Методика проведения технологического контроля работы сооружений по очистке сточных вод (стр. 15 )

- сарқынды суларда органикалық ластаушы заттардың жалпы құрамының 45%-на дейін құрауы мүмкін ластардың биологиялық инерттік фракцияларын жоюды қамтамасыз ету үшін аралықтары 6 мм-дан аспайтын шамамен торларды міндетті орнату (4 немесе 2 мм қолайлы);

- 0,15-0,09 мм ұсақ құм фракцияларын жоюды қамтамасыз ету үшін құм ұстағыштардың жұмысын қалпына келтіру, оған мінсіз аэрациялайтын құм ұстағыштар арқылы қол жеткізуге болады;

- лай қоспасын батырылған ақырын айналатын араластырғыштармен араластыратын және анаэробтық кезеңде қалпына келтіруші процестердің қанағаттанарлық өтуін қамтамасыз ету үшін оған жеңіл қышқылданатын органиканы беретін қажетті көлемдегі анаэробтық тенка(лар) құрылығысы (ОВП кемінде минус 150мВ, оңтайлы минус 150 минус 300мВ-ға дейін);

- сарқынды сулардың және лай қоспасының қосымша қайта айналатын ағынын қамтамасыз ету;

- тез және қарқынды денитрификациялауды қамтамасыз ету, ол үшін анаэробтық аймақ талап етіледі, ал қарқынды нитрификациялау кезінде –анаэробтық аймаққа нитраттардың түсуін барынша төмендету үшін анаэробтық аймаққа қайтымды лайдың жолында қосымша аноксидтік аймақ талап етіледі:

- анаэробтық лайдың баяулап өсетін биомассасын ұстау іс-шараларын өткізу (тиімді қайта айналдыру немесе сарқынды сулардың ағынын бәсеңдету немесе құрылыстардың анаэробтық бөлігінде биомааса тасығыштарды пайдалану);

- 5,5-8,0 аралығында рН қамтамасыз етілуін қадағалау (оңтайлы 7,0±0,2);

6.21. Тиімді дефосфаттау үшін анаэробтық кезең үлкен мәнге ие. Анаэробтық кезеңнің жағдайлары қаншалықты жақсы болса, келесі анаэробтық кезеңде бактериялар фосфаттарды соншалықты қарқынмен тұтынады және жасушаларда сақталады. Биологиялық тазарту процесінде дефосфаттау технологиясын іске асыру кезінде қолданыстағы құрылыстарда туындаған барлық олқылықтар көптеген жағдайларда аноксидтік аймақтарды орнатумен шектелген және толық көлемдегі анаэробтық аймақты оған қалыптағыштардың берілуін қамтамасыз етпейді (мөлдірленген сарқынды сулар немесе дымқыл шөгіндінің ацидофикация өнімдері).

Анаэробтық реакторда сарқынды сулардың болу уақыты 10 ºС (қыс кезінде) кемінде 1 сағат, температура көтерілген кезде процесс белсенді орын алады, бірақ анаэробтық реактор көлемінің есебі ең нашар жағдайларда, яғни қысқы кезеңге орындалуы тиіс.

Анаэробтық процестің тұрақтылығы анаэробтық лайдың жоғары мерзімін кемінде 8-9 тәулік ұстап тұрған кезде қамтамасыз етіледі. Сонымен бірге нитрификациялайтын лайдың мерзімін шектеу қажет, өйткені лайдың аэробтық мерзімі неғұрлым жоғары болса, фосфор қосылыстарын жою соғұрлым нашар қамтамасыз етіледі. Аэробтық лайдың мерзімін 14 тәуліктен аспайтын шамамен 12 тәулік ұстап тұрған жөн болады, ал аэробтық лайдың мерзімі 14 тәуліктен астам мәндері кезінде денитрификациялаудың аноксидтік аймағы елеулі ұлғаюы тиіс (егер құрлыстың конструкциясы немесе басқа да мән-жайлар оның төмендетуге мүмкіндік бермесе).

