Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін биологиялық тазарту ғимараттарын жетілдіру
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
1 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ ЖҮЙЕСІ ... ... ... ... ... ... 6
1.1 Тұрмыстық сарқынды суларға жалпы 6
сипаттама ... ... ... ... .
1.2 Тұрмыстық сарқынды суларды тазалау 9
жүйесі ... ... ... ... ...
1.3 Аэротенк тұндырғыштың 13
техналогиясы ... ... ... ... ... .. ... ... .
2 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАЛАУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ
ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ 20
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
2.1 Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суларын аэробты
тазалау 20
процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... .
2.2 Тұрмыстық сарқынды суларды биологиялық тазалау
технологиясы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ..22
... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Сарқынды судың физико-механикалық және сулы-физикалық
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
... ... ... ...
3 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ КЕЗІНДЕ ӨНДІРІСТІК БАҚЫЛАУДЫҢ
НӘТИЖЕЛЕРІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
...
3.1. Тазартудың тиімділігін өндірістік бақылау және
санитарлық-эпидемиологиялық 42
қадағалау ... ... ... ... ... ... . ...
3.2. Сарқынды суларды тазарту кезінде өндірістік бақылаудың
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..49
... ... ... ... ... ... ... ... .. .
3.3. Тазалау нәтижесінде сарқынды суының сапасын ұлғайтуға
арналған 60
іс-шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 64
... ... ... ... ... ... ... ...
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 66
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ҚОСЫМША 69
Кіріспе
Зерттеудің өзектілігі. Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә.
Назарбаевтың 2010 ж. жолдауында Жаңа он жылдық-жаңа мүмкіндіктер, жаңа
экономикалық дамуы делінген. Су ресурстарының тапшылығы, сонымен қатар
еліміздегі соңғы он жылдықта оның антропогендік факторлар әсерінен ластануы
байқалуда. Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды тазартудың қазіргі
жағдайы экологиялық және санитарлық-гигиеналық талаптарға сәйкес келмейді.
Қазіргі кезеңдегі еліміздегі елді мекендердің табиғи экологиясын дамыту
мақсатында сарқынды суын тазартуға, шөгіндісін зарарсыздандыруға және
қайталап пайдалануға үлкен көңіл бөлінуі қажет. Осы жағдайларға байланысты
сарқынды суды тазарту үшін қазіргі заманның талаптарына сәйкес жоғарғы
экономикалық тиімді технологияларды жетілдіру және технологиялық схемаларды
талдау қажет. Міне осылар негізгі жұмыстың өзектілігі болып табылады.[34]
Зерттеудің мақсаты. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін
биологиялық тазарту ғимараттарын жетілдіру.
Осы мақсатта мынадай негізгі міндеттер шешіледі:
-Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту ғимараттарының жалпы
жағдайын бағалау және сарқынды судың физика-химиялық және биологиялық
құрамының пайда болу заңдылықтарын түсіну, зерттеу.
-Сарқынды суларды тазарту әдістерін талдау, тазарту ғимараттарының
технологиялық және конструкциялық тиімді шешімдерін тексеру.
-Сарқынды суын тазарту мақсатында қолданылатын биологиялық тазарту
ғимаратын ойластыру үшін технологиялық және ғылыми зерттеулер жасау.
Ғылыми жаңалықтары:
1. Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту процесін қарқындатуға
болатындығы дәлелденді.
2. Көкшетау қаласының сарқынды суын биологиялық тазарту үшін жаңа
аэротенктің конструкциясы жасалады.
3. Аэротенкте қалыңдығы 5,5 см, төменгі және жоғарғы жағы тормен
жабылған үш сөре көденең орнатылды.
4. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазартуға арналған жаңа
аэротенктегі биологиялық тазарту процесінің технологиялық көрсеткіштері
анықталды.
5. Жетілдірілген аэротенктің конструкциялық негізгі көрсеткіштері
анықталды және жұмыс істеу қызметін ұйымдастыру, іске қосу және
технологиялық айқындау жұмыстары нақтыланды.
Практикалық маңызы:
1. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін биологиялық тазарту
ғимараты аэротенктің жаңа конструкциясы жетілдірілді.
2. Биологиялық тазарту ғимараты аэротенктің жаңа конструкциясы елді
мекендердің сарқынды суының экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
3. Аэротенктің жаңа конструкциясынан кейінгі биологиялық тазарған
сарқынды суды балық шаруашылығына пайдаланатын суат талабына сәйкес
суаттарға тастауға, егінді суару мақсатына немесе агроөндірісінің
техникалық қажеттілігіне пайдалануға болады.
Зерттеулердің нәтижелері Көкшетау қаласы сарқынды суды тазарту бекетін
қайта құру үшін жасалған Концепция негізінде жаңа биологиялық тазарту
технологиялық жетілдіру жоба-жоспарында ұсыныс ретінде және Эко-жобалау
Ғылыми-зерттеу орталығы ЖШС жобаларына енгізілді.[35]
Қорғауға ұсынылатын негізгі нәтижелер: Сарқынды суды биологиялық
тазарту үшін зертханалық қондырғыда өткен зерттеудің теориялық және
эксперименттік шешімдері;
Сарқынды суды толық биологиялық тазарту үшін жартылай өндірістік
шағын қондырғыда өткен зерттеулердің теориялқ және эксперименттік
шешімдері;
Тәжірибелік қондырғыларда сарқынды суды тазарту процестеріндегі
технологиялық көрсеткіштердің ғылыми талданылуы;
Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін құрылған биологиялық
тазартудың технологиялық схемасының талдаулары, есептелінуі және
пайдаланудың техника-экономикалық тиімділігі.
Жұмыстың құрылымы: Диплом жұмыс кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан,
пайдаланған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады.[35]
1. САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ ЖҮЙЕСІ
1. Тұрмыстық сарқынды суларға жалпы сипаттама
Тұрмыстық 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.[19]
Қоршаған орта мен қоғам арасындағы үйлесімділік деңгейінің төмен болуы
қазіргі таңда басты мәселелердің бірі болып отыр. Өткен ғасырдың орта
шеніндегі ғылым мен техниканың, технологияның қарқынды дамуымен қатар,
соның арқасында қоршаған ортаға келген зиян мөлшері де аз емес. Табиғат
ресурстарын тиімсіз пайдалану, сондай-ақ оның ластануына жол беру кең етек
алып келеді. Соның ішінде су ресурстарына қойылатын талап жоғары және
адамзат үшін судың тапшылығы мен ластануы үлкен қауіп төндіруде. Су
ресурстарының тапшылығы, сонымен қатар еліміздегі соңғы онжылдықта оның
антропогендік факторлар әсерінен ластануы байқалуда, соның ішінде
қауіптілері – тазартылмаған немесе дұрыс тазартылмаған сарқынды сулар.
Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды тазартудың қазіргі жағдайы
экологиялық және санитарлық-гигиеналық талаптарға сәйкес келмейді. Оның
ішінде кіші елді мекендердің сарқынды суын әкету жағдайын анықтау
мақсатында зерттеу жұмыстарын жүргіздік.[36]
Көкшетау қаласының канализациялық тазарту ғимараттары механикалық және
биологиялық тазарту ғимараттарынан тұрады. Канализациялық тазарту
ғимараттары 1971 жылы салынып іске қосылған, өнімділігі 136 мың
м³тәулігіне.
Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту бекеттері толық биологиялық
тазарту тиімділігін ғана қамтамасыз ете алады, ал азот және фосфор
қосылыстары бойынша балық шаруашылығына пайдаланатын суаттарға қойылатын
талапты қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан Көкшетау қаласының сарқынды суын
тазарту үшін азот және фосфор қоспаларынан тазарту тиімділігі жоғары,
конструкциялық шешімдері қарапайым технологияларды жетілдіруді қажет.[35]
Тазартудың меншікті жылдамдығы тек оттегінің және ОБҚ төмендеу
дәрежесінің болуына ғана емес, сонымен қатар азоттың тотығу тереңдігіне де
байланысты болады. Аэротенктердің жаңа тиімді конструкицялары нитрификация,
денитрификация, дефосфаттау процестерін бір ғимаратта қамтамасыз етуі және
сарқынды суды өңдеу ұзақтығы қысқартатын технологияда болуы қажет. Осыған
байланысты тұрмыстық сарқынды суларды тазарту технологиялары бағаланды,
яғни физика-химиялық, биологиялық әдістерімен, сондай-ақ сарқынды судағы
биогенді элементтердің әрбірін тазартудың жекеленген әдістерінің
комбинациясы түрінде жүзеге асуы мүмкін. Бұлардың ішінде бір тұнбалық жүйе
кезінде фосфор мен азотты тазартудың жоғарғы деңгейін қамтамасыз ететін
биологиялық әдіс қызықтырады, себебі олар белсенді тұнбаның биологиялық
потенциалын максималды түрде пайдалануға мүмкіндік береді. Практикада кең
тараған азот пен фосфорды бірге биологиялық тазарту схемалары қарастырылды.
Соңғы кездері көп қолданысқа енген жүктеме арқылы, яғни жүктемеге
жабысқан биоценоз арқылы биологиялық тазарту процестеріндегі технологиялар
аса көңіл аудартады. Көптеген ғалымдардың ұсынысы бойынша осы тәсіл арқылы
органикалық ластарды 85-98%-ға? Ал азот және фосфор қоспаларын 80-95%-ға
тазартуға болады. Жүктеме ретінде синтетикалық және табиғи материалдар
пайдаланады.
Бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған,
сондай-ақ қандай да бір ластанган аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп,
ауылшаруашылық, комуналдық тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары) елді мекен
арқылы өткен су.
Адамның тұрмыста және өндірістік іс әрекетінде пайдаланылғаннан
кейінгі су. Сарқынды судың әрбір текше метрі таза судың 60 м³-ін ластайды.
Сарқынды су шаруашылық. тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып
бөлінеді. Сарқынды судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты
физиологиялық қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері
ажыратылады. Өндірістік сарқынды су кұрамы сарқынды су түзілетін
технологиялық процестермен, сондай-ақ материал мен шикізаттың химиялык
қасиеттерімен анықталады. Ластанған және нормативті таза (яғни, тазалауды
қажет ететін) өндірістік сарқынды су болып ажыратылады. Атмосфералық
сарқынды су нөсер (жаңбыр) және қар суы болып бөлінеді.[15]
Сарқынды суды биосүзгімен тазалау-сарқынды суды активтелген тұнба
қабаты немесе ластағыштарды тұтып, ұшырататын арнайы егілген су өсімдіктері
(қалың өскен қамыс) арқылы өткізіп тазалау.[23]
Сарқынды суды залалсыздандыру-сарқынды судың құрамындағы патогендік
және санитариялық көрсеткіш микроорганизмдерді жою үшін өндеу.
Сарқынды суды механикалық тазалау-тез тұнатын және қалқып шығатын
заттектерді техникалық құрылғылармен және әдістермен жою. Көбіне ірі
түйірлі және ұсақ түйірлі (малтатас құмтас) сүзгіш арқылы іске асырылады.
Сарқынды суды мұқият тазалау-бірін бірі толықтыратын механикалық,
биологиялық, химиялық тазалау, электродиализ, кейде дистилляция жолымен
іске асырылатын шаралар арқылы сарқынды суды ластағыштардан толық тазалау.
Сарқынды суды пайдалану-тұрмыстық, нөсер немесе өндірістік сарқынды
су құрамындағы пайдалы құрамды бөліктерді пайдалану немесе бұл суды
тазартқан соң егістікті немесе ормандағы екпе ағаштарды суаруға, т.б
қолдану.
Сарқынды 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.
Сарқынды суды тұндыру-өнеркәсіптік және тұрмыстық сарқынды суды
механикалық қоспалардан тұндыру, сүзу, коагуляциялау және т.б. әдістер
арқылы тазалау.
