Viena iš aktualiausių šių dienų temų yra nuotekų tvarkymas. Plečiantis pramonei ir nuolat augant gyventojų skaičiui augo geriamojo vandens poreikis, o su juo ir nuotekų susidarymas. Paprastai nuotekos įsivaizduojamos kaip nešvarus, panaudotas vanduo, kuriuo būtina atsikratyti kaip galima greičiau. Toks mąstymas skatino nuotekų valymo sistemų technologijų plėtrą ir lėmė valymo įrenginių statybą bei išvalyto vandens panaudojimą.

Aplinkos ministerijos duomenimis, vieno gyventojo vidutinis vandens sunaudojimas Lietuvoje 2001 m. sudarė 85 l/d.gyv. Šis skaičius leidžia daryti prielaidą, kad, apytikriai, priklausomai nuo miesto dydžio, gyventojų gerbūvio lygio ir kitų veiksnių, vandens sunaudojama nuo 150 l/d.gyv. iki 30 l/d.gyv. Didžiausias vandens sunaudojimas būna dideliuose miestuose. Todėl šiuo metu vidutinis vandens sunaudojimas mažose gyvenvietėse gali būti apie 50 – 70 l/d. gyv. (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Tačiau trims ketvirtadaliams žmonijos aprūpinimas vandeniu bei jo kokybė tebėra aktuali problema. Vartojamojo vandens resursų išsaugojimas ir jo kokybės pagerinimas kelia didelį susirūpinimą. Visiškai švarių vandenų nėra, juose yra ištirpusių mineralinių dalelių ir organinių priemaišų, vienur jų koncentracija didesnė, kitur mažesnė. Užterštais laikomi tie vandenys, kuriuose pakitus cheminiai ar mechaninei sudėčiai yra sutrikę normalūs gamtiniai procesai ir dėl tos priežasties jie negali būti vartojami ūkyje ir buityje. Daugiausia vandenį teršia pramonė, miestai, žemės ūkis, transportas, miško plukdymas ir pavienių žmonių neatsakinga veikla.

Svarbu įvertinti susidariusių nuotekų kilmę, sudėtį, nes tik tuomet galima spręsti kokiais metodais jas galima išvalyti. Taip pat būtina, kad nuotekų valymo įrenginiai būtų efektyvūs ir nuotekas išvalytų taip, jog jas galima būtų išleisti į paviršinius vandens telkinius. Paviršiniam vandeniui neturi būti daromas joks poveikis dėl išleidžiamų valytų nuotekų.

Gyvenvietėje gyvena 22122 gyventojų, kurie naudoja vandenį savo reikmėms ir išleidžia gana daug nuotekų. Todėl reikia nustatyti tikslius nuotekų debitus, skaičiuojamuosius debitus valymo įrenginių projektavimui, nuotekų užterštumo ir projektuojamų įrenginių skaičiavimus. Svarbu išanalizuoti ar nuosekliai, kokybiškai ir saugiai įrenginys atlieka technologinius procesus.

Darbo objektas – gyvenvietės nuotekų valymo įrenginiai.

Darbo tikslas – suprojektuoti gyvenvietės nuotekų valymo įrenginius.

Darbo uždaviniai:

  1. Išanalizuoti nutekamųjų vandenų charakteristikas ir nutekamųjų vandenų valymo įrenginius;
  2. Suprojektuoti gyvenvietės, turinčios 22122 gyventojus, nuotekų valymo įrenginius.

1. GYVENVIETĖS NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIAI IR PROJEKTAVIMAS

  1. Nuotekų kiekiai ir užterštumo charakteristikos

Gyvenvietėse bei pramoniniuose objektuose susidaro nuotekos, kurios yra susijusios tiek su kasdiene žmogaus veikla, tiek su gamtiniais reiškiniais. Jos pagal kilmę skirstomos į buitines, pramonines, žemės ūkio ir atmosferines. Nuotekų užterštumas gali būti organinis, mineralinis ir bakterinis-biologinis (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Atsižvelgiant į išsivysčiusių Europos šalių patirtį, vandens sunaudojimas kaimo gyvenvietėse ir, atitinkamai, tokio pat dydžio buitinių nuotekų norma, yra nedidesnė arba, apytikriai, lygi 150 l/žm. d. (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Buitinių nuotekų užterštumo lygį apibūdina visų pirma tokie pagrindiniai rodikliai, kaip biocheminis deguonies suvartojimas (BDS5) ir skendinčiosios medžiagos (SM) (Baltrėnas, Butkus, Oškinis, Vasarevičius, Zigmontienė, 2008, p. 164).

Biocheminis deguonies sunaudojimas (BDS5) yra nuotekų užterštumo organinėmis medžiagomis rodiklis. Jis rodo deguonies kiekį, būtiną biocheminiam lengvai skylančių organinių teršalų oksidavimui per 5 paras atlikti. Deguonies poreikis išreiškiamas dimensija mg/l. Naudojama ir BDS5 išraiška g/žm.d. Ji rodo iš vieno gyventojo per parą į nuotekas patenkančių organinių teršalų kiekį gramais.

Skendinčiosios medžiagos (SM). Tai visos mineralinės ir (arba) organinės medžiagos pakibusios dalelės, esančios nuotekose arba vandenyje (upių, ežerų ir pan.). Jų koncentracija išreiškiama mg/l.

Dalis skendinčiųjų medžiagų, sumažėjus nuotekų tėkmės greičiui, nusėda. Tai – nuosėdos (dumblas) (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Be šių rodiklių, aktualūs yra ir kiti rodikliai – cheminis deguonies suvartojimas (ChDS), bendras azotas (Nb), bendras fosforas (Pb) ir kiti.

Cheminis deguonies suvartojimas (ChDS) – deguonies kiekis, suvartojamas nuotekose arba vandenyje esančių organinių medžiagų oksidavimui, taikant bichromatinį metodą. Jis išreiškiamas mg/l (gali būti ir g/žm.d.). ChDS rodo ne tik lengvai oksiduojamų organinių medžiagų kiekį (jį rodo BDS5), bet ir biocheminiu būdu sunkiai oksiduojamų arba visai neoksiduojamų organinių medžiagų kiekį. Todėl to paties nuotekų (arba vandens) mėginio ChDS (mg/l) skaitinė reikšmė visada yra didesnė už BDS5 (mg/l) (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Buitinėse nuotekose ChDS ir BDS5 santykis yra apie 1,5. Jei šis santykis yra ženkliai didesnis, tai gali rodyti pramoninės kilmės, sunkiau skylančių organinių medžiagų buvimą nuotekose. Biologiškai nuotekos valomos, jei ChDS ir BDS5 santykis neviršija 2,5.

Buitinėse nuotekose esantys azoto junginiai yra, pagrindinai, baltymų ir šlapimo irimo produktas. Organinės kilmės azotas biologinių reakcijų išdavoje paverčiamas į laisvą amoniaką (NH3) arba amonio azotą (NH4). Amonio azotas, biologinių, oksidacinių reakcijų išdavoje, jungiasi su deguonimi, vyksta nitrifikacija ir jis virsta nitritais (NO2), o toliau, jį oksiduojant, nitratais (NO3).

Nitratai ir nitritai valytose nuotekose rodo aukštą azoto junginių skaidos (oksidacijos) laipsnį. Didesnės nitratų koncentracijos yra gero nuotekų išvalymo požymis, tačiau vandens telkiniuose nitratai sukelia intensyvų augalijos augimą ir, dėl to, vandenų teršimą. Todėl valytose nuotekose jie yra nepageidaujami. Vykstant denitrifikacijai, nitratai yra redukuojami. Nesant aplinkoje ištirpusio deguonies ir veikiant fakultatyvinėms bakterijoms, suardomi nitratai, vyksta denitrifikacija.

Visų formų azoto junginių, esančių nuotekose arba vandenyje, suma išreiškiama bendruoju azotu (Nb, mg/l). Didesni kaip 10 – 15 mg/l bendrojo azoto kiekiai valytose nuotekose yra žalingi vandens telkiniams.

Fosforo junginiai. Visų nuotekose arba vandenyje esančių įvairių formų fosforo junginių suma, išreikšta fosforo kiekiu, vadinama bendruoju fosforu (Pb, mg/l). Didesni bendrojo fosforo kiekiai (per 1 – 2 mg/l) valytose nuotekose yra nepageidaujami, nes jie, kaip ir azoto junginiai, sukelia vandens telkinių eutrofikaciją, t.y. jų prisotinimą biogeninėmis (vandens augalijos vystymąsi skatinančiomis) medžiagomis. Nuotekų valymo praktikoje taip pat naudojami ir kiti organinio užterštumo rodikliai (fosfatai ir t.t.), o taip pat nuotekų bakterinis užterštumas.

1.2. Nuotekų surinkimas

Nuotekų surinkimo sistema turi atitikti šiuos bendruosius reikalavimus (Nuotekų tvarkymo reglamentas):

  1. turi atitikti planuojamų tvarkyti nuotekų kiekybines ir kokybines charakteristikas;
  2. turi būti užtikrintas reikalavimus atitinkantis sandarumas, kad nuotekos neprasiskverbtų į aplinką ir vanduo iš aplinkos nepatektų į sistemą;
  3. paviršinės (kritulių) nuotekos turi būti surenkamos, valomos, apskaitomos ir vykdoma jų užterštumo kontrolė atskirai nuo buitinių, komunalinių ir gamybinių nuotekų, išskyrus nuotekų tvarkymą mišriose nuotekų tvarkymo sistemose, įrengtose iki šio dokumento įsigaliojimo. Buitinės, komunalinės ir/arba gamybinės nuotekos po valymo (iki reikalavimų nustatytų išleidimui į aplinką), apskaitos ir taršos kontrolės gali būti nuvedamos į išleidimo į aplinką vietą ir išleidžiamos kartu su išvalytomis (iki reikalavimų nustatytų išleidimui į aplinką), apskaitytomis ir taršos kontrolę (kontrolės vietą) praėjusiomis paviršinėmis (kritulių) nuotekomis (tai yra gali būti maišomos tik išvalytos, apskaitytos ir taršos kontrolę praėjusios nuotekos).

Susidariusios nuotekos iš gyvenviečių ir pramonės surenkamos į nuotekų sistemas ir yra transportuojamos į valymo įrenginius. Mažose gyvenvietėse klojami kanalizacijos savitakos tinklai maždaug 150 – 200 mm skersmens, tai tokie tinklai, kuriuose nuotekos teka dėka vamzdžių nuolydžio. Šie tinklai dar vadinami gravitaciniai, nes tekėjimas vyksta dėl žemės traukos jėgos. Pumpuojami nutekamieji vandenys teka slėginiais tinklais. Jie būna mažesnių skersmenų nei gravitaciniai tinklai .

