После того как сточная вода проделает путь от участка жилой застройки по уличным канализационным коллекто­рам до очистных сооружений, располо­женных на пониженной части территории, она подвергается очистке, конеч­ным результатом которой является вода речного качества.

При рассмотрении канализации населенного пункта нам приходится иметь дело с гораздо боль­шими количествами сточных вод по сравнению с очистными сооружениями малой канализации, с которыми мы по­знакомились в предыдущей главе, так что легко предположить, что процесс очистки сточных вод населенного пункта требует применения более совершенных технических средств.

Рассмотрим для примера очистные сооружения, которые можно было бы использовать примени­тельно к канализации небольшого насе­ленного пункта.

Сначала на очистных сооружениях удаляются грубые примеси, т.е. плаваю­щие вещества и предметы, вызывающие засорение, например кусочки дерева, текстиля, пробки, остатки фруктов, син­тетических материалов и т. п. Это осу­ществляется довольно просто — путем ус­тановки на пути движения сточных вод решетки, на стержнях которой и задер­живаются отбросы. В зависимости от размера прозоров решетки через нее проходит большая или меньшая часть крупных частиц. Расстояние между стерж­нями решетки не должно быть слишком большим. Однако слишком малые прозоры также нецелесообразны, так как в этом случае решетка быстро забива­ется отбросами. Поскольку на малых очи­стных сооружениях не всегда возможно предусматривать решетки с механической очисткой или устройства для дробления отбросов, то рабочему, обслуживающему очистные сооружения, несколько раз в те­чение дня приходится удалять задер­жанные решеткой отбросы граблями. Удаленные отбросы лучше всего закапы­вать в землю с добавкой в них хлорной извести.

 

Затем из сточных вод удаляют тяжелые минеральные примеси, главным образом песок, который перемещается вместе со сточными водами до тех пор, пока скорость течения настолько велика, что твердые песчинки могут уноситься вместе с водой. При уменьшении скорости течения происходит оседание на дно сна­чала крупных, а затем и мелких частиц песка. Этот процесс легко проследить на примере ручья. На тех участках, где течение быстрое, например, там, где вода стекает по крутому склону, на дне ручья можно заметить исключительно крупный галечник. Далее на участках, где уклон становится меньше, на дне обнару­живаются гладкие мелкие камешки и, наконец, на ровных участках дно ручья целиком состоит из песка. При очень медленном течении воды на дне отлага­ется также ил. Песколовка, устраиваемая на очистных сооружениях, должна за­держивать песок, не допуская в то же время образования отложений взвеси. Поэтому скорость течения должна быть не слишком большой и в то же время не слишком малой. Она должна со­ставлять примерно 30 см/с, так как в этом случае из сточной воды выпадает только песок. Этот процесс осуществля­ется в продольных каналах, устроен­ных таким образом, что в них посто­янно поддерживается необходимая ско­рость течения. В малых установках про­кладывают по крайней мере два рас­положенных рядом канала, с тем, чтобы один из них можно было выключать на время прочистки. Для сушки песка ис­пользуются специальные площадки.  

 

Очищенные от крупных отбросов и песка сточные воды содержат еще большое количество загрязнений, поскольку с по­мощью решетки их задерживается всего лишь 5%. Если скорость течения сточных вод будет еще меньше, чем при прохож­дении через песколовку, то можно до­биться осаждения взвешенных веществ. В этом случае необходимо иметь доста­точно большие резервуары или каналы, чтобы обеспечить протекание по ним воды в течение 1—2 ч от места впуска до места выпуска из резервуара. В те­чение этого времени на дне резервуара отлагаются практически все способные оседать частицы взвешенных веществ.

Теперь предстоит либо сдвинуть массу отложившегося осадка с помощью меха­нических приспособлений в одно место и затем выпустить его, либо дать воз­можность осадку попасть через продоль­ные щели в отстойном желобе, как это предусмотрено в двухъярусных отстойни­ках, в расположенную под желобами ило­вую камеру. Как мы видим, задержание осадка может производиться в резервуа­рах различной конструкции. Путем выделения из сточных вод взве­шенных веществ, состоящих большей частью из способных к разложению органических веществ, можно добиться степени очистки сточных вод, равной 30% максимально возможной. Большего даже с помощью более крупных отстой­ников добиться не удается. Однако такой очистки в большинстве случаев бывает недостаточно для того, чтобы можно было отвести сточные воды в водоемы, и поэтому неосевшие загрязнения долж­ны быть удалены на последующей ста­дии очистки.

Наилучший результат дают биологические методы очистки. Техника использует естественные про­цессы, совершающиеся в природе, ус­коряя их с помощью различных вспомо­гательных средств, повышая их эффектив­ность или в некоторой степени замедляя их. Таким образом, все методы биоло­гической очистки являются как бы по­вторением соответствующих естествен­ных процессов, происходящих в природе. Распад загрязнений в водной среде или в населенной живыми организмами почве является частью круговорота органиче­ских веществ. Процессы, совершающиеся при очистке сточных вод, по сравнению с технологическими процессами какого-либо производства кажутся на первый взгляд менее сложными. Однако в на­стоящее время мы имеем лишь частичное представление о закономерностях есте­ственных процессов, происходящих в природе. Поэтому управление биологи­ческими процессами, происходящими в очистных сооружениях, пока что не до­стигло такой степени точности, которая свойственна управлению современными производственными процессами.

Тем не менее, сточные воды возможно очищать в любых желаемых пределах, причем эти пределы определяются только тех­нико-экономической целесообразностью биологической очистки. Такое разделе­ние является в какой-то мере произволь­ным, поскольку биологические процессы всегда являются естественными процес­сами. Разница между ними состоит лишь в степени применения при очистке сточ­ных вод тех или иных технических средств.

Можно также сказать, что ис­кусственные методы очистки предусмат­риваются на небольших по площади сооружениях (интенсивные методы), тог­да как естественные методы очистки на­ходят применение на больших площа­дях (экстенсивные методы).

К естествен­ным методам очистки относят в первую очередь использование полей орошения, а также биологических и рыбоводных прудов, принимающих сточные воды. При искусственной биологической очист­ке применяются способы очистки сточных вод в биофильтрах и с помощью актив­ного ила, с которыми мы в дальнейшем еще познакомимся подробно.

Кроме того, следует упомянуть о том, что имеются также и определенные химические ме­тоды обработки сточных вод, занимающие промежуточное положение между про­стыми механическими методами удаления взвешенных веществ и биологическими процессами. При добавлении к сточной воде определенных химических веществ происходит коагуляция тонкой взвеси, в результате чего она удаляется при от­стаивании. Однако коагуляция редко применяется при очистке бытовых сточ­ных вод и несколько чаще — для обра­ботки производственных стоков. Указанными методами, разумеется, не исчерпываются все возможности очистки сточных вод. Существует еще много других методов, в большей или меньшей степени отличающихся друг от друга.