Nuotekų valymo įrenginiai

Nuotekų tvarkymo problema Lietuvoje pastaruoju metu plačiai sprendžiama, vykdant centralizuotų nuotekų tinklų plėtrą miestuose ir kaimuose. Kasmet Lietuvoje išleidžiama 32,4 mln. m³ buitinių nuotekų , iš kurių iki didžiausios leistinos taršos normatyvų išvaloma 25,9 mln. m³, švarių nereikalingų valyti 6,5 mln. m³ ir nepakankamai išvalytų 0,04 mln. m³ nuotekų. Prieš pradedant projektuoti nuotekų valymo įrenginius, būtina įvertinti konkretaus objėkto ir jo aplinkos specifiką ir pagal tai suprojektuoti optimalius nuotekų valymo įrenginius, kurių tinkamas naudojimas leistų užtikrinti nuotekų tvarkymą reglamentuojančių teisės aktų reikalavimų įgyvendinimą.

Darbo aktualumas. Į aplinka nuolat išleidžiama dideli kiekiai nevalytų nuotekų, ši problema Lietuvoje pastaruoju metu plačiai sprendžiama, statant nuotekų valymo įrenginius miesteliuose ir kaimuose. Kol nebuvo valymo įrenginių, kaip laikinas nuotekų tvarkymo būdas buvo plačiai naudojamas nuotekų kaupimas rezervuaruose. Toks nuotekų kaupimo būdas nepatogus gyventojams ir brangus.

Darbo problema – Kuktiškių miestelyje nėra nuotekų šalinimo ir valymo sistemos.

Baigiamojo darbo objektas – Kuktiškių miestelio nuotekų valymo įrenginiai.

Darbo tikslas – suprojektuoti nuotekų valymo įrenginius Kuktiškių miesteliui.

Darbo uždaviniai:

1. Išanalizuoti nuotekų charakteristikas ir valymo būdus.
2. Parinkti nuotekų valymo įrenginius Kuktiškių miesteliui.
3. Suprojektuoti nuotekų valymo įrenginius Kuktiškių miesteliui.
4. Išanalizuoti žmonių darbo saugą ir sveikatą.

Darbo metodai: mokslinės literatūros analizė.

Darbo struktūra: sudaro įvadas, santrauka, 4 dėstymo dalys, išvados ir 22 literatūros šaltiniai.

Šiame baigiamajame darbe pasiekti šie studijų rezultatai:

1. Sužinota apie projektavimo ir konstravimo bei gamybos metodus ir būdus, šiems veiksniams naudojamas technines priemones ir jų valdymo metodus bei kokybės užtikrinimo principus.
2. Išmokta inžinieriškai projektuoti aplinkosauginių įrenginių, inžinierinių sistemų elementus.
3. Sužinota apie gamtinių išteklių naudojimo technologijas, nuotekų išlakų valymą, buitinių ir pramoninių atliekų nukenksminimą bei prevencinių taršos mažinimo metodų taikymą.
4. Išmokta atpažinti ir analizuoti naujas problemas bei planuoti jų sprendimo strategijas.
5. Įgyta saugaus darbo įgūdžių.

1. NUOTEKŲ CHARAKTERISTIKA IR JŲ VALYMO BŪDAI

Gyvenvietėse bei pramoniniuose objektuose susidaro užteršti vandenys, arba kitaip nuotekos, kurios yra susijusios tiek su kasdiene žmogaus veikla, tiek su gamtiniais reiškiniais.

Nuotekos būna: paviršinės (lietaus) nuotekos, pramoninės nuotekos, buitinės nuotekos.