6.22. Әртүрлі аймақтардың қажетті көлемдері нтирификациялау-денитрификациялау және биологиялық дефосфаттау процесінің кинетикалық теңеулерін пайдалана отырып есептелінеді. Сарқынды сулардың болу кезеңін: азот пен фосфор қосылыстарын тереңдетіп жоюдың толық циклына жұмсалатын жалпы уақыттың аэробтық аймақта - 60–70%, аноксидтік - 15–25%, анаэробтық кезеңде - 10–15% деп жобалап алуға болады.

Бірақ осындай ұсыныстарды бағдарлаушы ретінде ғана қарауға болады, өйткені әрбір биологиялық тазарту жүйесінің өзіне тән ерекшеліктері, ал тазартылатын сарқынды сулардың ерекші құрамы мен олардың құрамында ластаушы заттарды биохимиялық қышқылдандырудың айрықша шарттары болады. Әрбір реконструкцияның алдында дәл есептер болуға тиіс, бірақ олар қалай да дәл жасалуына қарамастан, әртүрлі аймақтарға берілетін құрылыстардың қажетті көлемі экспериментальды түрде немесе сынама пайдалану процесінде нақтыланғаны дұрыс болар еді.

Қанағаттанарлық нитрификациялауды және фосфаттардың лайдың жасушаларында сақталуын қамтамасыз ету үшін аэробтық кезеңде аэрация қарқындылығы 3,5–5,6 м3/(м2×ч) құруға тиіс. Ауаның қолднылатын диффузорлары оттегін пайдалану тиімділігін 15–18% қамтамасыз етуге тиіс.

6.23. Азот пен фосфор қосылыстарын биологиялық жою процесінен өткен белсенді лайда фосфордың ауқымды шоғырлануы болады. Осыдан үш маңызды көзқарас туындайды.

1) Артық белсенді лай ауыл шаруашылығының тамаша тыңайтқышы болып табылады. Онда металдың, уыттардың және гельминт жұмыртқаларының жол берілетін құрамы бойынша талаптарға сәйкес келу жағдайында - оны орман алқаптарында және гүл өсіруде пайдаланған жөн.

2) Артық белсенді лайды минералдану мен тұрақты ету кезеңін алып тастау қажет, егер дефосфатту технологиясын енгізігенге дейін биологиялық тазарту құрылыстарында орын алса. Олай болмаған жағдайда осы кезеңдерде белсенді лай жасушаларда жинақталған фосфорды суға жібереді.

3) Артық белсенді лайды құрғату кезеңінде лайда жинақталған сарқынды суларды тазарту жүйесіне қайтып түсетін фосфор қосылыстарының лай үстіндегі суға өтуін барынша болдырмау үшін технологияны жоғары сапада әзірлеу талап етіледі. Немесе құрғатқаннан немесе тазартуға жіберілетін сарқынды сулардың ағынына жіберу алдында шөгіндіні жекелеген құрылыстарда центрифугалаудан кейін лай үстіндегі судан реагенттік шөгінуді қамтамасыз ету талап етіледі.

Аэробтық, анксидтік және анаэробтық тазарту кезеңдерін үйлестіру кезінде сарқынды сулардан биогенді заттарды (N, P) тереңдетіп жоюдың биологиялық әдісі биологиялық тазартудың нақты құрылыстарындағы тазартылған суларда жалпы фосфордың құрамын 1,0–1,5 мг/дм3, ал жалпы азоттың, оның ішінде белок, аммоний, нитрит және нитрат азотының құрамын - 8–10 мг/дм3 жеткізуге мүмкіндік береді. Фосфорды неғұрлым тереңдетіп жою - 0,5 мг/дм3 дейін, реагенттерді қосымша пайдаланған кезде ғана қол жеткізуге болады.

6.24. Фосфорды реагентпен жоюды (биохимиялық араластырмай) экономикалық ақталған деп тануға болмайды. Реагенттің жұмсалуы, оны жеткізу, реагенттік шаруашылықты пайдалану материалдық шығындар бойынша алынатын нәтижемен салыстыруға болмайды. Мұндай шығындарды елімізде қазіргі уақытта тазартқыш құрылыстарды пайдаланатын санаулы ұйымдар ғана көтере алады.