1.2.1. Tradiciniai savitakiniai nuotekų surinkimo tinklai

Slėginiais tinklais teka siurbliais pumpuojamos nuotekos. Todėl jie gali būti pakloti su bet kokiu nuolydžiu arba be jo. Slėginiai tinklai būna mažesnių skersmenų negu savitakos tinklai.

Daugelio metų bėgyje slėginiai tinklai kanalizacijos sistemose būdavo naudojami tik į siurblines pritekėjusioms nuotekoms, perpumpuoti į aukštesnėse vietose esančius gatvių nuotakyno savitakos tinklus arba į nuotekų valyklas, t.y., slėginiai tinklai būdavo naudojami transportuoti nuotekas tik tais atvejais, kai savitakinis (gravitacinis) jų tekėjimas būdavo negalimas dėl nepalankaus reljefo, nes, nestatant siurblinių, savitakos tinklus tektų kloti dideliuose gyliuose. Savitakos tinklų statyba didesniuose gyliuose yra brangi. Taip pat brangesnis ir sudėtingesnis jų eksploatavimas bei remontas.

Nuotekų surinkimas savitakos tinklais gyvenviečių gatvėse turi eilę trūkumų (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013):

  1. Klojant tinklus 2-5 m gyliuose, ypač siaurose, intensyvaus eismo gatvėse, tenka ramstyti tranšėjų vertikalias sienutes, kas yra brangu, sudėtinga ir pavojinga (galimas ramstymo sienučių griuvimas ir žmonių aukos).
  2. Esant aukštesniam gruntinio vandens lygiui, kloti savitakos tinklus žemiau jo yra sudėtinga, sunku pasiekti sandarų vamzdžių sujungimą. Dėl to eksploatacijos metu į nesandarius tinklus plūsta daug gruntinio vandens, tenka perpumpuoti didelį kiekį praskiestų nuotekų, sunaudoti tam daug elektros energijos, perkraunamos nuotekų valyklos. Nukritus gruntinio vandens lygiui žemiau tokių tinklų, iš jų per nesandarumus į gruntą plūsta nuotekos, teršiami gruntiniai vandenys.
  3. Savitakos tinklų klojimas įprastiniuose 2-5 m gyliuose yra daug darbo, laiko ir lėšų reikalaujantis būdas.

Dėl šių savitakos tinklų trūkumų, apytikriai, nuo 1960 metų, pasaulyje, buvo pradėta ieškoti kitų, labiau ekonomiškų sprendimų. Ypač daug šioje srityje nuveikta JAV. Čia buvo kuriami, tiriami, tobulinami ir diegiami slėginiai, vakuuminiai ir mažų skersmenų nuotekų surinkimo tinklai. Labiausiai perspektyviais laikomi slėginiai nuotekų surinkimo tinklai.

Įvertinant minėtas aplinkybes ir tai, kad daugelyje Lietuvos vietovių gruntinio vandens lygis yra aukštas ir jis ženkliai svyruoja (sausu ir šlapiu metų laikotarpiais), tradicinių savitakos tinklų nuotekoms surinkti statybai mažose gyvenvietėse netolimoje ateityje rimtais konkurentais gali tapti visiškai naujo tipo, alternatyvios nuotekų surinkimo sistemos.

1.2.2. Slėginiai tinklai

Vienas iš galimų alternatyvių sprendimų nuotekų surinkimo savitakos tinklams yra slėginiai nuotekų surinkimo tinklai. Jie sukurti JAV, apytikriai, apie 1970 m., ieškant ekonomiškesnių sprendimų kaimų nuotekoms surinkti ir transportuoti.

Slėginiai tinklai, kuriais nuotekos perpumpuojamos iš pastatų arba iš prie jų pastatytų septikų į nuotekų valyklą, klojami nedideliame gylyje (apie 1,0 – 1,2 m), iš plastmasinių (daugiausiai, polivinilchlorido – PVC) vamzdžių. Slėginių vamzdžių nuo pastato siurblinės iki gatvės tinklų skersmenys – 32 – 40 mm, o gatvėse (arba jų pakraščiuose) klojamų tinklų – 50 – 90 mm. (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Slėginių tinklų klojimo kaina ir trukmė yra ženkliai mažesnės negu savitakos tinklų. Todėl tokių nuotekų surinkimo tinklų statyba kaimo vietovėse yra patraukli ir perspektyvi, kaip techniniu, taip ir ekonominiu požiūriais. Ypač dėl reto užstatymo, didelių atstumų tarp namų.

Galimos dvi gyvenviečių slėginių tinklų sistemos (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013):

  1. Su septiku, siurbline su panardinamu siurbliu kiekvienoje sodyboje, mažų skersmenų (50 – 90 mm) plastmasiniais gatvių tinklais ir centralizuota gyvenvietės nuotekų valykla.
  2. Su siurbliais – smulkintuvais kiekvienoje sodyboje, mažų skersmenų plastmasinais gatvių tinklais ir centralizuota gyvenvietės nuotekų valykla.

Antrojoje sistemoje septiko sodyboje nėra, o pirmojoje – yra. Antrosios sistemos privalumai ir trūkumai:

1 lentelė

Antrosios sistemos privalumai ir trūkumai (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

PrivalumaiTrūkumai
Paprastas nuotekų šalinimo sistemos aptarnavimas, nes nėra septikų, iš kurių reikia periodiškai šalinti dumblą. Sodyboje geros sanitarinės sąlygos, nes nėra septikų, iš kurių periodiškai šalinant (išvežiojant) perpuvusį dumblą, tuo metu kiek pablogėja sanitarinė aplinka. Nuotekų slėginio šalinimo (transportavimo) į centralizuotą gyvenvietės nuotekų valyklą plastmasiniai mažų skersmenų tinklai yra pigesni už tradicinius didelių skersmenų savitakos tinklus. Mažų skersmenų plastmasiniai slėginiai tinklai klojami siaurose tranšėjose nedideliame gylyje, nereikia tranšėjų ramstymo, todėl tokių tinklų paklojimas yra labai greitas. Mažų skersmenų plastmasinių slėginių tinklų paklojimui nereikia ženklių esamų asfaltuotų gatvių, kelių ardymo, mažiau pažeidžiama esama gyvenviečių infrastruktūra. Slėginius tinklus galima kloti vingiuota trasa, todėl lengvai apeinamos kliūtys – pastatai, medžiai, požeminiai tinklai ir kt. Į slėginius tinklus nepatenka infiltracinis, pašalinis vanduo, todėl hidrauliškai neperkraunamos nuotekų valyklos.Kiekvienos sodybos kieme siurblinėje statomas siurblys – smulkintuvas, kuris yra kelis kartus brangesnis už paprastą fekalinį siurbliuką. Siurblio – smulkintuvo elektros variklio galia (apie 0,7 – 1,5 kW) yra didesnė už to paties hidraulinio pajėgumo paprasto siurblio galią (apie 0,35 – 0,6 kW), todėl jis sunaudoja kiek daugiau elektros energijos.

Slėginiai tinklai yra paprastesni ir ekonomiškesni už vakuuminius tinklus. Lietuvoje tokių sistemų dar nėra, tačiau būtų tikslinga, pirmiausia, demonstracinių objektų lygmenyje, pradėti jų tikrinimą gamybinėmis sąlygomis.

1.3. Nutekamųjų vandenų valymas

Nuotekų valymas – tai teršalų išskyrimas iš nuotekų (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 169). Nuotekų valymo metu atskiriamos įvairios priemaišos. Tam naudojami keli valymo būdai ir įrenginiai, kurie pašalina tam tikrus teršalus. Po pirminio ir antrinio valymo susidaro dumblas, kuris apdorojamas ir panaudojamas kitoms reikmėms.

Nutekamiesiems vandenims valyti taikomi būdai yra (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013):

1. Mechaninis valymas;

2. Biologinis valymas;

3. Cheminis valymas.

1.3.1. Mechaninis valymas

Valant vandenis mechaniniu būdu, atski­riamos neištirpusios mineralinės ir organi­nės priemaišos. Paprastai tai esti pirmasis nutekamųjų vandenų valymo etapas, nes toliau teršalai gali būti šalinami biologiniais arba fizikiniais cheminiais valymo metodais. Šiuo būdu iš nutekamųjų vandenų pašalina­ma apie 90 % neištirpusių mineralinių ir apie 20 % neištirpusių organinių priemaišų (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

Mechaninio valymo įrenginiuose yra sulaikomi stambiausi ir sunkiausi nuotekų teršalai. Mechaninio valymo įrenginiai – grotos, smėliagaudės, sėsdintumai (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Grotelės

Grotelės dažniausiai naudoja­mos kaip apsauginiai įrenginiai stambioms pramonės atliekoms ir kitoms šiukšlėms su­rinkti, kad neužsiterštų ir nesugestų smul­kesnes priemaišas šalinantys įrenginiai (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

Jei nutekamuosius vandenis tiekia siur­bliai, grotelės statomos prieš valymo įrengi­nius, jei vandenys savaime nuteka, pačiuose įrenginiuose. Atstumai taip grotelių slcersinukų paprastai būna 15-20 mm. Grotelės va­lomos mechaniniu būdu. Sulaikytos šiukšlės ir priemaišos transporteriu patenka į smulkintuvus, susmulkinamos ir pašalinamos. Paskutiniais metais pradėta naudoti tokius agregatus, kuriuose smulkintuvai montuo­jami kartu su grotelėmis. Šitaip priemaišos surenkamos ir susmulkinamos neištraukiant jų iš vandens. Dėl to pagerėja eksploatavi­mo ir sanitarinės sąlygos. Pagrindinės Mr tipo grotelių techninės charakteristikos pa­teiktos 2x lentelėje.