Paviršinės (lietaus) nuotekos susidaro lietui lyjant ar sniegui tirpstant ant nelaidžių ar mažai laidžių dangų: stogų, šaligatvių, gatvių, aikščių. Paviršinių nuotekų šalinimo sistema turi greitai ir saugiai pašalinti lietaus ir sniego tirpumo nuotekas iš gyvenvietės teritorijos, kad nebūtų užtvindytos gatvės, namų rūsiai, gamybinės bei komercinės patalpos. Mažiausiai užterštos yra paviršinės nuotekos nuo pastatų stogų. Jas galima išleisti į aplinką be valymo. Nuotekos nuo gatvių, šaligatvių, aikščių būna užterštos mineralinėmis medžiagomis bei naftos produktais. [9]

Pramoninės nuotekos susidaro gamybos procese ir būna užterštos įvairiomis priemaišomis. Pagal užterštumo pobūdį ir koncentraciją jos būna labai įvairios, priklauso nuo gamybos technologinių procesų, vartojamos žaliavos rūšies ir pan. Pramoninės nuotekos skirstomos į užterštas ir neužterštas. Užterštos pramoninės nuotekos savo sudėtyje gali turėti užterštumus mineralinės arba organinės kilmės. Neužterštos nuotekos turi mažai priemaišų, dažniausiai tai naudoti vandenys įvairiems agregatams bei įrenginimas aušinti. Tokios nuotekos gali būti išleidžiamos į atvirus vandens telkinius, lietaus nuotakyną arba vartojamos pakartotinai, jeigu tai leidžia gamybos technologijos sąlygos.[9]

Buitinės nuotekos – tai vandenys, atkeliaujantys iš kriauklių, praustuvų, vonių, dušų, pirčių ir pan. Užteršti įvairiomis ūkinėmis atliekomis, plovimo priemonėmis (ūkinės nuotekos); – vandenys, atkeliaujantys iš sanitarinių mazgų, t.y. tualetų, užteršti fiziologinėmis atliekomis (fekalinės nuotekos).

Nuotekų valymui naudojami tokie būdai:

• Mechaninis valymas
• Biologinis valymas
• Cheminis valymas

Mechaninio valymo įrenginiai – grotos, smėliagaudės, nusodintuvai, juose sulaikomi stambiausi ir sunkiausi teršalai. Grotose sulaikoma stambiausios priemaišos (lapai, popieriaus gabalai ir pan.). Smėliagaudėse nusėda smėlis, žvyras, dalis sunkesnių organinės kilmės priemaišų. Nusodintuvuose nusėda smulkesnės grunto dalelės, sunkesnės organinių ir mineralinių priemaišų dalelės. Mechaninio nuotekų valymo metu, naudojant mechanines priemones ir gravitacijos principą, iš nuotekų išskiriamos priemaišos, kurios, tekant valymo įrenginiuose nuotekoms nedideliu greičiu, 1,5 – 2 h bėgyje gali nusėsti ant įrenginių rezervuarų dugno. Mechaninio valymo metu išskiriama apie 20 – 50 %, nuotekų teršalų. Likusių smulkesnių ir lengvesnių teršalų išskyrimui panaudojami mikroorganizmai. Jie minta likusias organiniais teršalais, tai yra nuotekų biologinis valymas. [2]

Biologiniam nuotekų valymui naudojami mikroorganizmai, kurių yra gamtinėje aplinkoje. Tai aerobiniai (gyvenantys aplinkoje, kurioje yra deguonies) ir anaerobiniai (gyvenantys aplinkoje, kurioje nėra deguonies) mikroorganizmai. Nuotekų biologinio valymo įrenginiuose jiem sudaromos palankios mitybos ir dauginimosi sąlygos.

Norint pasiekti aukštesnį nuotekų išvalymo lygį, naudojamas ir tretinis valymas. Dažniausiai, jis vyksta valant nuotekas papildomose valymo grandyse (įvairių tipų filtruose, biotvenkiniuose, aerotvenkiniuose). Biologinio valymo metu žūsta daug nuotekose esančių patogeninių (ligas sukeliančių) mikroorganizmų, tačiau dalis jų išlieka. Todėl kai kada valytos nuotekos dezinfekuojamos – chloru, ultravioletiniu švitinimu ir kt. [2]

Nuotekų mechaninio ir biologinio valymo metu iš nuotekų išskiriamas dumblas. Prieš naudojant dumblą (tręšimui, teritorijų rekultivavimui ir kt.), būtina apdoroti (pūdyti, sausinti, nukenksminti).