Осындай шығындар үшін жалпы экономикалық дәлел де жоқ. Бұл технологияның басты кемшілігі – қоршаған ортаның объектілерінде қалай да түсетін қолданылып отырған реагенттердің, тұздардың, темір мен алюминийдің экологиялық қауіптілігі. Бұдан басқа реагенттерді пайдаланудың кез келген схемасында олар белсенді лайда жинақталады, оның жай-күйі мен қасиеттерін өзгертеді және құрылыстарды пайдалану кезінде басқа проблемаларды туғызады.

Реагенттер арқылы сарқынды сулардан ластаушы заттарды «суырып алу» технологиясы шамалы көлемдегі суларды және сарқынды суларды кәрізге төгу кезінде олардың локальді ағындарындағы ерекше қауіпті химиялық заттар үшін жақсы болады. Қалалық кәріз құрылыстарында күрделі ластаушы заттарды неғұрлым қарапайым құрамдастарға (CO2 және H2O) бөлетін биологиялық тазарту технологиясы дұрыс.

Кәдеге жарату полигондарында реагентті сіңірген және жинақтаған артық белсенді лайды орналастыру топырақ пен жерасты суларын темір және алюминий тұздарымен ластау қауіпін алып келеді. Жоғарыда санамаланған себептер суды тазарту мақсатында реагенттерді пайдалану барынша төмендетілетін, ал мүмкіндік болған жағдайда азот пен фосфорды биологиялық әдіспен аэробтық және анаэробтық аймақтарды алмастыра отырып тереңдетіп жою схемасы қолданылатын стратегиясын іске асыру қажеттілігін түсіндіреді.

6.25. Анаэробтардың өсуін айқындайтын маңызды фактор ортаның қышқылдану-қалпына келтіру жағдайлары болып табылады. Олар вольтпен және милливольтпен өлшенетін қышқылдану-қалпына келтіру әлеует (ҚКӘ) арқылы көрініс табады.

ҚКӘ қышқылдануға және қалпына келуге қабілетті заттарды қамтитын су ортасының қышқылдану-қалпына келтіру жай-күйінің сандық сипататмасы болып табылады. ҚКӘ шамасы суда бар қышқылданған және қалпына келген заттардың арақтынасымен айқындалады және ол оң шама да (қышқылданғандардың басымдығы), теріс шама да (қалпын келгендердің басымдығы) болуы мүмкін. Әлеует айқындаушы заттар оттек, күкірт, темір, марганец, күкіртсутегі, органикалық, сондай-ақ ауыспалы валенттігімен қосылыстар болып табылады. ҚКӘ судың газ құрамына да және бірінші кезекте ерітілген оттегінің, көмірқышқыл газының, күкіртсутектің және т. б. болуына және олардың мөлшеріне байланысты. ҚКӘ және газдардың арасындағы нақты корреляцияны байқау мүмкін емес, өйткені ҚКӘ қалыптастыруда үстемдік рөлді суда қышқылдағыштардың және қалпына келтіргіштердің болуы атқарады.

Кез келген қайталанатын жүйенің қышқылдану-қалпына келтіру әлеуеті Нернст формуласы бойынша айқындалады:

Eh = E0 + (0,0581/n)lg(Ox/Red) при t = 20 ºС,

мұндағы: Eh – ортаның қышқылдану-қалпына келтіру әлеуеті; E0 – қалыпты қышқылдану-қалпына келтіру әлеуеті, ол болған кезде қышқылданған және қалпына келген шоғырлануы бір біріне тең болады; Ox –қышқылданған ортаның моляр шоғырлануы ; Red - қалпына келтіру түрінің моляр шоғырлануы; n – процеске қатысатын электрондардың саны.

рН ортаның E0 функциясы болып табылады, рН = 0 болған кезде E0 мәні жоғары болып табылады және 1,234 В тең. 7,0 тең рН бейтарап мәндері кезінде, E0 = 0,825 В.

E0 (0,407 В) ең төменгі мәні рН сілті кезінде байқалады. Оттек барынша жоғары қышқылдану қасиеттерін қышқыл ортада көрсетеді. ҚКӘ (Eh) қалпына келтіргішетер арасында төмен және қышқылдағыштардың арасында жоғары болуы мүмкін.