Сарқынды суды физикалық-химиялық тазалау-ағындыларды ластағыштардан
физикалық-химиялық әдістермен тазалау. Бұған реагенттік не электролиттік
ірілендіру, қышқылдармен және сілтілермен бейтараптау, шайғындау, су буымен
айдау, сорбция, суды ультрадыбыспен өндеу, электрхимиялық тотықтыру және
т.б. жатады.
Сарқынды суды химиялық тазалау-ластағыштарды химиялық агенттер аркылы
және заттектердің физикалық-химиялық қасиеттерін пайдаланып жою. Сарқынды
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.
Сарқынды судың тұнбасы-құрамында минерал және органикалық қатты
заттектері бар сарқынды суды тазалау кезінде тұнатын заттектер. Сарқынды
судың тұнбасы жергілікті ауыл шаруашылық және орман дақылдарының тыңайтқышы
ретінде, қейде биогаз алуға пайдаланылады. Ортақ ағатын канализация кезінде
сарқынды судың тұнбасының құрамында көбіне улы заттектер (ауыр металдар,
т.б.) болады. Мұндай сарқынды судың тұнбасын ауыл шаруашылығында тыңайтқыш
ретінде қолдануға келмейді.
Сарқынды суларды еселеу- сарқынды 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 сарқынды сулармен өсімдіктерді суаруға
пайдалану үшін оларды таза сумен 1:5, 1:7 қатынасында аралыстырады.[1]
Су қорын пайдалану және қорғау саласындағы уәкілетті органның
құзыреті: су қорын пайдалану мен қорғау саласындағы мемлекеттік саясатты
әзірлеуге және іске асыруға қатысады; экономиканың су секторының даму
бағдарламаларын әзірлейді; негізгі өзендердің бассейндері мен тұтас алғанда
республика бойынша басқа да су объектілері бойынша су ресурстарын кешенді
пайдалану және қорғау схемаларын әзірлейді; экономика салаларында су
тұтынудың үлестік нормалары келіседі; ортақ су пайдаланудың үлгі ережелерін
бекітеді; Қазақстан Республикасының заңдарында белгіленген тәртіппен арнайы
су пайдалану жөніндегі қызметтің түрлеріне лицензия немесе рұқсат беруді,
олардың күшін тоқтата тұруды жүзеге асырады; бассейндер және облыстар
деңгейінде су пайдалану лимиттерін бекітеді; ауыл шаруашылығы тауар
өндірушілеріне су беру және ауыз сумен жабдықтаудың баламасыз көздері болып
табылатын ерекше маңызды топтық сумен жабдықтау жүйесінен ауыз су беру
жөніндегі қызметтер құнын субсидиялау тәртібін әзірлейді; су қорын
пайдалану мен қорғау саласындағы мемлекеттік бақылауды жүзеге асырады;
республикалық меншіктегі су объектілерін, су шаруашылығы құрылыстарын
пайдалануды ұйымдастырады және тағы басқа да қызметтерді атқарады.
Су қорын пайдалану және қорғау саласындағы уәкілетті органның өз
құзыреті шегінде қабылданған шешімдері барлық жеке және заңды тұлғалардың
орындау үшін міндетті болып табылады.[9]
2. Тұрмыстық сарқынды суларды тазалау жүйесі
Су-табиғи ортадағы белсенді геологиялық және гидрогеологиялық фактор
болып табылады. Ол механикалық және жылу энергиясын тасымалдаушы, сонымен
бірге зарттардың транспортталу жұмысын атқарушы. Су-өзінің жылжымалы
қасиетінің арқасында, геосферадағы және әртүрлі гидрогеологиялық
объектілердің арасындағы энергия мен зат алмасудың ең маңызды рөлін
атқарушы.
Көптеген әлеуметтік және экономикалық мәселелердің шешілмей қалуына,
тек қана аймақ аралық емес, сонымен бірге жалпы мемлекеттік, глобалды
масштабтағы, объективтілік жағдайлардағы табиғи сулардың тапшылығы немесе
олардың пайдаланылу тиімсіздігінің салдарынан біздің планетамыз үшін су
дағдарысы қауіпін қоғамдағы күрделі мәселелердің бірі деп атап өтуімізге
болады. Қазіргі уақыттағы жердің климаттық жағдайларына байланысты
өзгерістердің табиғаттың тылсым себептерінен болатын адамзаттың
шаруашылықтағы жетістіктерінің нәтижесінен табиғат үшін кері әсерінен
тигізетін табиғи құбылыстарды қосып айтуға болады. Алынған мәліметтермен,
бірнеше бақыланған байқауларға байланысты климаттың глобальды жылынуының
расталуы да анық болып отыр. Бұл жылыну құбылысының әсерінен атмосфералық
жауын-шашынның өзгеруін және табиғи сулардың режимінің бұзылуын байқалауға
болады: бір аудандарда өзен арналары ұлғайып кететін болса, ал басқа
жерлерде керісінше жоғалып кету жағдайын айтуға болады. Қоғамдағы
әлеуметтік-экономикалық дамулардың осындай табиғи құбылыстарының маңызды
мәліметтерін ескермей өтпеуге болмайды.[24]Көкшетау қаласы үшін сарқынды
сулар халық шаруашылығы саласында пайдаланылуының, қоршаған ортаны қорғау
шаралары зерттелу ісінің маңызды мәліметтерін атап өтуге болады.
Механикалық және биологиялық тазартқыш аэрациялық станциясы тазалау
қондырғыларының құрылысы 1965 жылдан бастап сатылы жүргізілді.
Көкшетау қаласының аймағындағы, аэрациялық стансаларындағы механикалық
және толық жасанды биологиялық тазарту қондырғыларының сарқынды сулары,
биотоғандар мен жинағыштардан өткізіліп, кезекті тазартулар арқылы хлормен
зарарсыздандырылып жатыр.
1973ж. Көкшетау қаласының су құбырлары канал жүргізу жүйелері
шаруашылық басқармасының мемлекеттік коммуналды кәсіпорнының (Көкшетау Су
Арнасы) құрамында канализациялық тораптарын пайдалану бойынша кәсіпорындар
және сарқынды сулардың тазалау ұйымдары құрылды.
Көкшетау қаласының канализациялық жүйелері қазіргі уақытта толық емес
жеке түрде, бір канализациялық жүйелері табиғи нөсері арықты-кіші өзендерге
су жүргізу арқылы, ал жалпы қалалық шаруашылықтың-сарқынды канализациялық
тұрмыстық ағындары мен өнеркәсіптері үшін жұмыс жасады.
Барлық негізгі коллекторлар, солтүстіктен оңтүстікке қарай бағытталып
жүйелендірілген, құбырларының диамерлері 600-ден 1500 мм, ал алып жатқан
тереңдігі 1,5-тен 7,0 м қаланың сыртқы коллекторлары сарқынды сұйықтықтарды
қаланың тазалау қондырғыларына транспортпен тасымалдайды. Қаланың солтүстік-
шығыс бөлігіндегі сарқынды сулары өз бетімен ағатын коллекторлары бойынша
КНС-1, КНС-2 және КНС-2а насосты станцияларының тораптарына келіп түседі,
сол жерден құбыр жүргізу жүйелері арқылы қаланың сыртқы коллекторларына
жүргізіледі.
Көкшетау қаласының канализациялық жүйелеріне аймақтағы кішігірім
қалалар мен ауылдардың өз бетімен ағатын және арынды канализациялары
бекітілген. Көптеген қала маңындағы ауылдар қаланың аймақтық ұлғаюына
байланысты шекарасы кеңейтілген.[35]
1996 жылдан бастап 2005 жылға дейін 11 км-лік канализациялық құбырлар
ауыстырылған, (олардан 4,5 км 2004 ж. ауыстырылды). Орташа есеппен (2004 ж.
дейін) жыл сайын 810 м канализациялық құбырлар ауыстырылып тұрады.(1-кесте)
1- кесте Канализациялық құбыр жүргізілген жүйелері
№ Канализациялық Ұзындығы, кмСонымен бірге Белгілі құбырлардың
құбыр жүргізу канализациялық саны, қаланың жылпы
жолдарының тораптардың канализациясының %
материалдары эксплуатациялық ұзындығы
мерзімі болған,
км.
1 Керамикалы 551,4 257,1 45,1%
2 Асбестоцементті 290,9 66,2 23,7%
3 Темірбетонды 260,0 215,3 21,3%
4 Шойынды 73,1 7,7 6,0%
5 Мысты 45,5 28,4 3,7%
6 Пластмассалы 2,1 - 0,2%
Мұндай жағдайларда оларды пайдалану бойынша апаттың болуы да кездесіп
тұрады, тораптардағы жұмыстардың жалғасуына кедергі болады.
Көкшетау қаласындағы канализациялық тораптардың қалыптасуы бойынша,
негізінде құбырлар керамикалардан және асбест цементтен құрастырылған,
коллекторлар, жылғалар мен өзендердегі құбырлар темірбетонды, эсктакадалы
және дюкерлі өткелдердегі мысты құбырлардан құрастырылған.
Алаңдық, кварталдық және көшелік канализация тораптарының құрамы
әртүрлі диамерлі құбырлардан жасалған, ал қаланың сыртқы коллекторлары түзу
бұрышты қиылыстардан құралған. Шамамен жалпы торапты канлизациялардың
жартысы кіші диамерлі 150-200 мм-лі құбырлардан қалыптасқан.
Көкшетау қаласында жеке торапты канализациялар 40-шы жылдардан бастап
қозғалыс үстінде, ал құрылыстың негізі 70-80-ші жылдардан басталған.
Құрылған канализациялық тораптардың 2005 жылдың 1 қаңтарына дейінгі
проценттік көрсеткіштері бойынша 574,7 км. құрайды да, тораптардың жалпы
ұзындығы 1223 км тең болғанда 47% құрайды.
Канализациялық жұмыстардың бұзылуының өз уақытында алдын алу қажетті
және тораптардың жағдайының әрқашан бақылауын талап етеді, сондықтан да
құдықтарды қайта іске келтіру, жабдықтарын ауыстыру, ластануын жою сияқты
жұмыстар жүргізілуде.
Қалалық канализациялардың және сумен қамтамасыз ету жүйелеріне біріккен
объектілерінің біркелкі орналасуы, ағынды есептеу және суды есептеу
жабдықтарын қондыру, алауға қарсы қондырғылар мен уақытша қондырғыларына
бекіту, канализация суды есептеумен тәртіпке келтіру, абоненттік міндеттері
мен кепілдемелеріне Көкшетау Су Арнасы келісім шарттар жүргізуді және
1997ж. Қазақстан Республикасы аудан орталықтары мен қалаларының
канализациялары мен коммуналды су құбырларын талапқа сай дұрыс пайдалану
тәртіптері енгізілген.
1998ж. Көкшетау қаласының канализациясына келіп түсетін өндірістік
сарқынды сулардың ережелері талаптарына сәйкес қалалық канализациялық
тораптарына сарқынды сулар да қабылданады.
Өкінішке орай, қазіргі алынған нормативті құжаттар іске аспай отыр, ал
мемлекеттік тіркемелері қайта өңделулерін талап етуде.
Сорбұлақ тоған жинағының негізгі қоймасының 55 мертге дейінгі тереңдігі
төрттік шөгінділерінің әлсіз өтпелі қалыңдығымен одан төмен деңгейге су
өткізбейтін сазды қабаттарының аймағы таралып өте төмен сүзілу
құрылымдарымен қалыптасып жатыр. Орта төрттік аллювиалды шөгінділер
құмайтты, тозаңды құмды бөлшектермен, саздақты қабатшалармен қабаттасып
жатыр. Әрбір жеке аудандардағы саздақтардың тереңдігі 90 метрге дейін
жетеді.