Kai kada naudojamas cheminis nuotekų valymas. Jis atliekamas po mechaninio nuotekų valymo. Cheminio valymo metu į nuotekas pilamai skiediniai su juose ištirpintais chemikalais. Cheminio valymo metu cheminės medžiagos reaguoja su nuotekų teršalais, jie sukimba kuokštėmis, nusėda ant rezervuaro dugno ir pašalinami.

1.1 Nuotekų susidarymo kiekiai ir užterštumas

Lietaus ir buitinės nuotekos tvarkomos atskirai, lietaus nuotekos liūčių pradžioje nuplauna visus teršalus ir vėliau nėra būtina valyti visas nuotekas, o buitinių nuotekų užterštumas nuolat buna pastovus.

Kasmet lietaus nuotekų susidaro apie 60 mln.kub.m. Tik apie 10 procentų (6,4 mln.kub.m) išleistų paviršinių nuotekų išvaloma iki nustatytų normų, net 88,3 procentų (52,97 mln. kub. m) išleidžiama be valymo. [5] Didžiausia leistina išleidžiamų teršalų koncentracija nurodyta (1 lentelėje).

1 lentelė

Didžiausias lestinas išleidžiamų paviršinių nuotekų užterštumas

Buitinių nuotekų Lietuvoje išleidžiama 32,4 mln. m³ iš kurių iki DLK (didžiausios leistinos koncentracijos) normatyvų išvalyta 79,9 % , švarių nereikalingų valyti 20,0 % ir nepakankamai išvalytų 0,1 % nuotekų. Buitinės nuotekos nėra labai užterštos, jose yra daug stambių neištirpusių nešmenų: maisto likučiai, smėlis, fekalijos, mineralinės ir organinės kilmės teršalai, įvairios bakterijos, tarp jų ir patogeninės, kurios yra labai pavojingos, sukelia įvairias ligas. Nuotekų užterštumas priklauso nuo jų praskiedimo vandeniu. Kuo daugiau vartotojas išnaudoja vandens, tuo mažesnė bus nuotekų užterštumų koncentracija. Buitinių nuotekų kiekis priklauso nuo sąlyginių vandens vartojimo normų, yra išskiriama šešios miestų kategorijos ir jose pagal turimą gyventojų įrangą nurodomas vandens suvartojimo kiekis. Nuotekose apytikriai 58% taršos sudaro organinės ir 42% mineralinės medžiagos. Vieno gyventojo per dieną sukuriama tarša vidutiniškai sudaro 70 g organinių medžiagų (pagal BDS₇), 70 g skendinčių medžiagų, 12 g azoto ir 2,7 g fosforo. Vidutinis buitinių nuotekų užterštumas organinėmis medžiagomis nurodytas (2 lentelėje).

2 lentelė

Buitinių nuotekų užterštumas organinėmis medžiagomis

Pagal kilmę užterštumai skirstomi: organiniai, mineraliniai ir bakteriniai-biologiniai:

Organinės kilmės teršalai dalijami į augalinės ir gyvulinės kilmės teršalus. Augalinės kilmės teršalai tai augalų, daržovių, žolių likučiai, popierius, augaliniai aliejai ir kt. Pagrindinis cheminis elementas, įeinantis į šių teršalų sudėtį, yra anglis (C). Gyvulinės kilmės teršalai – tai fiziologinės žmonių ir gyvulių išskyros, gyvulių audinių likučiai, riebalinės atliekos ir kt. Pagrindinis cheminis elementas, įeinantis į šių teršalų sudėtį, yra azotas (N).

