автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Очистка сточных вод в биологических прудах в условиях Йемена

РГ6 ОД : Ш 1959

На правах рукописи

АЛЬМУНЕЙФИ АБДУЛЛАТИФ АХМЕД

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДАХ В УСЛОВИЯХ ЙЕМЕНА

05.23.04. Водоснабясение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидат технических наук

Москва 1999 г.

Работа выполнена на кафедре Водоотведения Московского Государственного строительного университета

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор И.В. Скирдов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Разумовский Э.С.

кандидат технических наук Демидов О.В.

Ведущая организация ЦНИИЭП инженерного

оборудования

Защита состоится «Зо » С'З 1999г. в /У час

В аудитории № на заседании диссертационного совета К 053.11.08 в Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного строительного университета.

Автореферат разослан » ¡91 а 1999г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

В.А. Орлов

-з-

Общая характеристика работы 1.1. Актуальность работы

Охрана окружающей среды от загрязнения сточными водами является одной из актуальных проблем современности.

Развитие промышленности, сельского хозяйства, рост городов и поселков, расширение площадей орошаемого земледелия неизбежно приводят к повышению загрязненности природной воды.

Снижение ущерба, связанного со сбросом неочищенных сточных вод, может быть достигнуто путем сокращения этого сброса, а также в результате поиска оптимальных режимов их очистки и повторного использования в сельском хозяйстве. 'В Йемене неочищенные и недостаточно очищенные сточные воды, как правило, сбрасываются на свободные территории или в море. Количество этих вод в связи с урбанизацией постоянно увеличивается и к 2000 году возрастет до 50 млн.м3/год.

В условиях Йемена наибольшее распространение получили способы очистки сточных вод в биологических прудах, которые более экономичны в строительстве и не требуют дополнительных затрат энергии на эксплуатацию.

Основным недостатком биологических прудов по сравнению с методами искусственной биологической очистки является необходимость отведения под них значительных земельных площадей. Кроме того, высокие концентрации органических загрязнений в сточных водах, которые имеют место при низких нормах водоотведеиия, характерных для Йемена, оказывают отрицательное влияние на процесс очистки в биологических прудах.

Исследованиями ряда авторов (Винберг, Доливо-Добровольский, ВНИИ ВОДГЕО- Гасанов, Андреева, МГСУ- Абдулкадыров и др.) установлено, что введение в пруды культуры водорослей вида хлореллы, т.е. их альголизация, существенно интенсифицирует процесс очистки сточных вод от органических и бактериальных загрязнений, что позволяет использовать их для, орошения в сельском хозяйстве, сохраняя запас пресной воды и способствуя охране окружающей среды.

Применение альголизированных прудов перспективно в условиях Йемена, однако для разработки технологической схемы и расчета ее элементов необходимо провести цикл экспериментальных исследований. 1.2. Цель и задачи работы заключаются в разработке методов технологического расчета альголизированных биологических прудов, а также режимов их эксплуатации в климатических условиях Йемена.

Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи:

• изучить динамику процесса биологической очистки городских сточных вод при интенсификации его с помощью микроводорослей для достижения необходимой степени очистки от органических загрязнений и требуемого эффекта обеззараживания;

• экспериментально установить кинетические параметры для выбранной математической модели процесса биологической очистки в прудах с учетом роста и автолиза микроводорослей;

• разработать методику инженерного расчета альголизированных прудов и режим их эксплуатации;

• оценить технико-экономические показатели предложенной технологии очистки сточных вод в сопоставлении с известными решениями и обозначить область применения биопрудов в условиях Йемена.

1.3 . Научная новизна работы состоит:

• в теоретическом обосновании и подтверждении экспериментами способа интенсификации работы альголизированных прудов за счет введения в них культуры водорослей хлорелла;

в определении оптимальных параметров работы альголизированных прудов в условиях Йемена с учетом обеззараживания воды и уточнении констант кинетических уравнений, описывающих рост водорослей и снижение загрязнений. ^.'Практическая ценность заключается:

• в разработке технологической схемы и метода расчета альголизированных прудов;

• в определении области применения биологических прудов в условиях Йемена.

• в технико-экономической оценке преимуществ альголизированных прудов по сравнению с известными биопрудами и сооружениями биологической очистки в искусственных условиях;

1.5. Апробация работы

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Состояние систем водоотведения в Республике Йемен. Сб.тр. ПГУПС, 1995г.

2. Основные различия между проточными и контактными прудами. Тез. сем. о повторном использовании сточных вод в Республике Йемен, г. Сана, 1997.

3. Скирдов И.В., Альмунейфи A.A. Интенсификация очистки сточных вод в биологических прудах. «Водоснабжение и санитарная техника», 1999, №2. Работа заслушивалась в декабре 1998 года на НТС НИИ ВОДГЕО и заседании кафедры водоотведения МГСУ.

1.6. На защиту выносятся:

• результаты лабораторных и полупромышленных исследований процессов очистки бытовых сточных вод в биологических прудах с применением микроводорослей вида хлорелла;

• выбор математической модели процесса и определение кинетических констант в уравнениях ферментативных реакций и уравнениях роста микроводорослей;

• методика технологического расчета альголизированных прудов и режим их эксплуатации;

• экономическая оценка применения биологических прудов и определение области их рационального использования в условиях Йемена.

1.7. Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов,

изложенных на /V2 страницах, содержит 31 рисунок, 42 таблицы.

Библиография включает 127 источников.

-б-

Во введении отмечена актуальность темы диссертации и намечены основные направления работы.

В первой главе приведен анализ состояния водных ресурсов Йеменской Республики. Обследование систем канализации Республики Йемен показало, что они нуждаются в радикальном совершенствовании. Использование недостаточно очищенной сточной воды в сельском хозяйстве и промышленности ведет к ухудшению здоровья людей и животных и осложнениям в технологии промышленных предприятий. Поэтому одной из главных проблем развития систем канализации является повышение эффективности работы очистных сооружений путем применения методов глубокой очистки сточных вод с целью использования очищенных сточных вод для орошения. В случае повторного использования очищенных сточных вод в системах технического водоснабжения из сточных вод должны быть удалены биогенные элементы и остаточные количества органических загрязнений для предотвращения биообрастаний трубопроводов и оборудования. Для получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции сточная вода должна быть подвергнута глубокой очистке, в основном, биологическими методами и б некоторых случаях- химическими, физико-химическими и др. методами.

Из методов биологической очистки в климатических и экономических условиях Йемена наиболее перспективны естественные методы с использованием прудов, что позволяет обеспечить необходимое качество воды и возможность ее накопления для нужд сельскохозяйственного орошения. Вторая глава содержит анализ литературных источников, посвященных опыту применения биопрудов для очистки городских сточных вод. Работы по их изучению интенсивно велись за рубежом и в России. Среди последних интересны исследов тол НИИ ВОДГЕО, МГСУ, ЦНИИЭП и др. Главное внимание уделено основным типам прудов: контактным и проточным.

Преимущества контактных прудов по сравнению с проточными заключаются в отсутствии смешения поступающей и очищенной жидкостей и проскока части неочищенных стоков, и снижении за счет этого времени

пребывания. Кроме того, контактные пруды характеризуются меньшим приростом биомассы зоопланктона, что способствует развитию фитопланктона.

Значительную роль в процессе очистки воды в прудах играют водоросли. Они осуществляют процесс фотосинтеза, который производит кислород. Контактные пруды могут быть одиночными и каскадными, площадь пруда колеблется в пределах 1-1,5 га, глубина не превышает 1,5 м.

Кислородный режим в биопрудах зависит от двух процессов, протекающих в противоположных направлениях. Один из них состоит в потреблении кислорода микроорганизмами в водной массе прудов. Второй заключается в пополнении количества кислорода в результате процессов фотосинтеза и реаэрации.

Отмечено, что после заполнения прудов в течение 2-3 дней насыщенность кислородом верхних слоев воды в дневные часы суток достигает 150-200%, иногда повышается до 300-400%.

В контактных прудах отмирание кишечной палочки происходит за счет резкого увеличения рН при интенсивном развитии планктонных водорослей.

Проточные биологические пруды могут быть выполнены в одну или несколько ступеней. При этом в каждой ступени прудов создаются свои специфические условия, которые зависят от многих факторов: органической нагрузки, глубины пруда, времени пребывания, которые определяют кислородный режим. По этому признаку они подразделяются на три вида: анаэробные, факультативные и аэробные пруды.

Анаэробные пруды обычно используют в системах очистки промышленных сточных вод или концентрированных бытовых стоков при низких нормах водопотребления, при нагрузках в прудах по 350-850 кг БГЖУга сут.

Факультативные пруды являются самыми распространенными в практике очистки городских сточных вод, Нагрузка по органическим веществам в этих прудах не превышает 250 кг БПК^га сут в условиях жаркого климата, зимой в условиях относительно холодного климата - 100 кг БПКзУга сут.

Снижение БПК в факультативных прудах происходит в пределах 60-80% при глубине прудов 1,5 м.

За факультативными прудами иногда располагаются аэробные пруды глубиной 1-2 м. Эти пруды характеризуются постоянным наличием по всей глубине растворенного кислорода, выделяемого водорослями в процессе фотосинтеза. Здесь преимущественно происходит гибель патогенной микрофлоры.

При эксплуатации проточных прудов наблюдаются следующие трудности:

• при повышении нагрузок в прудах в первой секции факультативных прудов возникают анаэробные зоны, что приводит к появлению неприятных запахов, накоплению сероводорода и других токсикантов, снижающих активность микроорганизмов, что в свою очередь, отрицательно влияет на эффективность очистки сточных вод в последующих секциях прудов;

• при высоких нагрузках, если отсутствует в системе очистки анаэробная стадия, снижение БПК в первой ступени сравнительно невелико;

На основе анализа литературных данных можно заключить, что для климатических условий Йемена наиболее перспективен способ биологической очистки сточных вод с использованием биологических прудов, которые могут обеспечить качество воды, пригодной для орошения сельскохозяйственных культур. Рациональным методом повышения эффективности очистки сточных вод в биологических прудах является их искусственная альголизация микроводорослями типа хлорелла, что позволяет снизить до требуемых величин бактериальные и органические загрязнения.

Технологический расчет биологических прудов в большинстве практических случг~в ведется с использованием эмпирических формул. Определяющими параметрами в них являются органические нагрузки на объем или площадь пруда, значения которых справедливы только для определенных конкретных условий. Кроме того, они не учитывают качество очищенной воды.

Достаточно полно процесс биологической очистки в прудах описывается уравнениями ферментативных реакций, с учетом закономерностей роста микроводорослей (Гасанов, ВОДГЕО). Однако кинетические параметры этих уравнений нуждаются в уточнении применительно к климатическим условиям Йемена и с учетом особенностей формирования количества и состава сточных вод.

В третьей главе изложены методика проведения и результаты исследований процесса биологической очистки сточных вод - в альголизированных прудах. Они проводились в два этапа: на I этапе выполнялись лабораторные исследования на моделях прудов, на II этапе проведены полупромышленные исследования на пилотной установке. Лабораторная установка включала следующие элементы:

• модель пруда контактного типа, объем 1л (I ступень), где осуществлялось изъятие основной массы загрязнений;

• модель пруда -накопителя (И ступень), которая имела объем 5 л и предназначалась для доочисгки и накопления биологически очищенных сточных вод. Обе модели были выполнены из прозрачного органического стекла и освещались люминесцентными лампами;

• циркуляционный насос для медленного перемешивания воды и взвешивания биомассы в модели биопруда I ступени;

• плоская стеклянная емкость с искусственным круглосуточным освещением для выращивания суспензии хлореллы при комнатной температуре 20°С, куда подавался воздух с помощью микрокомпрессора;

Опыты проводились на имитате бытовых сточных вод, который готовился на основе водопроводной воды с добавлением пептойа и других элементов. ВПК этой воды составляла 100 мг/л.

В опытах по определению влияния концентрации хлореллы на скорость очистки поступающую воду смешивали в заданных соотношениях с суспензией водорослей. Эти соотношения подбирались таким образом, чтобы

концентрация хлореллы варьировалась от 20 до 100 мг/л. Продолжительность опыта составляла 7 суток. Состав воды анализировался на 0,3,5 и 7 сутки.

Аналитический контроль отобранных проб воды осуществлялся по общепринятым стандартным методикам. Концентрация хлореллы в суспензии определялась путем подсчета числа клеток под микроскопом в камере Горяева.

В лабораторных исследованиях на сточных водах г. Саны реальную бытовую сточную воду смешивали в различных соотношениях с водопроводной водой (80, 60, 50, 40, 20 и 0%). Это, в основном, соответствовало колебанию значений БПК5 реальных сточных вод, поступающих из канализационного коллектора. Эксперименты проводились в колбах с ватными пробками (для предотвращения попадания атмосферного воздуха) объемом 1 л каждая при комнатной температуре и искусственном освещении люминесцентными лампами. Перемешивание клеток в неочищенной воде осуществляли 1-2 раза в сутки с помощью мешалки, параллельно прибором проводилось измерение концентрации растворенного кислорода.

В качестве агента очистки использовалась культура хлореллы, которая выращивалась в аналогичных условиях в объемах 30,40,120 и 150 л.

Анализ полученных материалов показывает, что введение в сточную воду хлореллы существенно ускоряет процесс очистки (рис.1.). Так при добавлении хлореллы дозой 80 мг/л продолжительность пребывания воды для снижения БПК5 до показателей полной биологической очистки (15-20 мг/л) снизилось с 7,5 до 5 суток по сравнению с очисткой без дополнительного введения хлореллы, когда процесс осуществляется спонтанно нарощенной культурой микроорганизмов. Результаты наблюдений за ростом хлореллы на имитате сточных вод представлены на графике (рис.2), откуда следует, что органические соединения, характерные для городских сточных вод, представленные в пептоне, не подавляют развитие хлореллы. По данным графика N = £ (Т), где К- число клеток хлореллы,в 1 мл, Т - период экспозиции в сутках, период удвоения биомассы находится в пределах 1,5-2 суток , (в среднем 1,8 суток) (рис,2).

Ц„, МГ БПК/л 600

Рис. 1 Зависимость ЦХ=Т(Т) и С=^Т) на имитате бытовых сточных вод

Т, сут

(.«х - БПКочищенной воды, мг/л ' С - концентрация биомассы, мг>п

1* без хлореллы 2- с хлореллой

1000 т

5

3"

дв1,3с/т

0

10

Экспозиция, сут

Рис. 2

Рост хлореллы ш имитате сточной поды

Экспериментальные исследования по изучению влияния интенсивности фотосинтеза на кислородный режим проводились в лаборатории Санского университета. Результаты этих опытов, представлены на рис.3 и рис. 4. Они показали, что интенсивность фотосинтеза в лабораторных условиях достаточно велика, "т.к. она обеспечивала повышение концентрации растворенного кислорода до 24 мг/л на 7 день опыта, при температуре. 27°С и разбавлении водопроводной водой в соотношении 5:1, т.е. 20% сточной воды. При этом исходная концентрация хлореллы составляла 60 мг/л. На 7 сутки при температуре 25°С, при 100% содержании сточной воды и начальной концентрации хлореллы 120 мг/л концентрация кислорода достигала 16,7 мг/л. Вода имела при этом интенсивный зеленый цвет. Эти данные подтверждают факт гипероксии в прудах под воздействием фотосинтеза водорослей.