Тоған-жинағының пішіні мен белдеміндегі зерттеулер нәтижелері бойынша
ашық аймақтық тектоникалық жарықшалар мен жарықшақтардың шығып жатуы мүлдем
жоқ деп анықталды.
Бақылау режимінің бастапқы кезеңінде, қазіргі жағдайда да тоған да
тоған жинағындағы сарқынды сулар сүзілгіштінің әсер ету белдеміндегі
аумағының деңгейі мен жерасты сулы қабатының гидрохимиялық режимінің, тоған-
жинағы ауданындағы топырақ құрамының нашар сүзілгіштік қасиетіне байланысты
1-1,5 км-мен шектеледі.[35]
Дүниежүзілік су қорларының ластануы бүкіл адамзат қоғамын алаңдатып
отыр. Бұл мәселе Көкшетау қаласына да тән. Судың ластануы көп түрлі әрі ең
соңында су экожүйесін бүлдірумен аяқталады.Кіші елді мекендердің су әкету
жүйесіндегі тұрмыстық сарқынды суды тазалау бойынша зерттеулерге шолу
жасалынды, Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суын тазалаудағы қазіргі
қал жағдайы анықталды.Тұрмыстық 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 м3 тәулікке 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. Ақмола облысының
тұрғындарының қазіргі кездегі сумен қамтамасыз ету және канализация жағдайы
негізінен қанағаттандырарлықсыз деп сипатталуда. Көкшетау қала маңындағы
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 облыс 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. [34]
Көкшетау қаласының сарқынды сулары негізінен тұрмыстық, шартты таза
және өндірістік сулардан тұрады. [35]
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 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 16-27,9%, көміртегі 10,5-
17,5%, майлы қышқылдар 7,8-9,2%, детергенттер 6,6%, және сұйық май 27,2%
шамасында.
Бұл тарауда жалпы нәтижелерді қорыта келіп жұмыстың мақсаты
белгіленді, яғни кіші елді мекендердің сарқынды суын тазарту үшін
қолданылатын шағын қондырғыны жетілдіру.Сарқынды судың құрамы дүниежүзілік
су қорларының ластануы бүкіл адамзат қауымын алаңдатып отыр. Бұл мәселе
Қазақстанға да тән. Судың ластануы су экожүйесін бүлдіруіне әкеледі.[33]
Тұрмыстық сарқынды суларда органикалық заттар 58%, минералдық заттар
42 % болады. Өнеркәсіпте пайдаланылатын сулар мен синтетикалық жуатын
заттармен сулардың ластануы өте қауіпті. Бұлар –химиялық ластану көздері.
Соның ішінде сулы экожүйелердің пестицид, гербицид және басқа да химиялық
улы препараттармен ластануы Қазақстанда кең етек алған. Мәселен, мақта мен
күріш, жеміс- жидек, бау-бақша, теплица (жылы жай) зиянкестеріне қарсы
бұрынғы кеңес үкіметі кезеңінде өте көп химиялық заттар пайдаланылған
Нәтижесінде, су ластанып, оның сапасы мен микрфлорасы және микрофаунасы,
ірі хайуанаттар, құстар зардап шеккен. Өз кезегінде химиялық заттардың
зиянды қосылыстары азық –түлікпен адам организміне кері әсерін тигізді.
Қазіргі кезде ашық өзен, көл суларымен қатар жер асты сулары да
сарқынды, шайынды сулармен және еріген зиянды заттармен ластанып отыр.
Оның негізгі ластану көздері мыналар:
-өнеркәсіп өнімдерін сақтайтын қоймалар;
-химиялық заттар және тыңайтқыштар;
-тұрмыстық қалдықтар;
-жер асты суларымен жалғанатын құбырлар;
-ірі құрылыс учаскелері;
-күзгі алаңдар, бұрғы-скважиналары болып табылады.
Жер асты суларында әртүрлі жұқпалы аурулар тарататын микробтар,
вирустар кездеседі.[4]
3. Аэротенк-тұндырғыштың технологиясы
Қазақстан Республикасы қоршаған орта мекемелері суаттарға тасталынатын
тазартылған, сарқынды су құрамында шекті концентрацияның болуын талап
етеді. Бұл талаптар үлкен және кіші тазарту бекеттеріне де қойылады.
Қазіргі заман талабына сай тазартылған сарқынды су құрамындағы қалдық
құрамын қанағаттандыру үшін, арнайы өңделген сарқынды суды тазарту
технологиясы қажет. көп жағдайда қазіргі жұмыс істеп тұрған сарқынды суды
тазарту бекеттеріндегі ғимараттар, мұндай талаптарды қанағаттандыра
алмайды. Өткізілген зерттеулер нәтижесінде аэротенктерде өтетін сарқынды
суды тазарту процестері анықталып, аэротенктердің жаңа конструкцияларын
жасау мүмкіншілігі нақтыланды. [37]
Аэротенкте белсенді тұнба мен сарқынды суды биохимиялық тазарту-
органикалық заттардың ластануындағы аэробты микроорганизмдердің
жинақталуын, аэротенкке берілетін ауа арқылы жартылай немесе толық
минерализациялауын көрсетеді. Ал екінші сатылы тұндырғышта қоспаны екінші
тұнбада бөліп, белсенді тұнбаның аэротенкке қайтарылуын қамтиды.
Көкшетау қаласының сарқынды суын биологиялық тазарту үшін, тазарту
ғимаратын ойластырудағы ескеретін нәрсе, ол тез өзгеретін гидравликалық
және органикалық жүктемелерге байланысты тиімді жұмыс істеуі қажет.
Тұрмыстық сарқынды суды биологиялық тазарту тиімділігіне әсер ететін бірден-
бір фактор-тұнбаның органикалық жүктемесі, яғни ол тәуеліктегі 1 г. кұрғақ
немесе тұнбаның күлсіз затына ОБҚ-нің қатынас мәнімен өлшенеді. Тұнбаға
әсер ететін жүктеме оттегінің тұтыну жылдамдығына және тұнбаның
седиментациялық сипаттамасына әсер етеді. Аэротенкті органикалық заттарды
мөлшерден тыс көп немесе қажетті мөлшерден аз жүктеу ғимараттың тиімсіз
жұмысына әкеліп соқтырады.[35]
Сарқынды суды тазартуға арналған аэротенктерді жетілдіру кезінде
аэрациялық жүйені тиімді таңдай білудің басты мәні-толығымен тұнбалы
қоспаны оттегімен қанықтырып және араластыра алуы.
Тәжірибе негізінде аэротенк жұмысының тотықтыру қабілетіне әсерін
тигізетін көрсеткіштердің бірі-пневматикалық аэратордың орналасқан орны
екені білінді. Сондықтан, аэраторды аэротенктің түбінен 0,5 және 1,5 м
биіктікте орналастырып, ауа шығынының өзгерту аралығын 20 мен 60 м³ сағ.
Ал аэратор тесігінен ауаның шығу жылдамдығын 5,2-ден 22 мс аралығында
өзгерте отырып, 7-8 серия эксперимент өткізілді. Эксперименттердің
нәтижелерін белгілі теңдеулер бойынша өңдеп, график түрде көрсеттік. Бұл
жағдайдағы тотықтыру қабілетінің (ТҚ) ауа шығынына тік пропорционал екені
анықталды. Яғни, тотықтыру қабілеті, ауа шығынының көбеюімен өседі. Бұл
байланыстылықтағы нәтижелерді меншекті тотықтыру қабілетін есептегенде
қарастыруға болады. Жоғарғы графиктен байқағанымыздай, тиімді аэротенк
тереңдігі 1,5-ден көп болғаны дұрыс. Бұл жайғдайда пайдаланатын ауа арыны
1,27-1,4 м, меншікті ауа шығыны 30-45 м³сағ. Аралығында. Ауаның меншікті
тотықтыру қабілеті 5,5-6,2 гм³, айналмалы ағын қоспасының жылдамдығы 0,18-
0,22 мс аралығында болады.
Аэротенкте сарқынды суды тазарту процесі екі сатыда өтеді. Бірінші
сатыда сарқынды судың құрамынан органикалық заттар алынады да, бұл сатыға
жалпы пайдаланатын ауа мөлшерінің37,5% жұмсалады. Екінші сатыда жинақталған
белсенді тұнба тотығады. Бұл үшін ауа мөлшерінің 62,5% шығындалады.[4]
Аэротенктің жұмыс істеу барысында бес жұмыс фазасын және белсенді
тұнбаның даму кезеңін байқауға болады. Осы фазаларға бөліну көптеген
ғалымдардың жұмыстарында қарастырылған. Соңғы кезеңде өткізілген
эксперименттер нәтижесі бойынша, осы фазаларға бөліну туралы бірнеше
пікірлер туындап жүр. Ұзартылған аэротенкте біздің өткізген эксперименттік
зерттеулерімізде, осы фазалар аралығын қандай да бір шамаларда қамтиды.
Енді осы фазаларға бөлінуді толық қарастырамыз.
І фаза - белсенді тұнба қалыңдығы мен органикалық заттардың
биосорбциясы. Бұл фазада еріген және коллоидты органикалық заттардың
сорбциясы өтеді де, бір уақытта белсенді тұнба массасының өсуі басталады.
ІІ фаза - жеңіл тотығатын сарқынды су құрамындағы органикалық заттардың
биохимиялық тотығуы. Бұл кезеңде белсенді тұнбадағы клеткалы заттардың
жұтылуы үшін, микроорганизмдердің тұтынатын энергиясы бөлінеді. Тұнба
массасының өсуі қарқынды өтеді.
ІІІ фаза - жылдамдықтың ақырын өсуі мен клеткалық белсенді тұнба
заттардың синтезі. Тұнба массасы бұл фазада салыстырмалы, әрі тұрақты.
IV фаза - солу фазасы немесе біртіндеп тұнба массасының азаюы, яғни
эндогенді тынысталу фазасы. Осы фазада биомасса клеткасының органикалық
заттары соңғы өнім NH3, CO2 және H2O дейін эндогенді тотығуға түседі. Бұл
жалпы тұнба массасының кішіреюіне әкеліп соғады.
V фаза - соңғы бату фазасы. Бұл фазада нитрификация және денитрификация
процестерінің әсерімен белсенді тұнбаның деградациясы мен минерализациясы
өтеді.
Барлық фазалар белсенді тұнба массасындағы органикалық заттардың
мөлшерлік қатынасын сипаттайды және бұл қатынас І фазамен 5 фазалар
аралығында төмендейді.
Жоғарыда айтылған фазаларда өтетін процестердің мәнін ұғыну нәтижесінде
аэротенктің әртүрлі технологиялық типін ойластыруға болады. Мысалы: алғашқы
екі фаза нәтижесін пайдалана отырып, толық емес биологиялық тазарту
мүмкіншілігі (ОБҚ 20 мгл) аэротенк конструкциясын, ал үшінші фазаны қамти
отырып, толық биологиялық тазарту мүмкіншілігі (ОБҚ20 мгл) бар
аэротенктерінің конструкциясын құрастыруға болады.
Зерттелген елді мекендер үшін ІІІ фазадан IV фазаға өтпелі кезеңнің,
сонымен қатар IV фазадағы тұнбаның дамуы маңызы зор. Ал біздің зерттелген
нәтижелерге сәйкес келетіні де осы фазалар аралығы. Көрсетілген фазалардағы
пайда болған және өліп қалған клеткалар санын теңестіре отырып, тұрақты
тірі микроорганизмдер мен бактерия клеткаларының санын белгілеуге болады.
