ყაზახეთის რესპუბლიკის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო
კარაგანდას შტატი ტექნიკური უნივერსიტეტი
აბსტრაქტი
დისციპლინის მიხედვით: ეკოლოგია
თემა: __________ბიოლოგიური გაწმენდის მეთოდები
ზედამხედველი
_________________
(ქულა) (გვარი, ინიციალები)(ხელმოწერა) (თარიღი)
სტუდენტი
(ჯგუფი)
(გვარი, ინიციალები)
(ხელმოწერა) (თარიღი)
2009
ბიოლოგიურიმეთოდები გამოიყენება საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად სხვადასხვა გახსნილი ორგანული და ზოგიერთი არაორგანული (წყალბადის სულფიდი, ამიაკი და ა.შ.) ნაერთებისგან. გაწმენდის პროცესი ეფუძნება მიკროორგანიზმების უნარს გამოიყენონ ეს ნივთიერებები კვების პროცესში სიცოცხლის პროცესში. ცნობილია ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური დამუშავების აერობული და ანაერობული მეთოდები.
აერობიკამეთოდიეფუძნება აერობული მიკროორგანიზმების გამოყენებას, რომელთა სიცოცხლე მოითხოვს ჟანგბადის მუდმივ ნაკადს და ტემპერატურას 20...40°C ფარგლებში. აერობული დამუშავებისას მიკროორგანიზმები კულტივირებულია გააქტიურებულ შლამში ან ბიოფილმის სახით. გააქტიურებული ტალახი შედგება ცოცხალი ორგანიზმებისა და მყარი სუბსტრატისგან. ცოცხალი ორგანიზმები წარმოდგენილია ბაქტერიებით, პროტოზოული ჭიებით და წყალმცენარეებით. ბიოფილმი იზრდება ბიოფილტრის შემავსებელზე და აქვს ლორწოვანი დაბინძურების სახე 1...3 მმ ან მეტი სისქით. ბიოფილმი შედგება ბაქტერიების, პროტოზოული სოკოების, საფუარის და სხვა ორგანიზმებისგან.
აერობული გაწმენდა ხდება როგორც ბუნებრივ პირობებში, ასევე ხელოვნურ სტრუქტურებში.
ბუნებრივ პირობებში გაწმენდა ხდება სარწყავი მინდვრებში, ფილტრაციის მინდვრებში და ბიოლოგიურ აუზებში.
სარწყავი მინდვრები- ეს არის ტერიტორიები, რომლებიც სპეციალურად არის მომზადებული ჩამდინარე წყლების გაწმენდისა და სასოფლო-სამეურნეო მიზნებისთვის. გაწმენდა ხდება ნიადაგის მიკროფლორის, მზის, ჰაერის და მცენარეების გავლენის ქვეშ. სარწყავი მინდვრების ნიადაგი შეიცავს ბაქტერიებს, საფუარს, წყალმცენარეებს და პროტოზოებს. ჩამდინარე წყლები ძირითადად შეიცავს ბაქტერიებს. ნიადაგის აქტიური ფენის შერეულ ბიოცენოზებში წარმოიქმნება მიკროორგანიზმების რთული ურთიერთქმედება, რის შედეგადაც ჩამდინარე წყლები თავისუფლდება მასში შემავალი ბაქტერიებისგან. თუ მინდვრებში არ იზრდება კულტურები და ისინი განკუთვნილია მხოლოდ ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდისთვის, მაშინ მათ ფილტრაციის ველებს უწოდებენ.
ბიოლოგიური აუზებიარის ტბორების კასკადი, რომელიც შედგება 3...5 საფეხურისაგან, რომლის მეშვეობითაც გაწმენდილი ან ბიოლოგიურად გაწმენდილი ჩამდინარე წყლები მიედინება დაბალი სიჩქარით. ასეთი აუზები განკუთვნილია ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდისთვის ან ჩამდინარე წყლების მესამეული გაწმენდისთვის სხვა გამწმენდ ნაგებობებთან ერთად.
ხელოვნურ ნაგებობებში დასუფთავება ხორციელდება აერაციის ავზებში და ბიოფილტრებში. აეროტანკებმა უფრო ფართო გამოყენება ჰპოვეს.
აერო ტანკები- ეს არის რკინაბეტონის ავზები, რომლებიც არის ღია აუზები, რომლებიც აღჭურვილია იძულებითი აერაციის მოწყობილობებით. აერაციის ავზის სიღრმე 2...5 მ.
ანაერობული მეთოდიდასუფთავება ხდება ჰაერის დაშვების გარეშე. იგი ძირითადად გამოიყენება მყარი ნალექების გასანეიტრალებლად, რომლებიც წარმოიქმნება ჩამდინარე წყლების მექანიკური, ფიზიკურ-ქიმიური და ბიოლოგიური გაწმენდის დროს. ეს მყარი ტალახი დუღდება ანაერობული ბაქტერიების მიერ სპეციალურ დალუქულ ავზებში, რომელსაც ეწოდება დიგესტერები. საბოლოო პროდუქტიდან გამომდინარე, დუღილი შეიძლება იყოს ალკოჰოლური, რძემჟავა, მეთანი და ა.შ.
ნიადაგი და ნიადაგწარმომქმნელი ფაქტორები
ნიადაგი- ეს არის დედამიწის ქერქის ფხვიერი ზედაპირული ფენა, რომელსაც აქვს ნაყოფიერება. ნიადაგი მუდმივად იცვლება კლიმატის, ბიოლოგიური ფაქტორების და ადამიანის აქტივობის გავლენის ქვეშ.
ნიადაგის ძირითადი ხარისხი არის ნაყოფიერება, რომელიც განისაზღვრება ადამიანისა და სხვა ცოცხალი ორგანიზმების მოთხოვნილებების დაკმაყოფილების უნარით საკვებ ნივთიერებებზე, წყალსა და ჰაერზე.
ყაზახეთს დიდი მიწის რესურსები აქვს. რესპუბლიკის ჩრდილოეთ და ჩრდილო-დასავლეთ ნაწილში ვიწრო ზოლში მდებარეობს ბუნებრივი შავმიწა მიწები, სადაც ტემპერატურული პირობები და ნალექები იძლევა სტაბილური კულტურების მოყვანის საშუალებას. ხშირი მშრალი წლების გამო აღმოსავლეთი და ცენტრალური ნაწილი სარისკო მეურნეობად ითვლება. რესპუბლიკის სამხრეთი ნაწილი მდებარეობს ნახევრად უდაბნო და უდაბნო ზონებში და სოფლის მეურნეობა აქ მხოლოდ სარწყავი პირობებშია შესაძლებელი.
IN ბოლო წლებშისახნავ-სათესი მიწების ზრდა შეჩერდა, მოხერხებული და შესაფერისი მიწები აშენდა, რის შედეგადაც უხერხული მარილიანი ლაქები, მარილიან ჭაობები და ქვიშები დარჩა. ამის მიუხედავად, სასოფლო-სამეურნეო დანიშნულების მიწის გამოყოფა გრძელდება არასასოფლო-სამეურნეო საჭიროებებისთვის: გზების, სამრეწველო საწარმოების, საცხოვრებელი და სხვა ობიექტების მშენებლობისთვის. ყოველწლიურად ამ მიზნით 18..20 ათასი ჰექტარი ამოღებულია
ნიადაგზე უარყოფითი ზემოქმედების სახეები და მათთან ბრძოლის ღონისძიებები
ნიადაგის ნაყოფიერების დაქვეითება და მისი სრული დაკარგვა ხდება ეროზიის, დამლაშების, წყალდიდობის, დაბინძურების და პირდაპირი განადგურების შედეგად სამშენებლო, სამთო და სხვა სამუშაოების დროს.
ეროზია- ეს არის ნიადაგისა და ნიადაგის ზედა, ყველაზე ნაყოფიერი ჰორიზონტების წყლის ან ქარის განადგურების პროცესი. სახნავ-სათესი მიწების ყველა დანაკარგის 9/10 სწორედ ამით არის განპირობებული.
ყაზახეთში ეროზიული მიწები შეადგენს დაახლოებით 18...20 ათას ჰექტარს და მდებარეობს ჩრდილოეთ, დასავლეთ და ცენტრალურ სტეპურ რაიონებში.
ეროზიას ძირითადად ადამიანი იწვევს. ის აზიანებს მშრალ, ბალახოვან და უხეო მიწებს. პირიქით, ტყიანი ადგილები ინახავს ტენიანობას და უძლებს ეროზიას. ტყის ყოველ ჰექტარზე 500 მ3-ზე მეტი წყალია.
არსებობს ორი სახის ეროზია; ქარი და წყალი.
ქარის ეროზია ხდება ძლიერი ქარის დროს (დაახლოებით 18...20 მ/წმ ან მეტი). ადგილობრივი ქარის ეროზია ასევე შეიძლება გამოჩნდეს 5...6 მ/წმ სიჩქარით. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია 15...20 სმ-მდე სისქის ზედა ჰორიზონტი და ზოგჯერ მთელი სახნავი ფენა.
წყლის ეროზია ხდება ძლიერი წვიმის დროს, თოვლის ინტენსიური დნობის დროს, ანადგურებს ნიადაგის საფარს და ქმნის ხევებს.
ნიადაგის ეროზიის წინააღმდეგ ბრძოლის ღონისძიებები ხორციელდება შემდეგი ღონისძიებების გამოყენებით:
საორგანიზაციო და ეკონომიკური საქმიანობა- მიწის დიფერენცირებული გამოყენება, კულტურების მოყვანა, სასუქების შეტანა, სხვადასხვა სახის თესლბრუნვის გამოყენება, ნიადაგდამცავი მრავალწლიანი ნარგავების მდებარეობა, სარწყავი და სადრენაჟო სისტემები, გზები, პირუტყვის რანკები და ა.შ.;
სასოფლო-სამეურნეო ტექნიკა, რომლებიც უზრუნველყოფენ საკვების, წყლის, ჰაერის და ნიადაგის თერმული პირობებს კულტურული კულტურების ზრდის, განვითარებისა და მოსავლიანობისთვის. ასეთ აგროტექნიკურ მეთოდებს მიეკუთვნება: ხვნის სიღრმის რეგულირება, უხეში ან ბრტყელ დამუშავება, ხვნა 5°-ზე მეტ ფერდობებზე, ტყის სამელიორაციო და ჰიდრავლიკური ღონისძიებების გამოყენება.
დამლაშებახდება მაშინ, როდესაც ნიადაგში იზრდება ადვილად ხსნადი მარილების (ნატრიუმის კარბონატი, ქლორიდები, სულფატები) შემცველობა, რაც გამოწვეულია მიწისქვეშა ან ზედაპირული წყლებით (პირველადი დამლაშებით), მაგრამ ხშირად გამოწვეულია არასათანადო მორწყვით (მეორადი დამლაშებით). ნიადაგები მარილიანად ითვლება, როდესაც ისინი შეიცავს 0,1%-ზე მეტი წონის მარილებს მცენარეებისთვის ტოქსიკური. სარწყავ მიწებზე მარილის მატება 1%-მდე ამცირებს მოსავლიანობას 1/3-ით, ხოლო 2...3%-მდე იწვევს ნათესების სიკვდილს. დამლაშების მიზეზი არის მინდვრის მორწყვა დატბორვით ან თხრილების დამონტაჟებით. ამ პრაქტიკით, დიდი წყალი ჯერ იფილტრება, მარილები ირეცხება და მოსავლიანობა იზრდება. რამდენიმე წლის შემდეგ ხდება საპირისპირო პროცესი: დონე მიწისქვეშა წყლებიიზრდება, ფილტრაცია მცირდება, აორთქლება იზრდება და მარილები ნიადაგის ზედაპირზე გადადის.
გაუდაბნოება. მსოფლიოში ყოველწლიურად გაუდაბნოების შედეგად იკარგება 50...60 ათასი კმ 2 მიწა. უდაბნოების საერთო ფართობმა 20 მილიონ კმ-ს მიაღწია.
გაუდაბნოების შედეგად მცირდება რეგიონების ბიოლოგიური მრავალფეროვნება, იცვლება ამინდის პირობები და მცირდება წყლის რესურსები, რაც იწვევს საკვები რესურსების დეფიციტს.
მიწების გაუდაბნოებისგან დაცვის მთავარი ღონისძიებაა ტყის გაშენებით ნიადაგის აფეთქება და ხელოვნური წლიური საძოვრების შექმნა.
წყალდიდობა ხდება იმ ადგილებში, სადაც ნალექის რაოდენობა აღემატება ნიადაგის ზედაპირიდან აორთქლებულ ტენიანობას, შემდეგ კი ხდება წყალდიდობა. ყაზახეთის ტერიტორიაზე ჭაობები არ არის, ჭაობებს კი უმნიშვნელო ფართობები უკავია. ჭაობების სასოფლო-სამეურნეო სარგებლობისთვის საჭიროა მათი დრენაჟი სხვა აგროტექნიკურ ღონისძიებებთან ერთად სადრენაჟო სამუშაოების ჩატარებით.
ნიადაგის ამოწურვა. ეს ფენომენი დაკავშირებულია სახნავი მიწების გადატვირთვასთან, ნიადაგიდან საკვები ნივთიერებების მოცილებასთან დიდი ზომები. ნიადაგი კარგავს ორგანულ ნივთიერებებს, ნიადაგის სტრუქტურას, წყლისა და ჰაერის რეჟიმები უარესდება, ჩნდება დატკეპნა და უარესდება ბიოგენური და რედოქსული რეჟიმები. ჭარბძოვების გამო მდელოები და საძოვრები იშლება.
გამოფიტვასთან ბრძოლის მნიშვნელოვანი მიმართულებაა მიწის მელიორაცია და სარწყავი ღონისძიებები.
მიწის მელიორაცია- ეს არის ორგანიზაციული, ეკონომიკური, ტექნიკური ღონისძიებების ერთობლიობა, რომელიც მიმართულია ნიადაგებისა და მათი ნაყოფიერების გაუმჯობესებაზე.
მელიორაცია ხდება:
ჰიდროტექნიკური (ირიგაცია, დრენაჟი, მარილიანი ნიადაგების რეცხვა);
ქიმიური (კირი, თაბაშირი, სხვა ქიმიური მელიორანტების გამოყენება);
აგრობიოლოგიური (აგრომეტყევეობა და სხვ.);
ნიადაგის ფიზიკური და სტრუქტურული თვისებების გაუმჯობესება (თიხიანი ნიადაგების დაფქვა და ქვიშიანი და ტორფოვანი ნიადაგების თიხირება).
