Термины
Большая Советская Энциклопедия.
Метантенк, метантанк (от метан и англ. tank — бак, цистерна), железобетонный резервуар значительной ёмкости (до нескольких тыс. м3) для биологической переработки (сбраживания) с помощью бактерий и др. микроорганизмов в анаэробных условиях (без доступа воздуха) органической части осадка сточных вод. Распад органических веществ протекает в 2 фазы. В первой фазе из углеводов, жиров и белков образуются жирные кислоты, водород, аминокислоты и пр. Во второй — происходит разрушение кислот с образованием преимущественно метана и углекислого газа. В Метантенк подаётся обычно смесь сырого (свежего) осадка из первичных отстойников и избыточный активный ил из вторичных отстойников после аэротенков. В Метантенк производят подогрев сбраживаемой массы (чаще всего «острым» паром) и её перемешивание.
Различают мезофильное (при температуре 30—35 °С) и термофильное (при температуре 50—55 °С) сбраживание. При термофильном сбраживании процесс распада проходит быстрее, но сброженный осадок хуже отдаёт воду. Смесь газов, выделяющихся при сбраживании, состоит преимущественно из метана (до 70%) и углекислого газа (до 30%). Метан (сжигаемый в котельной) используется для получения пара, которым подогревают осадок.
Лит.: Карпинский А. А., Новые достижения в технологии сбраживания осадков сточных вод, Метантенк, 1959; Канализация, 4 изд., Метантенк, 1969.
Ю. Метантенк Ласков.
Аэротенк, аэротанк (от аэро... и англ. tank — резервуар, бак), сооружение для биологической очистки сточных вод. Представляет собой бетонный или железобетонный проточный резервуар, разделённый перегородками на ряд коридоров (ширина коридоров 8—10 м, высота 4 —5 м, длина до 150 м). Коридоры оснащены аэраторами, через которые подаётся воздух для снабжения кислородом искусственно вносимого активного ила и его перемешивания со сточными водами. Жидкая смесь, протекая по Аэротенк, очищается в результате окисления содержащихся в ней органических загрязнений микроорганизмами активного ила. Продолжительность пребывания сточной жидкости в Аэротенк 6—12 ч.
Лит.: Орловский З. Аэротенк, Очистка сточных вод в аэротенках, М., 1960.
Жироловка, резервуар для отделения и задержания из сточных вод жиров, минеральных масел и др. путём уменьшения скорости их течения. Жировые вещества, содержащиеся в сточных водах, нарушают работу очистных сооружений (биофильтров, полей фильтрации и др.), а попадая в водоём и покрывая тонкой плёнкой большие площади водной поверхности, затрудняют доступ кислорода и тем самым тормозят процессы самоочищения водоёма. Наряду с этим жиры и т. п. вещества являются ценным сырьём, которое может быть переработано для технических целей. Жироловка устанавливают у выпусков сточных вод из отдельных зданий (столовых, фабрик-кухонь, мясокомбинатов, консервных заводов и др. промышленных предприятий), а также в системах городской канализации. Продолжительность пребывания сточных вод в Жироловка от 5 сек до 15 мин при скорости потока до 10 см/сек. В зависимости от количества задерживаемых жиров последние удаляются из Жироловка насосами или вакуумными установками, при этом жиры подогревают до температуры 45—50°С.
Нефтеловушка, сооружение для улавливания нефти и нефтепродуктов из промышленных сточных вод. Представляет собой бетонный или железобетонный резервуар (горизонтальный отстойник), разделённый продольными стенками на 2 или более параллельно работающие секции. Нефтеловушка, улавливается до 98% нефтепродуктов.
Песколовка, устройство для выделения из сточных вод механических примесей минерального происхождения (главным образом песка). Песколовка обычно устанавливают перед отстойниками очистных сооружений систем канализации. Применение Песколовка обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей затруднён процесс удаления осадка из отстойников и дальнейшая его обработка (сбраживание) в метантенках. В Песколовка в основном задерживается песок крупностью 0,25 мм и более.
Различают Песколовка с горизонтальным (наиболее распространены), вертикальным и винтовым движением воды; последние бывают аэрируемыми (вода продувается сжатым воздухом). Горизонтальные Песколовка представляют собой железобетонные резервуары прямоугольного или трапецеидального поперечного сечения, в которых вода движется со скоростью 0,15—0,3 м/сек, продолжительность пребывания воды в Песколовка 30—60 сек, песок выпадает в осадок под действием силы тяжести.
