные органические вещества, а так же не осаждающиеся мелкодисперсные и коллоидные фазы переходят в активный ил, вызывая прирост биомассы ила. Вновь образованный активный ил отделяется от воды только вместе с исходным илом. Количество ила в аэротенках поддерживается в определенных пределах, и, следовательно, увеличение биомассы и ее вынос из аэротенка неизбежен. Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока. Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается.

С учетом того, что данный проект ориентирован на скорое развитие поселка и как следствие увеличение поступающих на очистные сооружения сточных вод, принимаем типовой аэротенк производительностью до 100 м 3 /сут, прямоугольный в плане, размерами 3 принимаем по типовому проекту ТП 902-03-1 аэротенка.

Отстойник

Вторичный отстойник предусмотрен для окончательного осветления сточных вод и для осаждения активного ила после аэротенка. Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после аэротенка.

Принят отстойник по ТП 902-03-1 прямоугольный в плане 3м.

Контактный резервуар

В Контактных резервуарах осуществляется контакт хлора с водой для дезинфекции сточных вод равный 30 минут. Контактные резервуары предназначены для обеспечения расчетной продолжительности контакта очищенных сточных вод с хлором или гипохлоритом натрия, их следует проектировать как первичные отстойники без скребков; число резервуаров принимается не менее 2.

Принимаем 1 контактный резервуар по ТП 902-03-1 с рабочей высотой 1,5 м.

Иловые площадки

Предназначены для обезвоживания и сушки осадка. Иловые площадки бывают с естественным основанием (с дренажем или без дренажа), с поверхностным отводом воды.

Иловые площадки на естественном основании без дренажа применяют в тех случаях, когда почва обладает хорошей фильтрующей способностью (песок, супесь), уровень грунтовых вод находится на глубине не менее 1,5м от поверхности карты, и просачивающиеся дренажные воды можно выпускать в грунт по санитарным условиям. При меньшей глубине залегания грунтовых вод предусматривают понижение их уровня.

На малых очистных станциях в целях удобства эксплуатации ширину отдельных карт принимают не более 10м . Размеры карт следует назначать с учетом размещения осадка, выпускаемого за один раз при толщине слоя летом 0,25-0.3м и зимой 0,5м . Высота карты на 0,3м выше рабочего уровня.

Осадок распределяется по картам с помощью труб или деревянных лотков, укладываемых по большей части в теле разделительного валика с уклоном 0,01-0,03 и снабжаемых выпусками.

Иловые площадки необходимо своевременно освобождать от подсушенного осадка. На малых очистных станциях осадок вручную погружают в машины и отвозят для использования его в качестве удобрения в ближайшие колхозы и совхозы в зимнее время замерзший осадок раскалывают специальными машинами на отдельные глыбы, которые вывозят затем на колхозные поля.

Общую площадь иловых площадок определяем с учетом числа жителей во всех коттеджах:

Согласно п. 6.391 СНиП 2.04.03-85 принимаем:

Рабочую глубину карт 0,8м , высоту оградительных валиков - на 0,3м выше рабочего уровня;

Ширину валиков поверху - 0,7м ;

При использовании механизмов для ремонта земляных валиков 1,8-2м ;

Уклон дна разводящих труб или лотков - по расчету, но не менее 0,01.

4. Техника безопасности

Открытые емкостные сооружения, если их стенки возвышаются над спланированной территорией менее, чем на 0.6м , ограждаются по внешнему периметру. Канал шириной до 0.8м , подводящие и отводящие сточную жидкость, перекрывают съемными деревянными, или бетонными щитами. При ширине более 0.8м вместо щитов можно использовать ограждения. Заглубленные помещения сообщаются с наземной частью выходами из зданий по открытым лестницам, шириной не менее 0.7м и углом наклон не более 45°.

Автоматическое и телемеханическое управление сооружениями должно дублироваться ручным управлением, обеспечивающим безопасную эксплуатацию в случае выхода из строя автоматики. Отбор проб воды, или осадка (шлама) в открытых сооружениях должен осуществляться с рабочих площадок, которые ограждаются в соответствии с требованиями техники безопасности. При отборе проб нельзя перегибаться через перила Удаление плавающих веществ с поверхности и очистку водосливов и сборных лотков отстойников необходимо проводить специальными приспособлениями.

Для открывания или закрывания расположенных в колодцах задвижек (выпуск ила и т.д.) необходимо пользоваться штангой-вилкой. Там, где есть возможность, нужно устанавливать выносные штурвалы, задвижки дистанционного управления, и др. устройства, исключающие необходимость нахождения обслуживающего персонала в колодцах.

Запрещается выходить за ограждения и ходить по стенкам каналов аэротенков, бортам отстойников и трубопроводам. Снимать слой загрязнения с отстойников следует только с огражденных продольных каналов и с поверхности, используя специальные приспособления. Запрещается облокачиваться на ограждающие перила.

Высота заградительных валиков должна быть не более 1м , ширина по верху - не менее 0.7м . Контрольные колодцы на закрытой дренажной сети должны возвышаться над поверхностью земли более, чем на 0.25м .

На каждом рабочем посту должен иметься бак с питьевой водой, умывальник, мыло, полотенце, запасные рукавицы и необходимый комплект инструментов. Нельзя использовать для питьевых целей фунтовую и дренажную воду. У дежурного персонала в ночное время должны иметься аккумуляторные фонари.

Персонал, занятый на полях орошения, в том числе и сезонные рабочие, после окончания смены должны принять душ.

К работе, связанной со спуском в колодцы, допускается бригада не менее трех человек: один для работы в колодце, второй для работы на поверхности и третий для наблюдения и оказания помощи в случае необходимости, работающему в колодце. Из состава бригады выделяется ответственное лицо. Рабочие должны иметь предохранительные и защитные приспособления: предохранительные пояса с веревками, проверенные на разрыв при нагрузке 2-10 4 кН/м 2 ; изолирующие противогазы со шлангом ПШ-1 или ГГШ-2 длиной на 2м больше глубины колодца, но не более 12м ; две бензиновые лампы ЛБВК; аккумуляторные фонари напряжением не выше 12В; ручной вентилятор; крючки и ломы; оградительные приспособления.

5. Охрана окружающей среды

Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, в результате спуска в водоем сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий, образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.

Эрозия почв способствует значительному заилению водоемов. Особенно интенсивно в результате эрозии заиляются водохранилища. Процесс эрозии влияет и на режим стока. Снижение полезного грунтового стока, обусловленное эрозией, ведет к усилению паводков и снижению меженных расходов.

Загрязнение природных водоемов происходит не только в результате сброса сточных вод, но и в результате других видов хозяйственной деятельности людей. На водоемах, используемых для целей водоснабжения, запрещается молевой сплав леса. Серьезное загрязнение водоемов происходит в результате утечки нефтепродуктов, масел и т.п., перевозимых водным транспортом, или аварий нефтеналивных судов и неорганизованного сброса судами всех видов загрязнений. Поступление в водоемы вредных для здоровья людей веществ может происходить в результате смыва с полей различных удобрений и ядохимикатов.

Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой специально выделенную территорию, охватывающую используемый водоем и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливается режим, обеспечивающий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнений и сохранение требуемых санитарных качеств воды.

Список литературы

СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения". Госстрой СССР. М: Стройиздат, 1985.

Абрамов Н.Н. Водоснабжение. М: Стройиздат, 1982.

Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1973.

СНиП 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения". М., ЦИТП,1986.

Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. Справочное пособие. 4-е изд. М.: Стройиздат, 1974.

Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Изд. 3-е,перераб. и доп. М.: АСВ, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Характеристика населенного пункта и его природно-климатические условия. Производительность очистных сооружений поверхностного и подземного источника. Обоснование выбора схемы водоснабжения и водоотведения населенного пункта в период чрезвычайной ситуации.

курсовая работа , добавлен 11.10.2013

Составление водного баланса населенного пункта, определение систем водоотведения. Выбор источников и разработка схемы водоснабжения. Выбор методов очистки сточных вод и расчет сооружений. Технико-экономическая и экологическая оценка разработанных схем.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015

Общие сведения о населенном пункте. Предварительные расчеты проекта, схема планировки, планировка застройки населенного пункта. Инженерное оборудование, экология и охрана окружающей среды населенного пункта. Технико - экономическая оценка проекта.

курсовая работа , добавлен 20.02.2010

Расчет максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды, производительности и напора насосов подъёма и ёмкости бака водонапорной башни. Гидравлический расчёт и деталировка сети, график пьезометрических линий.

