ҚАЗІРГІ КЕЗДЕГІ АҚАБА СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ (АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ «ТОСПА СУ» МЕКЕМЕСІ МЫСАЛЫНДА)
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.2 Ақаба сулары құрамының зерттелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.3 Ақаба суларының ластану көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу ... ... ... ... ... ... ... 13
1.4.1 Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары ... ... ... ... ... . 16
1.4.2 Ақаба суларды тазартудың айырықша технологиялары ... ... ... ... 23
1.4.3 Тазарту технологияларының кейбір артықшылықтары мен кемшіліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 25
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... . 28
2.1 Зерттеу материалдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
2.2 Зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
3 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... . 29
3.1 Қаладағы канализация және тазартушы имараттардың сипаттамалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
3.2 Тазартушы имараттарға түсетін ақаба сулардың мөлшері ... ... ... 29
3.3 Ақаба суларды тазартудың қысқаша сипаттамалары (Тоспа су мекемесі мысалында) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
3.4 Тазартылған ақаба сулардың сапалық құрамының нормалық көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
3.5 Белсенді тұнбада және биологиялық қабықшада ағзалардың болу белгілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
3.6 Белсенді тұнбадағы индикаторлық ағзалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
1 ӘДЕБИ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.2 Ақаба сулары құрамының зерттелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.3 Ақаба суларының ластану көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу ... ... ... ... ... ... ... 13
1.4.1 Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары ... ... ... ... ... . 16
1.4.2 Ақаба суларды тазартудың айырықша технологиялары ... ... ... ... 23
1.4.3 Тазарту технологияларының кейбір артықшылықтары мен кемшіліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 25
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... . 28
2.1 Зерттеу материалдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
2.2 Зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
3 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... . 29
3.1 Қаладағы канализация және тазартушы имараттардың сипаттамалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
3.2 Тазартушы имараттарға түсетін ақаба сулардың мөлшері ... ... ... 29
3.3 Ақаба суларды тазартудың қысқаша сипаттамалары (Тоспа су мекемесі мысалында) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
3.4 Тазартылған ақаба сулардың сапалық құрамының нормалық көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
3.5 Белсенді тұнбада және биологиялық қабықшада ағзалардың болу белгілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
3.6 Белсенді тұнбадағы индикаторлық ағзалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
ХХ ғасырда Жер шарында адамдар саны 3 есеге көбейді. Дәл осы кезеңде тұщы суға деген қажеттілік 7 есе, коммуналдық-ауыз су қажеттіліктері 13 есеге артты. Тұрғындар санының және әлемдік шаруашылықтың артуы есебінен соңғы 20 жылдықта тұщы суды тұтыну шамамен жылына 100 км3 жеткенін айта кеткен дұрыс.
Су сапасының төмендеуі барлық су нысандарында органикалық ластанған заттардың болуымен түсіндіріледі. Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары) елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судың 60 м3-ін ластайды. Ақаба су шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың ақаба суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері мен кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және тазарту технологияларымен танысу.
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан тазарту технологияларымен танысу.
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың технологиялық схемасымен танысу.
- Тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау.
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру динамикасына талдау жасау.
- Дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына баға беру.
- Химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Қазіргі таңда ақаба суларды тазарту технологиялары, құрылғылар және техника алуан түрлі. Қаладан келетін ақаба суларды тазарту жүйесінде ең көп таралғаны ақаба суларды механикалық және биолгиялық тазарту. Дәл осы дәстүрлі классикалық тазарту сұлбасы Алматыдағы Аэрация станциясында қолданылады. Технологиялық жүйенің жаңаруы, кейбір құрылғылардың ауысуы және кейбір ақаба сулардың құрамының өзгеруі тазарту имараттарының жұмыс істеу тиімділігін арттыру қажеттігін туғызады.
Су сапасының төмендеуі барлық су нысандарында органикалық ластанған заттардың болуымен түсіндіріледі. Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары) елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судың 60 м3-ін ластайды. Ақаба су шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың ақаба суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері мен кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және тазарту технологияларымен танысу.
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан тазарту технологияларымен танысу.
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың технологиялық схемасымен танысу.
- Тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау.
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру динамикасына талдау жасау.
- Дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына баға беру.
- Химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Қазіргі таңда ақаба суларды тазарту технологиялары, құрылғылар және техника алуан түрлі. Қаладан келетін ақаба суларды тазарту жүйесінде ең көп таралғаны ақаба суларды механикалық және биолгиялық тазарту. Дәл осы дәстүрлі классикалық тазарту сұлбасы Алматыдағы Аэрация станциясында қолданылады. Технологиялық жүйенің жаңаруы, кейбір құрылғылардың ауысуы және кейбір ақаба сулардың құрамының өзгеруі тазарту имараттарының жұмыс істеу тиімділігін арттыру қажеттігін туғызады.
1. Воронов В.Ю. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник. – изд. 4-е, доп. И перераб. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006.
2. Очистка сточных вод от взвешенных веществ и неорганических примесей. – М.: НИЦ «Глобус», 2007. – 81 б.
3. Водный кодекс Республики Казахстан. Алматы, 1993 г.
4. Правила пользования коммунальными водопроводом и канализацией в городах и районных центрах Республики Казахстан. Алматы, Министерство экономики и торговли, Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля, 1998 г.
5. Правила приема производственных сточных вод в Алматинскую городскую канализацию. Алматы, ГКП «Водоканал», 1998 г.
6. Правила охраны поверхностных вод Республики Казахстан. Алматы, 1994г.
7. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. (Сан.ПиН № 3.01.070.98). Алматы,1998г.
8. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами (МУ № 3.01.006.97). Алматы,1997г.
9. Методика расчета предельно-допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты Республики Казахстан со сточными водами. Алматы,1994г.
10. Положение по обеззараживанию биологически очищенных сточных вод г.Алматы жидким хлором при сбросе их в р.Или. Алматы, АГПО «Водоканал», 1997 г.
11. Рекомендации по использованию сточных вод накопителя Сорбулак на орошение кормовых и технических культур. Алматы, Минэкобиоресурсов, 1994г.
12. Инструкция по отбору проб поверхностних и сточных вод на химический анализ. Алматы, Минэкобиоресурсов РК, 1994 г.
13. Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М., Главрыбвод, 1990 г.
14. Методические руководство по охране подземных вод от загрязнения. М., СЭВ, Постоянная комиссия по геологии, 1985 г.
15. Сельско-хозяйственное использование сточных вод. Справочник. Л.П.Овцов, В.В.Игнатова, Э.Е.Элик и др. Москва, Росагропромиздат, 1989 г.
16. СанПиН 2.1.7.573-96. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения». М., Минздрав России, 1997 г.
17. Требования к качеству вод, используемых для орошения земель Казахстана. Алматы, Минэкобиоресурсов РК, «Казмеханобр», 1993г.
18. Расширение накопителя Сорбулак. Водохозяйственные расчеты. Алма-Ата, Госстрой СССР, «Казводоканалпроект», 1987 г.
19. Схема утилизации сточных вод г.Алма-Аты. Алма-Ата, Минводхоз Каз.ССР, «Казгипроводхоз», 1989 г.
20. Аварийный сброс Правобережного Сорбулакского канала. Технико-экономический расчет. Алма-Ата, Минводхоз РК,«Казгипроводхоз»,1992г.
21. Проект нормативов предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, отводимых со сточными водами ГКП «Водоканал» г.Алматы в накопитель Сорбулак (ПСК). Алматы-Талдыкорган, 2004 г.
22. Проект норм предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в р.Или со сточными водами города Алматы по Правобережному Сорбулакскому каналу. Алматы, НГУ «Центр Экозащита», 2000 г.
23. Проект нормативов предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, отводимых с механически очищенными сточными водами г.Алматы на поля фильтрации. Алматы, 2002 г.
24. Рекомендации на проектирование сооружений доочистки сточных вод г.Алма-Аты перед сбросом их в р.Или. Ташкент, ТашНИИ «ВОДГЕО», 1992 г.
25. Рекомендации на реконструкцию биопрудов доочистки на аварийном сбросе Правобережного Сорбулакского канала. Ташкент, ТашНИИ «ВОДГЕО», 1999 г.
26. «Правила эксплуатации накопителя сточных вод Сорбулак, системы накопителей Правобережного Сорбулакского канала (ПСК) и аварийного сбросного канала в реку Или». Алматы, 2000 г.
27. Правила технической эксплуатации водопроводов и канализаций. Москва, Стройиздат, 1965 г.
28. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. Москва, Стройиздат, 1977 г.
29. Методика оценки технологической эффективности работы городских очистных сооружений канализации. Москва, Стройиздат, 1987 г.
30. Утилизация промышленных отходов. П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков. Москва, Стройиздат, 1990 г.
31. Эксплуатация канализационных очистных сооружений. Е.М.Кигель. Киев, «Будiвельник», 1978 г.
32. Методы определения вредных веществ в воде водоемов. Ю.В. Новиков, К.О. Ласточкина, З.Н. Болдина. Москва, Медицина, 1981 г.
33. Методики определения массовой концентрации различных загрязняющих веществ, согласно «Перечня аттестованных и временно допущенных к использованию методик определения содержания компонентов в природных и сточных водах. Министерство экологии и биоресурсов РК, Атматы, 1995 г».
34. Канализация. С.В. Яковлев, Ю.М. Ласков. Москва, Стройиздат, 1987 г.
35. Экология и природопользование. Д.К. Сулеев, С.И. Сагитов, П.И. Сагитов, К.К.Жумагулов. Алматы, 2004 г.
36. Водоотведение и очистка сточных вод. С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов. Москва, 2004 г.
37. Химия воды и микробиология. Н.Ф.Возная. Москва, «Высшая школа», 1979 г.
38. РНД 211.3.03.03-2000. Методика по установлению предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ на поля фильтрации и в естественные понижения рельефа местности. Кокшетау, 2000 г.
2. Очистка сточных вод от взвешенных веществ и неорганических примесей. – М.: НИЦ «Глобус», 2007. – 81 б.
3. Водный кодекс Республики Казахстан. Алматы, 1993 г.
4. Правила пользования коммунальными водопроводом и канализацией в городах и районных центрах Республики Казахстан. Алматы, Министерство экономики и торговли, Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля, 1998 г.
5. Правила приема производственных сточных вод в Алматинскую городскую канализацию. Алматы, ГКП «Водоканал», 1998 г.
6. Правила охраны поверхностных вод Республики Казахстан. Алматы, 1994г.
7. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. (Сан.ПиН № 3.01.070.98). Алматы,1998г.
8. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами (МУ № 3.01.006.97). Алматы,1997г.
9. Методика расчета предельно-допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты Республики Казахстан со сточными водами. Алматы,1994г.
10. Положение по обеззараживанию биологически очищенных сточных вод г.Алматы жидким хлором при сбросе их в р.Или. Алматы, АГПО «Водоканал», 1997 г.
11. Рекомендации по использованию сточных вод накопителя Сорбулак на орошение кормовых и технических культур. Алматы, Минэкобиоресурсов, 1994г.
12. Инструкция по отбору проб поверхностних и сточных вод на химический анализ. Алматы, Минэкобиоресурсов РК, 1994 г.
13. Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М., Главрыбвод, 1990 г.
14. Методические руководство по охране подземных вод от загрязнения. М., СЭВ, Постоянная комиссия по геологии, 1985 г.
15. Сельско-хозяйственное использование сточных вод. Справочник. Л.П.Овцов, В.В.Игнатова, Э.Е.Элик и др. Москва, Росагропромиздат, 1989 г.
16. СанПиН 2.1.7.573-96. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения». М., Минздрав России, 1997 г.
17. Требования к качеству вод, используемых для орошения земель Казахстана. Алматы, Минэкобиоресурсов РК, «Казмеханобр», 1993г.
18. Расширение накопителя Сорбулак. Водохозяйственные расчеты. Алма-Ата, Госстрой СССР, «Казводоканалпроект», 1987 г.
19. Схема утилизации сточных вод г.Алма-Аты. Алма-Ата, Минводхоз Каз.ССР, «Казгипроводхоз», 1989 г.
20. Аварийный сброс Правобережного Сорбулакского канала. Технико-экономический расчет. Алма-Ата, Минводхоз РК,«Казгипроводхоз»,1992г.
21. Проект нормативов предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, отводимых со сточными водами ГКП «Водоканал» г.Алматы в накопитель Сорбулак (ПСК). Алматы-Талдыкорган, 2004 г.
22. Проект норм предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в р.Или со сточными водами города Алматы по Правобережному Сорбулакскому каналу. Алматы, НГУ «Центр Экозащита», 2000 г.
23. Проект нормативов предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, отводимых с механически очищенными сточными водами г.Алматы на поля фильтрации. Алматы, 2002 г.
24. Рекомендации на проектирование сооружений доочистки сточных вод г.Алма-Аты перед сбросом их в р.Или. Ташкент, ТашНИИ «ВОДГЕО», 1992 г.
25. Рекомендации на реконструкцию биопрудов доочистки на аварийном сбросе Правобережного Сорбулакского канала. Ташкент, ТашНИИ «ВОДГЕО», 1999 г.
26. «Правила эксплуатации накопителя сточных вод Сорбулак, системы накопителей Правобережного Сорбулакского канала (ПСК) и аварийного сбросного канала в реку Или». Алматы, 2000 г.
27. Правила технической эксплуатации водопроводов и канализаций. Москва, Стройиздат, 1965 г.
28. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. Москва, Стройиздат, 1977 г.
29. Методика оценки технологической эффективности работы городских очистных сооружений канализации. Москва, Стройиздат, 1987 г.
30. Утилизация промышленных отходов. П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков. Москва, Стройиздат, 1990 г.
31. Эксплуатация канализационных очистных сооружений. Е.М.Кигель. Киев, «Будiвельник», 1978 г.
32. Методы определения вредных веществ в воде водоемов. Ю.В. Новиков, К.О. Ласточкина, З.Н. Болдина. Москва, Медицина, 1981 г.
33. Методики определения массовой концентрации различных загрязняющих веществ, согласно «Перечня аттестованных и временно допущенных к использованию методик определения содержания компонентов в природных и сточных водах. Министерство экологии и биоресурсов РК, Атматы, 1995 г».
34. Канализация. С.В. Яковлев, Ю.М. Ласков. Москва, Стройиздат, 1987 г.
35. Экология и природопользование. Д.К. Сулеев, С.И. Сагитов, П.И. Сагитов, К.К.Жумагулов. Алматы, 2004 г.
36. Водоотведение и очистка сточных вод. С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов. Москва, 2004 г.
37. Химия воды и микробиология. Н.Ф.Возная. Москва, «Высшая школа», 1979 г.
38. РНД 211.3.03.03-2000. Методика по установлению предельно-допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ на поля фильтрации и в естественные понижения рельефа местности. Кокшетау, 2000 г.
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Керімбек Б.Қ.
ҚАЗІРГІ КЕЗДЕГІ АҚАБА СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ (АЛМАТЫ
ҚАЛАСЫНДАҒЫ ТОСПА СУ МЕКЕМЕСІ МЫСАЛЫНДА)
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5В070100 – Биотехнология мамандығы бойынша
Алматы, 2015 ж
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Биология және биотехнология факультеті
Қорғауға жіберілді
Молекулалық биология және
генетика кафедрасының
меңгерушісі, б.ғ.д., проф. _____________ Айташева З.Ғ.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: ҚАЗІРГІ КЕЗДЕГІ АҚАБА СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
(АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ ТОСПА СУ МЕКЕМЕСІ МЫСАЛЫНДА)
5В070100 – Биотехнология мамандығы бойынша
Орындаған:
Керімбек Б.Қ.