Септик (англ. septic, от греч. septikós — гнилостный, гнойный), сооружение для очистки небольших количеств (до 25 м3, реже до 50 м3 в сутки) бытовых сточных вод. Септик представляет собой подземный отстойник горизонтального типа, состоящий из 1—3 камер, через которые последовательно протекает сточная жидкость. Предварительно обработанные (осветлённые) в Септик сточные воды подвергаются затем биологической очистке на полях подземной фильтрации или в песчано-гравийных фильтрах. В Септик задерживается до 90% взвешенных веществ.
Биофильтр, сооружение для биологической очистки сточных вод. Представляет собой круглый или прямоугольный в плане резервуар с двойным дном, наполненный фильтрующим материалом (котельный шлак, гранитный щебень, гравий, керамзит и др.). Расстояние между днищами не менее 0,4 м. Высота фильтрующего слоя 1,5—2 м.; крупность зёрен фильтрующего слоя 30—50 мм,нижнего подстилающего слоя — 60—100 мм. При прохождении сточной воды через фильтрующий материал на его поверхности образуется биологическая плёнка из скоплений бактерий, грибков, окисляющих и минерализующих органические вещества сточной воды. Окислительная мощность Биофильтр определяется опытным путём. См. Биологическая очистка сточных вод.
Аэрофильтр (от аэро... и фильтр), сооружение для биологической очистки сточных вод. Отличается от биофильтра большей высотой фильтрующего слоя (до 4 м) и наличием устройства для принудительной вентиляции, что обеспечивает высокую окислительную мощность Аэрофильтр Подача воздуха осуществляется под избыточным давлением 200 мм вод. ст. при помощи вентиляторов. Нагрузка сточных вод принимается до 5 м3 в сутки на 1 м3объёма Аэрофильтр См. Биологическая очистка сточных вод.
Поля фильтрации, участки земли, приспособленные для естественной биологической очистки сточных вод путём фильтрации их через почвенные горизонты. Устраивают на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с хорошими фильтрационными свойствами. Состоят из участков (карт) с почти горизонтальной поверхностью площадью 0,5—2 га, огражденных валами высотой 0,8—1 м. Сточные воды, очищенные от механических примесей, жира, яиц гельминтов и пр., подаются в карту слоем 20—30 см (зимой намораживают до 75 см) по открытым каналам через водовыпуски и просачиваются через почву. Вода по дренам поступает в коллектор и сбрасывается в реку. После впитывания сточной жидкости поверхность карты перепахивают и снова заполняют. Допустимая норма суточной нагрузки Поля фильтрации (м3/га): для песка 70—125, супеси 50—100, суглинка 40—70. Для очистки небольших количеств сточных вод устраивают подземные Поля фильтрации (сточная жидкость поступает в почву через дрены). На Поля фильтрации, в отличие от полей орошения, с.-х. культуры не выращивают.
В. М. Новиков.
Водопотребление, расходование воды, подаваемой для удовлетворения различных нужд населения, промышленности и т.д. Различают две основные категории Водопотребление: 1) хозяйственно-питьевое и коммунальное Водопотребление — потребление воды, связанное с бытовыми нуждами населения (питьё, приготовление пищи, содержание в чистоте жилищ и т.п.) и обеспечением благоустройства населённых мест (поливка улиц, зелёных насаждений и т.п.); 2) производственное или техническое Водопотребление — потребление воды для технологических целей промышленности, энергетики, транспорта (парообразование, охлаждение, промывка продукции, гидравлический транспорт и т.п.), на противопожарные нужды и пр. Количество воды, расходуемое для нужд населения, зависит в основном от степени санитарно-технического оборудования жилищ (наличия канализации, ванн, душей, систем газоснабжения и горячего водоснабжения). Показателем размеров Водопотребление по этой категории служит удельный расход воды, т. е. количество воды, расходуемое в среднем в сутки на одного жителя. Измерения и анализ фактических удельных расходов в населённых местах дают основания для установления норм водопотребления — величин удельных расходов, которые рекомендуется принимать при проектировании новых или реконструкции существующих водопроводов.
Лит.: Абрамов Н. Н., Водоснабжение, М., 1967; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел Г, гл. 3. Водоснабжение. Нормы проектирования, М., 1963.
Канализация, комплекс инженерных сооружений, оборудования и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и отведение за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, а также их очистку и обезвреживание перед утилизацией или сбросом в водоём. Различают внутреннюю и наружную Канализация Внутренняя Канализация служит для приёма сточных вод (в местах их образования) и отведения их из здания в наружную канализационную сеть. Элементами внутренней Канализация являются санитарные приборы, отводные трубы, стояки и выпуски из зданий. Наружная Канализация, предназначенная для транспортирования сточных вод за пределы населённых мест и промышленных предприятий, включает трубопроводы (самотёчные и напорные), насосные станции и очистные сооружения.