დასაშვები ანთროპოგენური დატვირთვები გარემოზე
ეკოლოგიურ სისტემებზე ნებისმიერი დატვირთვა, რომელიც წარმოიქმნება ნებისმიერი ზემოქმედების შედეგად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ნორმალური მდგომარეობის დარღვევა, განისაზღვრება როგორც გარემოს დატვირთვა. დასაშვები ანთროპოგენური დატვირთვა გარემოზე არის დატვირთვა, რომელიც არ ცვლის გარემოს ხარისხს ან ცვლის მას დასაშვებ ფარგლებში, რაც არ არღვევს არსებულს. ეკოლოგიური სისტემადა არ არსებობს არასასურველი შედეგები ყველაზე მნიშვნელოვან პოპულაციაში, თუ დატვირთვა აღემატება დასაშვებ დონეს, მაშინ ანთროპოგენური ზემოქმედება იწვევს პოპულაციას, ეკოსისტემებს ან მთლიანად ბიოსფეროს.
ხელოვნურ აერაციას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააძლიეროს ჩამდინარე წყლების ბიოქიმიური დამუშავების პროცესები, გაზარდოს აუზის სიღრმე 3-4 მ-მდე, რაც სტაბილიზებს პროცესს და ბიოპონდებს გაცილებით კომპაქტურს ხდის.
ბიოლოგიური აუზები არის არაღრმა ორმოები 0,5-1 მ სიღრმით ბუნებრივი აერაციით და 3-4,5 მ-მდე (აერაციის მოწყობილობის მახასიათებლების მიხედვით) ხელოვნური აერაციით. ისინი თავსდება უფილტრო ან დაბალ ფილტრიან ნიადაგებზე.
როგორც წესი, ბიოლოგიურ აუზებს აქვთ მართკუთხა ფორმა და წაგრძელებული არიან წყლის მოძრაობის მიმართულებით, თვითმავალი მექანიკური აერატორების გამოყენებისას, ისინი შეიძლება იყოს მრგვალი. ბუნებრივი აერაციის მქონე ბიოლოგიურ აუზებში სიგრძისა და სიგანის შეფარდება უნდა იყოს 1:15, ხელოვნური აერაციის შემთხვევაში - 1:3. სტაგნაციის ზონების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად ჩამდინარე წყლები დისპერსიულად მიეწოდება ბიოლოგიურ აუზებს.
ბიოლოგიურ აუზებში ნარჩენების სითხის მოძრაობის მიმართულება უნდა იყოს გაბატონებული ქარის მიმართულების პერპენდიკულარული.
ნებადართულია ჩამდინარე წყლების BOD ჯამური არაუმეტეს 25 მგ/ლ-ზე გაგზავნა აუზებში ღრმა გაწმენდისთვის ბუნებრივი აერაციის მქონე აუზებისთვის და არაუმეტეს 50 მგ/ლ ხელოვნური აერაციის აუზებისთვის.
ბიოლოგიურ აუზში მიმდინარე პროცესების ბუნების მიხედვით, ისინი იყოფა სამ ძირითად ტიპად: აერობული, ფაკულტატური და ანაერობული.
აერობული ბიოლოგიური აუზები შეიცავს ჟანგბადს წყლის მთელ სიღრმეზე, რაც ჩვეულებრივ შეადგენს 0,3 - 0,45 მ, რაც მიიღწევა რეაერაციისა და ფოტოსინთეზის პროცესებით.
ფაკულტატური ბიოლოგიური აუზები, რომელთა სიღრმეა 1.2-დან 2.5 მ-მდე, ყველაზე ხშირად გამოიყენება ღრმა ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად. ამ აუზებს აერობულ-ანაერობულსაც უწოდებენ. ზედა ფენებში ვითარდება აერობული კულტურები, ხოლო ქვედა ფენებში ვითარდება ფაკულტატური აერობები და ანაერობები, რომლებსაც შეუძლიათ განახორციელონ მეთანის დუღილის პროცესები.
წყლის ჟანგბადით გაჯერება ხდება წყალმცენარეების მიერ განხორციელებული ფოტოსინთეზის პროცესების გამო. ტბორები ასევე შეიცავს მიკრო და მაკროფაუნას ამა თუ იმ ხარისხით: პროტოზოული ჭიები, როტიფერები, მწერები და ა.შ.
ანაერობული ბიოლოგიური აუზები მუშაობს ორგანული დამაბინძურებლების ძალიან მაღალი დატვირთვით. მათში მიმდინარე ძირითადი ბიოქიმიური პროცესებია მჟავების წარმოქმნა და მეთანის დუღილი.
ბოლო დროს ფართოდ გავრცელდა ბიოლოგიური აუზები უმაღლესი წყლის მცენარეულობით (HVV). ასეთ გუბეებში, გარკვეული სქემის მიხედვით, ირგვება წყლის კულტურები, როგორიცაა ლერწამი, ლერწამი, თაიგულები, ტელორები და სხვა. მძიმე მეტალები, რადიოაქტიური იზოტოპები და სხვა სპეციფიკური დაბინძურება. VVR-ის მიერ გამოთავისუფლებული ფიტონციდები ხელს უწყობენ წყლის დეზინფექციას. VVR-ის კულტივაცია სასურველია, ვიდრე ერთუჯრედიანი და მცირე წყალმცენარეების გამოყენება ნუტრიენტებისა და სხვა დამაბინძურებლების მოსაშორებლად. ეს აიხსნება იმით, რომ VVR ძალიან სწრაფად ვითარდება, შესაბამისად, მოიხმარს დიდი რაოდენობანუტრიენტები წყლიდან ამოღებით. ამავდროულად, VVR უფრო ადვილია ამოღება ბიოფონდიდან, ვიდრე მცირე წყალმცენარეები, რაც ხელს უშლის წყალსაცავის მეორად დაბინძურებას, რომელიც გამოწვეულია მკვდარი მცენარეული ბიომასის დაშლით.
ბიოლოგიური ტბორების გამომავალი ჩამონადენის დროს დამაბინძურებლების კონცენტრაციის მთლიანმა შემცირებამ BODtotal-ით შეიძლება მიაღწიოს 60-98%-ს, ხოლო შეჩერებულ მყარ ნივთიერებებში - 90-98%-ს.
ბიოლოგიური აუზები მოითხოვს ფართო სანიტარული დაცვის ზონების შექმნას (200 მ).
ნიტრიფიკაცია
წყალში ორგანული ნივთიერებების ბიოქიმიური დაჟანგვის თავისებურებაა მისი თანმხლები პროცესი ნიტრიფიკაცია , ჟანგბადის მოხმარების მოდელის დამახინჯება
ნიტრიფიკაცია - შემცირებული აზოტის ნაერთების ბიოლოგიური გარდაქმნის პროცესი დაჟანგული არაორგანულ ნაერთებად სქემის მიხედვით:
|
3 6 9 12
ბრინჯი. 3. ნიტრიფიკაციის დროს ჟანგბადის მოხმარების ხასიათის ცვლილება.
ნიტრიფიკაცია ხდება სპეციალური ნიტრიფიკაციის ბაქტერიების - Nitrozomonas, Nitrobacter და სხვა. , შემდეგ კი ნიტრატულ ფორმებს.
ნიტრიფიკაციის პროცესი ასევე ხდება, როდესაც ნიმუში ინკუბირებულია ჟანგბადის კოლბაში. ნიტრიფიკაციისთვის გამოყენებული ჟანგბადის რაოდენობა შეიძლება რამდენჯერმე აღემატებოდეს ორგანული ნახშირბადის შემცველი ნაერთების ბიოქიმიური დაჟანგვისთვის საჭირო ჟანგბადის რაოდენობას. ნიტრიფიკაციის დასაწყისი შეიძლება დაფიქსირდეს მინიმუმამდე ინკუბაციური პერიოდის განმავლობაში BOD-ის ყოველდღიური ზრდის გრაფიკზე. ნიტრიფიკაცია იწყება დაახლოებით ინკუბაციის მე-7 დღეს (იხ. სურ. 9), ამიტომ, BOD-ის 10 ან მეტი დღის განსაზღვრისას, ნიტრიფიკაციაში უნდა შეიყვანოთ სპეციალური ნივთიერებები - ინჰიბიტორები, რომლებიც თრგუნავენ ნიტრიფიკატორ ბაქტერიების აქტივობას, მაგრამ არა. გავლენას ახდენს ნორმალურ მიკროფლორაზე (ანუ ბაქტერიებზე - ორგანული ნაერთების ოქსიდიზატორებზე). ინჰიბიტორად გამოიყენება თიოურეა (თიოკარბამიდი), რომელიც შეჰყავთ ნიმუშში ან განზავებულ წყალში 0,5 მგ/მლ კონცენტრაციით.
მიუხედავად იმისა, რომ ბუნებრივი და საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლები შეიცავს უამრავ მიკროორგანიზმებს, რომლებიც შეიძლება განვითარდეს წყალში შემავალი ორგანული ნივთიერებების გამო, სამრეწველო ჩამდინარე წყლების მრავალი სახეობა სტერილურია ან შეიცავს მიკროორგანიზმებს, რომლებსაც არ შეუძლიათ ორგანული ნივთიერებების აერობული დამუშავება. თუმცა, მიკრობებს შეუძლიათ ადაპტირება (ადაპტირება) სხვადასხვა ნაერთების, მათ შორის ტოქსიკური ნაერთების არსებობასთან. ამიტომ, ასეთი ჩამდინარე წყლების გაანალიზებისას (რომელიც, როგორც წესი, ხასიათდება ორგანული ნივთიერებების მაღალი შემცველობით), განზავება ჩვეულებრივ გამოიყენება ჟანგბადით გაჯერებული წყლით და ადაპტირებული მიკროორგანიზმების დანამატებით. სამრეწველო ჩამდინარე წყლების BOD-ის განსაზღვრისას, მიკროფლორის წინასწარი ადაპტაცია გადამწყვეტია. სწორი შედეგებიანალიზი, რადგან ასეთი წყლები ხშირად შეიცავს ნივთიერებებს, რომლებიც მნიშვნელოვნად ანელებს ბიოქიმიური დაჟანგვის პროცესს და ზოგჯერ ტოქსიკურ გავლენას ახდენს ბაქტერიულ მიკროფლორაზე.
სხვადასხვა სამრეწველო ჩამდინარე წყლების შესასწავლად, რომლებიც ძნელად განიცდიან ბიოქიმიურ დაჟანგვას, გამოყენებული მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას "სულ" BOD-ის (BOD total) განსაზღვრის ვარიანტში.
თუ ნიმუში შეიცავს ბევრ ორგანულ ნივთიერებას, მას ემატება განზავების წყალი. BOD ანალიზის მაქსიმალური სიზუსტის მისაღწევად, გაანალიზებული ნიმუში ან ნიმუშის ნარევი განზავების წყალთან ერთად უნდა შეიცავდეს ჟანგბადის ისეთ რაოდენობას, რომ ინკუბაციური პერიოდის განმავლობაში მისი კონცენტრაცია შემცირდეს 2 მგ/ლ ან მეტით, ხოლო დარჩენილი ჟანგბადის კონცენტრაცია 5 დღის შემდეგ. ინკუბაცია უნდა იყოს მინიმუმ 3 მგ/ლ. თუ წყალში DO შემცველობა არასაკმარისია, მაშინ პირველ რიგში წყლის ნიმუშია აერაციაჰაერის ჟანგბადით გაჯერება. ყველაზე სწორ (ზუსტ) შედეგად ითვლება ის, როდესაც ნიმუშში თავდაპირველად არსებული ჟანგბადის დაახლოებით 50% მოიხმარება.
ზედაპირულ წყლებში BOD 5-ის მნიშვნელობა მერყეობს 0,5-დან 5,0 მგ/ლ-მდე; ის ექვემდებარება სეზონურ და ყოველდღიურ ცვლილებებს, რომლებიც ძირითადად დამოკიდებულია ტემპერატურის ცვლილებებზე და მიკროორგანიზმების ფიზიოლოგიურ და ბიოქიმიურ აქტივობაზე. 5 ბუნებრივი რეზერვუარის BOD-ში ცვლილებები ჩამდინარე წყლებით დაბინძურებისას ძალზე მნიშვნელოვანია.
BOD-ის სტანდარტი დასრულებულია. არ უნდა აღემატებოდეს: საყოფაცხოვრებო და სასმელი წყლის რეზერვუარებისთვის - 3 მგ/ლ კულტურული და საყოფაცხოვრებო წყლის გამოყენებისათვის - 6 მგ/ლ; შესაბამისად, შეგვიძლია შევაფასოთ BOD 5-ის მაქსიმალური დასაშვები მნიშვნელობები იმავე რეზერვუარებისთვის, დაახლოებით 2 მგ/ლ და 4 მგ/ლ.
დენიტრიფიკაცია
დენიტრიფიკაცია - ოქსიდირებული აზოტის ნაერთების (ნიტრატები, ნიტრიტები) აზოტიან პროდუქტებამდე (ჩვეულებრივ N 2-მდე) შემცირების მიკრობიოლოგიური პროცესი:
დენიტრიფიკაცია ხდება ბაქტერიების, ფაკულტატური ანაერობების სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად, რომლებიც იყენებენ ნიტრატებსა და ნიტრიტებს ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში (ანაერობული სუნთქვა). პროცესი მოიცავს ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვას და კატალიზდება სპეციალური ფერმენტებით. დენიტრიფიკაცია ატმოსფეროში გამოაქვს აზოტს ნიადაგიდან და წყლიდან N2 გაზის სახით.
დენიტრიფიკაციის პროცესი აქტიურად მიმდინარეობს ტენიან, ცუდად გაზიან ან დატბორილ ნიადაგებში, ევტოტროფულ რეზერვუარებში, pH 7-8-ზე, საკმარისი რაოდენობით ნიტრატები და ადვილად ხელმისაწვდომი ორგანული ნივთიერებები. სოფლის მეურნეობაში აზოტის დანაკარგების მთავარ მიზეზად ითვლება დენიტრიფიკაცია - სასუქებმა შეიძლება დაკარგონ ფიქსირებული აზოტის 50%-მდე დენიტრიფიკაციის შედეგად. მიუხედავად იმისა, რომ დენიტრიფიკაციის პროცესებს მიკროორგანიზმები ახორციელებენ არა აზოტის მოპოვების მიზნით, ისინი არიან ისინი, ვინც „ხურავს“ აზოტის ციკლს ეკოსისტემაში და ატმოსფეროში აბრუნებს აირისებრ N2-ს.
დენიტრიფიკაცია არის ამონიუმის ნიტრიტებად და შემდეგ ნიტრატებად გადაქცევის საპირისპირო პროცესი. განსხვავება ისაა, რომ ნიტრიფიკაცია არის ჟანგვითი პროცესი, რომელიც ხდება ჟანგბადის თანდასწრებით. ასეთ პროცესებს აერობულსაც უწოდებენ. დენიტრიფიკაციის პროცესი, პირიქით, ანაერობულია, ანუ ხდება ჟანგბადის გარეშე. ამ შემთხვევაში ხდება ნიტრატების თანმიმდევრული შემცირება ნიტრიტებად, შემდეგ აზოტის ოქსიდში, აზოტის ოქსიდში და ბოლოს აზოტად.