4 курс студенті
Ғылыми жетекшісі:
Көшкімбаев Қ.С.
б.ғ.к., доцент
Норма бақылаушы:
Жігітбекова Ә.Д.
Алматы, 2015 ж
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 52 беттен, 9 кестеден, 6 суреттен, 38 әдебиеттер
тізімінен тұрады.
Негізгі қолданылатын сөздер: ақаба сулар, биофильтр, биологиялық
тоған, аэротенк, биологиялық қабық, белсенді тұнба, тазартушы имарат,
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың
ақаба суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері
мен кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және
тазарту технологияларымен танысу;
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан
тазарту технологияларымен танысу;
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың
технологиялық схемасымен танысу;
- тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау;
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру
динамикасына талдау жасау;
- дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына
баға беру;
- химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы
сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Зерттеу нысаны – Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесіндегі ақаба
суларды тазарту технологиялары.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа содержит 52 страницы, 9 таблиц, 6 рисунков, 38
источников литературы.
Ключевые слова: сточные воды, биофильтр, биологический пруд, аэротенк,
биологическая пленка, активный ил, очистное сооружение.
Цель дипломной работы: оценка эффективности используемых технологий
для очистки сточных вод города Алматы на примере предприятия Тоспа Су.
Задачи:
- ознакомление с историей очистки сточных вод и технологиями по очистке
сточных вод по литратурным источникам;
- ознакомление с технологиями очистки сточных вод используемыми на
предприятии Тоспа Су в г.Алматы;
- ознакомление с технологическими схемами очистки от сточных вод на
предприятии Тоспа Су;
- анализировать степень очистки сточных вод после каждого этапа очистки;
- анализировать динамику изменения очищенных сточных вод в период 2006-
2013 гг;
- оценка качества вод очищенных традиционным способом;
- в лаборатории химического анализа освоить методику определения
содержания тяжелых металлов в водах на различных стадиях очистки.
Объект исследования: технологии очистки сточных вод применяемых на
предприятии Тоспа су в городе Алматы.
ABSTRACT
Thesis contains 52 pages, 9 tables, 6 figures, 38 sources of
literature.
Keywords: wastewater, biofilter, biological pond aeration, biological
film activated sludge treatment plant.
The aim of the thesis: evaluation of the effectiveness of the
technology used for sewage treatment in the city of Almaty example
institution Tospa Su.
Objectives:
- Acquaintance with the history of wastewater treatment technologies
and wastewater treatment for litraturam.
- Introduce pollution control technologies are used in the
establishment Tospa Su.
- Introduction of technological schemes purification of waste water in
the facility Su Tospa.
- To analyze the composition of the waste water after each stage of
purification.
- Analyze the dynamics of the treated wastewater in the period 2006-
2013.
- Assessment of the quality of water treated in the traditional way.
The object of study: technology wastewater treatment facility Tospasu
in Almaty.
Мазмұны
б.
КІРІСПЕ 8
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ..
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 9
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ...
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік 9
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
1.2 Ақаба сулары құрамының зерттелуі 10
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
1.3 Ақаба суларының ластану көрсеткіштері 11
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу 13
... ... ... ... ... ... ...
1.4.1Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары 16
... ... ... ... ... .
1.4.2Ақаба суларды тазартудың айырықша технологиялары 23
... ... ... ...
1.4.3Тазарту технологияларының кейбір артықшылықтары мен 25
кемшіліктері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ...
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ 28
... ... ... ... ... ... ... .
2.1 Зерттеу материалдары 28
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ..
2.2 Зерттеу әдістері 28
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... .
3 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫН ТАЛҚЫЛАУ 29
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1 Қаладағы канализация және тазартушы имараттардың сипаттамалары 29
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ...
3.2 Тазартушы имараттарға түсетін ақаба сулардың мөлшері 29
... ... ...
3.3 Ақаба суларды тазартудың қысқаша сипаттамалары (Тоспа су 32
мекемесі мысалында)
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ...
3.4 Тазартылған ақаба сулардың сапалық құрамының нормалық 38
көрсеткіштері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ...
3.5 Белсенді тұнбада және биологиялық қабықшада ағзалардың болу 46
белгілері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... .
3.6 Белсенді тұнбадағы индикаторлық ағзалар 47
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ҚОРЫТЫНДЫ 49
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... .
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 50
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ..
Белгілеулер мен қысқартулар
Биофильтр – биологиялық фильтрлер;
ОБҚ – оттегідегі биологиялық қажеттілік;
ОХҚ – оттегідегі химиялық қажеттілік;
БТ – белсенді тұнба;
ЖМС – жалпы микробтар саны;
РФА – рентген-флуорестценттік анализатор;
ШРМ – шекті рауалы мөлшер
ОСЖ – оң жағалаудағы Сорбұлақ жинағышы
МКК – мемлекеттік комуналдық кәсіпорны
КІРІСПЕ
ХХ ғасырда Жер шарында адамдар саны 3 есеге көбейді. Дәл осы кезеңде
тұщы суға деген қажеттілік 7 есе, коммуналдық-ауыз су қажеттіліктері 13
есеге артты. Тұрғындар санының және әлемдік шаруашылықтың артуы есебінен
соңғы 20 жылдықта тұщы суды тұтыну шамамен жылына 100 км3 жеткенін айта
кеткен дұрыс.
Су сапасының төмендеуі барлық су нысандарында органикалық ластанған
заттардың болуымен түсіндіріледі. Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста
немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған
аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық,
нөсер, т.б ағындылары) елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судың 60 м3-ін ластайды. Ақаба су
шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба
судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық
қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың ақаба
суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері мен
кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және
тазарту технологияларымен танысу.
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан тазарту
технологияларымен танысу.
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың
технологиялық схемасымен танысу.
- Тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау.
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру
динамикасына талдау жасау.
- Дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына
баға беру.
- Химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы
сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Қазіргі таңда ақаба суларды тазарту технологиялары, құрылғылар және
техника алуан түрлі. Қаладан келетін ақаба суларды тазарту жүйесінде ең көп
таралғаны ақаба суларды механикалық және биолгиялық тазарту. Дәл осы
дәстүрлі классикалық тазарту сұлбасы Алматыдағы Аэрация станциясында
қолданылады. Технологиялық жүйенің жаңаруы, кейбір құрылғылардың ауысуы
және кейбір ақаба сулардың құрамының өзгеруі тазарту имараттарының жұмыс
істеу тиімділігін арттыру қажеттігін туғызады.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік
Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында
пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған аймақ, соның ішінде
(өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары)
елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судыц 60 м3-ін ластайды. Ақаба су
шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба
судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық
қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Шығу тегі бойынша ақаба сулары келесі топтарға бөлінеді:
1. атмосфералық;
2. шаруашылық-тұрмыстық;
3. өндірістік.
Атмосфералық немесе жаңбырлық ақаба сулары атмосфералық жауын-шашынның
жаууы және қардың еруі нәтижесінде пайда болады. Бұл сулар, негізінен, құм,
шаң, органикалық заттар және мұнай өнімдері арқылы ластанады.
Мұндай ақаба суларды сипаттау мақсатында келесі талдаулар жүргізіледі:
Жүзбе заттар, мұнай өнімдері, ОБҚ, ОХҚ.
Өндірістік ақаба су кұрамы ақаба су түзілетін технологиялық
процестермен, сондай-ақ материал мен шикізаттың химиялык қасиеттерімен
анықталады. Ластанған және нормативті таза (яғни, тазалауды қажет ететін)
өндірістік ақаба су болып ажыратылады. Атмосфералық ақаба су нөсер (жаңбыр)
және қар суы болып бөлінеді.
Шаруашылық-тұрмыстық сулар судың тұрғындар арқылы пайдаланылуы
нәтижесінде түзіледі. Бұл ас үйлерден, моншалардан, санитарлық түйіндерден,
кір жуатын және басқа да орынндардан жіберілетін ағындар. Олар өзіне тән
ерекшеліктермен сипатталады: құрамында түрлі дәрежеде дисперсияланған жүзбе
заттардың айтарлықтай мөлшері болады; шіруге қабілеттілігімен ерекшеленеді;
құрамында органикалық және бейорганикалық заттар болады [1].
Шаруашылық-тұрмыстық ақаба суларының бактериялық ластануы орасан зор,
және олар санитарлық тұрғыдан өте қауіпті болып табылады.
Тұрмыстық ақаба суларын толық талдаудан өткізу келесі сұлба арқылы
жүзеге асырылады:
1. Ақаба суларының температурасы, түсі, иісі, мөлдірлігі, лайлылығы,
тұнбасы, белсенділік реакциясы (рН), олардың құрамындағы жүзбе заттар,
эфирлі ерігіштер (мұнайөнімдері, майлар), сілтілігі мен қышқылдығы,
хлоридтер, фосфаттар, NН4+, NO2-, NО3-, Н2S, органикалық заттардың бар-
жоқтығы (ОБҚ, ОХҚ) анықталады;
2) міндетті түрде бактериялық зерттеу жүргізіледі (микробтардың жалпы
саны, коли-индекс, және гельминиттер ұрықтарының саны).
1.2 Ақаба сулар құрамының зерттелуі
Ақаба суларын толық талдаудан өткізу тазарту имараттары жұмыстарының
тиімділігін тексеру кезінде қажет. Мұндай жағдайда талдау тазартуға дейін,
тазартудан кейін және тазартудың түрлі сатыларында жүргізіледі.
Ағымдағы санитарлық қадағалау кезінде белгілі бір жағдайға тән
таңдалынып алынған анықтамалар түріндегі қысқаша талдаумен шектеледі.
Мысалы, тұндырғыштардың жұмысын қадағалау үшін, жүзбе заттардың мөлшері, ал
тотықтырғыштардың жұмысын бағалау үшін, ОБҚ мөлшері анықталады.
Тұрмыстық ақаба суларының құрамы салыстырмалы түрде біркелкі және
жақсы зерттелген. Ақаба сулардың құрамындағы жүзбе заттар дегеніміз барынша
ірі саңылаулары бар қағаз фильтр (ақ таспа, қызғылт таспа) арқылы
сүзілетін ластаушы заттар мөлшері.
Жүзбе және коллоидты заттардың бірігіп кездесуі мөлдірлік немесе
лайлылық арқылы анықталады.
Қалалық ақаба суларының құрамындағы жүзбе заттардың мөлшері 80-500
мгл шамасында өзгереді. Өндірістік және жаңбырлық ақаба суларында 1 литрде
бірнеше граммға дейін кездеседі.
Механикалық тазарту имараттарын сипаттау үшін тұнбалық – бұл
лабораториялық цилиндрде 2 сағат бойы тұндырған кезде тұнбаға түсетін
заттарға талдау жүргізеді. Олар көлемі және салмағы бойынша есептеледі.
Тазартудан өтпеген қалалық ақаба суларының құрамындағы тұнба заттар
үлес салмағы 65-75 %.
Ақаба суларындағы органикалық заттарды сипаттау кезінде ОБҚ, ОХҚ,
жалпы органикалық көміртегі, перманганатты тотығу сияқты шамалар
пайдаланылады. ОБҚ микроорганизмдердің субстраты болып табылатын
органикалық заттардың құрамдық шамасы болып табылады. Ресейде ақаба
суларының ОХҚ қадағаланбайды. Қалалық тазарту станцияларына ОХҚ шамасы 200-
900 мгл аралығындағы ақаба сулары келіп түседі, биологиялық тазартудан
кейін, судағы ОХҚ шамасы – 50-300 мгл, тазартуға дейінгі процестен кейін
20-60 мгл. Перманганатты тотығу су сапасын бақылауда қолданылмайды десек
те болады. Тазарту имараттарында оны шұғыл ақпарат алу мақсатында
пайдаланылады, өйткені бұл талдау ОБҚ және ОХҚ салыстырғанда қарапайымдау
[2].
Су сапасын экологиялық қадағалау мақсатында ОБҚ тек шайқалған сынамада
анықталады. Технологиялық эксплуатациялау және түрлі сатылардағы тазарту
процесін бағалау мақсатында ОБҚ шамасын үш түрлі сынамада: шайқалған, 2
сағат бойы тұндырылған, сүзілген сынамаларда анықтайды.
Тазартылмаған ақаба суларының ОБҚ шамасы 100-500 мгл құрайды және ол
жыл мезгілдері, тәуліктегі уақытқа байланысты өзгеріп тұрады [3].
1.3 Ақаба сулардағы ластану және ластану көрсеткіштері
Судағы ластағыштар қалқымалы, коллоидті және еріген күйінде болады.
Табиғаты бойынша олар келесідей бөлінеді: минералды, органикалық,
бактериалды және биологиялық.
Минералды –құм, шаң, қоқыс және кен бөлшектері; минералды тұздар,
қышқылдар және сілті ерітінділері; минералды майлар; темір, кальций,
магний, кремний, калий және өзге де бейорганикалық заттар.
Органикалық –
а) өсімдік негізді: өсімдік, жемісті көкөністер және дәнді-дақылдардың
қалдықтары, қағаз, өсімдік майлары және өзгелер (бұл ластаушы заттардың
негізгі химиялық элементі көміртегі болып табылады);
б) жануар негізді: адамдар және жануарлардың физиологиялық қалдықтары,
жануарлардың бұлшық етті және майлы тіні, желімді заттар және өзгелер (бұл
ластаушы заттардың негізгі химиялық элементі азот, сонымен қатар фосфор,
күкірт және сутегі).
Бактериялы және биологиялық – әр түрлі ұсақ ағзалар: ашытқы және зең
саңырауқұлақтары, ұсақ балдырлар және бактериялар, сонымен қатар ауру
туғызушы (іш сүзек, қылау, дизентерия, тырысқақ және өзге де ауру
қоздырушылар).
Сынама нәтижелері бойынша Алматы қаласының ағынды суларында ерімеген
ластағыштардың 38-42% минералды және 62-58% органикалық қоспалар құрайды.
Ағынды сулардың қоспалары оның түзілуіне қарамастан бөлшек мөлшеріне
байланысты төрт топқа бөлінеді.
Қоспалардың алғашқы тобына суда ерімеген қалың дисперсті қоспалар
жатады. Әдетте олар органикалық және бейорганикалық табиғатқа ие болады.
Бұл топқа микроағзалар (қарапайымдар, балдырлар, саңырауқұлақтар),
бактериялар және гельминттер жұмыртқалары жатады. Бұл қоспалар сумен
тұрақсыз жүйе құрайды. Сәйкес жағдайларда олар жауын-шашын құрамына түсіп,
су бетіне жүзіп шығуы мүмкін. Бұл топтағы ластаушы заттардың біршама бөлігі
судан гравитациялық тұнба ретінде бөлінуі мүмкін.
Қоспалардың екінші тобын көлемі 106 см аз емес коллоидті деңгейдегі
дисперсті заттар құрайды. Бұл топтың гидрофилді және гидрофобты қоспалары
сумен біріге ерекше молекулярлы-кинетикалық ерекшеліктерге ие жүйелер
құрайды. Бұл топқа жоғары молекулярлы қоспалар жатады, себебі олардың
қасиеттері коллоидті жүйелермен ұқсас. Физикалық жағдайға сәйкес бұл топ
қоспалары өзінің агрегаттық күйін өзгертуі мүмкін. Бөлшектердің кіші
мөлшері олардың ауырлық күші әсерінен тұнуына кедергі жасайды. Агрегаттық
тұрақтылық жойылған жағдайда қоспалар жауын-шашын құрамына түседі.