Под системой Канализация принято понимать совместное или раздельное отведение трёх категорий сточных вод (бытовых, производственных и дождевых). В практике городского строительства наибольшее распространение получили общесплавная и раздельная системы Канализация При общесплавной системе (рис. 1) все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы населённого места. При раздельной системе (рис. 2) дождевые и условно чистые производственные воды удаляют по одной сети труб и каналов, а бытовые и производственные — по другой (одной или нескольким канализационным сетям). Раздельная система Канализация может быть полной или неполной.
Схемой Канализация называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы Канализация с учётом местных условий и перспектив развития объекта канализования (города, посёлка, промышленного или жилого района и т.д.). Каждая схема Канализация может быть осуществлена различными техническими приёмами в отношении трассирования сетей и коллекторов, глубины их заложения, количества насосных станций, числа и местоположения очистных сооружений, необходимой степени очистки сточных вод, очерёдности строительства и т.д.
В зависимости от рельефа местности всю канализуемую территорию населенного пункта условно делят на бассейны канализования, т. е. участки, ограниченные водоразделами. В каждом бассейне по подземным канализационным трубам уличной сети сточные воды собирают в один или несколько коллекторов. Сточные воды сплавляют по коллекторам самотёком, а в случаях большого заглубления коллектора сеть разделяют на несколько районов с нормальным заглублением трубопроводов. Из этих районных сетей сточные воды направляют к районной насосной станции перекачки (РСП), откуда они по напорному трубопроводу поступают на более высокую отметку в самотёчные коллекторы. Устраивают также канализационные насосные станции для подачи сточных вод непосредственно к очистным сооружениям, откуда очищенные воды по выпуску сбрасывают в водоём. На рис. 3 приведён пример общей схемы и основных сооружений современной Канализация населённого пункта.
Историческая справка. Отведение сточных вод по трубам за пределы населенных мест применялось с древних времён. При раскопках в Египте обнаружены канализационные каналы, построенные 2500 лет до н. э. Аналогичные сооружения существовали ещё раньше в Индии. В 6 в. до н. э. в Риме был построен канал «клоака максима», частично используемый в современной Канализация Однако эти сооружения требовали огромных затрат труда и материалов и осуществлялись лишь для дворцов, храмов, общественных купален. В эпоху феодализма и особенно в последующий период развития капитализма возросшая плотность населения привела к ухудшению санитарного состояния городов. Участившиеся эпидемии вызвали необходимость строительства водопроводов, а затем и Канализация Это диктовалось также развитием промышленности и увеличением объёмов производственных сточных вод. Интенсивное строительство Канализация началось в Европе только с 19 в. Первые подземные каналы для отведения загрязнённых вод в России были построены в 11—14 вв. (Новгород, Московский Кремль). Значительное применение канализационные каналы получили лишь в начале 19 в. в Петербурге и Москве (в дореволюционной России Канализация имелась в 18 наиболее крупных городах). В СССР одновременно с ростом городов и посёлков в широких масштабах осуществляется их благоустройство и в том числе строительство централизованных систем водопровода и Канализация Для большей части канализационных сооружений разработаны и применяются типовые проекты, значительно сокращающие затраты труда и сроки сооружения систем Канализация Получили широкое распространение индустриальные методы производства строительных работ, в частности щитовая проходка при прокладке коллекторов, сборные конструкции канализационных сооружений. К 1980 в Советском Союзе намечается построить (дополнительно к существующим) свыше 270 тыс. км канализационных сетей, увеличить пропускную способность очистных сооружений Канализация до 90 млн. м3/сут; объём очищаемых производственных сточных вод достигнет 120 млн. м3/сут.
Лит.: Канализация, под ред. А. И. Жукова, М., 1969.
С. В. Яковлев, Ю. М. Ласков.
Сточные воды, воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К Сточные воды относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в Сточные воды органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации Сточные воды являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.
Классификация и состав Сточные воды В зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) Сточные воды подразделяются на 3 основных категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и атмосферные. К бытовым Сточные воды относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами. Производственными Сточные воды являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых. Производственные Сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные Сточные воды подразделяют на загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке, и условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки. Атмосферные Сточные воды — дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные Сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные Сточные воды
Степень загрязнённости Сточные воды оценивается концентрацией примесей, т. е. их массой в единице объёма (в мг/л или г/м.3).
Состав бытовых Сточные воды более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых Сточные воды обычно подразделяют на: нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм) либо суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм), коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).
