CC BY
15
ИЗ ПРАКТИКИ
Н. Б. АКОПЯН (Ереван)
К вопросу о замене шлака для загрузки биофильтров другим' материалом'
Из кафедры общей гигиены медицинского и коммунального отделов санитарно-бактериологического института в Ереване
По утвержденному в 1938 г. проекту канализации Еревана городские сточные воды в количестве 43 ООО м3 в сутки (на конец расчетного периода) должны быть обезврежены на биологической станции и спущены в реку Зангу, частично служащую источником водоснабжения для нескольких прибрежных сел, расположенных ниже места будущей станции. Основные сооружения последней должны состоять из отстойников типа Эмшер, иловых площадок, капельных двухступенных фильтров и рыбных прудов. Из прудов очищенные стоки будут подаваться в существующую оросительную сеть (весной и летом) или спускаться непосредственно в реку (осенью и зимой).
Общая длина канализационной сети города к концу 1938 г. составляла 26 ем, а число присоединенных к ней домов — 521.
Сточные воды до поступления в отводной коллектор разбавляются грунтовыми водами, после чего спускаются в реку в районе, отведенном под постройку биологической станции. Количество стоков, поступающих в реку, равно 100 л/сек.
Данные анализов сточных вод и речной, степень разбавления и прочие санитарные показатели дают основание утверждать, что постройка биологической станции стала уже очередной задачей.
Как известно, степень очистки сточных вод на биофильтрах зависит как от их первоначального состава, так и от характера загрузочного материала. Эта зависимость была установлена работами Дунбара, Диб-дина и др. еще 30—40 лет назад. С тех пор лучшими для загрузки фильтров материалами были признаны шлак, кокс.
Дунбаром! же впервые было доказано, что не все шлаки одинаково пригодны для загрузки фильтров. Так, например, присутствие железа в шлаке увеличивает наличие сернистых соединений и извести (СаО), ухудшает работу фильтров. Роль железа была установлена также опытами по загрузке фильтров пемеой, не содержащей железа и обладающей в прочих отношениях лучшими данными, чем шлак.
Следовательно, при выборе даже такого испытанного материала, как шлак, не исключается необходимость предварительных опытов для определения потребности его количества на единицу объема стоков, подлежащих очистке.
Этим и объясняется появление у нас за последние годы ряда работ, посвященных этому вопросу и проведенных на опытных установках (Калабина М. М., Доброхотов Н. Д., Шробштейн Р. А. и Левицкая В. В. и др.) Ч
При составлении проекта биологической станции канализации Еревана была исключена по экономическим соображениям возможность за-
1 См. журнал «Водоснабжение и санитарная техника» за 1936, 1937 я 1938 гг., № 9, '4 и 1.
грузки фильтров шлаком (или коксом); сначала для этой цели проектировалась туфовая щебенка, а потом ее заменили гравием. Использование гравия для загрузки биофильтров нельзя считать обоснованным, так как при всех прочих равных условиях для загрузки фильтров гравия обычно требуется на 30% больше, челн, -например, шлака (проф. Иванов).
Бели свойства гравия как загрузочного материала достаточно изучены, то туфовая щебенка в этом! отношении нигде не испытана. Особенно это относится к так называемому артик-туф,у, получившему широкое распространение во многих городах Союза в качестве строительного материала. Естественно, что возможность использования для загрузки биофильтров щебенки артик-туфа, представляющей собой- отходы при
разработке карьеров и при строительстве зданий, приобретает большой интерес и не только для населенных мест Армянской ССР, но и для других республик Союза.
Приводим данные о химическом составе вулканической туфовой лавы (артик-туф), заимствованные из трудов Института прикладной минералогии (Москва, 1932 г.): БОд— 64,85; А1808 + Ре20, - 20,90; СаО-2,86; Л^О—0,315; ТЮ,—0,45; Мп0-0,46; Ыа20—5,14; К,0—4,67; Н20 — 2,10; БОд —0,49. Потери при прокаливании — 0,34.
На основании данных того же института артик-туф, обладая высокой стойкостью против выветривания, имеет средний объемный вес 1,24, удельный вес твердого вещества 2,56, пористость 50% объема, температуру плавления 1 100 —1 120°.
