Табиғи суларды микробиологиялық жолмен өңдеу технологиясы ( Қопа мысалында )

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 38 бет
Таңдаулыға:

Табиғи суларды микробиологиялық жолмен өңдеу технологиясы
Қопа мысалында

Жоспар.

Кіріспе.

1.Әдеби шолу
1.1. Cарқынды суды тазалау жүйесі.
1.2. Аэротенк-тұндырғыштың технологиясы
1.3. Сарқынды суды биологиялық тазалау технологиясы
2 . Тарау.
2.1 Зерттеулік технологиялық схемалар
2.2. Биотоғандағы сарқынды суларды биологиялық тазарту әдісі
2.3. Сарқынды судың физико-механикалық және сулы-физикалық қасиеттері

3. Тарау.
3.1. Ластанған суды тазарту болып табылатын қолдан құрылған (жинақтлаған)
экожүйе

3.2. Фосфор өндірісінің тұйық айналымды ақаба суды пайдалану жүйесі мен
оның шлактарының қоршаған ортаға әсері
3.3

Қортынды
Қолданылған жабдықтар.

Кіріспе

Жұмыстың өзектілігі. Кіші елді-мекендердің экологиялық және әлеуметтік
ортасын қалыпты жағдайға келтіру инженерлік қондырғылардың деңгейін
көтерумен тығыз байланысты деп білеміз. Бұл деңгей қаланың инженерлік
инфраструктурасынан әлде қайда төмен, оның ішінде ауылдық мекендерде
коммуналды сарқынды суды әкету жүйесі ерекше төмен деңгейде. Қазіргі
кезеңде ортақталған сарқынды су әкету жүйелері тек 2 % ауыл адамдарын
қамтамасыз етеді. Көп жағдайларда қолданылатын үлкен қалалық тазарту
ғимараттары аз мөлшердегі сарқынды суды тазарту үшін жарамсыз екендігін
қазіргі күнде практика дәлелдеді. Сондықтан аз мөлшердегі сарқынды су үшін
арнайы өзіндік тазарту ғимараттарын ойластыру қажет. Кіші сарқынды суды
тазарту ғимараттарын жобалаудағы ең қиын сұрақтардың бірі нақты сарқынды
судың мөлшерін, құрамын, қасиетін және пайда болу тәртібін анықтау.
жұмыстың мақсаты: Cарқынды суын биологиялық тазарту үшін қолданылатын
шағын қондырғыны жетілдіру. Кіші елді мекендерде аз мөлшердегі сарқынды
суды биологиялық тазартуға арналған шағын қондырғыларды жетілдіру
қажеттілігі көзделді.