Различают загрязнения бытовых Сточные воды минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений — углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота. К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым Сточные воды, но и некоторым видам производственных Сточные воды, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.
В бытовых Сточные воды минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических — около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии — 20%, коллоиды — 10%, растворимые вещества — 50%. Количество бытовых Сточные воды зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий. Например, по действующим в СССР нормативам среднесуточное количество Сточные воды, приходящееся на одного жителя (при наличии в здании водопровода, канализации и горячего водоснабжения), составляет 275—350 л/сут.
Состав и степень загрязнённости производственных Сточные воды весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.
Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др. Так, в городах Европейской части СССР дождевой сток в среднем один раз в году может достигать 100—150 л/сек с 1 га. Годовой сток дождевых вод с застроенных территорий в 7—15 раз меньше, чем бытовых.
Охрана водоёмов от загрязнения Сточные воды Загрязнение водоёмов является главным образом следствием спуска в них Сточные воды промышленных предприятий и населённых мест. Неочищенные Сточные воды, содержащие значительные количества органических веществ и микроорганизмов, попадая в водоём (реку, озеро), нарушают его естественный режим: поглощают растворённый в воде водоёма кислород, ухудшают качество воды, способствуют образованию отложений (осадка) на дне, водоёмы становятся непригодными для питьевого (а иногда и технического) водоснабжения, в них погибает рыба. Кроме того, при загрязнении водоёмов Сточные воды ухудшается их эстетический вид и ограничивается возможность использования для купания, водного спорта, туризма и т.п.
В СССР необходимая степень очистки Сточные воды и условия спуска Сточные воды в водоёмы регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Установлено 2 вида нормативов качества воды в водоёмах в зависимости от характера их использования: для водоёмов питьевого и культурно-бытового водопользования и для водоёмов, используемых в рыбохозяйственных целях. Установлены также предельно допустимые концентрации веществ в воде водоёмов. Они являются исходными при определении условий сброса Сточные воды в водоёмы. Выпуск в водоёмы неочищенных Сточные воды в СССР запрещен Законом об охране природы и водным законодательством. Надзор за спуском Сточные воды и их очисткой или обезвреживанием осуществляется органами санитарно-эпидемиологической службы министерства здравоохранения СССР, а также Бассейновыми инспекциями министерства мелиорации и водного хозяйства СССР.
Очистка и утилизация Сточные воды В системах канализации населённых мест очистка Сточные воды перед выпуском их в водоёмы производится на очистных сооружениях, где удаляются содержащиеся в Сточные воды взвешенные вещества (см. Песколовка, Отстойники), коллоидные и растворённые вещества (см. Биологическая очистка), осевший осадок первичных отстойников и избыточный активный ил, образующийся в процессе биологической очистки, обрабатываются и обезвреживаются для последующей утилизации. В современной практике наиболее полное удаление загрязняющих веществ достигается биологической очисткой Сточные воды
Производственные Сточные воды после соответствующей очистки могут быть повторно использованы в технологическом процессе, для чего на многих промышленных предприятиях создаются системы оборотного водоснабжения либо замкнутые (бессточные) системы водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких-либо вод в водоёмы. Большое народно-хозяйственное значение имеет внедрение технологии комплексной безотходной переработки сырья (особенно на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и горно-обогатительной промышленности). Перспективны методы физико-химической очистки (коагулирование, отстаивание, фильтрация) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы т. н. дополнительной обработки (сорбция, ионообмен, гиперфильтрация, удаление азотистых веществ и фосфатов и др.), обеспечивающей весьма высокую степень очистки Сточные воды перед спуском их в водоёмы или при использовании Сточные воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Эффективны методы термического обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.
Имеющиеся в Сточные воды (преимущественно бытовых) в значительном количестве вещества, содержащие азот, калий, фосфор, кальций и др. элементы, являются ценными удобрениями для с.-х. культур, в связи с чем Сточные воды используются для орошения с.-х. земель (см. Поля орошения). Целесообразно обезвреживание Сточные воды на станциях биологической очистки производить с подачей очищенных Сточные воды на поля. Осадки Сточные воды после соответствующей обработки (сбраживание, сушка) обычно используют в качестве удобрений.
Лит.: Канализация, 4 изд., М., 1969; Канализация промышленных предприятии М., 1969.
З. А. Орловский.
Поля орошения, участки земли, подготовленные для естественной биологической очистки сточных вод и выращивания с.-х. растений. Различают Поля орошения коммунальные — выполняют в основном санитарные функции, устройством почти не отличаются от полей фильтрации, в СССР организуются на землях, находящихся в ведении коммунальных органов; Поля орошения земледельческие (сезонные — действуют летом, и круглогодовые) — устраиваются для выращивания с.-х. культур, потребляющих питательные вещества, содержащиеся в сточных водах, на землях колхозов и совхозов.
