Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

Бытовые сточные воды возникают в городах и населенных пунктах, где обитают люди. Они образуются в результате пользования человеком водными ресурсами для хозяйственных и повседневных нужд.

После употребления вода поступает в канализацию. Она загрязняется бытовым мусором и естественными выделениями человека (фекалиями, мочой).

Состав бытовых сточных вод

Загрязнения в сточных водах представлены в виде растворов взвешенных частиц и клейких некристаллизующихся веществ (коллоидов). В составе содержатся минералы (40%). Это соли (нитриты, сульфиты, хлориды, фосфаты и др.), частицы пыли и грунта.

Органические примеси образуются после животных и людей. В бытовые стоки поступают пищевые остатки. Органические отходы – это жиросодержащие, углеводные, белковые соединения, кислоты, клетчатка и др. Загрязнения органикой характеризуются:

1. ХПК – химической необходимостью потребления О2: сколько понадобится кислорода для окончательного окисления отходов органики.
2. БПК веществ в воде бытового назначения – биологической необходимостью потребления О2: количество свободного кислорода для окислительных процессов органических элементов стоков простейшими организмами. Без доступа кислорода процесс БПК завершается на 20-е сутки (полный БПК). Показатель рассчитывается за определенный промежуток времени при отсутствии света с температурой 20 градусов по Цельсию (БПК 5 – расход О2 на 5–е сутки составляет 70% от полного БПК). Эти данные позволяют определить количественное содержание органических отходов и снизить время расчета БПК.

Таблица. Плотность хозяйственно-бытовых сточных вод на 1 жителя в сутки.

Согласно справочнику ФККО бытовые сточные воды относят к 4 классу опасности. Они представляют угрозу для населения и должны обезвреживаться после использования.

На очистку сточных вод влияет температурный режим. В холодное время года взвешенные частицы отстаиваются на 30% дольше, чем в летний период при равных условиях. Снижается эффективность биологической очистки при 9 и ниже градусах по Цельсию. Поэтому воду для очистки нельзя подавать ниже 6 градусов.

В особую группу входят бактериальные загрязнения. В сточных водах живут микроорганизмы, бактерии, патогенные вирусы. Они приспособились к существованию внутри человеческого организма, птицах и животных. Попадая во внешнюю среду, некоторая часть их погибает. Остальные сохраняют свои болезнетворные свойства и продолжают активно развиваться.

Это бактерии туберкулеза, туляремии, бруцеллы, холерные вибрионы и другие патогены. Предельно допустимая концентрация кишечной палочки Escherichia coli выбрана индикатором уровня загрязнения. Ее количественное содержание определяет качество воды и возможность применения ее в бытовых нуждах.

Кроме микроорганизмов в составе бытовых сточных вод имеются яйца паразитных червей: аскариды, власоглава, круглых и др. Общепринятые средства (свободный хлор) на них не действует. Они погибают от высокой температуры и при воздействии солнечных лучей (высыхают). Яйца гельминтов гибнут при 55 градусах по Цельсию за 10 минут, при 60 градусах – за 5 минут, при 70 – за 10 секунд.

СанПиН установил гигиенические требования:

• к качеству воды;
• к условиям отвода стоков;
• к строительству, эксплуатации объектов, которые могут оказать влияние на состояние воды;
• к организации контроля за качеством водных ресурсов.

Виды бытовых сточных вод

Бытовые воды содержат коллоиды в растворимом виде и органические элементы, которые не растворяются. Их разделяют на:

• фекальные;
• хозяйственные.

Концентрация зависит от присутствия чистой воды из водопроводной сети. Хозяйственно-бытовые воды образуются после использования воды в хозяйственных нуждах: после приготовления пищи, в банях, прачечных, в больницах, общественных и жилых зданиях и т.п.

В них присутствуют физиологические выделения человека и животных, хозяйственные органические отходы. Биологические загрязнители представляют опасность для человеческого организма. Это бактерии, грибы, яйца паразитов. Неорганические составляющие – соли различных веществ. Их концентрация в сточных водах достигает 45-58%.

В воде присутствуют консервированные и неконсервированные вещества. Первые не вступают в реакцию и не могут расщепляться на составляющие элементы при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод.

Второй вид загрязнителей устраняют с помощью биологической очистки. Песок, шлак, ил, остатки водорослей являются загрязнителями физического характера. Биологические – микроорганизмы и грибки.

