Пречиствателни станции за битови отпадни води

Особености при избора на площадка, план на разположение

През последните години във връзка с постигането на поетите ангажимента към Европейския съюз в нашата страна се изградиха, предстоят да бъдат изградени или са в процес на изграждане пречиствателни станции за отпадни води в голяма част от малките и големите населени места. Това е едно от основните направления, в което се развива ВиК секторът към момента. По данни на Министерството на околната среда и водите до края на 2015 г. се очаква да бъдат изградени над 80 пречиствателни станции в съответствие с европейските изисквания. Една немалка част от постъпващите в тези пречиствателни станции отпадни води имат битов характер. Техни източници са отпадните води от жилищни и обществени сгради, заведенията за хранене, болници и други. Характерна особеност на тези отпадни води е, че в тях се съдържат основно органични замърсители от растителен и животински произход, киселини, соли и различни химични елементи.

Директното им заустване в различни водоизточници може да доведе до сериозно нарушаване на екологичното им равновесие. От друга страна, в някои райони на страната немалка част от отпадните води, постъпващи в пречиствателната станция, са промишлени. Поради разликите както в състава на отпадните води и концентрацията на замърсяващи вещества, така и в обемите отпадни води от различните по големина населени места и предполага разработването и прилагането на различни технологични схеми за пречистването им.

Различни схеми на пречистване
Влияние върху избора на технологична схема оказват както на вида на замърсителите, така и някои други основни показатели, като общ сух остатък, биохимично потребен кислород (БПК) и химично потребен кислород (ХПК). Препоръчително е също да се проучат възможностите за вторично използване на пречистените води и стабилизираните утайки. При избора на технологична схема се вземат предвид и предварително определената необходима степен на пречистване, както и количеството и замърсеността на отпадните води. На основата им се подбират най-целесъобразните в конкретния случаи методи и съоръжения за постигане на желания пречиствателен ефект.

Счита се, че най-рационален е подходът, базиран на разработването на няколко варианта и последващото им сравняване на базата на комплекс от технико-икономически показатели, съобразени със санитарно-хигиенните и екологичните изисквания.

Обикновено в схемата на пречиствателните станции се включва комплекс от четири основни блока, в които се осъществява механично и биологично пречистване, обеззаразяване и третиране на утайките.

В зависимост от количеството отпадни води обаче някои от тези етапи може и да отпаднат. Например при малки количества на отпадните води се допуска използването само на механично пречистване, като технологичната схема може да включва: решетка за задържане на едри примеси; песъкозадържател за тежки примеси от материален произход; утаители за отделяне на органични вещества; хлораторно стопанство; метантанкове или открити изгниватели и изсушителни полета за изгниване на утайките.

В повечето случаи обаче механичното пречистване предхожда биологичното стъпало или съоръженията за физико-химично пречистване. Сред използваните съоръжения за биологично пречистване са биофилтрите, биобасейните, вторичните утаители. Изборът се определя най-вече от количеството отпадни води. Например за биологичното пречистване на водни количества от около 50 хил. куб. метра обикновено се предвиждат едностепенни и двустепенни биологични филтри.

При по-големи водни количества - от порядъка на 50 – 100 хил. куб. метра/d за подходящо се счита използването на биологично пречистване с едностепенни или двустепенни биобасейни.
В по-малките пречиствателни станции, при които се използват биофилтри, отпадната вода след биофилтрите постъпва във вторични утаители. При по-висока замърсеност може да се предвиди и рециркулация на биологично пречистената вода. Преди да се заусти в приемника, избистрената вода се дезинфекцира и обеззаразява. Изгнилите утайки се изпращат за обезводняване в изсушителни полета, а при по-големи пречиствателни станции обикновено се използват филтърпреси, центрофуги или вакуумфилтри.

При използване на схема с биобасейни механичното пречистване на водата обикновено е посредством решетки, песъкозадържатели, предаератори и първични утаители. В биобасейна пречистените от механични примеси води се аерират, а органичните вещества се минерализират в аеробни с помощта на активна утайка.

След биобасейна водата постъпва във вторичен утаител, където се отделя активната утайка.
В биобасейните количествата активна утайка непрекъснато нарастват, което налага непрекъснатото й извеждане от системата. Излишните количества се изпращат в уплътнители, където обемът се намалява за сметка на влажността им.

През последните години във връзка с все по-високите изисквания към качествата на пречистената вода се използват й двустепенни схеми за биологично пречистване и допречистване.