Үшінші топқа мөлшері 107 см болатын бөлшекті қоспалар жатады. Олар
молекулалы деңгейлі дисперстілікке ие. Олардың сумен әсерлесуінен
ерітінділер түзіледі. Ағынды суларды үшінші топтағы қоспалардан тазарту
үшін биологиялық және физико-химиялық әдістер қолданады.
Төртінші топ қоспалары 108 см мөлшеріне және ионды деңгейлік
дисперстілікке сәйкес келеді. Бұл топқа қышқыл, тұздар және негіз
ерітінділері жатады.
Кейбіреулері, әсіресе аммоний тұзы және фосфаты судан биологиялық
тазарту кезінде жойылады. Бірақ толық биологиялық тазарту судағы тұздарды
толығымен жоя алмайды [16].
Түзілуіне сәйкес ағынды сулардың негізгі үш тобын бөледі: шаруашылық-
тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық (нөсерлі, жауын-шашынды).
Ақаба сулар құрамын қарастыру кезінде ластану концентрациясы (мгл,
гм3) басты көрсеткіш боп саналады. Имараттардың жұмысын бағалау нақты бір
уақыт аралығындағы орташа сынамаларды талдауға негізделеді. Қалыпты
жағдайда ортатәуліктік, сондай-ақ бірлік сынамалар қолданылады. Сынамаларды
жинау, талдау, тасымалдау, сақтау және араластыру бекітілген сәйкес
нұсқаулықтарға сай жүргізіледі.
Ақаба суларды тазартудың барлық этаптарында су құрамының сапасына
қатаң бақылау жүргізіледі. Сондықтан ақаба су құрамының қоспа
концентранттарына ғана емес, ластаушылар құрамының сапалық және сандық
анықталуына жете талдау жасалады. Мұндай талдаудың қажеттілігі қайта өңдеу
жүйесінің спецификасымен анықталады, өйткені ақаба суларда микро ағзалардың
жалпы қырылуына алып келетін оксиндік заттар болуы мүмкін.
Органолептикалық көрсеткіштері (түс, түр, иіс, мөлдірлігі, лайлылығы),
оптикалық тығыздығы, рН, температура секілді сипаттамалар қиындық
туғызбайды. Тазартушы имараттың жұмысын бақылау үшін және технологиялық
процесте ақаба суда қайта пайдалануға, тазарту және тазартуға дейінгі
әдісті таңдауға, тазарту процесінің аяқталуына, сондай-ақ су қоймаға суды
лақтыру мүмкіндігін бағалауға қажетті ақаба сулар құрамындағы органикалық
заттар құрамын анықтау күрделірек.
Органикалық зхаттар құрамын анықтау кезінде екі әдіс кеңінен
қолданылады: оттегідегі химиялық қажеттілік және оттегідегі биологиялық
қажеттілік. Бірінші жағдайда ақаба суларда кездесетін заттардың күкірт
қышқылы ерітіндісінде 50% (көлемі бойынша) 2 сағат бойы қыздырылған
пробадағы 0,25% калий дихроматы ерітіндісінде ыдырауына негізделген.
Органикалық заттардың толық ыдырауы үшін катализатор ретінде күміс сульфаты
пайдаланылады. Дихроматты әдіс жеткілікті дәрежеде қарапайым және оңай
жүргізіледі, сондықтан да кең қолданысқа ие.
Оттегідегі биохимиялық қажеттілік стандартты жағдайда нақты бір уақыт
аралығындағы ақаба сулар құрамындағы қоспаларды биологиялық аэробты ыдырату
кезінде микро ағзалардың шығындаған оттегі мөлшері арқылы анықталады.
Оттегіні биохмиялық тұтынуын анықтау арнайы құрылғыларды қажет етеді.
Биотехнология қоршаған орта және оның жай-күйін бақылау тәсілдеріне
алуан түрлі және үдемелі ықпал ететін болады. Мұндай жағдайға мысал ретінде
қалдықтарды қайта өңдеудің замануаи және жаңа тәсілдерін ойлап табуда
биотехнологияны пайдалану тек бұл салада шектелмейтінін айта кету керек.
Биотехнология барлық химиялық өндіріс және ауыл шаруашылығы секілді ірі
салаларда басты рөлде, сондай-ақ тұйық және жартылай тұйықталған
технологиялық циклдерді жасауға ықпал ете отырып, проблемалардың шешімін
табуда көмектеседі.
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу
Ақаба сулары – тұрмыстық, кәсіптік және өндірістік қолдану нәтижесінде
қандай да бір дәрежеде ластанған, құрамында лақтырындылар мен өңделген
жылуы бар, сондай-ақ физикалық және биологиялық қасиеттері нашарлаған
сулар.
Ақаба суларын тазарту дегеніміз ақаба суларын олардың құрамындағы
зиянды заттарды жою немесе ыдырату мақсатында өңдеу.
Ақаба суларын тазарту әдістері:
• Механикалық;
• Химиялық;
• Физикалық-химиялық;
• Электрохимиялық ;
• Биологиялық;
• Мембраналық;
• Термототықтық және т.б.
Механикалық тазарту дегеніміз ақаба суларының құрамынан шығу тегі
минералдық немесе органикалық ерімеген ірі дисперсиялық қоспаларды бөліп
алу. Ақаба суларын тазартудың механикалық әдістері 3 топқа бөлінеді:
1. Сүзгілеу
2. Тұндыру
3. Сүзу
Қандай да бір әдісті таңдау төмендегілерге тәуелді:
• Қатты заттардың көлеміне;
• Бөлшектердің физикалық-химиялық қасиеттеріне;
• Ластаушы заттардың концентрациясына;
• Қажетті тазарту дәрежесіне.
Механикалық тазарту әдісі ақаба суларының құрамынан қатты ерімеген
қоспаларды жою үшін пайдаланылады [32].
Сүзгілеу. Ақаба суларынан құрамынан ірі көлемдегі ерімеген қоспаларды
жою үшін пайдаланылады. Торлар мен серіппелі торлар арқылы жүзеге
асырылады. Әдетте, ақаба суларының жүру жолында 60-75о көлбеулене
орналасқан жылжымайтын торлар пайдаланылады. Тор топсасының көлденең
қимасының көлемі торға түсетін ең аз қысымға байланысты таңдалады.
Тұндыру – ақаба сулары құрамынан ауырлық күшінің әсерінен жүзінді
заттарды құм аулағыштарда (минералдық қоспаларды бөлу үшін), тұндырғыштарда
(ұсақ тұнбалы және қалқымалы қоспаларды ұстау үшін), сонымен қатар
мұнайаулағыштарда, май және смолатұтқыштарда бөліп алу.
Құмаулағыштар – бұл ағынды өтімі 100 м3тәул. жоғары болған кездегі
ауыр механикалық және органикалық қоспаларды ұстауға арналған механикалық
имараттар. Олар көлемі 0,15 мм жоғары немесе гидравликалық ірілігі 13,2
ммс жоғары бөлшектерді ұстайды.
Тұндыру ақаба суларының құрамындағы ірі дисперсиялық қоспаларды бөліп
алудың ең қарапайым, еңбекті көп қажет етпейтін, әрі арзан әдісі болып
табылады. Ауырлық күшінің әсерінен ластағыш заттар не төменге шөгеді, не
бетіне көтеріледі.
Тұндырғыш имараттар:
• Жұмысының сипаты бойынша: кезеңдік әсер ету (контакттілі) және
үздіксіз әсер ету (ағындық);
• Технологиялық ролі бойынша: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші
реттік тұндырғыштар;
• Су ағыны қозғалысының бағыты бойынша: вертикалды, горизонталды,
радиалды және еңкіш жұқа қабатты;
• Жүзінді заттардың флокуляциясын қамтамасыз ету тәсілі бойынша:
белсенді және баяу флокуляция;
• Тұнбадан арылу тәсілі бойынша: жинақтағыш механизмі бар, тұнба
сорғыштары бар және гидро шаю механизмі бар болып бөлінеді.
Сүзу – ерітіндіден ұсақ өлшемді ерімейтін және коллоидты заттарды
бөліп алу мақсатында пайдаланылады. Бұл процесте ақаба судың құрамы,
температурасы, сүзгілеу қысымы есепке алынады.
Сүзгілер келесі сипаттары бойынша ажыратылады:
• Процестің жүріп өту сипатына байланысты (кезеңдік және үздіксіз);
• Процестің түрі бойынша (бөлу үшін, қоюландыру үшін немесе тазарту
үшін);
• сүзгілеу қысымы бойынша (сұйық бағанындағы гидростатикалық қысым
әрекеті бойынша, қалқа алдындағы вакуумдық қысымды арттыру бойынша)
• сүзу бағыты бойынша,
Ақаба суды тұндыру — өнеркәсіптік және тұрмыстық ақаба суды
механикалық қоспалардан тұндыру, сүзу, коагуляциялау және т.б. әдістер
арқылы тазалау. Ақаба су тұнбасы — ақаба сулардың әуітте, сүзілу алаңында
жиналатын, оның түбіне шөгетін әр түрлі тұнбалы заттар мен химиялық
элементтердің жиынтығы. Ақаба су тұнбасы арнайы өңдеуден өткеннен кейін
егістік жерлерді тыңайту үшін тыңайтқыш ретінде пайдаланылады [34].
Ақаба суды механикалық тазалау — тез тұнатын және қалқып шығатын
заттектерді техникалық құрылғылармен және әдістермен жою. Көбіне ірі
түйірлі және ұсақ түйірлі (малтатас қүмтас) сүзгіш арқылы іске асырылады.
Ақаба суды физикалық-химиялық тазалау. Бұған реагенттік не
электролиттік ірілендіру, қышқылдармен және сілтілермен бейтараптау,
шайғындау, су буымен айдау, сорбция, суды ультрадыбыспен өндеу,
электрхимиялық тотықтыру және т.б. жатады [37].
Ақаба суды химиялық тазалау — ластағыштарды химиялық агенттер аркылы
және заттектердің физикалық-химиялық қасиеттерін пайдаланып жою. Ақаба суды
химиялық тазалауға қалқып жүрген және коллоидты заттектерден, фосфордан
ірілендіру арқылы тазарту, еріген органикалық заттектерден абсорбция арқылы
тазалау және тірі организмдерді жою — суды зарарсыздандыру, яғни хлорлау
жатады [8].
Ақаба суды биологиялық тазалау — заттектерді минералды немесе одан да
қарапайым органикалық қосылыстарға дейін ыдырататын микроорганизмдерді
өсіру арқылы ақаба суды ластағыш негізгі органикалық заттектерден тазалау.
Ақаба суды биосүзгімен тазалау — ақаба суды активтелген тұнба қабаты
немесе ластағыштарды тұтып, ұшырататын арнайы егілген су өсімдіктері (қалың
өскен қамыс) арқылы өткізіп тазалау.
Ақаба суды мұқият тазалау — бірін бірі толықтыратын механикалық,
биологиялық, химиялық тазалау, электродиализ, кейде дистилляция жолымен
іске асырылатын шаралар арқылы ақаба суды ластағыштардан толық тазалау.
Ақаба суды табиғи тазалау — судың өздігінен тазаруы барысында немесе
суармалау танабының, сүзу танабының, топырақ асты суармалау үлескілерінің,
аэробты және анаэробты биологиялық тоғандар мен тотықтырғыш каналдардың
көмегімен ластағыштарды ыдырату.
Ақаба суды жасанды тазалау— арнайы технологиялық құрал-жабдықтар
аркылы ақаба судың кез келген түрін тазалау. Ақаба суды жасанды тазалау
судың өздігінен табиғи тазалануынан тезірек жүзеге асады.
Ақаба суды залалсыздандыру — ақаба судың құрамындағы патогендік және
санитариялық көрсеткіш микроорганизмдерді жою үшін өндеу. Ақаба суды
иіссіздендіру дегеніміз иісті кетіру және сонымен қатар ақаба су жинақталып
қалған кезде, сондайақ оларды биологиялық жолмен тазалау барысында,
өндірістік процестер кезінде (жанғыш газдар, т.б. алу), жағымсыз иісі
болатын материалдар мен шикізаттардан буланғанда түзілетін газдың зиянды
құрамды бөліктерін жою.
Ақаба суларды еселеу — ақаба суларын шала тазарту арқылы оның химиялық
құрамын шектелген мөлшерге жеткізіп, өзенге құю немесе егістікті суаруға
пайдалану үшін және оны әр түрлі мөлшерде таза сумен араластыру. Мысалы,
мал қорадан шығатын ақаба сулармен өсімдіктерді суаруға пайдалану үшін
оларды таза сумен 1:5, 1:7 қатынасында аралыстырады [14, 15].
1.4.1 Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары
Қалдықтарды биологиялық қайта өңдеу биохимия, генетика, химия,
микробиология, есептік техника секілді пәндерді білуді қажет етеді. Бұл
пәндер негізгі үш бағыт бойынша біріктіріледі:
1. Органикалық және бейорганикалық токсинді қалдықтардың ыдырауы;
2. Зат айналымына көміртегі, азот, фосфор және күкірт қайтуы үшін
ресурстардың жаңаруы;
3. Органикалық қосылыстардың бағалы түрлерін алу.
Ақаба суларды тазарту кезінде төрт негізгі операциялар орындалады:
1. Алғашқы қайта өңдеу кезінде ақаба суларды механикалық құрылғылар
(құм аулауғыштар, торлар, тұндырғыштар) арқылы орташалау және түсін
жаңарту.
2. Екінші кезеңде еріген органикалық заттарды аэробты микро ағзалардың
қатысуымен жою. Микробты жасушалардан құралған тұнба қайта жойылады
немесе реакторға көшіріледі. Бұл технологияда пайдаланылатын
белсенді тұнбаның бір бөлігі аэрациялық тенктерге қайтарылып
отырады.
3. Үшінші (міндетті емес) кезеңде химиялық тұндыру және азот пен
фосфорды бөліп алу жүргізіледі.
4. Бірінші және екінші кезеңде қалыптасқан тұнбаны қайта өңдеу үшін
анаэробты процес пайдаланылады. Бұл кезеңде тұнбаның көлемі және
патогендер саны азаяды, иісі жойылады және бағалы органикалық
қосылыс метан түзіледі.
Тәжірибеде бір сатылы және көп сатылы тазарту жүйесі қолданылады.
Ақаба суларды бір сатылы тазарту сұлбасы төменде суретте көрсетілген [24].
Сурет 1. Тазартушы имараттардың сұлбасы:
1 – құмаулағыштар; 2 – бірінші реттік тұндырғыштар; 3 – аэротенк; 4 –
екінші реттік тұндырғыштар; 5 – биологиялық тоғандар; 6 – түсін жаңарту; 7
– реагенттік өңдеу; 8 – метатенк; БТ – белсенді тұнба [27].
Белсенді тұнба сапасының көрсеткіші болып қарапайым микро ағзалар
жасушаларының санының бактериялық жасушалар мөлшеріне қатынасы болатын
протозойлық коэффиценті табылады. Жоғары сапалы тұнбада 1 миллион
бактериялық жасушаларға 10-15 қарапайым жасушалар жеткілікті. Ақаба су
құрамы өзгерген жағдайда сәйкесінше микро ағзалардың бір түрінің мөлшері
артады, бірақ биоценоз құрамында екінші түр жойылмайды.
Белсенді тұнбадағы ценоздардың қалыптасуына температураның маусымдық
өзгерісі, оттегімен қамтамасыз етілуі, минералды компаненттердің болуы әсер
етеді. Бұл факторлардың барлығы құрамын күрделендіреді және қайта өңдеуге
қиындықтар туғызады. Тазартушы имарат жұмысының тиімділігі ақаба сулардағы
микро ағзаладың концентрациясына және белсенді тұнбаның жасына тікелей
тәуелді. Қарапайым аэротенктерде белсенді тұнбаның ағымдық концентрациясы 2-
4 гл аспайды [4].