Использование сточных вод в сельском хозяйстве известно с древнейших времён (Рим, Афины, Вавилон и др.). В Германии (Бунцлау) Поля орошения существовали с 1559, в Великобритании (Эдинбург) с 1709, во Франции (Париж) с 1868; в России — с 1887 в Одессе, с 1895 в Киеве, с 1898 в Москве. В СССР орошение сточными водами в сельском хозяйстве применяется с 1922, в 1931 под Москвой организован совхоз «Люберецкие поля орошения». Земледельческие Поля орошения существуют под Киевом (Бортнические), в Ухтомском районе Московской области, в Кустанайской области (г. Рудный) и др. местах. В 1973 площадь их в СССР — более 60 тыс. га. Орошение с.-х. культур сточными водами распространено во многих странах.
На Поля орошения возделывают в основном кормовые растения — кукурузу на силос, корнеплоды (урожаи их достигают 1000 ц с 1 га), многолетние травы. Поля орошения устраивают на почвах (грунтах) разного механического состава, желательно на лёгких песчаных и супесчаных. Оросительная сеть состоит из трубопроводов, отстойников, насосной станции, регулирующих ёмкостей и каналов, поливной сети. Суточные нормы нагрузки (зависят от потребности растений во влаге и питательных веществах) — 15—20 м3/га на лёгких почвах и 5—7 м3/га на тяжёлых. Оросительные нормы и поливные нормы на Поля орошения устанавливают, исходя из потребностей с.-х. культуры во влаге. Основной способ полива — самотёчный по бороздам или полосам, зимой — затопление (см. Полив поверхностный). На Поля орошения используют также жидкий навоз, получаемый на животноводческих фермах, при применении гидросмыва. Устройство Поля орошения тесно связано с проектированием и строительством канализации, что позволяет комплексно решать вопросы благоустройства городов и сельских населённых мест.
Лит.: Орлов В. П., Земледельческие поля орошения, 3 изд., М., 1961; Использование сточных вод в орошении, М., 1964; Шульц М., Круглогодовое орошение сточными водами, М., 1965; Львович А. И., Практика проектирования земледельческих полей орошения, М., 1968.
В. М. Новиков.
Дрена (от англ. drain — осушать), подземный искусственный водоток (труба, полость) для сбора и отвода почвенно-грунтовых вод и аэрации почвы. Дрена различают по назначению (осушители, коллекторы), конструкции и материалам: трубчатые (гончарные, деревянные, пластмассовые и др.), полостные (кротовые, щелевые), с заполнителями (гравийные, фашинные). См. также Дренаж сельскохозяйственных земель.
Отстойники, резервуары или бассейны для выделения из жидкости взвешенных примесей осаждением их под действием силы тяжести при пониженной скорости потока (см. Отстаивание). Отстойники применяются для очистки воды в системах гидроузлов и ирригационных сооружений, водоснабжения, канализации, а также для очистки масел, бензина и т. п. в машинах и технологических установках.
Отстойники гидросиловых и ирригационных систем служат для предотвращения проникновения взвесей в турбины ГЭС и в оросительные каналы. На ГЭС и насосных станциях Отстойники предохраняют лопасти гидротурбин и насосов от истирания их твёрдыми примесями (с размером частиц от 0,25 мм и более), которое может привести к понижению кпд турбин и насосов. В ирригационных системах Отстойники предохраняют каналы от заиления; в оросительную сеть с водой попадают только мелкие частицы, которые могут служить удобрением. Такие Отстойники различают: по характеру работы — непрерывного или периодического действия; по способу удаления наносов — с гидравлическим промывом, с механической очисткой и комбинированные; по числу камер — однокамерные и многокамерные. Скорость течения воды в камерах Отстойники (в зависимости от характера и количества наносов) — от 0,25 до 0,5 м/сек.
Отстойники систем водоснабжения бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные — в зависимости от направления основного потока воды в них. Горизонтальные Отстойники применяют для удаления взвеси: коагулированной — на водопроводных очистных станциях производительностью 30 — 50 тысяч м3/сут и некоагулированной — на станциях любой производительности. Удаление осадка из горизонтальных Отстойники обычно осуществляется с помощью перфорированных коробов или труб, укладываемых по дну Отстойники Вертикальные Отстойники служат для осаждения коагулированной взвеси на очистных станциях производительностью до 3 тысяч м3/сут. Радиальные Отстойники обычно применяют на крупных водоочистных станциях для предварительного осветления очень мутных вод (мутность более 2 г/л), а также для очистки воды в системах оборотного промышленного водоснабжения; они оборудуются скребковыми механизмами для непрерывного удаления выпавшей взвеси.