-

1 Тарау
1.1. Cарқынды суды тазалау жүйесі.
Кіші елді мекендердің су әкету жүйесіндегі сарқынды суды тазалау бойынша
зерттеулерге шолу жасалынды, Қазақстандағы кіші елді мекендердің сарқынды
суын тазалаудағы қазіргі қал жағдайы анықталды.Сарқынды суды тазарту
ғимараттары тіркелген өнімділіктерінің шкаласына байланысты тұрғындар саны
200-ден 1000 адам болатын үймереттер тобы, аурухана, санаторий, тұрғын
кварталдар, кіші елді мекендер, қалашықтардан сарқынды суды әкету кіші су
әкету жүйесіне жатады. Осылар үшін өнімділігі 25-тен 700 м3тәулікке
дейінгі шағын су тазарту ғимараттарын жобалау қажет. Су тапшылығы немесе
оны жеткізудегі ұзақ үзілістер ауыл тұрғындары санитарлық-гигеналық және
эпидемиологиялық аса төмен өмір деңгейлерінің алғы шарты болып табылды.
Республиканың ауыл тұрғындарының қазіргі кездегі сумен қамтамасыз ету және
канализация жағдайы негізінен қанағаттандырарлықсыз деп сипатталуда.
Ауылдарда канализация нысандарын салуға қажетті көңіл бөлінбеді, себебі
басты мақсаттар деп сумен қамтамасыз ету қарастырылды. Канализация жүйелері
негізінен аудан орталықтары мен елеулі түрдегі ірі кенттерге салынды және
де, қалдықтарды шығару тек әкімшіліктік-шаруашылық ғимараттарының,
мектептердің, ауруханалар мен көп қабатты құрылымдардың маңдарынан ғана
шығарылып отырды. Ауылды кенттерде қалдықтардың тасымал (ассенизациялық)
жүйесі басым болып, канализациялық (құбырлы) жүйе тек ауылдардың 3-5%-да
ғана қолданылды. Өткізілген әлеуметтік сұрастыру деректері бойынша ауыл
үйлерінің тек 2,8%-ы ғана орталықтандырылған канализацияға қосылған. Үй
ішіндегі әжетхана түрлі облыстар бойынша 1-12% шектеріндегі ауытқумен
сұрастырылғандардың тек 5,3%-ы ғана бар. Солардың ішіндегі жағдайлардың тек
1,7% әжетхана орталықтандырылған канализация жүйелеріне қосылған және
негізінен олар жергілікті септиктер болып табылады. Осының барлығы
ауылдардағы канализацияның төмен деңгейінің дәлелі болып табылады. Алдағы
сумен қамтамасыз етуге шығарылатын шығындарды ескере отырып, ауылдардың
санитарлық жағдайын бірінші кезеңдерде канализациялық жүйелерді
ұйымдастырмай, қоғамдық және өндірістік нысандардағы және әжетханалар мен
септиктерді жетілдіру жолымен мүмкін болады.
Кіші елді мекендердің сарқынды сулары негізінен тұрмыстық, шартты таза және
өндірістік сулардан тұрады. Тұрмыстық сарқынды суларға асханадан,
дәретханадан, ваннадан және кір жуғаннан, еденді жуғаннан, сонымен қатар
өндіріс орындарының тұрмыстық бөлмелерінен пайда болған сарқынды сулар
жатады.
Шартты таза сулар есебінде су қыздыратын қазан қондырғылардан сарқынды
сулар алынады. Бұндай сарқынды сулардың құрамында 2-3 гл-ге дейін күл және
көмір бөлшектері мен минералды тұздар болады. Оның себебі арнайы алдын-ала
тазарту ғимараттарының болмауынан. Өндірістік сарқынды сулар құрылыс-
механика қоймаларынан, автопарктерінен, механика жөндеу шеберханаларынан,
мал кешендерінен пайда болады. Бұл сарқынды сулардың жалпы сарқынды су
мөлшері негізінен тұрмыстық сарқынды сулардан тұрады.
АҚШ, Жапония, Ресей, Украина ғалымдарының зерттеу мағлұматтары бойынша
тұрмыстық сарқынды су құрамындағы органикалық заттар мынадай
компоненттерден тұрады: жалпы лас мөлшерінен белок 16,0-27,9%, көміртегі
10,5-17,5%, майлы қышқылдар 7,8-9,2%, детергенттер 6,6%, және сұйық май
27,2% шамасында.
Батыс Европаның сарқынды суды тазалау облысында мамандандырылған көптеген
фирмалары және бірлестіктері сарқынды судың барлық шығындарында қолдануға
болатын жаңа конструкциялы шағын қондырғылар шығарды. Олардың ішінде үлкен
даңқтылыққа жеткендері мына фирмалар: Германияның "“Лурги"”және "Пассиван"”
Францияның “Дегремон” және ЕПАП, Швециядан “Альфа-Лавиль”, Финляндиядан
“Юлейнен инсинооритомисто” және тағы басқалар. Бұл шағын қондырғылардың
негізгі ғимараттары: керегелер, аэротенктер, екіншілік тұндырғыштар,
аэробты тұрақтатқыштар. Кіші өнімділіктегі тазарту ғимараттары үшін
негізінен аэротенкті қолданады. Себебі, аэротенкте тазарту процесі арқылы
бірінші сатылы тұндырғышта алдын-ала тұндырусыз-ақ тазартуға мүмкіндік
береді.
Бұл тарауда жалпы нәтижелерді қорыта келіп жұмыстың мақсаты белгіленді,
яғни кіші елді мекендердің сарқынды суын тазарту үшін қолданылатын шағын
қондырғыны жетілдіру.
1.2. Аэротенк-тұндырғыштың технологиясы. Шағын аэротенк-тұндырғыштың
технологиялық көрсеткіштерін анықтауға арналған эксперименттердің шешімдері
талқыланды.
Алдымызға қойылған зерттеу тапсырмасына байланысты эксперименттерді өткізу
үшін сарқынды суды тазартатын жартылай өндірісті қондырғы құрдық. Бiрiншi
тарауда көрсетiлген Алматы қаласының аэрация бекетiнiң (ААБ) механикалық
тазартудан өткен су құрамы, кiшi елдi мекендердiң суына сәйкес. Сондықтан
эксперименттік қондырғы аэрация бекетінің механикалық тазартылған су
өтетін каналының бойында құрылды. Қондырғының өнімділігі 2-5лсағ немесе
50-100лтәу. Сарқынды су сорғыш арқылы d25мм құбырмен тұрақты су деңгейі
бар сыйымдылығы 0,1м3 бакке беріледі. Бактен сарқынды су құбыр арқылы өз
ағынымен сыйымдылығы 150л аэротенкке жеткiзiлдi. Аэротенкке ауа төменгі
жағына орналасқан фильтросты пластиналар арқылы берілді. Ауа жеке қысымды
ауа баллоны арқылы берілді. Ауа шығыны маркасы РМ-6,3 ТУЗ ротаметрі арқылы
өлшенді. Аэротенктің ішкі бетінде қалыңдығы 10см, төменгi және жоғарғы 2-
ші жағы металды тормен жабылған сөре орнатылған. Сөренің ішіне Алматы
облысы жерінен шығатын цеолит толтырылған. Сөре ауданы аэротенктің жалпы
ауданын қамтиды.
Аэротенктен сарқынды су ағынын бағыттағыш қалқасы бар, қайтадан құятын
құбырмен жабдықталған және тұнба жинағыштан тұнбаны әкету үшін орнатылған
құбыры бар тұндырғышқа өтеді.
Тұндырғыштан шыққан айналмалы белсенді тұнба құбырмен эжектор көмегімен
жинағыш бакке одан кейін аэротенкке беріледі.