курсовая работа , добавлен 21.06.2011

Определение объемов водопотребления населенного пункта, а также режима работы насосной станции. Расчет водопроводной сети данного города. Гидравлический и геодезический расчет канализационной сети. Выбор технологической схемы и оборудования очистки.

дипломная работа , добавлен 07.07.2015

Анализ состояния населенного пункта. Расчет количества жилых домов и квартир по срокам строительства. Создание генерального плана села Новое. Расчет перспективной численности населения и площади жилого фонда. Расчет культурно-бытового строительства.

курсовая работа , добавлен 04.05.2010

Анализ основанных способов определения расчетных секундных расходов воды. Знакомство с особенностями проведения расчета системы водоснабжения населенного пункта и железнодорожной станции. Рассмотрение проблем деления расчетных суточных расходов воды.

контрольная работа , добавлен 05.06.2014

Определение расходов сточных вод по кварталам города и расчетных расходов. Выбор системы и схемы водоотведения. Гидравлический расчет и составление продольного профиля главного коллектора. Принципы расчета и проектирования водоотводящей сети водостоков.

реферат , добавлен 07.01.2013

Характеристика населенного пункта, плотности населения. Определение расхода воды на хозяйственно–питьевые нужды населения, на поливку улиц и зеленых растений. Расчет напора сети, пожарных гидрантов, диаметра труб. Деталировка колец водопроводной сети.

курсовая работа , добавлен 03.07.2015

Хозяйственно-бытовая сеть К1 промышленного предприятия: определение расчетных расходов, гидравлический расчет канализационного коллектора. Дождевая сеть К2 промышленного предприятия: трассировка сети. Гидравлический расчет очистных сооружений отстойника.

Описание:

Обеспечение населения России качественной питьевой водой является одной из главных государственных задач, которая приобрела особую актуальность в связи с наблюдающимся практически повсеместно ухудшением общей экологической обстановки и чрезмерным загрязнением водных объектов и источников водоснабжения.

Питьевое водоснабжение сельского индивидуального жилья в западно-сибирском регионе

Результаты промышленных испытаний станции очистки воды*

Все исследуемые режимы работы узла озонирования воды на экспериментальной станции дополнительно сопровождались определением эффективности очистки воды при изменении параметров озонирования. В качестве базового варианта сравнения исследовался режим очистки воды по традиционной технологии: аэрация исходной воды воздухом в колонне через заглубленные аэраторы с последующим фильтрованием.

Полученные результаты показали (табл. 2), что при очистке подземных вод требуемая эффективность (соответствие ГОСТ), при использовании традиционной технологии, обеспечивается лишь при скоростях фильтрования до 8 м/ч. Использование озона в качестве окислителя в технологии предварительной обработки воды перед фильтрованием позволяет интенсифицировать процесс очистки в целом, при этом производительность технологического процесса очистки зависит от способа ввода озона в обрабатываемую воду.

Проведенные промышленные испытания позволили определить наиболее эффективные режимы озонирования воды, которые могут быть положены в основу технологических схем проектируемых станций в зависимости от качественного состава подземных вод, подлежащих очистке, наличия требуемого технологического оборудования, возможностей его приобретения или изготовления. На основании результатов промышленных испытаний были разработаны технические рекомендации для проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации станций средней мощности (до 3000 м 3 /сут.).

Наиболее приемлемой с точки зрения комплектования технологическим оборудованием и эксплуатации станций является технология предварительной обработки воды озоновоздушной смесью путем подачи ее в озонаторную колонну под дождевальный узел с последующим фильтрованием со скоростями до 16 м/ч, при этом качество очищенной воды соответствует ГОСТ.

Диспергирование озоновоздушной смеси непосредственно в обрабатываемой воде через различные аэраторы позволяет добиться более высокого качества воды при повышенных, по сравнению с традиционной технологией, скоростях фильтрования (до 12–25 м/ч в зависимости от способа ввода озоновоздушной смеси).

Эффективность процесса озонирования, как технологического процесса, зависит не только от производительности генератора озона, но и во многом от эффективности контакта озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, а именно от эффективности перемешивания и растворения озона в воде, что в свою очередь влияет на скорость протекающих процессов окисления. Следует также учитывать и факторы, влияющие на скорость деструкции озона (температура, наличие в воде окислителей, металлов и т.д.).

Поскольку станции работали в периодическом режиме (объясняется неравномерностью водоразбора или полным отсутствием его в ночные часы), требовалось использование аэраторов, удовлетворяющих следующим требованиям: максимальное диспергирование озоновоздушной смеси, защищенность от загрязнения окислами железа, возможность оперативной регенерации.

Разработанные конструкции аэраторов для подачи и диспергирования озоновоздушной смеси показали за период испытаний удовлетворительную и надежную работу.

При подаче озоновоздушной смеси внутрь перфорированной сердцевины аэратора давление внутри нее повышается, озоновоздушная смесь через перфорацию поступает под кольца, при этом последние давлением воздуха раздвигаются, и между ними образуется воздухопроводящие щели, через которые озоновоздушная смесь в виде мелких пузырьков поступает в обрабатываемую воду, насыщая ее озоном. Выходящая из перфорированной сердцевины смесь проходит через ряд щелей, образующихся между кольцами, многократно при этом диспергируясь на мелкие пузырьки. В случае засорения зазора между кольцами давление внутри сердцевины повышается, кольца раздвигаются, и загрязнения давлением воздуха выталкиваются в жидкость. Величина зазоров регулируется и обусловлена жесткостью пружины, подобранной на требуемый режим работы аэратора и обеспечивающей требуемое диспергирование озоновоздушной смеси.

Искусственную регенерацию аэрирующей поверхности аэратора можно осуществлять попеременным кратковременным резким искусственным повышением и понижением давления внутри сердцевины, при этом зазоры аэратора освобождаются от загрязнений.

В случае прекращения подачи озоновоздушной смеси (в ночные часы, когда станция не работает), давление внутри сердцевины падает и кольца, подпружиненные крышкой, сжимаются между собой, предотвращая доступ воды внутрь аэратора.

В качестве варианта исследовалась возможность низконапорного поддува озоновоздушной смеси под дождевальный узел в озонаторной колонне. Колонна представляет собой герметичный резервуар, оборудованный системой вентиляции, при этом нижняя часть выполняет роль контактной камеры озона с обрабатываемой водой, а верхняя оборудована оголовком для ввода обрабатываемой сырой воды, ее диспергирования, деаэрации и насыщения озоновоздушной смесью. Внутри оголовка установлена эжекторная насадка для смешивания обрабатываемой воды с подсасываемым из каналов колонны частично отработанным озоном. Над оголовком установлен вихревой аэратор для дегазации сырой воды и первичного насыщения ее кислородом атмосферного воздуха.

Озоновоздушная смесь подводится в колонну через аэраторы, позволяющие тонко диспергировать озоновоздушную смесь. Необходимая степень массопередачи озоновоздушной смеси в обрабатываемую воду обеспечивается высотой и пористостью дождевателя, установленного в оголовке под эжекторной насадкой. Требуемая продолжительность контакта воды с озоном, необходимая для протекания реакций окисления, обеспечивается объемом и числом каналов в колонне, которые обрабатываемая вода последовательно проходит от узла ее ввода в колонну до выпуска.

Дегазация сырой воды и предварительное ее насыщение кислородом осуществляется в пенном слое, образуемом факелом разбрызгиваемой через насадку в вихревом аэраторе воды, завихряемым принудительно подаваемым воздухом.

В процессе промышленных испытаний станций и отработки вариантов технологии в зависимости от качественного состава исходной воды удалось установить, что при обработке подземных вод с невысоким содержанием Fеобщ, Мn, при отсутствии сероводорода и невысоком содержании NH 4 (в основном это подземные воды юго и юго-восточных областей Западно-Сибирского региона) целесообразнее осуществлять поддув обогащенного озоном воздуха непосредственно в вихревой аэратор. Это позволяет использовать в технологии водоподготовки низконапорное воздуходувное оборудование (вентиляторы) и применять малопроизводительные озонаторы.

На основании проведенных исследований и промышленных испытаний экспериментальных станций разработана проектно-конструкторская документация, изготовлены, смонтированы и запущены в эксплуатацию блочно-комплектные станции очистки подземных вод производительностью 500 м 3 /сут. в ПО ЖКХ с. Александровское (3 шт.), п. Каргасок (2 шт.), производительностью до 800 м 3 /сут. в п. Каргасок Томской области. Передана рабочая документация для изготовления и монтажа блочных станций (500 м 3 /сут.) в р/ц Парабель, Молчаново (Томская обл.). С целью изготовления и монтажа экспериментальной промышленной станции очистки подземных вод производительностью 3000 м 3 /сут. для нефтегазодобывающего предприятия в г. Новый Уренгой (Ханты-Мансийский автономный округ) передана рабочая документация в СП «Модус Корпорейшн» (Россия-Франция, г. Сургут, Тюменская обл.).