Ақаба сулардағы тұнба концентрациясының артуы тазарту жылдамдығының
өсуіне алып келеді, бірақ оттегі концентрациясын қажетті деңгейде ұстап
тұру үшін аэрацияны күшейтуді талап етеді. Осылайша, ағындыны аэробты қайта
өңдеу келесідей стадияларды біріктіреді: 1) жасушалық беткейдегі
адсорбциялық субстрат, 2) жасуша іщілік ферменттерді адсорбциялық
субстратты бөлшектеу, 3) жасушалармен еріген заттарды сіңіру, 4) көбею және
эндогендік тыныс алу, 5) экскретифтік өнімдерді босату, 6) бірінші реттік
ағзалар популяциясын екінші реттік тұтынушылармен кеміру. Идеалды
жағдайда бұл қалдықтардың толықтай минералдануына, қарапайым тұздарға,
газдарға және суға бөлінуіне алып келеді. Ал практикада аэротенктен алынған
тазартылған су және белсенді тұнба екінші реттік тұндырғышқа жіберіледі,
бұл жерде белсенді тұнбаны судан бөліп алады. Белсенді тұнбаның бір бөлігі
тазарту жүйесіне қайтарылады, ал микро ағзалардың көбеюі нәтижесінде
қалыптасқан белсенді тұнбалық алаңшаларға шығарылады. Белсенді тұнба
қалдығын анаэробты жолмен қайта өңдеуге болады. Қайта өңделген белсенді
тұнбаны балықтарға азық ретінде пайдалануы мүмкін [27].
Сурет 2. Бірінші реттік радиалды тұндырғыштар тобы
(ортада насостық станция)
Толық тазартуға дейінгі жүйе ақаба сулардың кейінгі қолданылуын
анықтайтын көптеген элементтерден құралады. Биологиялық тазартылған судың
түсін жаңарту және оттегімен қанықтыру процестері биологиялық тоғандарда
жүреді. Сонымен қатар биологиялық тазарту жүйесіндегі тоғандардағы белсенді
тұнба биоценоздарында органикалық қосылыстардың тотығуы жүреді. Биологиялық
тоғандардағы биоценоздардың құрамы белгілі бір топтағы микро ағзалардың
болу тереңдігі арқылы анықталады. Жоғарғы қабатта аэробты, түбіне қарай
факультативті аэробты және анаэробты ағзалар дамиды, мұнда метанды бөлу
және сульфаттарды қалпына келтіру процестері жүреді. Судың оттегімен
қанығуы фотосинтез процесі есебінен жүзеге асады. Бұл ретте эвгленді,
вольбоксты Clorella, Scenedesmus және т.б. балдырлары көп тараған.
Тоғандарда микро және макро фауна: қарапайымдалар, құрттар, шіркейлер және
т.б. кездеседі. Биотоғандарда судан мұнай өнімдері, фенолдар және басқада
органикалық қосылыстар жақсы жойылады. Кей жағдайда биологиялық тазартудан
кейін суды биогентті өңдеу – хлорлау немесе озондау жүргізіледі [17].
Биофильтрлерді қолданылудың артықшылығы нақты бір ценоздың қалыптасуы
іс жүзінде барлық органикалық қосылыстардың жойылуына алып келуінде. Бұл
әдістің кемшіліктері:
- Құрамында органикалық қосылыстары жоғары ағындыны пайдаланудың
мүмкін еместігі;
- Тұрақты жылдамдықта берілетін ақаба суларды беттік биофильтрлеу
тұрақты суаруды қажетсінуінде;
- Ақаба сулар өңделуге берілуден бұрын, батпақтануды болдырмау үшін
жүзбе тасындылардан тазартылып отырыуы керек.
Мұндай тасымалдаушылар ретінде керамика, қиыршық тастар, ірі құмдар,
керамзит, жоғары кеуекті метал немесе полимерлі материалдарды пайдалануға
болады.
Биофильтрлер жүйесі, аэроаттенктердегі белсенді тұнба секілді басқада
тазартушы жүйелер бар. Бұл аэроаттенкті ығыстырғыштар деп аталады.
Қарапайым биофильтрлеуден бұл әдістің артықшылығы микро ағзалардың жоғарғы
концентрациясы қолданылады және соңғы өнімді тұндыру қажеттілігі жоқ.
Мұндай жүйе белгілі бір ластану спектрініде жергілікті ағындыны тазарту
кезінде пайдаланылуы мүмкін, яғни, басқа өндірістік ағындылармен
араластырмай жеке биологиялық жүйелерде тазартылады. Бұл аталған ластану
спектріне бейімделген микроорганизмдер биоценозын алуға мүмкіндік береді,
сондықтан тазарту жылдамдығы және тиімділігі арта түседі [28].
Анаэробты тазарту жүйелері құрамында органикалық заттардың көп мөлшері
кездесетін жоғары концентратты ағындыларды ашыту арқылы тазарту кезінде
пайдаланылады. Ашыту процесі арнайы құрылғы – метатенктерде жүргізіледі.
Органикалық заттардың ыдырауы үш этаптан тұрады:
1. Органикалық қосылыстардың еруі және гидролизі;
2. Ацидогенез;
3. Метаногенез.
Бірінші кезеңде күрделші органикалық заттар майлы, пропинді және сүтті
қышқылдарға айналады. Екінші кезеңде бұл органикалық қышқылдар сірке
қышқылына, сутегі, көмірқышқыл газына айналады. Үшінші кезеңде метан
қалыптастырушы бактериялар метанға сутегіні сіңіру арқылы көмірқышқыл
диоксидін қалпына келтіреді. Түрлік құрамы бойынша метатенк биоценоздары
аэробты биоценоздарға қарағанда әлдеқайда селдір [30].
Бірінші, яғни қышқыл қалыптастырушы кезеңді жүзеге асыруға қабілетті
микро ағзалардың 50-ден астам түрі бар. Олардың ішінде ең көп тарағаны –
бацилл және псевдомонад. Метан қалыптастырушы бактериялар: кокки, сарцина
және таяқшалар түрлі формаларға ие. Анаэробты ашыту кезеңі бір уақытта
жүргізіледі, ал қышқыл қалыптастырушы және метан қалыптастырушы процестер
параллель жүргізіледі. Сірке қышқылды және метан қалыптастырушы микро
ағзалар симбиоз түзеді, бұл микро ағзалар Methanobacillus omelianskii деп
аталады.
Метан қалыптастыру процесі – бұл бактериялар үшін энергия көзі,
өйткені метандық ашыту анаэробты тыныс алу түрлерінің бірін келтіреді және
метанға дейін қалпына келтірілген көмірқышқыл газына органикалық
қосылыстардан электрондар өтеді. Метатенк биоценоздарының өмір сүру
нәтижесінде органикңалық заттардың концентрациясы төмендеп, биогаздар
қалыптасады және де бұл экологиялық таза отын болып табылады. Биогаз алу
үшін ауыл шаруашылығының қалдықтары, қайта өндіруші ұйымдардың, спирттік
зауыттардың, қалалардың құрамында қант, тұрмыстық қалдықтар және т.б.
заттар кездесетін ақаба сулары пайдалануы мүмкін.
Қорыта айтқанда, органикалық қалдықтарды ашыту кезінде метаногенезді
белсенді пайдалану – энергетикалық және экологиялық проблемалардың
бірлескен шешімін табудағы перспективті жолдардың бірі, сондай-ақ бұл агро
өнеркәсібтік кешендерге автономдық энергиямен қамтамасыз ету мүмкіндігін
береді.
Сирек қоныстанған елді мекендердегі ақаба суларды толығымен
биологиялық тазарту үшін толық ыдырау әдісі бойынша жұмыс істейтін
аэрациялық қондырғылар, қалдық белсенді тұнбаны аэробты тұрақтандырудың
аэрациялық қондырғылары қолданылады. Бұл екі түрдегі де қондырғылар ақаба
суларды тазалаудың тұрақты жоғары тиімділігімен қамтамасыз етеді, кез-
келген климаттық, грунттық және гидрогиологиялық жағдайда қолданылуы
мүмкін, сондай-ақ үлкен жер ауданын талап етпейді. Толық ыдырату әдісі
бойынша жұмыс істейтін құрылғылар тұрмыстық және құрамы осы суларға ұқсас
өндірістік ақаба суларын биологиялық тазарту үшін тағайындалған.
Органикалық ластануларды толықтай ыдырату үш фазада жүреді. Бірінші фазада
ақаба сұйықтықта органикалық қосылыстар санының көп болуы микро ағзалардың
жылдам көбеюін қамтамасыз етеді және үздіксіз олардың саны артып отырады.
Екінші фазада органикалық ластаушылар бойынша ластау едәуір төмендейді,
өйткені мұнда микро ағзалардың көбеюі шегеріледі. Келіп түсетін органикалық
заттар саны мен тұнбаның өсуі арасында белгілі бір қатынас анықталады.
Үшінші фазада белсенді тұнбадағы микро ағзалардың көбеюі органикалық заттар
жетіспеуінен баяулайды. Тұнба бұл кезде аш күйде болады. Бұл белсенді
тұнбадағы микро ағзаларды ақаба сулармен түсетін органикалық заттарды ғана
емес, өлі микро ағзалардың органикалық заттардың басым бөлігін пайдалануға
мәжбүрлейді, яғни белсенді тұнбаның өзіндегі органикалық бөлікті
минералдайды. Органикалық заттарды толық ыдырату нәтижесінде белсенді
тұнбаның өсуі едәуір төмендейді, сондықтан оны имараттан 1-4 ай аралығында
жоюға болады [29].
Тәулігіне 12 және 25 метр куб өтімділіктегі шағын құрылғылар (ШҚ)
бірыңғай металл блок түрінде зауыттық жағдайда да дайындалады. Барлық
құрылғылар белсенді тұнбаны алдын-ала қайтаратын аэротенкті тұндырғыштар
түрінде құрастырылып жасалған. Тәулігіне 12 метр куб өтімділіктегі
қондырғылар аэрациялық механикалық, қалғандары эжекторлы немесе
пнематикалық жүйемен жабдықталған. Құрылғының жұмыс істеу принципі ақаба
суларды торлар арқылы өткізіп, бірінші реттік тұндырғыштарсыз аэрация
зонасына бағыттайды. Мұнда раторлы аэратор айналуы есебінен жүзбе тасынды
күйде болатын белсенді тұнба арқылы ақаба суды биологиялық тазарту жүзеге
асырылады. Сосын, аэрациялық көлемде бір жарым сағаттық контакттан кейін,
ақаба су және белсенді тұнбаның қоспасы дегазациялық канал арқылы тұндыру
зонасына түседі. Шөкпе тұнба тұндырғыштағы төменгі саңылау арқылы аэрация
зонасына қайтарылады. Құрылғы жоғарғы жағынан қысқы кезеңде қатып қалудан
сақтану үшін қалқандармен жабылған. ШҚ-25 – ШҚ-200 құрылғысының жұмыс істеу
принципі құрылғыға ақаба сулар түскенге дейін ұнтақтағыш торлар немесе
торларды қолмен тазалау арқылы жіберіледі. Құрылғыға ақаба сұйықтық кіру
құбыры арқылы түседі және шіберуші науа арқылы көлденең қабырғалар бойынша
өтетін екі науаға бөлінеді. Науаға жүзбе заттардың шөгуін болдырмау үшін
ауа жіберіліп отырады. Ақаба су бөлуші науалардан реттегіш үшбұрышты суағар
саңылаулар арқылы аэротенкт тұндырғыштарға құйылады. Аэрациялық зоналар
көлденең қабырғалар бойынша орналасқан. Аэрациялық зонаға ауа үрлегіштен
ауа құбырлары бойынша беріледі және тесік құбырлар арқылы үлестіріледі.
Аэротенктерде эжекциялық аэрацияны қолдану мүмкіндігі бар тұндырғыш зона
құрылғы центрінде орналасқан. Ақаба су мен белсенді тұнбаның қоспасы
төменгі саңылау арқылы төменгі зонаға түседі, белсенді тұнба қалыптастырған
тасындылық қабат арқылы өтеді, яғни мұнда белсенді тұнба және тазартылған
ақаба сұйықтықтың бөлінуі жүреді.
Уралагропромпроект институты 1988 жылы канализациялық тазарту
имраттарын жасап шығарған болатын. Биологиялық тазарту ақаба сулар
тазартуға дейінгі имаратпен бірге аэротенкт тұндырғышта жүзеге асырылады.
Бір секция тәулігіне 50 метр куб су өтіміне есептелген. Тазартушы
станцияның максималды су жіберуге қабілеттілігі тәулігіне 500 метр кубты
құрайды. Аэрация зонасында органикалық ластанудың толығымен ыдырату режимі
жұмыс істейді. Пневматикалық және орташа көпіршікті аэрация ұзақтығы орташа
шамамен 18-20 сағат. Ақаба су аэрация зонасына диаметрі 100 мм құбыр желісі
арқылы түседі, және мұнда ауа үрлегіштен ауа және эрлифт көмегімен
циркуляциялық белсенді тұнба түседі. Биологиялық кезеңі аяқталған соң ақаба
сумен бірге белсенді тұнба екінші реттік тұндырғышқа түседі, мұнда
ағындының түсін қайта жаңарту жүреді[31].
Қалдық белсенді тұнбаны аэробты тұрақтандыру бойынша жұмыс істейтін
қондырғылар. Аэробты тұрақтандыру – бұл микро ағзалардың қатысуынсыз және
алдын-ала атмосфералық ауа оттегісін жібермей органикалық заттарды ыдырату
процесі. Бұл процес органикалық ыдырау кинетикасы бойынша аэротенктегі
органикалық ластаушыларды ыдырату поцесіне ұқсас. Тұнбаны аэробты
тұрақтандыру тәулігіне 1400 метрге дейінгі суды қабылдай алады. Бұл
процестің ұзақтығы органикалық ластаушылардың бастапқы концентрациясына
және түзілген тұнбаның көлеміне тікелей тәуелді, сондықтан кіші өтімге ие
тұрақтандырғыштар сәйкесінше көлемі аз болады және пайдаланылуы оңай [5].
Тұрақтандырғышта пневматикалық (тесік құбырлар) және механикалық
(құбырлық немесе сорғалағыш аэраторлар) аэрация кең қолданысқа ие. Тұнбаны
тұрақтандыру процесіне концентрациялау кезінде шекті шамадан асатын
токсикалық, агрессивтік және ыдырауы күрделі заттар әсер етеді.
Тұнбаны анаэробты өңдеу әдісімен салыстырғанда қалдықты тұнбаны
аэробты тұрақтандыру әдісі мынадай басылымдықтарға ие:
- имараттарды құрастырудың қарапайымдылығы;
- жарылу қаупінің болмауы;
- жақсы санитарлы гигиеналық көрсеткіштер;
- ең жақсы су беру құрылымы;
- процесті афтоматтандырудың жеңілдігі;
- имарат жұмыс істеуінің қарапайымдылығы.
Зауытта дайындалған құбырғылар тазартушы станцияларға арналып
жасалған, оларда аэротенктерді біріктіруші блок, екінші реттік тұндырғыш
және қалдықтық белсенді тұнбаны тұрақтандырушы болады. Аэрациялық жүйе
пневматикалық түрде болып табылады.