IV фазадағы белсенді тұнбаның даму барысында органикалық заттардың
өлген клеткалары қайтадан тірі микроорганизмдерге пайдаланылады. Тек
органикалық заттардың биохимиялық қарқынды ыдырауын ескерген жөн. Соның
нәтижесінде белсенді тұнбаның өсуі байқалады, бірақ өте үлкен емес.[13]
Сонымен, біздің өткізген сынақ нәтижесі бойынша V-фазаны тағы екі
фазаға бөлу керек деп есептейміз. Сонда ол нитрификация және денетрификация
процестерін қамтуы тиіс. Осыған байланысты ұзартылған аэрациялы сынақтық
қондырғыға цеолитпен толтырылған сөрені көлденең орналастырдық. Сөре
аэротенктегі белсенді тұнба дозасын үлкейтуге мүмкіндік береді де, сөренің
беткі қабатына түзілген анаэробты микроорганизмдер нәтижесінде,
денетрификация процесі өтеді. Қазір осы қондырғыда сөре тік орналасқан.
Қондырғының сөре қабатында анаэробты микроорганизмдер пайда болып,
денетрификация процесі өтеді.
Сонымен, Қазақстандағы зерттелген елді-мекендер үшін тиімді биологиялық
тазарту мүмкіншілігі бар шағын қондырғылар жасалынды. Эксперименттік шағын
қондырғылардың технологиялық көрсеткіштері ғылыми жағынан талданып, толық
тотықтыру мүмкіншілігі бар аэротенктер үшін негізгі технологиялық
көрсеткіштер анықталды. Осы ғылыми жұмыстар нәтижесін ірі қалаларда
орналасқан (мысалы Алматы қаласы сарқынды суды тазарту бекетіндегі)
аэротенктер үшін де пайдаланып, аэротенк жұмысын тиімділікке жеткізуге
болады. Яғни, осы күнде жұмыс істеп тұрған аэротенкт жұмысын тоқтатпай-ақ,
біздің жасаған жұмыстарымыздың ғылыми жетістіктерін енгізуге болады.
Сарқынды суды биохимиялық аэротенкте тазарту процестерін сипаттайтын
және ғимарат жұмысының тиімділігін анықтайтын негізгі технологиялық
көрсеткіштері мыналар: аэрация камерасындағы белсенді тұнбаның
концентрациясы, жүктеме және тұнба, көлемдік жүктеме, тотығу жылдамдығы,
ғимараттың тотықтыру қуаты, аэрация ұзақтығы, тұнба жасы мен өсуі т.б.
Сонымен, аэротенкте сарқынды суды тазарту процесі нәтижесіндегі
жұмыстарды қорыта келе, жоғарыдағы айтылған фазаларға бөлінуді негізге
алып, біздің зерттеулеріміздің нәтижелерін ескеріп, мынадай тұжырымдар
жасауға болады:
1. ІІІ- IV фазалардағы белсенді тұнбаның даму жағдайын зерттей келе,
шағын елді мекендердің сарқынды суын биохимиялық тазарту үшін бірінші
сатылы тұндырғыштың қажеті жоқ. Ал қарапайым сарқынды суды тазартудың
технологиялық схемасын алуға болады.
2. Зерттелген кіші елді-мекендер үшін IV-V фазалардағы өтпелі кезеңдердің
аэрациялы эксперименттік шағын қондырғыда өтетін биохимиялық тазарту
процесін әсерін зерттей келе, V фазаны әлі де дамыту мүмкіншілігі бар
екендігі айқындалды және ол дамушылық денитрафикация процестерін
қамтуы тиіс.
3. Қазақстанда үлкен қалалардың сарқынды суын тазартуға арналған
аэротенктерде сарқынды суды тиімді тазарту, оның ішінде азот
қоспаларынан айырылу үшін V фазаны дамыту мақсатында, аэртенктердің
жаңа конструкцияларын ұсынуға болатындығы айқындайды.[13]
2- кесте. Аэротенктердің технологиялық көрсеткіштері
Көрсеткіштер Өлшем Фазалар бойынша Фазаларға бөлудегі
бірлігі толық тотықтыру толық тотықтыру
Аэрация сағ 24-72 (6-8) 2-4
ұзақтылығы
2- кестенің жалғасы
Құрғақ зат гл 3-6 3-3,8
бойынша белсенді
тұнбаның
концентрациясы
Күлсіз зат г.ОБҚг тәу 0,15-0,18 0,092-0,175
бойынша тұнбаның
жүктелуі
Органиканы г.ОБҚг тәу 0,15 0,15
тотықтыру
жылдамдығы
Көлемдік жүктеме г. ОБҚм³ 600 201-288
тәу
Белсенді тұнбаныңгг ОБҚ 0,45 0,6-0,8
өсуі
Тұнба жасы тәу 10-40 10-40
Алдымызға қойылған зерттеу тапсырмасына байланысты эксперименттерді
өткізу үшін сарқынды суды тазартатын жартылай өндірісті қондырғы құрдық.
Бiрiншi тарауда көрсетiлген Көкшетау қаласының аэрация бекетiнiң (КАБ)
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
50-100лтәулігіне. 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 беріледі. 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. Сөре ауданы
аэротенктің жалпы ауданын қамтиды.[35]
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 құбырымен 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.
Сынақ нәтижесі ретінде мынадай көрсеткіштер қабылданды:
- қалқымалы заттар, оттегінің биологиялық қажеттілігі (ОБҚ), оттегінің
химиялық қажеттілігі (ОХҚ), нитриттер, нитраттар және фосфаттар бойынша
сарқынды суды тазарту тиімділігі.
- аэротенк жұмысының технологиялық параметрлері, оның ішінде тотығу
жылдамдығы, аэрация уақыты, тұнба индексі, белсенді тұнба дозасы.
Көкшетау қаласының аэрация бекетіндегі механикалық тазартылған сарқынды
су сәйкес келеді.
2003 жылдың маусым айынан 2005 жылдың қазан айына дейін үш кезеңде 71
серия эксперименттер өткізілді. Әрбір эксперименттің ұзақтығы 1 аптаға
дейін созылды.
Бірінші тарауда жазылған әдебиеттік сараптаулар ұзартылған аэрациясы
бар аэротенктегі есептік негізгі параметрлерді анықтауға мүмкіндік туғызды.
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) ауа шығынының өскенімен және аэраторды су түбіне тереңдетумен
жоғары деңгейге көтеріледі.
Бұл байланыста нәтижелерді тотықтырудың меншікті қабілеті 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 1,4-1,27 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.[16]
Зерттеулерде материал ретінде қайыңды белсендірілген көмір-А (ҚБК-А)
маркалы және табиғи цеолит- 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 3 кестеде көрсетілген.
3- кесте. Аэротенктегі белсенді тұнба құрамының және мөлшерінің
өзгеруі
Уақыт, Биоценоз Белсенді тұнбаның Биоценоз түрлерінің саны
тәулік массасы,г мөлшері,г
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.[25]
1. . САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАЛАУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
1. Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суларын аэробты тазалау
процесі
Соңғы кездері аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы сарқынды
суларды биологиялық тазарту көптеген ғалымдардың жұмыстарында жарық көруде,
бұл да қызығушылық тудырады. Осыған орай ғылыми зерттеулер жүргіздік.
Органикалық заттарды аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы
деградациялау жинақталған реакция нәтижесінде әртүрлі энергетикалық баланс
негізінде өтеді. Аэробты биологиялық тотығу кезінде глюкозалар өзіндегі 59
% энергияны биомассаның өсуіне жұмсайды ал 41 % жылу жоғалуын құрайды.
Міне, осы жағдайға байланысты аэробты микроағзалардың белсенді өсуі
байқалады (1-сурет). Яғни,неғұрлым өңделетін сарқынды судағы органикалық
заттардың мөлшері жоғары болса, онда биомассаның өсу жылдамдығы да және
белсенді тұнбаның мөлшері де жоғары болады. Сонымен біз қарастыратын
төменгі мөлшерлі (ОБҚ5 – 120мгдм3- ға дейін) ластаған сарқынды суларды
биологиялық тазартудың өзіндік қиындылықтары бар екендігін байқауға болады.
Сондықтан біз үшін анаэробты микроағзалар арқылы тазартудың маңызы зор.
Анаэробты деградация кезінде глюкозалар 8 % энергияны биомассаның өсуіне,
3%-ы жылу жоғалуына ал қалған 89 % метанға жұмсалады.Сонымен анаэробты
микроағзалар баяу өседі және жоғары мөлшерлі субстратты қажет етеді.
1. Аэробты процесс:
С6Н12О6 +6О2 --6СО2 +6Н2О + микробты биомасса+ жылу;
2. Анаэробты процесс:
С6Н12О6 --3СН4 + 3СО2 + микробты биомасса + жылу.
Енді осы аэробты және анаэробты процестердің болу жағдайларын сұлба түрінде
қарстырайық.[35]
Аэробты
Жылу
ОХҚ
ОБҚ5
Аэрация
Ену
Шығу
1-сурет. Аэробты процес
Аэробты микроқұрам белсенді тұнбада қалыптасып, әр түрлі
микроағзалардан тұрады. Олар бір-бірімен байланыссыз органикалық заттарды
тотықтырады.[35],[25]
Соңғы жылдары жаңа микроскоп көмегімен бірнеше түрлі бактериялар
түрлерін анықталды. Олардың ішінде: Paracoccus, Caulobacter,
Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas,
Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter,
Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus,
Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus тағы басқалары бар. Бүгінгі күні
5% дейінгі түрлерін анықтауға болады. Сонымен қатар біздің байқауымызша
аэробты процеске қатысатын микроағзалар құрамында анаэробты бактериялардың
бастапқысы болып табылатын бактериялардың да кездесетіні анықталды.[10]
Аэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті нитрификация процесі және
анаэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті денитрификация процесі деп
аталатынын ескерсек, онда нитрификация және денитрификация процестерінің
өту қарқындылығына мына факторлар әсер етеді: рН, температура, ерітілген
оттегінің мөлшері, аммонийлы азот мөлшері, белсенді тұнба мөлшері,
нитраттар және нитриттер мөлшері,белсенді тұнба жасы, т.б.[17]
Сонымен биологиялық тазарту процесінің теориялық негізіне сүйенсек,
төменгімөлшерлі ластанған сарқынды суларды биологиялық тазарту үшін
нитрификация және денитрификация процестері бірге өтетін ғимараттарды
дамытудың маңызы зор.[6] Ал анаэробты микроағзалар арқылы болатын
денитрификация процесін қалыптастыру үшін әр түрлі конструцияларда жүктеме
түрлерін жетілдіру қажет.[11]
Су-бұл жер бетінде ең негізгі және көп таралған химиялық
қосылыстардың бірі, бүкіл тірі организмдердің тіршілік көзі және қорек
өнімдері ретінде міндетті компонент болып есептеледі. Су-жер бетіндегі
климаттық жағдайдың, температураның реттеушісі және барлық өндірістер мен
ауыл шаруашылық кешендеріндегі технологиялық процестерге қатысады. Судың
сапасы-су көздерінің санитарлық жағдайының нәтижелерін бағалаумен
сипатталады. Судың бактериологиялық және химиялық талдауларының нәтижесі
арқылы су қойнауының ластану көздері анықталады. Судың құрамының анықталған
көрсеткіштеріне байланысты су қойнауының ластануын алдын-алу шаралары
ұйымдастырылады, суды тазарту әдістері қарастырылады. Биогенді элементтерге
су организмдерінің тіршілігіне және зат алмасу процестеріне қажетті азоттың
органикалық және минералды қосылыстары, фосфор, темір қосылыстары
кіреді.[7]
Су құрамындағы азот бар органикалық қосылыстардың ыдырауы немесе
атмосфералық жауын-шашын арқылы топырактағы тыңайтқыштардың шайылуы
нәтижесінде кездеседі. Су қоймаларындағы азотты қосылыстардың мөлшері
олардың шығу көздеріне, су қоймасының режиміне және өзін-өзі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
1 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ ЖҮЙЕСІ ... ... ... ... ... ... 6
1.1 Тұрмыстық сарқынды суларға жалпы 6
сипаттама ... ... ... ... .