Mineraliniai teršalai tai smėlis, molis, rūdos dalelės, šlakai, ištirpusios vandenyje druskos, rūgščių tirpalai, geležis, kalcis ir kitos neorganinės medžiagos. [9]

Bakteriniai-biologiniai teršalai – tai gyvi mikroorganizmai, pelėsiniai grybeliai, mielės, įvairios bakterijos. Dalis tokių bakterijų yra patogeninės, kurios gali sukelti įvairius infekcinius žarnyno susirgimus: vidurių šiltinę, dizenteriją, paratifą ir pan. Šie teršalai būdingi buitinėms ir gamybinėms nuotekoms, susidarančioms perdirbant augalinės ir gyvulinės kilmės žaliavą: odas, vilną, mėsą, daržoves. [9]

Biocheminis deguonies suvartojimas (BDS). BDS parodo, kiek deguonies suvartoja bakterijos, skaidydamos vandenyje esančias organines medžiagas. Jis padidėja organinėmis medžiagomis užterštuose vandenyse. Paprastai matuojamas BDS₇: kiek deguonies bakterijos suvartoja per 7 paras 200C temperatūroje, kuri yra optimali organinių medžiagų skaidymuisi. Jeigu BDS₇ neviršija 4 mg/l, toks vanduo gali apsivalyti savaime. [9]

1.1 Mažieji nuotekų valymo įrenginiai

Mažų gyvenviečių (iki 2000 gyventojų) nuotekų mechaniniam valymui naudojami septikai, dviaukščiai sėsdintuvai, vertikaliniai ir horizontaliniai pirminiai sėsdintuvai, kombinuotieji nuotekų valymo įrenginiai. Mažoms gyvenvietėms statyti didelius valymo įrenginius yra brangu ir susidaro per maži nuotekų kiekiai. Nuotekų valyme yra išskiriamas mechaninis ir biologinis nuotekų valymas. Mechaniniam nuotekų valymui naudojami kombinuoti PASSAVANT ECO, MAIND TOP, FONTANA IHP, HUBER ROTAMAT, MELLEGÅRD & NAIJ valymo įrenginiai.

Mechaninio nuotekų valymo kombinuoti įrenginiai:

MAIND TOP įrenginiai:

Šios kombinuotos nuotekų valymo sistemos apima nešmenų sulaikymą ir smėlio nusausinimą. Papildomai galima pasirinkti riebalų, alyvų ir tepalų šalinimą. Šie įrenginiai naudojami nedideliuose nuotekų valymo įrenginiuose, miestų nuotekų valymo įrenginiuose, pramonės nuotekų valyme, nuotekų valymui iš talpų.

Įrenginyje nuotekos pirmiausiai patenka į sietą, kur stambios kietosios medžiagos atsijojamos, išplaunamos, supresuojamos ir nusausinamos. Priklausomai nuo kietųjų medžiagų savybių jų tūris gali būti sumažintas iki 40 % SM arba daugiau esant > 90% organinių medžiagų išplovimo efektyvumui. Tuomet nuo kietųjų medžiagų išvalytas vanduo įleidžiamas į piltuvą, kuriame nusodinami smėlis ir žvyras. Smėlis pernešamas į smėlio rūšiuotuvą, kuriame prieš nusausinimą ir išmetimą į konteinerį gali būti išplautas. Galimi du „TOP“ variantai – „TOP 2“ ir „TOP 3“.Abu modeliai gali būti komplektuojami su oro difuzoriais, leidžiančiais pagerinti prilipusių organinių medžiagų atskyrimą nuo smėlio ir purvo dalelių. „TOP 3“ taip pat leidžia padidinti riebalų, alyvų, tepalų plūduriavimą ir pašalinimą, kurie paskui gali būti ištraukti ir išmesti į atskirus konteinerius. „TOP“ sistemos pristatomos tiesioginiam montavimui ant lygaus žemės paviršiaus. Nešmenų sulaikymo zona gali būti montuojama su arba be papildomai pasirenkamo apėjimo sieto. Taip pat nešmenų ir smėlio surinkimui galima pasirinkti nepertraukiamo pakavimo į maišus sistemą. Tokiu būdu į aplinką nepasklis nemalonūs kvapai, o nešmenų maišai bus užsiūti be žmogaus įsikišimo. [18]