Отстойники очистных сооружений (канализационные). По технологической схеме и принципам работы канализационные Отстойники близки к водопроводным с некоторым усложнением вспомогательных устройств, обусловленным большим количеством осадка, выпадающего из сточной воды. Первичные Отстойники служат для выделения взвесей на этапе механической очистки, вторичные — для отделения активного ила при биологической очистке. В качестве вторичных Отстойники после аэротенков обычно используются радиальные Отстойники с илососами. Длительность пребывания сточных вод в Отстойники 1,5—2 ч.
Лит.: Замарин Е. А., Фандеев В. В., Гидротехнические сооружения, 5 изд., М., 1965; Федоров Н. Ф., Шифрин С. М., Канализация, М., 1968; Клячко В. А., Апельцин И. Э., Очистка природных вод, М., 1971.
З. А. Орловский.
Песколовка, устройство для выделения из сточных вод механических примесей минерального происхождения (главным образом песка). Песколовка обычно устанавливают перед отстойниками очистных сооружений систем канализации. Применение Песколовка обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей затруднён процесс удаления осадка из отстойников и дальнейшая его обработка (сбраживание) в метантенках. В Песколовка в основном задерживается песок крупностью 0,25 мм и более.
Различают Песколовка с горизонтальным (наиболее распространены), вертикальным и винтовым движением воды; последние бывают аэрируемыми (вода продувается сжатым воздухом). Горизонтальные Песколовка представляют собой железобетонные резервуары прямоугольного или трапецеидального поперечного сечения, в которых вода движется со скоростью 0,15—0,3 м/сек, продолжительность пребывания воды в Песколовка 30—60 сек, песок выпадает в осадок под действием силы тяжести.
Биологическая очистка сточных вод, способ очистки бытовых и промышленных сточных вод, заключающийся в биохимическом разрушении (минерализации) микроорганизмами органических веществ (загрязнений органического происхождения), растворённых и эмульгированных в сточных водах. Микроорганизмы (бактерии) используют эти вещества как источник питания и энергии для своей жизнедеятельности. В процессе дыхания микроорганизмов органические вещества окисляются и освобождается энергия, необходимая для их жизненных функций. Часть энергии идёт на процессы синтеза клеточного вещества, т. е. на увеличение массы бактерий, количества активного ила и биологической плёнки в очистных сооружениях. В минерализации органических соединений сточных вод участвуют бактерии, которые в зависимости от отношения их к кислороду делятся на 2 группы: аэробы (использующие при дыхании растворённый в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствие свободного кислорода). В сточных водах, помимо растворённых органических веществ, содержатся взвешенные вещества, смолы и масла, которые перед Биологическая очистка должны быть удалены. Для этой цели применяют решётки, песколовки, отстойники. Аэробная Биологическая очистка осуществляется в условиях, близких к естественным, — на полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах и в искусственно создаваемой среде, когда жизнедеятельность микроорганизмов интенсифицируется, — в аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах. При анаэробном способе очистки используются метантенки. Выбор типа сооружений определяется характером и количеством сточных вод, местными условиями, требованиями к качеству очищаемой воды и т.д. В результате полной очистки биохимически окисляемые органические вещества в водах практически отсутствуют. Воды теряют способность к загниванию, становятся прозрачными, значительно снижается их бактериальное загрязнение. Биологическая очистка подвергаются сточные воды, содержащие в достаточном количестве биогенные элементы (азот, фосфор и калий), необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. В ряде случаев биогенные элементы в виде растворов солей добавляют к сточным водам перед их Биологическая очистка
Лит.: Канализация, под ред. А. И. Жукова, 4 изд., М., 1969.
М. М. Калабина, Л. Г. Демидов.