Қойылған мақсатқа байланысты эксперименттерді өткізуде зерттеу тапсырмасына
мыналар кірді:
шағын қондырғы жұмысының толық оптималды технологиялық режимін орнату.
қондырғыда өтетін физика-химиялық және биологиялық процестерді білу.
:
Қалқымалы заттар, оттегінің биологиялық қажеттілігі (ОБҚ), оттегінің
химиялық қажеттілігі (ОХҚ), нитриттер, нитраттар және фосфаттар бойынша
сарқынды суды тазарту тиімділі гі.
- аэротенк жұмысының технологиялық параметрлері, оның ішінде тотығу
жылдамдығы, аэрация уақыты, тұнба индексі, белсенді тұнба дозасы.
Алматы қаласының аэрация бекетіндегі механикалық тазартылған
сарқынды су сәйкес келеді.
Ауа шығынының және оның қарқындылығының аэротенктегі тотықтыру
мүмкіншілігіне, белсенді тұнба жүктемесіне, сонымен қатар белсенді тұнбаның
қарапайым микроорганиздердің биоценозын өзгертуге әсер ететініне көз
жеткіздік.
Ұзартылған аэрациясы бар аэротенктердегі негізгі есептік параметрлерінің
мәндері кең аралықта жатыр, яғни бұл дегеніміз бірінші кезекте шағын
қондырғының конструкциялық мөлшерлеріне әсер етеді.
Аэротенктегі тотықтыру мүмкіншілігін натрий сульфитін Na2SO3 натрий
сульфатына Na2SO4 дейін тотыққаны арқылы анықтадық. Аэротенктің тотықтыру
қабілеті (ТҚ) ауаның шығынының өскенімен және аэраторды су түбіне
тереңдетумен жоғары деңгейге көтеріледі.
Бұл байланыстылықта нәтижелерді тотықтырудың меншікті қабілетіне
есептелгенде анықталады. Эксперименттердің нәтижелерінде аэротенктің
тотықтыру қабілеті ауаны тасымалдау қабілетіне тік пропорционалды екені
анықталды. Ауа тасымалдау қабілеті аэратордың биіктігіне байланысты болады.
Эксперименттердің қорытынды шешімдерін математикалық талдауға
келтірілгенде, меншікті тотығу қабілетінің жалпы байланыстылығы мына
формула бойынша анықталды.

ТҚмен=f(qмен, D1,h)
(1)

мұнда, qмен- 1м3 аэротенктегі ауаның меншікті шығыны м3сағ;
D1- 1м3 аэротенктегі ауа шығыны, м3сағ;
h – аэратор тереңдігі, м.
Эксперименттің нәтижесінде мынадай технологиялық параметрлері анықталды:
пайдаланатын ауа арыны 1,27-1,4 м, меншікті ауа шығыны 15-25м3м3.сағ
аралығында, ауаның меншікті тотықтыру қабілеті 5,5-6,2 гм3, айналмалы ағын
қоспасының жылдамдығы 0,18-0,22 мсек аралығында. Бұл тиімді көрсеткіштер
арқылы 4 тарауда қондырғының технологиялық есебі шығарылды.
Сөресі бар аэротенктің жұмысына көп әсерін тигізетін сөренің толтырғыштық
материалының биохимиялық процестердің күрделенуіне әсерін анықтадық.
Зерттеулерде материал ретінде қайыңды белсендірілген көмір-А (ҚБК-А)
маркалы және табиғи цеолит- Алматы облысындағы Рыстас жабық акционерлік
қоғамы (ЖАҚ) шығаратын клиноптилолит қолданылады. Активтелген көмірдің
кеуектілігі орташа 63% жетеді (ең жоғары маркалы), дәндер мөлшері 0,2-1,5
мм. Табиғи клиноптилолиттің құрылымдық формуласы Na6[( Al2O2)6 (SiO2)30]*
24 Н2О, дәндерінің мөлшері орташа 1,15 мм, тығыздығы 2,20 гсм2 , көлемдік
массасы 900кгм3, кеуектілігі 53-58 % -бұл керамзиттен, кварцтты және
гранитті құмның кеуектілігінен әлде қайда жоғары. Клиноптилолит пен
активтелген көмірдің адсорбциялық, ионалмастырғыштық, фильтрациялық,
каталиттік қасиеттері технологтардың назарын аударады.
Эксперименттік аэротенкте тормен қапталған сөре орнатылды, оларға бірінші
тәжірибеде-қайыңды белсендірілген көмір-А (ҚБК-А), екінші тәжірибеде-
биіктігі 10 см цеолит енгізілді. Аэрациялық, сорбциялық және тұндыру
аймақтарының көлемдік арақатынасы 50:30:20% болып табылады, ауа жұмсалуы -
25 м3сағ., сарқынды сулардың шығыны -1,2 м3сағ. Аэротенктің жұмыс
істегенінен 3,6 және 10 тәуліктен кейін сөре бетінің 100 см2 бетінен
белсенді тұнбаның сынамалары анализге алынды.
Анализ нәтижелері 1 кестеде көрсетілген.