2 lentelė

Mr lipo grotelių techninės charakteristikos (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

RodikliaiValymo įrenginių našumas, tūkst. m3/parą
25-355070100140200
Srauto greitis, m/s 0,4-0,53
0,720,961.361,82,68
Grotelių skaičius: 800 x 1400 mm 1000x 1600 mm 1400 x 2000 mm 2000 x 2000 mm2/13/1 2/11/13/1 2/12/13/1 2/1
Grotelėmis sulaikomų priemaišų kiekis, m3/parą:1-1,422,845,68
t/parą (kai y = 750 kg/m3)1,11,52,134,26
Smulkintu vų skaičius, kai jų našumas, kg/h: 50-100 300-600 10001/21/11/11/11/11/1 1/1

Dažniausiai naudojamos šių tipų gro­telės: mechaninės nejudamosios grotelės, grotelės su mechaniniais grėbliais (sulai­kytosios priemaišos grėbliais sukraunamos į konteinerius arba transporteriu nugabe­namos į smulkintuvus); grotelės įtaisytos kartu su smulkintuvais (1 ir 2 pav.). Grotelių skaičius nustatomas pagal valymo įrenginių našumą (m3/parą) (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

1 pav. Mechaninės grotelės: a – grėblys, b – grotelės (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 182)

2 pav. MT tipo grotelės : 1- grėblys, 2 – varančioji grandinė, 3 – transmisija, 4 – elektros variklis, 5 – grotelės (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 181).

Smėliagaudės

Smėliagaudės naudoja­mos skendinčiosioms dalelėms, sunkesnėms už vandenį nusodinti. Gaminamos įvairių tipų ir našumų: vertikalios, horizontalios, trapų pavidalo (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

Vertikalios smėliagaudės naudojama smėliui nusodinti prieš nuotekoms paten­kant į biologinius nuotekų valymo įrengi­nius (3 pav.).

3 pav. Vertikalios smėliagaudės pjūvis (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 182)

Smėliagaudės rezervuarą sudaro dvi dalys: centrinė nusodinimo ertmė ir kaupimo rezervuaras. Nuotekos su smė­liu, išvalytos nuo stambių nešmenų, teka į išorinę smėliagaudės dalį, kur vandens srau­tas sulėtinamas iki 0,3-0,5m/s. Nusistovėjęs smėlis iš kūginės smėliagaudės dalies paša­linamas erliftais, o atsiskyręs vanduo per centrinį vamzdį patenka į tolesnius nuotekų valymo įrenginius (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 180).

Horizontalios smėliagaudės naudojama smėliui nusodinti iš paviršinių nuotekų prieš patenkant į naftos gaudytuvus. Nutekamojo vandens srautas, patekęs į įrenginį, nurami­namas, nusėda sunkiosios dalelės. Įrengi­nyje yra įmontuota pertvara, dėl to pailgėja nusodinimo laikas ir nusodinama daugiau skendinčiųjų medžiagų.

Trapų pavidalo smėliagaudės – tai smėlio sulaikytuvai efektyviai atskiria smėlį ir sun­kiąsias daleles iš nutekamojo vandens. Jo il­gis turėtų būti ne mažesnis kaip automobilio ilgis (4 pav.) (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 171).

4 pav. Trapų pavidalo smėliagaudė (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 172)

Mažų gyvenviečių mechaniniam valymui naudojami septikai, dviaukščiai sėsdintuvai, vertikaliniai ir horizontaliniai pirminiai sėsdintumai (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013).

Septikas

Septikas – svarbus ir jau daugelį metų plačiai naudojamas individualių namų ir jų grupių, nedidelių pramonės įmonių ir mažų gyvenviečių pirminio mechaninio valymo ir jų dumblo dalinio apdorojimo įrenginys.

Septikas – požeminis dengtas rezervua­ras, kuriame susidaro trys zonos :

  1. viršutinė (pluta);
  2. vidurinė (skystis, pratekančios nuote­kos);
  3. apatinė (nusėdusios priemaišos, pūvantis dumblas).

Septikuose sulaikomos stambios (nusė­dančios) ir plūduriuojančios priemaišos. Dėl to sumažėja nuotekų teršalų koncentracija (BDS5, skendinčiosios medžiagos, riebalai ir kt.).

Periodiškai, atidarius septiko landų dang­čius, dumblas ir paviršinė pluta išsiurbiami ir išvežami autocisternomis toliau apdoroti. Septikuose iš dalies (mechaniškai) valytos nuotekos dar valomos kituose, dažniausiai antrinio (biologinio) valymo įrenginiuose. Jeigu tokių įrenginių nėra arba jie veikia neefektyviai, į aplinką – vandens telkinius arba gruntinį vandenį – patenka mažai valytos nuotekos, ir aplinka teršiama.

Visuose šiuose minėtuose įrenginiuose vyksta pirminis nuotekų valymas. Jo metu, naudojant mechanines priemones ir gravitacijos principą, iš nuotekų išskiriamos didesnių matmenų priemaišos ir kitos priemaišos, kurios, pratekant valymo įrenginiuose nuotekoms nedideliu greičiu, 1,5 – 2 h bėgyje gali nusėsti ant įrenginių rezervuarų dugno. Likusias smulkesnes, lengvesnes priemaišas išskirti sėsdinimo principu būtų sunku. Tam reiktų ilgo nuotekų pratekėjimo įrenginiuose laiko, pernelyg didelių sėsdinimo rezervuarų. Nuotekų mechaninio valymo metu išskiriama apie 20 – 50 %, nuotekų teršalų. Likusių smulkesnių ir lengvesnių teršalų išskyrimui panaudojami mikroorganizmai. Jie naudoja mitybai likusius organinius teršalus. Vyksta nuotekų biologinis valymas.

1.3.2. Biologinis valymas

Biologinis valymo metodas remiasi mi­kroorganizmų gebėjimu skaidyti suspenduotąsias, koloidines ir ištirpusias organi­nes medžiagas. Biologiškai negalima valyti tokių pramoninių nutekamųjų vandenų, kuriuose yra labai mažai arba visiškai nėra organinių medžiagų.

Biologinio valymo galimybę lemia šie veiksniai organinių medžiagų gebėjimas oksiduotis; mikroorganizmams būtinos maisto me­džiagos (azotas, fosforas, kalis, anglies, vitaminai ir mikroelementai); teršalų koncentracija turi būti ne didesnė už nustatytas normas; vandens rūgštingumo reakcija (pH) turi būti artima neutraliai (pH = 6,5-8,2); toksiškų medžiagų koncentracijos neturi slopinti mikroorganizmų dauginimosi ir jų biocheminio aktyvumo; vandenyje negali būti deguoniui patekti trukdančių paviršinio aktyvumo medžia­gų (PAM) (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 182).

Biologinis valymas susideda iš dviejų stadijų (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 182):

  1. Teršiančių medžiagų adsorbavimas bio­loginės plėvelės, aktyviojo arba septinio dumblo, smėlio ar žvyro dalelių pavir­šiuje;
  2. Teršalų mineralizacija.

Pirmoji stadija trunka tik 15-30 min., antroji – kelias valandas arba paras.

Nutekamieji vandenys biologiškai valo­mi gamtinėmis (biologiniuose tvenkiniuose, laistymo ir filtravimo laukuose) ir dirbtinė­mis sąlygomis (biofiltruose bei aerotankuo­se). Biologinis nutekamųjų vandenų valymo procesas panašus į natūraliųjų vandens tel­kinių apsivalymo procesus, pagrįstus įvairių mikroorganizmų veikla ir organinių teršalų oksidacija.

Pagal valymo proceso intensyvumą bio­loginio valymo įrenginius galima suskirstyti taip:

  1. Intensyvaus valymo įrenginiai;
  2. Vidutinio intensyvumo įrenginiai;
  3. Mažo intensyvumo įrenginiai.

Prie intensyvaus valymo įrenginių ga­lima priskirti aktyviojo dumblo įrenginius. Prie vidutinio intensyvumo įrenginių priski­riami visų tipų biofiltrai. Mažo intensyvumo įrenginiai – tai įrenginiai, veikiantys pusiau gamtinėmis sąlygomis.

Optimalaus įrenginio tipo parinkimas kiekvienu konkrečiu atveju priklauso nuo vietinių ir kitų sąlygų. Esant mažiems nuotekų kiekiams, ne­tikslinga statyti įrenginius, kuriuos reikia nuolat prižiūrėti, tai brangiai kainuoja. Kai susidarančių nuotekų kiekis yra iki 10 m3/d. (nuo individualaus namo iki 15 namų) ir vietinės bei kitos sąlygos tenkinamos, re­komenduojama statyti gruntinės filtracijos įrenginius. Esant didesniems debitams, pusiau gam­tinėmis sąlygomis veikiančius įrenginius statyti netikslinga – jų kaina tampa paly­ginti didelė, o užimamas plotas – didelis. Kai susidarančių nuotekų kiekis svyruoja nuo dešimties iki kelių šimtų kubinių metrų per parą, tikslinga taikyti įvairių tipų biofil­trus (vidutinio intensyvumo įrenginius). Jei leidžia sąlygos, biofiltrus galima naudoti ir esant mažesniems nei 10 mtyd. debitams.

Esant gana dideliems nuotekų kiekiams (gyvenvietės, miesteliai, miestai), kai nuote­kų pritekėjimo netolygumas ne toks ryškus, o užterštumų svyravimai mažesni, tinka­miausi būtų aktyviojo dumblo įrenginiai.

Naudojami intensyvaus ir ekstensyvaus valymo įrenginiai (VšĮ “Grunto valymo technologijos”, 2013)

Intensyvaus nuotekų valymo aeraciniuose įrenginiuose, tiekiant kompresoriais mikroorganizmų gyvavimui reikalingą deguonį ir intensyviai maišant nuotekas, susidaro labai palankios sąlygos vystytis aerobiniams mikroorganizmams, jiems daugintis ir kauptis. Aeraciniai įrenginiai – aerotankai, aerokanalai, aerooksidatoriai ir kt. Juose susidaro aktyvusis dumblas, – aerobinių mikroorganizmų ir nuotekų teršalų dalelių kuokštės, naudojančios savo mitybai, gyvybinei veiklai organinius teršalus ir juos skaidančios. Jų pagalba vyksta nuotekų organinių teršalų skaidymas į vandenį, anglies dvideginį, nitratus ir kt.

Aktyviojo dumblo kuokštės biologinio valymo procese yra pakibusioje būklėje, maišomos su nuotekomis, todėl toks valymo būdas yra vadinamas biologiniu valymu nefiksuotais (neprisitvirtinusiais) mikroorganizmais.