Анаэробы, анаэробные организмы, анаэробионты, аноксибионты (от греч. an — отрицательная частица и аэробы), организмы, способные жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода и получающие энергию для жизнедеятельности расщеплением органических и неорганических веществ. Термин «А.» ввёл Л. Пастер, открывший в 1861 микробы маслянокислого брожения. Анаэробы делят на облигатных и факультативных. Облигатные (обязательные, строгие) Анаэробы хорошо развиваются при полном отсутствии кислорода. Вегетативные формы этих Анаэробы быстро погибают при соприкосновении с воздухом, споры устойчивы к кислороду. Они лишены ферментных систем, способных переносить водород на свободный кислород. К облигатным Анаэробы относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, некоторые стрептококки и др. болезнетворные микробы; бифидобактерии, живущие в кишечнике человека и животных и играющие роль антагонистов вредной микробной флоры, а также маслянокислые и др. бактерии, развивающиеся в средах, лишённых кислорода (глубокие участки раны, созревающий сыр, ил донных отложений и др.). Среди многоклеточных организмов облигатные Анаэробы не встречаются. Факультативные (условные) Анаэробы способны развиваться как без кислорода, так и в его присутствии. К факультативным Анаэробы относятся как микроорганизмы (дрожжи, гноеродные кокки, палочки брюшного тифа, сибиреязвенные бактерии и др.), так и некоторые простейшие и многоклеточные животные — обитатели гниющего ила (ресничные инфузории, малощетинковые черви, моллюски и др.) и паразиты кишечника крупных животных (инфузории, круглые и плоские черви). Отношение к кислороду у факультативных Анаэробы различно: развитие одних идёт лучше в отсутствии кислорода, других — в его присутствии. Это связано с тем, что у многих факультативных Анаэробы наряду с ферментами, способными переносить водород на различные легко восстанавливающиеся соединения (как это имеет место у облигатных Анаэробы), имеются и ферменты, переносящие водород на свободный кислород. Поэтому границы между Анаэробы и аэробами в значительной мере условны. Анаэробы широко распространены в природе (почве, морской воде — на больших глубинах, в донных отложениях и др.) и играют важную роль в превращениях органических и неорганических веществ.
Лит.: Бранд Т., Анаэробиоз у беспозвоночных, пер. с англ., М., 1951; Иерусалимский Н. Д., Основы физиологии микробов, М., 1963; Метаболизм бактерий, пер с англ., М., 1963.
Аэробы, аэробные организмы (от аэро... и греч. bios — жизнь), организмы, обладающие аэробным типом дыхания, т. е. способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода. К Аэробы относятся почти все животные и растения, а также многие микроорганизмы, которые используют для жизнедеятельности энергию, освобождающуюся при реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного кислорода (т. е. обладающие окислительным типом метаболизма). Облигатные (безусловные) Аэробы, аэрофилы (от греч. phileo — люблю), получают энергию только от реакции окисления (например, уксуснокислые и нитрифицирующие бактерии). Факультативные Аэробы (условные Аэробы; они же условные анаэробы)используют энергию брожения, а потому могут жить и при больших, и при ничтожных количествах кислорода (например, дрожжи, денитрифицирующие бактерии). Каждому виду бактерий Аэробы свойственны определённые, характерные для него максимальная, минимальная и оптимальная концентрации кислорода.
Лит.: Работнова И. Л., Общая микробиология, М., 1966; Фробишер М., Основы микробиологии, пер. с англ., М., 1965; Stanier R., Doudoroff М., Adelberg Е., General microbiology, 2 ed., L., 1963.
Очистные сооружения, комплекс инженерных сооружений в системе канализации населённого места или промышленного предприятия, предназначенный для очистки сточных вод от содержащихся в них загрязнений. Целью очистки является подготовка сточных вод к использованию на производстве или к спуску в водоёмы. Производственные сточные воды, как правило, подвергаются вначале очистке на локальных Очистные сооружения для снижения концентрации загрязнений, извлечения и утилизации находящихся в них полезных веществ, а также для подготовки этих вод к очистке на общезаводских Очистные сооружения (если это необходимо). После локальной очистки или обработки на общезаводских Очистные сооружения сточные воды могут быть снова использованы в технологическом процессе. В отдельных случаях очищенные производственные воды спускаются в водоёмы либо (без полной очистки) в городские канализационные системы. В зависимости от загрязнённости и требуемой степени очистки сточных вод в состав Очистные сооружения могут включаться сооружения механической, биологической, физико-химической и дополнительной очистки.
На сооружениях механической очистки из сточных вод удаляют до 75% нерастворимых загрязнений (мелкие минеральные примеси, песок, нефтепродукты, жиры и др.). Всплывающие вещества задерживаются с помощью решёток или сит, извлекаются из воды, измельчаются в дробилках молоткового типа и сбрасываются обратно в поток сточной воды либо подвергаются обработке совместно с осадком. Песок и др. мелкие минеральные примеси задерживаются при пропуске сточных вод через песколовки. Осевший песок перемещается гидроэлеватором на так называемые песковые площадки либо в бункеры, откуда вывозится и используется для планировки местности. Нерастворённые взвешенные вещества задерживаются главным образом в отстойниках и септиках. Для удаления нефтепродуктов, жиров и др. веществ с плотностью, близкой к плотности воды, применяются нефтеловушки, жироловки, флотаторы.