1 кесте – Аэротенктегі белсенді тұнба құрамының және мөлшерінің өзгеруі

Уақыт, тәулікБиоценоз массасы,г Белсенді тұнбаның Биоценоз түрлерінің
мөлшері,г саны
3 23 1,92,5 46
6 17 2,13,3 1013
10 79 2,43,8 1214

Белсенді тұнбаның бастапқы мөлшері 1,3гм3, тұнба индексі -80,
көрсеткіштері: қайыңды белсендірілген көмір-А (ҚБК-А)цеолит бойынша.
Сонымен, цеолиты бар аэротенкте белсенді тұнба дозасы 2,5-3,8 гм3 –ке
көтерілді, ол дегеніміз тотықтыру уақытын 2-3 есе азайтып, 4-6 сағат орнына
1,5-3 сағат мөлшерін келтіреді.
1.3. Сарқынды суды биологиялық тазалау технологиясы
Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде сарқынды суды биологиялық тазалау
технологиясын сипаттап келгенде Алматы аэрация бекетінің эксплуатация
мәліметтері, Құрылыс Нормалары және Ережелері (ҚНжәнеЕ) бойынша
аэротенктердің есептері тәуелділіктерге сәйкес келмейтіндігі анық көрінді.
Аэротенктерде сарқынды сулар биологиялық толық тазартылады да, аз мөлшерде
денитрификацияланады. Сондықтан биологиялық тазалау процесінде оттегінің
биологиялық қажеттілігі (ОБҚ) көрсекіштерінің сипатталуының орнына
аммонийлы азот нитраттар көрсеткіштері сипатталуы қажет. Сол себептен
аэротенкті Құрылыс Нормалары және Ережелері-нің (ҚНжәнеЕ) белгісі бойынша
есептеуін нағыз көрсеткіштермен салыстыру арқасында және биологиялық
тазарту процесінің кинетикасына жаңадан талқылау енгізіліп жаңа
математикалық модельі құрастырылды.
Құрылыс Нормалары және Ережелері (ҚНжәнеЕ)бойынша аэротенктердің тотығу
уақытын және жылдамдығын анықтайтын формулаларды талқыға салғанда,
төмендегі жағдайлар анықталды. Тотығу жылдамдығы ρ белсенді тұнбаның
мөлшерінің ингибиттеуімен еріген оттегінің белсендіруімен жүретін екі
кезеңді ферментативті биохимиялық реакция ретінде көрсетілген.
Ол формуладан еріген оттегінің концентрациясын көрсететін бөлігін белгілеп
алайық.
(2)

Осы 2-ші формуланы ферментативті реакцияларды нитрификациялау және
денитрификациялау процестерінің ескертілуімен талдайық.
Бұл формуладағы көбейткіштердің бірінші бөлігі мына көрсеткіштер жиынтығы
болып табылады: Lexэ–ластанулардың қалдық концентрациясының әсері, К1 –
ластанулар табиғаты, С0 – еріген заттардың концентрациясы. Соңғы фактордың
әсерін қарастырайық.С0 мәні азайғанда ρ мәні жәймен нөлге дейін азаяды,
егер С0→0 денитрификация процестерінде оттегінің биологиялық қажеттілігі
(ОБҚ) мәні төмендеу принципіне қарама-қайшы болады. Белсенді тұнба
химиялық жолмен тыныс алады анаэробты жағдайларда қышқылды ашу құбылысы
байқалады. Жоғарыда айтылған құбылыстар (2) формуласын талдауды қажет
етеді. Алынған нәтижелерді салыстыра отырып, тұнба қоспада нитраттар бар
болса, С0=0 кезінде тазарту жылдамдығы нөлге тең болмайды, ол биологиялық
тазарту қарқындылығын төмендетпейтін мәнге тең болады.
Бұл оң құбылысты іске асыру үшін қайтарымды тұнбаның рециркуляциясын
ұлғайту қажет, немесе оксидті аймақтың соңынан тұнба қоспның
рециркуляциясын іске асыратын денитрификаторды құру керек, бұл жағдайда
нитраттар еріген оттегінің бір бөлігінің орнын басады. Еріген оттегінің
әсерін мына формула арқылы есептеуге болады:
(3)

К0=1,2 мгл және α = 6 сандық мәнімен
Құрылыс Нормалары және Ережелері (ҚНжәнеЕ) формуласындағы тотықтыру
жылдамдығын анықтайтын соңғы көбейткіш тұнбаның метаболизм өнімдерімен
ингибиттеу процесін ескереді. Конкурентті емес ингибиттеу кезінде бұл
көбейткішті былай өрнектеуге болады:

Жалпы есептік формуласы

Kn ,есептегенде мына жағдайларды ескеру қажет: С0 мөлшері аэротенктің бүкіл
ұзындығы бойынша орташа алынады, дәліз соңындағы еріген оттегі мөлшері
арнайы мөлшер емес.
Сонымен қатар, екінші сатылы тұндырғыштың жұмысына математикалық талдама
құрастырылды. Ол талдама тұндырғыштың су жинағыш науасына түсетін
жүктеменің, тұндыру уақытының, тұнба тұру биіктігінің, салмағының және
науадағы тұндыру аймағының биіктік параметрлеріне негізделген.
Осы зерттеулер барысында екінші сатылы тұндырғыш параметрлерінің нақты мәні
туралы мәліметтер алынды. Алматы қаласының аэрация бекетінің екінші сатылы
тұндырғыштарының жұмысына әсер ететін параметрлердің минималды мәндері 2-ші
кестеде көрсетілген.