Разположение на съоръженията
При планиране разположението на съоръженията, включени в състава на пречиствателната станция, обикновено се следват два подхода  - принцип на блоковата и принцип на функционалната компановка.

Блоковата компановка се приема за икономически по-изгодното решение, тъй като протичането на всички процеси се осъществява в общ блок. Използват се общите стени на съседни съоръжения и се съкращава дължината на различните канали и тръбопроводи. Приложението на блоковата компановка води и до по-малко заемана земна площ, както и до възможност при разширяване на станцията новият блок да се изгради без да се оказва влияние върху работата на действащите блокове на станцията. Недостатъците са свързани предимно със зависимостта на отделните съоръжения в блока.

При необходимост от ремонт на отделни елементи се налага спиране на работата на целия блок. Друга специфика на блоковата компановка е при необходимост от разширение всички съоръжения в блока да се разширяват едновременно.

Функционалната компановка се характеризира с по-добра експлоатационна гъвкавост. Това решение се използва ефективно в райони с различна топография, а при необходимост от разширяване на отделни елементи не се налага едновременно разширяване и на всички останали. Най-често се изпълнява чрез комбиниране на различни видове съоръжения.

 Широко се използват комбинирани съоръжения, включващи първични утаители, биохимични реактори и вторични утаители.
Освен основни съоръжения, съставът на пречиствателната станция включва и редица спомагателни елементи, сред които са устройства за равномерно разпределение на отпадните води, и утайките между отделните пречиствателни съоръжения и стабилизаторите за утайка; устройства за изключване от действие, изпразване и промиване на различните съоръжения; устройства за измерване на количеството на пречистваните води, суровите първични утайки, количеството на изразходвания въздух и други.

Критерии при избора на местоположение на станцията
При избора на място за изграждане на пречиствателна станция е необходимо да се вземат предвид териториално-устройствените разработки на района и утвърденият градоустройствен план на населеното място, както и санитарно-хигиенните, екологичните и технико-икономическите изисквания.

Санитарно-хигиенните изисквания се отнасят предимно към местоположението на пречиствателната станция и устройството на санитарно-охранителни зони. Желателно е изграждането на пречиствателната станция да е на определено разстояние от населеното място. Размерите на санитарно-хигиенните зони се определят в зависимост от количеството и начина на пречистване на отпадните води с отчитане на конкретните условия.

Изборът на съоръжения и технологична схема на станцията, както бе подчертано, се съобразяват с количеството и състава на отпадните води, необходимата степен на пречистване, начина на третиране и използване на утайките, екологичните изисквания, нормите за проектиране и други.

Добре е при избора на местоположение на станцията да се отчете посоката на преобладаващите ветрове и по възможност да се разположи на подветрената страна. Стремежът е да се разположи по-ниско от населеното място по течението на реката върху наклонена площадка, за да се осигури самотечно движение на водата през пречиствателните съоръжения, а също и гравитационно отвеждане на дъждовните води.

При разработване на генералния план на пречиствателната станция обикновено първоначално се изготвя тахометрична снимка на избраната за целта площадка. Върху снимката се нанасят всички пречиствателни съоръжения, помпени станции, тръбопроводи, комуникационни връзки и сгради. При разработването на генералния план е добре да се предвиди и възможност за разширяване на пречиствателната станция в последствие.

Основен етап от изработване на плана на пречиствателната станция е определяне на височинното разположение на пречиствателните съоръжения. Оптимален е изборът, при който разположението на съоръженията осигурява самотечно преминаване на отпадните води през тях.

Препоръчително е съоръженията с голяма височина, като метантанковите, вертикалните и двуетажните утаители, наполовина да се вкопаят в земята. По този начин от една страна се намалява обемът на изкопната земна маса, а от друга - извлечената от изкопа земя се използва за засипване на съоръженията до определената по проекта кота с цел на топлинна изолация.

Денивелацията, необходима за осигуряване на гравитационно движение на отпадъчната вода през съоръженията на пречиствателната станция, се изчислява в зависимост от разликата между котата на водното ниво в довеждащия колектор и оразмерителната кота на водното ниво в приемника. Разликата би следвало да бъде по-голяма от сумарните загуби през съоръженията и свързващите ги канали, с известен резерв за сигурност от 1 до 1,5 m.

Общите напорни загуби се изчисляват за максималното водно количество, като се отчитат загубите по дължина на каналите, загубите от различни местни съпротивления, загубите през самите пречиствателни съоръжения и други. При предварителните изчисления за различните съоръжения общите напорни загуби могат да се приемат ориентировъчно.

При разработване на статията са използвани материали на проф. Цачо Цачев