Второй этап исследований с целью установления основных технологических параметров процесса в условиях, близких к эксплуатационным, выполнен на полупромышленной установке, которая была построена на территории очистных сооружений Альрауда г. Сана, Йемен.

Пилотная установка включала следующие элементы:

• пруд первой ступени глубиной 1 м. объемом 1 м3; он работал в периодическом режиме и являлся главным элементом в схеме очистки сточных вод;

• пруд второй ступени имел глубину 1 м, объем 8 м\ он также работал периодически;

• центробежный насос с трубопроводом для опорожнения и подачи сточной воды.

На полупромышленной, установке проводили эксперименты на городских сточных водах Сансгэй станции. В сточную воду первой ступени пруда добавляли различные дозы хлореллы (20,40,60,80,160 и 220 мг/л) в качестве основного диктующего агента очистки сточных вод.

Оценка работы экспериментальной установки и ее эффективности была выполнена по гидрохимическим и бактериологическим показателям (БПК,

02> мг/л

25,0

-.20% сточной воды —, 40% сточной воды

- 60% сточной воды

- 80%. сточной воды

- 100% сточной воды

4 5 6 7 8 ,9 10

Рис. 3 Динамика изменения кокцгктрации кислорода в результате фотосинтеза при различных разбавлениях сточной воды

(доза хлорелл^ 60 мг/л)

Т, Сутки

25.0

о 1 г з 4 5 е 7 »

Рис. 4 Динамика изменения концентрации кислорода в результате фотосинтеза при различных разбавлениях сточной воды

(доза хлореллы 120 мг/л)

ХПК, ГДП, аммонийный азот, E.coli и пр.), которые определялись по общепринятым стандартным методикам. Для микробиологического контроля пробы консервировались и анализировались в МГУ.

Выполненные исследования показали, что при внесении хлореллы нагрузка на пруд может быть повышена до 612 кг БПКУга сут, т.е. окислительная мощность очистных сооружений возрастала более чем в два раза, по сравнению с 285 кг БПК3/сут, что характерно д ля анаэробных .факультативных прудов г. Сана.. Необходимая степень обеззараживания достигалась при пребывании очищенных сточных вод в накопителе в течение 28 суток. При этом число бактерий снижалось до 10 шт. E.Coli на 1 мл, а Coli титр = 0,1, что допускает использование таких вод для орошения.

--Наряду со снижением органических и бактериальных загрязнений в альголизированных прудах уменьшалось содержание биогенных элементов. Аммонийный азот снижался до 80-90%, что обеспечивает возможность сброса очищенных сточных вод в водоемы.

В четвертой главе рассмотрена предлагаемая схема сооружений биологической очистки сточных вод в г. Саны производительностью 8000 м3/сут с использованием хлореллы (рис.5). Она предусматривает следующий состав сооружений:

• пруды первой ступени,

• пруды-накопители,

• установки для выращивания чистой хлореллы,

• иловые площадки.

Выращивание хлореллы предусматривается осуществлять в культиваторах на питательной среде с минеральными добавками. В период пуска, а затем по мере надобности выращенная хлорелла из культиватора направляется в одну из секций пруда первой ступени, объемом 9000 м3, туда же периодически подается сточная жидкость из городской канализации.

Рабочий цикл процесса составляет 7 суток. При этом через 7 суток последовательно опорожняются и заполняются II,III,IV,V,VI,VII и VIII секции

Рис. 5 Предлагаемая схема очистки сточных вод гор. Саны

1-14/ - установки для подготовки чистой хлореллы 1-3 - пруды первой ступени А, В, С - пруды накопители О - иловые площадки

_ - перепуск воды

___- сброс осадка

пруда. При опорожнении из секции удаляется около 90% воды и

I

соответственно основная масса хлореллы, которые поступали на доочистку в пруд-накопитель. Остаток хлореллы служит затравкой для последующего цикла очистки.

В процессе эксплуатации сооружений должен проводиться анализ состава альгобакгериальной смеси. При снижении дозы или вырождении хлореллы в пруды вновь вводится чистая культура из закрытых культиваторов.

Расчеты показали, что за рабочий цикл в прудах I и II ступени слой осадка возрастал на 2,2 и 1,9 мм соответственно, а допустимая величина слоя осадка 0,3 м накапливается в течение 2, 6 года и 158 суток соответственно. Осадок из прудов-накопителей направляется на иловые площадки, площадь которых составляет 0.8 га при сроке хранения осадка 100 суток.

В технологическом расчете биопрудов следует учитывать ряд факторов:

• концентрацию исходных загрязнений (по БПК);

• начальную дозу хлореллы;

• температуру сточных вод;

• концентрацию загрязнений в очищенной воде;

• необходимую степень обеззараживания воды.

Биологические пруды I ступени условно разделяются на ряд последовательно работающих секций,- каждую из которых можно считать реактором смесителем. Исходя из этой предпосылки, технологический расчет 'должен производиться следующим образом: 1 .Период пребывания в ступенях пруда определяется по уравнению

T=Len-Lex (1)

рх

где Len И Lex - БПК5 исходной и очищенной воды, мг/л; р - удельная скорость окисления, мг БПК/г час;

X- концентрация биомассы микроорганизмов, принимающих участие в

биохимической деструкции органических загрязнений в альголизированных прудах пропорциональна концентрации хлореллы, мг/л;

2. Концентрация хлореллы в ходе процесса за период времени Т изменяется по экспоненциальной зависимости вида:

X т = X о • 2 ТЛ, мг/л (2)

где Хо -начальная концентрация хлореллы, г/л;

g - период удвоения биомассы хлореллы, определяемый экспериментально, сут;

Т - период пребывания воды в ступени пруда, сут.

3.В уравнении (1) концентрация биомассы определяется как средняя величина между начальной и конечной (через Т суток)

х0 + хт (3)

уС — ——————

2

где X о и X т - относятся к исходной и конечной, концентрации хлореллы в каждой ступени пруда.

4. Удельная скорость р определяется по модифицированному уравнению ферментативных реакций вида

Р-,-Ь,|г * \ дх; (4)

кь + ьеД1+Фх;

где р шах - максимальная удельная скорость окисления, МГБПК5/Г час; Kl - константа полунасыщения, мгБПК5/л; Ф - коэффициент ингибирования продуктами метаболизма; А - коэффициент автолиза активной биомассы. Остальные обозначения прежние.

В работе Гасанова М.В. расчет ступеней биопрудов предлагалось проводить методом последовательного приближения, варьируя задаваемые значения Lex при заданной величине Т, что требовало громоздких расчетов. Эту

методику можно усовершенствовать, решая совместно систему уравнений (1) и

(4).

Из уравнения (1) следует

Ьех = Ьеп -рТХ ; (5)

Подставляя в него выражение для р из уравнения (4), получим:

^ех — Ьеп

Ртах '^ех

1 ^

-АХ

ТХ, (6)

Приняв выражение [—-—]=Д и проведя ряд преобразований, уравнение (6)

можно привести к виду

^х + Ь^-^+р^.Д-Т-Х-АХ^-Ь^-АХ^Т-К^О; (7) Обозначив постоянные величины для данной ступени

-Ьеп+ртах• д-т-Х-ах2т)=с ; ь^-ах2^ =в,

уравнение (7) преобразуем к виду квадратного уравнения

14 + СЬ_В = 0, <8>

корни которого определяются по известной формуле:

В уравнении (4) константы приняты равными тем, которые были определены в работе Гасанова М.В. при очистке в альголизированных прудах городских сточных вод: рви = 1059 мг ВПК /г час; Кь = 250 мг/л; ср = 200; g = 2 сут. Коэффициент А=3 был определен методом апроксимации, исходя из условия минимальных расхождений расчетных и экспериментальных данных.

Сопоставление опытных и расчетных данных свидетельствует об их удовлетворительной сходимости, что подтверждает пригодность предложенной методики для технологического расчета альголизированных прудов.

Следует отметить, что состав сточных вод, поступающих в биологические пруды, существенно колебался: БПК5 изменялось в пределах 240-450 мг/л, ХПК 466-536 мг/л, концентрация взвешенных веществ от 100 до 792 мг/л. Эти колебания сказывались на величине констант в уравнении (6).

Возможные вариации в значениях констант, вызванные колебаниями в составе сточных вод, следует иметь ввиду при технологических расчетах биологических прудов. Для условий Йемена средние их значения находятся в пределах: р ках = 1000-2000 мг/л; KL = 132- 250 мг БПК/г час; <р = 180-200; А=3.

Расчет пруда-накопителя может быть выполнен с использованием уравнения И.Д. Родзиллера, в соответствии с которым время пребывания воды в проточном биологическом пруду с естественной аэрацией равно:

tl = 1 У1сЪв. +_1 ]gLen-Lfin

lns к, К^ L К' .\с> Т' -Т ' сут. 0°)

Nag*- 1 Lex Lfin J V '

где N - число ступеней пруда; Ki^ - коэффициент объемного использования,

К' - коэффициент объемного использования последней ступени, Ki3g и Kiag' =0,35-0,9;

Len, Lex - БПКполн. исходной и очищенной воды,

L'en, L7 - БПКпоян. исходной и очищенной воды-в последней ступени;

Lfm - остаточная величина БПК5, (мг/л) в последней ступени пруда,

обусловленная внутриводоемными процессами; для цветущих прудов (в том

числе альголизированных), Lfm=5Mr БПКголн./л;

К - константа потребления кислорода, сут"1;

К' - то же для последней ступени, сут"1.

Пруд накопитель работает в контактном режиме при периодической (через 7 сут) подаче (напуске) s него воды из прудов I ступени. Процесс в контактном пруду, как известно, может быть смоделирован четырьмя

С использованием уравнения (10) определяется БПК воды после I ,П и последующих III и IV напусков (рис. 6). При этом учитывается разбавление воды после I ступени очищенной водой пруда накопителя.

В климатических условиях Йемена температура поступающих сточных вод и очищаемых в прудах-нашпителях (1) в зависимости от времени года колеблется в пределах от 12 до 28°С. Ее влияние на интенсивность биологической очистки описывается зависимостью

К(= К 1,047 '"20 РшахТ=Ршах • 1,047 ы0 Вт = Е/1,047 '"20

где К - константа потребления кислорода в уравнении (10).

Ртах, и - максимальная удельная скорость окисления и период удвоения при 1=20°С в уравнении (4) и (2).

Режим работы прудов в значительной степени определяется начальной дозой хлореллы, оптимальная величина которой находится в пределах 60-100 мг/л, что связано с максимальной эффективностью обеззараживания воды под действием этих водорослей.

В пятой главе приведены технико-экономические показатели вариантов. С учетом различий в расходах сточных вод и в эффективности их очистки сравнение вариантов следует проводить по удельным показателям, например по удельным затратам на снятие БПК. Хотя этот показатель не является вполне объективным, но он дает ориентировочное представление об экономичности вариантов.

Из этих данных следует, что удельные затраты на снижение загрязнений (по БПК) для биологических прудов более, чем в 4 раза ниже, чем для аэротенков, хотя пруды занимают значительно большую площадь.

Следует отметить, что стоимость прудов, в основном, зависит от цены на землю, которая в условиях Йемена колеблется в пределах 5-50 дол/ м2.

Наиболее экономичными по капитальным и эксплуатационным затратам являются альголизированные пруды. Расходы на эксплуатацию биопрудов в 4-7 раз меньше, чем биофильтров и окислительных каналов.

Основным показателем при определении экономической эффективности утилизации сточных вод является получение дополнительной сельскохозяйственной продукции. При орошении очищенными сточными водами г. Сана сельскохозяйственных угодий за 1 год может поступать значительное количество питательных веществ, которые эквивалентны 370,67 т азотных; 60,44 т фосфорных и 134,6 т калийных удобрений, что дает большую экономию затрат. Урожайность при этом повышается, в среднем, от 8 до 47% в зависимости от вида культуры.

Водоохранный экономический эффект, получаемый от использования альголизированных прудов, заключается в предотвращении ущерба от загрязнения сточными водами природных водных объектов. Для Йемена он может составлять 348,32 тыс. дол/год при производительности очистных сооружений 8000 м3/сут.

Область применения прудов установлена путем сравнения себестоимости очистки сточных вод (С.С.) при сопоставлении с аэротенками с различной производительностью сооружений.

Результаты расчетов приведены на графике С.С.И" (С2), который показывает, что с увеличением производительности очистных сооружений себестоимость очистки сточных вод в аэротенках заметно снижается, а в биологических прудах остается неизменной, но зависит от цены на землю, на которой располагается пруд (рис.7).

Так при минимальной стоимости земли 5 дол/м2 . альголизированные пруды рентабельны при производительности 110 тыс. м3/сут. С повышением цены земли область применения альголизированных прудов сокращается и при цене на землю 10 и 20 дол/м2 не превышает 70 и 30 тыс. м3/сут соответственно. При максимальной стоимости земли 40 и 50 дол/м2 использование прудов ограничено производительностью 2400-2700 м3/сут.

IV налусл

Рис. 6 Снижение БПК и реет объема воды при периодической работе пруда накопителя

С.с.; Им

0,06 -

250 300

<1; тыс. м3/сут

Рис. 7 Зависимость себестоимости очистки сточных вод от производительности очистных сооружений в диапазоне 10-300 тыс. м3/сут 1 - станция аэрации 2- биологические пруды

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Водное хозяйство Йемена не отвечает современным требованиям и нуждается в радикальных усовершенствованиях. Наиболее актуальна проблема развития канализации (водоотведения) в городах и других населенных местах, и в особенности проблема очистки городских сточных вод, которые в основном загрязняют водные источники, что серьезно угрожает здоровью человека.

2. Наиболее перспективным методом очистки городских сточных вод в климатических условиях Йемена является биологический с использованием прудов с применением микроводорослей хлорелла, т.е. альголизированных прудов, что может обеспечить интенсификацию процесса очистки воды от органических веществ, а также ее необходимую дезинфекцию.

3. Экспериментальные исследования показали, что в альголизированных прудах длительность процесса очистки сокращается более чем в 2 раза по сравнению с обычными биопрудами, при этом достигается необходимая степень обеззараживания (коли титр равен 0,1). Оптимальные начальные дозы хлореллы составляют 60-160 мг/л.

4. Технологическая схема должна включать альголизированный аэробный пруд I ступени и пруд накопитель И ступени. Схемы не должна включать анаэробную ступень, так как образующиеся в ней сероводород и аммиак токсичны для микроводорослей.

5. С достаточной для практики точностью процесс очистки в альголизированных прудах описывается системой уравнений из модифицированного уравнения ферментативных реакций, учитывающего снижение органических загрязнений и автолиз микроводорослей и уравнения

.л

роста хлореллы. Процесс доочистки в пруду-накопителе описывается известным уравнением И. Д.Родзиллера.

6. Технико-экономическая оценка показала, что применение альголизированных прудов позволяет в два раза сократить их площади (и объем) по сравнению с биопрудами с естественной аэрацией и обеспечить

качество воды, необходимое для использования ее для орошения сельскохозяйственных культур или для сброса в водоем. При этом экономический эффект для сооружений производительностью 8000 мЗ/сут составит 253 тыс. дол/год. Эффект от предотвращения ущерба водоемам составит 348,32 тыс.дол/год. В условиях Йемена рентабельно применение альголизированных прудов для очистки городских и бытовых сточных вод на сооружениях в широком диапазоне лроизводительностей 20110000 м3/сут.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Состояние систем водоотведения в Республике Йемен. Сборник трудов ПГУПС, 1995 г.