არსებითად, დენიტრიფიკაციის პროცესი ასრულებს წყალსაცავში აზოტის ციკლის სრულ ციკლს. ყველა აზოტი, რომელიც შედის, გამოიყოფა ატმოსფეროში.
ერთი შეხედვით მარტივი პროცესი აკვარიუმში შეიძლება სრულიად გართულდეს და რთულად კონტროლდებოდეს. ფაქტია, რომ აღდგენის პროცესი ხდება ფაკულტატური ანაერობული ბაქტერიების Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Denitrobacillus უშუალო მონაწილეობით. ნიტრიფიკაციისგან განსხვავებით, რომლის წარმატებით განხორციელებისთვის საჭიროა Nitrosomonas და Nitrobacter ბაქტერიები, ამონიუმის ან ნიტრიტების შემცველი წყალი და ჟანგბადი, დენიტრიფიკაცია საკმაოდ ენერგო ინტენსიური პროცესია.
აზოტის ციკლი ამჟამად დიდ გავლენას ახდენს ადამიანების მიერ. შემდეგი პროცესები იწვევს მნიშვნელოვან ცვლილებებს აზოტის ციკლში:
აზოტოვანი სასუქების მასობრივი წარმოება და მათი გამოყენება იწვევს ნიტრატების ჭარბ დაგროვებას;
მიკროორგანიზმების აქტივობის ჩახშობა ნიადაგის სამრეწველო ნარჩენებით დაბინძურების შედეგად იწვევს ამიაკის ნიტრატებად გადაქცევის სიჩქარის შემცირებას;
მინდვრებში სასუქების სახით მიწოდებული აზოტი იკარგება მოსავლის გასხვისების, გამორეცხვისა და დენიტრიფიკაციის გამო, ნიადაგში გროვდება ამონიუმის სასუქები;
წარმოების მიზნით ატმოსფეროდან მოლეკულური აზოტის სამრეწველო ფიქსაციის შედეგად აზოტოვანი სასუქებიმკვეთრად ირღვევა ბუნებრივი აზოტის ბალანსი.
თუმცა, ეს პროცესები ლოკალური ხასიათისაა. გაცილებით მნიშვნელოვანია აზოტის ოქსიდების შეყვანა ატმოსფეროში საწვავის წვის დროს თბოელექტროსადგურებში, ტრანსპორტში, ქარხნებში, განსაკუთრებით სამრეწველო ადგილებში. ატმოსფეროში რადიაციის გავლენის ქვეშ ნახშირწყალბადების რეაქციები აზოტის ოქსიდებთან ხდება უაღრესად ტოქსიკური და კანცეროგენული ნაერთების წარმოქმნით.
დასკვნა
ძველი ეგვიპტის, საბერძნეთისა და რომის ქალაქებშიც კი არსებობდა საკანალიზაციო სისტემები, რომლითაც ადამიანისა და ცხოველის ნარჩენები წყლის ობიექტებში - მდინარეებში, ტბებსა და ზღვებში გადადიოდა. ძველ რომში, ტიბერში ჩაშვებამდე, კანალიზაცია გროვდებოდა და ინახებოდა შესანახ ტბაში-დასახლება-კლოაკაში (cloaca maxima). შუა საუკუნეებში ეს გამოცდილება დიდწილად დავიწყებას მიეცა, ადამიანთა და ცხოველთა ექსკრემენტები გადაისხა ქალაქის ქუჩებში და სპორადულად ამოიღეს. ამან გამოიწვია სასმელი წყლის წყაროების დაბინძურება და დაბინძურება და გამოიწვია ქოლერის, ტიფის, ამებური დიზენტერიის ეპიდემია და ა.შ. მე-19 საუკუნის დასაწყისში ინგლისში გამოიგონეს წყლის კარადა (WC). აშკარად საჭიროა ჩამდინარე წყლების დამუშავება და სასმელი წყლის წყაროებში მოხვედრის თავიდან აცილება. ჩამდინარე წყლებს აგროვებდნენ და ინახავდნენ დიდ კონტეინერებში, ხოლო ტალახს იყენებდნენ სასუქად. მეოცე საუკუნის დასაწყისში შეიქმნა საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ინტენსიური სისტემები, მათ შორის სარწყავი მინდვრები, სადაც წყალი იწმინდებოდა ნიადაგის გაფილტვრით, ჭავლური ფილტრებით დაქუცმაცებული ქვით და ქვიშის დატვირთვით, აგრეთვე რეზერვუარები იძულებითი აერაციით - აერაციის ტანკები. . ეს უკანასკნელი წარმოადგენს ურბანული ჩამდინარე წყლების თანამედროვე აერობული გამწმენდი ნაგებობების ძირითად კომპონენტს.
აერობული წმენდის უპირატესობა არის მაღალი სიჩქარე და ნივთიერებების დაბალი კონცენტრაციით გამოყენება. მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები, განსაკუთრებით კონცენტრირებული ჩამდინარე წყლების დამუშავებისას, არის ენერგიის მაღალი ხარჯები აერაციისთვის და პრობლემები, რომლებიც დაკავშირებულია დიდი რაოდენობით ჭარბი ლამის დამუშავებასთან და განკარგვასთან. აერობული პროცესი გამოიყენება საყოფაცხოვრებო, ზოგიერთი სამრეწველო და ღორის ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად COD-ით არაუმეტეს 2000. აერობული ტექნოლოგიების ეს ნაკლოვანებები შეიძლება აღმოიფხვრას კონცენტრირებული ჩამდინარე წყლების წინასწარი ანაერობული დამუშავებით მეთანის მონელების მეთოდით, რომელიც არ საჭიროებს ენერგიას. აერაციის ხარჯები და, უფრო მეტიც, დაკავშირებულია ღირებული ენერგიის გადამზიდველის - მეთანის ფორმირებასთან. ანაერობული პროცესის უპირატესობა ასევე არის მიკრობული ბიომასის შედარებით უმნიშვნელო წარმოქმნა. ნაკლოვანებები მოიცავს ორგანული დამაბინძურებლების დაბალ კონცენტრაციებში მოცილების შეუძლებლობას. კონცენტრირებული ჩამდინარე წყლების ღრმა გაწმენდისთვის, ანაერობული დამუშავება უნდა იქნას გამოყენებული შემდგომ აერობულ სტადიასთან ერთად. ჩამდინარე წყლების დამუშავების ტექნოლოგიის და მახასიათებლების არჩევანი განისაზღვრება მასში ორგანული დამაბინძურებლების შემცველობით.
1.1.აერობული: აერაციის ავზი (ბიოტანკი), ბიოფილტრი, ნიადაგის მეთოდები, ბიოპონდები.
ბიოქიმიური გაწმენდის მეთოდის არსი
ჩამდინარე წყლების გაწმენდის ბიოლოგიური (ან ბიოქიმიური) მეთოდი გამოიყენება სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად ორგანული და არაორგანული დამაბინძურებლებისგან. ეს პროცესი ეფუძნება ზოგიერთი მიკროორგანიზმების უნარს გამოიყენონ ჩამდინარე წყლების დამაბინძურებლები კვებისთვის მათი ცხოვრების პროცესში.
ძირითადი პროცესი, რომელიც ხდება ბიოლოგიური ჩამდინარე წყლების გაწმენდის დროს, არის ბიოლოგიური დაჟანგვა. ეს პროცესი ხორციელდება მიკროორგანიზმების ერთობლიობით (ბიოცენოზი), რომელიც შედგება მრავალი განსხვავებული ბაქტერიისგან, პროტოზოებისგან, სოკოებისგან და ა.შ.
ამ საზოგადოებაში დომინანტური როლი ეკუთვნის ბაქტერიებს.
ჩამდინარე წყლების დამუშავება განხილული მეთოდით ხორციელდება აერობული (ანუ წყალში გახსნილი ჟანგბადის თანდასწრებით) და ანაერობული (წყალში გახსნილი ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში) პირობებში.
ჩამდინარე წყლების დამუშავება ბუნებრივ პირობებში
ბიოქიმიური გაწმენდის აერობული პროცესები შეიძლება მოხდეს ბუნებრივ პირობებში და ხელოვნურ სტრუქტურებში. ბუნებრივ პირობებში, გაწმენდა ხდება სარწყავი მინდვრებში, ფილტრაციის მინდვრებში და ბიოლოგიურ აუზებში. ხელოვნური სტრუქტურები არის აერაციის ტანკები და სხვადასხვა დიზაინის ბიოფილტრები. სტრუქტურების ტიპი შეირჩევა ქარხნის ადგილმდებარეობის, კლიმატური პირობების, წყალმომარაგების წყაროს, სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების მოცულობის, დამაბინძურებლების შემადგენლობისა და კონცენტრაციის გათვალისწინებით. ხელოვნურ სტრუქტურებში დასუფთავების პროცესები უფრო სწრაფი ტემპით მიმდინარეობს, ვიდრე ბუნებრივ პირობებში.
სარწყავი მინდვრები
ეს არის სპეციალურად მომზადებული მიწის ნაკვეთები, რომლებიც გამოიყენება ერთდროულად ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად და სასოფლო-სამეურნეო მიზნებისთვის. ჩამდინარე წყლების დამუშავება ამ პირობებში ხდება ნიადაგის მიკროფლორის, მზის, ჰაერის და მცენარეთა სიცოცხლის გავლენის ქვეშ.
სარწყავი მინდვრების ნიადაგი შეიცავს ბაქტერიებს, აქტინომიცეტებს, საფუარებს, სოკოებს, წყალმცენარეებს, პროტოზოებსა და უხერხემლო ცხოველებს. ჩამდინარე წყლები ძირითადად შეიცავს ბაქტერიებს. ნიადაგის აქტიური ფენის შერეულ ბიოცენოზებში წარმოიქმნება რთული ურთიერთქმედება სიმბიოზური და კონკურენტული რიგის მიკროორგანიზმებს შორის.
ბიოლოგიური გაწმენდის პროცესში ჩამდინარე წყლები გადის ნიადაგის ფილტრის ფენაში, რომელშიც შეჩერებულია და კოლოიდური ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან მიკრობულ ფენას ნიადაგის ფორებში. შედეგად მიღებული ფილმი შემდეგ შთანთქავს ჩამდინარე წყალში გახსნილ კოლოიდურ ნაწილაკებს და ნივთიერებებს. ჰაერიდან ფორებში შეღწევადი ჟანგბადი ჟანგავს ორგანულ ნივთიერებებს, აქცევს მათ მინერალურ ნაერთებად. ჟანგბადის შეღწევა ნიადაგის ღრმა ფენებში რთულია, ამიტომ ყველაზე ინტენსიური დაჟანგვა ხდება ნიადაგის ზედა ფენებში (0,2–0,4 მ). აუზებში ჟანგბადის ნაკლებობით, ანაერობული პროცესები ჭარბობს.
ბიოლოგიური აუზები
ისინი წარმოადგენენ ტბორების კასკადს, რომელიც შედგება 3-5 საფეხურისგან, რომლებშიც გაწმენდილი ან ბიოლოგიურად გაწმენდილი ჩამდინარე წყლები მიედინება დაბალი სიჩქარით. აუზები განკუთვნილია ბიოლოგიური გაწმენდისთვის და ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის სხვა გამწმენდ ნაგებობებთან ერთად. არის აუზები ბუნებრივი ან ხელოვნური აერაციით. ბუნებრივი აერაციის მქონე აუზებს აქვს არაღრმა სიღრმე (0,5-1 მ), კარგად თბება მზეზე და დასახლებულია წყლის ორგანიზმებით. ბუნებრივი აერაციის მქონე აუზებში წყლის ყოფნის დრო 7-დან 60 დღემდე მერყეობს. ჩამდინარე წყლებთან ერთად, გააქტიურებული ტალახი, რომელიც წარმოადგენს სათესლე მასალას, ამოღებულია მეორადი დასახლების ავზებიდან.
მიკროფილტრები და წინა საფარის ფილტრები
მიკროფილტრები არის ბადისებრი მბრუნავი დოლები, რომლებიც ნაწილობრივ დაშვებულია სითხეში. ჩამდინარე წყალი იკვებება ბარაბანში, დაბინძურებულია შიდა ზედაპირიგარეცხილი წყლის ჭავლით დოლის თავზე. დამუშავების ეფექტურობა ბიოლოგიურად გაწმენდილი ჩამდინარე წყლების მიწოდებისას არის 20-30%, ხოლო შეჩერებული მყარი 65-70%. მიკროფილტრები მარტივი გამოსაყენებელია და არ საჭიროებს ყოველდღიურ მოვლას. წინასწარ დაფარული ფილტრები არის ტანკები, რომელთა შიგნით არის დამონტაჟებული ქსელის ფილტრის ელემენტები. ფილტრაცია ტარდება ბადეებით, მათზე გარეცხილი ფილტრის მასალით. ამიტომ, საოპერაციო ციკლის დაწყებამდე, ფილტრის მასალის რბილობი იკვებება ფილტრში. იგივე მასალა შეჰყავთ გაწმენდილ წყალში მცირე დოზებით საოპერაციო ციკლის განმავლობაში. შემდგომი დამუშავების ხარისხი მაღალია: შეჩერებული მყარი ნივთიერებების შემცველობით (4 მგ/ლ) და (3 მგ/ლ), ჩამდინარე წყლები ახლოს არის მდინარის სუფთა წყალთან.
ფილტრის ჭები, კასეტები
ტექნოლოგიურ სქემაში ბუნებრივ პირობებში მდებარე ბიოლოგიური გამწმენდი ნაგებობების გამოყენება (ფილტრაციის ჭები და კასეტები, მიწისქვეშა ფილტრაციის ველები) საშუალებას იძლევა ჩამდინარე წყლების ერთდროული ღრმა გაწმენდა და დეზინფექცია და არ საჭიროებს შემდგომი გამწმენდი საშუალებების დამატებით დამონტაჟებას. დაახლოებით 50 სისტემის კვლევამ აჩვენა, რომ სათანადოდ დამონტაჟებული და მოქმედი ფილტრის ჭაბურღილების მახლობლად იქმნება სრულიად დამაკმაყოფილებელი სანიტარული გარემო. გამოკვლეული ობიექტების უმეტესობაზე, თუნდაც ფილტრის ჭაბურღილის ირგვლივ 1-2 მეტრის მანძილზე, არ შეინიშნებოდა ატმოსფერული ჰაერის ან ნიადაგის ზედაპირის დაბინძურება. ექსპერიმენტული დანადგარების შესწავლის შედეგები აჩვენებს, რომ ფილტრის ჭებიდან 0,8-1 მეტრის დაშორებითაც კი შეინიშნება ჩამდინარე წყლების დაბინძურების მნიშვნელოვანი შემცირება. ბუნებრივი ჩამდინარე წყლების გამწმენდი საშუალებები, როგორიცაა ფილტრის ჭაბურღილები და ბიოლოგიური აუზები, შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შემდგომი გამწმენდი ნაგებობები ჩამდინარე წყლების გაწმენდის სხვადასხვა ტექნოლოგიურ სქემებში. ეს სტრუქტურები ჩვეულებრივ განლაგებულია ბიოლოგიური გამწმენდი ნაგებობების შემდეგ.