2 кесте – Алматы қаласының аэрация бекетінің екінші сатылы тұндырғыштарының
жұмысына әсер ететін параметрлердің минималды және максималды мәндері

Аэрация Тұру тұнба тұнбаның Рецирку тұнбаның 1ш.м. Тұндыру
бекеті уақы индексі,мөлшері, ляция тұру жинағыш аймағының
ты,сағсм3г гл лану биіктігі,науаларын- биіктігі,м
жиілігі,м да судың
б.б. жұмсалуы,
м3сағ
Алматы 1,8-3,56-161 2,7-4,5 0,29-0,30,3-2,2 6,3-11,1 3,8-5,4
аэрация 1 4
бекеті

Дәрежелер және коэффициенттер көрсеткіштерін анықтау үшін регрессиялық
талдау әдісі қолданылды. Бұл әдісті қолданғанда кері нәтижелер шықты, олар
сәйкес болған жоқ. Сондықтан көрсеткіштер мәнін анықтау үшін біртіндеп
жақындау әдісі қолданылды.
Олар 3-ші кестеде көрсетілген.

3 кесте - ААБ арналған дәрежелер мен коэффициенттер көрсеткіштерінің мәні
Аэрация бекеті α1 α2 α3 α4 m2 B
ААБ -0,9 0,4 0,68 0,9 0,3 3

70 мән талданды, байланыспаудың математикалық болжамы 0,41 мгл,
байланыспаудың орташа квадраттық алшақтығы 2,38 мгл.
Қаралатын факторлар санына байланысты мәліметтерді математикалық өңдеу
мүмкіндігі туындайды.
Төменде, екінші сатылы тұндырғыштардағы сарқынды суларды тұндыру процесінің
нұсқасы қаралды. Сонымен тұндыру процесін біз ұсынған мына жаңа формула
арқылы көрсетуге болады:
(6)

Бұл математикалық модель Ri белсенді тұнбаның рециркуляциясы 20-100
рет болған жағдайда қолданылады.