2. Основные различия между лро точными и контактными прудами. Тезисы семинара о повторном использовании сточных вод в Республике Йемен, г. Сана, 1997.

3. Скирдов И.В., Альмунейфи А.А. Интенсификация очистки сточных вод в биологических прудах. «Водоснабжение и санитарная техника», № 2 1999.

Лицензия Ж1 № 020875 от 9.12.97 г.

Подписано в печать 5.03.1999 г. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная И-29 Объем I п.л. Т. 80 Заказ

Московский государственный строительный университет. ИпограЗии МТУ, 129337, Москва, фоелавское шоссе, д.2Б

ВВЕДЕНИЕ.

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ В

РЕСПУБЛИКЕ ЙЕМЕН.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.

2.1. Очистка сточных вод в биологических прудах.

2.2. Методы расчета биологических прудов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

АЛЬГОЛИЗИРОВАННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ.

3.1 Методики экспериментов.

3.2 Полупромышленные исследования биологических прудов.

РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ.

4.1. Предлагаемая технологическая схема очистки сточных вод в биологических прудах.

4.2. Технологический расчет биологических прудов.

4.3. Последовательность технологического расчета альголизированных прудов.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ С ИСКУССТВЕННОЙ ОЧИСТКОЙ

5.1. Расчет экономического эффекта от внедрения альголизированных биопрудов.

5.2. Экономия затрат на производство минеральных удобрений от сельскохозяйственного использования сточных вод.

5.3. Экономическая эффективность от орошения сточными

5.4. Водоохранный экономический эффект.

5.5 Область применения альголизированных биологических прудов.

Охрана окружающей среды от загрязнения сточными водами является одной из актуальных проблем современности.

Развитие промышленности, сельского хозяйства, рост городов и поселков, расширение площадей орошаемого земледелия неизбежно приводят к повышению загрязненности природной воды.

Снижение ущерба, связанного со сбросом неочищенных сточных вод, может быть достигнуто путем сокращения этого сброса, а также в результате поиска оптимальных режимов их очистки и повторного использования в сельском хозяйстве. В Йемене неочищенные и недостаточно очищенные сточные воды, как правило, сбрасываются на свободные территории или в море. Количество этих вод в связи с урбанизацией постоянно увеличивается л и к 2000 году возрастет до 50 млн.м /год.

В условиях Йемена наибольшее распространение получили способы очистки сточных вод в биологических прудах, которые более экономичны в строительстве и не требуют дополнительных затрат энергии на эксплуатацию.

Основным недостатком биологических прудов по сравнению с методами искусственной биологической очистки является необходимость отведения под них значительных земельных площадей. Кроме того, высокие концентрации органических загрязнений в сточных водах, которые имеют место при низких нормах водоотведения, характерных для Йемена, оказывают отрицательное влияние на процесс очистки в биологических прудах.

Исследованиями ряда авторов (Винберг, Доливо-Добровольский, ВНИИ ВОДГЕО- Гасанов, Андреева, МГСУ- В.Н. Журов и др.) установлено, что введение в пруды культуры водорослей вида хлореллы, т.е. их альголизация, существенно интенсифицирует процесс очистки сточных вод от органических и бактериальных загрязнений, что позволяет использовать их для орошения в сельском хозяйстве, сохраняя запас пресной 5 воды и способствуя охране окружающей среды.

Применение альголизированных прудов перспективно в условиях Йемена, однако для разработки технологической схемы и расчета ее элементов необходимо провести цикл экспериментальных исследований. Цель и задачи работы заключаются в разработке методов технологического расчета альголизированных биологических прудов, а также режимов их эксплуатации в климатических условиях Йемена.

Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи:

• изучить динамику процесса биологической очистки городских сточных вод при интенсификации его с помощью микроводорослей для достижения необходимой степени очистки от органических загрязнений и требуемого эффекта обеззараживания;

• экспериментально установить кинетические параметры для выбранной математической модели процесса биологической очистки в прудах с учетом роста и автолиза микроводорослей;

• разработать методику инженерного расчета альголизированных прудов и режим их эксплуатации;

• оценить технико-экономические показатели предложенной технологии очистки сточных вод в сопоставлении с известными решениями и обозначить область применения биопрудов в условиях Йемена.

Научная новизна работы состоит:

• в теоретическом обосновании и подтверждении экспериментами способа интенсификации работы альголизированных прудов за счет введения в них культуры водорослей хлорелла;

• в определении оптимальных параметров работы альголизированных прудов в условиях Йемена с учетом обеззараживания воды и уточнении констант кинетических уравнений, описывающих рост водорослей и снижение загрязнений. 6

Практическая ценность заключается:

• в разработке технологической схемы и метода расчета альголизированных прудов;

• в определении области применения биологических прудов в условиях Йемена.

• в технико-экономической оценке преимуществ альголизированных прудов по сравнению с известными биопрудами и сооружениями биологической очистки в искусственных условиях;

Апробация работы

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Состояние систем водоотведения в Республике Йемен. Сб.тр. ПГУПС, 1995г.

2. Основные различия между проточными и контактными прудами. Тез. сем. о повторном использовании сточных вод в Республике Йемен, г. Сана, 1997.

3. Скирдов И.В., Альмунейфи A.A. Интенсификация очистки сточных вод в биологических прудах. «Водоснабжение и санитарная техника», 1999, №2. Работа заслушивалась в декабре 1998 года на НТС НИИ ВОДГЕО и заседании кафедры водоотведения МГСУ.

На защиту выносятся:

• результаты лабораторных и полупромышленных исследований процессов очистки бытовых сточных вод в биологических прудах с применением микроводорослей вида хлорелла;

• выбор математической модели процесса и определение кинетических констант в уравнениях ферментативных реакций и уравнениях роста микроводорослей;

• методика технологического расчета альголизированных прудов и режим их эксплуатации;

• экономическая оценка применения биологических прудов и определение области их рационального использования в условиях Йемена. 7

Автор выражает свою благодарность за большую помощь в подготовке и проведении исследований по диссертации сотрудникам НИИ ВОДГЕО к.т.н. О.В. Демидову, к.т.н. Е.В.Соколовой, к.б.н. О.С.Троян, инж. Ю.А.Горбенко; сотруднику кафедры гидробиологии МГУ к.б.н. А.Г. Дмитриевой, советнику Департамента водных ресурсов Йемена инж. Альфусаел А., а также начальнику Департамента водоснабжения и водоотведения г. Сана инж. Альмутавокел А. 8

1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ ЙЕМЕН

Экономика страны в значительной степени зависит от сельского хозяйства, состояние которого в свою очередь определяется развитием водоснабжения, поскольку примерно 80-93% всех потребностей страны в водных ресурсах приходится на сельское хозяйство. В результате хозяйственной деятельности уменьшаются запасы подземных вод, которые являются основным источником питьевой воды в Республике. Поэтому необходимо решать проблему экономичного использования воды.

В настоящее время, в связи с появлением крупных городов возникла необходимость в системах водоснабжения и канализации. В современных условиях сточные воды после очистки сбрасываются в море, в долины или на свободные территории. Небольшое их количество используется для орошения.

Все это приводит к потере около 40 млн.м воды в год. Кроме того, наносится вред окружающей среде из-за недостаточной степени очистки сточных вод.

Система водоотведения неполная раздельная, запроектирована для отвода бытовых сточных вод. Система отведения дождевых вод на территории с выраженным рельефом поверхностная, т.е. вода стекает под уклон в овраги, а затем в море. На равнинных территориях городов отвод дождевых вод осуществляется по открытым лоткам и каналам.

Промышленные предприятия имеют свою систему водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод. Сброс сточных вод осуществляется также в долины и на свободные территории. В настоящее время в этих местах отмечается вредное воздействие недостаточно очищенных сточных вод на окружающую среду (растительность и подземные воды).

Йеменская республика в настоящее время существует в условиях, характерных для развивающихся стран. Ей необходимо осваивать и 9 развивать основные государственные службы. Одной из них является система канализации. В некоторых городах система канализации обслуживает не все районы города. Столица Республики - г. Сана входит в число таких городов.

Существующие системы водоотведения в Йемене.

Системы водоотведения по количеству потребляемой и используемой населением воды, а также в зависимости от места сброса отходов делятся на две разновидности:

1.Сухая система - наиболее старая система, не требующая большого количества воды для удаления отходов. К ней относятся биотуалеты (с получением туалетного компоста). При увеличении количества используемой воды в малонаселенных домах эту систему заменяют на мокрую в виде компостной ямы или в виде септика с принудительным удалением отходов, когда возможность фильтрации воды в грунт на близлежащей территории отсутствует. Отходы в сухой системе утилизируются в пределах территории вокруг дома, а при повышении расхода воды они удаляются с помощью ассенизационных машин. В этой системе существует специальная камера под унитазом для сбора отходов с целью их дальнейшей утилизации путем сжигания. Серый сток от кухонь и ванных комнат отводится на специальную площадку рядом с домом, где вода фильтруется или испаряется. Возможно также устройство системы труб, по которым серый сток отводится на огород, в подземную яму или канаву на удаленную от дома территорию для дальнейшей обработки.

2. Мокрая система требует большого количества воды для удаления отходов, которые сбрасываются на территории, прилегающей в дому, или за ее пределами в зависимости от плотности населения и количества сбрасываемой воды. В этой системе твердые и жидкие отходы сбрасываются вместе, жидкая фракция фильтруется, а твердая- подвергается анаэробному распаду, при этом ее количество сокращается с 400 л/чел год до 40 л/чел год. Этот процесс происходит следующим образом.

10

A) Выгребные ямы - твердые и жидкие отходы собираются в яме, жидкая фракция фильтруется, а твердые отходы отстаиваются в закрытой емкости. Через год после наполнения содержимое емкости удаляют.

Б) Накопители - наиболее распространены в Йемене. Жидкие и твердые отходы собираются в емкости, жидкая фракция фильтруется, твердые отходы удаляются периодически. Объем емкости рассчитывается исходя из возможности пребывания отходов в течение 4-10 лет. Сброженный осадок используют в качестве удобрения.

B) Септик с фильтрующим колодцем. Это сооружение более эффективно, чем упомянутые в п.п. А и Б. Твердые отходы отстаиваются и сбраживаются в септике, опорожнение которого осуществляется 1 раз в 2 года.

3. Городская канализационная сеть действует в крупных городах, построена в виде неполной раздельной системы.

Таблица 1.1

Ориентировочные нормы водопотребления

Источник водоснабжения Среднесуточное водопотребление, л/чел сут

Скважина 20

Водоразборная колонка 20-30

Подвоз в цистернах 40

Централизованный водопровод 60-100

1)- источник: г. Сана, университет, строительный факультет

К основным проблемам, которые затрудняют развитие систем водоотведения в Йемене, следует отнести: Нехватку материальных ресурсов, вследствие чего системы канализации отсутствуют в ряде городов; ❖ Отсутствие соответствующего законодательства, т.е. норм и стандартов в области водоснабжения и водоотведения. Это вызывает необходимость

11 использования опыта и знаний специалистов других стран, что влечет за собой большие материальные затраты.

Несоблюдение норм планировки и застройки городов. В настоящее время наблюдается значительное расширение территории городов вследствие малоэтажной застройки. Поэтому государство не в состоянии обеспечить быстро растущую инфраструктуру всеми необходимыми коммунальными службами;

Низкая культура эксплуатации систем водоотведения среди населения, несоблюдение основных правил пользования этими системами. К числу таких городов относится и г. Сана, в котором существуют только временные очистные сооружения. Это объясняется нехваткой материальных средств и ограниченностью территорий, необходимых для строительства очистных сооружений.

При строительстве канализационных сетей и очистных сооружений принималось во внимание влияние канализации на состояние здоровья людей и животных; уровень профессиональной подготовки обслуживающего персонала, экономичность эксплуатационных показателей. Существующие очистные сооружения в виде биологических прудов относительно экономичны при эксплуатации, поскольку применение данного метода очистки является наиболее приемлемым для местных условий (сравнительно высокая температура воздуха, большая солнечная активность, ветер и т.п.).

Ниже рассмотрено состояние канализации и очистки сточных вод в ряде городов Республики Йемен.

Сброс сточных вод в г. Аден производится непосредственно в море без очистки. Только в некоторых районах (Альмансура, Альшайх Осман, Альшаб) сточные воды собираются и очищаются на очистных сооружениях. Некоторые места прибрежной зоны г. Аден находятся в загрязненном состоянии.

В настоящее время департамент водоснабжения и канализации принял решение о реконструкции существующих сетей и строительства новых

12 очистных сооружений в загородном районе. Новые очистные сооружения запроектированы по существующему типовому варианту в виде биологических прудов.

Очистные сооружения в г. Альшаб производительностью 14000 м /сут обслуживают 123 тыс. человек. В состав очистных сооружений входят решетки-дробилки, далее поток сточных вод направляется в биологические пруды двух видов - старые (4 шт.), работающие последовательно и новые (5 шт.), один из которых анаэробный. Остальные четыре аэробные пруда работают попарно. Вода в них поступает последовательно из анаэробного пруда (рис.1.1., таблицы 1.2-1.3). Работу прудов можно считать удовлетворительной. По данным эксплуатации очистных сооружений, период очистки сточных вод составляет 17 суток.

Таблица 1.2

Характеристика старых прудов (г. Альшаб) 2)

Пара- Тип пруда метры В С в, в2 С, с2

Длина, м 200 175 200 175

Ширина, м 100 100 91 91

Глубина, м 2,9 2,1 2,3 2,0

Площадь, м2 20000 17500 18200 15925

Объем, м 58000 36750 41860 31850

Тип очистки ПФ Ф ПФ Ф

С1,Б$1 ПФ- первичный факультативный пруд; С2,В2Ф - факультативный пруд:

14

Таблица 1.3

Характеристика новых прудов (г. Альшаб)2)

Пара- Тип пруда метры А F, f2 f2.1 F2.2

Длина, м 114 278 245 242 250

Ширина, м 50 110 100 120 130

Глубина, м ЗД 2,3 1,9 2,3 1,8

Площадь, м2 5700 30580 24500 29040 32500

Объем, м 17670 70334 46550 66792 58500

Тип очистки А Ф Ф Ф Ф

ПФ-первичный факультативный пруд, Ф- факультативный пруд

А - анаэробный пруд; Fi, F2, F2,i, F2,2 - факультативные пруды

2) - источник: Департамент водоснабжения и водоотведения (NWSA), г. Аден

Результаты анализов, представленные в таблице 1.4, свидетельствуют о невысоком эффекте очистки. Ряд показателей не соответствует нормам ВОЗ (Всемирная Организация здравоохранения). Однако качество очистки можно улучшить, если обеспечить регламентную эксплуатацию оборудования (в данное время решетки и дробилки не работают из-за нерегулярной подачи электроэнергии), что существенным образом отражается на эффективности работы прудов.