წმენდა ბიოფილტრებში
ბიოფილმი იზრდება ბიოფილტრის შემავსებელზე, ის ჰგავს ლორწოვან დაბინძურებას 1-3 მმ ან მეტი სისქით. ეს ფილმი შედგება ბაქტერიების, სოკოების, საფუარის და სხვა ორგანიზმებისგან. ბიოფილმში მიკროორგანიზმების რაოდენობა ნაკლებია, ვიდრე გააქტიურებულ ტალამში.
ბიოლოგიური ფილტრები ფართოდ გამოიყენება საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, მოცულობითი ნაკადით 30 ათას მ3/დღეში.
ბიოფილტრები - ხელოვნური ბიოლოგიური გამწმენდი კონსტრუქციები არის მრგვალი ან მართკუთხა კონსტრუქციები, დატვირთული ფილტრის მასალით, რომლის ზედაპირზე იზრდება ბიოფილმი; ისინი მზადდება რკინაბეტონის ან აგურისგან. ჩამდინარე წყლები იფილტრება მიკროორგანიზმების ფირით დაფარული დამტენის ფენით; დახარჯული (მკვდარი) ბიოფილმი ჩამოირეცხება ნაკადით ნარჩენი წყალიდა ამოღებულია ბიოფილტრიდან.
დატვირთვის მასალის ტიპებიდან გამომდინარე, ბიოფილტრები იყოფა ორ კატეგორიად: მოცულობითი (მარცვლოვანი) და ბრტყელი დატვირთვით. მარცვლოვან დატვირთვად გამოიყენება დაფქული ქვა, ხრეში, კენჭი, წიდა, გაფართოებული თიხა, კერამიკული და პლასტმასის რგოლები, კუბები, ბურთულები, ცილინდრები და სხვ. ბრტყელი დატვირთვა არის ლითონის, ქსოვილისა და პლასტმასის ბადეები, ბადეები, ბლოკები, გოფრირებული ფურცლები, ფილმები და ა.შ., რომლებიც ხშირად ხვდებიან რულონებად.
ბიოტანკი- ბიოფილტრი არის კორპუსი, რომელიც შეიცავს ჩატვირთვის ელემენტებს, რომლებიც განლაგებულია ჭადრაკის შაბლონში. ეს ელემენტები დამზადებულია ნახევრად ცილინდრების სახით, ზემოდან მორწყული წყლით, რომელიც, დატვირთვის ელემენტების შევსებისას, კიდეებით მიედინება ქვემოთ. ელემენტების გარე ზედაპირებზე წარმოიქმნება ბიოფილმი, ელემენტებში კი გააქტიურებული ლამის მსგავსი ბიომასა. დიზაინი უზრუნველყოფს მაღალ შესრულებას და დასუფთავების ეფექტურობას.
გაზიანი დატვირთვის სისქეში ჰაერის ნაკადის პრინციპის მიხედვით, ფილტრები შეიძლება იყოს ბუნებრივი და იძულებითი აერაციით. ჩამდინარე წყლების BOD > 300 მგ/ლ მიღებისას, ბიოფილტრის ზედაპირის ხშირი დნობის თავიდან აცილების მიზნით, უზრუნველყოფილია რეცირკულაცია - გაწმენდილი წყლის ნაწილის დაბრუნება ჩამდინარე წყლით განზავების მიზნით.
ბიოფილტრების გამოყენება შემოიფარგლება მათი დალევის შესაძლებლობით, ექსპლუატაციის დროს ჟანგვითი სიმძლავრის შემცირებით, უსიამოვნო სუნის გამოჩენით და ფირის ერთგვაროვანი ზრდის სირთულით.
გაწმენდა აერაციის ავზებში
დიდი მოცულობის წყლის აერობული ბიოლოგიური დამუშავება ტარდება აერაციის ავზებში - მართკუთხა რკინაბეტონის კონსტრუქციები, თავისუფლად მცურავი გააქტიურებული შლამით დამუშავებული წყლის მოცულობაში, რომელთა ბიოპოპულაცია იყენებს ჩამდინარე წყლების დაბინძურებას მათი საარსებო წყაროსთვის.
ძირითადი ტექნოლოგიური სქემებიაერაციის ავზებში გაწმენდა ნაჩვენებია სურათზე 52.
აერაციის სისტემა არის სტრუქტურებისა და სპეციალური აღჭურვილობის კომპლექსი, რომელიც ამარაგებს სითხეს ჟანგბადით, ინარჩუნებს ტალახს შეჩერებულ მდგომარეობაში და მუდმივად ურევს ჩამდინარე წყლებს შლამს. აერაციის ტანკების უმეტესობისთვის აერაციის სისტემა უზრუნველყოფს ამ ფუნქციების ერთდროულ შესრულებას. წყალში ჰაერის დაშლის მეთოდის მიხედვით პრაქტიკაში გამოიყენება აერაციის სამი სისტემა: პნევმატური, მექანიკური და კომბინირებული.
ოქსიტენკი
ჟანგბადის ავზები არის ბიოლოგიური გამწმენდი საშუალებები, რომლებშიც ჰაერის ნაცვლად გამოიყენება ტექნიკური ჟანგბადი ან ჟანგბადით გამდიდრებული ჰაერი.
ატმოსფერულ ჰაერში მომუშავე ოქსიტანკსა და აერაციის ავზს შორის მთავარი განსხვავებაა ლამის გაზრდილი კონცენტრაცია. ეს გამოწვეულია გაზრდილი ჟანგბადის მასის გადაცემით გაზსა და თხევად ფაზებს შორის.
ეს არის ცილინდრული ტიხრით მრგვალი ფორმის ავზი, რომელიც გამოყოფს აერაციის ზონას ლამის გამოყოფის ზონისგან.
1.2.ანაერობული ბიოლოგიური ჩამდინარე წყლების გაწმენდა.
ანაერობული დამუშავების მეთოდი შეიძლება ჩაითვალოს ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულად ჩამდინარე წყლებში ორგანული ნივთიერებების მაღალი კონცენტრაციის არსებობისას ან საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად. მისი უპირატესობა აერობულ მეთოდებთან შედარებით არის საოპერაციო ხარჯების მკვეთრი შემცირება (ანაერობული მიკროორგანიზმები არ საჭიროებენ წყლის დამატებით აერაციას) და ჭარბი ბიომასის განკარგვასთან დაკავშირებული პრობლემების არარსებობა.
ორგანული ნივთიერებების ანაერობული დეგრადაცია ხორციელდება როგორც მრავალსაფეხურიანი პროცესი, რომელშიც აუცილებელია მიკროორგანიზმების მინიმუმ ოთხი ჯგუფის მონაწილეობა:
· ჰიდროლიტიკა,
· მოხეტიალეები,
აცეტოგენები
· მეთანოგენები.
დასუფთავების მექანიზმი.
მიკროორგანიზმების გავლენის ქვეშ ორგანული სუბსტრატების მეთანად ანაერობული ტრანსფორმაციის დროს თანმიმდევრულად უნდა განხორციელდეს დაშლის 4 ეტაპი. ორგანული დამაბინძურებლების გარკვეული ჯგუფები (ნახშირწყლები, ცილები, ლიპიდები/ცხიმები) პირველად გარდაიქმნება შესაბამის მონომერებად (შაქარი, ამინომჟავები,ცხიმოვანი მჟავები
). გარდა ამისა, ეს მონომერები ფერმენტული დაშლის დროს (აციტოგენეზი) გარდაიქმნება მოკლე ჯაჭვის ორგანულ მჟავებად, სპირტებად და ალდეჰიდებად, რომლებიც შემდგომ იჟანგება ძმარმჟავად, რაც დაკავშირებულია წყალბადის წარმოებასთან. მხოლოდ ამის შემდეგ მოდის მეთანის წარმოქმნა მეთანოგენეზის სტადიაზე. მეთანთან ერთად ნახშირორჟანგი ასევე წარმოიქმნება, როგორც ქვეპროდუქტი.
ყველა ტრანსფორმაციის პროცესი მჭიდროდ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან და უნდა მოხდეს ანაერობული რეაქტორის ავზში მკაცრად დადგენილი წესით, რადგან ერთ-ერთი შუალედური ეტაპის ნებისმიერი დარღვევა იწვევს მთელი პროცესის დარღვევას. ამიტომ საჭიროა ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობების ზუსტი დიზაინი და მათი მორგება შესაბამის ჩამდინარე წყლებთან.
სურათი 1: ანაერობული გარდაქმნის დაშლის ეტაპები K კატეგორია:
ჩამდინარე წყლების დამუშავება
ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდა ბუნებრივ პირობებში
ბიოლოგიური აუზები არის ხელოვნურად შექმნილი არაღრმა რეზერვუარები, რომლებშიც ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდა ხდება სუსტად გაფილტრულ ნიადაგებზე, იმ პროცესების საფუძველზე, რომლებიც ხდება რეზერვუარების თვითგაწმენდის დროს. ბიოლოგიური აუზები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის, მას შემდეგ რაც ის გაივლის სხვა ბიოლოგიურ გამწმენდ ობიექტებს. აუზები შეიძლება იყოს ერთჯერადი (არაღრმა, არ მიედინება, 0,6-1,2 მ სიღრმის) ან შედგებოდეს სამიდან ხუთამდე აუზით, რომლებშიც ნელ-ნელა მიედინება ბიოფილტრებზე არსებული გამწმენდი ან ბიოლოგიურად გაწმენდილი ნარჩენი სითხე.
ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად IV კლიმატურ რეგიონში ბიოლოგიური აუზების გამოყენება შესაძლებელია მთელი წლის განმავლობაში, II და III კლიმატურ რეგიონებში - მხოლოდ თბილ სეზონზე, ხოლო ცივი სეზონიიმ პირობით, რომ ბიოპონდებში წყალს აქვს მინიმუმ 8°C ტემპერატურა.
ბიოლოგიურ აუზებში ჩამდინარე წყლების დამუშავება შეიძლება მოხდეს ანაერობულ და აერობულ პირობებში. ანაერობულ აუზებს აქვთ 2,5-3 მ სიღრმე, საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების BOD დატვირთვა 300-350 კგ//(ჰა-დღეში). ბუნებრივი აერაციის მქონე აერობული ბიოპონდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად BOD.5 კონცენტრაცია არაუმეტეს 200-250 მგ/ლ IV კლიმატურ ზონაში მთელი წლის განმავლობაში, ხოლო II და III კლიმატურ ზონებში - მხოლოდ თბილ პერიოდში. საპროექტო დატვირთვა აუზებზე დასახლებული ჩამდინარე წყლებისთვის არის 250 მ3/(ჰა-დღეში), ბიოლოგიურად გაწმენდილი წყლისთვის - 5000 მ3/(ჰა-დღეში). აუზის ფართობით 0,5-0,25 ჰექტარი, ჩამდინარე წყლების ყოფნის დრო, დატვირთვის მიხედვით, მერყეობს 2,5-დან 10 დღემდე.
სრული გაწმენდისთვის მიზანშეწონილია Bnoponds-ის ჩატარება ორ-სამ ეტაპად, თითოეულ სტადიაზე აიღეთ გაწმენდის ხარისხი BOD.5-ის მიხედვით 70%-ის ტოლი. ჩამდინარე წყლების დამუშავების პროცესის გასაძლიერებლად, ატმოსფერული ჟანგბადი ხელოვნურად მიეწოდება ბიოპონდებს. ასეთი ბიოფონდები იკავებს მნიშვნელოვნად უფრო მცირე ფართობს და ნაკლებად არიან დამოკიდებულნი კლიმატურ პირობებზე, მათ შეუძლიათ ჰაერის ტემპერატურა -15-დან -20 °C-მდე და ზოგიერთ დღეებში -45 °C-მდე.
VNII VODGEO-ს მიერ დასახელებული MISS-ის კვლევა. V.V. Kuibysheva და TsNIIEP საინჟინრო აღჭურვილობა, ისევე როგორც ბელორუსის სამეცნიერო-კვლევითი სანიტარიული და ჰიგიენური ინსტიტუტის წარმოების ტესტების შედეგებმა დაადასტურა გაზიანი ბიოპონდების გამოყენების შესაძლებლობა სოფლად ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, გამტარუნარიანობით 100-10,000 მ3/დღეში. შემდგომი დამუშავებისთვის - 50000 მ3/დღეში.
გაზიანი ბიოპონდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად BOD5 კონცენტრაციით 500 მგ/ლ-მდე, ისინი უზრუნველყოფენ ჩამდინარე წყლების ეფექტურ გაწმენდას II და III კლიმატურ ზონებში. IN ჩრდილოეთ რეგიონები II კლიმატური ზონა, ასევე სტაბილური ქარის მქონე რაიონებში ზამთრის დროწლების განმავლობაში, უფრო მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ბიოლოგიური აუზები ტალახის ნარევის რეცირკულაციის ციკლით (დაბრუნებით), რომლებსაც აქვთ უკეთესი თერმული მახასიათებლები. ბიოპონდამდე უნდა მოხდეს ჩამდინარე წყლების მექანიკური დამუშავება. შეჩერებული ნივთიერებების 250 მგ/ლ-მდე კონცენტრაციის დროს დალექვის დრო შეიძლება იქნას მიღებული 0,5 საათის ტოლი, 250-500 მგ/ლ კონცენტრაციით - 1 საათი.
ბრინჯი. 1. 700 მ3/დღეში გამტარუნარიანობის ბიოლოგიური ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობის გეგმა 1, 2, 3, 4 - გაზიანი ტბორები, შესაბამისად, I, II, III, IV სტადიები: 5 - დასახლების აუზი; 6 - საკონტაქტო აუზი; 7 - საწარმოო შენობა: 8 - მომსახურების წყალშემწოვი მილსადენი; 9 - საჰაერო სადინარში; 10 - ტექნიკური წყლის წნევის მილსადენი; 11 - მიმღები პალატა; 12 - მიწოდების მილსადენი 300 მმ დიამეტრით; 13 - ორსაფეხურიანი დასახლების ავზი; 14, 17 - ქვიშის ადგილები; 15 - ქვიშის მილსადენი; 16 - ლამის საწოლები
გაზიანი ბიოპონდების გამოყენებით გამწმენდი ნაგებობების მშენებლობა მოითხოვს ყველაზე ნაკლებ კაპიტალურ ინვესტიციას სხვა მეთოდებით მკურნალობასთან შედარებით. ამ სადგურებზე ერთეულის ხარჯები 20-50%-ით დაბალია. გარდა ამისა, გაზიანი ბიოპონდები ხასიათდება გათხრების სამუშაოების მექანიზაციის მაღალი დონით და რკინაბეტონის და სხვა სამშენებლო მასალების მინიმალური მოხმარებით.