Kita intensyvaus biologinių valymo įrenginių grupė – biofiltrai (biologiniai filtrai). Jų rezervuaruose yra stambiagrūdė filtruojanti įkrova (akmens skalda, šlakas, plastmasiniai elementai ir kt.). Pratekant per įkrovą nuotekoms, ant jos gabalų formuojasi aerobiniai mikroorganizmai – biologinė plėvelė, atliekanti nuotekų biologinį valymą. Čia biologinis valymas vyksta prisitvirtinusiais (fiksuotais) mikroorganizmais, todėl toks valymo būdas vadinamas valymu fiksuotais mikroorganizmais. Intensyvaus biologinio valymo užima nedaug vietos, yra kompaktiški. Ekstensyvaus valymo įrenginiuose nėra sąlygų mažame tūryje susikaupti didelėms aerobinių mikroorganizmų masėms, todėl jie užima ženkliai didesnę teritoriją.

Ekstensyvių biologinių valymo įrenginių grupei priklauso filtracijos laukai, filtracijos šuliniai, augaliniai (nendrių ir švendrų) fil­trai, smėlio ir žvyro filtrai, biologiniai (neaeruojami) tvenkiniai (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 169).

Filtravimo įrenginiuose vyksta eksten­syvus biologinis valymas fiksuotais aero­biniais ir anaerobiniais mikroorganizmais, prisitvirtinusiais prie grunto (smėlio, žvyro) dalelių, o biotvenkiniuose – vandenyje pa­kibusiais nefiksuotais mikroorganizmais.

Biologinis valymas minėtuose įrengi­niuose vadinamas antriniu valymu. Biologi­nio valymo įrenginiuose nuotekos išvalomos iki 90-98 %. Kai kada, norint nuotekas dar labiau išvalyti, taikomas ir tretinis (papildo­mas) valymas. Dažniausiai tai daroma va­lant papildomose valymo grandyse (įvairių tipų filtruose, biologiniuose tvenkiniuose, aerotvenkiniuose) (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 169).

Filtravimo įrenginiuose vyksta ekstensyvus biologinis valymas fiksuotais aerobiniais ir anaerobiniais mikroorganizmais, prisitvirtinusiais prie grunto (smėlio, žvyro) dalelių, o biotvenkiniuose – pakibusioje būklėje esančiais nefiksuotais mikroorganizmais.

Biologinis valymas minėtuose įrenginiuose vadinamas antriniu valymu. Biologinio valymo įrenginiuose pasiekiamas nuotekų išvalymas iki 90 – 98 %. Kai kada, norint pasiekti aukštesnį nuotekų išvalymo lygį, naudojamas ir tretinis (papildomas) valymas. Dažniausiai, jis vyksta valant nuotekas papildomose valymo grandyse (įvairių tipų filtruose, biotvenkiniuose, aerotvenkiniuose) (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 169).

1.3.3. Cheminis valymas

Kai kada naudojamas cheminis nuotekų valymas. Jis atliekamas po mechaninio nuotekų valymo. Cheminio valymo metu į nuotekas dedami skiediniai su juose ištirpintais chemikalais. Tais atvejais turime mechaninį-cheminį valymą.

Cheminio valymo metu cheminės medžiagos reaguoja su nuotekų teršalais. Dėl to jie sukimba kuokštėmis, nusėda ant rezervuaro dugno ir pašalinami.

Mechaninis-cheminis valymas yra paplitęs kai kuriose Skandinavijos ir kitose šalyse. Jis yra sudėtingesnis techniniu požiūriu, gali būti brangesnis už biologinį valymą. Lietuvoje jis beveik nenaudojamas.

Nuotekų valymo metu susidaro dumblas, kuris gali būti neapdorotas iš pirminių nusodintuvų, iš dalies apdorotas iš septikų, metantankų, bei apdorotas – pūdytas, nusausintas ir laikytas dumblo aikštelėse. Šiukšlės, medžiagos ir kiti elementai nepriskiriami dumblui, kurie yra sulaikomi grotose, sietuose, naftos ir riebalų gaudyklėse, smėliagaudėse ir kt. Nuotekų dumblas utilizuojamas jį naudojant komposto gamybai, trąšoms, kuro briketams gaminti, sliekams auginti ir biohumusui. Nusausintas, jau apdorotas dumblas sandėliuojamas specialiose aikštelėse. Tačiau pūvantis dumblas išskiria metano dujas, sieros vandenilį ir daug nemalonaus kvapo junginių, kurie teršia aplinką ir yra didelė aplinkosaugos problema. Nuotekų dumblo sausinimas privalomas visose dumblo tvarkymo schemose. Jį techniškai galima nusausinti iki 80 %. Norint išnaudoti dumblo energiją, rekomenduojama jį pūdyti ir naudoti žemės ūkyje, rekultivacijai.

Išskirti teršalai arba nuote­kų dumblas gali būti (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 196):

  1. Neapdorotas dumblas (nuosėdos) iš pir­minių sodintumų;
  2. Iš dalies apdorotas dumblas iš septikų, dviaukščių sodintuvų, metantankų;
  3. Apdorotas dumblas – pūdytas, sausintas, ilgai išlaikytas dumblo aikštelėse ir pan.

Nuotekų dumblas – buitinių ir komuna­linių nuotekų bei panašios sudėties nuotekų valymo metu susidarantis dumblas. Dum­blui nepriskiriamos medžiagos ir elementai, sulaikomi grotose, sietuose, riebalų gaudyklėse, naftos gaudyklėse, smėliagaudėse ir kt. Biologiškai valant komunalines nuotekas susidaro apie 50 g sausos apdoroto (anaerobiškai pūdyto ar aerobiškai apdoroto sta­bilizuoto) dumblo medžiagos kiekvienam gyventojo ekvivalentui (GE) per parą (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 196):

Nuotekų dumblo tvarkymas – aktuali problema. Pasaulyje dumblas utilizuojamas naudojant jį kompostui gaminti, trąšoms ruošti, deginti, kuro briketams gaminti, velėnos kilimams auginti, sliekams auginti ir biobumusui (biologi­niam dirvožemiui) gaminti. Dažniausiai apdorotas (nusausintas) dumblas sandėliuojamas aikšte­lėse (Baltrėnas ir kt., 2008, p. 196).

Toks tvarkymo būdas yra rimta aplinko­saugos problema – pūvantis dumblas išski­ria metano dujų (CH4), sieros vandenilio ir daug nemalonaus kvapo cheminių junginių, kurie teršia aplinką.

Po sausinimo dumble liekantis vandens kiekis daugiausia priklauso nuo dumblo savybių ir naudojamų polimerų kiekio rū­šies. Techniškai visą dumblą su standartine įranga galima nusausinti iki 80 %. Nuotekų dumblo sausinimas ir sausinimas yra priva­lomas elementas visose dumblo tvarkymo schemose.

Siekiant visiškai išnaudoti dumble susi­kaupusią energiją, rekomenduojama dumblą pūdyti. Šio proceso metu sumažėja didelė dalis organinių medžiagų, minimizuojami kvapai. Pūdytą dumblą galima naudoti že­mės ūkyje, pažeistoms teritorijoms atkurti.

  1. Valytų nuotekų išleidimas į paviršinius vandens telkinius

Nuotekų tvarkymo reglamentas nustato pagrindinius aplinkosaugos reikalavimus nuotekų surinkimui, valymui ir išleidimui siekiant apsaugoti aplinką nuo taršos. Siekiant geros paviršinio vandens cheminės būklės šiuo Reglamentu nustatomi aplinkos kokybės standartai prioritetinėms medžiagoms ir tam tikriems kitiems teršalams, nurodytiems šio Reglamento 1 priede ir 2 priedo A dalyje. Reglamento nuostatos taikomos visiems fiziniams ir juridiniams asmenims, planuojantiems išleisti arba išleidžiantiems nuotekas į gamtinę aplinką arba į kitiems asmenims priklausančias nuotekų tvarkymo sistemas, taip pat institucijoms, išduodančioms sąlygas objektų, susijusių su nuotekų išleidimu, projektavimui, išduodančioms leidimus nuotekų išleidimui, vertinančioms planuojamų išleisti arba išleidžiamų nuotekų poveikį aplinkai ir kitaip reguliuojančioms nuotekų išleidimą. Reglamentas netaikomas atskirai renkamoms ir tvarkomoms paviršinėms nuotekoms, jeigu kitais teisės aktais nenustatyta kitaip (Nuotekų tvarkymo reglamentas, 2007).

Paviršiniai vandens telkiniai yra kontroliuojami, imami upės vandens pavyzdžiai laboratoriniams tyrimams. Nustatomi pagrindinių jonų, sunkiųjų metalų, specifinių organinių junginių, pesticidų kiekiai, atliekami mikrobiologiniai tyrimai, kurie įvertina vandens sanitarinę būklę, taip pat tiriama biotos reakcija į visą antropogeninių veiksnių kompleksą (Daukšas, 2004).

Užterštos nuotekos yra žalingos aplinkai, jas galima suskirstyti į penkias grupes:

  1. turinčias toksiškų neorganinių priemaišų: sodos, sieros rūgšties, azoto mineralinių trąšų, švino, gyvsidabrio, cinko vario;
  2. turinčias toksiškų organinių priemaišų: fenolių, dervų, benzolo, priridino, dažų, lakų, alkoholių, aldehidų, naftos produktų, sieros junginių;
  3. turinčias nekenksmingų mineralinių priemaišų: smėlio, žvyro;
  4. turinčias nekenksmingų organinių priemaišų: riebalų, baltymų, angliavandenių, organinių rūgščių;
  5. turinčias įvairių nekenksmingų organinių ir mineralinių medžiagų.

Pirmos grupės nuotekos keičia vandens kvapą ir skonį, naikina florą ir fauną, ardo metalo ir betono konstrukcijas. Antros grupės nuotekos vandenį ir jame esančius gyvus organizmus veikia ilgiau ir stipriau, nes ji ilgiau mineralizuojasi. Trečios grupės nuotekos keičia vandens spalvą, skonį, bet nedaro didelės žalos vandens florai ir faunai. Ketvirtos grupės nuotekose gausu gyvulinės ir augalinės kilmės medžiagų, todėl kai jos irsta naudoja deguonį ir sudaro nepalankias anaerobines sąlygas mikroorganizmams. Penktos grupės nuotekos gali sukelti žmonių ir augalų ligas, teršti vandens telkinius. Norint apsaugoti vandens telkinius nuo tokių pavojų yra nustatytos pagrindinės į gamtinę aplinką išleidžiamų nuotekų normos, jos pateiktos 3 – 4 lentelėse.

