Эксплуатация сооружений для очистки сточных вод

Перегрузка

Очистные сооружения могут быть перегружены по двум параметрам – переизбытку поступающей жидкости и концентрации в ней загрязнителей. О таком событии должно быть немедленно проинформировано местное представительство Госсанинспекции. По его решению комплекс получает разрешение на дальнейшую эксплуатацию в перегруженном режиме либо распоряжение о приведении степени очистки к требуемой, вплоть до запрещения функционирования до достижения разрешённых параметров.

Перегрузка должна быть ликвидирована правильной организацией равномерности подачи сточной жидкости. Важной функцией в этом плане обладает канализационная насосная станция. Необходимо обеспечивать её работу в заданном режиме. Другой причиной служат заторы, образуемые мусором и осадками в сетях коммуникации между сооружениями, которые должны ликвидироваться вовремя по предписанному плану-графику.

Измерения

Чтобы очистные сооружения работали в плановом режиме, необходимо чётко прослеживать почасовой дебит сточной жидкости. Учитывают его водомерами и другими дросселирующими приборами. В их отсутствии замерять расход можно водосливами разного профиля и лотками, в которых предусмотрена регистрация напора на водосливе или фиксация предельных, верхнего и нижнего, уровней воды. Возможно использование и других измерительных устройств.

Срок поверки измерительных приборов – 2 года. Отклонения по показаниям у них не должны превышать 5%.

Для замера расхода жидкости выбирается участок, в котором жидкость течёт в установленном режиме. Ближайшие места трассы, вносящие возмущения в движение потока (повороты, закругления, с уклоном или наносами), должны располагаться на расстоянии не ближе 10-15 м. Иначе приборы дадут информацию недостоверную.

Контролируемые параметры

Главным показателем того, насколько эффективно работает то или иное очистное сооружение или весь комплекс в целом, является качество очистки сточных вод. Вывод об этом делается по результатам сравнения степени загрязнения жидкостей поступающей и выходящей. Контролируют:

• концентрацию взвешенных веществ (в мг/л) при +105˚С;
• температуру воды и воздуха;
• величину прозрачности жидкости (в см);
• величину цветности (в градусах);
• содержание хлоридов, азота (общего, аммонийного, нитритных и нитратных солей);
• окисляемость (по кислороду);
• БПК₅;
• водородный показатель (рН);
• объём осадка.

При необходимости замеряется и содержание сульфатов, фосфатов, калия и плотного осадка в мг/л. В канализационных стоках с подозрением на содержание радиоактивных веществ контролируется также уровень жёсткого излучения.

Канализационные воды часто опасны в бактериальном отношении. Уровень заражения определяет концентрация микробов. Питательными средами для лабораторных исследований являются мясопептонный агар и среда Эндо при температуре +37˚С.

Временно́й интервал для взятия проб входящей и выходящей жидкости для каждого очистного сооружения устанавливает технолог. Он же определяет места забора. Ввиду переменности состава канализационных стоков в суточном разрезе следует ежемесячно проводить один раз почасовое взятие проб для анализа.

Для качественного анализа сточной жидкости берётся информация, которую дают анализы бактериологические и химические. Упор при этом нужно делать на специфику очистного сооружения. К примеру: о нормальной работе отстойника судят по объёму вынесенного осадка и увеличению прозрачности сточной жидкости, а по другим сооружениям биоочистки – по объёму переработанной органики, содержанию растворённого кислорода, итогового БПК и др.

Очистные сооружения проектируются исходя из требований по качественным параметрам выходной жидкости. При их эксплуатации нужно следить за тем, чтобы их эксплуатационные характеристики не отклонялись сильно от проектных величин. Комплекс сооружений проектируется во взаимосвязи всех составляющих его объектов. Способы очистки выбираются соответственно возможности слаженного выполнения её всем комплексом. Поэтому сбой в работе одного сооружения приводит к снижению качества обработки сточных вод по всей технологической линии, даже вплоть до полной невозможности обеспечить нужную глубину очистки.