Помимо артик-туфа, в Армении имеются многочисленные другие туфовые породы. Неограничены также запасы пемзы.
Поэтому при большом разнообразии местных материалов, пригодных для загрузки фильтров, представляет значительный практический интерес их испытание на опытной установке для получения сравнительных данных.
Очистная станция, которая строится в Ереване для этой цели, будет состоять из 4 равных секций — по 4 мг каждая. В качестве загрузочного материала приняты: шлак (котельный), артик-туф, черный туф и пемза.
Одновременно с постройкой опытной станции нами были поставлены о теми же материалами предварительные лабораторные опыты, результаты которых и приведены в настоящей статье.
Лабораторные фильтры, изображенные на рисунке, состоят из 4 деревянных четырехдюймовых труб с равным; числом отверстий в стенках для аэрации. Высота каждой трубы равна 1 м. Трубы загружались испытуемыми материалами одинаковой крупности (25—30 мм).
Сточная жидкость доставлялась ежедневно (в течение 6—7 месяцев) в лабораторию из смотрового колодца в- нижней части города, т. е. до
'поступления грунтовых вод в отводной коллектор, и из последнего в количестве 30 л. После двухчасового отстоя вода переливалась из баллона в 4 склянки, по 5 л в каждую. Из склянок вода через краники постепенно, в течение 12—15 минут, проникала в цилиндры; достигнув предельного уровня, она выбрасывалась благодаря наличию сифона и поступала на душевые сетки, а затем на фильтры. Постоянный контроль за временем, в течение которого вода должна была одновременно во всех цилиндрах достигнуть предельного уровня, дал возможность обеспечить одинаковые условия для всех 4 фильтров, загруженных разными материалами.
Таким образом', через равные промежутки времени (12—15 минут) фильтры орошались 50—60 см3 сырой воды, и содержимое склянок опорожнялось за 20—24 часа. Следовательно, на 1 объем сточной жидкости, подвергшейся фильтрации за сутки, приходилось приблизительно 1,6 объема загрузочного материала.
Пробы фильтра, и необработанной сточной воды брались на анализ через каждые 5—7 дней. Всего было произведено 145 анализов, по 29 проб фильтрата каждого фильтра и 29 — сырой воды.
Средние сводные данные этих анализов, выраженные в Миллиграм'-мах вещества на 1 л для необработанной воды и фильтратов, прошедших через каждый фильтр в отдельности, приведены в следующей таб-.лице.
Составные части Необработанная вода Ф и л ь т р ы
1-й (черный туф) 2-й (артик-туф) 3-й (пемза) 4-й (шлак)
рН....... 7,5 7,3 7,3 7,3 7,3
Взвешенные ве-
щества .... 107,1 55,6 47,3 49,1 41,3
Аммиак солевой . 34,1 22,6 19,2 20,6 21,0
Нитриты .... 4,3 5,1 4,5 4,7 6,0
Нитраты .... 38,2 53,0 61,0 60,7 59,2
Окисляемость . . 53,6 28,8 27,6 29,5 26,8
Б. П. К...... 138,6 42,8 38,7 43,6 38,5
Загниваемость . . Положи- Отрица- Отрица- Отрица- Отрица-
тельная тельная тельная тельная тельная
Из таблицы видно, что наилучшие результаты дали фильтры 2 и 4, т. е. те, которые были загружены артик-туфом и шлаком!; наихудшие — фильтры 1 и 3, т. е. загруженные черным! туфом и пемеой. Несмотря на то что пемза имеет наибольшую пористость, она дала самые неблагоприятные показатели.
Высокая стойкость артик-туфа к воздействию кислот и щелочей больших концентраций, стойкость его к резким температурным колебаниям (—40° и ниже), однородность строения, значительное содержание железа (4,5%), низкий объемный вес, неограниченные запасы его в виде отходов на карьерах и полученные нами результаты (которые должны быть проверены на опытной очистной станции в полевых условиях) дают основания- предполагать, что он- является одним из лучших и дешевых материалов для загрузки биофильтров.