ფილტრაციის ველები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგიერთ შემთხვევაში, თუ არის მიწის ნაკვეთები სასოფლო-სამეურნეო გამოყენებისთვის შეუფერებელი გაფილტრული ნიადაგებით და არ არსებობს სასმელი საჭიროებისთვის გამოყენებული მიწისქვეშა წყლების დაბინძურების საფრთხე. ფილტრაციის ველების მიწის ნაკვეთები სპეციალურად არის მომზადებული ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდისთვის, რაც ხელს უშლის მათ სასოფლო-სამეურნეო მიზნებისთვის გამოყენებას. მინდვრებში მიწოდებული ჩამდინარე წყლები მიეწოდება ცალკეულ უბნებს (რუქებს) ღია უჯრების ან არხების სისტემის მეშვეობით (სადერივაციო არხები); ამ არხების კომპლექსი ქმნის სარწყავი ქსელს. გაფილტრული გაწმენდილი წყლის შეგროვება და განკარგვა ხორციელდება დრენაჟის გამოყენებით, რომელიც შეიძლება იყოს ღია თხრილების სახით რუქების პერიმეტრის გარშემო ან დახურული, რომელიც შედგება 1,5-2 მ სიღრმეზე რუქის გასწვრივ დაგებული სადრენაჟო მილებისაგან, და თხრილები. სადრენაჟო და თხრილების სისტემა ქმნის სადრენაჟო სისტემას. არხები დამზადებულია აგურის, ნანგრევების, რკინაბეტონის, ბეტონის ან მიწისგან. არხებს აქვს მართკუთხა ან ტრაპეციული განივი; ისინი მოთავსებულია თანდართული თიხის რულონების გასწვრივ.
ფილტრაციის ველების დაპროექტებისას შეირჩევა ღია ადგილები, რომლებიც არ არის დატბორილი წყაროს წყლებით მშვიდი რელიეფით, ბუნებრივი დახრილობით არაუმეტეს 0,02. ტერიტორიები, რომლებიც მდებარეობს იმ უბნებთან ახლოს, სადაც წყალშემკრები ფენები იკეცება, ისევე როგორც ტორფიანი და თიხის ნიადაგები და მარილიანი ნიადაგები, არ არის შესაფერისი ფილტრაციის ველების ასაშენებლად. ყველაზე შესაფერისია ქვიშიანი და ქვიშიანი თიხნარი ნიადაგები. რეკომენდირებულია მინდვრების განლაგება დაქანებულ მხარეს საცხოვრებლიდან გარკვეულ მანძილზე, ჩამდინარე წყლების დინების სიჩქარის მიხედვით: 5000 მ3/დღეში დინების სიჩქარით ეს მანძილი აღებულია 300 მ, 5000-50000 მ3. /დღეში -500 მ და 50 000 მ3/დღეში -1000 მ ტირიფი და სხვა ტენიანობის მოყვარული ნარგავები ჩვეულებრივ ირგვება მინდვრების კონტურების გასწვრივ. სარგავი ზოლის სიგანე 10-20 მ-ია, რაც დამოკიდებულია მინდვრების მანძილის მიხედვით დასახლებული ადგილებიდან.
საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლებს ფილტრაციის ველებში აქვს BOD 10-15 მგ/ლ, სტაბილურობა 99% (ანუ არ ლპება) და შეიცავს ნიტრატებს 25 მგ/ლ-მდე. ბაქტერიების რაოდენობა მცირდება 99-99,9%-ით წყაროს წყალში მათ შემცველობასთან შედარებით. სპეციალური დეზინფექცია არ არის საჭირო. მინდვრების წარმატებული ფუნქციონირებისთვის აუცილებელია მათ მიწოდება ადრე გასუფთავებული ჩამდინარე წყლებით, ე.ი. დიდწილად თავისუფლდება შეჩერებული ნაწილაკებისგან. გარდა ამისა, დასახლებისას ჰელმინთების 50-80%-მდე ნალექი ხდება ნარჩენი სითხიდან, რაც ამცირებს ნიადაგის დაბინძურებას 7-10-ჯერ.
ფილტრაციის ველებისთვის საჭირო ფართობი განისაზღვრება დატვირთვის ნორმიდან გამომდინარე - ჩამდინარე წყლების დასაშვები რაოდენობა, რომელიც შეიძლება გაიწმინდოს მინდვრის ზედაპირის 1 ჰექტარზე. ამასთან, გათვალისწინებულია ნიადაგის ბუნება, მიწისქვეშა წყლების დონე და საშუალო წლიური ტემპერატურა დატვირთვის სტანდარტების მიხედვით. ფილტრაციის ველებზე გაწმენდილი ჩამდინარე წყლების დატვირთვის ნორმები 300-500 მმ საშუალო წლიური ნალექის მქონე ტერიტორიებისთვის მოცემულია SNiP 2.04.03-85-ში.
რუქის ღობეების, სარწყავი ქსელების, გზების და რუკების შესასვლელების ასაშენებლად უნდა იყოს გათვალისწინებული დამატებითი ტერიტორია. ამრიგად, ფილტრაციის ველების სასარგებლო ფართობით 0,3 ჰექტარამდე, დამატებითი ფართობი გათვალისწინებულია გამოსაყენებელი ფართობის 100%-ის ტოლი, 0,5 ჰექტარი - 90, 0,8-80, 1 ჰექტარი - 60 და 1-ზე მეტი. ჰექტარი - გამოსაყენებელი ფართობის მინდვრების 40%.
ფილტრაციის ველების მშენებლობისას, ჩვეულებრივ, უზრუნველყოფილია მუდმივი და დროებითი სარწყავი ქსელები. მუდმივი სარწყავი ქსელი (ნახ. 2) შედგება მაგისტრალური არხის, ჯგუფური გამანაწილებელი არხებისა და რუქის სარწყავი სისტემებისგან, რომლებიც ემსახურებიან ცალკეულ რუკებს. Kartovyn sprinkler არის მუდმივი ქსელის ბოლო ელემენტი.
ბრინჯი. 2. სარწყავი ველების სქემა 1 - მაგისტრალური და გამანაწილებელი არხები; 2 - სასწავლებელი სპრეკლერები; 3 - სადრენაჟო თხრილები; 4 - სადრენაჟო; 5 - გზები
სარწყავი ქსელი დაპროექტებულია კერამიკული ან აზბესტ-ცემენტის მილებიდან 75-100 მმ დიამეტრით. დასაშვებია აგურის, ბეტონისა და სხვა მასალისგან დამზადებული სარწყავი უჯრების გამოყენება. სარწყავი მილები იდება ქვიშიან ნიადაგებში 0,001-0,003 დახრილობით, ხოლო ჰორიზონტალურად ქვიშიან ნიადაგებში. პარალელური სარწყავი მილებს შორის მანძილი ქვიშაშია 1,5-2,0 მ, ქვიშიან თიხნარში - 2,5 მ. გადახურვები უნდა იყოს გათვალისწინებული მილის სახსრებზე. სარწყავი ქსელების აზბესტ-ცემენტის მილებში ჭრილები კეთდება ქვემოდან დიამეტრის ნახევარამდე, სიგანე 15 მმ. ჭრილებს შორის მანძილი არ უნდა იყოს 2 მ-ზე მეტი ჰაერის ნაკადისთვის სარწყავი მილების ბოლოებზე დამონტაჟებულია 100 მმ დიამეტრის ამწეები, რომლებიც მაღლა დგას მიწის ზედაპირიდან 0,5 მ.
ბრინჯი. 3. მიწისქვეშა ფილტრაციის ველების განლაგება 1 - გამოსასვლელი შენობიდან; 2 - რკინისგან დამზადებული სამკამერიანი სეპტიკური ავზი ბეტონის რგოლები; 3 - დოზირების კამერა დოზირების სიფონით; 4 - სადისტრიბუციო პალატა; 5 - სანიაღვრე
ფილტრაციის მინდვრებზე სადრენაჟო ქსელი უზრუნველყოფილია ნიადაგის არახელსაყრელ პირობებში. შედგება სადრენაჟე, შემგროვებელი ქსელი, გასასვლელი ხაზები და გასასვლელები. სადრენაჟო სისტემამინდვრების განუყოფელი ნაწილია, რადგან იძლევა ნიადაგის ჭარბი ტენის დროულად მოცილების საშუალებას და ხელს უწყობს ჰაერის შეღწევას აქტიურ ფენაში, რომლის გარეშეც აერობული ჟანგვითი პროცესი ვერ განხორციელდება. დაბალი გამტარიანობის ნიადაგებში (თიხნარებში) კეთდება დახურული დრენაჟი გამტარ ნიადაგებში (ქვიშა, ქვიშიანი), დრენაჟი ან საერთოდ არ არის საჭირო, ან დგას ღია სანიაღვრე თხრილები.
დრენაჟებს შორის მანძილი დამოკიდებულია ნიადაგის წყალგამტარობის ხარისხზე, დრენაჟის ფენის სიღრმეზე, დრენაჟის სიღრმეზე, გაწურული წყლის რაოდენობაზე და ა.შ. წინასწარი გამოთვლებისთვის ქვიშაში დრენაჟებს შორის მანძილი 16-ად არის აღებული. -25 მ, ქვიშიან თიხნარში 12-15 მ და მსუბუქ თიხნარში 8-10 მ მსხვილ ქვიშაში, ზოგიერთ შემთხვევაში, დრენაჟი აგებულია ღია სანიაღვრე თხრილების სახით, მათ შორის მანძილით 100 მ-მდე.
დახურული დრენაჟი კეთდება უმთავრესად 75-100 მმ დიამეტრის მოუჭიქული ჭურჭლის მილებიდან.
სანიაღვრეები უნდა განთავსდეს მიწისქვეშა წყლების დინების მიმართულების პერპენდიკულურად 0,0025-0,005 დახრილობით. მილებს შორის 4-5 მმ-იანი ხარვეზებია დარჩენილი. სახსრების ქვეშ მოთავსებულია თიხის ბალიში, სახსარი კი ზემოდან დაფარულია გადახურვის თექით ან თექით. ღია სადრენაჟო თხრილები, შემგროვებელი ქსელები და გასასვლელები მოწყობილია ტრაპეციული ფორმის არხების სახით, გვერდითი კედლებით, ნიადაგის ბუნებრივი დასვენების კუთხით.
ზამთარში, ნიადაგის გაყინვის შემდეგ, ფილტრაციის ველებზე ჩამდინარე წყლების ფილტრაცია მნიშვნელოვნად შენელდება, ზოგჯერ კი მთლიანად ჩერდება და მინდვრებზე გამოშვებული ჩამდინარე წყლები იყინება. ამიტომ, ცივი და ზომიერი კლიმატის მქონე ადგილებში, ფილტრაციის ველები უნდა შემოწმდეს გაყინვისთვის. როგორც წესი, ჩამდინარე წყლების გაყინვის ფენის სიმაღლე მიიღება 0,6-0,8 მ, რომლის მიხედვითაც დგინდება რუკას შემოსაზღვრული ლილვების სიმაღლე.
მიწისქვეშა ფილტრაციის სტრუქტურები. მცირე რაოდენობით ჩამდინარე წყლების დასამუშავებლად გამოიყენება მიწისქვეშა ფილტრაციის ველები. შენობიდან ან შენობების ჯგუფიდან ჩამდინარე წყლები წინასწარ გასარკვევად იგზავნება სეპტიკურ ავზში (ნახ. 3). გასუფთავებული წყალი შედის 0,3-1,2 მ სიღრმეზე გაყვანილ მილსადენების ქსელში დაულუქული სახსრებით, რომლის მეშვეობითაც ჩამდინარე წყლები შეაღწევს მიწაში, სადაც შემდგომ იწმინდება. გაწმენდილი ჩამდინარე წყლები არ გროვდება სანიაღვრე ქსელში, მაგრამ ჩაედინება ნიადაგში ან ნაწილობრივ მიდის მიწის ნაკადთან.
ბაღის კულტურების მოყვანა ნებადართულია მიწისქვეშა ფილტრაციის მინდვრების ტერიტორიაზე. ფილტრაციის ველების მინუსი არის ფართო სანიტარული შესვენების ზონის (200-300 მ) შექმნის აუცილებლობა. 12 მ3/დღე-მდე ჩამდინარე წყლების ნაკადის მქონე ობიექტებისთვის, ზოგიერთ შემთხვევაში (გაფილტრული ნიადაგების, ღრმა მიწისქვეშა წყლების არსებობისას და სასმელი წყლის მომარაგებისთვის გამოყენებული წყალშემკრები წყლების დაბინძურების საშიშროების არარსებობის შემთხვევაში), გამწმენდი ნაგებობები მოქმედი პრინციპით. შესაძლებელია ჩამდინარე წყლების მიწისქვეშა ფილტრაციის მიღება (ქვიშისა და ხრეშის ფილტრები, ფილტრის თხრილები, ფილტრის ჭაბურღილები). ეს სტრუქტურები საკმაოდ მარტივია ასაგებად და ფუნქციონირებისთვის და განკუთვნილია სრული ბიოლოგიური დამუშავებისთვის.
მიწისქვეშა ფილტრაციის კონსტრუქციები (მიწისზედა ფილტრაციის ველებისგან განსხვავებით) შეიძლება განთავსდეს იმ შენობების მახლობლად, რომლებსაც ისინი ემსახურებიან და არ საჭიროებს მნიშვნელოვანი გარე საკანალიზაციო ქსელის მშენებლობას. ჩამდინარე წყლები გამწმენდ ნაგებობებში მიედინება გრავიტაციით და ამიტომ არ არის საჭირო სატუმბი სადგურები. ასეთი კონსტრუქციების დაყენება მიზანშეწონილია ქვიშიან, ქვიშიან თიხნარ და მსუბუქ თიხნარ ნიადაგებზე.
შენობიდან ან შენობების ჯგუფიდან ჩამდინარე წყლები იგზავნება სეპტიკურ ავზში წინასწარი დაზუსტებისთვის. გასუფთავებული წყალი დოზირების კამერით და გამანაწილებელი ჭაბურღილიდან შედის სანიაღვრე მილებში, რომლებიც მდებარეობს მიწისქვეშა წყლების დონიდან მინიმუმ 1 მ სიმაღლეზე, ან ფილტრის ჭაში. დალუქული სახსრებით და ჭაბურღილის კედლებში მილების ან ხვრელების ჭრილით, გასუფთავებული სითხე შედის მიწაში, სადაც შემდგომ იწმინდება. მიწისქვეშა ფილტრაციის სისტემების მუშაობისას აღმოიფხვრება ჰაერის და ნიადაგის ზედა ფენების დაბინძურება.