1.2 Тұрмыстық сарқынды суларды тазалау 9
жүйесі ... ... ... ... ...
1.3 Аэротенк тұндырғыштың 13
техналогиясы ... ... ... ... ... .. ... ... .
2 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАЛАУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ
ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ 20
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
2.1 Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суларын аэробты
тазалау 20
процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... .
2.2 Тұрмыстық сарқынды суларды биологиялық тазалау
технологиясы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ..22
... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Сарқынды судың физико-механикалық және сулы-физикалық
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
... ... ... ...
3 САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАРТУ КЕЗІНДЕ ӨНДІРІСТІК БАҚЫЛАУДЫҢ
НӘТИЖЕЛЕРІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
...
3.1. Тазартудың тиімділігін өндірістік бақылау және
санитарлық-эпидемиологиялық 42
қадағалау ... ... ... ... ... ... . ...
3.2. Сарқынды суларды тазарту кезінде өндірістік бақылаудың
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..49
... ... ... ... ... ... ... ... .. .
3.3. Тазалау нәтижесінде сарқынды суының сапасын ұлғайтуға
арналған 60
іс-шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 64
... ... ... ... ... ... ... ...
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 66
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ҚОСЫМША 69
Кіріспе
Зерттеудің өзектілігі. Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә.
Назарбаевтың 2010 ж. жолдауында Жаңа он жылдық-жаңа мүмкіндіктер, жаңа
экономикалық дамуы делінген. Су ресурстарының тапшылығы, сонымен қатар
еліміздегі соңғы он жылдықта оның антропогендік факторлар әсерінен ластануы
байқалуда. Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды тазартудың қазіргі
жағдайы экологиялық және санитарлық-гигиеналық талаптарға сәйкес келмейді.
Қазіргі кезеңдегі еліміздегі елді мекендердің табиғи экологиясын дамыту
мақсатында сарқынды суын тазартуға, шөгіндісін зарарсыздандыруға және
қайталап пайдалануға үлкен көңіл бөлінуі қажет. Осы жағдайларға байланысты
сарқынды суды тазарту үшін қазіргі заманның талаптарына сәйкес жоғарғы
экономикалық тиімді технологияларды жетілдіру және технологиялық схемаларды
талдау қажет. Міне осылар негізгі жұмыстың өзектілігі болып табылады.[34]
Зерттеудің мақсаты. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін
биологиялық тазарту ғимараттарын жетілдіру.
Осы мақсатта мынадай негізгі міндеттер шешіледі:
-Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту ғимараттарының жалпы
жағдайын бағалау және сарқынды судың физика-химиялық және биологиялық
құрамының пайда болу заңдылықтарын түсіну, зерттеу.
-Сарқынды суларды тазарту әдістерін талдау, тазарту ғимараттарының
технологиялық және конструкциялық тиімді шешімдерін тексеру.
-Сарқынды суын тазарту мақсатында қолданылатын биологиялық тазарту
ғимаратын ойластыру үшін технологиялық және ғылыми зерттеулер жасау.
Ғылыми жаңалықтары:
1. Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту процесін қарқындатуға
болатындығы дәлелденді.
2. Көкшетау қаласының сарқынды суын биологиялық тазарту үшін жаңа
аэротенктің конструкциясы жасалады.
3. Аэротенкте қалыңдығы 5,5 см, төменгі және жоғарғы жағы тормен
жабылған үш сөре көденең орнатылды.
4. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазартуға арналған жаңа
аэротенктегі биологиялық тазарту процесінің технологиялық көрсеткіштері
анықталды.
5. Жетілдірілген аэротенктің конструкциялық негізгі көрсеткіштері
анықталды және жұмыс істеу қызметін ұйымдастыру, іске қосу және
технологиялық айқындау жұмыстары нақтыланды.
Практикалық маңызы:
1. Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін биологиялық тазарту
ғимараты аэротенктің жаңа конструкциясы жетілдірілді.
2. Биологиялық тазарту ғимараты аэротенктің жаңа конструкциясы елді
мекендердің сарқынды суының экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
3. Аэротенктің жаңа конструкциясынан кейінгі биологиялық тазарған
сарқынды суды балық шаруашылығына пайдаланатын суат талабына сәйкес
суаттарға тастауға, егінді суару мақсатына немесе агроөндірісінің
техникалық қажеттілігіне пайдалануға болады.
Зерттеулердің нәтижелері Көкшетау қаласы сарқынды суды тазарту бекетін
қайта құру үшін жасалған Концепция негізінде жаңа биологиялық тазарту
технологиялық жетілдіру жоба-жоспарында ұсыныс ретінде және Эко-жобалау
Ғылыми-зерттеу орталығы ЖШС жобаларына енгізілді.[35]
Қорғауға ұсынылатын негізгі нәтижелер: Сарқынды суды биологиялық
тазарту үшін зертханалық қондырғыда өткен зерттеудің теориялық және
эксперименттік шешімдері;
Сарқынды суды толық биологиялық тазарту үшін жартылай өндірістік
шағын қондырғыда өткен зерттеулердің теориялқ және эксперименттік
шешімдері;
Тәжірибелік қондырғыларда сарқынды суды тазарту процестеріндегі
технологиялық көрсеткіштердің ғылыми талданылуы;
Көкшетау қаласының сарқынды суын тазарту үшін құрылған биологиялық
тазартудың технологиялық схемасының талдаулары, есептелінуі және
пайдаланудың техника-экономикалық тиімділігі.
Жұмыстың құрылымы: Диплом жұмыс кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан,
пайдаланған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады.[35]
1. САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ПАЙДАЛАНУ ЖҮЙЕСІ
1. Тұрмыстық сарқынды суларға жалпы сипаттама
Тұрмыстық 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.[19]
Қоршаған орта мен қоғам арасындағы үйлесімділік деңгейінің төмен болуы
қазіргі таңда басты мәселелердің бірі болып отыр. Өткен ғасырдың орта
шеніндегі ғылым мен техниканың, технологияның қарқынды дамуымен қатар,
соның арқасында қоршаған ортаға келген зиян мөлшері де аз емес. Табиғат
ресурстарын тиімсіз пайдалану, сондай-ақ оның ластануына жол беру кең етек
алып келеді. Соның ішінде су ресурстарына қойылатын талап жоғары және
адамзат үшін судың тапшылығы мен ластануы үлкен қауіп төндіруде. Су
ресурстарының тапшылығы, сонымен қатар еліміздегі соңғы онжылдықта оның
антропогендік факторлар әсерінен ластануы байқалуда, соның ішінде
қауіптілері – тазартылмаған немесе дұрыс тазартылмаған сарқынды сулар.
Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды тазартудың қазіргі жағдайы
экологиялық және санитарлық-гигиеналық талаптарға сәйкес келмейді. Оның
ішінде кіші елді мекендердің сарқынды суын әкету жағдайын анықтау
мақсатында зерттеу жұмыстарын жүргіздік.[36]
Көкшетау қаласының канализациялық тазарту ғимараттары механикалық және
биологиялық тазарту ғимараттарынан тұрады. Канализациялық тазарту
ғимараттары 1971 жылы салынып іске қосылған, өнімділігі 136 мың
м³тәулігіне.
Көкшетау қаласының сарқынды суды тазарту бекеттері толық биологиялық
тазарту тиімділігін ғана қамтамасыз ете алады, ал азот және фосфор
қосылыстары бойынша балық шаруашылығына пайдаланатын суаттарға қойылатын
талапты қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан Көкшетау қаласының сарқынды суын
тазарту үшін азот және фосфор қоспаларынан тазарту тиімділігі жоғары,
конструкциялық шешімдері қарапайым технологияларды жетілдіруді қажет.[35]
Тазартудың меншікті жылдамдығы тек оттегінің және ОБҚ төмендеу
дәрежесінің болуына ғана емес, сонымен қатар азоттың тотығу тереңдігіне де
байланысты болады. Аэротенктердің жаңа тиімді конструкицялары нитрификация,
денитрификация, дефосфаттау процестерін бір ғимаратта қамтамасыз етуі және
сарқынды суды өңдеу ұзақтығы қысқартатын технологияда болуы қажет. Осыған
байланысты тұрмыстық сарқынды суларды тазарту технологиялары бағаланды,
яғни физика-химиялық, биологиялық әдістерімен, сондай-ақ сарқынды судағы
биогенді элементтердің әрбірін тазартудың жекеленген әдістерінің
комбинациясы түрінде жүзеге асуы мүмкін. Бұлардың ішінде бір тұнбалық жүйе
кезінде фосфор мен азотты тазартудың жоғарғы деңгейін қамтамасыз ететін
биологиялық әдіс қызықтырады, себебі олар белсенді тұнбаның биологиялық
потенциалын максималды түрде пайдалануға мүмкіндік береді. Практикада кең
тараған азот пен фосфорды бірге биологиялық тазарту схемалары қарастырылды.
Соңғы кездері көп қолданысқа енген жүктеме арқылы, яғни жүктемеге
жабысқан биоценоз арқылы биологиялық тазарту процестеріндегі технологиялар
аса көңіл аудартады. Көптеген ғалымдардың ұсынысы бойынша осы тәсіл арқылы
органикалық ластарды 85-98%-ға? Ал азот және фосфор қоспаларын 80-95%-ға
тазартуға болады. Жүктеме ретінде синтетикалық және табиғи материалдар
пайдаланады.
Бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған,
сондай-ақ қандай да бір ластанган аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп,
ауылшаруашылық, комуналдық тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары) елді мекен
арқылы өткен су.
Адамның тұрмыста және өндірістік іс әрекетінде пайдаланылғаннан
кейінгі су. Сарқынды судың әрбір текше метрі таза судың 60 м³-ін ластайды.
Сарқынды су шаруашылық. тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып
бөлінеді. Сарқынды судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты
физиологиялық қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері
ажыратылады. Өндірістік сарқынды су кұрамы сарқынды су түзілетін
технологиялық процестермен, сондай-ақ материал мен шикізаттың химиялык
қасиеттерімен анықталады. Ластанған және нормативті таза (яғни, тазалауды
қажет ететін) өндірістік сарқынды су болып ажыратылады. Атмосфералық
сарқынды су нөсер (жаңбыр) және қар суы болып бөлінеді.[15]
Сарқынды суды биосүзгімен тазалау-сарқынды суды активтелген тұнба
қабаты немесе ластағыштарды тұтып, ұшырататын арнайы егілген су өсімдіктері
(қалың өскен қамыс) арқылы өткізіп тазалау.[23]
Сарқынды суды залалсыздандыру-сарқынды судың құрамындағы патогендік
және санитариялық көрсеткіш микроорганизмдерді жою үшін өндеу.
Сарқынды суды механикалық тазалау-тез тұнатын және қалқып шығатын
заттектерді техникалық құрылғылармен және әдістермен жою. Көбіне ірі
түйірлі және ұсақ түйірлі (малтатас құмтас) сүзгіш арқылы іске асырылады.
Сарқынды суды мұқият тазалау-бірін бірі толықтыратын механикалық,
биологиялық, химиялық тазалау, электродиализ, кейде дистилляция жолымен
іске асырылатын шаралар арқылы сарқынды суды ластағыштардан толық тазалау.
Сарқынды суды пайдалану-тұрмыстық, нөсер немесе өндірістік сарқынды
су құрамындағы пайдалы құрамды бөліктерді пайдалану немесе бұл суды
тазартқан соң егістікті немесе ормандағы екпе ағаштарды суаруға, т.б
қолдану.
Сарқынды 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.
Сарқынды суды тұндыру-өнеркәсіптік және тұрмыстық сарқынды суды
механикалық қоспалардан тұндыру, сүзу, коагуляциялау және т.б. әдістер
арқылы тазалау.