Основные причины отклонения от нормального режима

Очистные сооружения выходят из режима нормального функционирования при:

• перегрузке сточной жидкостью;
• неравномерности в распределении стоков между параллельными объектами;
• несоблюдении эксплуатационных правил техническим персоналом;
• несвоевременности проведения графиков технического обслуживания и ремонта;
• сбоях в энергоснабжении.

Сооружения могут быть перегружены в двух случаях: при подаче жидкости в количестве, превышающем нормативное, и при выводе других сооружений в ремонт. Из перегруженных сооружений взвешенные вещества выводятся в большем количестве или с недостаточной биологической обработкой. В итоге степень очистки сточных вод снижается.

Производительность

Все очистные сооружения канализационной системы должны быть снабжены технологическими паспортами с указанием технических характеристик, проектной и реальной производительности. Фактическую производительность определяют с учётом всех перерывов в работе (профилактический осмотр и ремонт, текущий и капитальный). Эта величина выясняется по анализу результатов мониторинга работы объекта, проводимому по записям в журнале учёта.

Анализ показателей

Результаты анализа используются для установления оптимального режима работы. Оптимальность обеспечивается соблюдением нормативной нагрузки. Её максимальную величину определяют из минимальности комплекса задействованных сооружений, при которой достигается требуемый уровень очистки. Поэтому проектирование системы желательно делать с запасом по сооружениям с учётом периодического вывода некоторых из них на профилактику и ремонт.

Основным показателем любого комплекса является обеспечение запланированного уровня очистки канализационных стоков. Оптимизация его работы достигается в результате непрерывного анализа его действия по данным о качестве работы.

Поля фильтрации запускаются в эксплуатацию так же, как и поля орошения. Таковы же и мероприятия по эксплуатации:

• равномерность нагрузки полей;
• почвообработка;
• обеспечение рабочего состояние всех компонент системы;
• обеспечение соответствующего качества очистки канализационных стоков.

Количество подаваемой на участок воды определяется его пропускной способностью. Равномерность распределения жидкости по полям достигается за счёт нарезанных на них борозд. Их располагают не ближе 3 м друг к другу.

Для средней полосы России гектар песчаных почв можно нагружать в сутки сточной водой в объёме от 85 до 210 м³. Расход подаваемой на орошаемые участки жидкости учитывается на устроенных для этого водомерных постах. Замерять необходимо 2 раза в сутки. Оптимизировать подачу сточных вод можно при помощи КНС, оснащённой системой автоматики.

Чтобы предотвратить заиление, орошаемые участки следует дважды за лето вспахивать. Вспашку нужно проводить и при большом скапливании осадка на отдельных участках. Такое наблюдается на длительно эксплуатируемых полях. Засорённость нежелательной растительностью полей ликвидируется вспашкой, оградительных валиков – скашиванием. Косить необходимо за лето 2-3 раза.

Для того, чтобы подготовить поля фильтрации к зиме, необходимо:

• разрыхлить поверхностный слой земляных колец весенних выпусков;
• очистить разводные каналы от осадка и осушительные канавы от наносов и травы;
• скосить сорную растительность с бровок валов ограждения и разводных канав;
• нарезать на орошаемых участках борозды глубиной до 30 см;
• прочистить проложенные под дорогами трубы аварийного выпуска.

К весеннему паводку на полях фильтрации:

• очищаются от снега лотки аварийных выпусков и осушительные канавы;
• отогреваются замёрзшие участки труб аварийных выпусков (для этого можно использовать пар или нагретые штанги из металла);
• прорубаются в ледяном намороженном слое борозды для пропуска талой воды.

При подготовке к использованию полей в летнее время:

• ремонтируются и заделываются аварийные выпуски;
• прочищаются от осадка разводные каналы и от разного рода засорений, в том числе сорной растительности, – осушительные каналы;
• восстанавливаются повреждённые паводковыми водами участки на оградительных валиках;
• удаляются накопившиеся в течение зимы осадки на участках орошения.