Зачастую сточные воды загрязняются химическими продуктами: пестицидами, тяжелыми металлами, соединениями химических элементов и т.д.

Источники образования

Сточные воды бытового характера в каждом городе и поселке однообразны. Они содержат:

1. Отработанную воду после туалета. В ней содержатся фекалии, моча, бумага, моющие, чистящие средства и другие загрязнители бытового характера.
2. Хозяйственно-бытовые сточные воды после стирки, принятия ванны и душа.
3. Вода после приготовления еды и мытья посуды, уборки и т.д.

 

[info-box type=»info»]

На нужды кухни используется до 20 процентов воды, на водные процедуры – 25, на стирку – 20 процентов, на смыв туалета – 35. Больше всего загрязняют бытовой сток кухонный и туалетный смыв.

В зданиях с центральным водопроводом и теплоснабжением усредненные нормы на одного проживающего в сутки — 250, при ее отсутствии – 100 литров.

[/info-box]

 

Показатели качества сточных вод

Качественные характеристики воды определяют по следующим ключевым параметрам:

• объему взвешенных частиц;
• плотности осадочных веществ;
• наличию азотно-аммонийных веществ, солей фосфатных кислот;
• содержанию ПАВ и жиров;
• химической потребностью в О2 (ХПК);
• биологической потребностью в О2 (БПК);
• уровню кислотности (рН). Основополагающими показателями являются ХПК, БПК, рН.

Показатель рН характеризует активность водорода. С его помощью определяют кислотность воды. Если жидкость имеет уровень рН больше 7 единиц, жидкость считают щелочной, а если меньше 7, то кислотной.

Общая характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод:

1. Жидкости имеют мутный белый или серый цвет, характерный фекальный запах, небольшую прозрачность.
2. По химическим составляющим: минеральные вещества и органические элементы.
3. Загрязнители присутствуют в коллоидном виде, растворимом и взвесях.
4. Наличие микроорганизмов: грибов, бактерий, вирусов, паразитов.
5. Отводимая вода имеет уровень Рн – 7,2-7,8.

Частицы в стоках могут быть:

• крупного размера от 0,1 мм;
• эмульсии и суспензии в виде пены до 0,1 мм;
• коллоиды (0,1 мкм);
• растворы до 0,1 нм.

Опасны сточные воды с биологическими и органическими примесями. В них находятся возбудители инфекционных болезней. Они не должны попадать в реки и почву. Производят вывоз таких стоков на очистные станции, где осуществляют биологическую очистку.

Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод

Современные технологии, которые применяются для очищения от загрязнений хозяйственно-бытовых стоков, настолько прогрессивны, что воду без опасений можно использовать вторично. Ее применяют для полива и технических нужд.

Механическая очистка

Механические методы очистки применяют на начальном этапе. С его помощью извлекают крупнодисперсионные остатки в стоках путем отстаивания и фильтрации. Для этих целей используют фильтра грубой очистки в отстойниках. С помощью этого метода извлекают до 70% загрязнителей. Весь процесс делится:

• отстаивании;
• процеживании;
• фильтрации.

Механические методы применяются в ливневках, чтобы предотвратить попадание мусора в канализационную систему.

Отстойники применяют с тепловой обработкой осадка и без обработки. Обработку высокой температурой применяют для обеззараживания от яиц паразитов и инфекционных бактерий. Осадок подогревают с помощью пара до 115 градусов по Цельсию.

Обработанные осадки, относящиеся к минеральным удобрениям, могут повышать урожайность растений. Внесение их в почву должно гарантировать отсутствие яиц паразитов и патогенных вирусов.

Биологическая очистка

Для переработки бытовых сточных вод используют биологическую очистку. Установки глубокой биологической очистки с помощью простейших организмов перерабатывают органические соединения. Они расщепляют с помощью кислорода загрязнения на газ и воду.

Бактерии нуждаются в О2, поэтому для них создают специальные условия. Анаэробные бактерии перерабатывают органику в герметичных емкостях. При этом выделяется метан. На таких установках необходима вентиляционная система.

Физико-химическая очистка

Этот способ применяют, используя химические методы очистки: адсорбция, коагуляция и др. Обеззараживание производят за счет внесения химических составляющих.

На специализированных предприятиях вода проходит цикличную обработку. После полноценной очистки она может применяться для полива растений. После глубокой обработки и обезвреживания она используется для подачи в водопроводную сеть.