Сарқынды суды физикалық-химиялық тазалау-ағындыларды ластағыштардан
физикалық-химиялық әдістермен тазалау. Бұған реагенттік не электролиттік
ірілендіру, қышқылдармен және сілтілермен бейтараптау, шайғындау, су буымен
айдау, сорбция, суды ультрадыбыспен өндеу, электрхимиялық тотықтыру және
т.б. жатады.
Сарқынды суды химиялық тазалау-ластағыштарды химиялық агенттер аркылы
және заттектердің физикалық-химиялық қасиеттерін пайдаланып жою. Сарқынды
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.
Сарқынды судың тұнбасы-құрамында минерал және органикалық қатты
заттектері бар сарқынды суды тазалау кезінде тұнатын заттектер. Сарқынды
судың тұнбасы жергілікті ауыл шаруашылық және орман дақылдарының тыңайтқышы
ретінде, қейде биогаз алуға пайдаланылады. Ортақ ағатын канализация кезінде
сарқынды судың тұнбасының құрамында көбіне улы заттектер (ауыр металдар,
т.б.) болады. Мұндай сарқынды судың тұнбасын ауыл шаруашылығында тыңайтқыш
ретінде қолдануға келмейді.
Сарқынды суларды еселеу- сарқынды 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 сарқынды сулармен өсімдіктерді суаруға
пайдалану үшін оларды таза сумен 1:5, 1:7 қатынасында аралыстырады.[1]
Су қорын пайдалану және қорғау саласындағы уәкілетті органның
құзыреті: су қорын пайдалану мен қорғау саласындағы мемлекеттік саясатты
әзірлеуге және іске асыруға қатысады; экономиканың су секторының даму
бағдарламаларын әзірлейді; негізгі өзендердің бассейндері мен тұтас алғанда
республика бойынша басқа да су объектілері бойынша су ресурстарын кешенді
пайдалану және қорғау схемаларын әзірлейді; экономика салаларында су
тұтынудың үлестік нормалары келіседі; ортақ су пайдаланудың үлгі ережелерін
бекітеді; Қазақстан Республикасының заңдарында белгіленген тәртіппен арнайы
су пайдалану жөніндегі қызметтің түрлеріне лицензия немесе рұқсат беруді,
олардың күшін тоқтата тұруды жүзеге асырады; бассейндер және облыстар
деңгейінде су пайдалану лимиттерін бекітеді; ауыл шаруашылығы тауар
өндірушілеріне су беру және ауыз сумен жабдықтаудың баламасыз көздері болып
табылатын ерекше маңызды топтық сумен жабдықтау жүйесінен ауыз су беру
жөніндегі қызметтер құнын субсидиялау тәртібін әзірлейді; су қорын
пайдалану мен қорғау саласындағы мемлекеттік бақылауды жүзеге асырады;
республикалық меншіктегі су объектілерін, су шаруашылығы құрылыстарын
пайдалануды ұйымдастырады және тағы басқа да қызметтерді атқарады.
Су қорын пайдалану және қорғау саласындағы уәкілетті органның өз
құзыреті шегінде қабылданған шешімдері барлық жеке және заңды тұлғалардың
орындау үшін міндетті болып табылады.[9]
2. Тұрмыстық сарқынды суларды тазалау жүйесі
Су-табиғи ортадағы белсенді геологиялық және гидрогеологиялық фактор
болып табылады. Ол механикалық және жылу энергиясын тасымалдаушы, сонымен
бірге зарттардың транспортталу жұмысын атқарушы. Су-өзінің жылжымалы
қасиетінің арқасында, геосферадағы және әртүрлі гидрогеологиялық
объектілердің арасындағы энергия мен зат алмасудың ең маңызды рөлін
атқарушы.
Көптеген әлеуметтік және экономикалық мәселелердің шешілмей қалуына,
тек қана аймақ аралық емес, сонымен бірге жалпы мемлекеттік, глобалды
масштабтағы, объективтілік жағдайлардағы табиғи сулардың тапшылығы немесе
олардың пайдаланылу тиімсіздігінің салдарынан біздің планетамыз үшін су
дағдарысы қауіпін қоғамдағы күрделі мәселелердің бірі деп атап өтуімізге
болады. Қазіргі уақыттағы жердің климаттық жағдайларына байланысты
өзгерістердің табиғаттың тылсым себептерінен болатын адамзаттың
шаруашылықтағы жетістіктерінің нәтижесінен табиғат үшін кері әсерінен
тигізетін табиғи құбылыстарды қосып айтуға болады. Алынған мәліметтермен,
бірнеше бақыланған байқауларға байланысты климаттың глобальды жылынуының
расталуы да анық болып отыр. Бұл жылыну құбылысының әсерінен атмосфералық
жауын-шашынның өзгеруін және табиғи сулардың режимінің бұзылуын байқалауға
болады: бір аудандарда өзен арналары ұлғайып кететін болса, ал басқа
жерлерде керісінше жоғалып кету жағдайын айтуға болады. Қоғамдағы
әлеуметтік-экономикалық дамулардың осындай табиғи құбылыстарының маңызды
мәліметтерін ескермей өтпеуге болмайды.[24]Көкшетау қаласы үшін сарқынды
сулар халық шаруашылығы саласында пайдаланылуының, қоршаған ортаны қорғау
шаралары зерттелу ісінің маңызды мәліметтерін атап өтуге болады.
Механикалық және биологиялық тазартқыш аэрациялық станциясы тазалау
қондырғыларының құрылысы 1965 жылдан бастап сатылы жүргізілді.
Көкшетау қаласының аймағындағы, аэрациялық стансаларындағы механикалық
және толық жасанды биологиялық тазарту қондырғыларының сарқынды сулары,
биотоғандар мен жинағыштардан өткізіліп, кезекті тазартулар арқылы хлормен
зарарсыздандырылып жатыр.
1973ж. Көкшетау қаласының су құбырлары канал жүргізу жүйелері
шаруашылық басқармасының мемлекеттік коммуналды кәсіпорнының (Көкшетау Су
Арнасы) құрамында канализациялық тораптарын пайдалану бойынша кәсіпорындар
және сарқынды сулардың тазалау ұйымдары құрылды.
Көкшетау қаласының канализациялық жүйелері қазіргі уақытта толық емес
жеке түрде, бір канализациялық жүйелері табиғи нөсері арықты-кіші өзендерге
су жүргізу арқылы, ал жалпы қалалық шаруашылықтың-сарқынды канализациялық
тұрмыстық ағындары мен өнеркәсіптері үшін жұмыс жасады.
Барлық негізгі коллекторлар, солтүстіктен оңтүстікке қарай бағытталып
жүйелендірілген, құбырларының диамерлері 600-ден 1500 мм, ал алып жатқан
тереңдігі 1,5-тен 7,0 м қаланың сыртқы коллекторлары сарқынды сұйықтықтарды
қаланың тазалау қондырғыларына транспортпен тасымалдайды. Қаланың солтүстік-
шығыс бөлігіндегі сарқынды сулары өз бетімен ағатын коллекторлары бойынша
КНС-1, КНС-2 және КНС-2а насосты станцияларының тораптарына келіп түседі,
сол жерден құбыр жүргізу жүйелері арқылы қаланың сыртқы коллекторларына
жүргізіледі.
Көкшетау қаласының канализациялық жүйелеріне аймақтағы кішігірім
қалалар мен ауылдардың өз бетімен ағатын және арынды канализациялары
бекітілген. Көптеген қала маңындағы ауылдар қаланың аймақтық ұлғаюына
байланысты шекарасы кеңейтілген.[35]
1996 жылдан бастап 2005 жылға дейін 11 км-лік канализациялық құбырлар
ауыстырылған, (олардан 4,5 км 2004 ж. ауыстырылды). Орташа есеппен (2004 ж.
дейін) жыл сайын 810 м канализациялық құбырлар ауыстырылып тұрады.(1-кесте)
1- кесте Канализациялық құбыр жүргізілген жүйелері
№ Канализациялық Ұзындығы, кмСонымен бірге Белгілі құбырлардың
құбыр жүргізу канализациялық саны, қаланың жылпы
жолдарының тораптардың канализациясының %
материалдары эксплуатациялық ұзындығы
мерзімі болған,
км.
1 Керамикалы 551,4 257,1 45,1%
2 Асбестоцементті 290,9 66,2 23,7%
3 Темірбетонды 260,0 215,3 21,3%
4 Шойынды 73,1 7,7 6,0%
5 Мысты 45,5 28,4 3,7%
6 Пластмассалы 2,1 - 0,2%
Мұндай жағдайларда оларды пайдалану бойынша апаттың болуы да кездесіп
тұрады, тораптардағы жұмыстардың жалғасуына кедергі болады.
Көкшетау қаласындағы канализациялық тораптардың қалыптасуы бойынша,
негізінде құбырлар керамикалардан және асбест цементтен құрастырылған,
коллекторлар, жылғалар мен өзендердегі құбырлар темірбетонды, эсктакадалы
және дюкерлі өткелдердегі мысты құбырлардан құрастырылған.
Алаңдық, кварталдық және көшелік канализация тораптарының құрамы
әртүрлі диамерлі құбырлардан жасалған, ал қаланың сыртқы коллекторлары түзу
бұрышты қиылыстардан құралған. Шамамен жалпы торапты канлизациялардың
жартысы кіші диамерлі 150-200 мм-лі құбырлардан қалыптасқан.
Көкшетау қаласында жеке торапты канализациялар 40-шы жылдардан бастап
қозғалыс үстінде, ал құрылыстың негізі 70-80-ші жылдардан басталған.
Құрылған канализациялық тораптардың 2005 жылдың 1 қаңтарына дейінгі
проценттік көрсеткіштері бойынша 574,7 км. құрайды да, тораптардың жалпы
ұзындығы 1223 км тең болғанда 47% құрайды.
Канализациялық жұмыстардың бұзылуының өз уақытында алдын алу қажетті
және тораптардың жағдайының әрқашан бақылауын талап етеді, сондықтан да
құдықтарды қайта іске келтіру, жабдықтарын ауыстыру, ластануын жою сияқты
жұмыстар жүргізілуде.
Қалалық канализациялардың және сумен қамтамасыз ету жүйелеріне біріккен
объектілерінің біркелкі орналасуы, ағынды есептеу және суды есептеу
жабдықтарын қондыру, алауға қарсы қондырғылар мен уақытша қондырғыларына
бекіту, канализация суды есептеумен тәртіпке келтіру, абоненттік міндеттері
мен кепілдемелеріне Көкшетау Су Арнасы келісім шарттар жүргізуді және
1997ж. Қазақстан Республикасы аудан орталықтары мен қалаларының
канализациялары мен коммуналды су құбырларын талапқа сай дұрыс пайдалану
тәртіптері енгізілген.
1998ж. Көкшетау қаласының канализациясына келіп түсетін өндірістік
сарқынды сулардың ережелері талаптарына сәйкес қалалық канализациялық
тораптарына сарқынды сулар да қабылданады.
Өкінішке орай, қазіргі алынған нормативті құжаттар іске аспай отыр, ал
мемлекеттік тіркемелері қайта өңделулерін талап етуде.
Сорбұлақ тоған жинағының негізгі қоймасының 55 мертге дейінгі тереңдігі
төрттік шөгінділерінің әлсіз өтпелі қалыңдығымен одан төмен деңгейге су
өткізбейтін сазды қабаттарының аймағы таралып өте төмен сүзілу
құрылымдарымен қалыптасып жатыр. Орта төрттік аллювиалды шөгінділер
құмайтты, тозаңды құмды бөлшектермен, саздақты қабатшалармен қабаттасып
жатыр. Әрбір жеке аудандардағы саздақтардың тереңдігі 90 метрге дейін
жетеді.