მიწისქვეშა ფილტრაციის სისტემების გამწმენდი ნაგებობების ტიპიური დიზაინი შემუშავებულია ასეთი სტრუქტურების ერთიანი დიაპაზონის შესაბამისად, დაბალი პროდუქტიულობით 0,5-12 მ3/დღეში. სტანდარტული პროექტების სპექტრი მოიცავს: სეპტიკურ ტანკებს; სისტემები მიწისქვეშა ფილტრაციის ველებით და ფილტრის ჭაბურღილებით, რომლებიც გამოიყენება ქვიშიან და ქვიშიან თიხნარ ნიადაგებზე; სისტემები ფილტრის თხრილებით და ქვიშა-ხრეშის ფილტრებით, გამოიყენება თიხნარი და თიხნარი ნიადაგებისთვის.
სეპტიკური ავზი არის მიწისქვეშა ნაგებობა, რომელშიც ჩამდინარე წყლები მიედინება დაბალი სიჩქარით, ხოლო შეჩერებული ნივთიერებები ნალექი და სითხე იხსნება 1-4 დღეში. სეპტიკურ ავზში ჩავარდნილი ნალექი 6-12 თვის განმავლობაში ანაერობული მიკროორგანიზმების გავლენით განიცდის ხანგრძლივ გახრწნას (დუღილს).
სეპტიკური ავზების გამოთვლილი მოცულობები უნდა იქნას აღებული მათი გაწმენდის პირობებიდან მინიმუმ წელიწადში ერთხელ. როდესაც ჩამდინარე წყლების საშუალო ზამთრის ტემპერატურა 10°C-ზე მეტია, ან როდესაც დრენაჟის სიჩქარე 150 ლ/(ადამიანი დღეში) მეტია, სეპტიკური ავზის მთლიანი გამოთვლილი მოცულობა შეიძლება შემცირდეს 20%-ით.
ჩამდინარე წყლების მოხმარებისთვის 1 მ3/დღეში გათვალისწინებულია ერთკამერიანი სეპტიკური ავზები, 10 მ3/დღეში - ორკამერიანი სეპტიკური ავზები, ხოლო 10 მ3/დღეზე მეტი - სამკამერიანი სეპტიკური ავზები. პირველი კამერის მოცულობა ორკამერიან სეპტიკურ ავზებში აღებულია 0,75-ის ტოლი; სამკამერაში - 0,5 გამოთვლილი მოცულობა. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, მეორე და მესამე კამერების მოცულობა უნდა იყოს გამოთვლილი მოცულობის 0,25. ბეტონის რგოლებისგან დამზადებულ სეპტიკურ ავზებში ყველა პალატა შეიძლება იყოს თანაბარი მოცულობის. 5 მ3/დღეზე მეტი ნაკადის დროს, თითოეული პალატა უნდა დაიყოს გრძივი კედლით ორ იდენტურ განყოფილებად. სეპტიკური ავზის მინიმალური ზომებია: სიღრმე (წყლის დონიდან) 1,3 სიგანე, სიგრძე ან დიამეტრი 1 მ. სეპტიკური ავზის მაქსიმალური სიღრმე არის არაუმეტეს 3,2 მ. ტიპიურ პროექტში შემუშავებულია სეპტიკური ავზები გამტარუნარიანობით 0,5-0,25 მ3/დღეში (ნახ. 4).
ქვიშისა და ხრეშის ფილტრი არის ორმო, რომელშიც ჩაყრილია ფილტრის შემავსებელი. შემავსებელი ფენების რაოდენობის მიხედვით, ფილტრები გამოდის ერთ და ორსაფეხურიან ტიპებად. ერთსაფეხურიან ფილტრებში უხეში ქვიშა გამოიყენება 1-1,5 მ ფენაში, პირველი ეტაპი იტვირთება ხრეშით, კოქსით, გრანულირებული წიდით 1-1,5 მ ფენით, მეორე მსგავსია; ერთსაფეხურიან ფილტრამდე.
ფილტრის თხრილი არის ქვიშისა და ხრეშის ფილტრების სტრუქტურული ტიპი - იგი შედგება დისპერსიული და წაგრძელებული ფილტრებისგან. თხრილები გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც მიწისქვეშა წყლების სიახლოვის გამო დაუშვებელია ქვიშისა და ხრეშის ფილტრების დაყენება და რელიეფის გამო შეუძლებელია სანიაღვრე ქსელით მისი გადინება. ფილტრის თხრილების დიზაინის სიგრძე აღებულია ჩამდინარე წყლების დინებისა და სარწყავი მილების დატვირთვის მიხედვით, მაგრამ არაუმეტეს 300 მ, ბოლოში თხრილების სიგანე არანაკლებ 0,5 მ.
ფილტრის თხრილებში უხეში და საშუალო მარცვლოვანი ქვიშა და სხვა მსხვილმარცვლოვანი მასალები 0,8-1 მ ფენის სისქით გამოიყენება სარწყავი მილების და სადრენაჟო ფილტრებისა და თხრილებისთვის გამოიყენება მინიმალური დიამეტრი 100 მმ, ხრეშის (ან სხვა მსხვილმარცვლოვან მასალებში) 5-20 სმ სისქის ფენაში დაყენება მილები და ქვიშასა და ხრეშის ფილტრებს შორის გასასვლელი 1-1,5 მ. სარწყავი და სადრენაჟო მილების დახრილობა არანაკლებ 0,005.
ბრინჯი. 5. ჩამდინარე წყლების დამუშავება სეპტიკურ ავზებში და ფილტრის ჭებში 1 - კანალიზაციის ამწე; 2- გათავისუფლება შენობიდან; 3 სეპტიკური ავზი; 4 - სადრენაჟო მილი; 5 - კარგად გაფილტრეთ
ფილტრის ჭაბურღილები - განკუთვნილია საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, რომელიც მოდის ცალკეული შენობებიდან გაანგარიშებული ნაკადის სიჩქარით არაუმეტეს 1 მ3/დღეში, სეპტიკურ ავზში წინასწარი დამუშავების შემდეგ. ისინი გამოიყენება ქვიშიან და ქვიშიან თიხნარ ნიადაგებში საკმარისი ტერიტორიების არარსებობის შემთხვევაში მიწისქვეშა ფილტრაციის ველების განსათავსებლად და ჭაბურღილის ბაზის მდებარეობა მინიმუმ 1 მ სიმაღლეზე მიწისქვეშა წყლების მაქსიმალური დონიდან (ნახ. 5).
მრგვალი ფილტრის ჭაბურღილები დამზადებულია რკინაბეტონის რგოლებისგან, რომელთა დიამეტრი არ აღემატება 2 მ, ხოლო მართკუთხაები დამზადებულია მყარი დამწვარი აგურისა და ნანგრევების ქვისგან, ზომებით არაუმეტეს 2x2 მ გეგმაში და 2,5 მ სიღრმეზე. ჭაბურღილის შიგნით დამონტაჟებულია 1 მ-მდე სიმაღლის ქვედა ფილტრი ხრეშისგან, დაფქული ქვისგან, კოქსისგან, კარგად გაჟღენთილი ქვაბის წიდისა და სხვა მასალებისგან. ჭაბურღილის გარე კედლები და ბაზა დაფარულია იმავე მასალებით. მიწოდების მილის ქვემოთ ჭაბურღილის კედლებში გაბურღულია ხვრელები გაფილტრული წყლის გამოსაშვებად. ჭები დაფარულია 700 მმ დიამეტრის ლუქით და აღჭურვილია 100 მმ დიამეტრის სავენტილაციო მილით.
ჭაბურღილის გამოთვლილი ფილტრაციის ზედაპირის ფართობი განისაზღვრება ჭაბურღილის შიდა კედლების ქვედა და ზედაპირის ფართობების ჯამით ფილტრის სიმაღლეზე. დატვირთვა 1 მ2 ფილტრის ზედაპირის ფართობზე ქვიშიან ნიადაგებში არის 80 ლ/დღეში, ხოლო ქვიშიან ნიადაგებში - 40 ლ/დღეში. ფილტრის ჭაბურღილების დაყენებისას საშუალო და მსხვილმარცვლოვან ქვიშაში ან როდესაც ჭაბურღილის ფუძესა და მიწისქვეშა წყლების დონეს შორის მანძილი 2 მ-ზე მეტია, დატვირთვა იზრდება 10-20%-ით (ბოლო მაჩვენებელი მიიღება დრენაჟის სიჩქარით. ერთ ადამიანზე მეტია 150 ლ/დღეში ან ზამთრის ჩამდინარე წყლების საშუალო ტემპერატურაზე წყლის 10 °C-ზე მეტი). სეზონური ობიექტებისთვის დატვირთვა ასევე შეიძლება გაიზარდოს 20%-ით.
კოლმეურნეობისა და სახელმწიფო მეურნეობების მიწებზე დაფუძნებული სასოფლო-სამეურნეო სარწყავი მინდვრები გამიზნულია სასოფლო-სამეურნეო გამოყენებისას ჩამდინარე წყლების მთელი წლის მიღებისა და გასანეიტრალებლად. ამ მინდვრებს აქვს დაბალი დატვირთვის სტანდარტები 1 ჰექტარ სარწყავი ფართობზე, ასევე მცირე დაგეგმარების სამუშაოები. ჩამდინარე წყლების მთელი წლის მიღება, კლიმატური პირობების მიუხედავად, შესაძლებელია, თუ დატვირთვის მაჩვენებლები არ აღემატება 5-20 მ3/დღეში 1 ჰექტარ სარწყავი ფართობზე. სასოფლო-სამეურნეო სარწყავი მინდვრები განლაგებულია სოფლის მეურნეობისთვის შესაფერის ნიადაგებზე ან მათი გამოყენება შესაძლებელია სათანადო მომზადების (მელიორაციის) შემდეგ. მიწის ნაკვეთების ბუნებრივი დახრილობა არ უნდა აღემატებოდეს 0,03-ს (ყველაზე მისაღები დახრილობა 0,005-0,015).
მუნიციპალური ჩამდინარე წყლები პირველად შედის გამწმენდ ნაგებობაში, სადაც ხდება წინასწარ დამუშავება, ანუ ის გადის ეკრანზე, ქვიშის ხაფანგში და პირველადი დასახლების ავზებში. ღამით წყალი მიედინება საკონტროლო ავზებში. ავზების ჩალაგების შემდეგ ჩამდინარე წყლები მიეწოდება გრავიტაციით ან ტუმბოების გამოყენებით საველე ბრძანების პუნქტებში.
მინდვრებს წყალი მიეწოდება სარწყავი ქსელის მეშვეობით, რომელიც იყოფა:
ა) მუდმივი, ჩამდინარე წყლების მიწოდება მოსავლის ბრუნვის მინდვრებისთვის და შედგება მუდმივი მაგისტრალური და სადისტრიბუციო მილსადენებისგან, რომლებიც გაყვანილია ძირითადად აზბესტ-ცემენტის მილებიდან;
ბ) დროებითი, რომელიც შედგება გადასატანი მილსადენებისგან, დროებითი საფრქველებისაგან, ღრუებისა და სადრენაჟო ღარებისგან;
გ) ირიგაცია, რომელიც შედგება ღარების, ზოლებისა და წიაღის დამატენიანებელი საშუალებებისგან.
მუდმივი სარწყავი ქსელის მილსადენები გაყვანილია ნიადაგის გაყინვის გათვალისწინებით სახნავ მიწებზე 0,7-1,2 მ სიღრმეზე, ხოლო გზების ქვეშ და დასახლებულ პუნქტებში - ნიადაგის გაყინვის სიღრმეზე 0,1 მ-ით მილსადენამდე. დახურული მუდმივი ქსელიდან წყალი გამოიყოფა სპეციალური წყლის გასასვლელებით. წყლის გამოსასვლელი ჭები, რელიეფიდან და სარწყავი უბნების მდებარეობიდან გამომდინარე, მოთავსებულია ცალმხრივი განაწილებისთვის 100-200 მ მანძილზე, ხოლო ორმხრივი განაწილებისთვის 200-300 მ მანძილზე.
სასოფლო-სამეურნეო სარწყავი მინდვრებზე ჩამდინარე წყლებით მორწყვის დამატენიანებელი და სასუქის სტანდარტები დადგენილია კულტურებისა და ნარგავების შემადგენლობის, მინერალური საკვებისა და წყლის საჭიროების და ჩამდინარე წყლების ნეიტრალიზაციასთან დაკავშირებული სანიტარიული და ჰიგიენური მოთხოვნების მიხედვით. წყლის სავარაუდო მოხმარება შეადგენს 5-20 მ3/დღეში 1 ჰა-ზე ან 1800-7300 მ3/წელიწადში.
- ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდა ბუნებრივ პირობებში
ბიოლოგიური დამუშავება ასევე შეიძლება განხორციელდეს ბუნებრივ პირობებში ნიადაგის გამწმენდ ნაგებობებში და ბიოლოგიურ აუზებში.[...]
ბიოლოგიური დამუშავება მოიცავს ჩამდინარე წყლებში ორგანული დამაბინძურებლების მინერალიზაციას, რომლებიც არიან წვრილად გაფანტული გაუხსნელი და კოლოიდური ნივთიერებების სახით, ასევე დაშლილ მდგომარეობაში. აერობული ბიოქიმიური პროცესების გამოყენებით ასეთი გაწმენდის შემდეგ წყალი ხდება გამჭვირვალე, არ ლპება, შეიცავს გახსნილ ჟანგბადს და ნიტრატებს. ბიოლოგიური დამუშავება ტარდება ან ბუნებრივ პირობებში (ირიგაციის ველები, ფილტრაციის ველები და ბიოლოგიური აუზები) ან ხელოვნურად შექმნილ პირობებში (ბიოფილტრები). ბიოლოგიური დამუშავება ხელოვნურად შექმნილ პირობებში შეიძლება იყოს სრული, როდესაც ჩამდინარე წყლების BOD მცირდება 90-95%-ით და არასრული, როდესაც BOD მცირდება 40-80%-ით[...]
ბიოლოგიური აუზები და ლაგუნები ხელოვნურად შექმნილი რეზერვუარებია, რომლებშიც ბუნებრივი პროცესები გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად. სულ უფრო ფართოდ გავრცელდა ბიოლოგიური აუზები ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, რომლებმაც გაიარეს ბიოლოგიური გაწმენდა. არის ბუნებრივი და ხელოვნური აერაციის მქონე აუზები: საზღვარგარეთ ამ ტიპის ტბორებს შესაბამისად აერობულ-ანაერობულ (ან ფაკულტატიურ) და აერობულ (ან გაზიან) ლაგუნებს უწოდებენ. ფაკულტატურ ლაგუნებში იქმნება აერობული-ანაერობული რეჟიმი მხოლოდ წყლის ზედაპირულ ფენებში გახსნილი ჟანგბადის არსებობის უზრუნველყოფით (აერაციის გზით). გაზიან ლაგუნებში შერევა ხორციელდება მექანიკური აერატორების გამოყენებით ან წყლის სვეტში ჰაერის ჩაბერვით.[...]