Табиғи ортада Eh –400-ден до +700 мВ дейін ауытқиды. Таза өзендерде ҚКӘ әдетте +400-ден +500 мВ дейін құрайды. Көктемгі тасқын суларда ҚКӘ жоғары болады, ал жазғы маусымда төмендейді. Бұл көктемгі сулардың оттекке молынуына ғана байланысты емес, сонымен қатар жазда белсенді биологиялық процестер ҚКӘ төмендеуіне әсер етеді. Сонымен, мысалы, ҚКӘ табиғи су айдындарында гүлдену кезінде әжептәуір төмендейді. Табиғи су айдынарында тазартқыш құрылыстардағы сияқты субстарттың болуына қарай және оның шіруінің басым жағдайларына байланысты биологиялық қышқылдану процестері өтеді. Осының нәтижесінде сульфаттардың күкіртсутегіне дейін, органикалық азоттың аммиакқа дейін, карбонаттардың метанға дейін, органикалық заттардың көмірқышқыл газға дейін, аммиактың нитриттер мен нитраттарға дейін, күкіртсутегінің сульфаттарға дейін қалпына келуі болады. Сарқынды суларда ҚКӘ қалыптасу кезінде химиялық және биологиялық процестердің өзара әсерлесулері тазартылған сулардың мөлдірленген сулармен араласуы кезінде денитрификатр жұмысының үлгісінде оңай көрінеді. Денитрификатордағы ҚКӘ кемінде 150мВ болуға тиіс, оңтайлы – 150-300мВ. Сарқынды сулар әтүрлі ҚКІ-мен аралаусы кезінде заттардың қышқылданған және қалпына келген түрлерінің арақатынасы өзгеруінің химиялық процесі жүреді. Қалпына келтіргіштердің басымдығымен сарқынды сулардың төмен әлеуеті көтеріледі, ал қышқылдану ортасының жоғары әлеуеті төмендейді және бұл белгілі бір теңдік орнатылғанға дейін болады.

6.26. Белсенді лай организмдерінің функционалдық белсенділігі ҚКӘ-нің кең аралығы бар жағдайларына төзімділік білдіретін түрлерінде ғана сақталады. 10-кестеде әтүрлі су организмдері үшін рН және ҚКӘ ауытқуларына жол берілетін шектер келтірілген.

10-кесте. Әртүрлі гидробионттер үшін рН және Eh ауытқуларына жол берілетін шектер

Гидробионттер	рН шектері	Eh шектері, мВ
Балдырлар	1,2–11,75	+630-дан –220 дейін
Бактериялар —сульфаттарды қалпына келтіргіштер	4,15–9,92	+115-тен –450 дейін
Қызыл күрең бактериялар	4,92–9,75	+328-ден –230 дейін
Сұрғылт бактериялар	1,0–9,2	+855-тен –190 дейін
Жасыл бактериялар	6,15–9,78	+7-ден –293 дейін
Темір бактериялары	2,0–8,9	+850-ден –60 дейін
Денитрификаторлар	6,2–10,2	+665-тен –205 дейін

Кестеден көрініп тұрғандай, денитрифакторларда белсенділікті денитрификаторлар-бактериялар және сұрғылт бактериялар сақтайды.

Суда ҚКӘ О2 жоғары шоғырлануы болған кезде де және оны 100% қанықтыру кезінде де төмен болуы мүмкін, факультативтік анаэробтар қанағаттанарлық көтереді, егер ортаның ластануын сипаттайтын қалпына келтіргіштер ортада жеткілікті мөлшерде болса. Бұған қоса ортада төмен ҚКӘ болған жағдайларда оттек облигаттық анаэробтарға жою әсерін етпейді. Егер ортаға ҚКӘ төмендететін қалпына келтіргіш агенттерді қосса, онда кейбір анаэробтық микроорганизмдер осы орталарда анаэробтық жағдайларда өсуге қабілетті.

Ортада молекулалық оттек және жоғары ҚКӘ болған кезде облигаттық анаэробтар өледі, өйткені олардың тіршілікке маңызды ферменттері қышқылданады.