Тоған-жинағының пішіні мен белдеміндегі зерттеулер нәтижелері бойынша
ашық аймақтық тектоникалық жарықшалар мен жарықшақтардың шығып жатуы мүлдем
жоқ деп анықталды.
Бақылау режимінің бастапқы кезеңінде, қазіргі жағдайда да тоған да
тоған жинағындағы сарқынды сулар сүзілгіштінің әсер ету белдеміндегі
аумағының деңгейі мен жерасты сулы қабатының гидрохимиялық режимінің, тоған-
жинағы ауданындағы топырақ құрамының нашар сүзілгіштік қасиетіне байланысты
1-1,5 км-мен шектеледі.[35]
Дүниежүзілік су қорларының ластануы бүкіл адамзат қоғамын алаңдатып
отыр. Бұл мәселе Көкшетау қаласына да тән. Судың ластануы көп түрлі әрі ең
соңында су экожүйесін бүлдірумен аяқталады.Кіші елді мекендердің су әкету
жүйесіндегі тұрмыстық сарқынды суды тазалау бойынша зерттеулерге шолу
жасалынды, Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суын тазалаудағы қазіргі
қал жағдайы анықталды.Тұрмыстық 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 м3 тәулікке 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. Ақмола облысының
тұрғындарының қазіргі кездегі сумен қамтамасыз ету және канализация жағдайы
негізінен қанағаттандырарлықсыз деп сипатталуда. Көкшетау қала маңындағы
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 облыс 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. [34]
Көкшетау қаласының сарқынды сулары негізінен тұрмыстық, шартты таза
және өндірістік сулардан тұрады. [35]
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 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 16-27,9%, көміртегі 10,5-
17,5%, майлы қышқылдар 7,8-9,2%, детергенттер 6,6%, және сұйық май 27,2%
шамасында.
Бұл тарауда жалпы нәтижелерді қорыта келіп жұмыстың мақсаты
белгіленді, яғни кіші елді мекендердің сарқынды суын тазарту үшін
қолданылатын шағын қондырғыны жетілдіру.Сарқынды судың құрамы дүниежүзілік
су қорларының ластануы бүкіл адамзат қауымын алаңдатып отыр. Бұл мәселе
Қазақстанға да тән. Судың ластануы су экожүйесін бүлдіруіне әкеледі.[33]
Тұрмыстық сарқынды суларда органикалық заттар 58%, минералдық заттар
42 % болады. Өнеркәсіпте пайдаланылатын сулар мен синтетикалық жуатын
заттармен сулардың ластануы өте қауіпті. Бұлар –химиялық ластану көздері.
Соның ішінде сулы экожүйелердің пестицид, гербицид және басқа да химиялық
улы препараттармен ластануы Қазақстанда кең етек алған. Мәселен, мақта мен
күріш, жеміс- жидек, бау-бақша, теплица (жылы жай) зиянкестеріне қарсы
бұрынғы кеңес үкіметі кезеңінде өте көп химиялық заттар пайдаланылған
Нәтижесінде, су ластанып, оның сапасы мен микрфлорасы және микрофаунасы,
ірі хайуанаттар, құстар зардап шеккен. Өз кезегінде химиялық заттардың
зиянды қосылыстары азық –түлікпен адам организміне кері әсерін тигізді.
Қазіргі кезде ашық өзен, көл суларымен қатар жер асты сулары да
сарқынды, шайынды сулармен және еріген зиянды заттармен ластанып отыр.
Оның негізгі ластану көздері мыналар:
-өнеркәсіп өнімдерін сақтайтын қоймалар;
-химиялық заттар және тыңайтқыштар;
-тұрмыстық қалдықтар;
-жер асты суларымен жалғанатын құбырлар;
-ірі құрылыс учаскелері;
-күзгі алаңдар, бұрғы-скважиналары болып табылады.
Жер асты суларында әртүрлі жұқпалы аурулар тарататын микробтар,
вирустар кездеседі.[4]
3. Аэротенк-тұндырғыштың технологиясы
Қазақстан Республикасы қоршаған орта мекемелері суаттарға тасталынатын
тазартылған, сарқынды су құрамында шекті концентрацияның болуын талап
етеді. Бұл талаптар үлкен және кіші тазарту бекеттеріне де қойылады.
Қазіргі заман талабына сай тазартылған сарқынды су құрамындағы қалдық
құрамын қанағаттандыру үшін, арнайы өңделген сарқынды суды тазарту
технологиясы қажет. көп жағдайда қазіргі жұмыс істеп тұрған сарқынды суды
тазарту бекеттеріндегі ғимараттар, мұндай талаптарды қанағаттандыра
алмайды. Өткізілген зерттеулер нәтижесінде аэротенктерде өтетін сарқынды
суды тазарту процестері анықталып, аэротенктердің жаңа конструкцияларын
жасау мүмкіншілігі нақтыланды. [37]
Аэротенкте белсенді тұнба мен сарқынды суды биохимиялық тазарту-
органикалық заттардың ластануындағы аэробты микроорганизмдердің
жинақталуын, аэротенкке берілетін ауа арқылы жартылай немесе толық
минерализациялауын көрсетеді. Ал екінші сатылы тұндырғышта қоспаны екінші
тұнбада бөліп, белсенді тұнбаның аэротенкке қайтарылуын қамтиды.
Көкшетау қаласының сарқынды суын биологиялық тазарту үшін, тазарту
ғимаратын ойластырудағы ескеретін нәрсе, ол тез өзгеретін гидравликалық
және органикалық жүктемелерге байланысты тиімді жұмыс істеуі қажет.
Тұрмыстық сарқынды суды биологиялық тазарту тиімділігіне әсер ететін бірден-
бір фактор-тұнбаның органикалық жүктемесі, яғни ол тәуеліктегі 1 г. кұрғақ
немесе тұнбаның күлсіз затына ОБҚ-нің қатынас мәнімен өлшенеді. Тұнбаға
әсер ететін жүктеме оттегінің тұтыну жылдамдығына және тұнбаның
седиментациялық сипаттамасына әсер етеді. Аэротенкті органикалық заттарды
мөлшерден тыс көп немесе қажетті мөлшерден аз жүктеу ғимараттың тиімсіз
жұмысына әкеліп соқтырады.[35]
Сарқынды суды тазартуға арналған аэротенктерді жетілдіру кезінде
аэрациялық жүйені тиімді таңдай білудің басты мәні-толығымен тұнбалы
қоспаны оттегімен қанықтырып және араластыра алуы.
Тәжірибе негізінде аэротенк жұмысының тотықтыру қабілетіне әсерін
тигізетін көрсеткіштердің бірі-пневматикалық аэратордың орналасқан орны
екені білінді. Сондықтан, аэраторды аэротенктің түбінен 0,5 және 1,5 м
биіктікте орналастырып, ауа шығынының өзгерту аралығын 20 мен 60 м³ сағ.
Ал аэратор тесігінен ауаның шығу жылдамдығын 5,2-ден 22 мс аралығында
өзгерте отырып, 7-8 серия эксперимент өткізілді. Эксперименттердің
нәтижелерін белгілі теңдеулер бойынша өңдеп, график түрде көрсеттік. Бұл
жағдайдағы тотықтыру қабілетінің (ТҚ) ауа шығынына тік пропорционал екені
анықталды. Яғни, тотықтыру қабілеті, ауа шығынының көбеюімен өседі. Бұл
байланыстылықтағы нәтижелерді меншекті тотықтыру қабілетін есептегенде
қарастыруға болады. Жоғарғы графиктен байқағанымыздай, тиімді аэротенк
тереңдігі 1,5-ден көп болғаны дұрыс. Бұл жайғдайда пайдаланатын ауа арыны
1,27-1,4 м, меншікті ауа шығыны 30-45 м³сағ. Аралығында. Ауаның меншікті
тотықтыру қабілеті 5,5-6,2 гм³, айналмалы ағын қоспасының жылдамдығы 0,18-
0,22 мс аралығында болады.
Аэротенкте сарқынды суды тазарту процесі екі сатыда өтеді. Бірінші
сатыда сарқынды судың құрамынан органикалық заттар алынады да, бұл сатыға
жалпы пайдаланатын ауа мөлшерінің37,5% жұмсалады. Екінші сатыда жинақталған
белсенді тұнба тотығады. Бұл үшін ауа мөлшерінің 62,5% шығындалады.[4]
Аэротенктің жұмыс істеу барысында бес жұмыс фазасын және белсенді
тұнбаның даму кезеңін байқауға болады. Осы фазаларға бөліну көптеген
ғалымдардың жұмыстарында қарастырылған. Соңғы кезеңде өткізілген
эксперименттер нәтижесі бойынша, осы фазаларға бөліну туралы бірнеше
пікірлер туындап жүр. Ұзартылған аэротенкте біздің өткізген эксперименттік
зерттеулерімізде, осы фазалар аралығын қандай да бір шамаларда қамтиды.
Енді осы фазаларға бөлінуді толық қарастырамыз.
І фаза - белсенді тұнба қалыңдығы мен органикалық заттардың
биосорбциясы. Бұл фазада еріген және коллоидты органикалық заттардың
сорбциясы өтеді де, бір уақытта белсенді тұнба массасының өсуі басталады.
ІІ фаза - жеңіл тотығатын сарқынды су құрамындағы органикалық заттардың
биохимиялық тотығуы. Бұл кезеңде белсенді тұнбадағы клеткалы заттардың
жұтылуы үшін, микроорганизмдердің тұтынатын энергиясы бөлінеді. Тұнба
массасының өсуі қарқынды өтеді.
ІІІ фаза - жылдамдықтың ақырын өсуі мен клеткалық белсенді тұнба
заттардың синтезі. Тұнба массасы бұл фазада салыстырмалы, әрі тұрақты.
IV фаза - солу фазасы немесе біртіндеп тұнба массасының азаюы, яғни
эндогенді тынысталу фазасы. Осы фазада биомасса клеткасының органикалық
заттары соңғы өнім NH3, CO2 және H2O дейін эндогенді тотығуға түседі. Бұл
жалпы тұнба массасының кішіреюіне әкеліп соғады.
V фаза - соңғы бату фазасы. Бұл фазада нитрификация және денитрификация
процестерінің әсерімен белсенді тұнбаның деградациясы мен минерализациясы
өтеді.
Барлық фазалар белсенді тұнба массасындағы органикалық заттардың
мөлшерлік қатынасын сипаттайды және бұл қатынас І фазамен 5 фазалар
аралығында төмендейді.
Жоғарыда айтылған фазаларда өтетін процестердің мәнін ұғыну нәтижесінде
аэротенктің әртүрлі технологиялық типін ойластыруға болады. Мысалы: алғашқы
екі фаза нәтижесін пайдалана отырып, толық емес биологиялық тазарту
мүмкіншілігі (ОБҚ 20 мгл) аэротенк конструкциясын, ал үшінші фазаны қамти
отырып, толық биологиялық тазарту мүмкіншілігі (ОБҚ20 мгл) бар
аэротенктерінің конструкциясын құрастыруға болады.
Зерттелген елді мекендер үшін ІІІ фазадан IV фазаға өтпелі кезеңнің,
сонымен қатар IV фазадағы тұнбаның дамуы маңызы зор. Ал біздің зерттелген
нәтижелерге сәйкес келетіні де осы фазалар аралығы. Көрсетілген фазалардағы
пайда болған және өліп қалған клеткалар санын теңестіре отырып, тұрақты
тірі микроорганизмдер мен бактерия клеткаларының санын белгілеуге болады.