ბიოლოგიური აუზები არის ხელოვნურად შექმნილი რეზერვუარები (ჩვეულებრივ თიხის) ბიოლოგიური ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, რომელიც ძირითადად ხორციელდება სინათლეში ფიტო- და ზოოპლანქტონის სასიცოცხლო აქტივობის გამო. ასეთ სტრუქტურებს შეუძლიათ საკმაოდ კარგად იმუშაონ ჩამდინარე წყლების ტემპერატურაზე 10°C-ზე ზემოთ, ამიტომ სსრკ-ს უმეტესი რეგიონისთვის ისინი სეზონური სტრუქტურებია.[...]
ბიოლოგიური აუზები არის ხელოვნურად შექმნილი რეზერვუარები ბიოქიმიური ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, რეზერვუარების თვითგაწმენდის პროცესებზე დაყრდნობით.[...]
ბიოლოგიური აუზები. ბიოლოგიური ფილტრები. .[...]
ბიოლოგიურ აუზებს აქვთ მნიშვნელოვანი უარყოფითი მხარეები, რაც ზღუდავს მათ გამოყენებას: დაბალი ჟანგვის სიმძლავრე, დიდი ოკუპირებული ტერიტორია, სეზონური მუშაობა (არაუმეტეს 6 თვე სსრკ ცენტრალურ ზონაში და 9 თვე ქვეყნის სამხრეთით), დამუშავების პროცესის უკონტროლობა. ჩამდგარი, არასამუშაო ზონების არსებობა, სილისა და ჭუჭყისგან გაწმენდის სირთულე და ა.შ. [...]
ბიოლოგიურ აუზებს აქვთ დაბალი სამშენებლო და დაბალი საექსპლუატაციო ხარჯები, ამავდროულად ისინი ხასიათდებიან დაბალი ჟანგვის სიმძლავრით, სეზონური ფუნქციონირებით, დიდი ოკუპირებული ტერიტორიით, უმართავობით, სტაგნაციის ზონების არსებობით და გაწმენდის სირთულით.[...]
ბიოლოგიური აუზები არის თიხის წყალსაცავები, რომელთა სიღრმე 1 მ-მდეა, ისინი გამოიყენება როგორც დამოუკიდებელი გამწმენდი ნაგებობები ცუდი დრენაჟის ნიადაგებში, სადაც ჰაერის საშუალო წლიური ტემპერატურა 10 ° C-ზე მეტია. ზომები უნდა იქნას მიღებული ცხოველებში და წყლის ფრინველებში პათოგენური ბაქტერიების და ჰელმინთის კვერცხების გავრცელების თავიდან ასაცილებლად. აუზები მოითხოვს ფართო სანიტარული დაცვის ზონების შექმნას (200 მ).[...]
პირველი ორი ტიპის ბიოლოგიური აუზები ყოველთვის თევზის ტბორებია.[...]
მიზანშეწონილია ბიოლოგიური აუზების დაყენება, თუ არის სარწყავი მინდვრებისთვის უვარგისი ნიადაგები, ხელსაყრელი ტოპოგრაფიული პირობები და სუფთა წყლის მიმდებარე რეზერვუარის არსებობა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნარჩენების სითხის გასაზავებლად.
ბიოლოგიური აუზები არის ხელოვნურად შექმნილი ან ბუნებრივი რეზერვუარები, რომლებშიც ჩამდინარე წყლების გაწმენდა ხდება წყალი მიედინებაგავლენის ქვეშ ბუნებრივი პროცესებითვითწმენდა. მათი გამოყენება შესაძლებელია როგორც თვითდამუშავებისთვის, ასევე ჩამდინარე წყლების ღრმა შემდგომი გაწმენდისთვის, რომლებმაც გაიარეს ბიოლოგიური გაწმენდა. ისინი არაღრმა წყალსაცავებია (0,5-1 მ), კარგად თბება მზისგან და დასახლებულია წყლის ორგანიზმებით.[...]
ბიოლოგიური აუზები მოითხოვს წყლის მცენარეების არსებობას, რომლებიც სასარგებლო გავლენას ახდენენ გაწმენდის პროცესებზე. რეკომენდირებულია აუზის დაახლოებით 1/3-ის დაფარვა მცენარეული საფარით. უმაღლესი წყლის მცენარეები და ფიტოპლანქტონი ხელს უწყობს წყალში საკვები ნივთიერებების რაოდენობის შემცირებას, მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ჟანგბადის რეჟიმში, აძლიერებს ჟანგვის და ნიტრიფიკაციის პროცესებს და ასევე წარმოადგენს მტკნარი წყლის ცხოველების კვების წყაროს.[...]
ბიოლოგიური აუზები მოითხოვს წყლის მცენარეების არსებობას, რომლებსაც აქვთ სასარგებლო გავლენა დასუფთავების პროცესზე. ზოგჯერ თევზის მოშენება ხდება სერიული ტბორების ბოლო ეტაპებზე, რაც თავიდან აიცილებს იხვის ბუჩქის წარმოქმნას.[...]
ბიოლოგიური ტბორების არარსებობის შემთხვევაში (დასუფთავების სქემა III), ბიოცენოზებში ჭარბობს ნიადაგის მიკროფლორა - ბაქტერიები, სოკოები, პროტოზოები (რიზოპოდები, ფლაგელატები, ცილიტები) და უხერხემლო ცხოველები (დედამიწის ჭიები).[...]
პირველ შემთხვევაში, აუზები შედგება 4-5 თანმიმდევრულად განლაგებული მონაკვეთისაგან რელიეფზე დახრილი დახრილობით ისე, რომ წყალი თანდათან გადის ყველა მონაკვეთზე. ერთი მონაკვეთი მეორისგან გამოყოფილია 1-1,5 მ სიგანის თიხის გორგოლაჭებით. პირველ მონაკვეთში დამონტაჟებულია ფაცინის ან ღეროსგან დამზადებული განივი კედლები, რომლებიც ინარჩუნებენ მცურავ ნივთიერებებს და აუმჯობესებენ სითხის განაწილებას. ბოლო მონაკვეთში მაღაროს წყალშემკრები მოწყობილია გაწმენდილი წყლის გამოსაშვებად. გარდა ამისა, თითოეული მონაკვეთი აღჭურვილია სათადარიგო გასასვლელებით ტბორების დაცლაზე. თუ აუზები გამოიყენება ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის, მაშინ ისინი მოწყობილია 2-3 განყოფილებად. ბოლო მონაკვეთებში ხდება თევზის გამოყვანა, რადგან მათში წყალი შეიცავს დაშლილ ჟანგბადს. ბიოლოგიური ტბორები აგებულია დაბალ ფილტრაციულ ნიადაგებზე, 0,5-1 მ სიღრმით ტბორების ფსკერი დახრილია წყლის ნაკადისკენ.
ორგანული სინთეზის ქარხნისა და მრავალი ნავთობქიმიური საწარმოდან ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად ბიოლოგიური აუზების გამოყენების გამოცდილება ძალიან დადებითი აღმოჩნდა.[...]
ბიოლოგიურად დამუშავებული ჩამდინარე წყლების ღრმა გაწმენდა მიკროფილტრების გამოყენებით უზრუნველყოფს შეჩერებული მყარი ნივთიერებების შემცველობის შემცირებას 50-70%-ით და WPC-ით მათი მთლიანი შემცველობის 30-40%-ით შემომავალ წყალში. ამავდროულად, გახსნილი ჟანგბადის რაოდენობა პრაქტიკულად არ მცირდება, რაც მიკროფილტრების უპირატესობაა ქვიშის ფილტრებთან შედარებით. ღრმა გამწმენდის სისტემაში მიკროფილტრების გამოყენებით, შესაძლებელი ხდება მეორადი ჩასახლების ავზების რაოდენობის შემცირება, მათში ჩამდინარე წყლების დაბინძურების დროის შემცირება 30 წუთამდე, ან ბიოლოგიური აუზების პირველი ეტაპის მიკროფილტრებით ჩანაცვლება, ფართობის შემცირება. აუზები, კაპიტალური ხარჯები და საოპერაციო ხარჯები. მიკროფილტრების გამოყენება ჩამდინარე წყლების ღრმა დამუშავებისთვის მეორადი ჩალაგების ავზების შემდეგ შესაძლებელს ხდის ბიოლოგიური აუზების ფართობის შემცირებას, რაც 50-200 ათასი მ3/დღეში გამტარუნარიანობის სადგურებისთვის უზრუნველყოფს 285 ოდენობის დაზოგვას. -764 ათასი რუბლი/წელი.[...]
აუზებში წყლის ყოფნის დრო დამოკიდებულია დამაბინძურებლების ტიპზე და კონცენტრაციაზე და ძალიან განსხვავდება - 3-დან 50 დღემდე; ის მკვეთრად იკლებს, თუ აუზებში წყალი ხელოვნურ აერაციას ექვემდებარება. ნავთობგადამამუშავებელი და ქიმიური მრეწველობის საწარმოებში ბიოლოგიური აუზები ძირითადად გამოიყენება ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის, რომლებმაც გაიარეს ბიოლოგიური გამწმენდი ნაგებობები: ნავთობისა და ნავთობპროდუქტების კონცენტრაცია იმდენად მცირდება, რომ თევზის გაშენება უკვე შესაძლებელია აუზების ბოლო მონაკვეთებში. . არსებობს დადებითი გამოცდილება ბიოლოგიურ აუზებში ერთუჯრედიანი წყალმცენარეების - ქლორელას გამოყენებისას ჩამდინარე წყლების კაპროლაქტამისგან, ნახშირბადის დისულფიდისგან და ა.შ. გასაწმენდად.[...]
ბიოლოგიური აუზების მნიშვნელოვანი მინუსი, გარდა პროცესის სრული უკონტროლობისა, არის ის, რომ მათში ორგანული ნაერთების დაჟანგვის სიჩქარე ძალიან დაბალია. ეს განაპირობებს იმას, რომ ბიოლოგიურ აუზებში წყლის ყოფნის დრო რამდენიმე დღეა და თუ მხოლოდ ამ მეთოდით გამოიყენებოდა ფართომასშტაბიანი მრეწველობის ჩამდინარე წყლები, საჭირო იქნებოდა უზარმაზარი ტერიტორიების დაკავება გამწმენდი აუზებით.[... ]
ბუნებრივი აერაციის მქონე აუზების მნიშვნელოვანი მინუსი არის დიდი ტერიტორიების საჭიროება. ბიოლოგიური აუზის ფართობის მნიშვნელოვანი შემცირება მიიღწევა ხელოვნური აერაციის გამოყენებით. ასეთ ტბორებში აერაციის მოწყობილობები (ზედაპირის მექანიკური აერატორები, პერფორირებული პნევმატური აერატორები) ქმნიან წყლის მუდმივ მოძრაობას, რაც ზრდის არაკონსერვატიულობის კოეფიციენტს 5-7-ჯერ.[...]
ნახ. სურათი 6.11 გვიჩვენებს გაზიანი ბიოლოგიური აუზები, რომლებიც განკუთვნილია ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის. ტბორები დაპროექტებულია 7,25 ჰექტარ ფართობზე 3 მ სიღრმეზე, დატვირთვა 1 ჰექტარზე შეადგენს 3448 მ3/დღეში, აუზებში წყლის ყოფნის ხანგრძლივობაა 8,7 დღე. აუზებს აქვს ორი სექცია, თითოეული სექცია შედგება ხუთი ეტაპისგან. საფეხურებსა და მონაკვეთებს შორის არის შემოვლითი გზა. აუზების პირველი ოთხი საფეხური აღჭურვილია მექანიკური აერატორებით, მეხუთე საფეხური არის დასახლების ეტაპი. გამწმენდი ეფექტი BOD20-სთვის არის 75%-მდე, შეჩერებული მყარისთვის - 80%-მდე.[...]
აერობული (გაზიანი ან უგაზო) ბიოლოგიური აუზები აგებულია შემდეგი ტიპის: 1) ჩასახლებული ჩამდინარე წყლების ბიოლოგიური გაწმენდისთვის; 2) ბიოლოგიურად გაწმენდილი ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდისთვის; 3) თევზის ფერმები.[...]
რეკომენდირებულია მართკუთხა ფორმის სამკასკადიანი ბიოლოგიური აუზების დაპროექტება, სიგანისა და სიგრძის თანაფარდობით 1:2 სთ-1:3. პირველ ორ კასკადს უნდა ჰქონდეს ორი პარალელური განყოფილება, რაც მათ პერიოდულად გაწმენდის საშუალებას აძლევს. აუზის მონაკვეთებში წყლის ყოფნის ხანგრძლივობის გაანგარიშებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ, რომ პირველი განყოფილება ერთდროულად ემსახურება როგორც დასახლების ავზს, მეორე ნაწილში ხდება ჩამდინარე წყლების სუბსტრატის ძირითადი მოხმარება, ხოლო მესამე განყოფილება. არის სტაბილიზატორი, რომელშიც სრულდება გაწმენდის პროცესი. ამის საფუძველზე პირველ მონაკვეთში წყლის ყოფნის დრო უნდა იქნას მიღებული ერთი დღის ტოლი, ხოლო სიღრმე - 3 მ, ხოლო ჩამდინარე წყლების BOD-ის შემცირება იქნება 10-15%. ნაშრომებში მოცემულია ბიოლოგიური ტბორების გამოთვლის მეთოდოლოგია.[...]
სქემა II. მექანიკური დამუშავების შემდეგ ჩამდინარე წყლები იგზავნება ბიოლოგიურ აუზებში ან ღრმა ზღვის შესართავებში, საიდანაც იგი მიეწოდება სარწყავად.[...]
ჩამდინარე წყლების ბიოქიმიური დამუშავების კიდევ ერთი მეთოდია ბიოლოგიური აუზების შექმნა, რომლებიც იყენებენ ბუნებრივი წყლების თვითგაწმენდის უნარს. ბიოლოგიური აუზები არის რეზერვუარები 0,5-1,0 ჰა ფართობით, რომლებშიც ჩამდინარე წყლების დამუშავება შესაძლებელია აერობულ და ანაერობულ პირობებში. ანაერობული აუზები გამოიყენება წინასწარი გაწმენდამაღალი კონცენტრირებული ჩამდინარე წყლები: 30-50 დღის განმავლობაში, BOD წყალში მცირდება 50-70% -ით. ასეთი ტბორების სიღრმე 2,5-3 მ აღწევს.[...]
აარობული ჩამდინარე წყლების დამუშავების მეთოდებს შორის არის აგრეთვე დამუშავება ბიოლოგიურ აუზებში. ბიოლოგიური აუზები არის თიხის რეზერვუარების კოლექცია 1,0-1,5 მ სიღრმეზე, რომლითაც წყალი მიედინება და იწმინდება დამაბინძურებლებისგან ბუნებრივი რეზერვუარების თვითგაწმენდის მსგავს პირობებში. როგორც წესი, ბიოლოგიური ტბორები შედგება თანმიმდევრულად განლაგებული სექციებისგან (5-8 განყოფილებამდე, ასევე მიზანშეწონილია განყოფილებების დაყოფა პარალელურ ნაწილებად, რათა გაწმენდილი იყოს სიმარტივისგან და ჭუჭყისაგან.[...]