Строительство индивидуальных домов, занимающее в настоящее время значительное место в реализации общегосударственных программ «Жилище», «Свой дом» требует комплексного решения вопроса инженерного обеспечения. Комфортность жилья обеспечивается не только его архитектурой, но и во многом зависит от качества и надежности инженерных систем: водоснабжения, канализации и др.

Система водоснабжения, обеспечивающая жилье качественной водой при сравнительно невысоких капитальных и эксплуатационных затратах занимает одно из главных мест в общей системе жизнеобеспечения жилья.

Создание индивидуальных систем водоснабжения для отдельного дома, группы индивидуальных домов становится актуальной, с одной стороны, по причине постоянно повышающихся тарифов за воду, забираемую из централизованных систем водоснабжения, с другой стороны – если присоединение к централизованной системе водоснабжения по каким-либо причинам невозможно или экономически невыгодно (удаленность от централизованных систем водоснабжения, значительные затраты на присоединение к сетям и т.п.). Особенностью индивидуального водоочистного оборудования, а также условий его эксплуатации в составе автономных инженерных систем жилого дома в Западно-Сибирском регионе является небольшая производительность (1–5 м 3 /сут.), неравномерность водоразбора в течение суток, дней недели и сезона. При этом оно должно отличаться компактностью, максимальным удобством в обслуживании и обеспечивать надежную очистку исходных подземных вод определенного состава до питьевого стандарта.

Разработанные авторами конструкции индивидуальных (рис. 2, 3) и коллективных (рис. 4, 5) установок очистки подземных вод для питьевого водоснабжения сельских домов в Западно-Сибирском регионе учитывают не только специфику качественного состава вод, но и специфику водопотребления воды населением в данном регионе (продолжительность и интенсивность водоразбора по часам суток и сезонам года, нормы расходования воды на человека, средний состав семьи и т.д.) .

Конструктивные особенности водоочистных установок учитывают не только вышеуказанные региональные факторы, но и требования потребителей к качеству очищенной воды, например, если по некоторым показателям требуется повышенное, по сравнению с ГОСТ, качество воды. Существующие на сегодняшний день системы водоснабжения сельских населенных пунктов позволяют кардинально изменить ситуацию по снабжению населения качественной питьевой водой. Как правило, сельские населенные пункты имеют в качестве источника водоснабжения артезианскую скважину (одну или несколько), например, в Томской области таких сельских населенных пунктов более 75 %, а в качестве аккумулятора воды – одну или несколько (1–3) водонапорных башен. Как правило, эти два звена составляют основу системы водоснабжения населенного пункта.

Во многих сельских населенных пунктах частное индивидуальное жилье имеет свои водозаборные скважины и не пользуется услугами систем водоснабжения населенного пункта.

Водопроводные разводящие сети, подающие воду от башен к жилью по своему исполнению, конфигурации (разветвленность сетей), используемым материалам труб, по способам их прокладки и наличию сооружений на них (водоразборные колонки, пожарные гидранты и т.д.) настолько разнолики, что не поддаются какой-либо приемлемой систематизации. Однако это не может помешать решению проблемы усовершенствования систем водоснабжения сельских населенных пунктов.

На основании исследований, проводимых коллективом сотрудников ТГАСУ в различных районах Западно-Сибирского региона (Томская, Тюменская, Кемеровская, Новосибирская области и Алтайский край), достаточно широкого использования в практике водоочистки разработанных ТГАСУ станций малой и средней мощности, доведена до производства серия индивидуального водоочистного оборудования, предназначенного для очистки подземных вод (рис. 3, 5). Следует отметить, что выбор водоочистного оборудования требует достаточно корректной оценки качества подземных вод, подлежащих очистке и использованию для питьевых целей. Техническая характеристика разработанного водоочистного оборудования приведена в табл. 3.

В качестве варианта для сельского дома с подворьем и приусадебным участком, имеющего собственную водозаборную скважину, авторами разработан комбинированный бак-аккумулятор воды с встроенной водоочистной установкой (рис. 6). Бак одновременно выполняет две функции: служит как накопитель воды, а встроенный комбинированный фильтр обеспечивает очистку подземных вод до требований ГОСТ. Емкость бака-аккумулятора определяется исходя из ежесуточного количества расходуемой воды на хозяйственно-питьевые нужды, а производительность водоочистной установки – исходя из максимального часового расхода воды в сезон максимального потребления воды (как правило, летний период).

Как технологическое сооружение, бак-аккумулятор на индивидуальной системе водоснабжения сельского жилого дома выполняет функции окисления сырой воды, ее дегазации, аэрирования и очистки. Бак может устанавливаться в чердачном помещении жилого дома, либо любой надворной постройки, кроме этого может устанавливаться на отдельной эстакаде в удобном для пользования месте. В зависимости от места его установки, в отдельных случаях его требуется утеплять на зимний период.

Длительные промышленные испытания различного водоочистного оборудования для очистки подземных вод в различных районах Томской, Кемеровской, Тюменской и Свердловской областей на системах водоснабжения малой мощности (до 5 м 3 /сут.) индивидуальных домов показали их удовлетворительную и надежную работу.

Малогабаритные станции производительностью до 100 м 3 /сут. смонтированы и запущены в эксплуатацию на системах водоснабжения предприятий в г. Рубцовск (Алтайский край), п. Яя (Кемеровская обл.); ДОЦ «Дружба», «Солнышко», «Лукоморье», «Юный Томич» (с. Аникино, Томская обл.), ДОЦ «Солнечный» (п. Калтай, Томская обл.), в р/ц Молчаново и Парабель (Томская обл.), г. Сургут (Тюменская обл.), Томском филиале АО «Сибмост» (г. Томск), гг. Сухой Лог, Богданович, Екатеринбург (Свердловская обл.) и др.

Разработана рабочая проектно-конструкторская документация, и на ее основании изготовлена и внедрена малая серия водоочистных установок на системах водоснабжения индивидуальных жилых домов в поселках: Аникино, Тимирязево, Кисловка, Наука, Якорь, Каргасок; с. Александровское, с. Кожевниково и р/ц Молчаново (Томская обл. – всего 24 шт.), п. Яя (Кемеровская обл. – 8 шт.), г. Рубцовск (Алтайский край – 6 шт.), г. Сургут (Тюменская обл. – 4 шт.), г. Екатеринбург (1 шт.), в цехах приготовления и розлива минеральной и газированной воды в с. Зырянское, п. Шегарка и п. Чажемто (Томская обл. – 4 шт.).

С целью разработки эффективных, надежных и простых в эксплуатации технологий и водоочистного оборудования, в натурных условиях населенных пунктов региона коллективом сотрудников ТГАСУ проводятся комплексные технологические исследования. В результате экспериментальных исследований разрабатываются технологии, позволяющие получить кондиционную воду, соответствующую современным требованиям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев М. И., Дзюбо В. В. Исследование технологии очистки подземных вод и разработка индивидуального водоочистного оборудования// Известия вузов. Строительство. № 10, 1998, с. 88-93.

2. Дзюбо В. В., Алферова Л. И. Автономная станция водоснабжения из подземных источников// Информационный листок № 258-96. Томск; МТЦНТИиП, 1996. 4 с.

3. Дзюбо В. В., Алферова Л. И. Аэрация-дегазация подземных вод в процессе очистки// Водоснабжение и санитарная техника. № 6, 2003, с. 21-25.

4. Дзюбо В. В., Алферова Л. И. Изучение кинетических параметров процесса аэрации дегазации подземных вод // Вестник Томского государственного арх.-стр. ун-та.-Томск: ТГАС, №1 (6), 2002, с. 171-181.

5. Дзюбо В. В., Алферова Л. И. Многоканальная противоточная озонаторная колонна// Информационный листок № 234-96. Томск; МТЦНТИиП, 1996, 4 с.

6. Дзюбо В. В. Исследование возможности и эффективности озонирования подземных вод Западной Сибири для питьевого водоснабжения// Известия Вузов. Строительство, № 6, 1997, с. 85-89.

7. Дзюбо В. В. Эффективность озонирования в процессе очистки подземных вод// Вестник Томского гос. арх.-стр. ун-та. Томск; ТГАСУ, № 1, 2004, с. 107-115.

8. А.с. 1370090 СССР, МКИ СО 2 F 3/20. Устройство для аэрации жидкостей/ Дзюбо В. В.Опубл. 30.01.88. Бюл. № 4.