IV фазадағы белсенді тұнбаның даму барысында органикалық заттардың
өлген клеткалары қайтадан тірі микроорганизмдерге пайдаланылады. Тек
органикалық заттардың биохимиялық қарқынды ыдырауын ескерген жөн. Соның
нәтижесінде белсенді тұнбаның өсуі байқалады, бірақ өте үлкен емес.[13]
Сонымен, біздің өткізген сынақ нәтижесі бойынша V-фазаны тағы екі
фазаға бөлу керек деп есептейміз. Сонда ол нитрификация және денетрификация
процестерін қамтуы тиіс. Осыған байланысты ұзартылған аэрациялы сынақтық
қондырғыға цеолитпен толтырылған сөрені көлденең орналастырдық. Сөре
аэротенктегі белсенді тұнба дозасын үлкейтуге мүмкіндік береді де, сөренің
беткі қабатына түзілген анаэробты микроорганизмдер нәтижесінде,
денетрификация процесі өтеді. Қазір осы қондырғыда сөре тік орналасқан.
Қондырғының сөре қабатында анаэробты микроорганизмдер пайда болып,
денетрификация процесі өтеді.
Сонымен, Қазақстандағы зерттелген елді-мекендер үшін тиімді биологиялық
тазарту мүмкіншілігі бар шағын қондырғылар жасалынды. Эксперименттік шағын
қондырғылардың технологиялық көрсеткіштері ғылыми жағынан талданып, толық
тотықтыру мүмкіншілігі бар аэротенктер үшін негізгі технологиялық
көрсеткіштер анықталды. Осы ғылыми жұмыстар нәтижесін ірі қалаларда
орналасқан (мысалы Алматы қаласы сарқынды суды тазарту бекетіндегі)
аэротенктер үшін де пайдаланып, аэротенк жұмысын тиімділікке жеткізуге
болады. Яғни, осы күнде жұмыс істеп тұрған аэротенкт жұмысын тоқтатпай-ақ,
біздің жасаған жұмыстарымыздың ғылыми жетістіктерін енгізуге болады.
Сарқынды суды биохимиялық аэротенкте тазарту процестерін сипаттайтын
және ғимарат жұмысының тиімділігін анықтайтын негізгі технологиялық
көрсеткіштері мыналар: аэрация камерасындағы белсенді тұнбаның
концентрациясы, жүктеме және тұнба, көлемдік жүктеме, тотығу жылдамдығы,
ғимараттың тотықтыру қуаты, аэрация ұзақтығы, тұнба жасы мен өсуі т.б.
Сонымен, аэротенкте сарқынды суды тазарту процесі нәтижесіндегі
жұмыстарды қорыта келе, жоғарыдағы айтылған фазаларға бөлінуді негізге
алып, біздің зерттеулеріміздің нәтижелерін ескеріп, мынадай тұжырымдар
жасауға болады:
1. ІІІ- IV фазалардағы белсенді тұнбаның даму жағдайын зерттей келе,
шағын елді мекендердің сарқынды суын биохимиялық тазарту үшін бірінші
сатылы тұндырғыштың қажеті жоқ. Ал қарапайым сарқынды суды тазартудың
технологиялық схемасын алуға болады.
2. Зерттелген кіші елді-мекендер үшін IV-V фазалардағы өтпелі кезеңдердің
аэрациялы эксперименттік шағын қондырғыда өтетін биохимиялық тазарту
процесін әсерін зерттей келе, V фазаны әлі де дамыту мүмкіншілігі бар
екендігі айқындалды және ол дамушылық денитрафикация процестерін
қамтуы тиіс.
3. Қазақстанда үлкен қалалардың сарқынды суын тазартуға арналған
аэротенктерде сарқынды суды тиімді тазарту, оның ішінде азот
қоспаларынан айырылу үшін V фазаны дамыту мақсатында, аэртенктердің
жаңа конструкцияларын ұсынуға болатындығы айқындайды.[13]
2- кесте. Аэротенктердің технологиялық көрсеткіштері
Көрсеткіштер Өлшем Фазалар бойынша Фазаларға бөлудегі
бірлігі толық тотықтыру толық тотықтыру
Аэрация сағ 24-72 (6-8) 2-4
ұзақтылығы
2- кестенің жалғасы
Құрғақ зат гл 3-6 3-3,8
бойынша белсенді
тұнбаның
концентрациясы
Күлсіз зат г.ОБҚг тәу 0,15-0,18 0,092-0,175
бойынша тұнбаның
жүктелуі
Органиканы г.ОБҚг тәу 0,15 0,15
тотықтыру
жылдамдығы
Көлемдік жүктеме г. ОБҚм³ 600 201-288
тәу
Белсенді тұнбаныңгг ОБҚ 0,45 0,6-0,8
өсуі
Тұнба жасы тәу 10-40 10-40
Алдымызға қойылған зерттеу тапсырмасына байланысты эксперименттерді
өткізу үшін сарқынды суды тазартатын жартылай өндірісті қондырғы құрдық.
Бiрiншi тарауда көрсетiлген Көкшетау қаласының аэрация бекетiнiң (КАБ)
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
50-100лтәулігіне. 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 беріледі. 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. Сөре ауданы
аэротенктің жалпы ауданын қамтиды.[35]
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 құбырымен 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.
Сынақ нәтижесі ретінде мынадай көрсеткіштер қабылданды:
- қалқымалы заттар, оттегінің биологиялық қажеттілігі (ОБҚ), оттегінің
химиялық қажеттілігі (ОХҚ), нитриттер, нитраттар және фосфаттар бойынша
сарқынды суды тазарту тиімділігі.
- аэротенк жұмысының технологиялық параметрлері, оның ішінде тотығу
жылдамдығы, аэрация уақыты, тұнба индексі, белсенді тұнба дозасы.
Көкшетау қаласының аэрация бекетіндегі механикалық тазартылған сарқынды
су сәйкес келеді.
2003 жылдың маусым айынан 2005 жылдың қазан айына дейін үш кезеңде 71
серия эксперименттер өткізілді. Әрбір эксперименттің ұзақтығы 1 аптаға
дейін созылды.
Бірінші тарауда жазылған әдебиеттік сараптаулар ұзартылған аэрациясы
бар аэротенктегі есептік негізгі параметрлерді анықтауға мүмкіндік туғызды.
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) ауа шығынының өскенімен және аэраторды су түбіне тереңдетумен
жоғары деңгейге көтеріледі.
Бұл байланыста нәтижелерді тотықтырудың меншікті қабілеті 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 1,4-1,27 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.[16]
Зерттеулерде материал ретінде қайыңды белсендірілген көмір-А (ҚБК-А)
маркалы және табиғи цеолит- 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 3 кестеде көрсетілген.
3- кесте. Аэротенктегі белсенді тұнба құрамының және мөлшерінің
өзгеруі
Уақыт, Биоценоз Белсенді тұнбаның Биоценоз түрлерінің саны
тәулік массасы,г мөлшері,г
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.[25]
1. . САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАЛАУ ӘДІСТЕРІ ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ
1. Көкшетау қаласының тұрмыстық сарқынды суларын аэробты тазалау
процесі
Соңғы кездері аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы сарқынды
суларды биологиялық тазарту көптеген ғалымдардың жұмыстарында жарық көруде,
бұл да қызығушылық тудырады. Осыған орай ғылыми зерттеулер жүргіздік.
Органикалық заттарды аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы
деградациялау жинақталған реакция нәтижесінде әртүрлі энергетикалық баланс
негізінде өтеді. Аэробты биологиялық тотығу кезінде глюкозалар өзіндегі 59
% энергияны биомассаның өсуіне жұмсайды ал 41 % жылу жоғалуын құрайды.
Міне, осы жағдайға байланысты аэробты микроағзалардың белсенді өсуі
байқалады (1-сурет). Яғни,неғұрлым өңделетін сарқынды судағы органикалық
заттардың мөлшері жоғары болса, онда биомассаның өсу жылдамдығы да және
белсенді тұнбаның мөлшері де жоғары болады. Сонымен біз қарастыратын
төменгі мөлшерлі (ОБҚ5 – 120мгдм3- ға дейін) ластаған сарқынды суларды
биологиялық тазартудың өзіндік қиындылықтары бар екендігін байқауға болады.
Сондықтан біз үшін анаэробты микроағзалар арқылы тазартудың маңызы зор.
Анаэробты деградация кезінде глюкозалар 8 % энергияны биомассаның өсуіне,
3%-ы жылу жоғалуына ал қалған 89 % метанға жұмсалады.Сонымен анаэробты
микроағзалар баяу өседі және жоғары мөлшерлі субстратты қажет етеді.
1. Аэробты процесс:
С6Н12О6 +6О2 --6СО2 +6Н2О + микробты биомасса+ жылу;
2. Анаэробты процесс:
С6Н12О6 --3СН4 + 3СО2 + микробты биомасса + жылу.
Енді осы аэробты және анаэробты процестердің болу жағдайларын сұлба түрінде
қарстырайық.[35]
Аэробты
Жылу
ОХҚ
ОБҚ5
Аэрация
Ену
Шығу
1-сурет. Аэробты процес
Аэробты микроқұрам белсенді тұнбада қалыптасып, әр түрлі
микроағзалардан тұрады. Олар бір-бірімен байланыссыз органикалық заттарды
тотықтырады.[35],[25]
Соңғы жылдары жаңа микроскоп көмегімен бірнеше түрлі бактериялар
түрлерін анықталды. Олардың ішінде: Paracoccus, Caulobacter,
Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas,
Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter,
Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus,
Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus тағы басқалары бар. Бүгінгі күні
5% дейінгі түрлерін анықтауға болады. Сонымен қатар біздің байқауымызша
аэробты процеске қатысатын микроағзалар құрамында анаэробты бактериялардың
бастапқысы болып табылатын бактериялардың да кездесетіні анықталды.[10]
Аэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті нитрификация процесі және
анаэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті денитрификация процесі деп
аталатынын ескерсек, онда нитрификация және денитрификация процестерінің
өту қарқындылығына мына факторлар әсер етеді: рН, температура, ерітілген
оттегінің мөлшері, аммонийлы азот мөлшері, белсенді тұнба мөлшері,
нитраттар және нитриттер мөлшері,белсенді тұнба жасы, т.б.[17]
Сонымен биологиялық тазарту процесінің теориялық негізіне сүйенсек,
төменгімөлшерлі ластанған сарқынды суларды биологиялық тазарту үшін
нитрификация және денитрификация процестері бірге өтетін ғимараттарды
дамытудың маңызы зор.[6] Ал анаэробты микроағзалар арқылы болатын
денитрификация процесін қалыптастыру үшін әр түрлі конструцияларда жүктеме
түрлерін жетілдіру қажет.[11]
Су-бұл жер бетінде ең негізгі және көп таралған химиялық
қосылыстардың бірі, бүкіл тірі организмдердің тіршілік көзі және қорек
өнімдері ретінде міндетті компонент болып есептеледі. Су-жер бетіндегі
климаттық жағдайдың, температураның реттеушісі және барлық өндірістер мен
ауыл шаруашылық кешендеріндегі технологиялық процестерге қатысады. Судың
сапасы-су көздерінің санитарлық жағдайының нәтижелерін бағалаумен
сипатталады. Судың бактериологиялық және химиялық талдауларының нәтижесі
арқылы су қойнауының ластану көздері анықталады. Судың құрамының анықталған
көрсеткіштеріне байланысты су қойнауының ластануын алдын-алу шаралары
ұйымдастырылады, суды тазарту әдістері қарастырылады. Биогенді элементтерге
су организмдерінің тіршілігіне және зат алмасу процестеріне қажетті азоттың
органикалық және минералды қосылыстары, фосфор, темір қосылыстары
кіреді.[7]
Су құрамындағы азот бар органикалық қосылыстардың ыдырауы немесе
атмосфералық жауын-шашын арқылы топырактағы тыңайтқыштардың шайылуы
нәтижесінде кездеседі. Су қоймаларындағы азотты қосылыстардың мөлшері
олардың шығу көздеріне, су қоймасының режиміне және өзін-өзі ... 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