В период использования трижды в месяц на полях фильтрации проверяется качество очистки сточных вод на входе и выходе. Показатели качества спускаемой в открытый водоём воды должны соответствовать всем требованиям, предъявляемым экологическими нормами.

Работы по эксплуатации полей орошения заключаются в:

• правильном распределении очищаемых вод по участкам полей;
• обработке поверхности почвы;
• контроле состояния технического обеспечения: устройств распределения жидкости, разделяющих карты валиков, подземной дренажной системы, канав для осушения, дорожных сооружений и др ;
• своевременном ремонте вышеуказанных объектов;
• контроле за качеством очищения канализационной жидкости.

На количественные возможности полей орошения по обработке сточных вод влияют фильтрующая способность грунта и климатические условия региона. К примеру, нагрузка на гектар песчаных почв в средней полосе России может быть в пределах от 40 до 90 м³, тогда как на суглинистых – от 30 до 70 м³.

Из-за специфики пользования поля орошения лучше всего запускать в эксплуатацию в теплый сезон. Пусковой период занимает обычно от 1 до 2 месяцев. Поля запускаются при минимальной нагрузке с достижением нормальной к концу пуска. В течение этого времени необходимо постоянно проверять качество очистки сточной жидкости. Критерием нормального хода процесса очистки являются существенное снижение уровня её бактериального заражения и появление в ней фосфатов.

Количество сточной воды, направляемой на поля, измеряется на устроенных для этого водосливах на подводящих каналах либо при помощи реек. На рейки наносятся отметки глубины жидкости. При необходимости используется насосная станция для орошения.

В перечень мероприятий по эксплуатации полей входят:

• содержание в чистоте распределительных каналов, разделительных валиков и осушительных канав;
• еженедельный осмотр этих объектов;
• своевременное исправление нарушений и ремонт выявленных дефектов.

Важно вовремя ликвидировать неисправность закрытых дрен, её можно обнаружить по скапливании жидкости в этой зоне.

На отдельных участках может просесть грунт. В результате этого поля орошения утеряют свою целостность. Участки с просевшим грунтом ремонтируются, а на время восстановления поля используются деревянные лотки.

Водоводы, по которым сточные воды поступают в поля зимой, следует на это время защитить от снежных сугробов и переохлаждения. В этих целях можно применить деревянные щиты.

Необходимо предупреждать зарастание сорными растениями разделительных валиков и откосов каналов осушения. Вполне достаточно будет 2-3 покоса за сезон. Важно поддерживать высоту и целостность валов: подсыпать грунт и ликвидировать норы. Нужно вести периодическую чистку осушительных канав от нанесённого мусора и укрепление откосов, предупреждая оползни. Для откосов в этих целях используются хворост, дёрн, фашины. Ко времени таяния снега следует очистить от снега трубы и выпуски для талой воды.

Выращиваемые на поле орошения сельхозкультуры необходимо поливать сточной жидкостью с равномерным распределением её по площади. Нужно принимать меры против возможного попадания поливной воды на плоды, употребляемые в пищу.

Способ полива определяется видом растения. Культуры огородные (овощные, корнеплоды) и кустарниковые поливаются по бороздам, непропашные (зерновые, травы) – по полосам напуском.

Борозды глубиной от 18 до 20 см должны быть проложены по прямой линии с уклоном до 0,03. При заполнении борозд желательно оставлять свободной около четверти глубины. Перед уборкой урожая необходимо выдержать временной промежуток в полмесяца. Если на полях орошения предусмотрен только разовый урожай, то после этого они используются в качестве полей фильтрации.