9. Дзюбо В. В. Пневматические аэраторы для насыщения жидкостей газами// Научно-технические разработки: водоснабжение и водоотведение: Сборник информационных материалов. Томск; МТЦНТИиП, 1995, 42 с.

10. Дзюбо В. В., Алферова Л. И. Малогабаритное водоочистное оборудование для индивидуального жилья в сельской местности Западной Сибири// Проблемы питьевого водоснабжения и пути их решения: Сборник материалов научно-технического семинара. М.: ВИМИ, 1997, с. 98-103.

11. Дзюбо В. В., Алферова Л. И., Черкашин В. И. Водоочистные системы для индивидуального дома// Сельское строительство, №1, 1998, с. 35-37.

Ключевые слова

БЫТОВЫЕ CТОЧНЫЕ ВОДЫ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ / РЕКОНСТРУКЦИЯ / БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ / ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА / БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (БПК) / АЗОТ / ФОСФОР / РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ВОДОЕМ / ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ (ПДК) / ДООЧИСТКА / ЗЕРНИСТЫЙ ФИЛЬТР / DOMESTIC WASTEWATER / TREATMENT EFFICIENCY / RECONSTRUCTION / BIOLOGICAL WASTE TREATMENT FACILITIES / SUSPENDED SOLIDS / BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND (BOD) / NITROGEN / PHOSPHORUS / A FISHERY BASIN / MAXIMUM ALLOWABLE CONCENTRATIONS (MAC) / TERTIARY TREATMENT / GRANULAR FILTER

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы - Зверева С.М., Бартова Л.В.

В настоящее время повсеместно функционирует множество малых населенных пунктов, отдаленных от централизованных систем водоотведения, с собственными биологическими очистными сооружениями . В последние годы в связи с ужесточением требований к сбросу сточных вод в водоемы не все действующие очистные установки могут обеспечить требуемую степень очистки. Концентрации сточных вод на выпусках в водоемы превышают предельно допустимые по нескольким показателям: БПК, содержание взвешенных веществ , концентрации соединений азота и фосфора . В связи с этим в настоящее время совершенствование технологии очистки бытовых сточных вод с небольшими расходами является весьма актуальным. Проанализированы способы улучшения качества очистки бытовых сточных вод по проблемным компонентам. Технология развивается в двух основных направлениях: совершенствование биологической очистки и доочистка биологически очищенных сточных вод. Биотехнология является самой экологически чистой. Тем не менее ее реализация связана с дополнительными крупными энергозатратами, а также с необходимостью строгого соблюдения оптимального режима процесса, что на малых очистных установках обеспечить довольно сложно. Более рациональным решением в таких условиях является доочистка биологически очищенных сточных вод на зернистых фильтрах с предварительной обработкой коагулянтом. Предложен вариант реконструкции канализационных очистных сооружений конкретного объекта детского образовательного комплекса в Пермском крае. Рекомендовано существующий блок биологической очистки изменению не подвергать, для снижения концентраций примесей предусмотреть стадию доочистки сточных вод. Блок доочистки включает в себя песчаный фильтр, а также реагентное хозяйство для приготовления раствора сернокислого алюминия. Предложенная схема позволит обеспечить очистку сточных вод до ПДК сброса в рыбохозяйственный водоем .

Текст научной работы на тему «Развитие технологии очистки сточных вод малых населенных пунктов»

Зверева С.М., Бартова Л.В. Развитие технологии очистки сточных вод малых населенных пунктов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2017. -Т. 8, № 2. - С. 64-74. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.2.06

Zvereva S.M., Bartova L.V. Developing wastewater treatment technologies for small agglomerations. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Construction and Architecture. 2017. Vol. 8, no. 2. Pp. 64-74. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.2.06

ВЕСТНИК ПНИПУ. СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА Т. 8, № 2, 2017 PNRPU BULLETIN. CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE http://vestnik.pstu.ru/arhit/about/inf/

DOI: 10.15593/2224-9826/2017.2.06 УДК 628.32

РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

С.М. Зверева, Л.В. Бартова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

АННОТАЦИЯ

Ключевые слова:

бытовые сточные воды, эффективность очистки, реконструкция, биологические очистные сооружения, взвешенные вещества, биологическое потребление кислорода (БПК), азот, фосфор, рыбохозяйственный водоем, предельно допустимые концентрации (ПДК), доочистка, зернистый фильтр

Проанализированы способы улучшения качества очистки бытовых сточных вод по проблемным компонентам. Технология развивается в двух основных направлениях: совершенствование биологической очистки и доочистка биологически очищенных сточных вод. Биотехнология является самой экологически чистой. Тем не менее ее реализация связана с дополнительными крупными энергозатратами, а также с необходимостью строгого соблюдения оптимального режима процесса, что на малых очистных установках обеспечить довольно сложно. Более рациональным решением в таких условиях является доочистка биологически очищенных сточных вод на зернистых фильтрах с предварительной обработкой коагулянтом.

Предложен вариант реконструкции канализационных очистных сооружений конкретного объекта - детского образовательного комплекса в Пермском крае. Рекомендовано существующий блок биологической очистки изменению не подвергать, для снижения концентраций примесей - предусмотреть стадию доочистки сточных вод. Блок до-очистки включает в себя песчаный фильтр, а также реагентное хозяйство для приготовления раствора сернокислого алюминия. Предложенная схема позволит обеспечить очистку сточных вод до ПДК сброса в рыбохозяйственный водоем.

Зверева Светлана Михайловна - магистрант, e-mail: [email protected].

Бартова Людмила Васильевна - кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected].

Svetlana M. Zvereva - Master Student, e-mail: [email protected].

Ludmila V. Bartova - Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor, e-mail: [email protected].

DEVELOPING WASTEWATER TREATMENT TECHNOLOGIES FOR SMALL AGGLOMERATIONS

S.M. Zvereva, L.V. Bartova

Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation

We analyzed the ways enabling the improvement of the quality of domestic wastewater treatment regarding the problematic components. The technology is developing in two aspects which are the improvement of biological treatment and tertiary treatment of secondary effluents. Actually, biotechnology is supposed to be the most environmentally friendly. However, its implementation is associated with additional energy costs as well as a strict compliance with an optimal process conditions which are rather difficult to achieve at small treatment plants. The tertiary treatment of biologically treated water granular filters with a coagulant processing seems to be a more efficient solution.

A project of reconstructing the sewage treatment facilities of a particular building (the educational center for children in Perm Krai) is offered. The authors suggest providing a stage of tertiary wastewater treatment to reduce the concentrations of impurities; the existing biological treatment unit is not to be changed. The tertiary wastewater treatment unit comprises a sand filter as well as a chemical section for preparing the solution of aluminium sulphate. The proposed method will make it possible to treat the wastewater so that it complies with the MAC level and discharge this water into a fishery basin.

В последние 15-20 лет в России получили развитие малые населенные пункты: коттеджные поселки, базы отдыха, детские учебно-оздоровительные центры и др. Эти объекты, как правило, отдалены от централизованных систем водоотведения; для них построены собственные канализационные очистные сооружения. В большинстве своем сооружения до настоящего времени не подверглись серьезному физическому износу и функционируют в соответствии с проектом. Проектирование, строительство и эксплуатация сооружений велись в основном исходя из требований, предъявляемых к сбросу сточных вод в водоемы культурно-бытового назначения. С 2001 г. основным документом, регламентирующим условия спуска очищенных сточных вод в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, является СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». До последнего времени на большинстве очистных станций ПДК на выпуске в водоем обеспечивались, так как большая часть водоемов законодательно относилась к этой категории.

В последние годы власти многих регионов страны, в том числе Пермского края, перевели значительную часть водоемов из категории культурно-бытовых в категорию рыбохо-зяйственных. Основным нормативным документом, регламентирующим требования для спуска очищенных сточных вод в водоем рыбохозяйственного назначения, является приказ Росрыболовство № 20 18-01-2010 «Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяй-ственного значения, в том числе нормативов ПДК вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».

В связи с изменением категорий водоемов ужесточились требования на сброс сточных вод, поэтому фактические концентрации очищенных сточных вод стали превышать предельно

domestic wastewater, treatment efficiency, reconstruction, biological waste treatment facilities, suspended solids, biological oxygen demand (BOD), nitrogen, phosphorus, a fishery basin, maximum allowable concentrations (MAC), tertiary treatment, a granular filter

допустимые по показателям: БПК, содержание взвешенных веществ, концентрация соединений азота и фосфора. Для многих очистных станций актуальным стал вопрос реконструкции существующих сооружений. В частности, на кафедру «Теплоснабжение, вентиляция и водоснабжение, водоотведение» Пермского национального исследовательского политехнического университета с этим вопросом обратилась администрация одного из детских образовательных учреждений Пермского края. Детский образовательный комплекс (ДОК) предназначен для обучения 1000 детей. Комплекс территориально изолирован от централизованной канализации и имеет свои очистные сооружения производительностью 100 м /сут.