Тазартқыш құрылыстарда өткізілетін бақылау процестері сарқынды суларда ерітілген оттегінің құрамын өлшеуге негізделеді, бірақ бұл әдіс аэробтық процестің сипаттамасы үшін жарамды. Белсенді лайдың анаэробтық жай-күйі қанағаттанарлық әлде қанаттанарлықсыз емес екендігін анықтау үшін қышқылдану-қалпына келтіру әлеуетін өлшеу қажет, ал лай қоспасындағы ерітілген оттегінің құрамы туралы деректер мұндай жағдайда маңызды рөл атқармайды.

6.27. Биологиялық тазарту құрылыстарында ӨКӘ қарай жағдайлардың бірнеше үлгілерін бөледі:

- аэротенктердегі қышқылдану жағдайлары Eh > +100 до +150 мВ;

- микроаэрофильдік жағдайлар (өтпелі қышқылдану-қалпына келтіру) Eh от +50 до +100 мВ;

- Eh аноксидтік аймақтың жағдайлары +50-ден –50-ге дейін және 0 мВ шегінде;

- қалпына келтіру жағдайлары (анаэробтық) Eh –50-ден –300 мВ дейін.

Қышқылдану-қалпына келтіру жағдайларын Н2 және О2 арақатынасын сипаттайтын Н2 және О2 көрсеткіші арқылы да көрсетуге болады. 0 - ден 40 дейін rH2 шегінде ортаның оттегіне не сутегіне қанығуына қарай оның қалпына келген немесе қышқылданған дәрежесін сипаттайды. rH2 көрсеткіші мынадай формула бойынша есептелінеді:

Биологиялық реактордағы жағдайлар да rH2 көрсеткіші бойынша бірнеше үлгілерге бөлінеді:

қышқылдану аэробтық жағдайлар (rH2 20-дан 40-қа дейін) аэробтық организмдердің тіршілігін қамтамасыз етеді;

микроаэрофильдік жағдайлар (rH2 14-тен 20-ға дейін) микроаэрофильдік организмдердің тіршілігін қамтамасыз етеді;

аноксидтік аймақтың жағдайлары (rH2 10-нан 14-ке дейін) факультативтік анаэробтар мен аэробтардың тіршілігін қамтамасыз етеді;

қалпына келтіргіш анаэробтық жағдайлар (rH2 0-ден 10-нан аспайтын) факультативтік және облигаттық анаэробтардың тіршілігін қамтамасыз етеді.

Бұдан басқа, сынамадағы қалпына келтіргіш табиғат заттарының құрамын сутек пероксидімен титрлеу арқылы өлшеуге болады. Құрамында қалпына келтіргіштер басым су сынамасын биотестілеу, егер зерттеулер аэробтық гидробиониттерде (балықтар, ең төменгі шаян тәріздес, инфузиялар және т. б.) өткізілсе, уыттылығын анықтайды.

6.28. Аэробтық және анаэробтық кезеңдерін үйлестіру кезінде биологиялық тазалау әдісімен азот пен фософр қосылыстарын тиімді жою әртүрлі аймақтарда нәтижелілікті және басқару процесін бақылау реттелген жағдайларда ғана қамтамасыз етілуі мүмкін.

Сарқынды сулар сапасының гидрохимиялық көрсеткіштері бастапқы сарқынды суларда, анаэробтық, аэробтық және аноксидтік аймақтарда және тазартылған суларда өлшенеді. Егер тазартқыш аймақтарда нитрификациялау-денитрификациялау схемасы іске асырылса, онда бақылау аймағы кеңейеді және қосымша өлшемдер 6-кестеде жазылған ескеріле отырып, 4 және 5-қосымшаларда келтірілген кестелер бойынша орындалады.

7. Тазартылған сарқынды суларды зарарсыздандыру құрылыстары

7.1. Сарқынды суларды зарарсыздандырудың кеңінен қолданатын әдістерінің бірі хлорлау әдісі болып табылады. Хлорлау хлормен, гипохлоридтермен, сондай-ақ хлор тұздарының электролизі кезінде түзілетін хлор қосылыстарымен жүзеге асырылады. Хлорлаудың кез келген тәсілін қолдану кезінде зарарсыздандыру құрылыстары жұмысының тиімділігін зарарсыздандырғаннан кейін суда қалған бактериялардың мөлшері бойынша, сондай-ақ қалдық хлордың шоғарлануы бойынша бағалаған жөн. Қалдық хлордың мөлшері хлордың сумен кемінде 30 мин міндетті түрде араласуы кезінде 1,5 мг/дм3 болуға тиіс. Қалдық хлордың осындай шамасы кезінде зарарсыздандыру тиімділігі 100%-ға жақындайды.