Отклонения от нормальной работы полей определяются появлением неприятного запаха. Поэтому нужно проводить регулярную проверку качества и состава сточной жидкости до и после обработки её на полях. Вода, сливаемая в открытые водоёмы, должна по указанным параметрам отвечать соответствующим санитарным нормативам.

Чтобы весь комплекс очистных сооружений работал с максимальной эффективностью, нужно обеспечивать подачу сточной жидкости в каждое сооружение в объёме, предписанном по расчёту системы. Любое отклонение приводит к нарушению его запланированного рабочего режима, а это ухудшает и качество очистки стоков.

В сооружениях, состоящих из секций (отстойниках, биофильтрах и др.), необходимо организовать равномерность распределения жидкости по этим частям. Для регулировки потоков на лотках подвода воды к секциям и сооружениям устанавливается задвижка шиберная и другая подобная арматура. Необходимый расход подачи воды вычисляется по соответствующим формулам и контролируется измерительными приспособлениями и приборами.

Дополнительно в технологической схеме применяются устройства для регулировки распределения жидкости по секциям многосекционных сооружений и по сооружениям в комплексе очистной станции. В качестве таких устройств используются специальные устройства распределительная чаша и разделительная перегородка.

Место размещения распределительной чаши за подводящим лотком и впереди отводного. Составляют её внутренняя и наружная чаши, установленные в концентрическом порядке. Путь сточной жидкости: подводящий лоток подающая труба внутренняя чаша наружная чаша распределяющие отводные лотки.

Основной задачей при наладке аэротенка является накопление необходимого объёма активного ила. Его можно приготовить непосредственно в самом сооружении из сточной жидкости. Для этого воду, попавшую из первичного отстойника, нужно продуть обычным воздухом. На 1 кубометр жидкости воздуха необходимо 5-6. Такое приготовление возможно в аэротенке, загруженном не более чем наполовину.

Ил, произведённый вторичным отстойником и перекачанный в аэротенк, подвергается воздушной продувке без подачи сточной жидкости. Делается это до тех пор, пока не появятся в осадке нитраты и растворённый кислород, а также не исчезнет аммонийный азот. Активный ил образуется в течение месяца. Аэротенк вводится в эксплуатацию, заполняясь сточной жидкостью в объёме, соответствующем количеству активного ила в нём. На расчётную нагрузку сооружение выводится после набора расчётного же объёма активного материала.

Повышенную активность продувкой в аэротенке можно придать также илу, взятому из вторичного отстойника, установленному за биофильтром.

Установка биологической очистки сточных вод должна аэрироваться в обязательном порядке равномерно. Величина расхода воздуха определяется содержанием в сточной воде органических примесей. Подача должна быть непрерывной.

Объём воздуха, подаваемого в очистное сооружение, будет определяться такими параметрами, как требуемое качество очищения канализационных вод, насыщенность жидкости растворённым кислородом, концентрация активного ила. При снижении указанных величин подача воздуха нужно увеличивать. Регулирование одних параметров возможно и за счёт изменения других. Например: повышение концентрации активного ила увеличивает качество очистки воды и содержание растворённого кислорода в ней.

Важно поддерживать концентрацию в нормальных пределах – 2-3 г/л. Величина рассчитывается по веществу сухому. Дефицит должен восполняться, а избыток – убираться.

Септик является самым простым в конструкции очистным сооружением. Поэтому в них заливать канализационные стоки для очищения можно сразу же по приёмке. Самопроизвольно брожение будет протекать в кислом режиме. Чтобы придать бродильному процессу щелочной, как более совершенный, характер, септик должен быть загружен, аналогично двухъярусным отстойникам, созревшим осадком. Источником такого осадка могут быть нормально работающие двухъярусный отстойник или другой септик. Загружается каждая камера септика в соответствии с её объемом.

Во время пуска и наладки контролируется работа сооружения. Замеряются такие величины, как температура сточной жидкости, высота осадочного слоя в камерах. Ежемесячно определяются водородный показатель осадка, влажность и концентрация нерастворимых веществ в поступающей в септик воде и в выводимой из него.