Таблица 1.4

Химический и микробиологический анализы сточных вод г. Аден декабрь - февраль 1996 г.) п\п Параметры Ед. измерения Вход Выход Приме чание

1 РН - 7,0 7,8 Пробы не фильтрованные 1

2 Натрий мг/л 200 175,9

3 Калий мг/л 32,1 32,1

4 Кальций мг/л 68,14 108,22

5 Магний мг/л 62,02 51,1

6 СОз мг/л - -

15

Продолжение таблицы 1.4

7 НСОз" мг/л 683,4 695,6

8 . Хлориды мг/л 666,46 460,9

9 Сульфаты мг/л 24 360

10 Аммоний солевой мг/л 48,0 29,0

11 Нитраты мг/л 22,32 22,32 Я ■о о сг> Е ж

12 БПКз мг/л 800 102

13 ХПК мг/л 1950 475 О) ■в" К

14 Железо мг/л Отс. 0,01 ь сг

15 Медь мг/л Отс. Отс. О И рэ

16 Марганец мг/л 0,11 0,03 X X Iт

17 Цинк мг/л Отс. Отс.

18 Хром мг/л 0,07 0,03

19 Бор мг/л 4,8 2,5

20 Кадмий мг/л 0,008 Отс.

В последних прудах очищенная вода имеет красно-коричневый цвет, что возможно вызвано присутствием большого количества дафний, поскольку в пруду господствует зоопланктон [74]. Неравномерность поступления воды в пруды и наличие токсичных веществ также сказывается на качестве ее очистки. В аэробных прудах наблюдается всплывание взвешенных веществ.

Город Тайз является третьим по величине в Республике. Система канализации и очистные сооружения построены здесь в конце 70-х годов. Они обслуживают 50% населения города, численность которого превышает 300 тыс. чел. Сточные воды самотеком подаются на очистные сооружения, которые располагаются к северу от города на расстоянии 13 км. При проектировании очистных сооружений учитывались местные условия. Для сбора и отстаивания сточных вод использовались естественные котловины. Это решение нельзя назвать перспективным для развития города, так как территория города расширяется, а котловины ограничивают этот процесс.

16

В состав этих очистных сооружений входят 4 емкости, две из них работают поочередно как анаэробные пруды, два других - постоянно как аэробные. Характеристика этих прудов представлена в таблице 1.5. о

Количество поступающих сточных вод составляет 6, 5 тыс. м /сут, отведение очищенных сточных вод - 2,5 тыс. м /сут. Это свидетельствует о том, что значительное количество воды фильтруется в грунт, что оказывает вредное влияние как на состояние растительности и здоровье людей, проживающих в близлежащей местности, так и на состояние грунтовых вод. Доля воды, приходящаяся на испарение, относительно мала. Местное население использует очищенную сточную воду для орошения пастбищ и лугов. Это в свою очередь также оказывает негативное воздействие на состояние домашних животных и опосредованно на здоровье людей.

Таблица 1.5

Характеристика очистных сооружений в г. Тайз 3) п\п Наименование параметров № стабилизатора

I п III IV

1 Площадь, га 1,8 1,8 24,8 14,7

2 Глубина, м 5,2 5,2 4,25 4,25

3 Емкость, м3 76500 76500 1289600 764400

4 Вид очистки А А Г р*

А- анаэробный пруд; Б- факультативный пруд

Таблица 1.6

Химический анализ сточных вод г. Тайз3) в период с 18.01.93 по 16.05.93 г. п\п Параметры Ед. измерения Вход Выход Примечание

1 РН - 7,9 8,0

2 Растворенный кислород мг/л - 4

3 БПК мг/л 860 38

4 Взвешенные вещества мг/л 490 140

3) - Источник: Департамент водоснабжения и водоотведения ((ЫШ5А), г. Тайз

17

Город Ходейда расположен на берегу Красного моря. Канализационные сети обслуживают около 40% населения города. Пропускная способность существующих канализационных сетей недостаточна, вследствие произвольного присоединения к ним дополнительных абонентов, что приводит к засорению трубопроводов. Кроме того дождевые воды также сбрасываются в канализационную сеть, хотя она не рассчитана на их приток. В дождевых водах содержится много песка, щебня, которые, попадая в канализацию, засоряют ее.

Сточные воды подаются на очистные сооружения, располагаемые в 5 км от города, насосами. Очистные сооружения включают 10 прудов, которые занимают территорию площадью 10 га (рис.1.2.). длительность обработки воды в прудах составляет 18 суток.

Данные лабораторных анализов, приведенные в таблице 1.7, свидетельствуют об удовлетворительной работе очистных сооружений.

Таблица 1.7

Усредненные данные химического анализа сточных вод в г. Ходейда период с 1988-1993 г.4) п/п Параметры Ед. измерения Вход Выход

1 Температура С° 32,5 29,43

2 Общие растворенные вещества мг/л 3117 3040

3 РН - 7,72 8,17

4 Взвешенные вещества мг/л 475 195

5 Растворенный кислород мг/л 0,2 5,39

6 ХПК мг/л 969,7 340

7 БГЖ мг/л 545,7 49,7

8 Хлориды мг/л 1080 880

9 Сульфаты мг/л 350 160

10 Кальций мг/л 250 240

11 Магний мг/л 320 280

19

Продолжение таблицы 1.7

12 НСОз" мг/л 670 632

13 Аммоний мг/л 93 60

14 Нитриты мг/л 14,1 52,8

15 Нитраты мг/л 0,0825 16,17

16 Железо мг/л 0,008 Отс.

17 Медь мг/л 0,05 Отс.

18 Хром мг/л 0,05 0,04

19 Марганец мг/л Отс. ОД

20 Алюминий мг/л Отс. Отс.

21 Барий мг/л 15 8

4) - Источник: Департамент водоснабжения и водоотведения ((NWSA), г. Ходейда Показатели качества очищенной воды соответствуют международным нормам, кроме содержания бария и хлоридов.

Город Даммар является одним из крупнейших городов Республики, численность населения которого составляет более 100 тыс. человек. Строительство канализации и очистных сооружений, обслуживающих 80% населения, закончено в конце 80-х годов. Канализационные трубы выполнены из пластика. Сточные воды самотеком поступают на очистные сооружения, которые находятся на расстоянии 10 км от города.

Очистные сооружения проектной производительностью 6800 м /сут. л состоят из 4-х анаэробных прудов емкостью 44 тыс. м и двух аэробных прудов емкостью 180 тыс. м3 (рис 1.3). На очистных сооружениях имеется прибор для измерения и регулирования расхода, решетки-дробилки, помещение для хранения хлора, используемого для обеззараживания очищенной воды.5)

В анаэробных прудах степень очистки сточных вод достигает 60%, длительность пребывания воды - 7 суток, в аэробных - 22 сут. При температуре воздуха не ниже 25°С. Эффективность очистки воды на очистных сооружениях г. Даммар представлена в таблице 1.8.

Впуск

21

Таблица 1.8

Химический анализ сточных вод г. Даммар (декабрь -февраль 1996 г.) п\п Параметры Ед. измерения Вход Выход Примечание

1 РН - 7,7 9,0

2 Натрий мг/л 147,136 78,17

3 Калий мг/л 74,29 74,4

4 Кальций мг/л 28,1 36,1

5 Магний мг/л 46,21 41,34

6 С03 мг/л - 33

7 нсо3- мг/л 549 170,8

8 Хлориды мг/л 173,71 49,63 Я "О

9 Сульфаты мг/л 86,4 24 о сл сг

10 Фосфор мг/л 39 22,8 X <т>

11 Азот мг/л 231 112,0 -0* к и

12 Аммоний солевой мг/л 89 26 н тз о и рз я X

13 БГЖ мг/л 500 53

14 ХПК мг/л 1860 615 Е О)

15 Железо мг/л 0,02 0,05

16 Медь мг/л 0,01 0,07

17 Марганец мг/л 0,17 0,3

18 Цинк мг/л Отс. Отс.

19 Хром мг/л 0,05 0,02

20 Барий мг/л 4,3 3,9

21 Кадмий мг/л 0,0016 Отс.

5) - Источник: Департамент водоснабжения и водоотведения ((NWSA), г. Даммар Выпуск очищенных сточных вод производится в долину, где выращиваются сельскохозяйственные культуры. Микробиологический анализ на станции не проводится и данные о наличии патогенной микрофолоры в очищенной воде отсутствуют.

Город Сана является столицей Республики Йемен. Численность населения составляет более 1 млн. человек, прирост численности населения

22 около 10% в год. Это оказывает огромное влияние на деятельность всех коммунальных служб города, в том числе и на водоснабжение и канализацию.

Канализационная сеть обслуживает только 20-30% населения. Сточные воды самотеком поступают на очистные сооружения, которые находятся в северной части города (рис. 1.4). Количество сточных вод составляет 25 тыс. м /сут. Количество воды, поступающей на очистные сооружения, колеблется о в диапазоне от 6000 до 16000 м /сут., остальная вода проходит транзитом без очистки и сбрасывается непосредственно в долину.

Очистные сооружения выполнены по типовому проекту и включают 4 анаэробных пруда емкостью 7 тыс м каждый и 3 аэробных разной емкости. Время обработки воды 22,3 суток.

Недостатком очистных сооружений является то, что они находятся в черте города вблизи международного аэропорта. В непосредственной близости от них расположен жилой район и выращиваются сельскохозяйственные культуры.

Временные пруды выполнены в виде открытых котлованов, поэтому сточные воды фильтруются в грунты и загрязняют грунтовые воды, в которые также попадают и неочищенные сточные воды. По данным Файсала Али Габера, представленным в таблице 1.9, БГПС5 очищенной воды составляет не менее 200 мг/л, содержание кишечной палочки 4700 шт/мл Это означает, что очистные сооружения работают неудовлетворительно. В настоящее время принято решение о проектировании новой станции полной биологической очистки в аэротенках.

Однако наиболее перспективным методом очистки городских сточных вод в климатических условиях Йемена является биологический в прудах с применением микроводорослей хлорелла, т.е. альголизированных,, что может обеспечить интенсификацию процесса очистки воды от органических веществ, требуемое качество очищенной воды, ее необходимую

Рис. 1.4 Временные очистные сооружения в г. Сана АН- анаэробные пруды; Р- факультативные пруды

24 дезинфекцию, а также возможность накопления и применения для нужд сельскохозяйственного орошения.

Таблица 1.9

Усредненные данные химического и микробиологического анализа сточных вод г.Сана6) (с 18.05.96 по 08.01.97 г.) п/п Параметры Ед. измерения Вход Выход

1 Температура С0 23,17 21,08

2 Общие растворенные вещества мг/л 1777 1772,5

3 рн - 7,71 7,81

4 Взвешенные вещества мг/л 717,17 100,33

5 Растворенный кислород мг/л 0,033 1,05

6 хпк мг/л 955,33 484,5

7 бпк5 мг/л 408 209

8 Карбонатная жесткость(по СаСОз) мг-экв/л 429 359,1

9 Некарбонатная жесткость (по СаСОз) мг-экв/л 0 0

10 Щелочность (по СаСОз) мг-экв/л 548,07 778,97

11 Хлориды мг/л 343,37 260,1

12 Сульфаты мг/л 162,96 63,6

13 Натрий мг/л 205,32 202,85

14 Калий мг/л 42,2 46,1

15 Кальций мг/л 120,77 101,8

16 Магний мг/л 31,02 25,52

17 НСОз" мг/л 557,2 761,45

18 С03 мг/л 0 0

19 Аммоний солевой мг/л 130,68 126,92

20 Нитраты мг/л 22,44 9,46

21 Фосфаты мг/л 23,08 20,72

22 Бор мг/л 1,5 1,15

23 Сера мг/л 2,24 0,464

24 Общее микробное число /100мл 57х106 69x1О4

25 Кишечная палочка /100мл 30x4 О6 47x1О4

6) - Источник: Файсел Али Габер, г. Сана, университет, строительный факультет, 1997г

25

Водные ресурсы страны недостаточны вследствие роста потребностей в воде. Уровень подземных вод постоянно понижается, а в некоторых районах источники иссякают вовсе. Обследование систем канализации Республики Йемен показало, что они нуждаются в радикальном совершенствовании.

Использование недостаточно очищенной сточной воды в сельском хозяйстве и промышленности ведет к нарушению здоровья людей и животных и осложнениям в технологии. Поэтому одной из главных задач развития систем канализации является повышение эффективности работы очистных сооружений путем применения методов глубокой очистки сточных вод с целью использования очищенных сточных вод для орошения.

В случае повторного использования очищенных сточных вод в системах технического водоснабжения из сточных вод должны быть удалены биогенные элементы и остаточные количества органических загрязнений для предотвращения биообрастаний трубопроводов и оборудования.

Для получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции сточная вода должны быть подвергнута глубокой очистке в основном биологическими методами, а в некоторых случаях - химическими, физико-химическими и др. методами.

26

2. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 2.1,Очистка сточных вод в биологических прудах

Использование биологических прудов, где сточные воды подвергаются естественному самоочищению, является самым древним способом очистки. Практическое применение этого метода с начала нашего века показало, что этот способ наиболее доступен, по сравнению с индустриальными - физико-химическим или биологическим в искусственных условиях и т.п. Простота эксплуатации, более низкие эксплуатационные затраты, надежность работы в благоприятных климатических условиях и некоторые другие преимущества сделали этот способ снова привлекательным для очистки сточных вод, особенно в развивающихся странах.

Большое количество обзорных работ по теоретическим и практическим аспектам очистки сточных вод в биопрудах [79,88,92,109,113,119 и др.], опубликованных в ранние период 50-х, 60-х, 80-х и 90-х годов доказали, что качественные показатели очищенных сточных вод в биологических прудах сравнимы с аналогичными, полученными при использовании других интенсивных методов обработки воды.

Очистка сточных вод в биопрудах имеет следующие преимущества: низкие капитальные и эксплуатационные затраты, поскольку не требуется электроэнергия; простота эксплуатации; высокая эффективность удаления патогенных бактерий и яиц гельминтов (до 99,9%); способность выдерживать большие гидравлические и органические перегрузки; широкие возможности для очистки сточных вод разного состава, способных к биоразложению.

К недостаткам метода следует отнести то, что для прудов требуются относительно большие площади, хотя и на на дешевых землях для

27 размещения сооружений; очищенная вода содержит большое количество взвешенных веществ, в том числе фитопланктона; возникают значительные потери очищенных вод в условиях жаркого климата при испарении;

Естественное самоочищение сточных вод в биологических прудах характеризуется большим разнообразием протекающих в них процессов. Oswald предложил следующую классификацию процессов: осаждение, биофлокуляция, аэробное окисление, анаэробный распад, метановое брожение и фотосинтез (рис.2.1.1) [53,108]. Эффект очистки сточных вод в биопрудах зависит от наличия условий для успешного протекания каждого из вышеперечисленных процессов.

Пруды условно разделяются на анаэробные и факультативно-аэробные. Очистка в них основана на симбилзе водорослей и бактерий. Под воздействием солнечного света водоросли выделяют кислород, с помощью которого бактерии минерализуют органические загрязнения в процессе их окисления. В результате указанных реакций выделяется углекислый газ (СО2), который в свою очередь поглощается водорослями. Предшествующей стадией процесса является удаление из сточных вод взвешенных веществ (механическая очистка).

В данной работе основное внимание уделяется двум основным типам, а именно: контактным и проточным прудам.

Контактные пруды используются для очистки сточных вод как самостоятельные очистные сооружения или для доочистки. Заполнение прудов осуществляется периодически, опорожнение - после экспозиции в течение необходимого времени.