Блоктан тыс қондырылған ұнтақтағыш торлардан және құм аулағыштардан
өткен ақаба су төрт үшбұрышты реттегіш су ағарлармен науаға түсіп
аэротенктерге беріледі. Аэротенк – жоспарда квадратты резервуар, оның
түбінде диаметрі 150 мм төрт бұрғылап тесу түбінде қойылған. Аэротенктің
жұмыс істеу ұзақтығы максималды ақаба су келу кезінде үздіксіз 9 сағатқа
жұмыс істеуге есептелген. Екінші жағынан аэротенктерде ақаба суларды
тұндырғышқа жіберуге арналған түп терезелер бар. Тұндырғыш вертикальді
типте. Онда сұйықтық ағынды төменгі зонаға бағыттаушы қалқан орналасқан.
Түсі жаңартылған суды жинақтаушы науалар үшбұрышты су ағарлар көмегімен
реттеледі. Түсі жаңартылған ақаба сұйықтық екінші реттік тұндырғыштан
тазартуға дейінгі имаратқа келіп түседі. Тұндырғышта алты қабылдағыш бар,
олардың әрқайсысы белсенді тұнбаны аэрация зонасына қайтаратын құбар желісі
бар эрлифтермен жабдықталған; үш қабылдағыш тұрақтандырғышқа бағытталған
эрлифтерге ие. Тұндырғыш жанында эрлифтерді басқаруға арналған көпір
орналасқан. Тұндырғышта ағындының болу ұзақтаға 1,5 сағат шамасында. Мұндай
құрылғыларда ағындыны тазарту бірінші реттік тұндыруларсыз жүзеге асады,
мұнда тазартылған суларды ОБҚ мөлшері 15 мг литр [6].
1.4.2 Ақаба суларды тазартудың айрықша технологиялары
Механикалық және физикалық-химиялық тазартудан өткен ақаба сулар
құрамында мұнай өнімдерінің еріген және ұсақ дисперсті және басқада
органикалық ластағыш заттардың едәуір мөлшері болғандықтан, тазартусыз су
қоймаларға жіберілмейді.
Ақаба суларды органикалық ластанулардан тазарту үшін ең қолайлысы
биологиялық әдіс. Бұл әдіс ақаба сулар құрамындағы микро ағзалардың өмір
сүру кезінде қоректену арқылы ластаушы заттарды жоюға негізделген.
Биологиялық тазартудың негізгі мақсаты органикалық ластаушыларды зиянсыз
тотығу өнімдеріне H2O, CO2, NO3, SO4 және т.б. айналдыру. Тазартушы
имараттарда органикалық ластаушыларды биохимиялық жолмен жою процесі осы
имараттағы бактериялар және қарапайым микро ағзалар кешенімен жүргізіледі.
Биологиялық тазарту кезінде микро ағзаларды дұрыс пайдалану үшін микро
ағзалардың физиологиясын, атап айтқанда қоректену процесі физиологиясын,
тыныс алу, олардың көбеюі және дамуын білу қажет. Ал зат алмасудағы негізгі
процестер тыныс алу және қоректену болып табылады.
Мұнай өндіретен зауыттардағы өндірістік ақаба суларды биохимиялық
тазарту аэрофильтрлерде (биофильтрлер), аэротенктер және биологиялық
тоғандарда жүргізіледі.
Биологиялық фильтр – дегеніміз микро ағзалардың колонияларымен
түзілген биологиялық қабықшамен жабылған, тиелген материал арқылы ақаба
сулар фильтрленетін имарат. Биофильтрлер келесідей негізгі бөліктерден
құралады:
а) су өткізетін немесе су өткізбейтін қабырғалармен қарапайым
резервуарда орналасқан, шлактардан, қиыршық тастардан, керамзиттерден,
ұсақталған тастардан, пластмассалардан және асбестоцементтерден құралған
фильтрлейтін тиелген бөлік (фильтр денесі);
ә) биофильтрлік түйелу үстіндегі ақаба суды белгілі бір уақыт
аралығында бірдей суармалаумен қамтамасыз ететін су үлестіруші құрылғы;
б) фильтрленген суларды жоюға арналған дренажды құрылғы;
в) ыдырау поцесіне қажетті ауа үлестіруші құрылғы.
Боифильтрде жүретін ыдырау процесі басқа биологиялық тазарту
имараттарында, бірінші кезекте сормалау алаңында және фильтрация алаңында
жүретін процестерге аналогті болып келеді. Алайда биофильтрлерде бұл
процестер әлдеқайда қарқынды жүреді.
Биофильтрлік сүзгілеуден өткен ластанған су өзінің бірінші реттік
тұндырғыштарда шөкпеген ерімеген қоспалар, сонымен қатар абсорбтал,ан
биологиялық қабықтағы колоидты және еріген органикалық заттарды қалдырады.
Биоқабықта тығыз орналасқан микро ағзалар органикалық заттарды ыдыратып,
өздерінің өмір сүруіне қажетті энергияны осыдан шығарып алады. Органикалық
заттардың бір бөлігін өз массаларын көбейту үшін классикалық материал
ретінде пайдаланады. Осылайша органикалық заттар ақаба су құрамынан
жойылады және дәл осы уақытта биофильтр денесіндегі белсенді биологиялық
қабық массасы артады. Өңделген және өлген қабық ақаба су арқылы шайылып
биофильтр денесінен шығарылып тасталынады. Биохимиялық процестер үшін
қажетті ауа оттегісі фильтр вентиляциясы арқылы жасанды немесе табиғи
жолмен түседі.
Биофильтрлер түрлі белгілері бойынша жіктеледі.
Тазарту дәрежесі бойынша толық және толық емес биологиялық тазартушы
биофильтрлер болып жіктеледі. Жоғары өндірістік биофильтрлер қажетті
тазарту дәрежесіне тәуелді түрде толық немесе толық емес тазартуды жүзеге
асыра алады. Аз өндірістік биофильтрлер тек қана толық тазартуға дейін
жұмыс істейді.
Ауа жіберу тәсілі бойынша – ауаны табиғи және жасанды жолмен жіберетін
биофильтрлер болып жіктеледі. Жасанды жолмен ауа беретін фильтрлер көбінде
аэрофильтрлер деп аталады. Қазіргі таңда жасанды жолмен ауа жіберетін
биофильтрлер кең қолданысқа ие.
Жұмыс істеу режимі бойынша – рециркуляциямен және рециркуляциясыз
жұмыс істейтін биофильтрлер болып бөлінеді. Егер биофильтрлерге түсетін
ақаба сулардың ластану процесі жоғары болмаса, онда олар биофильтрлерге дәл
осы көлемінде беріледі, өйткені бұл өзіндік шайылуға жеткілікті. Мұндай
жағдайда ағынды рециркуляция міндетті емес. Концентратты ағынды суларды
тазалау кезінде рециркуляциялау дұрыс, ал кейбір жағдайда бұл процес
міндетті.
Технологиялық сұлбасы бойынша биофильтрлер бір сатылы және екі сатылы
болып жіктеледі. Екі сатылы биофильтрлер қолайсыз климаттық жағдайда,
биофильтрлердің биіктігін арттыру мүмкін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Керімбек Б.Қ.
ҚАЗІРГІ КЕЗДЕГІ АҚАБА СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ (АЛМАТЫ
ҚАЛАСЫНДАҒЫ ТОСПА СУ МЕКЕМЕСІ МЫСАЛЫНДА)
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5В070100 – Биотехнология мамандығы бойынша
Алматы, 2015 ж
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Биология және биотехнология факультеті
Қорғауға жіберілді
Молекулалық биология және
генетика кафедрасының
меңгерушісі, б.ғ.д., проф. _____________ Айташева З.Ғ.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: ҚАЗІРГІ КЕЗДЕГІ АҚАБА СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
(АЛМАТЫ ҚАЛАСЫНДАҒЫ ТОСПА СУ МЕКЕМЕСІ МЫСАЛЫНДА)
5В070100 – Биотехнология мамандығы бойынша
Орындаған:
Керімбек Б.Қ.
4 курс студенті
Ғылыми жетекшісі:
Көшкімбаев Қ.С.
б.ғ.к., доцент
Норма бақылаушы:
Жігітбекова Ә.Д.
Алматы, 2015 ж
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 52 беттен, 9 кестеден, 6 суреттен, 38 әдебиеттер
тізімінен тұрады.
Негізгі қолданылатын сөздер: ақаба сулар, биофильтр, биологиялық
тоған, аэротенк, биологиялық қабық, белсенді тұнба, тазартушы имарат,
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың
ақаба суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері
мен кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және
тазарту технологияларымен танысу;
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан
тазарту технологияларымен танысу;
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың
технологиялық схемасымен танысу;
- тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау;
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру
динамикасына талдау жасау;
- дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына
баға беру;
- химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы
сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Зерттеу нысаны – Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесіндегі ақаба
суларды тазарту технологиялары.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа содержит 52 страницы, 9 таблиц, 6 рисунков, 38
источников литературы.
Ключевые слова: сточные воды, биофильтр, биологический пруд, аэротенк,
биологическая пленка, активный ил, очистное сооружение.
Цель дипломной работы: оценка эффективности используемых технологий
для очистки сточных вод города Алматы на примере предприятия Тоспа Су.
Задачи:
- ознакомление с историей очистки сточных вод и технологиями по очистке
сточных вод по литратурным источникам;
- ознакомление с технологиями очистки сточных вод используемыми на
предприятии Тоспа Су в г.Алматы;
- ознакомление с технологическими схемами очистки от сточных вод на
предприятии Тоспа Су;
- анализировать степень очистки сточных вод после каждого этапа очистки;
- анализировать динамику изменения очищенных сточных вод в период 2006-
2013 гг;
- оценка качества вод очищенных традиционным способом;
- в лаборатории химического анализа освоить методику определения
содержания тяжелых металлов в водах на различных стадиях очистки.
Объект исследования: технологии очистки сточных вод применяемых на
предприятии Тоспа су в городе Алматы.
ABSTRACT
Thesis contains 52 pages, 9 tables, 6 figures, 38 sources of
literature.
Keywords: wastewater, biofilter, biological pond aeration, biological
film activated sludge treatment plant.
The aim of the thesis: evaluation of the effectiveness of the
technology used for sewage treatment in the city of Almaty example
institution Tospa Su.
Objectives:
- Acquaintance with the history of wastewater treatment technologies
and wastewater treatment for litraturam.
- Introduce pollution control technologies are used in the
establishment Tospa Su.
- Introduction of technological schemes purification of waste water in
the facility Su Tospa.
- To analyze the composition of the waste water after each stage of
purification.
- Analyze the dynamics of the treated wastewater in the period 2006-
2013.
- Assessment of the quality of water treated in the traditional way.
The object of study: technology wastewater treatment facility Tospasu
in Almaty.
Мазмұны
б.
КІРІСПЕ 8
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ..
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 9
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ...
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік 9
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
1.2 Ақаба сулары құрамының зерттелуі 10
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
1.3 Ақаба суларының ластану көрсеткіштері 11
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу 13
... ... ... ... ... ... ...
1.4.1Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары 16
... ... ... ... ... .
1.4.2Ақаба суларды тазартудың айырықша технологиялары 23
... ... ... ...
1.4.3Тазарту технологияларының кейбір артықшылықтары мен 25
кемшіліктері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ...
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ 28
... ... ... ... ... ... ... .
2.1 Зерттеу материалдары 28
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ..
2.2 Зерттеу әдістері 28
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... .
3 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫН ТАЛҚЫЛАУ 29
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1 Қаладағы канализация және тазартушы имараттардың сипаттамалары 29
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ...
3.2 Тазартушы имараттарға түсетін ақаба сулардың мөлшері 29
... ... ...
3.3 Ақаба суларды тазартудың қысқаша сипаттамалары (Тоспа су 32
мекемесі мысалында)
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ...
3.4 Тазартылған ақаба сулардың сапалық құрамының нормалық 38
көрсеткіштері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ...
3.5 Белсенді тұнбада және биологиялық қабықшада ағзалардың болу 46
белгілері
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... .
3.6 Белсенді тұнбадағы индикаторлық ағзалар 47
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ҚОРЫТЫНДЫ 49
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... .
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 50
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ..
Белгілеулер мен қысқартулар
Биофильтр – биологиялық фильтрлер;
ОБҚ – оттегідегі биологиялық қажеттілік;
ОХҚ – оттегідегі химиялық қажеттілік;
БТ – белсенді тұнба;
ЖМС – жалпы микробтар саны;
РФА – рентген-флуорестценттік анализатор;
ШРМ – шекті рауалы мөлшер
ОСЖ – оң жағалаудағы Сорбұлақ жинағышы
МКК – мемлекеттік комуналдық кәсіпорны
КІРІСПЕ
ХХ ғасырда Жер шарында адамдар саны 3 есеге көбейді. Дәл осы кезеңде
тұщы суға деген қажеттілік 7 есе, коммуналдық-ауыз су қажеттіліктері 13
есеге артты. Тұрғындар санының және әлемдік шаруашылықтың артуы есебінен
соңғы 20 жылдықта тұщы суды тұтыну шамамен жылына 100 км3 жеткенін айта
кеткен дұрыс.
Су сапасының төмендеуі барлық су нысандарында органикалық ластанған
заттардың болуымен түсіндіріледі. Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста
немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған
аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық,
нөсер, т.б ағындылары) елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судың 60 м3-ін ластайды. Ақаба су
шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба
судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық
қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Бітіру жұмысының мақсаты: Тоспа су мекемесінің мысалында қаланың ақаба
суларын тазартуда қолданып келе жатқан технологиялардың жетістіктері мен
кемшіліктеріне баға беру.
Міндеті:
- әдебиеттегі деректер бойынша ақаба суларды тазарту тарихымен және
тазарту технологияларымен танысу.
- Алматы қаласындағы Тоспа су мекемесінде қолданып келе жатқан тазарту
технологияларымен танысу.
- Тоспа су мекемесіндегі қолданып келе жатқан ақаба суларды тазартудың
технологиялық схемасымен танысу.
- Тазартудың әр сатысындағы ақаба суларды тазару деңгейіне талдау жасау.
- 2006-2013 жылдары аралығында тазартылған ақаба сулардың өзгеру
динамикасына талдау жасау.
- Дәстүрлі технологиялары бойынша өңдеуден өткен ақаба сулардың сапасына
баға беру.
- Химиялық талдау зертханасында тазартудың әр түрлі сатысындағы
сулардағы ауыр металдарды анықтау әдістерін меңгеру.
Қазіргі таңда ақаба суларды тазарту технологиялары, құрылғылар және
техника алуан түрлі. Қаладан келетін ақаба суларды тазарту жүйесінде ең көп
таралғаны ақаба суларды механикалық және биолгиялық тазарту. Дәл осы
дәстүрлі классикалық тазарту сұлбасы Алматыдағы Аэрация станциясында
қолданылады. Технологиялық жүйенің жаңаруы, кейбір құрылғылардың ауысуы
және кейбір ақаба сулардың құрамының өзгеруі тазарту имараттарының жұмыс
істеу тиімділігін арттыру қажеттігін туғызады.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Ақаба сулары жөнінде түсінік
Ақаба су — бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында
пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанған аймақ, соның ішінде
(өнеркәсіп, ауылшаруа-шылық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары)
елді мекен арқылы өткен су.
Ақаба судың әрбір текше метрі таза судыц 60 м3-ін ластайды. Ақаба су
шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Акаба
судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық
қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады.
Шығу тегі бойынша ақаба сулары келесі топтарға бөлінеді:
1. атмосфералық;
2. шаруашылық-тұрмыстық;
3. өндірістік.
Атмосфералық немесе жаңбырлық ақаба сулары атмосфералық жауын-шашынның
жаууы және қардың еруі нәтижесінде пайда болады. Бұл сулар, негізінен, құм,
шаң, органикалық заттар және мұнай өнімдері арқылы ластанады.