В таблице приведены предельно допустимые концентрации сточных вод, обычно назначаемые при сбросе в водоемы культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения, а также фактические концентрации сточных вод исследуемого объекта - ДОК.

ПДК сточных вод на выпусках в водоемы и фактические концентрации очищенных сточных вод ДОК

MAC of wastewater to be discharged into water bodies and actual concentrations of the treated wastewater from the educational center for children

Основные показатели состава сточных вод Единицы измерения ПДК на выпуске сточных вод в водоем Фактические концентрации очищенных сточных вод ДОК

культурно-бытового назначения рыбохозяйственного назначения

БПК20 мг/л 6 3 5-6

Азот аммонийных солей N-NH4* мг/л 2 0,39 0,4-0,5

Фосфаты мг/л - 0,2 1,5-2

Процесс очистки сточных вод образовательного комплекса осуществляется по следующей схеме. Сточные воды в самотечном режиме поступают в приемный резервуар, оттуда погружными насосами равномерно перекачиваются на биологическую очистку в аэ-ротенк-вытеснитель. В аэротенке предусмотрены две функциональные зоны: аноксидная и аэробная. Отделение активного ила от очищаемой воды осуществляется во вторичных вертикальных отстойниках. Циркуляционный активный ил из приямков вторичных отстойников эрлифтами постоянно подается в аноксидную зону; туда же подается водно-иловая смесь из конца аэробной зоны. Избыточный ил по мере накопления откачивается в минерализатор. Очищенные сточные воды поступают на бактерицидную установку ультрафиолетового излучения и далее направляются в водоем. Схема очистки представлена на рис. 1.

Для определения оптимального способа снижения концентраций примесей в исследуемых сточных водах был выполнен анализ литературы применительно к конкретному объекту.

Из всех примесей самое большое превышение ПДК, почти на порядок, наблюдается по соединениям фосфора (см. таблицу). Известна технология удаления соединений фосфора биологическим методом . Смесь сточных вод и ила помещается попеременно в зоны с противоположными кислородными режимами. Сначала в жестких анаэробных условиях в клетках микроорганизмов создается дефицит фосфора. Затем в аэробной зоне в комфортных условиях активный ил по причине недостатка фосфора в клетках активно поглощает соединения фосфора из сточных вод.

Рис. 1. Существующая схема очистки сточных вод ДОК Fig. 1. The available wastewater treatment scheme of the educational center for children

Для удаления фосфора биологическим методом на исследуемом объекте необходимо изменить схему и состав сооружений биологической очистки. Необходимо дополнительно предусмотреть анаэробную зону и изменить схему циркуляции технологических потоков. Анаэробная зона размещается перед аноксидной и рассчитывается на двухчасовую продолжительность пребывания сточных вод в ней. Циркуляционный активный ил должен подаваться не в аноксидную, а в анаэробную зону. Принципиальная схема биологической очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема биологической очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора:

I - анаэробная зона; II - аноксидная зона; III - аэробная зона; IV - вторичный отстойник Fig. 2. The scheme of biological wastewater purification from organic compounds, nitrogen and phosphorus: I is the anaerobic zone; II is the anoxic zone; III is the aerobic zone; IV is the secondary settling tank

В анаэробной зоне осуществляются аммонизация органического азота и создание дефицита фосфора в клетках активного ила. Основной процесс в аноксидной зоне - денит-рификация. В аэробной зоне происходят окисление органических примесей, нитрификация, поглощение илом фосфора, а также отдув свободного азота в атмосферу. Вторичный отстойник предназначен для отделения сточных вод от ила.

Данная схема, по сравнению с действующей на объекте, при строгом соблюдении технологического режима позволит не только извлечь из сточных вод соединения фосфора, но и снизить концентрации соединений азота . Биологический метод извлечения фосфора характеризуется малым количеством осадка и является экологически чистым, так как исключает применение каких-либо реагентов .

Тем не менее технология биологического извлечения фосфора распространяется в России медленно. Дело в том, что фосфорудаляющие бактерии очень чувствительны к изменениям параметров процесса. Даже при небольшом отклонении условий обработки стоков от оптимальных эти микроорганизмы погибают. Поддерживать постоянно оптимальный режим очистки довольно сложно как с технической, так и с организационной точки зрения. В частности, для удаления соединений азота оптимальным является период обмена ила 10-20 суток, соединений фосфора - 2-5 суток. Большая часть схем очистки ориентирована на удаление азота, поэтому процесс извлечения фосфора подавлен. Другой проблемой является возможная нехватка органических соединений в аэробной зоне для сбалансированного питания фосфорудаляющих бактерий. Такие условия могут сложиться при большой степени рециркуляции водно-иловой смеси. В условиях недостатка органического субстрата в аэробной зоне не добиться достаточно глубокого извлечения фосфора. На ряде очистных станций практикуют добавление в аэробную зону органических легко-окисляемых веществ, не содержащих фосфора: метанола, этанола, уксусной, лимонной или других органических кислот. Описывается, в частности, положительный опыт обогащения аэробной зоны метанолом на очистных сооружениях г. Якутска. Тем не менее данные меры не позволяют добиться требуемого снижения концентрации фосфора .

За рубежом для извлечения фосфатов, кроме биотехнологии, распространены физико-химические методы. Один из них - обработка сточных вод известью с последующим выделением осадка в отстойниках. Блок реагентной обработки включает в себя растворные баки для приготовления раствора Са(ОН)2 из негашеной извести СаО, камеру реакции, отстойники для выделения образовавшегося осадка Са5ОН(РО4)3, а также регенератор негашеной извести СаО с целью многократного использования реагента. Метод обеспечивает глубокое удаление соединений фосфора. В то же время он имеет ряд серьезных недостатков: значительный расход извести, несмотря на ее повторное использование; большой объем химического осадка; образование прочных кристаллических отложений в трубах, арматуре и оборудовании блока физико-химической очистки, сложность и высокую стоимость регенератора извести. Схема оправдывает себя только в особых условиях, когда сбрасываемые в водоем сточные воды должны быть чище, чем вода рыбохозяйственного водоема. Сооружения глубокой очистки работают, в частности, в США, штате Калифорния, сброс сточных вод производится в озеро Тахо .

Традиционным способом доочистки биологически очищенных сточных вод от остаточных концентраций соединений фосфора, а также взвешенных веществ и органических соединений как в России, так и за рубежом является фильтрование с предварительной обработкой сточных вод реагентами - коагулянтами . Загрузка фильтров обычно состоит из песка и/или антрацита. Ввод коагулянта необходим для перевода соединений фосфора из растворенной формы в нерастворимые соли.

В проектах прошлых лет смешение сточных вод с растворами коагулянтов производилось в смесителях гидравлического типа. Для проведения реакций образования нерастворимых соединений фосфора и хлопков коагулянта предназначались камеры хлопьеобразования, для выделения образовавшегося осадка - третичные отстойники. Зернистые фильтры являлись последним и основным сооружением в цепочке доочистки. Схема представлена на рис. 3.

Опыт эксплуатации сооружений, работающих по такой схеме, показал, что включение в схему камер хлопьеобразования и третичных отстойников позволяет снизить нагрузку на песчаные фильтры и несколько увеличить эффект доочистки сточных вод. Тем не менее

применение данных сооружений в несколько раз увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, поэтому сейчас в проекты они включаются редко. Проектировщики и эксплуатационники предпочитают несколько уменьшить рабочий цикл зернистого фильтра, увеличив количество промывок в сутки .

Рис. 3. Блок доочистки сточных вод с камерами хлопьеобразования

и третичными отстойниками Fig. 3. The tertiary wastewater treatment unit comprising flocculation tanks and tertiary sedimentation basins

На ряде очистных станций в России и за рубежом, в частности в Германии, для удаления фосфора из сточных вод практикуют дробный ввод коагулянта. Первую порцию подают перед первичными отстойниками, если они есть в схеме. Если схема работает без первичного осветления, ввод реагента осуществляется в денитрификатор, тогда осадок выделяется во вторичных отстойниках. На первой стадии обработки применяют сульфаты алюминия или железа. Вторая порция раствора реагента вводится в сточные воды уже на стадии доочистки, перед зернистыми фильтрами. Здесь в качестве реагента рекомендуется применять хлорное железо или оксихлорид алюминия. Такая технология внедрена, в частности, на очистных сооружениях канализации в г. Зеленограде, Южное Бутово (Московская область, РФ). Технология позволяет достичь высокой степени очистки стоков по фосфору - 0,2 мг/л. Недостатками метода являются обрастание аэраторов и другого оборудования кристаллами ортофосфорной кислоты, увеличение удельного расхода воздуха, необходимого для поддержания во взвешенном состоянии частиц ила, утяжеленных кристаллами реагента, увеличение массы и объема избыточного ила .