Удаляется осадок из сооружения с временным промежутком от 6 до 12 месяцев. Периодичность зависит от условий климата. Эвакуация созревшего материала проводится насосами. Агрегаты используются водоотливные центробежной и диафрагменной конструкций. Для работы наиболее приемлемыми в санитарном отношении являются самовсасывающие насосы. Удаляется осадок не весь, оставляется около четверти. Остаток должен способствовать протеканию процессов в следующей партии загружаемых сточных вод в нормальном режиме.

При эксплуатации септика нужно постоянно поддерживать установленный в проекте режим его работы (нагрузку по сточной жидкости), своевременно удалять переработанный осадок, контролировать состояние входных и выходных трубопроводов, вентиляционных каналов, крышек люков и других элементов конструкции.

Перегруженный сточной водой септик не может обеспечить работу в нормальном режиме. Результатом этого будет снижение качества очистки обрабатываемых канализационных стоков. Поэтому необходимо постоянно вести наблюдение за работой септика для своевременного принятия мер при выходе его из нормального режима.

Значение фракционности загрузки

Если загрузочный материал содержит много мелких фракций, то они, забивая пространство между зёрнами, могут сильно снижать пропускную способность отдельных участков фильтра. После нарастания на зёрнах активного ила такие участки становятся даже непроходимыми для воды.

При обнаружении этого нужно раскопать загрузку в таких местах, промыть её, пересортировать и заново загрузить, восполнив новым материалом изымаемую мелкофракционную часть.

Аэрация

Для аэробных бактерий чрезвычайно важным является обеспечение кислородом в достаточном количестве. Контроль состояния аэрации ведётся посредством химического анализа очищенной биофильтром жидкости на величину активной реакции. Она не должна понижаться, т. е. уходить в кислую сторону. Чтобы снабжение фильтра воздухом не ухудшалось, нужно оберегать от засорения воздушные проходы: днище сооружения, вентиляционные и дренажные каналы. Для периодической чистки днища и лотков используется водяная струя под давлением, при большой засорённости – штанги и ерши.

Установка биологической очистки сточных вод положительно реагирует на периодическую осушку поверхности загрузки. Она проводится прекращением орошения суток на 5-10. В секционированном биофильтре временно отключаются отдельные части, в комплексе таких фильтров – целые сооружения. Отключение проводится перекрытием регулирующих входные потоки устройств (шиберная задвижка, затвор щитовой и др.), установленных на распределительной сети.

Контроль работы биофильтра

Такие действия должны проводиться систематически. Раз в декаду сточная жидкость анализируется по среднесуточным пробам. Результаты фиксируются для сопоставления с целью своевременного выявления вероятных отклонений.

Так как в схемах биофильтров высоконагружаемых предусматривается рециркуляция сточной жидкости, то особому вниманию подлежит контроль её влияния на качество очистки. Должна строго выдерживаться установленные нормы рециркуляции по объёму воды. Эту величину необходимо проверять систематически.

В сооружениях с использованием принудительного продува воздуха обязательно постоянное наблюдение за вентиляционным оборудованием (вентиляторами, воздуховодами, задвижками, защитными сетками и др.) и правильным распределением воздуха по секциям.

Меры по борьбе с заилением

Заиление местное

Локальное неглубокое заиление ликвидируется разрыхлением материала загрузки при помощи железных грабель и последующей промывкой его водой с равномерным разравниванием на месте.

Если застойный ил проник глубоко, то следует весь покрытый илом материал вынуть и промыть. Затем вернуть его на место, дополнив при необходимости.

Заиление по всей площади

Если илом покрыта вся верхняя площадь фильтра, но процесс ещё не проник глубоко, то проводится полная замена всего заиленного слоя. Такому явлению может способствовать слишком мелкая фракционность материала (менее 20 мм). Мелкие фракции снижают пропускную способность загрузки.