3 lentelė

Bendrieji reikalavimai į gamtinę aplinką išleidžiamoms nuotekoms (Baltrėnas ir kt., 2008)

ParametrasMatavimo vienetasRibinė vertė
Maksimali temperatūraºCne didesnė kaip 30
PH
6,5 – 8,5
Mineralizacijag/lne didesnė kaip 2
Nuotekų, praskiestų tris kartus, kvapas negali būti stipresnis kaipbalai2
Nuotekų, praskiestų tris kartus, skaidrumas negali būti mažesnis kaipcm20
Nuotekos negali būti toksiškos

Į aplinką išleidžiamų paviršinių nuotekų užterštumas negali būti didesnis kaip (Paviršinių nuotekų tvarkymo reglamentas, 2007):

  1. skendinčiųjų medžiagų vidutinė metinė koncentracija – 30 mg/l, didžiausia momentinė koncentracija – 50 mg/l;
  2. BDS5 vidutinė metinė koncentracija – 25 mg O2/l, didžiausia momentinė koncentracija – 50 mg O2/l. Šis parametras turi būti nustatomas ir kontroliuojamas tik nuotekose, surenkamose nuo galimai teršiamų teritorijų, kurios gali būti teršiamos organiniais teršalais (pvz., žemės ūkio produkcijos perdirbimo, maisto pramonės, organinių atliekų tvarkymo objektai ir pan.);
  3. naftos produktų vidutinė metinė koncentracija – 5 mg/l, didžiausia momentinė koncentracija – 7 mg/l;
  4. kitų vandens aplinkai kenksmingų medžiagų koncentracija negali viršyti Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2006 m. gegužės 17 d. įsakymu Nr. D1-236 „Dėl nuotekų reglamento patvirtinimo“ (Žin., 2006, Nr. 59-2103) patvirtinto nuotekų tvarkymo reglamento I priede nurodytų prioritetinių pavojingų medžiagų, II priede nurodytų pavojingų ir kitų kontroliuojamų medžiagų DLK į gamtinę aplinką, išskyrus išimtis, kai šiame Reglamente arba kituose teisės aktuose paviršinių nuotekų išleidimui nustatyti kitokie reikalavimai.

4 lentelė

Į gamtinę aplinką išleidžiamų nuotekų užterštumo normos (Nuotekų tvarkymo reglamentas)

ParametraiAglomeracijos (taršos šaltinio) dydis/išleidžiamų nuotekų kiekisMatavimo vienetasVidutinė metinė DLKMinimalus išvalymo efektyvumas, proc.
Biocheminis deguonies vartojimas BDS5/BDS7 (be nitrifikacijos)iki 5 m3/dmg/l O230/35
nuo 5 m3/d iki 2000 GEmg/l O225/29
nuo 2000 GE iki 10000 GEmg/l O2nustatoma individualiai70 – 90
daugiau kaip 10000 GEmg/l O2nustatoma individualiai70 – 90
ChDSdaugiau kaip 2000 GEmg/l O275
Bendras fosforasnuo 5 m3/d iki 10000 GEmgP/l280
nuo 10000 GE iki 100000 GEmgP/l2
daugiau kaip 100000 GEmgP/l1
Bendras azotasnuo 5 m3/d iki 10000 GEmgN/l2070 – 80
nuo 10000 GE iki 100000 GEmgN/l15
daugiau kaip 100000 GEmgN/l10

Šiuo metu gamtoje visiškai švarių vandens telkinių nėra, juose daug ištirpusių mineralinių bei organinių medžiagų, vienur jų koncentracija didesnė, o kitur mažesnė. Kai vandenyje sutrinka gamtiniai procesai, pakinta fizinė ir cheminė sudėtis, toks vanduo pradedamas vadinti užterštu ir jo jau nebegalima vartoti ūkio ar buities reikmėms (Daukšas, 2004). Prieš nustatant vandenyje kenksmingąsias medžiagas svarbu įvertinti temperatūrą, kvapą, skaidrumą, spalvą bei rūgštingumą. Nuo temperatūros priklauso savaiminio vandens valymosi greitis, įsotinimas deguonimi. Nuotekų temperatūra turi būti 6 – 30 ºC, nes kitu atveju susidaro palankios sąlygos daugintis mikroorganizmams. Kvapą gali sukelti vandenyje esančios lakios medžiagos, vykstantys biologiniai, biocheminiai ir cheminiai procesai, organinių medžiagų aerobinis ir anaerobinis skaidymasis, pramonės ar buities nuotekos. Pagal nuotekų kvapą galima spręsti apie užterštumo laipsnį ir jų cheminę sudėtį.

Buitinėse nuotekose, kurios valomos biologiniu būdu, lieka nitratų ir fosfatų. Jie skatina fotosintezės procesą, kurio metu susidaro biomasė. Biogenų perteklius vandens telkinyje sukelia natūraliomis sąlygomis nebūdingą pernelyg spartų augalų ir kitų organizmų vystymąsi. Tai, savo ruožtu, lemia vandens masės fizinių ir cheminių savybių kaitą, skatina vandens telkinių uždumblėjimą. Toks reiškinys vadinamas eutrofikacija. Eutrofikacijos metu vandens telkiniuose sumažėja vandens skaidrumas, susidariusi fitoplanktono biomasė yra puikus substratas bakterijų dauginimuisi, o kai kurios dumblių rūšys yra netgi toksiškos. Vėliau seka kiti procesai – biomasės puvimas, sieros vandenilio ir kitų teršiančių vandenį medžiagų susidarymas. Todėl šio proceso eigoje masiškai dūsta žuvys bei kiti vandens organizmai, žmonėms kyla pavojus užsikrėsti įvairiomis ligomis.

Tiesioginė žmogaus veikla – žemdirbystė, išvalytų ir nevalytų nuotekų iš gyvenviečių išleidimas į upes turi įtakos upių nuotėkiui ir taršai. Nuotekų išleidimas į upes aktyviai veikia vandens režimą. Vandens lygis kinta dėl sutekančio į upę vandens kiekio pokyčio, t.y. kinta vandens paviršiaus aukštis virš tam tikros sąlyginės plokštumos. Jis žemėja arba didėja. Tad, šį lygio kitimą sąlygoja vandens tūrio, pratekančio pro tam tikrą vagos pjūvį, t.y. vandens debito, pokyčiai. Kadangi nuotekos yra išleidžiamos, debitas didėja, o upės lygis kyla. Debitas – svarbiausias upės rodiklis įvertinant upės vandeningumą. Todėl dėl vandens lygio svyravimų būtina nustatyti atskirų upės slėnio ruožų užtvindymo zonas ir trukmę, potvynio bangos judėjimo upe greitį ir bendrą upės vandeningumo pobūdį pokyčių metų eigoje ir per daugiametį laikotarpį, maksimalius potvynius ir kt.

Vandens išteklių naudojimo ir teršalų, išleidžiamų su nuotekomis, pirminės apskaitos ir kontrolės tvarka nustato, kad miestų ir kitų gyvenamųjų teritorijų nuotekų, išleidžiamų į gamtos aplinką, ir teršalų apskaitai vykdyti privaloma įrengti debito matavimo įtaisus vandens paėmimo ir nuotekų išleidimo vietose.

2. GYVENVIETĖS, TURINČIOS 22122 GYVENTOJUS, NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ PROJEKTAVIMAS

2.1. Nuotekų debitų skaičiavimas

Vidutinis paros nuotekų debitas apskaičiuojamas pagal šią formulę:

Čia: – sąlyginė vidutinė nuotekų norma, l/d. ž,

– gyventojų skaičius,

– infiltracijos koeficientas į nuotekų tinklus. Koeficientas parenkamas pagal sąlygines buitinio vandens vartojimo normas RSN 26-90.

3.

4.

5.

Skaičiuotinas vidutinis paros nuotekų debitas apskaičiuojamas:

Čia:– paros vidutinis nuotekų debitas, ;

– vandenvalos savas nuotekas įvertinantis koeficientas.

Maksimalus paros nuotekų debitas:

Čia: – buitinių nuotekų netolygumo paros koeficientas, priklausantis nuo miesto dydžio ir inžinerinių įrenginių.

Skaičiuotinas maksimalus paros nuotekų debitas:

Vidutinis valandos nuotekų debitas:

Skaičiuotinas vidutinis valandos nuotekų debitas:

Vidutinis sekundinis nuotekų debitas:

Skaičiuotinas vidutinis sekundės nuotekų debitas:

Maksimalus valandos nuotekų debitas:

Čia:– nuotekų didžiausio netolygumo metų valandomis koeficientas, parenkamas pagal nuotekų vidutinį skundinį debitą. =1,6

– lietaus ir polaidžio vandens įtekėjimo pro šulinių dangčius koeficientas. =1,1

Skaičiuotinas maksimalus valandos nuotekų debitas:

Minimalus valandos nuotekų debitas:

;

Čia: – nuotekų mažiausio netolygumo metų valandomis koeficientas, parenkamas pagal nuotekų vidutinį skundinį debitą, interpoliuojant gaunama, jog .

Skaičiuotinas minimalus valandos nuotekų debitas:

Maksimalus sekundinis nuotekų debitas:

Skaičiuotinas maksimalus sekundės nuotekų debitas:

Minimalus sekundinis nuotekų debitas:

Skaičiuotinas minimalus sekundės nuotekų debitas:

4 lentelė

Nuotekų debitų skaičiavimų rezultatai
Nuotekų debitasSimbolisPradinis (Q)Skaičiuotinas (Q)
Vidutis parosQ d.vid6548,55 m3/d6745 m3/d
Didžiausias parosQ d.max7935,42 m3/d8173,48 m3/d
Vidutinis valandosQ h.vid272,86 m3/h281,05 m3/h
Vidutinis sekundėsQ s.vid78,06l/s80,4l/s
Didžiausias valandosQ h.max494,65 m3/d509,5 m3/d
Mažiausias valandosQ h.min78,06 m3/d80,4 m3/d
Didžiausias sekundėsQ s.max137,4l/s141,5 l/s
Mažiausias sekundėsQ s.min14,07 l/s14,49 l/s

2.2. Nuotekų užterštumo skaičiavimai

Pagrindinės medžiagos, kurios apibūdina buitinių nuotekų užterštumo lygį yra BDS, skendinčios medžiagos, ChDS, bendrasis fosforas, bendrasis azotas.

Teorinis nuotekų užterštumas pagal teršalų normą apskaičiuojamas:

Čia: n – teršalų norma, g/d*žm.;

– sąlyginė vidutinė nuotekų norma.

Kai BDS7 = 70 g/žm.d.

Kai ChDS = 120 g/žm.d.

Kai SM = 70 g/žm.d.

Kai BN = 12 g/žm.d.