2. Тарау.
2.1. Зерттеулік технологиялық схемалар
Өткізілген эксперименттік зерттеулерге сәйкес ұсынылатын технологиялық
схемалар қабылданды. Ең кіші өнімділігі 25м3тәу болатын шағын тазарту
қондырғылар халық саны 250 адамдық елді мекенде қызмет етеді. Сарқынды
суды тазартуға арналған шағын қондырғының эксперименттік схемасы мынадай
ғимараттардан тұрады: реттегіш ортақтатқыш 1, компрессор қондырғысы 7,
ұзартылған аэрациялы аэротенк 2-3-4, аэротенктің ішіне табиғи цеолитпен
толтырылған сөре орналасқан, екінші сатылы тұндырғыш 5, септик 6 және
айналмалы белсенді тұнбаны аэротенкке жеткізетін бак пен сорғыш 8. Өңдеу
айналымынан өткен сарқынды судың құрамы 3-6мгл-ге дейін қалқымалы заттары,
4-8мгл-ге дейін оттегінің биологиялық қажеттілігі(ОБҚт-гі), және басқа да
ластардың концентрациясы санитарлы және технологиялық талаптарға сәйкес
тазаланып, суды суатқа тастауға болады. Бұл технологиялық схема бойынша
қолданылған аэротенктердің бірінші схемасында тік орнатылған, екінші
схемасында –көлденең орнатылған ішінде жүктеме ретінде қолданылған табиғи
цеолит –Алматы облысындағы Рыстас жабық акционерлік қоғамы (ЖАҚ)
шығаратын клиноптилолиті бар сөрелер орналасқан. Схема бойынша тік сөре
орнатылған аэротенктің технологиялық көрсеткіштері белсенді тұнба дозасы 3-
5 гм3; тотықтыру қуаты 288гм3.тәу; ауа шығыны -45м3сағ, белсенді
тұнбаның рециркуляциясы 3-5 есе, аэрация уақыты 2-3 сағат. Бұл көрсеткіштер
үшінші схеманың көрсеткіштеріне қарағанда 3-5 есе электр қуатын өнімді
қажет етеді. Схемада екі сатылы аэротенк келтірілді, оның бірінші
сатысында көлденең сөре орнатылған аэротенк қолданылды.Онда нитрификация
процесі орын алады. Бұл жағдайда аммонийлы азот пен нитратты азоттың қарым-
қатынасы арқасында және олардың концентрациялары тең мөлшерде қалыптасқанда
тазарған судың 45-50 тәулікке дейін шірімеуін қамтамасыз етеді. Сонымен
қатар, ерітілген оттектің концентрациясы ноль болған кезде денитрификация
процесінің өтуін ескереді. Эксперименттік нәтижелермен бірге көптеген
авторлар мен фирмалардың келтірілген су тазарту технологиясын қарастыра
отырып, кіші елі мекендердің канализация жүйесінің классификациясын
құрастырдық. Канализация жүйесінің жіктелуі адамдардың санына қарай,
тазарған судың жергілікті тәуелді шарттары, су тазарту әдісіне байланысты
болып келді. Классификацияның схемасы 3-ші суретте келтірілді.
2.2. Биотоғандағы сарқынды суларды биологиялық тазарту әдісі
Сарқынды суларды тазартудың ең қарапайым және арзан тәсіліне анықтамалар
беріліп, биотоғандағы сарқынды суларды биологиялық тазарту әдісіне
талдаулар жүргізіле отырып қарастырылды. Сарқынды суларды биологиялық
тазарту үшін құрылыс қарапайым, тиімді және экономды биотоған болып
табылады. Қазақстандағы (қыста – -30оС , жазда – +40оС) климаттың тез
құбылмалы жағдайын ескере отырып анаэробты-аэробты биотоғандар ұсынылады.
Жер асты суларының ластануын болдырмау үшін биотоғанда сіңіп кетпеуге
қарсы жабын болуы тиіс. Қарастырылған әдебиеттердегі материалдарды талдау
жасау барысында, биотоғандағы суды сіңіруге қарсы жасалатын сазды және
топырақты жабындар, полимер материалдардан жасалған жабындар, бетонды және
темір бетонды жабындар, асфальтобетонды және битумды жабындар
қарастырылған. Биотоғандағы судың сіңуге қарсы көптеген техниқалық
мүмкіншілік тәсілдері, практиқалық қолдану кезінде ұсыныстарға және негізгі
талапқа сай қанағаттандырарлық болуы тиіс. Сүзгілеуге қарсы жабындарды
жергілікті материалдардан жасаған экономикалық жағынан тиімді болып
табылады. Әрбір нақты жағдайда, сүзгілеуге қарсы жабындардың
конструкциялары мен материалдарын технологиялық, техникалық, экономикалық
тағайындалуын есепке ала отырып және табиғи климаттық жағдайларымен
негізделуі керек. Қызылорда облысы, Құмкөл мұнай кенішінің вахталық
поселкесіндегі сарқынды суды тазарту үшін биотоғанға сүзгілеуге қарсы
жабындарына зерттеу жасау нақты тапсырма болып отыр. Сондықтан жергілікті
саздан және мұнай өнімдерінен шығатын асфальтобетоннан жасалған жабындар
қаралды.

2.3. Сарқынды судың физико-механикалық және сулы-физикалық қасиеттері
Биотоғандағы сарқынды судың сіңіп кетпеуіне қарсы саздан жасалған жабынның
физико-механикалық және сулы-физикалық қасиеттері мен сүзгіштік
коэффициенті анықталып, биотоғандардың сусымалы топырақ құламаларының
тұрақтылығы қарастырылды. Саздар кенішке жақын болғанда, саздан жасалынатын
сүзгілеуге қарсы жабындар неғұрлым қарапайым және үнемді болып табылады.
Саздың физика-механикалық және сулы-сүзгіштік қасиеттері жан-жақты
қарастырылған және Кф=0.001 мтәу; γ=2750 кгм3; е=30-56 %; W=12-60 %
құрайды. Саздан жасалған сүзгілеуге қарсы жабыны үшін неғұрлым ерекше
болып конструктивтік шешім, құлама еңістің мықтылығы және қисық
депрессиялықты анықтау, сондай ақ жергілікті жағдайы мен биотоған өлшеміне
байланысты. Сусымалы топырақ құламаларының тұрақтылығы тұрақтылық
коэффициентімен бағаланады:

(1)
мұнда: φi – құмның ішкі үйкелісінің есептеу бұрышы (ірілігі орташа және
ірі құмдар үшін орташаланған).
Барлық биотоғандар құламалары үшін h:L=1:2,5 болғанда,
α – құлама бұрышы, саздікі (21075')
Ку – қор коэффициенті (тұрақтылықтың шектеу коэффициенті):

(2)
мұнда: γn – 1,15 ІІ класты үймереттердің сенімділік коэффициенті;
γс=1,0 – сусымалы топырақ жұмысының жағдайының коэффициенті.

(3)
Яғни, m=2,5 болғанда биотоғандарды сумен толтырған жағдайда олардың
құламаларының сенімділігі қамтамасыз етіледі. Барлық биотоғандардың сыртқы
құламалары және жинақтауыш биотоғандар құламалары жинау тоғандардың апатты
(немесе басқа да төтенше) төгілу кезінде сүзгілеу күштерінің әсеріне
ұшырайды.
Барлық биотоғандардың сыртқы құламалары және тоғандардың апатты (немесе
басқа да төтенше) төгілу кезінде сүзгілену күштерінің әсеріне ұшырайды

Гидродинамикалық қысымдар бағыты құламадағы топырақ көлемін қозғалтатын күш
құламаның бағытымен сәйкес келеді.