Мұндай ақаба суларды сипаттау мақсатында келесі талдаулар жүргізіледі:
Жүзбе заттар, мұнай өнімдері, ОБҚ, ОХҚ.
Өндірістік ақаба су кұрамы ақаба су түзілетін технологиялық
процестермен, сондай-ақ материал мен шикізаттың химиялык қасиеттерімен
анықталады. Ластанған және нормативті таза (яғни, тазалауды қажет ететін)
өндірістік ақаба су болып ажыратылады. Атмосфералық ақаба су нөсер (жаңбыр)
және қар суы болып бөлінеді.
Шаруашылық-тұрмыстық сулар судың тұрғындар арқылы пайдаланылуы
нәтижесінде түзіледі. Бұл ас үйлерден, моншалардан, санитарлық түйіндерден,
кір жуатын және басқа да орынндардан жіберілетін ағындар. Олар өзіне тән
ерекшеліктермен сипатталады: құрамында түрлі дәрежеде дисперсияланған жүзбе
заттардың айтарлықтай мөлшері болады; шіруге қабілеттілігімен ерекшеленеді;
құрамында органикалық және бейорганикалық заттар болады [1].
Шаруашылық-тұрмыстық ақаба суларының бактериялық ластануы орасан зор,
және олар санитарлық тұрғыдан өте қауіпті болып табылады.
Тұрмыстық ақаба суларын толық талдаудан өткізу келесі сұлба арқылы
жүзеге асырылады:
1. Ақаба суларының температурасы, түсі, иісі, мөлдірлігі, лайлылығы,
тұнбасы, белсенділік реакциясы (рН), олардың құрамындағы жүзбе заттар,
эфирлі ерігіштер (мұнайөнімдері, майлар), сілтілігі мен қышқылдығы,
хлоридтер, фосфаттар, NН4+, NO2-, NО3-, Н2S, органикалық заттардың бар-
жоқтығы (ОБҚ, ОХҚ) анықталады;
2) міндетті түрде бактериялық зерттеу жүргізіледі (микробтардың жалпы
саны, коли-индекс, және гельминиттер ұрықтарының саны).
1.2 Ақаба сулар құрамының зерттелуі
Ақаба суларын толық талдаудан өткізу тазарту имараттары жұмыстарының
тиімділігін тексеру кезінде қажет. Мұндай жағдайда талдау тазартуға дейін,
тазартудан кейін және тазартудың түрлі сатыларында жүргізіледі.
Ағымдағы санитарлық қадағалау кезінде белгілі бір жағдайға тән
таңдалынып алынған анықтамалар түріндегі қысқаша талдаумен шектеледі.
Мысалы, тұндырғыштардың жұмысын қадағалау үшін, жүзбе заттардың мөлшері, ал
тотықтырғыштардың жұмысын бағалау үшін, ОБҚ мөлшері анықталады.
Тұрмыстық ақаба суларының құрамы салыстырмалы түрде біркелкі және
жақсы зерттелген. Ақаба сулардың құрамындағы жүзбе заттар дегеніміз барынша
ірі саңылаулары бар қағаз фильтр (ақ таспа, қызғылт таспа) арқылы
сүзілетін ластаушы заттар мөлшері.
Жүзбе және коллоидты заттардың бірігіп кездесуі мөлдірлік немесе
лайлылық арқылы анықталады.
Қалалық ақаба суларының құрамындағы жүзбе заттардың мөлшері 80-500
мгл шамасында өзгереді. Өндірістік және жаңбырлық ақаба суларында 1 литрде
бірнеше граммға дейін кездеседі.
Механикалық тазарту имараттарын сипаттау үшін тұнбалық – бұл
лабораториялық цилиндрде 2 сағат бойы тұндырған кезде тұнбаға түсетін
заттарға талдау жүргізеді. Олар көлемі және салмағы бойынша есептеледі.
Тазартудан өтпеген қалалық ақаба суларының құрамындағы тұнба заттар
үлес салмағы 65-75 %.
Ақаба суларындағы органикалық заттарды сипаттау кезінде ОБҚ, ОХҚ,
жалпы органикалық көміртегі, перманганатты тотығу сияқты шамалар
пайдаланылады. ОБҚ микроорганизмдердің субстраты болып табылатын
органикалық заттардың құрамдық шамасы болып табылады. Ресейде ақаба
суларының ОХҚ қадағаланбайды. Қалалық тазарту станцияларына ОХҚ шамасы 200-
900 мгл аралығындағы ақаба сулары келіп түседі, биологиялық тазартудан
кейін, судағы ОХҚ шамасы – 50-300 мгл, тазартуға дейінгі процестен кейін
20-60 мгл. Перманганатты тотығу су сапасын бақылауда қолданылмайды десек
те болады. Тазарту имараттарында оны шұғыл ақпарат алу мақсатында
пайдаланылады, өйткені бұл талдау ОБҚ және ОХҚ салыстырғанда қарапайымдау
[2].
Су сапасын экологиялық қадағалау мақсатында ОБҚ тек шайқалған сынамада
анықталады. Технологиялық эксплуатациялау және түрлі сатылардағы тазарту
процесін бағалау мақсатында ОБҚ шамасын үш түрлі сынамада: шайқалған, 2
сағат бойы тұндырылған, сүзілген сынамаларда анықтайды.
Тазартылмаған ақаба суларының ОБҚ шамасы 100-500 мгл құрайды және ол
жыл мезгілдері, тәуліктегі уақытқа байланысты өзгеріп тұрады [3].
1.3 Ақаба сулардағы ластану және ластану көрсеткіштері
Судағы ластағыштар қалқымалы, коллоидті және еріген күйінде болады.
Табиғаты бойынша олар келесідей бөлінеді: минералды, органикалық,
бактериалды және биологиялық.
Минералды –құм, шаң, қоқыс және кен бөлшектері; минералды тұздар,
қышқылдар және сілті ерітінділері; минералды майлар; темір, кальций,
магний, кремний, калий және өзге де бейорганикалық заттар.
Органикалық –
а) өсімдік негізді: өсімдік, жемісті көкөністер және дәнді-дақылдардың
қалдықтары, қағаз, өсімдік майлары және өзгелер (бұл ластаушы заттардың
негізгі химиялық элементі көміртегі болып табылады);
б) жануар негізді: адамдар және жануарлардың физиологиялық қалдықтары,
жануарлардың бұлшық етті және майлы тіні, желімді заттар және өзгелер (бұл
ластаушы заттардың негізгі химиялық элементі азот, сонымен қатар фосфор,
күкірт және сутегі).
Бактериялы және биологиялық – әр түрлі ұсақ ағзалар: ашытқы және зең
саңырауқұлақтары, ұсақ балдырлар және бактериялар, сонымен қатар ауру
туғызушы (іш сүзек, қылау, дизентерия, тырысқақ және өзге де ауру
қоздырушылар).
Сынама нәтижелері бойынша Алматы қаласының ағынды суларында ерімеген
ластағыштардың 38-42% минералды және 62-58% органикалық қоспалар құрайды.
Ағынды сулардың қоспалары оның түзілуіне қарамастан бөлшек мөлшеріне
байланысты төрт топқа бөлінеді.
Қоспалардың алғашқы тобына суда ерімеген қалың дисперсті қоспалар
жатады. Әдетте олар органикалық және бейорганикалық табиғатқа ие болады.
Бұл топқа микроағзалар (қарапайымдар, балдырлар, саңырауқұлақтар),
бактериялар және гельминттер жұмыртқалары жатады. Бұл қоспалар сумен
тұрақсыз жүйе құрайды. Сәйкес жағдайларда олар жауын-шашын құрамына түсіп,
су бетіне жүзіп шығуы мүмкін. Бұл топтағы ластаушы заттардың біршама бөлігі
судан гравитациялық тұнба ретінде бөлінуі мүмкін.
Қоспалардың екінші тобын көлемі 106 см аз емес коллоидті деңгейдегі
дисперсті заттар құрайды. Бұл топтың гидрофилді және гидрофобты қоспалары
сумен біріге ерекше молекулярлы-кинетикалық ерекшеліктерге ие жүйелер
құрайды. Бұл топқа жоғары молекулярлы қоспалар жатады, себебі олардың
қасиеттері коллоидті жүйелермен ұқсас. Физикалық жағдайға сәйкес бұл топ
қоспалары өзінің агрегаттық күйін өзгертуі мүмкін. Бөлшектердің кіші
мөлшері олардың ауырлық күші әсерінен тұнуына кедергі жасайды. Агрегаттық
тұрақтылық жойылған жағдайда қоспалар жауын-шашын құрамына түседі.
Үшінші топқа мөлшері 107 см болатын бөлшекті қоспалар жатады. Олар
молекулалы деңгейлі дисперстілікке ие. Олардың сумен әсерлесуінен
ерітінділер түзіледі. Ағынды суларды үшінші топтағы қоспалардан тазарту
үшін биологиялық және физико-химиялық әдістер қолданады.
Төртінші топ қоспалары 108 см мөлшеріне және ионды деңгейлік
дисперстілікке сәйкес келеді. Бұл топқа қышқыл, тұздар және негіз
ерітінділері жатады.
Кейбіреулері, әсіресе аммоний тұзы және фосфаты судан биологиялық
тазарту кезінде жойылады. Бірақ толық биологиялық тазарту судағы тұздарды
толығымен жоя алмайды [16].
Түзілуіне сәйкес ағынды сулардың негізгі үш тобын бөледі: шаруашылық-
тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық (нөсерлі, жауын-шашынды).
Ақаба сулар құрамын қарастыру кезінде ластану концентрациясы (мгл,
гм3) басты көрсеткіш боп саналады. Имараттардың жұмысын бағалау нақты бір
уақыт аралығындағы орташа сынамаларды талдауға негізделеді. Қалыпты
жағдайда ортатәуліктік, сондай-ақ бірлік сынамалар қолданылады. Сынамаларды
жинау, талдау, тасымалдау, сақтау және араластыру бекітілген сәйкес
нұсқаулықтарға сай жүргізіледі.
Ақаба суларды тазартудың барлық этаптарында су құрамының сапасына
қатаң бақылау жүргізіледі. Сондықтан ақаба су құрамының қоспа
концентранттарына ғана емес, ластаушылар құрамының сапалық және сандық
анықталуына жете талдау жасалады. Мұндай талдаудың қажеттілігі қайта өңдеу
жүйесінің спецификасымен анықталады, өйткені ақаба суларда микро ағзалардың
жалпы қырылуына алып келетін оксиндік заттар болуы мүмкін.
Органолептикалық көрсеткіштері (түс, түр, иіс, мөлдірлігі, лайлылығы),
оптикалық тығыздығы, рН, температура секілді сипаттамалар қиындық
туғызбайды. Тазартушы имараттың жұмысын бақылау үшін және технологиялық
процесте ақаба суда қайта пайдалануға, тазарту және тазартуға дейінгі
әдісті таңдауға, тазарту процесінің аяқталуына, сондай-ақ су қоймаға суды
лақтыру мүмкіндігін бағалауға қажетті ақаба сулар құрамындағы органикалық
заттар құрамын анықтау күрделірек.
Органикалық зхаттар құрамын анықтау кезінде екі әдіс кеңінен
қолданылады: оттегідегі химиялық қажеттілік және оттегідегі биологиялық
қажеттілік. Бірінші жағдайда ақаба суларда кездесетін заттардың күкірт
қышқылы ерітіндісінде 50% (көлемі бойынша) 2 сағат бойы қыздырылған
пробадағы 0,25% калий дихроматы ерітіндісінде ыдырауына негізделген.
Органикалық заттардың толық ыдырауы үшін катализатор ретінде күміс сульфаты
пайдаланылады. Дихроматты әдіс жеткілікті дәрежеде қарапайым және оңай
жүргізіледі, сондықтан да кең қолданысқа ие.
Оттегідегі биохимиялық қажеттілік стандартты жағдайда нақты бір уақыт
аралығындағы ақаба сулар құрамындағы қоспаларды биологиялық аэробты ыдырату
кезінде микро ағзалардың шығындаған оттегі мөлшері арқылы анықталады.
Оттегіні биохмиялық тұтынуын анықтау арнайы құрылғыларды қажет етеді.
Биотехнология қоршаған орта және оның жай-күйін бақылау тәсілдеріне
алуан түрлі және үдемелі ықпал ететін болады. Мұндай жағдайға мысал ретінде
қалдықтарды қайта өңдеудің замануаи және жаңа тәсілдерін ойлап табуда
биотехнологияны пайдалану тек бұл салада шектелмейтінін айта кету керек.
Биотехнология барлық химиялық өндіріс және ауыл шаруашылығы секілді ірі
салаларда басты рөлде, сондай-ақ тұйық және жартылай тұйықталған
технологиялық циклдерді жасауға ықпал ете отырып, проблемалардың шешімін
табуда көмектеседі.
1.4 Ақаба суларды тазарту технологияларына шолу
Ақаба сулары – тұрмыстық, кәсіптік және өндірістік қолдану нәтижесінде
қандай да бір дәрежеде ластанған, құрамында лақтырындылар мен өңделген
жылуы бар, сондай-ақ физикалық және биологиялық қасиеттері нашарлаған
сулар.
Ақаба суларын тазарту дегеніміз ақаба суларын олардың құрамындағы
зиянды заттарды жою немесе ыдырату мақсатында өңдеу.
Ақаба суларын тазарту әдістері:
• Механикалық;
• Химиялық;
• Физикалық-химиялық;
• Электрохимиялық ;
• Биологиялық;
• Мембраналық;
• Термототықтық және т.б.
Механикалық тазарту дегеніміз ақаба суларының құрамынан шығу тегі
минералдық немесе органикалық ерімеген ірі дисперсиялық қоспаларды бөліп
алу. Ақаба суларын тазартудың механикалық әдістері 3 топқа бөлінеді:
1. Сүзгілеу
2. Тұндыру
3. Сүзу
Қандай да бір әдісті таңдау төмендегілерге тәуелді:
• Қатты заттардың көлеміне;
• Бөлшектердің физикалық-химиялық қасиеттеріне;
• Ластаушы заттардың концентрациясына;
• Қажетті тазарту дәрежесіне.
Механикалық тазарту әдісі ақаба суларының құрамынан қатты ерімеген
қоспаларды жою үшін пайдаланылады [32].
Сүзгілеу. Ақаба суларынан құрамынан ірі көлемдегі ерімеген қоспаларды
жою үшін пайдаланылады. Торлар мен серіппелі торлар арқылы жүзеге
асырылады. Әдетте, ақаба суларының жүру жолында 60-75о көлбеулене
орналасқан жылжымайтын торлар пайдаланылады. Тор топсасының көлденең
қимасының көлемі торға түсетін ең аз қысымға байланысты таңдалады.
Тұндыру – ақаба сулары құрамынан ауырлық күшінің әсерінен жүзінді
заттарды құм аулағыштарда (минералдық қоспаларды бөлу үшін), тұндырғыштарда
(ұсақ тұнбалы және қалқымалы қоспаларды ұстау үшін), сонымен қатар
мұнайаулағыштарда, май және смолатұтқыштарда бөліп алу.
Құмаулағыштар – бұл ағынды өтімі 100 м3тәул. жоғары болған кездегі
ауыр механикалық және органикалық қоспаларды ұстауға арналған механикалық
имараттар. Олар көлемі 0,15 мм жоғары немесе гидравликалық ірілігі 13,2
ммс жоғары бөлшектерді ұстайды.