Kai BP = 2,7 g/žm.d

Teršalų kiekis, tenkantis žmogui per parą, apskaičiuojamas:

;

Čia: Ci – teršalų kiekis g/m3;

BDS7 kiekis tenkantis žmogui per parą:

ChDS kiekis tenkantis žmogui per parą:

SM kiekis tenkantis žmogui per parą:

BN kiekis tenkantis žmogui per parą:

BP kiekis tenkantis žmogui per parą:

5 lentelė

Teršalų reikšmės ir normos
TeršalaiReikšmė, g/žm.d.Norma, g/žm.d.
BDS780,7570
ChDS138,4120
SM80,7570
BN13,8412
BP3,112,7

Ekvivalentinis gyventojų skaičius:

;

Čia: Xsk – valomų nuotekų užterštumas pagal vieną iš rodiklių, Xsk = 838,63 mg/l;

Qd.vid – vidutinis paros nuotekų debitas, Qd.vid. = 1409,06 m3/d;

ni – atitinkama teršalų norma, g/žm.d.

Teršalų masė apskaičiuojama pagal šią formulę:

, kg/d;

Čia: – teršalų norma, g/žm.d.;

BDS7 teršalų masė:

ChDS teršalų masė:

SM teršalų masė:

BN teršalų masė:

BP teršalų masė:

6 lentelė

Nuotekų užterštumas ir teršalų masė
TeršalaiNuotekų užterštumas, mg/lTeršalų masė, kg/d
BDS7264,84544,53
ChDS454,01933,48
SM264,84544,53
BN45,493,348
BP10,2221

2.3. Mechaninio nuotekų valymo įrenginių skaičiavimai

Technologinių įrenginių parinkimas

Siekiant parinkti nuotekų valymo technologiją, būtina nustatyti nuotekų pritekėjimo pobūdį. Nuotekų pritekėjimo pobūdis nustatomas, kaip didžiausio ir vidutinio debito santykis. Kai kh > 2, tai pritekėjimo pobūdis yra žymus. Kai kh 2, tai pritekėjimo pobūdis yra nežymus.

Nuotekų pritekėjimo pobūdis:

;

Čia: Qh.max – didžiausias valandos debitas.

Qh.vid – vidutinis valandos debitas.

Grotos

Prieš pradedant skaičiuoti grotas, pagal Qngyv.max (m3/s) parenkamas nuotekų atvedimo kanalo pripildymas (h) ir vandens tekėjimo greitis (v). Nuotekų tėkmės greitis kanale prieš grotas, tekant minimaliems srautams, neturi būti mažesnis kaip 0,3 m/s.

Projektuojamos juostinės grotos. Grotų schema pateikta 3 paveiksle.

5 pav. Juostinių grotų schema

Apskaičiuojamas tarpų skaičius grotose:

;

Čia: vg– vidutinis nuotekų greitis tarpuose tarp grotų (0,8 – 1,0 m/s). Parenkama vg = 0,8 m/s.

b– tarpelio plotis, kai grotos vidutinio stambumo tai 10 – 20 mm. Parenkama b= 10 mm;

h– nuotekų tekėjimo gylis (0,2 – 1,0 m). Parenkama h = 0,4 m;

Qs.max – didžiausias skaičiuotinas sekundinis nuotekų debitas, Qs.max= 141,5/s = 0,141m3/s.

– koeficientas, įvertinantis tarpų susiaurėjimą dėl valymo grėblių ir sulaikytų nešmenų, .

Bendras grotų pločio skaičiavimas:

, m;

Čia: S – strypo storis, mm. Parenkama S = 10 mm.

Parinkus grotų skaičių N, apskaičiuojamas grotų plotis Bgr.1 ir tarpų skaičius n1:

Priimama, jog nuotekų valykloje bus pastatytos vienos rezervinės ir vienerios darbinės grotos.

Apskaičiuojamas vandens tekėjimo greitis per grotas:

;

Apskaičiuojami slėgio nuostoliai grotose:

Čia: – vandens tekėjimo greitis prieš grotas (v= 0,8 – 1 m/s), v = 0,8 m/s;

– laisvojo kritimo pagreitis, ;

– koeficientas, įvertinantis slėgio nuostolių padidėjimą dėl grotų užsikimšimo, ;

– vietinio pasipriešinimo koeficientas, priklausantis nuo strypų formos:

Čia: – koeficientas, įvertinantis strypo formą. Parenkamas apvalios formos strypas, todėl

– grotų posvyrio kampas, ;

Apskaičiuojami kanalo įėjimo ir išėjimo dalių dydžiai:

Čia: A – standartinio pločio kanalas (0,2 m, 0,4 m, 0,6 m, 0,8 m, 1 m, 1,2 m, 1,4 m ir t.t.), A = 0,2 m;

φ – kanalo praplatėjimo kampas, 20º.

Nustatomas praplatėjusios kanalo dalies ilgis:

Čia: α – pasvyrimo kampas;

h– nuotekų tekėjimo gylis (0,2 – 1,0 m). Parenkama h= 0,35 m.

Bendras ilgis L bus:

Apskaičiuojamas sulaikytų nešmenų kiekis:

;

Čia: – sulaikytų nešmenų kiekis, tai = 8 l/(žm∙metus).

Apskaičiuojama sulaikytų nešmenų masė:

Nuotekų debito ir teršalų kiekio balansas:

7 lentelė

Juostinių grotų skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Tarpų skaičius grotosenvnt46
Bendras grotų plotisBgr.m1,01
Vandens tekėjimo greitis per grotasvpm/s0,11
Slėgio nuostoliai grotosehtrm0,15
Bendras kanalo ilgisLm3,92
Sulaikytų nešmenų kiekisVm3/d0,17
Sulaikytų nešmenų masėMt/d0,128
Nuotekų debitas po grotųQd.vid.2m3/d6744,83

Smėliagaudė ir smėlio sausinimo aikštelė

Pagal apskaičiuotą skaičiuotiną maksimalų sekundinį nuotekų debitą , parenkama vertikali (4 pav.).

6 pav. Vertikali smėliagaudė

1 – padavimo kanalas, 2 – surinkimo latakas, 3 – vandens įvedimas į darbo zoną, 4 – išėjimo kanalas

Smėliagaudės sekcijos plotas apskaičiuojamas pagal formulę:

, m2;

Čia: n – smėliagaudės sekcijų skaičius, n = 1;

qo – smėliagaudės apkrova esant maksimaliam pritekėjimui (70 – 130 m3/(m2·žm.)), qo = 80 m3/(m2·žm.);

Qs.max – maksimalus sekundinis nuotekų debitas, m3/s.

Apskaičiuojamas smėliagaudės skersmuo:

;

Nustatomas smėliagaudės gylis h1 ir bunkerio aukštis h2:

Čia:t – priimama smėliagaudės vandens pritekėjimo trukmė (120 – 180 s), t = 140 s.

v – smėliagaudėje kylančio vandens srovės greitis, v = uo = 18,7 mm/s.

Susikaupusių nuosėdų kiekis per parą apskaičiuojamas pagal šią formulę:

;

čia: U – gyventojų skaičius;

qsm.k.smėlio kiekis, l/žm.d. qsm.k. 0,2

Apskaičiuojamas laikas tarp nuosėdų išleidimų iš smėliagaudės:

Pilnas smėliagaudės statybinis aukštis:

Nuotekų debito ir teršalų kiekio balansas:

Per metus susidaręs smėlio kiekis apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: qsm – skendinčių medžiagų kiekis, qsm = 0,02 l/žm.d.;

Smėlio aikštelių plotas:

, m2;

Čia: hsmėlio – metinė smėlio apkrova, m3/m2 metus . hsmėlio = 3 m3/m2 metus.

Bendras smėlio aikštelių plotas apskaičiuojamas pagal formulę:

8 lentelė

Vertikalios smėliagaudės ir smėlio sausinimo aikštelės skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Smėliagaudės sekcijos plotasFm26,35
Smėliagaudės skersmuoDm2,84
Smėliagaudės gylish1m2,62
Bunkerio aukštish2m2,27
Nuosėdų kiekiswdm3/d0,44
Smėliagaudės aukštisHm5,39
Nuotekų debitas po smėliagaudžiųQd.vid.3m3/d6744,39
Smėlio aikštelės plotasSm276,45

Pirminis nusodintuvas

Pagal pagrindinio vandens tekėjimo kryptį nusodintuvai skirstomi į: vertikaliuosius (stoties našumas yra iki 20 000 m3/d); horizontaliuosius (stoties našumas didesnis kaip 15 000 m3/d); radialius (stoties našumas didesnis kaip 20 000 m3/d).

Pagal maksimalų paros nuotekų debitą 8173,48 m3/d parenkamas vertikalus nusodintuvas (5 pav.). Parenkami du vertikalūs pirminiai nusodintuvai.

7 pav. Vertikalus nusodintuvas

1- centrinis vamzdis, 2 – nuosėdų sėdimo zona, 3 – nuosėdų kaupimosi zona, 4 – atmušimo skydas, 5 – periferinis surinkimo latakas, 6 – žiedinis latakas, 7 – plaukiojančių teršalų ir dumblo išleidimo vamzdis

Hidraulinis sulaikomų dalelių stambumas apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: Hset – Darbinis nusodintuvo gylis (2,7 – 3,8 m), Hset = 3,8 m;

Kset – koeficientas, įvertinantis darbinės dalies apkrovą, Kset = 0,35.

tset – nusodinimo trukmė, tset = 1022 s;

h1 – skendinčių medžiagų sluoksnio gylis. h1 = 0,5 m;

n2 – laipsnio rodiklis, n2 = 0,15.

Centrinio vamzdžio skersmuo:

Čia: n – nusodintuvų skaičius. Turi būti ne mažiau kaip du nusodintuvai, n = 2;

ven – nuotekų tekėjimo greitis centriniame vamzdyje. Greitis turi būti ne mažesnis nei 0,03, ven=0,05 m/s;

Qs.max– didžiausias sekundinis nuotekų debitas, Qs.max =141,51

Nusodintuvo skersmuo:

, m;

Čia: vtb – turbulentinė dedamoji, priklausanti nuo nuotekų tekėjimo greičio, vtb = 0.

Vamzdžio išplatėjimo skersmuo:

Atmušimo skydo skersmuo:

Atstumas nuo vamzdžio išplatėjimo apačios iki skydo atmušimo apačios:

Čia: vatm – nuotekų tekėjimo greitis tarp atmušimo skydo ir vamzdžio išplatėjimo, vatm =0,02 m/s.