Если к очищенной воде предъявляются требования выше, чем для сброса в рыбохозяйст-венный водоем, то после зернистых фильтров стоки проходят угольные фильтры. Они предназначены для извлечения из сточной жидкости остатка взвешенных и растворенных органических веществ. На эти фильтры должна подаваться вода с концентрацией взвешенных веществ не более 3 мг/л, иначе угольная загрузка будет быстро забиваться. Активированный уголь как реагент для очистки сточных вод характеризуется высокой стоимостью. Даже если каждый раз отработанная загрузка не будет просто заменяться новой, а будет предусмотрена ее регенерация (термическая или химическая), все равно доочистка на угольных фильтрах - очень дорогостоящий процесс. Именно поэтому, как отмечают исследователи, угольные фильтры целесообразны только на стадии глубокой очистки при особых требованиях к очищенной воде: БПК < 1 мг/л, концентрация взвешенных веществ Свзв < 1 мг/л .

Основным, общепризнанным методом извлечения иона аммония является биологическая очистка . Схемы представлены на рис. 1, 2. Уменьшение содержания в очищенных водах соединений азота, а также взвешенных веществ и БПК может быть достигнуто увеличением продолжительности их биологической обработки. Тем не менее экспериментальные исследования показывают, что для снижения концентрации аммонийного азота с 2 до 0,39 мг/л и величины БПК с 6 до 3 мг/л необходимо увеличить продолжительность аэрации в 2-3 раза (с 24 до 50-80 ч). Это связано с большими затратами электроэнергии и экономически нецелесообразно .

Исследователями предлагаются и другие интересные методы извлечения азота. Один из них - превращение растворенного гидрата окиси аммония NH4(OH) в газ аммиак NH3 и воду H2O продувкой воздухом в градирне. Кроме градирни, оборудованной механической мешалкой, необходимы компрессоры для принудительной подачи воздуха в нее и реактор для разложения образовавшегося аммиака. Опыт эксплуатации данного оборудования показал, что, несмотря на его сложность и дороговизну, требуемая степень извлечения аммонийного азота не обеспечивается .

Обзор литературы и анализ работы существующих очистных станций показывают, что технология очистки бытовых сточных вод развивается по двум основным направлениям:

Совершенствование метода биологической очистки, в основном с целью извлечения соединений фосфора ;

Доочистка на зернистых фильтрах с предварительной обработкой коагулянтами, позволяющая снизить концентрации всех проблемных примесей .

Представляется, что для малых очистных станций целесообразна доочистка. Это более простой и надежный в эксплуатации метод. При малых расходах сточных вод количество образующего осадка невелико. В составе осадка отсутствуют производственные примеси, поэтому депонирование не составляет проблемы. Технология не противоречит отечественным нормативам: СП 32.13330.2012 допускает не применять биологический метод удаления фосфора при количестве жителей на объекте до 50 тысяч человек . Схема до-очистки сточных вод на зернистых фильтрах с предварительной обработкой коагулянтом представлена на рис. 4.

Биологически очищенные сточные воды собираются в накопителе, откуда насосом транспортируются в емкость - гаситель напора. Емкость также служит для равномерного распределения сточных вод по отдельным фильтрам. Реагентное хозяйство включает в себя растворно-расходные баки, оборудованные мешалками, и насосы для дозирования раствора сернокислого алюминия. Раствор подается непрерывно в напорный трубопровод. Смешение сточных вод с коагулянтом осуществляется в трубопроводе за счет установки шайбы-смесителя, а также в камере гашения напора. Образование хлопьев происходит в слое сточных вод над поверхностностью фильтрующей загрузки, задержание взвешенных веществ - в фильтрующем слое песка крупностью 0,6-0,8 мм. Метод контактной коагуляции в зернистом фильтре достаточно эффективен для доочистки сточных вод от соединений фосфора, от остатка взвешенных веществ и для снижения величины БПК.

Для исследуемых очистных сооружений детского образовательного комплекса предложен следующий вариант реконструкции: блок биологической очистки изменениям не подвергать, для снижения остаточных концентраций примесей запроектировать блок до-очистки. Схема очистки сточных вод ДОК после реконструкции представлена на рис. 5.

Рис. 4. Доочистка сточных вод на зернистых фильтрах с предварительной обработкой коагулянтом: 1 - приемный резервуар блока доочистки; 2 - распределительная чаша; 3 - фильтр доочистки; 4 - лампа

ультрафиолетового обеззараживания доочищенных сточных вод Fig. 4. Tertiary wastewater treatment using granular filters with preliminary processing by a coagulant: 1 is the receiving tank of the tertiary block; 2 is the junction bowl; 3 is the filter of tertiary treatment; 4 is the lamp of the ultraviolet disinfection of the tertiary wastewater

Рис. 5. Схема очистки сточных вод ДОК после реконструкции Fig. 5. The wastewater treatment scheme of the educational center for children after reconstruction

Предложенная схема позволит обеспечить очистку сточных вод до ПДК сброса в ры-бохозяйственный водоем.

Населенные пункты с постоянным или временным пребыванием людей, обеспеченные собственными канализационными очистными сооружениями малой производительности, -весьма распространенные объекты в настоящее время. Ужесточение требований на сброс сточных вод в водоемы - современная тенденция развития законодательства в области охраны окружающей среды . В связи с этим рассматриваемая в статье проблема умень-

шения концентраций примесей в очищенных сточных водах является актуальной. Предложенные мероприятия по увеличению степени очистки сточных вод детского оздоровительного комплекса могут быть применены и на других подобных объектах.

Библиографический список

1. Соловьева Е.А. Очистка сточных вод от азота и фосфора: монография. - СПб.: Бор-вик полиграфия, 2010. - 100 с.

2. Харькин С.В. Современные технологические решения реализации очистки сточных вод от азота и фосфора // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2013. - № 9 (69). -С.32-40.

3. Сравнительная оценка применяемых методов удаления фосфора из сточной жидкости / Г.Т. Амбросова, Г.Т. Функ, С.Д. Иванова, Шонхор Ганзоринг // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 2 (76). - С. 25-35.

4. Гуреева И. Очистка сточных вод от фосфатов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2016. - № 1 (97). - С. 32-35.

5. Смирнов В.Б., Мельцер В.З. Высокоэффективные зернистые фильтры для доочист-ки биологически очищенных сточных вод // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2014. - № 9 (81). - С. 58-66.

6. Пробирский М.Д., Панкова Г.А., Ломинога О.А. Опыт химического удаления фосфорных соединений из сточных вод на канализационных очистных сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2015. -№ 1 (85). - С. 62-67.

7. Жмур Н.С. Европейский опыт по сокращению сброса в водоемы соединений азота и фосфора на примере Германии // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2015. -№ 3 (87). - С. 54-69.

8. Углеродные сорбенты нового поколения технологического и экологического назначения / К.Б. Хоанг, О.Н. Темкин, Н.А. Кузнецова, О.Л. Калия // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2013. - № 7 (67). - С. 20-24.

9. Харькина О.В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод. - Волгоград: Панорама, 2015. - 433 с.

10. Владимирова В.С. Совершенствование биологических очистных сооружений города Красновишерска // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2015. - № 1. - С. 185-197.

11. Бартова Л.В. Водоотведение малых населенных мест. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. - 257 с.

12. Блочно-модульная установка «Биофлокс-50» для биологической очистки сточных вод локальных объектов / Е.А. Титов, А.С. Кочергин, М.А. Сафронов, К.С. Храмов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2016. - № 2 (98). - С. 66-69.

13. Экспериментальные исследования удаления аммонийного азота из сточных вод с применением окислителей / Е.А. Титов, А.С. Кочергин, М.А. Сафронов, А.М. Титанов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2015. - № 11 (95). - С. 18-21.

14. Методологический подход к решению вопросов реконструкции очистных сооружений / Е.С. Гогина, В.П. Саломеев, О.А. Ружицкая, Ю.П. Побегайло, Н.А. Макиша // Водоснабжение и санитарная техника. - 2013. - № 6. - С. 33-37.