Причиной оседания ила на частицах загрузки может быть и низкая температура, снижающая активность бактерий. Для предотвращения такого явления должны быть предусмотрены соответствующие меры. Кроме отопления, если оно существует, важно обратить внимание на температуру поступающей сточной жидкости. Температура ниже +10°С существенно снижает жизнедеятельность микроорганизмов‚ ответственных за нитрификацию органических веществ. Причём с возникшим эффектом невозможно будет справиться даже путём существенного снижения нагрузки.

Глубокое заиливание

К глубокому заилению могут привести перегрузка биофильтра или высокое содержание ила в поступившей из первичных отстойников жидкости с осадком. Чаще всего, в таком случае приходится идти на полную замену всего загрузочного материала. Для этого нужно перекрыть поступление канализационных стоков запорной арматурой, такой как шиберная задвижка и другие. Такой случай может расцениваться как аварийный, и должны быть предприняты все меры по его недопущению в дальнейшем.

Перегрузка загрузочного материала

Выгрузка и загрузка основного механического материала фильтров проводится так. Загрузка извлекается из камеры биофильтра, затем она промывается и сортируется по фракциям. Очистное сооружение осматривается, выясняется состояние дренажного устройства, выявленные дефекты ликвидируются. Камера вновь заполняется очищенным материалом с нужным фракционным составом.

Дезинфекция

Если заилилась только поверхность загрузки, то поражённую зону рыхлят и промывают водой. Чтобы очистить материал от болезнетворных микроорганизмов, которые могли размножиться, его обеззараживают. Для этого используются большие дозы хлорсодержащего вещества. Этот же метод применяется и при переизбытке биологического материала.

Необходимой дозой активного хлора на обрабатываемую поверхность является 35-50 г/м². Хлорируется сточная жидкость, подаваемая в биофильтр. Этому действию вода подвергается и при появлении в массовом количестве мошкары и гнуса. Количество активного вещества должна составлять 3-5 мг остаточного хлора в литре сточной воды. Рекомендуется также периодически разбрызгивать по поверхности материала загрузки такой антисептик, как креозот.

Условия нормальной работы

Для поддержания эксплуатационного режима биологического фильтра в норме необходимо:

• соблюдение норм нагрузки единиц поверхности или объёма загрузочного материала;
• обеспечивать равномерность распределения сточной воды по поверхности биофильтра;
• обеспечение всего объёма фильтра достаточным воздухоснабжением;
• поддержание материала загрузки в надлежащем состоянии.

Нагрузка биологического фильтра определяется не просто объёмом сточной жидкости. Необходим учёт и количества поступающей органики и других взвешенных веществ. В зависимости от проектных требований к качеству очистки жидкости, опорным параметром является БПК₅ или БПК₂₀.

Равномерность подачи сточной жидкости

Чем равномернее будет подаваться на биологический фильтр вода, тем эффективней она будет очищена. При обеспечении равномерности следует особо учитывать режим, в котором канализационная насосная станция откачивает сточную жидкость. Неравномерность подачи воды при её коэффициенте более 1,5 приведёт к сильному снижению качества работы биофильтра. Это особенно актуально для зимнего сезона.

Равномерность распределения жидкости должна достигаться не только по поверхности, но и по всему массиву материала загрузки. Для этого в надлежащем уходе нуждается вся распределительная система. Она ежедневно осматривается, отверстия распределительных устройств нужно регулярно чистить от засора и периодически промывать все трубопроводные линии системы.

Одной из главных задач в обслуживании сооружения является борьба с заиливанием. Ил, покрывая загрузку, приводит к нарушению нормальности работы фильтра. Во-первых, это приводит к неравномерности распределения сточной жидкости по толще загрузочного материала. Во-вторых, на поверхности фильтра образуются застойные зоны, где сточная вода собирается в виде луж. При обнаружении таких явлений нужно как можно скорее приступать к очистке фильтра.