Органические загрязнения, содержащиеся в сточных водах в виде коллоидов и растворённых веществ, удаляются на 90—95% сооружениями биологической очистки.
Химические методы очистки основаны главным образом на том, что при введении в сточную воду растворов некоторых реагентов образуются хлопья, способствующие осаждению взвешенных веществ. Сооружения физико-химической очистки состоят из устройств для приготовления и дозировки реагента (при реагентной очистке), смесителей для смешения сточных вод с реагентом, камер реакции для первоначального хлопьеобразования, отстойников, в которых выпадают в осадок взвешенные вещества и частично коллоиды. Помимо реагентной очистки, к физико-химическим методам относятся электрохимические, гиперфильтрация, окисление и др. Дополнительной очистке сточные воды подвергаются (в случае надобности) после биологической очистки; при этом используются в основном фильтрация, реагентная обработка и другие методы, обеспечивающие удаление оставшихся органических взвешенных веществ, фосфора и азота.
Последний этап обработки сточных вод — их дезинфекция (обеззараживание) воздействием хлора на бактериальные загрязнения, оставшиеся после биологической, химической или дополнит, очистки. Сооружения для дезинфекции — хлораторы, контактные резервуары (в виде первичных отстойников).
В процессе очистки сточных вод в отстойниках накапливается осадок; он плохо сохнет, издаёт неприятный запах и опасен в санитарном отношении. Сброженный (перегнивший) осадок лишён этих отрицательных свойств, поэтому применяются сооружения для обработки и обезвреживания осадка — септики, двухъярусные отстойники, метантенки, иловые площадки, вакуум-фильтры, центрифуги и фильтр-прессы.
Лит.: Максимовский Н. С., Очистка сточных вод, М., 1961; Канализация промышленных предприятий, [ч. 1—2], М., 1962—69.
З. А. Орловский.
Гидроэлеватор (от гидро... и элеватор), насос струйного типа для подъёма и перемещения по трубопроводу жидкостей и гидросмесей. Работа Гидроэлеватор основана на использовании энергии струи поды, подводимой к насадке под напором. Проходя с большой скоростью через проточную часть Гидроэлеватор (рис.), струя воды создаёт при вылете из насадки перепад давления. Это вызывает поступление в смесительную камеру Гидроэлеватор транспортируемого материала. Из смесительной камеры струя рабочей жидкости увлекает образующуюся гидросмесь в диффузор. В диффузоре скорость движения гидросмеси снижается, но повышается её давление за счёт перехода части кинетической энергии струи в потенциальную энергию потока, чем и обеспечивается перемещение гидросмеси по трубопроводам. Гидроэлеватор не имеет движущихся частей и прост в конструктивном исполнении, но его кпд не превышает 20—25%.
Гидроэлеватор применяются для транспортировки материалов на незначительные расстояния (до нескольких сотен м), при гидромеханизации горных и строительных работ, для удаления шламов на обогатительных фабриках, шлака и золы в котельных и на электростанциях, для транспортировки песка и гравия.
Лит.: Каменев П. Н., Гидроэлеваторы в строительстве, М., 1964; Фридман Б. Э., Гидроэлеваторы, М., 1960.
В. В. Ляшевич.
Иловая площадка, канализационное очистное сооружение для обезвоживания осадка (ила), выпадающего из сточных вод при их отстаивании или перегнившего в метантенках. Основная часть сооружения — спланированные участки земли (площадки), окруженные земляными валами, по которым проходят иловые желоба для подачи осадка. Сырой осадок из отстойников или сброженный осадок из метантенков или других сооружений периодически накапливается небольшим слоем на Иловая площадка и подсушивается, в результате чего содержание воды в нём уменьшается на 20—25%, он приобретает структуру влажной земли и затем вывозится как удобрение на с.-х. земли. Иловая площадка обычно устраиваются на хорошо фильтрующих естественных грунтах (песок, супесь) или на искусственных основаниях с дренажем сооружений.
Активный ил, ил, образующийся при очистке сточных вод в аэрационном бассейне — аэротанке и очищающий сточные воды. Активный ил и. создаётся из взвешенных в сточной жидкости частиц, не задержанных первичным отстойником, и адсорбируемых коллоидных веществ с размножающимися на них микроорганизмами (бактериями, простейшими, водорослями и др.). Активный ил и. значительно ускоряет процессы окисления и очистки сточных вод в результате поглощения его частицами органических веществ и бактерий. Микробы сточной жидкости, в том числе и болезнетворные, адсорбируются Активный ил и. и погибают или становятся активными агентами ила. См. Биологическая очистка сточных вод.