Тұндыру ақаба суларының құрамындағы ірі дисперсиялық қоспаларды бөліп
алудың ең қарапайым, еңбекті көп қажет етпейтін, әрі арзан әдісі болып
табылады. Ауырлық күшінің әсерінен ластағыш заттар не төменге шөгеді, не
бетіне көтеріледі.
Тұндырғыш имараттар:
• Жұмысының сипаты бойынша: кезеңдік әсер ету (контакттілі) және
үздіксіз әсер ету (ағындық);
• Технологиялық ролі бойынша: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші
реттік тұндырғыштар;
• Су ағыны қозғалысының бағыты бойынша: вертикалды, горизонталды,
радиалды және еңкіш жұқа қабатты;
• Жүзінді заттардың флокуляциясын қамтамасыз ету тәсілі бойынша:
белсенді және баяу флокуляция;
• Тұнбадан арылу тәсілі бойынша: жинақтағыш механизмі бар, тұнба
сорғыштары бар және гидро шаю механизмі бар болып бөлінеді.
Сүзу – ерітіндіден ұсақ өлшемді ерімейтін және коллоидты заттарды
бөліп алу мақсатында пайдаланылады. Бұл процесте ақаба судың құрамы,
температурасы, сүзгілеу қысымы есепке алынады.
Сүзгілер келесі сипаттары бойынша ажыратылады:
• Процестің жүріп өту сипатына байланысты (кезеңдік және үздіксіз);
• Процестің түрі бойынша (бөлу үшін, қоюландыру үшін немесе тазарту
үшін);
• сүзгілеу қысымы бойынша (сұйық бағанындағы гидростатикалық қысым
әрекеті бойынша, қалқа алдындағы вакуумдық қысымды арттыру бойынша)
• сүзу бағыты бойынша,
Ақаба суды тұндыру — өнеркәсіптік және тұрмыстық ақаба суды
механикалық қоспалардан тұндыру, сүзу, коагуляциялау және т.б. әдістер
арқылы тазалау. Ақаба су тұнбасы — ақаба сулардың әуітте, сүзілу алаңында
жиналатын, оның түбіне шөгетін әр түрлі тұнбалы заттар мен химиялық
элементтердің жиынтығы. Ақаба су тұнбасы арнайы өңдеуден өткеннен кейін
егістік жерлерді тыңайту үшін тыңайтқыш ретінде пайдаланылады [34].
Ақаба суды механикалық тазалау — тез тұнатын және қалқып шығатын
заттектерді техникалық құрылғылармен және әдістермен жою. Көбіне ірі
түйірлі және ұсақ түйірлі (малтатас қүмтас) сүзгіш арқылы іске асырылады.
Ақаба суды физикалық-химиялық тазалау. Бұған реагенттік не
электролиттік ірілендіру, қышқылдармен және сілтілермен бейтараптау,
шайғындау, су буымен айдау, сорбция, суды ультрадыбыспен өндеу,
электрхимиялық тотықтыру және т.б. жатады [37].
Ақаба суды химиялық тазалау — ластағыштарды химиялық агенттер аркылы
және заттектердің физикалық-химиялық қасиеттерін пайдаланып жою. Ақаба суды
химиялық тазалауға қалқып жүрген және коллоидты заттектерден, фосфордан
ірілендіру арқылы тазарту, еріген органикалық заттектерден абсорбция арқылы
тазалау және тірі организмдерді жою — суды зарарсыздандыру, яғни хлорлау
жатады [8].
Ақаба суды биологиялық тазалау — заттектерді минералды немесе одан да
қарапайым органикалық қосылыстарға дейін ыдырататын микроорганизмдерді
өсіру арқылы ақаба суды ластағыш негізгі органикалық заттектерден тазалау.
Ақаба суды биосүзгімен тазалау — ақаба суды активтелген тұнба қабаты
немесе ластағыштарды тұтып, ұшырататын арнайы егілген су өсімдіктері (қалың
өскен қамыс) арқылы өткізіп тазалау.
Ақаба суды мұқият тазалау — бірін бірі толықтыратын механикалық,
биологиялық, химиялық тазалау, электродиализ, кейде дистилляция жолымен
іске асырылатын шаралар арқылы ақаба суды ластағыштардан толық тазалау.
Ақаба суды табиғи тазалау — судың өздігінен тазаруы барысында немесе
суармалау танабының, сүзу танабының, топырақ асты суармалау үлескілерінің,
аэробты және анаэробты биологиялық тоғандар мен тотықтырғыш каналдардың
көмегімен ластағыштарды ыдырату.
Ақаба суды жасанды тазалау— арнайы технологиялық құрал-жабдықтар
аркылы ақаба судың кез келген түрін тазалау. Ақаба суды жасанды тазалау
судың өздігінен табиғи тазалануынан тезірек жүзеге асады.
Ақаба суды залалсыздандыру — ақаба судың құрамындағы патогендік және
санитариялық көрсеткіш микроорганизмдерді жою үшін өндеу. Ақаба суды
иіссіздендіру дегеніміз иісті кетіру және сонымен қатар ақаба су жинақталып
қалған кезде, сондайақ оларды биологиялық жолмен тазалау барысында,
өндірістік процестер кезінде (жанғыш газдар, т.б. алу), жағымсыз иісі
болатын материалдар мен шикізаттардан буланғанда түзілетін газдың зиянды
құрамды бөліктерін жою.
Ақаба суларды еселеу — ақаба суларын шала тазарту арқылы оның химиялық
құрамын шектелген мөлшерге жеткізіп, өзенге құю немесе егістікті суаруға
пайдалану үшін және оны әр түрлі мөлшерде таза сумен араластыру. Мысалы,
мал қорадан шығатын ақаба сулармен өсімдіктерді суаруға пайдалану үшін
оларды таза сумен 1:5, 1:7 қатынасында аралыстырады [14, 15].
1.4.1 Ақаба суларды тазартудың дәстүрлі технологиялары
Қалдықтарды биологиялық қайта өңдеу биохимия, генетика, химия,
микробиология, есептік техника секілді пәндерді білуді қажет етеді. Бұл
пәндер негізгі үш бағыт бойынша біріктіріледі:
1. Органикалық және бейорганикалық токсинді қалдықтардың ыдырауы;
2. Зат айналымына көміртегі, азот, фосфор және күкірт қайтуы үшін
ресурстардың жаңаруы;
3. Органикалық қосылыстардың бағалы түрлерін алу.
Ақаба суларды тазарту кезінде төрт негізгі операциялар орындалады:
1. Алғашқы қайта өңдеу кезінде ақаба суларды механикалық құрылғылар
(құм аулауғыштар, торлар, тұндырғыштар) арқылы орташалау және түсін
жаңарту.
2. Екінші кезеңде еріген органикалық заттарды аэробты микро ағзалардың
қатысуымен жою. Микробты жасушалардан құралған тұнба қайта жойылады
немесе реакторға көшіріледі. Бұл технологияда пайдаланылатын
белсенді тұнбаның бір бөлігі аэрациялық тенктерге қайтарылып
отырады.
3. Үшінші (міндетті емес) кезеңде химиялық тұндыру және азот пен
фосфорды бөліп алу жүргізіледі.
4. Бірінші және екінші кезеңде қалыптасқан тұнбаны қайта өңдеу үшін
анаэробты процес пайдаланылады. Бұл кезеңде тұнбаның көлемі және
патогендер саны азаяды, иісі жойылады және бағалы органикалық
қосылыс метан түзіледі.
Тәжірибеде бір сатылы және көп сатылы тазарту жүйесі қолданылады.
Ақаба суларды бір сатылы тазарту сұлбасы төменде суретте көрсетілген [24].
Сурет 1. Тазартушы имараттардың сұлбасы:
1 – құмаулағыштар; 2 – бірінші реттік тұндырғыштар; 3 – аэротенк; 4 –
екінші реттік тұндырғыштар; 5 – биологиялық тоғандар; 6 – түсін жаңарту; 7
– реагенттік өңдеу; 8 – метатенк; БТ – белсенді тұнба [27].
Белсенді тұнба сапасының көрсеткіші болып қарапайым микро ағзалар
жасушаларының санының бактериялық жасушалар мөлшеріне қатынасы болатын
протозойлық коэффиценті табылады. Жоғары сапалы тұнбада 1 миллион
бактериялық жасушаларға 10-15 қарапайым жасушалар жеткілікті. Ақаба су
құрамы өзгерген жағдайда сәйкесінше микро ағзалардың бір түрінің мөлшері
артады, бірақ биоценоз құрамында екінші түр жойылмайды.
Белсенді тұнбадағы ценоздардың қалыптасуына температураның маусымдық
өзгерісі, оттегімен қамтамасыз етілуі, минералды компаненттердің болуы әсер
етеді. Бұл факторлардың барлығы құрамын күрделендіреді және қайта өңдеуге
қиындықтар туғызады. Тазартушы имарат жұмысының тиімділігі ақаба сулардағы
микро ағзаладың концентрациясына және белсенді тұнбаның жасына тікелей
тәуелді. Қарапайым аэротенктерде белсенді тұнбаның ағымдық концентрациясы 2-
4 гл аспайды [4].
Ақаба сулардағы тұнба концентрациясының артуы тазарту жылдамдығының
өсуіне алып келеді, бірақ оттегі концентрациясын қажетті деңгейде ұстап
тұру үшін аэрацияны күшейтуді талап етеді. Осылайша, ағындыны аэробты қайта
өңдеу келесідей стадияларды біріктіреді: 1) жасушалық беткейдегі
адсорбциялық субстрат, 2) жасуша іщілік ферменттерді адсорбциялық
субстратты бөлшектеу, 3) жасушалармен еріген заттарды сіңіру, 4) көбею және
эндогендік тыныс алу, 5) экскретифтік өнімдерді босату, 6) бірінші реттік
ағзалар популяциясын екінші реттік тұтынушылармен кеміру. Идеалды
жағдайда бұл қалдықтардың толықтай минералдануына, қарапайым тұздарға,
газдарға және суға бөлінуіне алып келеді. Ал практикада аэротенктен алынған
тазартылған су және белсенді тұнба екінші реттік тұндырғышқа жіберіледі,
бұл жерде белсенді тұнбаны судан бөліп алады. Белсенді тұнбаның бір бөлігі
тазарту жүйесіне қайтарылады, ал микро ағзалардың көбеюі нәтижесінде
қалыптасқан белсенді тұнбалық алаңшаларға шығарылады. Белсенді тұнба
қалдығын анаэробты жолмен қайта өңдеуге болады. Қайта өңделген белсенді
тұнбаны балықтарға азық ретінде пайдалануы мүмкін [27].
Сурет 2. Бірінші реттік радиалды тұндырғыштар тобы
(ортада насостық станция)
Толық тазартуға дейінгі жүйе ақаба сулардың кейінгі қолданылуын
анықтайтын көптеген элементтерден құралады. Биологиялық тазартылған судың
түсін жаңарту және оттегімен қанықтыру процестері биологиялық тоғандарда
жүреді. Сонымен қатар биологиялық тазарту жүйесіндегі тоғандардағы белсенді
тұнба биоценоздарында органикалық қосылыстардың тотығуы жүреді. Биологиялық
тоғандардағы биоценоздардың құрамы белгілі бір топтағы микро ағзалардың
болу тереңдігі арқылы анықталады. Жоғарғы қабатта аэробты, түбіне қарай
факультативті аэробты және анаэробты ағзалар дамиды, мұнда метанды бөлу
және сульфаттарды қалпына келтіру процестері жүреді. Судың оттегімен
қанығуы фотосинтез процесі есебінен жүзеге асады. Бұл ретте эвгленді,
вольбоксты Clorella, Scenedesmus және т.б. балдырлары көп тараған.
Тоғандарда микро және макро фауна: қарапайымдалар, құрттар, шіркейлер және
т.б. кездеседі. Биотоғандарда судан мұнай өнімдері, фенолдар және басқада
органикалық қосылыстар жақсы жойылады. Кей жағдайда биологиялық тазартудан
кейін суды биогентті өңдеу – хлорлау немесе озондау жүргізіледі [17].
Биофильтрлерді қолданылудың артықшылығы нақты бір ценоздың қалыптасуы
іс жүзінде барлық органикалық қосылыстардың жойылуына алып келуінде. Бұл
әдістің кемшіліктері:
- Құрамында органикалық қосылыстары жоғары ағындыны пайдаланудың
мүмкін еместігі;
- Тұрақты жылдамдықта берілетін ақаба суларды беттік биофильтрлеу
тұрақты суаруды қажетсінуінде;
- Ақаба сулар өңделуге берілуден бұрын, батпақтануды болдырмау үшін
жүзбе тасындылардан тазартылып отырыуы керек.
Мұндай тасымалдаушылар ретінде керамика, қиыршық тастар, ірі құмдар,
керамзит, жоғары кеуекті метал немесе полимерлі материалдарды пайдалануға
болады.
Биофильтрлер жүйесі, аэроаттенктердегі белсенді тұнба секілді басқада
тазартушы жүйелер бар. Бұл аэроаттенкті ығыстырғыштар деп аталады.
Қарапайым биофильтрлеуден бұл әдістің артықшылығы микро ағзалардың жоғарғы
концентрациясы қолданылады және соңғы өнімді тұндыру қажеттілігі жоқ.
Мұндай жүйе белгілі бір ластану спектрініде жергілікті ағындыны тазарту
кезінде пайдаланылуы мүмкін, яғни, басқа өндірістік ағындылармен
араластырмай жеке биологиялық жүйелерде тазартылады. Бұл аталған ластану
спектріне бейімделген микроорганизмдер биоценозын алуға мүмкіндік береді,
сондықтан тазарту жылдамдығы және тиімділігі арта түседі [28].
Анаэробты тазарту жүйелері құрамында органикалық заттардың көп мөлшері
кездесетін жоғары концентратты ағындыларды ашыту арқылы тазарту кезінде
пайдаланылады. Ашыту процесі арнайы құрылғы – метатенктерде жүргізіледі.
Органикалық заттардың ыдырауы үш этаптан тұрады:
1. Органикалық қосылыстардың еруі және гидролизі;
2. Ацидогенез;
3. Метаногенез.
Бірінші кезеңде күрделші органикалық заттар майлы, пропинді және сүтті
қышқылдарға айналады. Екінші кезеңде бұл органикалық қышқылдар сірке
қышқылына, сутегі, көмірқышқыл газына айналады. Үшінші кезеңде метан
қалыптастырушы бактериялар метанға сутегіні сіңіру арқылы көмірқышқыл
диоксидін қалпына келтіреді. Түрлік құрамы бойынша метатенк биоценоздары
аэробты биоценоздарға қарағанда әлдеқайда селдір [30].
Бірінші, яғни қышқыл қалыптастырушы кезеңді жүзеге асыруға қабілетті
микро ағзалардың 50-ден астам түрі бар. Олардың ішінде ең көп тарағаны –
бацилл және псевдомонад. Метан қалыптастырушы бактериялар: кокки, сарцина
және таяқшалар түрлі формаларға ие. Анаэробты ашыту кезеңі бір уақытта
жүргізіледі, ал қышқыл қалыптастырушы және метан қалыптастырушы процестер
параллель жүргізіледі. Сірке қышқылды және метан қалыптастырушы микро
ағзалар симбиоз түзеді, бұл микро ағзалар Methanobacillus omelianskii деп
аталады.
Метан қалыптастыру процесі – бұл бактериялар үшін энергия көзі,
өйткені метандық ашыту анаэробты тыныс алу түрлерінің бірін келтіреді және
метанға дейін қалпына келтірілген көмірқышқыл газына органикалық
қосылыстардан электрондар өтеді. Метатенк биоценоздарының өмір сүру
нәтижесінде органикңалық заттардың концентрациясы төмендеп, биогаздар
қалыптасады және де бұл экологиялық таза отын болып табылады. Биогаз алу
үшін ауыл шаруашылығының қалдықтары, қайта өндіруші ұйымдардың, спирттік
зауыттардың, қалалардың құрамында қант, тұрмыстық қалдықтар және т.б.