Nusodintuvo cilindrinės dalies aukštis:

čia: H2 – atstumas nuo atmušimo skydo apačios iki dumblo kameros apačios.

H3– nusodintuvo borto aukštis.

Dumblo surinkimo kameros konusinės dalies aukštis:

Čia: α – konusinės dalies kampo pasvyrimas (), .

Bendras nusodintuvo aukštis:

Per parą susidarantis dumblo kiekis (žalias dumblas):

Čia: Cen – nuotekų pradinis užterštumas, Cen = ;

Cex – nuotekų užterštumas po nusodintuvo, Cex = 150 mg/l;

Pd – susidariusio dumblo drėgnumas (94 – 96%), Pd = 96 %;

γd – dumblo tankis, γd = 1 g/cm3.

Apskaičiuojamas nuotekų debitas po pirminių nusodintuvų:

9 lentelė

Vertikalių pirminių nusodintuvų skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Hidraulinis dalelių stambumasuomm/s1,12
Centrinio vamzdžio skersmuodenm1,34
Nusodintuvo skersmuoDsetm15
Centrinio vamzdžio išplatėjimo skersmuodpm1,81
Atsimušimo skydo skersmuodatmm2,35
Atstumas nuo vamzdžio išplatėjimo apačios iki skydo atmušimo apačiosH1m0,62
Cilindrinės dalies aukštisHnm5,22
Dumblo surinkimo kameros konusinės dalies aukštisHkm8,94
Nusodintuvo aukštisHm25,16
Susidarantis dumblo kiekisQdm3/d71,3
Nuotekų debitas po pirminių nusodintuvųQd.vid.4m3/d6673,09

Biologinio nuotekų valymo įrenginių skaičiavimai

  • Aerotankas ir aeracinė sistema

Apskaičiuojamas nuotekų biocheminis deguonies sunaudojimas po pirminių nusodintuvų;

Čia: EBDS – BDS sumažėjimas pirminiuose nusodintuvuose, 25 %;

S0 – nuotekų BDS7.

Atsižvelgiant į nuotekų užterštumą Sp = 379,08 mg/l, projektuojamas frontalinės tėkmės aerotankas su pneumatine aeravimo sistema (8 pav.). Veikliojo dumblo regeneracija būtina, kai atitekančių nuotekų BDS viršija 150 mg/l.

persiliejimo slenkstis, 8 – diukeris, 9 – mišinio kanalas, 10 – cirkuliacinis kanalas,

11 – mišinys į antrinius nusodintuvus, 12 – suslėgtas oras, 13 – aeratorius.

8 pav. Frontalinės tėkmės aerotankas su pneumatine aeravimo sistema

Konkretus oksidacijos greitis:

, mg/gh;

Čia: Lex– išvalytų nuotekų BDS7, Lex = 15 mg/l.

C0– ištirpusio deguonies koncentracija. C = 2 mg/l;

KL– konstanta, kuri charakterizuoja organinių teršalų savybes. KL = 33 mg/l;

K0– deguonies įtaką charakterizuojanti konstanta. K0 = 0,625 mg/l;

 – koeficientas, įvertinantis dumblo skylimą.  = 0,07;

max ­– maksimalus reakcijos greitis. max = 85 mg/gh,

ai – veikliojo dumblo dozė aerotanke su regeneracija (3,5 – 4,5 g/l), ai = 4 g/l.

Apskaičiuojamas aeracijos laikas:

: Len – atitekančių nuotekų BDS7, Len = 379,08 mg/l;

s – dumblo peleningumas, s = 0,3

Aktyviojo dumblo apkrova:

Grąžinamojo dumblo recirkuliacijos laipsnis:

Čia: Ji – dumblo indeksas, 83,05 cm3/g.

Atitekančių nuotekų BDS7 įvertinant recirkuliacinį debitą:

Nuotekų išbuvimo trukmė aerotanke valandomis:

Veikliojo dumblo dozė regeneratoriuje:

Teršalų suoksidavimo laikas valandomis:

Regeneracijos trukmė valandomis:

Nuotekų išbuvimo trukmė sistemoje (aerotankas + regeneratorius) valandomis:

Aerotanko tūris:

Čia: – maksimalus valandinis nuotekų debitas

Regeneratoriaus tūris:

Vidutinė veikliojo dumblo dozė sistemoje (aerotankas + regeneratorius):

Aerotanko plotas:

Čia: H – darbinis gylis (3 – 6 m), H = 3m.

Aerotanko ilgis:

Čia: B – koridoriaus plotis, B = 2 m.

ha – sekcijų skaičius, ha = 2 vnt.

hk – koridorių skaičius, hk = 2 vnt.

Aerotanko plotis:

10 lentelė

Biologinio nuotekų valymo įrenginių skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Oksidacijos greitisρmg/gh18,23
Veikliojo dumblo apkrovaqimg/gd436,73
Grąžinamojo dumblo recirkuliacijos laipsnisRi0,50
Atitekančių nuotekų BDS7Lmixmg/l131,92
Nuotekų išbuvimo trukmė sistemojeta+rh3,36
Aerotanko tūrisVam311892,4
Regeneratoriaus tūrisVrm315570,4
Aerotanko plotispam80
Aerotanko ilgislam148,7
Sekcijų skaičiushavnt.2

Aeravimo sistemos paskirtis – maišyti nuotekas su aktyviuoju dumblu, dumblą palaikyti pakibusį ir tirpinti biocheminiams procesams reikalinga deguonį. Aeruojama suslėgtu oru, kuris paskirstomas ir susmulkinamas į burbuliukus aeratoriais, paklotais išilgai įrenginių, mechaniniais ir kombinuotaisiais aeratoriais (Matuzevičius, 1998).

Bendras lyginamasis deguonies suvartojimas:

, mgO2/mg pašalinto BDS7;

Čia: z – lyginamasis deguonies sunaudojimas, mgO2/mg pašalinto BDS7. Jis priklauso nuo palaikomos aktyviojo dumblo apkrovos/dumblo amžiaus, mgO2/mg pašalinto BDS7 ;

zn – deguonies kiekis, sunaudotas nitrifikacijai:

, mgO2/mg pašalinto BDS5;

Čia: 4,6 – deguonies kiekis amoniui ir azotui suoksiduoti iki nitratų, mgO2/mgNH4+-N;

– tiekiamų į biologinį valymą nuotekų mg/l;

– biologiškai išvalytų nuotekų koncentracija, Lex = 17 mg/l;

– amonio azoto koncentracija nuotekose:

Čia: n – amonio norma vienam žmogui per parą, n = 8 g/d.

mgO2/mg pašalinto BDS7

mgO2/mg pašalinto BDS7

Lyginamasis oro kiekis:

Čia: – lyginamasis deguonies suvartojimas, mgO2/mg pašalinto BDS7 ;

– tiekiamų į biologinį valymą nuotekų , mg/l;

– biologiškai išvalytų nuotekų , mg/l;

– koeficientas, priklausantis nuo aeratoriaus tipo, K1 =0,75;

K2– koeficientas priklausantis nuo aeratoriaus panardinimo gylio, K2 = 2,08;

– koeficientas, įvertinantis aukščiausia vidutinę dumblo mišinio temperatūrą, esant temperatūrai 20˚ C, = 1,00;

– koeficientas, įvertinantis deguonies tirpumą nuotekose atsižvelgiant į jų cheminę sudėtį. Šio koeficiento reikšmė svyruoja nuo 0,3 – 0,85, k = 0,85;

c – palaikoma ištirpusio deguonies koncentracija nuotekose (1 – 3), c = 2 mg/l.

– prisotinto deguonimi vandens koncentracija įrenginyje. Apskaičiuojama pagal formulę:

Čia: – lyginamoji deguonies vandenyje koncentracija įrenginyje. Kai dumblo mišinio temperatūra 20˚ C, = 9,02 mg/l;

– aeratoriaus panėrimo gylis nuo vandens horizonto iki aeratoriaus viršaus. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: h – aeratoriaus gylis, h = 3,0 m.

Reikiamas tiekti oro kiekis:

11 lentelė

Pneumatinės aeracinės sistemos skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Bendras lyginamasis deguonies suvartojimaszbmgO2/mg pašalinto BDS71,21
Lyginamasis oro kiekisqairm3/m34,,16
Reikiamas oro kiekis aeratoriuoseOm3/h11286,97

Antriniai nusodintuvai

Antrinių nusodintuvų paskirtis – aktyvaus dumblo, kuris patenka į juos su apvalytomis nuotekomis nusodinimas ir pašalinimas. Antriniai nusodintuvai turi užtikrinti reikiamą veikliojo dumblo išsiskyrimą iš veikliojo mišinio ir sudaryti tirštinimo zoną veikliajam dumblui, iš kurios jis grąžinamas pakartotinam naudojimui į aerotanką. Nuo antrinių nusodintuvų veikimo veiksmingumo priklauso valytų nuotekų kokybė ir grąžinamojo dumblo koncentracija. Antriniai nusodintuvai gali būti horizontalieji, vertikalieji ir radialiniai.

Antrinių nusodintuvų paviršiaus plotas:

Čia: – aktyvaus dumblo koncentracija, aa = 4,6 mg/l.

– didžiausias valandos nuotekų debitas, 8173,48 m3/d

G – antrinių nusodintuvų paviršiaus apkrova aktyviojo dumblo sausomis medžiagomis. Antrinių nusodintuvų paviršiaus apkrova parenkama pagal recirkuliacijos koeficientą:

;

Čia: – cirkuliacinio dumblo koncentracija. Kai nusodinimo trukmė yra 2 valandos, =7,00mg/l.

.

Kadangi , tai antrinio nusodintuvo paviršiaus apkrova G = 5,10

Parenkami du horizontalieji antriniai nusodintuvai.

Vieno nusodintuvo paviršiaus plotas lygus:

Vieno nusodintuvo ilgis :

Čia: – nusodintuvo plotis, jį reikia priimti, atsižvelgiant į tokią lygybę , vadinasi nusodintuvo ilgio ir pločio santykis turėtų būti ribose nuo 4 – 6, pagal tai pasirenkame, jog nusodintuvo plotis b = 3 m, tada ilgis L:

Nusodintuvo aukštis

Čia: H1 nuskaidrintų nuotekų gylis  0,5, H1 = 0,8 m;

H2 – veikliojo dumblo atskyrimo zona 1,8 – 2,6, H2 = 2,3 m;

H3 – veikliojo dumblo kaupimo zona 1,0 – 1,2, H3 = 1,0 m;

H4 – veikliojo dumblo tankinimo zona 0,5 – 1,0, H4 = 0,8 m.