(4)
Судың бетке шығу бұрышы жоғары және α құлама бұрышына жақын болғандықтан, J
гидравликалық градиенті тең етіп алуға болады.
Тұрақтандырғыш күштер:
бұл кезде , мұнда - топырақтың үлесті салмағы.
е – топырақтың кеуектілік коэффициенті.
Сонда салмақ тұрақтылығын қамтамасыз шарты: Т+Д=Тх болады.
Бірақ құламаның тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін мына шарт орындалуы
қажет:

(5)

Құмның кеуектілігі (орташа)

(6)
Берілген құламалардың нығыздау кезінде тұрақтылығын тексереміз, немесе ,
яғни табиғи (шынайы) құлама бұрышы α=18025' (tgα=0,333) болуы керек, сонда
құламаның тұрақтылық коэффициенті:
(7)
яғни, құламалар тұрақтылығы биотоғандар босап қалған кезде де
қамтамасыз етіледі. Есептеу негізінде қисық депрессия құрылып, сүзгілеу
ағыны қоршау бөгеттері арқылы биотоғанның бетіне
Тазартылған және негізгі судың физико-химиялық құрамы

Кесте-3
Ингредиенттер Өлшем КНС лас су Биологиялық
бірлігі қоспасы тазартудан кейінгі
1,2,3 су құрамы
Мөлдірлік, см см 8.2 20
Өлшенген заттың, мгл мгдм3 79.4-92.6 10-12
Құрғақ қалдық мгдм3 1160-1240 1200-1250
ХПК(сүзгіленген), мгл мгдм3 40-50 40-50
ХПК(сүзгіленбеген), мгл мгдм3 60-70 60-70
БПК-5, мгл мгдм3 68-84 5-7
NH4 мгдм3 18-24 15
NO2 мгдм3 0.2-0.3 0.05-0.1
NO3 мгдм3 0.5-0.9 0.1-0.2
CI- мгдм3 350-420 350-400
SO42- мгдм3 280-320 300-350
PO4 мгдм3 3.5-5.6 3.0-3.5
A мгдм3 600-650 600-650
pH мгдм3 7.1-7.2 7-7.2
Na+ мгдм3 260-280 260-280
K+ мгдм3 10-12 10-12
Ca2+ мгдм3 80-96 60-70
Mg2+ мгдм3 50-60 40-50
Fe жалпы мгдм3 0.9-1.2 0.3
Cu2+ мгдм3 0.06-0.07 0.01
Zn2+ мгдм3 0.07-0.08 0.01
Br2+ мгдм3 0.2-0.3 0.1
K2+ мгдм3 500-560 500-550
СПАВ мгдм3 1.2-2.1 0.5-1.0
Мұнай заттары мгдм3 0.5-0.86 0.4-0.5

Құмкөл поселкесіндегі сарқынды суды тазалау үшін үш сатылы биологиялық
тазарту биотоғандары ұсынылды:
1-ші, анаэробты тоғанда, тереңдігі – 6 м;
2-ші, қосымша тоғанда, тереңдігі -2.5 м;
3-ші, жинақ тоғанында, тереңдігі -3.5 м.
Қысқы мерзімде биологиялық тазарту анаэробты тоғанда іске асырылады, ал
қосымша тоғанда шөгу ретінде жұмыс жасайды. Жазғы мерзімде биологиялық
тазарту 1 мен 2-ші биотоғанда іске асырылады, ал 3-ші сатыдағы биотоған
седиментациялы шөгу ретінде жұмыс жасайды.
Биотоғандардың сүзілуге қарсы жабыны ретінде жергілікті саз пайдаланылды.
Құмкөл биотоғандары үшін орындалған есепте: саздан жасалынған сүзгілеуге
қарсы экран қалыңдығы – 0.40 м, ұстап тұратын қабат қалыңдығы – 0.2 м.
(Сурет -3)