заттар кездесетін ақаба сулары пайдалануы мүмкін.
Қорыта айтқанда, органикалық қалдықтарды ашыту кезінде метаногенезді
белсенді пайдалану – энергетикалық және экологиялық проблемалардың
бірлескен шешімін табудағы перспективті жолдардың бірі, сондай-ақ бұл агро
өнеркәсібтік кешендерге автономдық энергиямен қамтамасыз ету мүмкіндігін
береді.
Сирек қоныстанған елді мекендердегі ақаба суларды толығымен
биологиялық тазарту үшін толық ыдырау әдісі бойынша жұмыс істейтін
аэрациялық қондырғылар, қалдық белсенді тұнбаны аэробты тұрақтандырудың
аэрациялық қондырғылары қолданылады. Бұл екі түрдегі де қондырғылар ақаба
суларды тазалаудың тұрақты жоғары тиімділігімен қамтамасыз етеді, кез-
келген климаттық, грунттық және гидрогиологиялық жағдайда қолданылуы
мүмкін, сондай-ақ үлкен жер ауданын талап етпейді. Толық ыдырату әдісі
бойынша жұмыс істейтін құрылғылар тұрмыстық және құрамы осы суларға ұқсас
өндірістік ақаба суларын биологиялық тазарту үшін тағайындалған.
Органикалық ластануларды толықтай ыдырату үш фазада жүреді. Бірінші фазада
ақаба сұйықтықта органикалық қосылыстар санының көп болуы микро ағзалардың
жылдам көбеюін қамтамасыз етеді және үздіксіз олардың саны артып отырады.
Екінші фазада органикалық ластаушылар бойынша ластау едәуір төмендейді,
өйткені мұнда микро ағзалардың көбеюі шегеріледі. Келіп түсетін органикалық
заттар саны мен тұнбаның өсуі арасында белгілі бір қатынас анықталады.
Үшінші фазада белсенді тұнбадағы микро ағзалардың көбеюі органикалық заттар
жетіспеуінен баяулайды. Тұнба бұл кезде аш күйде болады. Бұл белсенді
тұнбадағы микро ағзаларды ақаба сулармен түсетін органикалық заттарды ғана
емес, өлі микро ағзалардың органикалық заттардың басым бөлігін пайдалануға
мәжбүрлейді, яғни белсенді тұнбаның өзіндегі органикалық бөлікті
минералдайды. Органикалық заттарды толық ыдырату нәтижесінде белсенді
тұнбаның өсуі едәуір төмендейді, сондықтан оны имараттан 1-4 ай аралығында
жоюға болады [29].
Тәулігіне 12 және 25 метр куб өтімділіктегі шағын құрылғылар (ШҚ)
бірыңғай металл блок түрінде зауыттық жағдайда да дайындалады. Барлық
құрылғылар белсенді тұнбаны алдын-ала қайтаратын аэротенкті тұндырғыштар
түрінде құрастырылып жасалған. Тәулігіне 12 метр куб өтімділіктегі
қондырғылар аэрациялық механикалық, қалғандары эжекторлы немесе
пнематикалық жүйемен жабдықталған. Құрылғының жұмыс істеу принципі ақаба
суларды торлар арқылы өткізіп, бірінші реттік тұндырғыштарсыз аэрация
зонасына бағыттайды. Мұнда раторлы аэратор айналуы есебінен жүзбе тасынды
күйде болатын белсенді тұнба арқылы ақаба суды биологиялық тазарту жүзеге
асырылады. Сосын, аэрациялық көлемде бір жарым сағаттық контакттан кейін,
ақаба су және белсенді тұнбаның қоспасы дегазациялық канал арқылы тұндыру
зонасына түседі. Шөкпе тұнба тұндырғыштағы төменгі саңылау арқылы аэрация
зонасына қайтарылады. Құрылғы жоғарғы жағынан қысқы кезеңде қатып қалудан
сақтану үшін қалқандармен жабылған. ШҚ-25 – ШҚ-200 құрылғысының жұмыс істеу
принципі құрылғыға ақаба сулар түскенге дейін ұнтақтағыш торлар немесе
торларды қолмен тазалау арқылы жіберіледі. Құрылғыға ақаба сұйықтық кіру
құбыры арқылы түседі және шіберуші науа арқылы көлденең қабырғалар бойынша
өтетін екі науаға бөлінеді. Науаға жүзбе заттардың шөгуін болдырмау үшін
ауа жіберіліп отырады. Ақаба су бөлуші науалардан реттегіш үшбұрышты суағар
саңылаулар арқылы аэротенкт тұндырғыштарға құйылады. Аэрациялық зоналар
көлденең қабырғалар бойынша орналасқан. Аэрациялық зонаға ауа үрлегіштен
ауа құбырлары бойынша беріледі және тесік құбырлар арқылы үлестіріледі.
Аэротенктерде эжекциялық аэрацияны қолдану мүмкіндігі бар тұндырғыш зона
құрылғы центрінде орналасқан. Ақаба су мен белсенді тұнбаның қоспасы
төменгі саңылау арқылы төменгі зонаға түседі, белсенді тұнба қалыптастырған
тасындылық қабат арқылы өтеді, яғни мұнда белсенді тұнба және тазартылған
ақаба сұйықтықтың бөлінуі жүреді.
Уралагропромпроект институты 1988 жылы канализациялық тазарту
имраттарын жасап шығарған болатын. Биологиялық тазарту ақаба сулар
тазартуға дейінгі имаратпен бірге аэротенкт тұндырғышта жүзеге асырылады.
Бір секция тәулігіне 50 метр куб су өтіміне есептелген. Тазартушы
станцияның максималды су жіберуге қабілеттілігі тәулігіне 500 метр кубты
құрайды. Аэрация зонасында органикалық ластанудың толығымен ыдырату режимі
жұмыс істейді. Пневматикалық және орташа көпіршікті аэрация ұзақтығы орташа
шамамен 18-20 сағат. Ақаба су аэрация зонасына диаметрі 100 мм құбыр желісі
арқылы түседі, және мұнда ауа үрлегіштен ауа және эрлифт көмегімен
циркуляциялық белсенді тұнба түседі. Биологиялық кезеңі аяқталған соң ақаба
сумен бірге белсенді тұнба екінші реттік тұндырғышқа түседі, мұнда
ағындының түсін қайта жаңарту жүреді[31].
Қалдық белсенді тұнбаны аэробты тұрақтандыру бойынша жұмыс істейтін
қондырғылар. Аэробты тұрақтандыру – бұл микро ағзалардың қатысуынсыз және
алдын-ала атмосфералық ауа оттегісін жібермей органикалық заттарды ыдырату
процесі. Бұл процес органикалық ыдырау кинетикасы бойынша аэротенктегі
органикалық ластаушыларды ыдырату поцесіне ұқсас. Тұнбаны аэробты
тұрақтандыру тәулігіне 1400 метрге дейінгі суды қабылдай алады. Бұл
процестің ұзақтығы органикалық ластаушылардың бастапқы концентрациясына
және түзілген тұнбаның көлеміне тікелей тәуелді, сондықтан кіші өтімге ие
тұрақтандырғыштар сәйкесінше көлемі аз болады және пайдаланылуы оңай [5].
Тұрақтандырғышта пневматикалық (тесік құбырлар) және механикалық
(құбырлық немесе сорғалағыш аэраторлар) аэрация кең қолданысқа ие. Тұнбаны
тұрақтандыру процесіне концентрациялау кезінде шекті шамадан асатын
токсикалық, агрессивтік және ыдырауы күрделі заттар әсер етеді.
Тұнбаны анаэробты өңдеу әдісімен салыстырғанда қалдықты тұнбаны
аэробты тұрақтандыру әдісі мынадай басылымдықтарға ие:
- имараттарды құрастырудың қарапайымдылығы;
- жарылу қаупінің болмауы;
- жақсы санитарлы гигиеналық көрсеткіштер;
- ең жақсы су беру құрылымы;
- процесті афтоматтандырудың жеңілдігі;
- имарат жұмыс істеуінің қарапайымдылығы.
Зауытта дайындалған құбырғылар тазартушы станцияларға арналып
жасалған, оларда аэротенктерді біріктіруші блок, екінші реттік тұндырғыш
және қалдықтық белсенді тұнбаны тұрақтандырушы болады. Аэрациялық жүйе
пневматикалық түрде болып табылады.
Блоктан тыс қондырылған ұнтақтағыш торлардан және құм аулағыштардан
өткен ақаба су төрт үшбұрышты реттегіш су ағарлармен науаға түсіп
аэротенктерге беріледі. Аэротенк – жоспарда квадратты резервуар, оның
түбінде диаметрі 150 мм төрт бұрғылап тесу түбінде қойылған. Аэротенктің
жұмыс істеу ұзақтығы максималды ақаба су келу кезінде үздіксіз 9 сағатқа
жұмыс істеуге есептелген. Екінші жағынан аэротенктерде ақаба суларды
тұндырғышқа жіберуге арналған түп терезелер бар. Тұндырғыш вертикальді
типте. Онда сұйықтық ағынды төменгі зонаға бағыттаушы қалқан орналасқан.
Түсі жаңартылған суды жинақтаушы науалар үшбұрышты су ағарлар көмегімен
реттеледі. Түсі жаңартылған ақаба сұйықтық екінші реттік тұндырғыштан
тазартуға дейінгі имаратқа келіп түседі. Тұндырғышта алты қабылдағыш бар,
олардың әрқайсысы белсенді тұнбаны аэрация зонасына қайтаратын құбар желісі
бар эрлифтермен жабдықталған; үш қабылдағыш тұрақтандырғышқа бағытталған
эрлифтерге ие. Тұндырғыш жанында эрлифтерді басқаруға арналған көпір
орналасқан. Тұндырғышта ағындының болу ұзақтаға 1,5 сағат шамасында. Мұндай
құрылғыларда ағындыны тазарту бірінші реттік тұндыруларсыз жүзеге асады,
мұнда тазартылған суларды ОБҚ мөлшері 15 мг литр [6].
1.4.2 Ақаба суларды тазартудың айрықша технологиялары
Механикалық және физикалық-химиялық тазартудан өткен ақаба сулар
құрамында мұнай өнімдерінің еріген және ұсақ дисперсті және басқада
органикалық ластағыш заттардың едәуір мөлшері болғандықтан, тазартусыз су
қоймаларға жіберілмейді.
Ақаба суларды органикалық ластанулардан тазарту үшін ең қолайлысы
биологиялық әдіс. Бұл әдіс ақаба сулар құрамындағы микро ағзалардың өмір
сүру кезінде қоректену арқылы ластаушы заттарды жоюға негізделген.
Биологиялық тазартудың негізгі мақсаты органикалық ластаушыларды зиянсыз
тотығу өнімдеріне H2O, CO2, NO3, SO4 және т.б. айналдыру. Тазартушы
имараттарда органикалық ластаушыларды биохимиялық жолмен жою процесі осы
имараттағы бактериялар және қарапайым микро ағзалар кешенімен жүргізіледі.
Биологиялық тазарту кезінде микро ағзаларды дұрыс пайдалану үшін микро
ағзалардың физиологиясын, атап айтқанда қоректену процесі физиологиясын,
тыныс алу, олардың көбеюі және дамуын білу қажет. Ал зат алмасудағы негізгі
процестер тыныс алу және қоректену болып табылады.
Мұнай өндіретен зауыттардағы өндірістік ақаба суларды биохимиялық
тазарту аэрофильтрлерде (биофильтрлер), аэротенктер және биологиялық
тоғандарда жүргізіледі.
Биологиялық фильтр – дегеніміз микро ағзалардың колонияларымен
түзілген биологиялық қабықшамен жабылған, тиелген материал арқылы ақаба
сулар фильтрленетін имарат. Биофильтрлер келесідей негізгі бөліктерден
құралады:
а) су өткізетін немесе су өткізбейтін қабырғалармен қарапайым
резервуарда орналасқан, шлактардан, қиыршық тастардан, керамзиттерден,
ұсақталған тастардан, пластмассалардан және асбестоцементтерден құралған
фильтрлейтін тиелген бөлік (фильтр денесі);
ә) биофильтрлік түйелу үстіндегі ақаба суды белгілі бір уақыт
аралығында бірдей суармалаумен қамтамасыз ететін су үлестіруші құрылғы;
б) фильтрленген суларды жоюға арналған дренажды құрылғы;
в) ыдырау поцесіне қажетті ауа үлестіруші құрылғы.
Боифильтрде жүретін ыдырау процесі басқа биологиялық тазарту
имараттарында, бірінші кезекте сормалау алаңында және фильтрация алаңында
жүретін процестерге аналогті болып келеді. Алайда биофильтрлерде бұл
процестер әлдеқайда қарқынды жүреді.
Биофильтрлік сүзгілеуден өткен ластанған су өзінің бірінші реттік
тұндырғыштарда шөкпеген ерімеген қоспалар, сонымен қатар абсорбтал,ан
биологиялық қабықтағы колоидты және еріген органикалық заттарды қалдырады.
Биоқабықта тығыз орналасқан микро ағзалар органикалық заттарды ыдыратып,
өздерінің өмір сүруіне қажетті энергияны осыдан шығарып алады. Органикалық
заттардың бір бөлігін өз массаларын көбейту үшін классикалық материал
ретінде пайдаланады. Осылайша органикалық заттар ақаба су құрамынан
жойылады және дәл осы уақытта биофильтр денесіндегі белсенді биологиялық
қабық массасы артады. Өңделген және өлген қабық ақаба су арқылы шайылып
биофильтр денесінен шығарылып тасталынады. Биохимиялық процестер үшін
қажетті ауа оттегісі фильтр вентиляциясы арқылы жасанды немесе табиғи
жолмен түседі.
Биофильтрлер түрлі белгілері бойынша жіктеледі.
Тазарту дәрежесі бойынша толық және толық емес биологиялық тазартушы
биофильтрлер болып жіктеледі. Жоғары өндірістік биофильтрлер қажетті
тазарту дәрежесіне тәуелді түрде толық немесе толық емес тазартуды жүзеге
асыра алады. Аз өндірістік биофильтрлер тек қана толық тазартуға дейін
жұмыс істейді.
Ауа жіберу тәсілі бойынша – ауаны табиғи және жасанды жолмен жіберетін
биофильтрлер болып жіктеледі. Жасанды жолмен ауа беретін фильтрлер көбінде
аэрофильтрлер деп аталады. Қазіргі таңда жасанды жолмен ауа жіберетін
биофильтрлер кең қолданысқа ие.
Жұмыс істеу режимі бойынша – рециркуляциямен және рециркуляциясыз
жұмыс істейтін биофильтрлер болып бөлінеді. Егер биофильтрлерге түсетін
ақаба сулардың ластану процесі жоғары болмаса, онда олар биофильтрлерге дәл
осы көлемінде беріледі, өйткені бұл өзіндік шайылуға жеткілікті. Мұндай
жағдайда ағынды рециркуляция міндетті емес. Концентратты ағынды суларды
тазалау кезінде рециркуляциялау дұрыс, ал кейбір жағдайда бұл процес
міндетті.
Технологиялық сұлбасы бойынша биофильтрлер бір сатылы және екі сатылы
болып жіктеледі. Екі сатылы биофильтрлер қолайсыз климаттық жағдайда,
биофильтрлердің биіктігін арттыру мүмкін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz