Третья предпосылка определяется практической целью расчета, дающего прямой ответ на вопрос о допустимости той нагрузки водоема органическими веществами, которая была определена при расчете по БПК с учетом частичного окисления (минерализации) органических веществ при перемещении воды к ближайшему пункту водопользования. Иначе говоря, должно быть проверено, будет ли допускаемое по БПК загрязнение водоема угрожать его кислородному режиму, т. е. останется ли в воде 4 мг/л кислорода и в критический момент времени «р. При этом условии в формулах (4.28) и (4.30) величина La является средней и определяется из уравнения

л, (4.33,

aQ + q

Определение необходимой степени очистки по температуре воды водоема. Расчет производится в соответствии с санитарными требованиями, ограничивающими повышение летней температуры воды за счет поступающих в водоем сточных вод. Это условие описывается уравнением

Tcr==iaQ/q+l)T + Tp, (4.39)

где - температура сточных вод, при которой соблюдается санитарное требование относительно температуры воды в створе пункта водопользования; Гр-максимальная температура воды водоема до выпуска сточных вод в летнее время; Гд - допустимое повышение (не более чем на 3°) температуры воды водоема.

Определение необходимой степени очистки по общесанитарному показателю вредности. При определении необходимой степени очистки СТОЧНЫХ вод по санитарно-токсикологическому, а также по общесанитарному и органолептическому (окраска, запах и привкус) показателям вредности, по которым установлены предельно допустимые концентрации, пользуются формулой (4.32а).

Полученное по этой формуле значение Сет характеризует концентрацию загрязнения сточных вод, которая должна быть достигнута в процессе очистки и обезвреживания сточных вод.

Географическим обществом США проводились исследования по определению кадмия, хрома, свинца и ртути в воде рек и водохранилищ и влиянию этих металлов на токсичность воды.

В ходе исследования особо отмечалась токсичность кадмия. Вода, используемая в сельском хозяйстве, согласно стандартам, не должна иметь концентрацию кадмия выше 0,005 мг/л. Этот металл особенно опасен в связи с синергическим эффектом. Высокотоксичный синергизм достигается при соединении свободных ионов циана с ионами кадмия. Для микроорганизмов это соединение токсично при концентрации 0,1 мг/л. Исследования показали, что гибель рыбы может произойти при концентрации хлорида кадмия 0,2 мг/л.

Токсичность хрома обусловлена температурой воды, значением рН, временем контакта и валентностью. Предлагаются следующие нормы безопасного содержания хрома в воде: для рыбы - 0,5 мг/л, для микроорганизмов - 5 мг/л, при использовании для нужд водоснабжения - 0,5 мг/л.

Свинец должен полностью отсутствовать в водопроводной воде. Хотя элементарный свинец не является отравляющим веществом, его долгое употребление может привести к серьезным отравлениям. Соли свинца представляют собой высокотоксичные соединения.

Определение необходимой степени разбавления по окраске, запаху и привкусу, в тех случаях, когда имеются анализы сточных вод с указанием степени разбавления, при которой окраска и запах сточных вод исчезают, достаточно сравнение величины разбавления, указанной в ана-

.мязе, с расчетной величиной разбавления, которое возможно у створа ближайшего пункта водопользования, чтобы решить вопрос о необходимости очистки сточных вод в отношении запаха и окраски перед их спуском в водоем.

Определение необходимой степени очистки по изменению активной реакции воды. При решении вопроса о спуске кислых и щелочных сточных вод должна быть учтена нейтрализующая способность водоема. В некоторых случаях благодаря этой способности можно обойтись без специальной обработки сточных вод.

Вода водоемов содержит гидрокарбонаты кальция Са (НСОз)2 и магния Mg (НСОз)2, обусловливающие ее карбонатную жесткость, а также угольную кислоту. Кислоты, поступающие в водоем с производственными сточными водами, взаимодействуют с гидрокарбонатами, вытесняя из них диоксид углерода, в связи с чем содержание гидрокарбонатов в воде (т. е. ее щелочность) уменьшается, а содержание свободной углекислоты увеличивается.