Преимущества контактных прудов по сравнению с проточными биопрудами заключаются в следующем: устранение возможности смешения поступающей и очищенной сточной воды;

Рис. 2.1.1. Схема альгобактериального разложения загрязнений в биологического пруду ( по Освальду)

29 снижение времени пребывания до 7-10 сут [14, 39]; характеризуются меньшим приростом биомассы зоопланктона, способствуя при этом развитию биомассы фитопланктона.

Недостатки этих сооружений состоят в том, что они относительно трудоемки в эксплуатации, т.к. требуется постоянное регулирование процессов заполнения и опорожнения; очищенная вода содержит большое количество взвешенных веществ (водорослей); необходимы большие площади для размещения прудов;

Контактные пруды могут быть одиночными и каскадными, площадь пруда колеблется в пределах 1-1,5 га, глубина не превышает 1,5 м. [24 и др.]. Проектная нагрузка на контактные пруды не должна превышать 200-250 кг Б1Ж5/гасут. [14].

Значительную роль в процессе очистки воды играют водоросли. Контактные пруды характеризуются наличием в них широкого видового состава водорослей. Так, в контактных биопрудах г. Минска было обнаружено несколько видов планктонных водорослей - Protococcineae, Volvocineae, Euglenophyta. По данным [61] к водорослям Protococcineae относятся Chlorella vulgaris, Chlorella Terrícola, Micractinuim pusillum, Raphidonema, Sempervirens, golenkiniopsis solitaria, из водорослей Euglenophyta преобладающие виды из рода Euglena Geniculata Euglena acus, Eugiena viridis. В ограниченном количестве были обнаружены виды Phacus pyrum, Phacus plenronectes, в некоторых прудах Volvocineae, иногда их число увеличивалось за счет Chlamydomonas spp. Eudorina Elegans, pandorinamorum, Gonium pectoral. Общее число видов водорослей, обнаруженных в контактных прудах, достигало 40.

Ход процессов очистки сточных вод в биопрудах, определяется содержанием хлорофилла в планктоне. Анализ этих данных работы прудов в Белоруссии показал, что большое количество хлорофилла образуется в июне-сентябре до 6-7 мг/л, в осенние месяцы количество хлорофилла уменьшалось до -2-3 мг/л, что связано со снижением температуры воды.

30

Сезонные изменения содержания хлорофилла и органических взвешенных веществ в биопрудах г. Минска, а также количества фитопланктонных водорослей, представлены на рис.2.!.2.

При анализе этих зависимостей следует обратить внимание на наличие двух уровней: максимального в июне и минимального в сентябре, июле и августе, количество фитопланктона зависит от степени развития и прироста зоопланктона в эти месяцы. Зоопланктон поедает водоросли, что приводит к уменьшению их количества, что в свою очередь способствует снижению количества хлорофилла в сооружении. В июле- августе температура воздуха максимальная. Это является подходящим условием для развития зоопланктона, который может интенсивно расти только при температуре не ниже 10°С.

Первый заключается в пополнении количества кислорода в результате фотосинтеза и реаэрации его из атмосферы.

Кислородный режим в биопрудах зависит от двух процессов, протекающих в противоположных направлениях. Один из них состоит в потреблении кислорода микроорганизмами в водной массе прудов.

В период интенсивного фотосинтеза, когда средняя насыщенность воды пруда кислородом более 100%, процесс поглощения его из атмосферного воздуха не происходит [12, 56]. При изучении кислородного режима в биопрудах в условиях Белоруссии было установлено, что количество кислорода, продуцируемого водорослями в процессе фотосинтеза в течение дневных часов, значительно выше его потребности. Было также отмечено, что после заполнения прудов в течение 2-3 дней насыщенность кислородом в верхних слоях воды в дневные часы суток достигает 150-200%, иногда повышается до 300-400%.

Концентрация растворенного кислорода уменьшается в ночные часы суток, особенно в первые дни после его заполнения. Аналогичная картина наблюдается в июле-августе, когда увеличивается прирост зоопланктона.

31

Активная реакция среды является важным фактором, способствующим протеканию процессов самоочищения в биологических прудах.

В сточных водах прудов этот показатель изменяется пределах й в диапазоне: от 7 и более в момент заполнения пруда и до 10 и выше во время роста фитопланктона водорослей. Кроме того, при колебании значений рН изменяется количество хлорофилла, как показано на рис.2.1.3. Данная зависимость свидетельствует также о том, что при увеличении количества фитопланктона уменьшается щелочность воды, особенно в летний период. Так в условиях Минска щелочность воды, выходящей из прудов, снижалась до 2-3 мг-экв/л.

В тех случаях, когда зоопланктон поедает фитопланктон водорослей, щелочность увеличивается (рис.2.1.4). Исходя из этого, можно сделать вывод, что между показателем щелочности воды и рН существует обратная зависимость, т.е при уменьшении щелочности воды в пруду повышается значение рН и наоборот (рис.2.1.5).

В практике очистки сточных вод показатель биохимического потребления кислорода (БПК) является важным параметром, по которому можно судить о степени очистки сточных вод и эффективности работы очистных сооружений. БПК характеризует содержание нестабильных органических веществ, которые легко усваиваются бактериями.

В практике эксплуатации биологических прудов отмечается, что в летний период наблюдается резкое снижение величины БПК, и этот процесс начинается в первый день после заполнения прудов. Это уменьшение происходит в тот период, когда пруды еще работают в анаэробных условиях при наличии дефицита растворенного кислорода даже в дневные часы, т.е. снижение концентрации органических веществ обусловлено осаждением взвешенных веществ и их анаэробным распадом. Через 3 суток в пруду уже наблюдаются отчетливо выраженные аэробные условия, что в свою очередь также приводит к снижению в сточной воде БПК до 20-30 мг/л. Основное

Рис. 2.1.5. Изменение величины щелочности и рН в процессе самоочищеш сточных вод в биологических прудах 1 - рН; 2- щелочность

34 снижение БПК в контактных прудах наблюдается на 7-10 сутки после наполнения [14;39].

По данным [41], касающимся прудов в Москве, эффективность очистки по БПК5 достигала 64-86% в летний период.

Аммонийный азот- также характеризует степень очистки сточных вод и эффективность работы очистных сооружений, в том числе и прудов.

В работе [88] приводится информация о том, что снижение концентрации аммонийного азота в биологических прудах достигает 75-90%. Необходимо отметить тот факт, что уменьшение содержания аммонийного азота в прудах не сопровождается эквивалентным накоплением нитритов и нитратов, которые в поступающих сточных водах присутствуют достаточно редко. Потребление аммонийного азота в прудах связано с интенсивным ростом фитопланктона.

Сравнение изменения показателей БПК и аммонийного азота при очистке сточных вод в контактных прудах показывает, что количество азота, содержащегося в других соединениях, начинает резко снижаться после окисления основного количества органических веществ. Органические вещества, содержащие только углерод, окисляются быстрее, чем азотсодержащие вещества, поэтому снижение концентрации аммонийного азота начинается после того, как окислится основное количество органики [23].

Показателем эффективности работы очистных сооружений по снижению количества патогенных микроорганизмов является наличие кишечной палочки в очищенной воде. В контактных прудах отмирание кишечной палочки происходит скачкообразно, в зависимости от степени минерализации сточных вод (рис.2.1.6). Гибель кишечной палочки в биопрудах г. Минска происходила интенсивно при развитии планктонных водорослей, которое сопровождается резким увеличение рН (см. таблицу 2.1.1.).

35

36

Таблица 2.1.1.

Количество проб Хлорофилл, мг/л pH B.Coli, мл

1 1,9 7,9-7,5 65500

6 3,08 8,4-8,0 13375

9 3,5 8,9-8,5 8700

10 3,22 9,4-9,0 133

5 5,01 9,9-9,5 51

3 7,8 10 < 1

1 7,67 10,9 • <0,1

Из данных таблицы отчетливо видно, что скорость отмирания кишечной палочки происходит не только под непосредственным влиянием величины pH водной среды. Изменение активной реакции сопровождается и изменением различных условий. Самым важным из них является повышение количества фитопланктона водорослей, наличие растворенного кислорода в воде прудов, и т.п. Гибель микробов в прудах наблюдается при pH 9-9,5. Водоросли могут влиять на срок выживаемости бактерий путем выделения в окружающую среду специфических продуктов обмена -антибиотиков [45, 116]. Так при очистке в биологических прудах сточных вод, используемых в дальнейшем для орошения земель в пригородных зонах Москвы, число Coli в них уменьшалось на 98,95% [61].

По другим данным число кишечных палочек в одноступенных прудах г. Мельбурн, Австралия, снижалось на 96-99% [111,113].

Проточные биологические пруды могут быть выполнены в одну ступень или в несколько ступеней (последовательное или параллельное расположение). В многоступенчатых прудах вода последовательно перетекает из первого пруда в последующие. При этом в каждой секции прудов создаются свои специфические условия, которые зависят от многих факторов: нагрузки, глубины пруда, времени пребывания в нем сточных вод и т.д. По этим признакам Oswald выделил три вида прудов: анаэробные, аэробно-анаэрсбные и аэробные [109]. Pescod представил свою

37 классификацию (рис.2.1.7) [115]. В дальнейшем будут рассмотрены анаэробные и аэробно-анаэробные пруды.

Анаэробные проточные пруды

Этот вид прудов обычно используют в системах очистки промышленных сточных вод и бытовых стоков при низких нормах водопотребления и высоких концентрациях органических загрязнений, что имеет место в условиях Йемена. Анаэробные условия образуются при высоких нагрузках в прудах по БГЖ5 350-850 кг БПК5 /га сут. Анаэробные пруды являются одним из элементов системы очистки сточных вод в некоторых городах Йемена, поскольку там обеспечиваются соответствующие нагрузки по БПК5. Эффективность снижения этого показателя в них составляет 51% (г Сана) - 77% (г. Даммар).

Существенное снижение концентрации биологически разлагаемых органических веществ в анаэробных прудах происходит под воздействием следующих факторов: высокая температура (32°С) является оптимальной для процесса метанового брожения; высокая щелочность; нейтральная активная реакция среды, рН 6,5-7,5; отсутствие токсичных компонентов [53].

Скорость метанового сбраживания зависит от времени пребывания сточных вод в анаэробных прудах (30-50 сут -Oswald W.J.; 3-7 сут - другие авторы). Интенсификация процессов очистки в анаэробных прудах осуществляется в следующих направлениях: поддержание высокой температуры; и снижение степени испарения путем уменьшение зеркала водной поверхности; ♦> увеличение глубины пруда до 2,4-3,6 м, макисмально до 8 м в условиях холодного климата [105];

Рис. 2.1.7 Классификация проточных прудов АЫ- анаэробные пруды; Б- факультативные пруды (анаэробно-аэробные);

М- аэробные пруды

39 соотношение ширины пруда к его длине рекомендуется в пределах 1:4, чтобы обеспечить максимальное выпадение взвешенных веществ в начале пруда.

Кроме того, не рекомендуется устранять слой пены, образующийся на поверхности пруда. При появлении мхов и размножении комаров необходимо разбрызгивать чистую или очищенную воду из последненго пруда.

При высоких нагрузках используют многоступенчатые анаэробные пруды малой площади и большой глубины.

Недостатки анаэробных прудов заключаются в том, что в результате образования большого количества сероводорода наблюдается распространение неприятных запахов. Кроме того, изредка вода приобретает пурпурный или темно-красный цвет, причиной которого является наличие специфических сульфидокисляющих бактерий. Эти явления наблюдаются также и в факультативных прудах (например, на очистных станциях г.г. Аден и Сана) при поступлении в них недостаточно очищенных сточных вод из анаэробных прудов.

Аэробно-анаэробные проточные пруды

Эти пруды являются самыми распространенными при очистке городских сточных вод. Свое название они получили в соответствии с процессами, происходящими в слое воды в зависимости от времени суток и сезона года.

Аэробно-анаэробные пруды более просты в эксплуатации, чем контактные и построены в различных странах Азии, Африки, Америки, в некоторых европейскизх странах (Франция, Португалия, Германия, Польша, Испания, Белоруссия, Россия и т.д.). Эти пруды используются либо как самостоятельные сооружения для очистки сточных вод (анаэробные, аэробно-анаэробные, аэробные), либо для доочистки воды после аэротенков, биофильтров и т.п., при этом увеличивается степень очистки по биогенным элементам и патогенной микрофлоре. Они также используются как

40 накопители дня сбора очищенных вод с целью их дальнейшего использования на орошение. [82].

Нагрузка по органическим веществам в этих прудах не превышает 250 кг БПКз/га сут в условиях жаркого климата круглый год. В условиях европейских стран зимой 100 кг БПКб/га сут, летом 250 кг БПКб/га сут [95].

В Израиле, где широко используют очищенные сточные воды для орошения, снижение БПК5 в этих прудах достигает 67-75%, при этом нагрузки составляют 275-310 кг БПКз/га сут [97].

Снижение БПК в аэробно-анаэробных прудах происходит в пределах 60-80% при глубине прудов 1,5 м.

За аэробно-анаэробными прудами располагаются аэробные пруды глубиной 1-2 м. Эти пруды характеризуются постоянным наличием растворенного кислорода по всей глубине. Здесь преимущественно происходит гибель патогенной микрофлоры.

Для нормальной работы этих сооружений требуется растворенный кислород для жизнедеятельности бактерий, окисляющих органические загрязнения сточных вод. Кислород выделяется в результате фотосинтеза (рис.2.1.8). Концентрация растворенного кислорода в слое воды различна в течение суток и в зависимости от сезона года. После восхода солнца уровень кислорода в воде повышается и достигает своего максимального значения к полудню. Затем начинается постепенное его снижение, и минимальная концентрация растворенного кислорода (зачастую равная нулю) фиксируется после полуночи. При этом как результат активности водорослей изменяется и активная реакция среды рН и может достигать значений более 9 (рис.2.1.9).

Активность фотосинтеза водорослей имеет весьма важное значение при удалении патогенных бактерий. По многочисленным данным в проточных прудах преобладают: Chlorophyta, Euglenophyta, Chrysophyta; и в меньших количествах Cyanophyta [31,64,77,85,103,105,1 L1,114,121].

Наблюдалось несколько видов фитопланктонных водорослей в биологических прудах г.г. Даммар и Аден, где были обнаружены

Рис. 2.1.8. Схема взаимодействия компонентов биохимического процесса очистки сточных вод в альголизированных прудах

42

Время суток, час

Рис. 2.1.9. Суточные изменения концентрации растворенного кислорода и рН в факультативных прудах 1- рН; 2- растворенный кислород

43 представители РгоШ сосстеае, Уо1уостеае, Е1^1епор11у1а. Виды водорослей, преобладающих в прудах, приведены в таблице (2.1.2)

Таблица (2.1.2)

Водоросли, присутствующие в биопрудах г.г. Даммар и Аден

Йемен, 1996 г) п\п Вид водорослей Факультативный пруд

1 Chlorella sp +

2 Sceneedesmus acuminatus +

3 Coenocystis sp +

4 Golenkiniopsis solitario +

5 Lepocinclis sp +

6 Euglena virdis +

7 Kirchneriella sp +

8 Dictyochloris globosa +

Разнообразие водорослей в биопрудах уменьшается с повышением органической нагрузки, поэтому вышеперечисленные виды водорослей в первом пруду находятся в меньшем количестве, нежели в последующих. Такие виды водорослей как Chlamydomonas, Pyrobotrys, и Euglena преобладают в самых замутненных зонах пруда, поскольку они способны двигаться к свету на поверхность прудов. Это дает им преимущество перед Chlorella, Scenendesmus, Miractinium и увеличивает прозрачность воды в последующих секциях прудов.

Исследования в проточных прудах (г. Солигорск, Белоруссия) показали, что развитие планктонных водорослей в многоступенчатых прудах отличается неравномерностью. В летний период самый большой прирост водорослей отмечался в первом пруду - 2,62 мг/л, во втором и в третьем -1,71 и 1,25 мг/л соответственно [14].

В последующих секциях пруда в летний период создаются условия для роста зоопланктона, который поглощает планктон водорослей, ограничивая тем самым рост зеленых водорослей.

44

Весной и осенью, когда росту зоопланктона препятствует низкая температура воды, содержание хлорофилла во втором и третьем прудах возрастает и превышает соответствующие показатели в первом пруду. В данных экспериментах эти значения составляли 2,5; 6,7 и 4,85 мг/л.

Содержание хлорофилла в обычных условиях составляет 3-4 мг/л, а во время интенсивного роста достигает 6-7 мг/л [91,108].

Количество хлорофилла при эффективной эксплуатации секционных прудов и особенно в первом пруду находится в пределах 1000-3000 мг/л. [97]. Эта величина зависит от многих факторов: поверхностной нагрузки по БПК5; условий окружающей среды; сезона года; прироста зоопланктона; наличия токсикантов; наличия простейших микроорганизмов

Ранее была рассмотрена роль растворенного кислорода в процессах биологической очистки в контактных прудах. В проточных прудах содержание растворенного кислорода также меняется в зависимости от сезонов года в соответствии с климатическими условиями каждой страны. В проточном пруду концентрация растворенного кислорода меняется от пруда к пруду в соответствии с колебаниями органических нагрузок, активности водорослей и интенсивности фотосинтеза. Данные, представленные на рис.2.1.10., показывают, что в летний период концентрация растворенного кислорода в первом пруду достигала 28 мг/л, во втором и третьем прудах эта ведличина составляла 16 и 7,7 мг/л соответственно. Это свидетельствует об интенсивном развитии зоопланктона, который потребляет большое количество кислорода для своей жизнедеятельности, ограничивая рост фитопланктона, в результате чего общий объем фотосинтеза снижается.

Развитие планктона водорослей резко снижается в осенний период. Это непосредственно приводит к уменьшению объема фотосинтеза, который в

45 свою очередь уменьшает содержание растворенного кислорода в прудах. Но как известно из теоретических исследований, когда содержание растворенного кислорода в прудах невелико, возрастает роль процессов реаэрации атмосферного кислорода. Поэтому в первом пруду в этот период года, когда для окисления имеющихся органических соединений требуется большее количество кислорода, чем имеется в наличии, то концентрация растворенного кислорода снижается до 0,4-0,6 мг/л. При этом во втором и третьем прудах этот показатель существенно выше ( 5-6 мг/л).

Из вышесказанного можно сделать вывод, что содержание растворенного кислорода в очищенной воде сильно разнится в зависимости от сезона года и активности фитопланктона водорослей.

Показатель щелочности воды в проточных прудах изменяется в зависимости от активности фитопланктона в соответствии с сезонами года. Летом в период интенсивного фотосинтеза щелочность снижается и повышается величина рН. Хотя в первом пруду процесс минерализации идет очень интенсивно, щелочность воды в нем остается больше, чем во втором и третьем прудах.

Осенью с понижением температуры и активности фотосинтеза, а особенно зимой в холодных районах, когда процесс фотосинтеза практически прекращается, щелочность повышается и уменьшается рН, вследствие чего повышена щелочность очищенной воды, выходящей из последнего пруда.

Таким образом колебания величины рН, зависящие от активности фитопланктона, оказывают сильное воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов в прудах и на процесс самоочищения сточных вод.

В процессе натурных исследований было установлено, что степень удаления органических веществ, характеризуемых показателем БПК, в прудах в условиях жаркого климата не меньше, чем в традиционных сооружениях очистки сточных вод. Так Н.С. Максимовский указывает, что при правильном проектировании и эксплуатации биопрудов и аэрогенков, можно получить в них 85-95% удаление органических веществ [46].

46

Эффективность снижения показателя БПК в прудах, в основном зависит от интенсивности фотосинтеза, поэтому при неблагоприятных условиях для его осуществления необходимо снижать нагрузки по органике или увеличивать время пребывания сточных вод в прудах.

Так Oswald и др. свидетельствуют, что экспериментальные пруды в Ричмонде (Калифорния, США) летом работают с 85% снижением БПК5 и при нагрузке до 250 кг БПК5/га сут. В зимние месяцы при температуре 8-11°С, когда происходит самое большое ослабление солнечной активности, необходимо снижение нагрузок по БПК

Окислительные пруды в Дании обеспечивают снижение БПК5 на 74%. Общая эффективность очистки, выраженная показателем БПК5, в окислительных прудах Лунде (Швеция) достигает 92%. Окислительные пруды в штате Миссури, США обеспечивают снижение БПК5, в среднем, до 89% [105]. По данным Parker в проточных биологических прудах города Мельбурн (Австралия) снижение БПК5 достигает 95-98% [111].

Многосекционные биологические пруды в городах Йемена (Ходайда, Даммар, Аден) в зимних условиях 1993-1996 гг. обеспечивали снижение показателя БПК5 на 87-89% соответственно.

Анализ имеющихся теоретических разработок позволил утвердиться во мнении, что все авторы отмечают зависимость эффективности работы биологических прудов от основных факторов - глубины пруда, времени пребывания, состава сточных вод, гидравлических и органических нагрузок, климатических условий и т.п.

Содержание аммонийного азота в воде, выходящей из биологических прудов, в летнее время незначительно по сравнению с его концентрацией в поступающей воде. Эффективность удаления может достигать 95% [14]. Так в биологических прудах г.Ходайда в летний период этот показатель составлял 70%, в г. Даммар в зимний период - 71% при дневной температуре 25°С, а ночью до 0°С.

AI

Повышение концентрации аммонийного азота в очищенной воде в зимний период обусловлено следующими причинами: снижение скорости нитрификации, вследствие уменьшения температуры; замедление интенсивности фотосинтеза и пр.

С другой стороны увеличение концентрации аммонийного азота в летний период происходит только в анаэробных условиях, что связано с анаэробным разложением азотсодержащих соединений, например, мочевины, в донных слоях прудов. Кроме того, донные отложения могут способствовать уменьшению концентрации растворенного кислорода и поддержанию высокого содержания солевого аммиака В донных отложениях также образуются некоторые вещества, угнетающие водоросли.

Очистка сточных вод в прудах происходит в результате естественных химических и биохимических реакций, на протекание которых существенное влияние оказывает температура окружающей среды. Интенсивность метаболизма живых организмов и процессов фотосинтеза также зависит от температуры

Биологическая активность микроорганизмов снижается на 57% при понижении температуры на каждые 10°С [125].

Наилучшим образом процесс очистки в анаэробных и факультативных прудах, а также в аэробных прудах, протекает в дни яркого солнца, когда нет облаков, при температуре выше 20°С и умеренном ветре. В течение года температура колеблется в пределах 12-26°С

Однако интенсивность фотосинтеза снижается при температуре свыше 35°С, а начиная с 45°С практически прекращается.

Высокая температура активизирует появление сине-зеленых водорослей, которые постепенно вытесняют водоросли, принимающие участие в процессе очистки. Кроме того сине-зеленые водоросли, появляясь на поверхности воды, сильно затрудняют проникновение солнечных лучей в толщу воды и препятствуют процессам фотосинтеза, что в свою очередь

48 снижает эффективность очистки. В то же время аэробные бактерии потребляют кислород в больших количествах, вследствие чего наблюдается его дефицит и возникновение анаэробных зон в придонных слоях пруда.

С другой стороны внезапное понижение температуры замедляет процесс роста водорослей, и следовательно, снижает уровень воспроизводства растворенного кислорода. В этом случае часть водорослей осаждается в нижние слои пруда, зеленый цвет заметно бледнеет, эффективность работы пруда снижается.

Эффективность удаления микробных загрязнений в многосекционных проточных прудах составляет 99,99%. Каждый пруд в составе многосекционных сооружений очистки играет определенную роль в процессах самоочищения от патогеннной микрофлоры, хотя основное ее уничтожение наблюдается в первом пруду (рис.2.1.11).

При эксплуатации проточных прудов наблюдаются следующие трудности.

1. При несоблюдении проектных показателей эксплуатации, а в частности превышении нагрузок (например на Раудской очистной станции г. Сана -более чем в 2 раза), в первой секции факультативных прудов возникают анаэробные зоны, что приводит к появлению неприятных запахов, накоплению сероводорода и других токсикантов, снижению активности микроорганизмов, что, в свою очередь, отрицательно влияет на эффективность очистки сточных вод в последующих секциях.

2. При высоких нагрузках - при отсутствии анаэробной стадии очистки снижение БПК в первой секции незначительно.

3. При отсутствии ветров, в дневные часы суток водоросли концентрируются в прудах на глубине 20 см мнебольшим слоем в виде ленты, который передвигается вверх или вниз в соответствии с истенсивностью света, что способствует резким изменениям в качестве очищенной воды по БПК, ХПК взвешенным веществам и т.д.

4. Появление красно-коричневой окраски воды в последних прудах

49

Месяцы года

Рис. 2.1.10. Сезонные изменения содержания растворенного кислорода в серийных биологических прудах за 1961-1962 г.г. 1,2,3, - номера прудов А

V У1 Ш У]II . IX X ( XI ~Ш

Месяцы года

Рис. 2.1.11. Сезонные изменения величины коли-титра в серийных биологических прудах 1,2,3 — номера прудов; 4 — поступающая на пруды вода

Таблица 2.1.3

Основные различия между контактными и проточными прудами

Контактные пруды „ * Один пруд Проточные пруды * Три последовательные секции

Сложность эксплуатации Простота эксплуатации

Ограничение в применении Широко распространены

Пруд или одиночные пруды для очистки сточных вод Несколько прудов, составляющих серию или нескольких серий

Органические нагрузки в условиях жаркого климата 200-250 кг БПК/га сут, в условиях холодного климата время пребывания удваивается Органические нагрузки в условиях жаркого климата 200-250 кг БПК/га сут, в условиях холодного климата 100 кг БПК/га сут

Глубина прудов достигает 0,8-1,5 м Глубина прудов достигает 1,0-2 м

Время пребывания в условиях жаркого климата 7-10 сут, в условиях холодного климата - 14 сут. Время пребывания от 12-40 сут,

Преимущественно развивается фитопланктон, редко - зоопланктон Совместное развитие фито - и зоопланктона

Разнообразие водорослей достигает 40 видов Разнообразие водорослей не более 23 видов

Высокое содержание водорослей и фитопланктона в очищенной воде Содержание фитопланктона и водорослей в очищенной воде, выходящей из последнего пруда меньше, чем в контактных прудах

Невозможен проскок неочищенной воды Возможен проскок неочищенной воды

Невозможно смешение поступающей и выходящей воды Возможно смешение выходящей воды с исходной сточной водой.

Высокое содержание хлорофилла В летний период высокое содержание хлорофилла в первом пруде и уменьшение его количества в последующих секциях и обратная зависимость в холодный сезон

Низкая эффективность удаления аммонийного азота Высокая эффективность удаления аммонийного азота

Эффективность удаления патогенной микрофлоры 96-99% Эффективность удаления патогенной микрофлоры 99,99%

Эффективность снижения БПК5 - 6486% Эффективность снижения БПК5 - 7498%

51

Продолжение таблицы 2.1.3.

Концентрации растворенного кислорода снижается в первые дни после заполнения и постепенно увеличивается Летом концентрация растворенного кислорода в первом пруду больше, чем во втором и третьем. В холодный период концентрация растворенного кислорода в первом пруду меньше, чем во втором и третьем.

Используются как самостоятельные очистные сооружения Используются как самостоятельные очистные сооружения при наличии систем анаэробной очистки

Интенсификация процессов очистки в биологических прудах

В биологических прудах можно очищать как хозяйственно-бытовые, так и промышленные сточные воды. Однако последние не должны содержать вещества, оказывающие токсичное воздействие на живущие в воде организмы.

Специфической особенностью биопрудов является массовое развитие в них планктонных микроводорослей, главным образом протококковых, которые играют роль важнейшего агента самоочищения [14].

В аэробных прудах наиболее богато представлены виды зелено-диатомовых водорослей и эвгленовых водорослей, в анаэробных -синезеленых и пурпурных бактерий [28,32]. Протококковые водоросли обычно размножаются в биопрудах и обладают большой жизнестойкостью. Поэтому они могут быть использованы для очистки сточных вод [13,25].

В процессе самоочищения, по мнению Камшилева, во всех случаях в качестве рабочего механизма выступает комплекс организмов, с помощью которых ликвидируются загрязнения [33]. Водоросли также являются важной частью этого комплекса.

Значению водорослей в процессах самоочищения, особенно планктонных, посвящено большое число работ. Наиболее ярко этот факт отражен в исследованиях, проведенных в последнее время [35,39,40,65,70].

Заметно увеличилось количество работ, посвященных значению отдельных групп и видов водорослей в процессах самоочищения самых

52 разнообразных сточных вод. Подробнейшим образом изучена роль хлорококковых водорослей в процессах самоочищения. Это позволило использовать виды хлорококковых водорослей (в основном видов Chlorella, Ankistrodesmus, Scenedesmus) для очистки сточных вод различного состава, в том числе стоков, содержащих высокую концентрацию аммонийного азота [21, 22].

В результате исследований, проведенных в непроточных биологических прудах, установлено, что введение в опытные пруды культуры зеленых водорослей интенсифицирует процесс очистки сточных вод по сравнению с контрольными прудами.

Полная очистка сточных вод в опытных прудах наблюдается на 6-8-е сутки, а в контрольном, где протекают природные процессы самоочищения, на 15-20 сутки [37]. Результаты этих исследований послужили основой для проведения опытов с культурами водорослей в проточных биологических прудах.

При испытании различных штаммов водорослей для интенсификации процессов доочистки и обеззараживания сточных вод, установлено, что наиболее продуктивными являются Chlorella vulgaris, C.pyrenoidosa и Ankistrodesmus braunii), которые вызывают массовое развитие дикорастущей альгофлоры в весенних и летних условиях [38].

Водоросли рода Scenedesmus не могут быть использованы для интенсификации процессов очистки сточных вод в биологических прудах, так как их органические выделения оказывают альгостатическое воздействие на развитие дикорастущих видов водорослей и процесс очистки задреживается на 7-10 дней по сравнению с прудами, инокулированными культурой водорослей Chlorella vulgaris, C.pyrenoidosa и Ankistrodesmus braunii.

При скорости протока менее 1,4 м/мин и плотности водорослей в прудах 5-7 млн. кл/мл можно обеспечить 100% дегельминтизацию

53 очищенных сточных вод. Такие воды могут использоваться для полива сельскохозяйственных угодий.

Исследованиями ряда авторов установлено, что яйца гельминтов, осевшие в биологических прудах, погибают под воздействием анаэробных условий на дне пруда [11,36,50]. Следовательно, имеется основание считать, что ил из биологических прудов может использоваться на сельскохозяйственных полях в качестве удобрения.

Совершенствование биологических прудов, достигаемое за счет введения в них культуры зеленых водорослей рода Chlorella vulgaris, позволит обеспечить очистку сточных вод и на станциях очистки отказаться от аэротенков, биофильтров и хлорирования очищенной воды перед выпуском ее в водоемы.

Рекомендуется применять в контактных биопрудах с целью интенсификации процессов биологической очистки и обеззараживания сточных вод, а также устранения запахов введение комплексов микроводорослей [72]. Для решения этой проблемы предлагается включить в состав очистных сооружений 2-ой ступени очистки наклонные террасы, которые увеличивают степень очистки сточных вод птицеферм по выращиванию уток и позволяют использовать очищенные сточные воды, например, в замкнутом цикле.На наклонных террасах выращивают травы на корм птицам. Оптимальные гидравлические нагрузки во 2-ой климатической зоне СНГ составляет 500-700 м3/га сут при уклоне террасы 2% и длине 43 м.

Эффективность очистки в контактных водорослевых прудах по отдельным показателям составляет: БПКполн.84%, взвешенные вещества 75%, процент отмирания бактерий E.Coli 99,9%.

На наклонных террасах обеспечивается удаление микроводорослей, полученных в контактных биопрудах, глубокая очистка по БПК,ЮЛИ. до 5 мг/л, обеззараживание, в результате чего очищенные сточные воды могут использоваться в замкнутом цикле.

54

Очистка в биологических прудах сопровождается различными процессами, при которых возникает ряд проблем, особенно в проточных прудах, характеризующихся большой глубиной (более 1м), а именно:

1. Наличие анаэробных условий в слое воды, в результате чего происходит образование и накопление сероводорода, органических кислот и пр. Это приводит к распространению неприятных запахов, оказывающих негативное воздействие на экологическую ситуацию вокруг прудов, особенно на расположенные рядом жилые массивы. Для устранения этого явления применяют следующие мероприятия: а) устройство очистных сооружений вдали от населенных пунктов. Так Brinck рекомендует проектировать и сооружать пруды на расстоянии не менее 640 м от населенного пункта. Российские нормативы указывают, что это растояние должно быть не менее 500 м; б) чтобы предотвратить возникновение нежелательных и неприятных запахов на всех объектах очистных сооружений Brinck также рекомендует введение в течение 3-х суток нитрата калия в количестве 112 кг/га сут, затем вдвое меньшее его количество еженедельно. Однако этот метод дорог и может быть использован только в прудах малой производительности [81]. в) содержание сульфатов в исходной сточной воде не должно превышать 500 мг/л [103].

2. Вертикальная стратификация слоев воды, разделяющая пруд на аэробные и анаэробные зоны, способствует возникновению условий, ограничивающих распределение нагрузок на единицу площади пруда и исключает возможность наличия максимальных нагрузок на пруд. Это приводит к тому, что процессы очистки следует интенсифицировать следующими мерами: а) внедрением искусственной аэрации воды в системе прудов, с целью обеспечения равномерного распределения органических нагрузок, концентрации растворенного кислорода, бактерий и водорослей при

55 смешении воды, что позволит в конечном итоге устранить все неприятные запахи и в несколько раз повысить нагрузки, о чем свидетельствуют данные МГСУ. Биологические пруды с искусственной аэрацией являются эффективным и практически не зависящим от климатических условий сооружением для глубокой очистки сточных вод. Они позволяют поддерживать активную биомассу во взвешенном состоянии, интенсифицировать массообмен между сточной водой и илом и, тем самым, повысить скорости окисления остаточных загрязнений и окислительную мощность, что позволяет, в одной стороны, улучшить качество очищенной воды, а с другой - уменьшить требуемый объем пруда [1,27,68]. С этим соглашается Hurwitz, который доказывает, что в сезонных неблагоприятных условиях использование системы смешения, которая позволило устранить неприятные запахи и повысить нагрузки в 3,5 раза [94]. Oswald W.J. подчеркивает, что искусственное перемешивание необходимо для достижения высоких значений нагрузок в прудах и обеспечения аэробных условий в слое воды (107). б) уменьшением глубины биологического пруда, чтобы ветры могли интенсивно перемешивать воду в объеме пруда и обеспечивать благоприятные условия для фотосинтеза.

3. Проблему высоких нагрузок в биопрудах иногда можно решить путем применения анаэробных прудов, которые позволяют вести процесс очистки при нагрузках более 1000 кг БПКУга сут. Очистные сооружения в ряде городов Йемена работают при высоких нагрузках, поэтому анаэробные пруды являются одним из элементов станции очистки сточных вод в Республике, несмотря на то, что сточные воды в некоторых городах состоят преимущественно из бытовой воды и содержат низкий процент индустриальных загрязнений. Бытовые сточные воды не рекомендуется очищать в анаэробных прудах, поскольку они содержат высокие концентрации органического азота и серы, накопление которых в

56 анаэробных условиях приводит к образованию токсичных соединений, в последствие оказывающих негативное влияние на развитие водорослей в аэробных прудах, играющих важную роль в процессах фотосинтеза и биологической очистки в прудах.

При анализе выходящей воды из анаэробных прудов на очистных сооружениях Аль-Рауди г. Саны (Йемен) было установлено, что значения концентраций иона аммония солевого (МтЦ"1") и сероводорода (НгБ) достигали 200 и 15 мг/л соответственно. Концентрация (М-1ЧН4+) выше 28 мгК/л является токсичной для водорослей при рН > 8 и особенно, когда (КН4+) превращается в (КНз), который быстро проникает в клетки водорослей [76]. Содержание сульфидов более 8 мг/л ослабляет процесс фотосинтеза в прудах, а сероводород (Н28) является токсичным для водорослей [114]. Поэтому эти факторы необходимо учитывать при проектировании прудов в условиях Йемена таким образом, чтобы нагрузки не превышали 400 г БПК5/м сут [103]. В условиях очистных сооружений г. Саны эта нагрузка составляет 800 г БПК5/М сут, поэтому они работают неудовлетворительно

Для решения проблемы высоких нагрузок в прудах требуется периодически осуществлять аэрацию и перемешивание. Это было достигнуто в результате длительных исследований, которые позволили увеличить нагрузки до 300 кг БПКз/га сут. Эти величины достижимы только при перемешивании воды в прудах 1-2 раза в сут, при наличии автоматическогго регулирования уровня воды в пруду и устройства днища пруда из монолитного бетона.

В действующих биопрудах, работающих с высокими нагрузками, можно культивировать фитопланктон и водоросли, продуцирующие в процессе фотосинтеза необходимое количество кислорода для бактериологического окисления органических веществ, что обеспечивает большую степень их минерализации. Водоросли используют также часть минерализованных веществ. Таким образом симбиоз водорослей и бактерий

57 позволяет создать оптимальные условия для развития и роста фитопланктона, который играет главную роль в аэробных слоях воды. 4. Одной из проблем эксплуатации биопрудов является повышенное содержание планктона в выходящей воде. Эта проблема может быть решена несколькими способами: а) устранением планктона из воды, выходящей из пруда, либо путем его разложения (распада) с помощью метанового брожения в анаэробной зоне, анаэробно-аэробного пруда. Возможно использовать культивирование планктона в сточных водах для повышения производительности и рыбных прудов. б) Сбором выращенного на сточных водах фитопланктона в специальных сооружениях, которые представляют собой маленькие пруды со стенками, усиленными монолитным бетоном. Глубина этих прудов составляет 20 см, время пребывания в них - 3 суток при постоянном перемешивании содержимого пруда (не менее 2 раз в сутки). Поток воды, выходящей из прудов, пропускают через фильтрующие аппараты, которые задерживают водоросли. Сбор водорослей осуществляется в три стадии. Первая стадия - с помощью химических веществ - флокулянтов, вторая - центробежного механизма. На третьей стадии происходит высушивание на песчаной площадке, размеры которой составляют 10-15% от площади всех прудов. Процесс высушивания продолжается 3-5 суток. Этот процесс с успехом был осуществлен под Сан-Франциско (США). в) Урожайность водорослей в биопрудах достигает

8-9 г/м . Для их утилизации или удаления может использоваться метод биофлокуляции, который состоит в добавлении в биопруды незначительного количества чистой воды [67].Фитопланктон на некоторе время оседает на дно, осадок можно удалить насосами.

58

Несмотря на некоторые трудности, процесс биологической очистки сточных вод в прудах является самым доступным и простым в эксплуатации по сравнению с другими способами очистки.

В выборе перспективного метода учтено то, что Йемен имеет благоприятные климатические условия, способствующие применению биологической очистки сточных вод в прудах.

Известен ряд методов расчета биологических прудов, отличающихся полнотой описания происходящих процессов, трудоемкостью подготовки исходной информации и степенью учета местных условий. Целью данного раздела является анализ существующих методов расчета и выбор такого метода, который наиболее полно позволяет учесть особенности работы биологического пруда в условиях жаркого климата.

Для инженерных расчетов в мировой практике широко используются упрощенные модели, применимые для определенного географического района. В странах СНГ получил применение метод расчета биологических прудов, разработанный специалистами ВНИИ ВОДГЕО под руководством д.т.н. И.Д.Родзиллера в 1984 г. и положенный в основу строительных норм и правил [54]. По этому методу рассчитываются время пребывания сточной жидкости в биологических прудах и размеры пруда (площадь зеркала и глубина). Расчеты выполняются по следующим формулам.

Время пребывания сточной жидкости в биологических прудах с естественной аэрацией

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Водное хозяйство Йемена не отвечает современным требованиям и нуждается в радикальных усовершенствованиях. Наиболее актуальна проблема развития водоотведения в городах и других населенных местах, и в особенности проблема очистки городских сточных вод, которые в основном загрязняют водные источники, что серьезно угрожает здоровью человека.

2. Наиболее перспективным методом очистки городских сточных вод в климатических условиях Йемена является биологический в прудах с применением микроводорослей хлорелла, т.е. альголизированных прудов, что может обеспечить интенсификацию процесса очистки воды от органических веществ, а также ее необходимую дезинфекцию.

3. Экспериментальные исследования показали, что в альголизированных прудах продолжительность процесса очистки сокращается в 2 раза по сравнению с традиционным биопрудом, при этом в пруду-накопителе достигается необходимая степень обеззараживания.

4. Технологическая схема должна включать альголизированный аэробный пруд I ступени и пруд-накопитель II ступени. Анаэробную I ступень следует исключить, так как образующиеся в ней сероводород и аммиак токсичны для микроводорослей.

5. С достаточной для практики точностью процесс очистки в альголизированных прудах описывается системой уравнений из модифицированного уравнения ферментативных реакций, учитывающего снижение органических загрязнений и автолиз микроводорослей и уравнения роста хлореллы. Процесс доочистки в пруду - накопителе описывается известным уравнением И.Д.Родзиллера.

6. Технико-экономическая оценка показала, что применение альголизированных прудов позволяет в два раза сократить их площади (и

131 объем) по сравнению с традиционными биопрудами и обеспечить качество воды, необходимое для использования ее для орошения сельскохозяйственных культур или для сброса в водоем.

При этом экономический эффект для сооружений производительностью 8000 мЗ/сут составит 253 тыс. дол/год. Эффект от предотвращения ущерба водоема составит 348,32 тыс.дол/год.

В условиях Йемена рентабельно применение альголизированных прудов для очистки городских и бытовых сточных вод на сооружениях в л широком диапазоне производительностей до 110000 м /сут при минимальной стоимости земли.

132

1. Абдулькадыров Д. Аэрируемые биологические пруды для глубокой очистки сточных вод. Диссертация к.т.н., МГСУ, М., 1984.

2. Ara Шахир Джамаль Физическая география Йемена.-1983, (араб.)

3. Ад-Дукейль Абдалла Салим. Водные ресурсы в Йеменской республике и горизонты их развития. Исследование.- Декабрь 1993.

4. Аз-Зари Абдалла. Оценка водных источников. Исследования.-Декабрь 1993, (араб).

5. Альбицкая О.Н., Лунин А.Н., Горенкова О.И., Носова Л.П. Технология культивирования хлореллы применительно к условиям Московской области. В кн.: Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве.ФАН-1980,- Ташкент.-с.35-37

6. Альманайфи Абдаллатыф Ахмед. Водоотведение г. Саны и экологический эффект -сентябрь 1992, (араб.).

7. Андреев Н.Г. Орошение важный фактор создания высокопродуктивных пастбищ. В сб. Пастбища и сенокосы. Колос.-1974.-М.-с.265-282.

8. Андреев Н.Г., Вакилов Б.М., Кобозев Н.В. Изменение естественного разнотравного злакового травостоя под воздействием удобрений и орошения в пойме длительного затопления. Известия ТСХА.-1978.-вып.6,-с.47-55.

9. Андреева P.A., Скирдов И.В. Экспериментальная оценка возможности применения хлореллы для очистки сточных вод заводов по производству кормовых дрожжей на парафинах нефти. Труды ВОДГЕО.-1982.-М.

10. Ю.Базякина H.A., Востоков H.A., Строганов С.Н. Опыты с самоочищением сточной жидкости в непроточных прудах (1913-1914) Отчет комиссии по очистке сточных вод. Приложения к отчету.-1919.- 4.1.- М. с. 105-176

11. Василькова З.Г. Методы гельминтологических исследований. Медгиз. -1955.-М.133

12. Винберг Г.Г. Значение фотосинтеза для обогащения воды кислородом при самоочищении загрязненных вод. Труды Всесоюзного гидробиологического общества.-1955.-6,- с.46-69

13. Винберг Г.Г., Остапеня П.В. Биологические пруды в практике очистки сточных вод. Очистка сточных вод в биологических прудах,- 1961-Минск.-с.З-42

14. Винберг Г.Г., Остапеня П.В. и др. Биологические пруды в практике очистки сточных вод. 1966, Минск

15. Винберг Г.Г., Сивко Т.Н. Участие фотосинтезирующих организмов планктона в процессах самоочищзения загрязненных вод. Гидробиология и ихтиология внутренних водоемов. Прибалтика.-1963.-Рига

16. Винберг Г.Г., Сивко Т.Н. Фитопланктон как агент самоочищения загрязненных вод Труды Всесоюзного гидробиологического общества.-1956.-7.-с.3-23

17. П.Владимирова М.Г., Семененко В.Е. интенсивная культура одноклеточных водорослей. АН СССР.-1962.-М.-с.44-47

18. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценка экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. 1986. М.

19. Высший Совет водных ресурсов. Управление водными ресурсами и экологическим развитием Йемена. (Заключительный отчет). Часть I,-декабрь 1992, (араб.).

20. Гасанов М.В. Биологическая очистка высокоминерализованных нефтесодержащих промышленных и городских сточных вод. Диссертация д.т.н., М., 1987.

21. Догадина Т.В. Перспективы использования водорослей в очистке и доочистке стоков некоторых производств. В кн.: Теория и практика биологического самоочищения загрязненных вод. Наука. 1972.-М,- с. 47-49134

22. Догадина Т.В., Матвиенко A.M. Влияние аммиака в высоких концентрациях на рост некоторых видов протококковых водорослей и перспектива их использования в очистке аммиачных вод. Научные доклады высшей школы. Биол. Наука.-1969.-№3.-с.81-86

23. Доливо-Добровольский Л.Б. Микробиологические процессы очистки воды.-1958. -М.

24. Доливо-Добровольский Л.Б., Юрьев Б.Т. и др. Биологические пруды в системе сельскохозяйственного использования сточных вод. Труды Центральной научно-исследовательской станции по с/х использованию сточных вод. вып. I.-XXIV 253.

25. Егорова Н.С. Практикум по микробиологии. МГУ.-1976

26. Ермолов Н.Ф., Зоманаева В.Г. О вторичном загрязнении сточных вод. Сахарная промышленность.- 1972. -№11.- с.27-29.

27. Закон о защите морской среды от загрязнения в Республике Йемен. №1. 1993, (араб.).

28. Закон об охране окружающей среды в Республике Йемен. 1995, (араб.).

29. Захаров Н.Г., Константинова А.Ф. Очистительные пруды на Люблинских полях фильтрации в 1919-1920 г.г. Труды совещания по очистке сточных вод,-1929.- 11.- М.-с.1-124.

30. Ильченко Н.И., Матвиенко A.M. К изучению альгофлоры сточных вод сахарных заводов. Гидробиология.-1969,- №5.- с. 82-85

31. Камшилов М.М. Эволюция организмов и загрязнение водоемов. Гидробиология. - 1968.-т.4.-№5.-с.З-11135

32. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. М., 1974.

33. Киселева В.А., Баева B.C., Сосновская JI.B., Зырянов В.И. К биологической очистке сточных вод в накопителях. Водные ресурсы.-1976.-№5 .-с.210-212

34. Коника А.Г., Лохманенко В.А. Дегельминтизация сточных вод и их осадков в биологических прудах. В сборнике Очистка сточных вод в биологическиъх прудах. Из-во АН БССР. 1961,- Минск.

35. Кравец В.В. Альгофлора биологических прудов Черниговского комбината химических волокон. Материалы 1 конференции по споровым растениям Украины. 1971. - Киев.

36. Кравец В.В. До питания вибру культури водорослей для очистки спчных вод вовномийних фабрик. В 36. «Наука i техшка в мюькому господарствЪ). 1974. - вып.ХХУ1.- Кшв.

37. Кравец В.В. Интенсификация процессов доочистки и обеззараживания сточных вод в биологических прудах и их санитарная оценка. Водные ресурсы.- 1976,- №5

38. Крючкова Н.М. Роль фито- и зоопланктона в процессах самоочищения сточных прудов. Обзор. Гидробиология.-1972.-т.8.-№5.-с.106-111

39. Кухаренко А. А., Подлеснюк Н.С. Оптимальный режим работы контактных прудов. Водоснабжение и санитарная техника. 1962.-5. с 32-34

40. Левина Р.И. Антагонизм между планктонными водорослями и микрофлорой в биологических прудах. Очистка сточных вод в биологических прудах.-1961.- Минск,- с.136-147

41. Липман Б.Л. Исследование влияния анионных ПАВ на технологию биохимической очистки сточных вод. Автореферат.-1968.М.

42. Лихачев Н.И., Ларин И.И., Хаскин С.А. и др. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Стройиздат. 1981. - М,- 639 с.

43. Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства,- 1998,- Сергиев Посад136

44. Максимовский Н.С. Очистка сточных вод. Из-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР.-1961.-М.

45. Малек И., Фянул 3. Непрерывное культивирование микроорганизмов. Из-во «Пищевая промышленность».-!968.-М.

46. Нури Джамаль Йеменский геологический бюллетень. №2.- апрель 1994, (араб).

47. Птицина Э.Н. Опыт очистки городских сточных вод в биологических прудах.Гидробиология.-1966.-т.2.-№6.

48. Рекомендации по расчету экономической эффективности научно-технических мероприятий в области очистки природных и сточных вод. -1979.- М. 309 с.

49. Рекомендации по расчету экономической эффективности научно-исследовательских разработок в области очистки сточных вод и обработки осадка. ВНИИ ВОДГЕО, М., 1987.

50. Репин Б.Н. и др. Биологические пруды для очистки сточных вод пищевой промышленности.-1977-М.

51. Родзиллер И.Д. Рекомендации по очистке сточных вод в биологических прудах. ВНИИ ВОДГЕО,- 1984

52. Руководство по анализу воды. США. Колорадо,-1992.

53. Руководство по безопасному использованию сточных вод и экскрементов в сельском хозяйстве и аквакультуре. Меры по охране здоровья людей. Дункан Мара, Сэнди Крнкросс. Медицина.-1992.-ВОЗ,- Женева

54. Руффель М.А. Расчеты кислородного режима загрязненных водоемов. Труды АМН СССР,-1951,- 10.-С.44-70137

55. Скирдов И.В. исследование и разработка методов интенсификации работы сооружений биологичекой очистки сточных вод. Диссертация д.т.н,-1976,- М.

56. СниП 2.04.03-85 Канализация. Наружние сети и сооружения. М., 1986

57. Справочник проектировщика. Канализация населенных, мест и промышленных предприятий. М., 1963

58. Сретенская НИ., Соколова Т.А. Состав и количественное развитие фитопланктона в биологических прудах. Очистка сточных вод в биологических прудах. 1961.- Минск. - с. 102-112

59. Стратегия водных ресурсов в Йемене (Сектор развития сельских населенных мест) Управление водными ресурсами на Ближнем Востоке и Западно-Африканском районе. Всемирный Банк Рапорт № 15718, 1997, (араб.)

60. Стратегия управления водными ресурсами на Ближнем Востоке и в Северной Африке. Всемирный Банк май 1994,- Вашингтон, (араб.)

61. Строганов С.Н. Об опытах с прудами для очистки сточной воды на московских полях орошения. Известия постоянного бюро Всероссийских водопроводных и сантехнических съездов.-1914.-с.16-21

62. Ступина В.В., Паламарь-Мордвинцева Г.М. Протококковые водоросли как агенты доочистки сточных вод предприятий химических волокон. В кн.: Самоочищение, биопродуктивность и охрана водоемов и водотоков Украины,- Наукова Думка.- 1975,- с.93-94

63. Тажиев Ш. Роль водорослей в биологической очистке сточных вод в биопрудах г. Чимкента.- 1984. Ташкент

64. Телитченко М.М., Телитченко Л.А. Биологические пруды и практика очистки сточных вод . Водные ресурсы.-1974,- №6

65. У Мин. Интенсификация работы биологических прудов доочистки сточных вод. Автореферат , МГСУ, М.,1995.

66. Утенкова Г.А., Покровский Г.И. Юсупов Р.М. Об экономических взаимоотношениях участников организации и эксплуатации ЗПО. В сб.138

67. Сельскохозяйственное использование сточных вод. ВНИИГиМ.-1978 -вып.5.-М.- с. 126-131

68. Хоботьев В.Г., Капков В.И. Роль гидробионтов в концентрировании тяжелых металлов из промышленных водоемов. В кн: Теория и практика биологического самоочищения водоемов. М., Наука, 1972, с. 70-73

69. Хосровянц И.Л. Методика расчета биологических прудов на основе прогнозирования развития биомассы фитопланктона. Диссертация. 1987 .М.

70. Шешкявичус В.П. Естественная биологическая очистка сточных вод утиных хозяйств. Диссертация, М., 1986.

71. Экономика водопроводно-канализационного строительства и хозяйства. Под редакцией Шифрина С.М.- Стройиздат.1982,- Ленинград 320 с.

72. Юзвенко В.Н. Моделирование экосистемы биопруда с целью управления очисткой сточных вод. Диссертация, М., 1984

73. Яковлев С.В., Скирдов И.В. и др. Биологическая очистка сточных вод. -1985.-М.

74. Abeliovich A. And Azov Y. Toxicity of ammonia to algae in oxidation ponds. Applied and environmental microbiology, 1976, 31,801-806

75. Allen M.B. General Feature of algae growth in sewage oxidation ponds. Publ. No 13, 1955, Calif. State water Poll. Control Board.

76. Arceivala J.S. et.al. Waste stabilization ponds-Design, construction, operation in India, Central public Health Engineering Research Institute. 1970, Nagpur, India

77. Arthur J.P. Notes on the design and operation of waste stabilization ponds in warm climates of developing countries. Washington, D.C. World Bank, 1983

78. Bradley R.M., Senra, M.O. Stabilisatio lagoons including experience in Brazil EFF1 water treat J. London, UK, 1976

79. Brink C.W. Operation and maintence of sewage lagoons. Water and Sew. Works. 108 (12), 466-468, 1961139

80. Bush A.F/, Isherwood J.D. Rodgi S. Dissolved solids removal from waste water by algae. J. San. Eng.Div. Amer. Soc. Sivil Eng., 1961,87,73

81. Conditions de determenation de la qualité minimale d'un rejet d'effluents erbain (Circulaire interm inisterielle). Journal officiai de la republique Française, 1980 (N/C/10395)

82. Council of the European Communities on the quality required of shell-fish waters (79\923YEEC)/ Official Journal of the European communities, 1281:4752, 1979

83. Drews G., Prauser H., Uhlmann D. Massenvorkommen von Synecho coccus plancticus. Nov.spec.einer Solitaren,Planctiskhen Cyanophycee, in einem Abwasserteich. Arch, fur Microbiol.,1961,39,101-115

84. Eckenfelder Jr., W.W. Water Quality Engineering for Practising Engineers.N.Y.USA, 1970

85. Fischer C.P., Drynan W.L., Van Fleet G.L. Waste stabilisation pond practices in Canada in advances in water quality improvement. Water resources Symposium l(Gloyna E.F, Eckenfelder , W.W Eds), University of Texas, Austin,Texas, USA, 1968

86. Fitzgerald G.P. and Rohlich G.A. Anevalution of stabilisatin pond literature. Sewage and industrial Waster, 1958, 30 (10) 1213-1224

87. Gloyna E.F. Waste stabilization pond design as wastewater treatment alternative. Water resources Symposium No9, Univetsity of Texas, Austin.Texas, USA, 1976

88. GloynaE.F. Waste stabilization ponds WHO,Geneva,1971

89. Gotaas H.B., Oswald W.J., Ludwig H. Photosynthetic reclamation of organic wastes. Scient.Monthey, 1954, 79, 368-378

90. Hermnn E.R., Gloyna E.F.Waste stabilization ponds. Experimental inveatigations.Sawage and industrial wasters, 30 (4), 511-538

91. Hess M.L. Stabilization pond installation and equipment waste stabilization ponds Design and operation (WHO Seminar, Lahore, Pakistan, 1979), WHO|EMRO Techn Publ. No3, p.226140

92. Hurwitz E. Conversion to an aerated lagoon extends pond's life. Water and sewage works, 110(10), 1963, 359-362

93. Irrigation by sewage. Publ.Clea. nsing, 51 (10) 525-527.

94. Malchow-Moller O., Bonde G.J., Fjerding Stad E. Treatmet of domestic sewage in lagoons. Sweiz. Z fur Hydrol, 17(1) 98-122, 1955

95. Mara D.D. and Silva S.A. Removal of intestinal nematode eggs in tropical waste stabilization ponds. Journal of tropical medicine and hygiene, 89,71-74, 1986

96. Mara D.D. Sewage treatment in hot climates, John wiley,London, UK, 1976

97. Mara D.D. Sewage treatment in hot climates/ Chichestery, John Wiley, 1976

98. Marais G.V.R. Dynamie behaviour of oxidation ponds. In Mckinney R.E. ed. Proceedings of the second international Symposium on waste treatment lagoons. Laurence, KS, University of Kansa, 1970, pp. 15-46

99. Marais G.V.R., Shaw V.A. A rational theory for design and sewage stabilization pond in Central and South Africa., Trans. S. Air. Inst.Civ.Eng., 1961,3,205

100. McGarry M.G. and Pescod M.B. Stabilization pond design criteria for tropical Asia. In : McKinney R.E., ed. Proceedings of the Second International Symposium for waste treatment lagoons. Laurence, Ks, University of Kansas, 1970,114-132

101. Meiring P.G., et.al. A quid to the use of pond systems in South Africa for the purification of row and partially treated sewage. Pretoria, National institute for water research. (CSIR special Report WAT 34), 1968

102. Myer Z.J. Studies of sewage lagoons. Public Works, 1948, 79(12),25-27

103. Neel J.K., Mc Dennott J.N., Monday C.A. Experimental lagooning of row sewage of Fayette, Missouri. J.W.P.C.F., 1961, 33(6), 603-642

104. Oswald W J., Goatas H.B. and other. Algae in waste treatment. Sewage and Industr wastes, 1957, 29(4), 437-457

105. Oswald W.J. Stabilization pond research and installation experiences in California. Waste stabilization lagoons, 1961, 33-39141

106. Oswald W.J.Gotaas H.B., Golueke C.G., Keler W.R. Algae in waste treatment. Sewage and industr. Wastes, 1957, 29(4), 437-457

107. Oswald W.W. Fundamental factors in stabilization pond design, Int.J.Air. Wat.Poll. 1963, 5,357-393

108. Oswald W.W. Gotaas H/B/ Phhotosynthetie in sewage treatment. Part I,II, Water and Sanit.Engr., 5,199-205, 241-245,1955

109. Parker C.D. Microbiological aspects of lagoon treatment. J.W.P.C.Fed. 1962,34(2), 149-161

110. Parker C.D. Sewage lagoons in Australia. Waste stab.lagoons, 1963, 53-67

111. Parker C.D., Jones H.Z. Taylor W.S. Purification of sewage in lagoons. Sewage and industr. Wastes .1950, 22 (6), 760-775

112. Pearson H.W. and Howsley R. Concomitant photoantotrophic growth and nitrogenous activity by cyanobacterium plectonema boryanum in continuous culture. Nature, 1980, 288, 263-265

113. Pescod M.B. Wastewater treatment technologies. Regional work shop on wastewater treatment and Reuse. Jordan. 1992

114. Pratt R. Chlorell in an antibacterial substance from chlorella Science, 1944, 28,351

115. Senra M.O. Manual de projecto de lagoas and manual de operacao de lagoas de estabilizaco, CETESBSao, paulo,Brazil (unpublished), 1981

116. Silva, S.A., Mara D.D.Tratamentos de Aquas residuarias: Lagoas de estabilizaco (biological wastewater treatment: stabilisation ponds) , ABES, Rio de janiro, Brasil, 1979

117. Thirumurthic, DIV.,- Design principles of waste stabilization ponds. J.Sanit.Eng.Div.,proc.Am.Soc.Civ.Eng. 1969,95: p. 311-330

118. Uhlman D. Untersuchengen über die Biologische Selbstreiningung hauslichen Abwassers in Teichen. Wss.Z.Karl-Mrx -University.Lepzig,1958 59,8,17-66

119. Vincent J.L., Marais G.V.R. A system of sanition for low-cost high-density housing, in Hygiene and Sanition in relation to housihg (Proc.Symp. Niamey, Niger,1961)

120. Wagner E.G. Lanoix J.N. Excreta disposal for Rural Areas and small communities, Monograph Series No 39, WHO, Geneva, 1958

121. WHO Regional office for Europe. Waste stabilization ponds: Design Manual for Mediterranean Europe, WHO-EURO document ICP|CWS 053, 1987

122. WHO. Wastewater stabilization ponds,1990, (араб.)

123. Yanez F. Evaluation of the San Juan Stabilization ponds Final Research Report, CEPIS (WHO/ IDRC), Lima, Peru, 1980

124. Zohar Y. Wastewater treatment by stabilization ponds in Israel. Jerusalem, Ministry of Health, 1986 (Progress Report, Nol)144