Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет
имени М.В. Ломоносова»
Процессы и аппараты
очистки сточных вод
Учебное пособие
Архангельск
САФУ
2018
Стр.1
УДК 628.3(075)
ББК 38.761.2я73
П845
Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом
Северного (Арктического) федерального университета
имени М.В. Ломоносова
Авторы: Н.И. Богданович, Л.Н. Кузнецова, С.И. Третьяков,
Е.А. Лагунова
Рецензенты: Юрьев Ю.Л., заведующий кафедрой химической технологии
древесины Уральского государственного лесотехнического
университета, доктор технических наук, профессор;
Коптелов А.Е., ведущий специалист (метролог) ФГБУН
ФИЦКИА РАН, кандидат технических наук, доцент
Процессы и аппараты очистки сточных вод: учебное пособие /
П845 Н.И. Богданович, Л.Н. Кузнецова, С.И. Третьяков, Е.А. Лагунова;
Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. – Архангельск:
САФУ, 2018. – 113 с.
ISBN 978-5-261-01282-5
Рассмотрены основные характеристики сточных вод, даны методики
и примеры расчета степени очистки, процессов и аппаратов механической,
физико-химической и биологической очистки сточных вод.
Предназначено для студентов, обучающихся по программам бакалавриата
по направлениям подготовки «Химическая технология» и
«Биотехнология» очной и заочной форм обучения, а также тем, кто
интересуется вопросами очистки сточных вод.
УДК 628.3(075)
ББК 38.761.2я73
ISBN 978-5-261-01282-5
© Северный (Арктический)
федеральный университет
им. М.В. Ломоносова, 2018
Стр.2
Введение
Сброс сточных вод (СВ) в водоемы определяется в первую очередь
их расходом и загрязненностью, во вторую очередь статусом
водоема. Расход сточных вод можно определить с помощью специальных
расходомеров, установленных в трубопроводах канализационных
сооружений. Однако подобные методы определения расхода
грешат нестабильностью показаний расходомеров, особенно
для сточных вод, так как они постоянно зарастают отложениями
биологической природы (биообрастание) и взвешенными веществами
сточных вод. Поэтому наиболее рекомендуемые методы
определения расхода сточных вод – по водопотреблению за вычетом
потерь, иногда по нормативу водопотребления в расчете на
единицу выпускаемой продукции или на единицу потребляемого
сырья.
Что касается загрязненности сточных вод, существует огромное
количество характеризующих их показателей, которые можно
подразделить на интегральные, суммарные и индивидуальные
(специфические). К интегральным относятся показатели, характеризующие
содержание определенных групп веществ, например
органических, их принято включать в так называемую группу
окисляемых: ХПК – химическое потребление кислорода, БПК –
биологическое потребление кислорода и т.д. Иногда требуется
определять в СВ общее содержание минеральных веществ, характеризуемое
показателем «прокаленный остаток».
Содержание специфических веществ требуется при нормировании
сброса СВ в водоемы, определяется статусом водоема. Под
статусом водоема подразумевается его вид и категория. В соответствии
с принятой классификацией все водоемы подразделяются на
водоемы хозяйственно-бытового и рыбохозяйственного назначения.
И те и другие, в свою очередь, подразделяются на две категории.
Требования к водоемам I категории, в особенности водоемам
3
Стр.3
рыбохозяйственного назначения, наиболее жесткие, а значит, и
более жесткие требования предъявляются к очистке сточных вод,
сбрасываемых в эти водоемы.
Существующие расчетные методы, позволяющие рассчитать
предельный уровень загрязненности сточных вод, поступающих
на сброс, привязаны к статусу водоемов, так как в них всегда протекают
процессы самоочищения, в основном за счет жизнедеятельности
аэробных микроорганизмов на нижнем уровне трофической
цепи. Расчеты всегда основываются на решении уравнений
материального баланса, учитывающего содержание загрязнений в
сточной воде и воде водоемов.
Расчетные данные, характеризующие уровень загрязненности
сточных вод по тем или иным показателям при их сбросе в водоемы,
а значит, и необходимую степень их очистки используют в
дальнейшем при разработке технологических процессов и подборе
(расчете) соответствующих аппаратов, предназначенных для удаления
тех или иных видов загрязнений.
В данном учебном пособии в сжатом виде представлены особенности
и примеры расчетов процессов и аппаратов, предназначенных
для очистки сточных вод, а также расчеты необходимой
степени их очистки.
4
Стр.4
Оглавление
Введение ...................................................................................................
Глава 1. Сточные воды, их характеристика и расчет необходимой
степени очистки ........................................................................
1.1. Виды сточных вод и состав загрязнений ..................................
1.2. Расчет допустимого сброса загрязнений со сточными водами
в водоемы ...............................................................................
Контрольные вопросы к главе ...............................................................
Глава 2. Механическая очистка сточных вод .......................................
2.1. Решетки ........................................................................................
2.2. Песколовки ..................................................................................
2.3. Усреднители ................................................................................
2.4. Отстойники ..................................................................................
2.5. Центробежное осаждение сточных вод ...................................
2.6. Фильтрование ..............................................................................
Контрольные вопросы к главе ...............................................................
Глава 3. Физико-химическая очистка сточных вод .............................
3.1. Коагуляция примесей сточных вод ...........................................
3.2. Адсорбция ....................................................................................
3.3. Ректификация ..............................................................................
3.4. Ионный обмен .............................................................................
3.5. Мембранные процессы очистки сточных вод .........................
Контрольные вопросы к главе ...............................................................
Глава 4. Биологическая очистка сточных вод ......................................
4.1. Аэротенки.....................................................................................
4.2. Расчет аэротенков .......................................................................
4.3. Циркуляционно-окислительные каналы и окситенки ...........
4.4. Биофильтры .................................................................................
4.5. Примеры расчетов .......................................................................
3
5
5
6
17
19
19
21
23
24
45
50
50
52
52
54
60
63
66
70
71
71
74
82
85
91
Контрольные вопросы к главе 4 ............................................................ 110
Список рекомендуемой литературы ..................................................... 112
113
Стр.113