Реакция нейтрализации (например, серной кислоты) в водоеме за счет гидрокарбонатов кальция протекает по формуле

Са(НСОз)2 4- H2SO4 CaS04 + 2Н2О + 2СО2 • (4.40)

Поступление в водоем вместе со сточными водами щелочей приводит к взаимодействию их со свободным диоксидом углерода, что увеличивает щелочность водоема. Реакция в этом случае может протекать по формуле

2NaOH + СО2 NaaCO, -j- HgO.

При сбросе в водоем кислых сточных вод следует нормировать их по значению рН речной воды:

п„ А [НСОг] - п. В рНф ркг 4- Ig -->,Ь, (4.41)

грА-~\-пфВ

где pki - отрицательный логарифм первой константы диссоциации угольной кислоты; HCOg-] - концентрация гидрокарбонатов, мг-экв/л;

СО2 - концентрация диоксида углерода, мг/л;

Л=14.10Р"Ф-рЧ

нсог1-1оР"ф-рЧ

Яр И Пф-кратности разбавления, расчетная и фактическая;

рНф - рН речной воды в контрольном пункте при фактическом режиме.

При сбросе в водоем щелочных сточных вод также определяется значение рН речной воды:

А [HCOfj - 0,273пф В

рНф = + Ig -----< 8,5, (4.42)

Пр А --Пф Б

Л = 0,273- 10Р"Ф~рЧ параметр В определяется так же, как и при сбросе кислых сточных вод.

Глава XVI

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД и СХЕМЫ ОЧИСТНЫХ СТАНЦИИ

§ 90. МЕТОДЫ очистки СТОЧНЫХ ВОД И ОБРАБОТКИ ОСАДКА

Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы: 1) механические; 2) физико-химические и 3) биологические. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание (дезинфекцию).

Развитие техники очистки сточных вод должно идти в направлении интенсификации приемов биологической очистки, создания высокоэффективных методов физико-химической очистки, разработки технологических процессов, сочетающих принципы биологической и физико-химической очистки с одновременным изысканием путей повторного использования очищенных городских сточных вод в различных отраслях народного хозяйства и, в первую очередь, в промышленности.

Повышение требований к степени полной биологической очистки определило развитие так называемой доочистки сточных вод.

Образующийся при очистке сточных вод осадок подвергается обработке с целью утилизации в качестве органо-минерального удобрения.

Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различного рода решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, чем плотность воды, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы осаждаются на дно под действием силы тяжести, а легкие всплывают на поверхность.

Взвешенные частицы минерального происхождения, главным образом песка, выделяют из сточных вод путем осаждения в сооружениях, называемых песколовками.

Основную массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяют из сточных вод в отстойниках.

Вещества, более легкие, чем вода, - жиры, масла, нефть, смолы и другие всплывающие на поверхность вещества - выделяются в сооружениях, называемых жироловушками, маслоуловителями, нефтеловушками и смолоуловителями; эти сооружения применяются для очистки производственных сточных вод.

Отдельные жироловушки для выделения жиров из бытовых сточных вод в настоящее время не применяют, так как эту задачу выполняют отстойники, оборудованные специальными устройствами.

Наконец, для освобождения сточных вод от частиц очень мелкой суспензии, находящейся во взвешенном состоянии, применяют фильтрование сточных вод путем пропуска их через ткань (сетку) или слой зернистого материала, на поверхности и в толще которого задерживается выделяемая из сточных вод взвесь. Фильтрование находит применение при механической очистке главным образом производственных сточных вод.

Механическую очистку как самостоятельный метод применяют в тех случаях, когда достигаемое при ее применении освобождение сточных вод от загрязнений позволяет (по местным условиям и в соответствии с санитарными правилами) использовать осветленную воду для тех или