12 lentelė

Horizontalių antrinių nusodintuvų skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Antrinių nusodintuvų paviršiaus plotasAm2736,9
Vieno nusodintuvo paviršiaus plotasA1m2368,45
Vieno nusodintuvo ilgisL1M122,82
Nusodintuvo aukštisHM4,9
  • Dumblo tankinimas

Perteklinis dumblas sausinamas mechaninių tankintuvų pagalba, po sutankinimo nukreipiamas į metatanka.

Perteklinio aktyviojo dumblo kiekis:

, m3/d;

Čia: – lyginamasis aktyviojo dumblo prieaugis pašalinus , = 0,73 g/g;

p – perteklinio aktyviojo dumblo drėgnumas, procentais. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:

;

Čia: – cirkuliacinio dumblo koncentracija, kai nusodinimo trukmė 2 val., = 7,0 mg/l.

=99,3%.

Valandinis perteklinis dumblas:

, m3/h;

Dumblo tankinimo paskirtis – dumblo tūrio ir drėgnumo sumažinimas bei organinių medžiagų skaidymas. Tankinant išsiskiriantis vanduo gražinamas į raminimo šulinį. Dumblas iš tankintuvo šalinamas hidrauliškai. Dumblo drėgnumas po sutankinimo 97%.

9 pav. Dumblo tankintuvo schema

hd – darbinės dalies aukštis, hk – kūginės dalies aukštis, hb – borto aukštis, Dt – tankintuvo skersmuo

Parenkamas gravitacinio tipo vertikalusis tankintuvas.

Tankintuvo darbinės dalies aukštis:

, m;

– dumblo tekėjimo greitis sodinimo zonoje (). Priimama

t – tankinimo trukmė ( val.). Parenkama, kad val.

Tankintuvo plotas:

, m2;

Čia: ac – dumblo koncentracija. Priimama ac = 7 g/l;

– perteklinio dumblo kiekis;

– dumblo apkrova (20 – 30 ), .

Tankintuvo skersmuo:

Čia: n – tankintuvo skaičius (ne mažiau kaip du tankintuvai

Tankintuvo kūginės dalies aukštis:

Čia: – tankintuvo kaupiamos dalies tūris. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: – dumblo išlaikymo trukmė tankintume , ;

– tankintuve esančio dumblo drėgnumas, .

Bendras aukštis:

Čia: – tankintuvo borto aukštis virš žemės paviršiaus,;

– atmušimo skydo aukštis,

– neutralaus išlyginamojo sluoksnio storis (0,3 – 0,5 m).

Sutankinto dumblo kiekis:

13 lentelė

Dumblo tankinimo skaičiavimų rezultatai

PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Perteklinio aktyviojo dumblo kiekisWpdm3/d254,46
Tankintuvo darbinės dalies aukštishdm7,2
Tankintuvo plotasAtm271,25
Tankintuvo skersmuoDtm45,38
Tankintuvo kūginės dalies aukštishkm0,92
Bendras aukštishtm12,02
Sutankinto dumblo kiekisWtdm3/d59,37

Metantanko skaičiavimas

Parenkamas mezofilinis dumblo fermentavimo režimas, nes dumblo mišinys bus sausinimas mechaniškai.

10 pav. Metantanko schema

D – rezervuaro skersmuo, hkv – viršutinės kūginės dalies aukštis, dm – dumblo mišinys, hc – centrinės dalies aukštis,

hka – apatinės kūginės dalies aukštis

\Dumblo mišinio drėgnumas :

Čia: pzd – žalio dumblo drėgnumas; pzd = 93 – 95%, priimama, kad pzd = 94 %;

ptd – tankintuve esančio dumblo drėgnumas, ptd = 96,5 – 97,5 % priimama, kad ptd=97%;

Wžd – žalio dumblo kiekis, Wžd = 16,06 m3/d.

Metantanko tūris:

Čia: e – pakraunamo į metantanką dumblo paros dozė, esant mezofiliniam režimui metantanke priimama, kad e = 10.

14 lentelė

Metantanko skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Dumblo mišinio drėgnumaspmiš%91,16
Metantanko tūrisVmm3754,3

Dumblo sausinimo aikštelės

Dumblo sausinimo paskirtis sumažinti dumblo drėgnumą tiek, kad jis būtų transportabilus. Naudojamas mechaninis dumblo sausinimo metodas. Tam parenkami filtriniai presai. Projektuojami vienas darbinis ir vienas rezervinis presai.

Bendras sausinamo dumblo kiekis:

Sausinamo dumblo kiekis per valandą:

Dumblo kiekis po sausinimo:

Čia: – stabilizuoto dumblo mišinio drėgnumas, ;

– dumblo drėgnumas po filtriniu presu, .

Nusausinto dumblo rezervinių aikštelių plotas:

Čia: k – metinė hidraulinė apkrova. Kai aikštelių pagrindas asfaltbetonis su drenažu

Parenkamos 4 aikštelės po 70, kurių matmenys 10×7 m.

15 lentelė

Dumblo sausinimo aikštelės skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Bendras sausinamo dumblo kiekisWsm3/d82,43
Sausinamo dumblo kiekis per valandąWshm3/h3,43
Dumblo kiekis po sausinimoWpsm3/d7,06
Nusausinto dumblo rezervinių aikštelių plotasAram2280

2.4. Kontaktinių rezervuarų skaičiavimas

Konkaktiniame rezervuare valytos nuotekos sulaikomos, imami mėginiai ir prižiūrima, kad išvalytos nuotekos butu išleidžiamos leistinomis kokybės normomis. Kontaktiniai rezervuarai turi būti du.

Apskaičiuojamas kontaktinių rezervuarų tūris:

Čia: t – nuotekų išbūvimo trukmė kontaktiniuose rezervuaruose, t = 30 min;

n – kontaktinių rezervuarų skaičius, n = 2.

Kontaktinių rezervuarų ilgis apskaičiuojamas pagal formulę:

Čia: v – nuotekų pritekėjimo greitis į kontaktinį rezervuarą, n = 0,6 m/min.

Kontaktinio rezervuaro skerspjūvio plotas:

Kontaktinio rezervuaro plotis:

Kontaktinio rezervuaro gylis:

16 lentelė

Kontaktinių rezervuarų skaičiavimų rezultatai
PavadinimasSimbolisMat. vnt.Reikšmė
Kontaktinių rezervuarų tūrisVKrm3127,38
Kontaktinių rezervuarų ilgisLKrM18,00
Kontaktinio rezervuaro skerspjūvio plotasSKrm27,08
Kontaktinio rezervuaro plotisbKrM3,00
Kontaktinio rezervuaro gylisHKrM2,36

Nuotekų išleistuvas

Išleistuvo paskirtis – valytų nuotekų išleidimas į paviršinį vandens telkinį (priimtuvą). Parenkamas krantinis neužliejamas išleistuvo tipas. Išleistuvą sudaro išleidimo betoninės žiotys, vamzdžio linija. Nuotekų išleistuvas įrengiamas 0,5 m virš vandens lygio.

11 pav. Nuotekų išleistuvo principinė schema

IŠVADOS
  1. Gyvenvietėse bei pramoniniuose objektuose susidariusios nuotekos pagal kilmę skirstomos į buitines; pramonines; žemės ūkio ir atmosferines. Nuotekų užterštumas gali būti organinis, mineralinis ir bakterinis-biologinis. Buitinių nuotekų užterštumo lygį apibūdina biocheminis deguonies suvartojimas, skendinčiosio medžiagos (SM) ir kiti rodikliai. Nutekamieji vandenys valomi mechaniniu, biologiniu, cheminiu valymo būdais. Mechaninis valymas atliekamas naudojant groteles, smėliagaudes Ir sėsdintumus; biologinis valymas – intensyvaus (seraciniai įrenginiai – aerotankai, aerokanalai, aerooksidatoriai ir kt.; biofiltrai) ir ekstensyvaus (filtracijos laukai, filtracijos šuliniai, augaliniai (nendrių ir švendrų) filtrai, smėlio ir žvyro filtrai, biologiniai (neaeruojami) tvenkiniai) valymo įrenginiais; cheminio valymo metu į nuotekas dedami skiediniai su juose ištirpintais chemikalais.
  1. Gyvenvietėje, turinčioje 22122 gyventojus, suprojektuota nuotekų valykla, kurios maksimalus pajėgumas Qd.max =8173,48 m3/d. Mechaniškai nuotekoms valyti suprojektuotos juostinės darbinės ir rezervinės grotos, vertikali smėliagaudė, kurios aukštis H = 5,39 m, skersmuo D = 2,84 m. Parinkti du vertikalūs pirminiai nusodintuvai, bendras nusodintuvo aukštis H = 25,16 m, skersmuo Dset = 15 m. Biologiniam nuotekų valymui parinktas frontalinės tėkmės aerotankas su pneumatine aeravimo sistema, kuris sudarytas iš 2 sekcijų. Aerotanko tūris Va = 11892,4m3, taip pat parinkti 2 horizontalieji antriniai nusodintuvai, kurių aukštis H= 4,9 m, L1 = 122,82 m.

LITERATŪROS SĄRAŠAS

  1. Baltrėnas P., Butkus D., Oškinis V., Vasarevičius S., Zigmontienė A. (2008). Aplinkos apsauga. Vilnius: Technika.
  2. Daukšas J. (2004). Aplinkos apsaugos technologijos. Šiauliai: VšĮ Šiaulių universiteto leidykla.
  3. VšĮ “Grunto valymo technologijos”. Mažų nuotekų kiekių tvarkymas gyvenamosiose vietovėse. Metodinė medžiaga ekologams, 2013. [interaktyvus]. Prieiga internetu: www.asu.lt/file.doc?id=17331, žiūrėta 2013 11 25.
  4. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2007 m. spalio 8 d. įsakymo Nr. D1-515 redakcija.
  5. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2007 m. balandžio 2 d. įsakymu Nr. D1-193 „Paviršinių nuotekų tvarkymo reglamentas“ // Valstybės žinios. 2007, Nr. 42 -1594.
  6. Buitinių nuotekų valymo įrenginiai https://www.kasyba.com/nuoteku-valymo-irenginiai-kaina/
Ankstesnis straipsnisPasauliui išgelbėti tereikia žinutės
Kitas straipsnis12 prieskonių Kūčių stalo patiekalams