15. Абдурахманов А.А., Абиров А.А., Абашев М.М. Совершенствование технологических процессов очистки сточных вод на малых очистных сооружениях канализации // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2016. - № 8 (104). - С. 46-48.

16. Бартова Л.В. Очистка сточных вод в районных центрах Пермского края // Естественные и технические науки. - 2014. - № 7 (75). - С. 107-113.

1. Solov"eva E.A. Ochistka stochnyh vod ot azota i fosfora. . Saint Petersburg, OOO «BORVIK POLIGRAFIJa», 2010, 100 p.

2. Har"kin S.V. Sovremennye tehnologicheskie reshenija realizacii ochistki stochnyh vod ot azota I fosfora . Vodoochistka. Vodopodgotovka.Vodosnabzhenie, 2013, no. 9(69), pp.32-40.

3. Ambrosova G.T., Funk G.T., Ivanova S.D., Ganzoring Shonhor. Sravnitel"naja ocenka primenjaemyh metodov udalenija fosfora iz stochnoj zhidkosti . Vodosnabzhenie i sanitarnaja tehnika, 2016, no. 2(76), pp. 25-35.

4. Gureeva I. Ochistka stochnyh vod ot fosfatov . Vodoochistka. Vodopodgotovka.Vodosnabzhenie, 2016, no. 1(97), pp. 32-35.

5. Smirnov V.B., Mel"cer V.Z. Vysokojeffektivnye zernistye fil"try dlja doochistki biologicheski ochishhennyh stochnyh vod . Vodoochistka. Vodopodgotovka.Vodosnabzhenie,

2014, no. 9(81), pp. 58-66.

6. Probirskij M.D., Pankova G.A., Lominoga O.A. Opyt himicheskogo udalenija fosfornyh soedinenij iz stochnyh vod na kanalizacionnyh ochistnyh sooruzhenijah GUP «VODOKANAL Sankt-Peterburga» . Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie,

2015, no. 1(85), pp. 62-67.

7. Zhmur N.S. Evropejskij opyt po sokrashheniju sbrosa v vodoemy soedinenij azota I fosfora na primere Germanii . Vodoochistka. Vodopodgotovka.Vodosnabzhenie, 2015, no. 3(87), pp. 54-69.

8. Hoang K.B., Temkin O.N., Kuznecova N.A., Kalija O.L. Uglerodnye sorbenty novogo pokolenija tehnologicheskogo I jekologicheskogo naznachenija . Vodoochistka. Vodopod-gotovka.Vodosnabzhenie, 2013, no. 7(67), pp. 20-24.

9. Har"kina O.V. Jeffektivnaja jekspluatacij airaschet sooruzhenij biologicheskoj ochistki stochnyh vod . Volgograd, Panorama, 2015, 433 p.

10. Vladimirova V.S. Sovershenstvovanie biologicheskih ochistnyh sooruzhenij goroda Krasnovisherska . Vestnik Permskogo nacional"nogo issledovatel"skogo politehnicheskogo universiteta. Stroitel"stvo i arhitektura, 2015, no. 1, pp. 185-197.

11. Bartova L.V. Vodootvedenie malyh naselennyh mest . Perm", Permskii nacionalnyi issledovatelskii politehnicheskii universitet, 2012, 257 p.

12. Titov E.A., Kochergin A.S., Safronov M.A., Hramov K.S. Blochno-modul"naja ustanovka «Biofloks-50» dlja biologicheskoj ochistki stochnyh vod lokal"nyh ob"ektov . Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie, 2016, no. 2(98), pp. 66-69.

13. Titov E.A., Kochergin A.S., Safronov M.A., Titanov A.M. Jeksperimental"nye issledovanija udalenija ammonijnogo azota iz stochnyh vod s primeneniem okislitelej . Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie, 2015, no. 11(95), pp. 18-21.

14. Gogina E.S., Salomeev V.P., Ruzhickaja O.A., PobegajloJu.P., Makisha N.A. Metodolo-gicheskij podhod k resheniju voprosov rekonstrukcii ochistnyh sooruzhenij . Vodosnabzhenie i sanitarnaja tehnika, 2013, no. 6, pp. 33-37.

15. Abdurahmanov A.A., Abirov A.A., Abashev M.M. Sovershenstvovanie tehnologi-cheskih processov ochistki stochnyh vod na malyh ochistnyh sooruzhenijah kanalizacii // Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie. - 2016. - №8(104). - S.46-48.

16. Bartova L.V. Ochistka stochnyh vod v rajonnyh centrah Permskogo kraja // Estestvennye i tehnicheskie nauki. - 2014. -№7(75). - S. 107-113.

*Характеристика систем питьевого водоснабжения

Различают централизованную и децентрализованную системы водоснабжения. При децентрализованном (местном) водоснабжении потребитель берет воду непосредственно из водоисточника – родника, колодца. Распространено в сельской местности. Такое водоснабжение менее благоприятно в санитарном отношении – при получении и транспортировке воды возможно ее загрязнение.

При централизованном водоснабжении вода подается потребителю в дома с помощью водопровода. Обычно для централизованных водоисточников используется вода поверхностных или подземных источников. Вода из подземных источников(артскважин ) используется для небольших населенных пунктов. Преимущество этого способа – воду не надо подвергать очистке и можно делать водозабор в самом населенном пункте. Водопровод в этом случае состоит из скважины + насоса первого подъема, поднимающего воду из артскважины в сборный резервуар + сборного резервуара + насоса второго подъема, забирающего воду из резервуара и подающего в + бак водонапорной башни + разводящей сети, в которую вода течет из бака самотеком.

Воду из открытых водоемов надо очищать и дезинфицировать. При этом методе водопровод состоит из: водозаборного сооружения + насоса 1-го подъема на очистные сооружения + водопроводной станции, где вода очищается и обеззараживается + резервуара чистой воды + насоса 2-го подъема + бака водонапорной башни + разводящей сети в дома.

· Охрана источников водоснабжения.

Пресная вода является возобновляемым, но ограниченным и уязвимым для загрязнения природным ресурсом. Поэтому ее источники для питьевого водоснабжения в РФ охраняются как основа жизнедеятельности и безопасности народов, ею пользующихся. В будущем пресная вода будет самым ходким и прибыльным товаром для нашей страны, особенно из рек Сибири. Использование вод в РФ регулируется Водным Кодексом РФ (1995), в частности ст.3 определяет права граждан на чистую воду и благоприятную водную среду.

Охрана источников водоснабжения обеспечивается в соответствии с Санитарными правилами «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (2001). Они требуют: 1) создания санитарных охранных зон и 2) охрану поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

Зона санитарной охраны – это специально выделенная территория, связанная с источником водоснабжения и водозабором. Зачем нужны зоны санитарной охраны? Каждый водоем – это сложная живая система, где обитают растения и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоема. Значит, зоны нужны для его самоочищения. Кроме того, зоны нужны для ограничения попадания в водоемы загрязнений. Для разных водоисточников организуются разные зоны: для поверхностных (рек, озер) – 3 пояса, для артскважин - 2 и для колодцев – 1 пояс.

Первый пояс – зона строго режима – непосредственно защищает место водозабора и территорию от загрязнения и посторонних людей. На земле – это забор с колючей проволокой и строгим режимом охраны. На проточном водоеме – реке – такая же ограда и охрана на 200м по течению вверх и на 100 м – вниз. Для непроточных водоемов - небольших озер – вся территория озера. Для артскважин – ограда в радиусе 50 м для безнапорных и 30м – для напорных. На территорию 1-го пояса не допускаются посторонние, не разрешается проживание, строительство, купание, рыбная ловля, катание на лодках. Территория его благоустроена и асфальтирована.

Второй пояс – зона ограничений – охватывает всю территорию, которая может влиять на качество воды в месте водозабора. Он определяется расчетным способом для каждого водоема – с учетом времени пробега воды от границ пояса до места водозабора. Для реки – на пространство, которое она проходит за 3-5 суток. Для крупных рек это вверх - 20-30 км, средних 30-60 км, а для малых охватывает ее всю до истоков. Вниз по течению – не менее 250 м по реке и 1000 м по берегу. Для непроточных водоемов – радиус 3-5 км. Для артскважин – 200-9000 суток пробега – это время, в течение которого проникшие микробы погибают. Во 2 поясе ограничивается всякая производственная и хозяйственная деятельность, ограничивается сток сточных вод, массовые купания, промышленное рыболовство.

Третий пояс – зона санитарных ограничений. Применяетсядля открытых водоемов: в нем запрещается разработка полезных ископаемых, размещение кладбищ и животноводческих ферм.