1. Сарқынды суларды биологиялық тазарту үшін биотоған ғимараты
қарапайым, тиімді және пайдалы болып табылады.
2. Қазақстандағы (қыста - -30оС , жазда - +40оС) климаттың тез
құбылмалы жағдайын ескере отырып анаэробты-аэробты биотоғандар
ұсынылады: анаэробты – терең сулы (h=5м), аэробты (қосымша) –
2,5м-ден аспайтын тереңдікте.
3. Жер асты суларының ластануын болдырмау үшін биотоғанда сіңіп
кетпеуге қарсы жабын болуы тиіс.
4. Сүзгілеуге қарсы жабындарды жергілікті материалдардан жасау
экономикалық жағынан тиімді болып табылады.
5. Әрбір нақты жағдайда, сүзгілеуге қарсы жабындардың конструкциялары
мен материалдарын технологиялық, техникалық, экономикалық тағайындалуын
есепке ала отырып және табиғи климаттық жағдайларымен негізделуі керек.
6. Саздар кенішке жақын болғанда, саздан жасалынатын сүзгілеуге қарсы
жабындар неғұрлым қарапайым және пайдалы болып табылады.
7. Саздан жасалған сүзгілеуге қарсы жабын үшін неғұрлым ерекше
конструктивтік шешім, құлама еңістің мықтылығы және қисық депрессиялықты
анықтау болып табылады, сондай ақ жергілікті жағдайы мен биотоған өлшеміне
байланысты.
8. Құмкөл биотоғандары үшін орындалған есепте: саздан жасалынған
сүзгілеуге қарсы экран қалыңдығы – 0.40 м, ұстап тұратын қабат қалыңдығы –
0.2 м (қиыршық тастан).
9. Кұмкөл жағдайы үшін орындалған есептерге сәйкес саздан жасалынған
сүзгілеуге қарсы жабынның құлама еңістің орнықтылығы (hL=13) болғанда,
құламаның ылди бұрышы α=18025' болған кезде тұрақтылығы қамтамасыз етіледі.

10. Жергілікті құм мен мұнай өндірудегі қалдықтары арқылы асфальтбетон
алыну мүмкіншілігі, физика-механикалық құрамы оның құрылымына байланысты,
яғни минералды құрамы мен битумға сипаттамалары зерттеледі.
11. Асфальтбетонның жасалыну қатынасы: битум жыныстар - 33%, ұсақ тас
(высевка) – 30%, қиыршық тас - 32%, полипропилен- 5%, құрайды, ал құмды
асфальтбетонда құмның мөлшері - 51%.
12. Асфальтбетонның ұзақ уақыт бойы суда болған себебінен материалдың
физика-механикалық қасиеттері тұрақталады, судың сүзілу кезіндегі шығындары
азайып, орташа 1%-дан кем болады, суға төзімділік коэффициенті 0,89
құрайды.
13. Құмкөл поселкесіндегі сарқынды суды тазалау үшін үш сатылы биологиялық
тазартулар ұсынылды:
1-ші, анаэробты тоғанда, тереңдігі – 6 м;
2-ші, қосымша тоғанда, тереңдігі -2.5 м;
3-ші, жинақ тоғанында, тереңдігі -3.5 м.
14. Сарқынды суды тазалаудың тиімді пайызы: өлшелмелі заттар Эөз=90-92 %,
Сқалд=20- 25 мгл, ОБХК5 бойынша Эобхқ =91-95% и20мгл, Вқалд=12-15 О2
мгл, мұнай заттары бойынша Эзат=30-40 %, С5 мгл
15. Қысқы мерзімде биологиялық тазарту анаэробты тоғанда іске асырылады,
ал қосымша тоғанда шөгу ретінде жұмыс жасайды.
Жазғы мерзімде биологиялық тазарту 1 мен 2-ші сатыда іске асырылады, ал 3-
ші сатыда седиментациялы шөгу ретінде жұмыс жасайды.
16. Жергілікті саздан жасалған Құмкөл биотоғандарының құрылыс монтаждау
жұмысының жалпы құны 75662 мың тенге, сарқынды судың шығыны - 720
м3тәулік, саздан жасалған биотоғанның 1 м3 көлемінің құны 8551.03 тенг
м3.
17. Биологиялық тазарту құрылысының капиталды шығыны 1м3 тәу бірлігіндегі
сарқынды сулар 1050,86 мың тенге құрайды.
18. Дайындалған 1тонна асфальтбетонның өзіндік құны – 14180 тенге, 1тонна
асфальтбетонның сату бағасы - 24187, 62 тенге.
19. Сүзгіленуге қарсы жабынды қолданғанда техника-экономикалық негізінде
шығынның барлығын есепке алынуын талап етеді: материалдар құны,
технологиялық алынулар, транспорттық шығындар, амортизациялық төлемдер т.б.

3. Тарау.
3.1. Ластанған суды тазарту болып табылатын қолдан құрылған (жинақтлаған)
экожүйе
Доктор Джон Тодд (John Todd) көптеген патенттерге және "Heroes for the
Planet" атағына ие, оны оған биология мен экологияға қатысты әр түрлі
тақырыптардағы екі жүзден астам мақаларлар иесіне Time журналы берген.
Сіздің назарыңызға оның соңғы даналық жобаларының бірі Living Machines
ұсынамыз.

Мәні бойынша, Тодд әзірлеген жүйе, басты мақсаты – ластанған суды тазарту
болып табылатын қолдан құрылған (жинақтлаған) экожүйе болып табылады.

Ағын суларды тазарту бойынша кәдімгі зауыттар мынадай
(machineryandequipment.com, ambler.pa.us, niroinc.com и roseville.ca.us
сайттарынан алынған фотосуреттер). Олардың ішінде не ? Арнайы бағдарлар
бойынша су су және батпақ өсімдіктері, бактериялар, балдырлар, жай тірі
организмдер, планктондар, ұлулар, моллюсктер, балықжәне басқа жануарлар
жайлаған бассейндер сериясына өтеді. Әр ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.