Основное оборудование очистных сооружений

Сточная вода уносит с собой в растворенном и взвешенном состоянии частицы корма, помета, различные механические и пылевидные включения от мойки помещений.

Сточные воды птицефабрики можно разделить на четыре основных вида:

1. Излишки воды от систем поения птицы. Особенно при использовании желобковых поилок, сброс воды при этом может достигать свыше 70% от всего количества, поступающего на поение. Сточные воды при этом содержат остатки корма, помет, пух и перо, слизь и пр.

2. Технологическая вода, скапливающаяся после мойки птичников, клеточных батарей и другого технологического оборудования. Содержит частицы помета и различные механические загрязнения и включения.

3. Хозяйственные, бытовые, фекальные сточные воды, поступающие от жилищно – бытовых зданий.

4. Сточные воды убойных цехов содержат в основном пух, перо, отдельные отходы переработки птицы.

Однообразие источников загрязнения, связанных с выполнением технологических операций того или иного производственного или хозяйственного подразделения птицеводческих комплексов обуславливает более или менее постоянное среднее количество загрязнений на одну голову птицы, поступающее в сточные воды в течение суток. Различия, зависящие от возраста птицы. Типа оборудования, сущственно не влияют на биохимический состав сточных вод.

В связи с этим можно дать общую физико-химическую и бактериологическую характеристику сточных вод птицефабрики. Однако, это не означает, что они имеют постоянный и неизменный состав. Наоборот, концентрация и количественные соотношения отдельных постоянных элементов загрязнения иногда имеют резкие колебания, отражая особенности и изменения производственного режима по часам. дням и периодам года.

Взвешенные и растворенные вещества, находящиеся в сточной жидкости, придают ей специфические особенности: запах, цвет. Даже по внешним визуальным признакам можно констатировать большое разнообразие неблагоприятных изменений в санитарном режиме водоемов или водотоков, в которые эти сточные воды поступают. Своеобразие состава делает необходимым определение каждого вида сточных вод особых условий их выпуска и способов очистки.

Весьма существенно, что сточные воды птицефабрик содержат в больших количествах азот и они всегда загрязнены патогенными микробами. Так, например, сточные воды после мойки птичников содержат: БПКполн. 11700мг/л;

аммиачного азота - 2085 мг/л; взвешенных веществ – 5630 мг/л; колититр –0, 00036.

Анализ работы птицефабрик различных регионов страны показал, что в зависимости от мощности их количество поступления сточных вод составляет порядка 200 …3000 м ³ в сутки.

В связи с этим проблема очистки, обеззараживания и дезодорации сточных вод птицефабрик чрезвычайно актуальна.

Задача очистки и обеззараживания сточных вод состоит в таком улучшении их свойств и состава, чтобы они не вызвали ни в составе воды, ни в общем режиме близлежащих водоемах изменений, вредных для использования в санитарных целях.

Вещества, содержащиеся в птицеводческих сточных водах находятся в различном физическом состоянии: твердом, дисперсном, коллойдном, жидком. Это позволяет расчленить весь процесс очистки на два основных этапа: а - механическая очистка, включающая выделение из сточной жидкости взвешенные вещества; б – биологическая очистка, которая включает минерализацию органических веществ, находящихся в коллойдном и растворимом состоянии. Для механической очистки в основном используются обычные приемы задержания взвеси в отстойниках различной конструкции.

Более сложная организация биологической очистки. Глубокий распад органического вещества происходит в результате жизнедеятельности микробов, разлагающих органические соединения до конечных или близких к ним продуктов жизнедеятельности. Это процесс биохимический и в условиях, подавляющих жизнедеятельность микробов, он прекращается (низкие температуры, отсутствие влаги, токсические и отравляющие вещества. По различным технологическим и другим причинам в сточные воды птицефабрик во многих случаях умышленно сливают птичий помет, бросают обрывки картона, ветошь, перо после обработки тушек - все это серьезно усложняет процесс последующей очистки стоков.

Разложение органических веществ может происходить при участии как анаэробных, так и аэробных микробов. В первом случае процесс идет медленно, носит восстановительный характер, образуются неприятно пахнущие газы, в частности сероводород. При свободном же доступе кислорода протекают аэробные окислительные процессы и образуются минеральные азотно-серно и фосфорнокислые соли, а углерод органических соединений образует с кислородом воздуха угольную кислоту. Все достоинства и преимущества санитарного характера связаны с аэробным типом окисления

Этот биохимический процесс и лежит в основе биохимической очистке практически всех сточных вод, включая и птицеводческие стоки. Для механической и биологической очистки должны быть созданы условия, при которых сточные воды не окажут прямо или косвенно вредного для людей воздействия на воду, почву и воздух населенных пунктов и производственных зон птицефабрик

Технической основой обеззараживания и обезвреживания сточных вод служат очистные сооружения, объединяемые на станциях очистки сточных
вод (рис. 7. 4 и 7.5).

Механическая очистка. Механическая очистка сточных под требует более сложной организации, чем очистка речной воды на водопроводных сооружениях.

Размеры, относительная плотность и самый характер взвешенных веществ сточной воды гораздо разнообразнее той однородной минеральной взвеси песка и глины, задержание которой служит основной задачей очистных сооружений на водопроводах.

Механическая очистка сточных вод происходит на ряде после­довательно расположенных сооружений, конструкция которых рас­считана на задержание различных фракций взвеси. Обычно в состав таких сооружений входят решетки, песколовка и отстойники.

Решетки. В наиболее простой форме решетки (рис.7. 6 и 7. 7) представляют собой ряд параллельных железных прутьев, скрепленных вместе и поставленных поперек канала, по которому сточная вода подхо­дит к очистным сооружениям или насосным установкам. Просве­ты между прутьями от 16 до 120мм, о чаще 16—30 мм.

На больших канализационных сооружениях очистка решеток механизируется. На не больших установках решетка конструктивно совмещается с песколовкой. На решетках задерживаются наиболее крупные взвешенные вещества больших размеров, чем ширина просветов.

Среди них встречаются самые разнообразные предметы, случайно или умышленно сбрасывае­мые в канализацию В массе же отбросы с решеток состоят из об­рывков бумаги, тряпок, ветоши, пустой мелкой стеклянной тары, павших цыплят и кур, яичной скорлупы, пера и пуха. В них много органических веществ, кото­рые легко загнивают, небезопасны в эпидеми­ческом отношении и нуждаются в обезвре­живании. На малых ус­тановках пользуются методами, принятыми в практике обезвреживания твердых отбросов (компостирование, закапывание или запахивание, биотермические камеры или котлы для термической переработки).

На боль­ших и средних канализациях масса, задержанная на решетках, из­мельчается на аппаратах – дробилках и поступает и канал к отстой­никам или прямо в метантенки. В последнее время применяется прибор коминутор, совмещающий в себе круглую вращающуюся решетку с приспособлением для дробления.

Решетки имеют то значение, что освобождают осадок, выпадаю­щий в отстойниках, от грубых примесей, придают ему 6oлее одно­родный характер и тем облегчают его обезвреживание. Кроме того, решетки предохраняют от засорения насосы и трубы для пе­рекачки сточной жидкости и осадка.

Песколовки. Предназначены для задержания тяжелой ми­неральной взвеси до поступления сточной воды в отстойник. Это нужно, чтобы не отягощать общую массу органического осадка минеральным балластом, по нуждающимся в обезвреживании и затрудняющим его. При расходе поды до 300 м ³ /сутки песколовку можно не устанавливать.

Принцип работы песколовки основан на том, что потоку сточ­ной воды придается скорость от 15 до 30 см / с, достаточная для тою, чтобы легкая органическая взвесь не оседала, и вместе с тем слишком малая, чтобы помешать осесть тяжелому песку. Время прохождения воды через песколовку не менее 30 секунд. Песколовки бывают вертикального, а чаще горизонтального типа; последние имеют 2 – 3 секции, каждая из которых может работать самостоятельно (рис. 7. 8).

Это позволяет выключить 1 – 2 секции при малом расходе воды (ночью), чтобы сохранить расчетную скорость течения воды и производить очистку осадка по частям, не выключая всей песколовки. Удалять осадок надо не реже, чем раз в двое суток. Дно песколовки иногда дренируют, чтобы обезводить осадок и тем облегчить его удаление и подсушивание.

Отстойники. Отстаивание сточных вод имеет целью задержать основную массу взвешенных веществ до сооружений биологической очистки

Осадок (ил) производственно - бытовых сточных вод птицефабрик, выпадающий в отстойниках, в основном состоит из органических веществ (около 70 – 90%, считая на сухое вещество), содержит 95 – 97, 5 % воды и обладает многими отрицательными свойствами: дает кислую реакцию; легко загнивает; распространяет резкий неприятный запах; содержит патогенные микробы; и яйца гельминтов; привлекает мух и служит благоприятной средой для их массового размножения.

Органические вещества растительного и животного происхождения сохраняют в свежем осадке свою клеточную структуру т удерживают воду, вследствие чего осадок плохо подсыхает.

Обезвреживание ила должно быть одним из обязательных элементов всей системы очистки сточных вод птицеводческих комплексов.

При сбраживании ил в значительной степени теряет отрицательные свойства, коллойдная структура его разрушается, легко отдает воду и подсыхает (объем уменьшается), резкий неприятный запах исчезает, кислая среда переходит в щелочную, а патогенные микробы и яйца гельминтов погибают.

Экологическая и санитарная – техническая задача - создать условия для наиболее быстрого и полного сбраживания ила на очистных сооружениях.

Отстойники для сточных вод разделяются на две группы:

1. Только для задержания взвеси;

2. Для задержания взвеси и переработки выпавшего осадка.

К п е р в о й г р у п п е относятся горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники, принцип действия которых, а в основном и конструкция те же, что и у отстойников для питьевой воды. Так же сточная вода содержит взвешенных веществ гораздо больше, чем речная, а выпадают эти вещества в основном вначале, поэтому дну горизонтального отстойника придают уклон, обратный току жидкости, чтобы осадок сползал или сдвигался скребком, накапливаясь в иловом пространстве, не занимал полезного объема и не взмучивался потоком воды. Глубина отстойника 1, 2 – 2 метра, расчетная скорость движения – 7 мм в секунду (рис. 7.9 и 7.10).

Вертикальный отстойник представляет собою цилиндр с конусообразным дном. Вода поступает через центральную трубу, под которой устанавливается неподвижный дисковый или конический отражатель. Его назначение – погасить движение воды вниз, придать ей направление в стороны по всей ширине отстойника и предохранить от размывания легкий и неплотный осадок из сточной воды, Расчетная скорость движения воды – 0, 7 мм / секунду. Расчетное время пребывания сточной воды в отстойниках обоих типов – 1, 5 часа.

Удаление осадка производится по трубе, подходящей к самой низкой точке отстойника, насосом или под давлением лежащего выше столба жидкости ежедневно, чтобы избежать загнивания его в отстойниках и насыщения сточной воды продуктами гнилостного распада, что неблагоприятно влияет на последующие процессы биологической очистки. Ил поступает в резервуары – метантенки, где интенсивно сбраживаются при повышенной температуре и уже обезвреженном виде перекачиваются на иловые площадки.

Радиальные отстойники наиболее приспособлены к пропуску воды, содержащей много взвешенных веществ, и поэтому нашли широкое применение на станциях очистки сточных вод. Они круглой формы с равномерным уклоном дна к центру, диаметром от 16 до 40 м, глубина слоя воды в среднем 2 – 2, 5 м. Вода движется с убывающей скоростью от центра, куда она подается снизу, к переферии, где переливается через отверстия в борту в наружный круговой желоб. Особенностью служит удаление осадка скребками, прикрепленными и медленно вращающейся ферме. Осадок сгребается к центру в углубленный приемник (4 м,) откуда откачивается насосом (рис. 7.11). Скорость движения воды – 7 мм / с и время пребывания в отстойнике - 1, 5 часа.

Отстойники в т о р о й группы отличаются прежде всего большим объемом иловой части для длительного пребывания осадка до окончания процесса сбраживания. Из них применение в практике очистки сточных вод нашли септики (септитенк, септический бассейн, загниватель) и двухъярусные отстойники. В отстойниках обоих типов взвесь выпадает по принципу работы горизонтального отстойника, но по конструкции и ходу сбраживания осадка они существенно отличаются.

Септик имеет форму прямоугольного резервуара с двумя или тремя отделениями, через которые последовательно движется

сточная вода. Объем септика рассчитан на пребывание в нем сточной воды в течение 6 – 12 часов и даже 24 часа и более и осадка не меньше чем в течение
полугода (рис. 7.12).

В септике задерживается до 70 % взвешенных веществ сточной жидкости. Осадок подвергается длительному перегниванию: процесс идет под водой в анаэробных условиях по типу кислого брожения, причем образуются сероводород и другие неприятно пахнущие газы. Частицы органического осадка, распадаясь, становятся легче и пузырьки газов, образующихся в процессе брожения, поднимаясь, увлекают их за собой. В результате на поверхности септика возникает постепенно уплотняющаяся корка. Сточная вода в септике течет между поверхностями осадка и нижней части корки и пронизывается опускающимися и поднимающимися твердыми и газообразными продуктами анаэробного распада. Процесс анаэробного распада распространяется частично на растворенные органические вещества, и окисляемость воды снижается после септика на 20 – 30 %.

В септике сточная вода приобретает высокую восстановительную способность и осложняет, потребляя много кислорода, ход окислительного процесса, если поступает в дальнейшем на установки для биологической очистки. Также неблагоприятно действует она на водоемы. Все эти недостатки септика привели к тому, что на очистных сооружениях он давно вытеснен отстойниками более совершенной конструкции.

Достоинством септика остается простота конструкции и эксплуатации, поэтому его можно использовать при канализации отдельных производственных подразделений и даже помещений птицефабрик: зоны выращивания молодняка или промышленного стада; инкубаторий, убойный цех; ветеринарно санитарный пункт и др.

В качестве единственного приема очистки септик не пригоден. Он должен обязательно дополняться биологической очисткой.

Двухъярусный отстойник (эмшер) отличается тем, что пространство, в котором происходит выпадение взвеси (верхний ярус), отделено от скапливающего на дне ила (нижний ярус). В верхней части укреплены желоба, по которым вода движется в горизонтальном направлении с обычной для горизонтальных отстойников скоростью. Выпадающие на низ желоба взвешенные вещества проваливаются затем через продольную щель шириной 0, 15 м в иловую камеру, где остаются длительное время (рис. 7.13). Между щелью и поверхностью осадка сохраняется 0, 5 м нейтрального слоя. Задача такого устройства – отделить свежую сточную воду от осадка и тем избегнуть недостатка септики, превратив насыщение сточной воды продуктами распада ила. Для этой цели служит устройство щели, один край которой заходит в другой, чтобы поднимающийся ил или пузырьки газа и частицы взвешенных веществ не проникали через щель в сточную воду, а скользили вдоль наружной стороны желоба и попадали в имеющиеся по бокам так называемые газовые пазухи, занимающие не менее 20 % площади отстойника. Здесь газы выделяются в атмосферный воздух, а частицы ила образуют нестойкую кору.

Преимущество двухъярусных отстойников перед септиками состоит еще и в том, что сбраживание в них осадка и дет по иному биологическому процесссу – без запаха и с образованием более благоприятных конечных продуктов. В начале распад осадка происходит под влиянием микробов, живущих при кислой реакции среды, и сопровождается образованием кислот жирного ряда (уксусной и масляной 0, а затем на известной стадии процесса распада реакция среды меняется (рН 7 – 8) и начинают действовать иные микробы, проявляющие жизнедеятельность только в щелочной среде, разрушающие эти кислоты в образованием метана и углекислого газа.

При правильной эксплуатации двухъярусных отстойников весь процесс распада ила будет идти по типу щелочного метанового брожения.

Для этого сначала накапливают ил, дают ему перейти в стадию щелочного брожения, причем иловая вода, заполнившая в отстойнике все свободное пространство над осадком, также приобретает щелочную реакцию. После этого включают отстойники в работу по очистке сточной воды. Малые по сравнению с находившейся в иловой камере массой ила количество ежедневно выпадающего свежего осадка попадают в среду с твердо установившейся щелочной реакцией и подвергаются воздействию господствующей микробной флоры, ведущей метановое брожение. В пусковом периоде вносят зрелый ил из уже работающего отстойника, заражая таким образом иловое пространство нужной микробной флорой.

Чтобы не нарушить метанового брожения, выпуск созревшего ила производят не сразу, а небольшими порциями каждые 10 дней. При одновременном выпуске всего ила и в массе свежей сточной воды снова развилось бы кислое брожение с его отрицательными свойствами и последствиями.

Удаленный из отстойника сброженный ил уже не является источником распространения резкого неприятного запаха, не липкий, имеет черный цвет, благодаря связыванию сероводорода железом (FеS), легко отдает воду и быстро подсыхает.

Интенсивность сбраживания связана с температурой среды. Поэтому время пребывания осадка в иловой камере, а следовательно, и ее объем, устанавливаются в зависимости от средней зимней температуры сточных вод, т.е. от климатического пояса (табл. 7. 1). Удаление созревшего ила производится под давлением лежащего выше столба жидкости по трубе, свободный конец которой опущен на дно отстойника. Работа отстойника при этом не нарушается.