Контроль за качеством питьевой воды осуществляется в соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999). Этим законом введен санитарно-эпидемиологический мониторинг: автоматическое слежение за качеством питьевой воды.

К сведению: В Москве автоматическая оценка качества питьевой воды осуществляется одновременно по 180 показателям лабораториями Мосводоканала, ГУП «Мосводосток», ЦГСЭН. и российско-французским аналитическим центром «Роса» по всему движению воды от источников до кранов потребителей: в 90 точках на источниках водоснабжения, в 170 точках на водопроводных станциях и в 150 на распределительной сети. Ежесуточно выполняется до 4000 физико-химических, 400 микробиологических и 300 гидробиологических анализов воды.

· Система очистки и обеззараживания питьевой воды

Чтобы пресная вода стала питьевой для централизованного водоснабжения надо ее обработать - очистить и обеззаразить. Гигиенические требования к качеству питьевой воды изложены в Санитарных правилах «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (2001). В соответствии с этими требованиями производятся очистка (осветление, обесцвечивание) и обеззараживание.

Основная цельочистки – освобождение от взвешенных частиц и окрашенных коллоидов. Это достигается 1) отстаиванием, 2) коагуляцией и 3) фильтрацией. После прохождения воды из реки через водозаборные решетки, в которых остаются крупные загрязнители, вода поступает в большие емкости – отстойники, при медленном протекании через которые за 4-8 час. на дно выпадают крупные частицы. Для осаждения мелких взвешенных веществ вода поступает в емкости, где коагулируется – добавляется в нее полиакриламид или сульфат алюминия, который под влиянием воды становится, подобно снежинкам, хлопьями, к которым прилипают мелкие частицы и адсорбируются красящие вещества, после чего они оседает на дно резервуара. Далее вода идет на конечную стадию очистки – фильтрацию: медленно пропускается через слой песка и фильтрующую ткань – тут задерживаются оставшиеся взвешенные вещества, яйца гельминтов и 99% микрофлоры.

Далее вода идет на обеззараживание от микробов и вирусов. Для этого используется хлорирование воды газом (на крупных станциях) или хлорной известью (на мелких). При добавлении хлора к воде он гидролизуется, образуя хлористоводородную и хлорноватистую кислоты, которые, легко проникая через оболочку микробов, убивают их.

Эффективность хлорирования воды зависит от: 1) степени очистки воды от взвешенных веществ, 2) введенной дозы, 3) тщательности перемешивания воды, 4) достаточной экспозиции воды с хлором и 5) тщательности проверки качества хлорирования по остаточному хлору. Бактерицидное действие хлора выражено в первые 30 мин и зависит от дозы и температуры воды – при низкой температуре дезинфекция удлиняется до 2 часов.

Хлор активно поглощается недоочищенными органическими веществами, прошедшими все степени очистки (гуминовыми веществами, органикой навоза и распавшимися цветущими водорослями) – это называется хлорпоглощаемость воды. В соответствии с санитарными требованиями в воде после хлорирования должно оставаться 0,3-0,5 мг/л, так называемого, остаточного хлора. Поэтому через определенное время определяется хлорпоглощаемость воды по остаточному хлору – летом через 30 мин., зимой через 2 часа – и соответственно добавляется доза хлора сверх остаточной. Контроль качества дезинфекции воды осуществляется по остаточному хлору и по бактериологическим анализам. В зависимости от примененной дозы различают обычное хлорирование – 0,3-0,5 мг/л и гиперхлорирование – 1-1,5 мг/л, применяемое в период эпидемической опасности. До потребителя должна доходить вода с остаточным хлором не менее 0,3 мг\л – этим предупреждается ее загрязнение на этапах транспортировки по трубам, где она может загрязняться через трещины в них. Наличие этой дозы в воде из крана в квартире является гарантией ее обеззараживания.

· Обеззараживание индивидуальных запасов воды в домашних и полевых условиях

Для обеззараживание индивидуальных запасов воды в домашних и полевых условиях применяются следующие метода:

1) кипячение – самый простой способ уничтожения микроорганизмов в воде; при этом многие химические загрязнения сохраняются;

2) использование бытовых приборов - фильтров, обеспечивающих несколько степеней очистки; адсорбирующих микроорганизмы и взвешенные вещества; нейтрализующих ряд химических примесей, в т.ч. жесткость; обеспечивающих поглощение хлора и хлорорганических веществ. Такая вода обладает благоприятными органолептическими, химическими и бактериальными свойствами;

3) «серебрение» воды с помощью специальных приборов путем электролитической обработки воды. Ионы серебра эффективно уничтожают всю микрофлору; консервируют воду и позволяют ее долго хранить, что используется в длительных экспедициях на водном транспорте, у подводников для сохранения питьевой воды в течение продолжительного времени. Лучшие бытовые фильтры используют серебрение в качестве дополнительного метода обеззараживания и консервации воды;

4) в походных условиях пресную воду обрабатывают таблетками с хлором: пантоцидом, содержащим хлорамин (1 табл. – 3 мг активного хлора), или аквацидом (1 табл. – 4 мг); а также с йодом - йод-таблетки (3 мг активного йода). Необходимое к применению число таблеток рассчитывается в зависимости от объема воды.

· Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта

Нормы водопотребления жителей зависят от благоустройства домов и систем водоснабжения:

А) воду берут из колонок на улицах (канализация отсутствует) - 30-60 л/сут на 1 жителя в день;

Б) с внутренним водопроводом и выгребной канализацией, без ванны и горячего водоснабжения (не канализованные) – 125- 160 л/сут на 1 жителя в день;

В) то же + ванны + местный водонагрев (частично канализованные) - 170– 250 л/сут на 1 жителя в день;

Г) то же + централизованное обеспечение горячей водой – 250-350 л/сут на 1 жителя в день;

Д) для городов Москвы и Петербурга нормой считается 400-500 л/сут на 1 жителя в день.

· Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев

На медработников, работающих на территории сельского участка, возлагается контроль за устройством и эксплуатацией колодцев. За основу берутся Санитарные правила «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» (1996). Обеззараживание воды в колодцах по эпидемическим показаниям (при возникновении кишечных инфекционных заболеваний среди пользующихся колодцем) производится в керамических сосудах, в которые закладывается хлорная известь, и они подвешиваются в колодце на 1,5-2 мес., потом содержимое их заменяется. Ежегодно проводится профилактическая чистка колодка: в плановом порядке, весной вода из колодца вычерпывается, очищаются стенки и дно от осадков, стенки обмываются 3-5% раствором хлорной извести. После наполнения водой, добавляют 1% раствор хлорной извести из расчета по 1 ведру на 1 м 3 , перемешивают и оставляют на 10-12 часов, затем воду вычерпывают до исчезновения хлорного запаха, после чего колодец считается очищенным.

Контрольные вопросы

1) Физические и органолептические свойства воды.

2) Роль воды в природе и в быту (физиологическая роль, хозяйственно-бытовое и санитарно-

гигиеническое значение воды).

3) Самоочищение воды в источниках.

4) Характеристика источников водоснабжения.

5) Санитарные зоны охрана источников водоснабжения.

6) Причины загрязнений источников водоснабжения.

7) Характеристика систем водоснабжения.

8) Система очистки питьевой воды из источников водоснабжения.

9) Организация дезинфекции питьевой воды на водных станциях.

10) Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта.

11) Методы обеззараживания индивидуальных запасов воды.

12) Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

13) Возможности Мирового океана в снабжении пресной водой.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

ЗНАНИЯ:

1) Химический состав воды.

2) Геохимические эндемии.

3) Причины и источники загрязнения источников питьевого водоснабжения.

4) Условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде.

5) Инфекционные заболевания и гельминтозы, передаваемые водным путем.

6) Особенности водных эпидемий.

7) Требования к питьевой воде.

УМЕНИЯ:

1) Выявление причин возникновения инфекционных заболеваний, передаваемых водным

2) Обучение населения методам профилактики.

1) Гигиеническое значение воды.

2) Химический состав воды Роль воды в распространении неинфекционных заболеваний.

Геохимические эндемии.

3) Роль воды в распространении инфекционных заболеваний:

· инфекционные заболевания и гельминтозы, передаваемые водным путем;

· условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде;

· особенности водных эпидемий.

4) Профилактика эндемических и эпидемических заболеваний, связанных с качеством питьевой

воды. Гигиенические требования к качеству питьевой воды (химические и

бактериологические показатели).

5) Специальные мероприятия по обработке питьевой воды для профилактики эндемических и

эпидемических заболеваний.