პერსპექტიულია ჩამდინარე წყლების მრავალსაფეხურიანი დამუშავება ბიოოქსიდიზატორების გამოყენებით, მიკროორგანიზმების სპეციფიკური კულტურების გამოყენება, ბიოქიმიური პროცესების სტიმულატორების გამოყენება, „გააქტიურებული ლამის დოზის გაზრდა, ასევე გარემოს ტემპერატურა, მაღალი კონცენტრირებული ჩამდინარე წყლების ანაერობული დამუშავება. და ა.შ.[...]
კავკასიის ჰიდროგეოლოგიისა და წყლის რესურსების დეპარტამენტმა შესთავაზა ბიოლოგიური აუზების შექმნა ნავთობპროდუქტებთან მიმართებაში გაზრდილი თვითგამწმენდის უნარით. ბიოპონდი შედგება ჩამდინარე წყლების ზონებში აშენებული კაშხლების ორი კასკადისგან. აუზის ზედა კასკადი ინარჩუნებს მექანიკურ მინარევებს და დიდ ნაწილაკებს, ქვედა კასკადში კი ზეთი და მარილები ამოღებულია. მეორე კასკადის აუზში წყლის დონე შენარჩუნებულია მოცემულ დონეზე. მიკრობიოლოგიური გაწმენდისთვის წყალი ინახება ათობით საათის განმავლობაში. სილის საბადოები (მიკროორგანიზმები) და არაღრმა წყალი ქმნის ხელსაყრელ პირობებს ლერწმისა და ღორღის, ანუ იმ მცენარეების ზრდისთვის, რომლებიც მოიხმარენ არაორგანულ იონებს და ხელს უწყობენ ზეთის დაჟანგვის ბაქტერიების განვითარებას.[...]
ზემოაღნიშნული მიუთითებს იმაზე, რომ ხშირ შემთხვევაში ფილტრაციის ველებისა და ბიოლოგიური აუზების გამოყენება შეუძლებელია კლიმატური, ნიადაგური, ჰიდროლოგიური პირობების ან საკმარისი მიწის ფართობის არარსებობის გამო.[...]
წყალში საკვები ნივთიერებების დიდი რაოდენობა ხელს უწყობს წყალმცენარეების - იხვი - ძლიერ განვითარებას ბიოლოგიურ აუზებში, განსაკუთრებით მათ უმცირეს ადგილებში. იხვის ბალახთან და მის შესაძლო გამოყენებასთან საბრძოლველად სასურველია იხვების მოშენება ბიოლოგიურ აუზებში, რისთვისაც იხვის ბალახი კარგი საკვებია. იხვის ბალახის განადგურება ხელს უწყობს აუზის მზის გამოსხივებას. ამავე მიზნით, ანუ აუზის უკეთესი მზის რადიაციისთვის, არ არის რეკომენდებული ხეებითა და ბუჩქებით მოსაზღვრე აუზების კაშხლების დარგვა.[...]
ამრიგად, ბიოტესტირების მეთოდების გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა იმის დადგენა, რომ ბიოლოგიურ აუზებში ხდება არა მხოლოდ ბიოქიმიურად დამუშავებული გადამამუშავებელი ქარხნის ჩამდინარე წყლების ხარისხის გაუმჯობესება ქიმიური მაჩვენებლების თვალსაზრისით, არამედ მკვეთრი შემცირება და ზაფხულის პერიოდიმათი ტოქსიკური ზემოქმედება წყლის ორგანიზმებზე პრაქტიკულად ქრება. აქედან გამომდინარე, ბიოლოგიური აუზები სავალდებულოა ქარხნის გამწმენდი ნაგებობების სქემაში გაწმენდილი ჩამდინარე წყლების წყალსაცავში ჩაშვებისას.[...]
ბიოქიმიური დაჟანგვა ხორციელდება როგორც ბუნებრივ პირობებში ფილტრაციის მინდვრებზე, სარწყავი მინდვრებზე და ბიოლოგიურ აუზებზე, ასევე ხელოვნურად შექმნილ პირობებში ბიოფილტრებზე და აერაციის ავზებზე. ბიოლოგიური აუზები და აერაციის ავზები - წყალსაცავების ბიოცენოზის გამო.[...]
თვითგაწმენდის პროცესები ნელა მიმდინარეობს და, შესაბამისად, ასეთ აუზებში ჩამდინარე წყლების ყოფნის დრო, როგორც წესი, რამდენიმე ათეული დღეა. ზამთარში ბიოლოგიური აუზები ზოგადად არაეფექტურია. ამრიგად, ქიმიური საწარმოებიდან სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად ბიოლოგიური აუზები არ გახდა ფართოდ გავრცელებული, როგორც დამოუკიდებელი სტრუქტურები. მაგალითად, აუზები აშენდა და ფუნქციონირებს პერმისა და ვოლგოგრადის ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში. უფრო ხშირად ბიოლოგიური ტბორები დამონტაჟებულია ხელოვნური გამწმენდი ნაგებობების მიღმა და ემსახურება დამატებით დამუშავებას, ემსახურება როგორც ბუფერს წყალსაცავის წინ.[...]
ბიოფილტრებში ჩამდინარე წყლები გადის მსხვილმარცვლოვანი მასალის ფენაში, რომელიც დაფარულია თხელი ბაქტერიული ფირით, რომელშიც ინტენსიურად მიმდინარეობს ორგანული ნივთიერებების ბიოლოგიური დაჟანგვის პროცესები. ბიოლოგიურ აუზებში ტბაში მცხოვრები ყველა ორგანიზმი მონაწილეობს გაწმენდაში. აეროტანკები არის რკინაბეტონისგან დამზადებული უზარმაზარი ტანკები. გაწმენდის პრინციპი აქტიურია ან ბაქტერიებისა და მიკროსკოპული ცხოველებისგან. გააქტიურებული ლამის მიკრობიოცენოზი სწრაფად ვითარდება აერაციის ავზებში (ნუტრიენტების უხვი შემოდინება, ჭარბი ჟანგბადის მიწოდება). ბიოლოგიურ დამუშავებამდე ჩამდინარე წყლების დეზინფექცია ხდება პათოგენური მიკროფლორის მოსაშორებლად.[...]
ამჟამად მკვეთრად მცირდება ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობებისთვის მიწის დამატებითი გამოყოფა. აქედან გამომდინარე, სულ უფრო ხშირად გამოიყენება დასუფთავების სხვა მეთოდები, მაგალითად, უმოქმედო ბიოლოგიურ აუზებში. არსებული ფილტრაციის ველების სტატიკურ ბიოლოგიურ აუზებად გადაქცევა არ საჭიროებს მნიშვნელოვან კაპიტალურ ხარჯებს. ამან განაპირობა ამ მეთოდის დანერგვა სსრკ-ს რამდენიმე ათეულ შაქრის ქარხანაში. ჩამდინარე წყლების გაწმენდის გასაძლიერებლად ბიოლოგიურ ტბორებში ამუშავებენ ერთუჯრედოვან მწვანე წყალმცენარეებს, ხოლო ღრმა აუზებში (4-5 მ-მდე) ხელოვნური აერაცია ჰაერით.[...]
წყალმცენარეების მიერ ბაქტერიციდული ნივთიერებების გამოყოფის გამო ბაქტერიები და განსაკუთრებით პათოგენური ნაწლავის ბაქტერიები იღუპებიან. ამრიგად, ბიოლოგიურ აუზებში ჩამდინარე წყლების შემდგომი დამუშავების პროცესში ხდება არა მხოლოდ ბიოგენური და ორგანული ნივთიერებების, არამედ ბაქტერიული დამაბინძურებლების მოცილება. როგორც უკვე აღინიშნა, მკაცრად აერობული ბიოლოგიური აუზები უნდა იქნას გამოყენებული მკურნალობის შემდგომი მიზნებისათვის. ასეთი აუზების ნორმალური ფუნქციონირებისთვის სავალდებულო პირობაა წყლის ორგანიზმებისთვის გარემოსდაცვითი ოპტიმალური რეაქციის (pH) და ტემპერატურის დაცვა, აგრეთვე მინიმუმ 1 მგ/ლ გახსნილი ჟანგბადის არსებობა. მნიშვნელოვანია წყლის შერევა, რაც ხელს უშლის ანაერობული ზონების წარმოქმნას და ხელს უწყობს წყლის ხარისხის სტაბილიზაციის პროცესებს.
გამწმენდი ნაგებობის ტიპის არჩევისას, რეკომენდებულია პირველ რიგში შეფასდეს ჩამდინარე წყლების ბუნებრივი გამწმენდი ნაგებობების გამოყენების შესაძლებლობა, როგორც ყველაზე იაფი. ეს მოიცავს ფილტრაციის ველებს, ბიოლოგიურ აუზებს და მიწისქვეშა ფილტრაციის სტრუქტურებს.[...]
ღრმა გამწმენდის პროცესებს ხშირად უწოდებენ მესამეულ გამწმენდს. იგი ხორციელდება სპეციალურ სტრუქტურებში, სადაც ორგანული ნივთიერებების მინერალიზაციის დროს წარმოქმნილი აზოტი შემდგომი გარდაქმნების წყაროა. მესამეული დამუშავება ასევე მოიცავს ჩამდინარე წყლების შემდგომ გაწმენდას ბიოლოგიურ აუზებში უმაღლესი მცენარეულობის გამოყენებით. თუმცა, ნიტრიფიკაციის პროცესები მოიხმარს დიდი რაოდენობით ჟანგბადს. ამრიგად, 1 მგ ამონიუმის აზოტის ნიტრიტებამდე დაჟანგვა მოითხოვს 3,43 მგ 02, ხოლო 4,57 მგ 02 ნიტრატებს. ამიტომ, დაუმუშავებელი ან არასაკმარისად დამუშავებული ჩამდინარე წყლების ჩაშვება იწვევს ჟანგბადის მოხმარების ზრდას, რომელიც აღემატება BOD-ს.
ჩამდინარე წყლების ღრმა გაწმენდის საჭიროების გათვალისწინებით, 1969 წელს არსებულ გამწმენდ ნაგებობებს დაემატა სტრუქტურების ახალი კომპლექსი, რომელიც არსებითად წარმოადგენდა წყლის აღდგენის სადგურს. არსებული სტრუქტურების ეფექტურობიდან გამომდინარე, საჭირო იყო ბიოლოგიური აუზებიდან წყალმცენარეების მოცილების უზრუნველყოფა, წყლის pH-ის შემცირება და შემდეგ დამაბინძურებლების ღრმა მოცილება კოლოიდური და ხსნადი სახით, აგრეთვე. ბაქტერიული დამაბინძურებლები.[...]
ენერგიის მოხმარების N დასადგენად, ბრუნვის მომენტი MKr უნდა გამრავლდეს ბრუნვის სიჩქარეზე ან კუთხური სიჩქარით co. ამრიგად, პნევმომექანიკური აერატორებისთვის N-ის დამოკიდებულება d-ზე, რომელიც ახასიათებს მიქსერების მუშაობას, ბევრად უფრო გამოხატულია, ვიდრე ზედაპირული მექანიკური აერატორებისთვის. (115) განტოლების ამოხსნის რეალურად გამოსაყენებლად, აუცილებელია ვიცოდეთ p სიმკვრივის დამოკიდებულება გაზ-თხევადი შემცველობაზე, მიწოდებული ჰაერის ნაკადის სიჩქარის გათვალისწინებით.[...]
მაკროფიტები არის წყლის ფოტოსინთეზური მცენარეები, რომლებიც ცურავს წყლის ზედაპირზე ან ჩაძირულია მის სისქეში. მცურავ მცენარეებს ფესვები არ აქვთ და წყლის ზედაპირზე ცურავდნენ. ყველაზე გავრცელებულ მცურავ მცენარეებს მიეკუთვნება იხვი, პატარა მცენარე სამი ფოთლით, რომელთა დიამეტრი 5 მმ-ია. ამ ტიპის კიდევ ერთი გავრცელებული მცენარეა წყლის ჰიაცინტი. ყველა ან უმეტესი ფოთლოვანი წყალქვეშა მცენარე იზრდება წყლის ზედაპირზე. წყლის სისუფთავიდან გამომდინარე, მათ შეიძლება ჰქონდეთ ფესვები 3 მ-ზე მეტ სიღრმეზე. კლდოვანი და ხრეშიანი ფსკერის მქონე ტბები და წყალში მცირე საკვები ნივთიერებები არ უწყობს ხელს წყლის მცენარეების ზრდას, ხოლო ევტროფირებულ ტბებში, არაღრმა აუზებში და სანაპირო ზოლში ისინი უხვად იზრდებიან. ჩამდინარე წყლების ჩაშვებამ ტბებსა და წყალსაცავებში შეიძლება სტიმულირება მოახდინოს სხვა მცენარეების ზრდაზე ხელსაყრელი პირობები, როგორიცაა საკმარისად მაღალი ტემპერატურა და მზის შუქის არსებობა. ბიოლოგიურ აუზებში წყლის მცენარეების ზრდა იზღუდება საკმარისად ციცაბო გვერდითი კედლების მოწყობით და წყლის სიღრმის მინიმუმ 1 მ-ის შენარჩუნებით, რათა თავიდან აიცილოს მზის სხივები ძირამდე.[...]
მექანიკური აერაცია გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გაწმენდის პრაქტიკაში 60 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. ჯერ კიდევ 1916 წელს შეფილდში (ინგლისი) არქიმედეს ხრახნი გამოიყენებოდა აერაციის ტანკებში. შეზეთვა ხდებოდა ნარჩენების სითხით შეგროვებული სკუპით, რომელიც მიმაგრებული იყო საკისრის გვერდით ლილვზე. მასობრივი წარმოების ერთ-ერთი პირველი მექანიკური ვერტიკალური აერატორი არის "სიმპლექსი", რომელიც ცნობილია 30-იან წლებში. ბოლტონის სისტემის აერატორივით. 1932-1936 წლებში. ჩატარდა ექსპერიმენტები სსრკ-ში კავიტაციის ტიპის იმპულსური აერატორის გამოყენებაზე. მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ მნიშვნელოვანი სამუშაო გაკეთდა აერაციის აღჭურვილობის გასაუმჯობესებლად, განსაკუთრებით კომპანიების მიერ აშშ-ში, გერმანიაში, ჰოლანდიასა და საფრანგეთში. თუ წარსულში მექანიკური აერატორების გამოყენების ფარგლები შემოიფარგლებოდა საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად დაბალი სიმძლავრის დანადგარებით, ახლა მათი გამოყენების დიაპაზონი გაიზარდა გამტარუნარიანობამდე 50-100 ათასი მ3/დღეში. მექანიკური აერატორები ასევე გამოიყენება ბიოლოგიურ აუზებში და მდინარეების აერაციისთვის.