Сарқынды суда хлордың қалдық шамасы 1,5 мг/дм3 болу үшін суға механикалық тазартқаннан кейін (су айдынына құю алдында) 10 мг/дм3 хлор, биологиялық толық тазартылмағаннан кейін -5 мг/дм3,биологиялық толық тазартылғаннан кейін -3 мг/дм3 салу қажет. Яғни хлордың есептік шамасы тазарту сапасына байланысты, өйткені хлор сарқынды сулардағы толық қышқылданбаған ортаны қышқылдандырады. Сондықтан тазарту сапасы нашарлаған жағдайда сарқынды суларды зарарсыздандыруға хлордың жұмсалуы өседі.

7.2. Технологиялық бақылау түйіспелі резервуарларда жүргізіледі. Сарқынды сулардың резервуарларында сарқынды сулардың болуы уақыты және түзілген шөгіндінің мөлшері тіркеледі.

Тазартылған сарқынды суларды өңдеуге берілген хлордың мөлшері хлордың шамасы деп ататалдаы, ол мынадай формула бойынша есептелінеді:

мұндағы: Qx - бір айда жұмсалатын хлор, мг; Q – хлорланған сарқынды судың мөлшері,.

Зарарсыздандыру құрылыстарында ультракүлгін сәулелеу немесе озондау қолданылған жағдайда тазартылған суда бактериялық ластау нормативтік көрсеткішкке дейін қамтамасыз етілуі тиіс.

8. Сарқынды сулардың шөгінділерін өңдеу құрылыстары

8.1. Шөгінділерді өңдеу оларды жерлерді қайта өңдеу үшін пайдалануға дайындау үшін және шөгінділер көмілетін арнайы полигондарда және тұрмыстық қатты қалдықтардың полигондарында көму мақсатында орналастыру үшін жүзеге асырылады. Шөгінділерді пайдалану ашық кен жұмыстарын жүргізу, шымтезек өндіру, желілік құрылыстарды салу мен пайдалану кезінде бұзылған жерлерді, мұнай өнімдерімен ластанған жерлерді, өнеркәсіптік қалдықтардың үйінділерін, өнеркәсіптік алаңшалардың аумағын қайта өңдеудің ауыл шаруашылығы, орман шаруашылығы, рекреациялық және санитарлық-гигиеналық бағыты мақсатында қайта өңдеу үшін жүзеге асырылады.

Шөгінділерді өңдеу пайдалы құрамдастарды барлық мүмкіндіктермен кәдеге жарату және қоршаған ортаның ластануын болдырмау, оның ішінде шөгіндінің су айдындарына түсуін болдырмау көзделуі тиіс.

Шөгінділерді өңдеу, әдетте, зарарсыздандыруды, тұрақтандыруды (шірімейтіндігі) және сорғытуды қамтамасыз етуге тиіс.

8.2. Зарарсыздандыруға шөгінділерді метантенкаларда 50–55 °С дейін немесе құрғатқыштарда және дегельминттеу камераларында 60 °С дейін қыздырумен қол жеткізіледі (тұрмыстық қатты қалдықтармен қордалау, химиялық зарарсыздандыру және т. б.). Зарарсыздандыру тиімділігі гельминттердің тіршілікке қабілетті жұмыртқаларының жоқтығы зертханалық талдаумен расталуға тиіс.

8.3. Тұрақтандыруға анаэробтық және аэробтық ашыту, шөгіндіге әк рН жеткенге дейін кемінде 11-12 салу арқылы қол жеткізіледі.

8.4. Шөгіндерлерді қатты және жартылай қатты өнім жай-күйіне дейін сорғыту лай алаңшаларында құрғатумен, центрифугаларда, вакуум-сүзгілерде, сүзгі-тығыздағыштарда өңдеумен жүзеге асырылады, бұл ретте сорғытылған шөгіндерлердің ылғалдылығы 70% құрауға және 80-85%-дан аспауға тиіс.