PASSAVANT ECO įrenginiai

Šie įrenginiai naudojami mechaniniam buitinių ir pramoninių nuotekų valymui, naudojami ten, kur reikalaujamas pilnas mechaninis valymas ir aukšta nuotekų išvalymo kokybė, gali būti naudojamas dumblo ir septinio dumblo apdorojimui. Šio tipo kombinuoti įrenginiai gali būti aeruojami arba neaeruojami, yra didelis integruojamų grotų pasirinkimas, pvz: laiptuotos, juostinės, spiralinės, automatinės. Lengvai integruojama papildoma smėlio ir atskirtų nešmenų plovimo sistema, gali būti integruotas riebalų surinkimo ir šalinimo įrenginys.Eco – Combineaeruojami kompleksiniai įrenginiai itin mažoms nuotekų valykloms, susidedantys iš grotų ir smėliagaudės [11]

Nuotekos į įrenginį gali būti paduodamos jas pumpuojant arba savitaka, nuotekų valymo grotos įrengtos nuotekų atitekėjimo rezervuare, integruotas avarinis išsiliejimas arba avarinis aplinkelis. Grotose sulaikyti nešmenys gali būti apdorojami integruotame pačiame kombinuotame įrenginyje arba atskirai įrengtame nešmenų sutankinimo ir nusausinimo įrenginyje. Grotų plovimas gali būti integruotas arba atskiras. Smėliagaudės kameroje sulaikytos kietosios mineralinės medžiagos į bunkerį pašalinamos horizontalios transportavimo spiralės pagalba. Smėliagaudės viršus gali būti uždengtas arba atviras. Smėlio separatoriuose sulaikytas smėlis yra atskiriamas nuo jame esančių organinių priemaišų. Išplautas smėlis yra pašalinamas spiralės pagalba. Šalinant jį į konteinerius, nešmenys gali būti nusausinami, o smėlis gali būti išplaunamas. Šio proceso metu prarandama sulaikyto smėlio dalių ≤ 3 %. Riebalų gaudyklėje aeracijos pagalba plūduriuojantys riebalai surenkami ir patalpinami į surinkimo kamerą. Šis procesas yra visiškai automatizuotas, plūduriuojantys riebalai grandiklio pagalba yra nukreipiami į surinkimo laukelį. Susikaupusius kameroje riebalus išsiurbia siurblys, kuris yra integruotas riebalų surinkimo kameroje, riebalų surinkimo sistema veikia nepriklausomai nuo vandens lygio. [19]

FONTANA IHP įrenginiai

Kombinuotas mechaninio nuotekų valymo įrenginys FONTANA IHP susideda iš rinkinio mechanizmų, kurie atskiria plūduriuojančias medžiagas bei stambesnį smėlį ir žvyrą, esantį nuotekose. Šis įrenginys gali būti naudojamas mažesnių debitų nuotekų valyklose, kur gali pavaduoti eilę kitų įrenginių, tokių kaip grotos, smėliagaudės, nešmenų presai, riebalų gaudyklės. Sudedant visus šiuos įrenginius į vieną įrenginį, sutaupoma vietos, sumaţinama konstrukcijos kaina bei įrengimo laikas. Jis statomas ant grindinio, gali būti dalinai įbetonuojamas ties kanalizacijos lygiu su įvado ir ištekėjimo atšakomis, per kurias yra pumpuojamos nuotekos. [9]

Smėlio iš nuotekų šalinimo efektyvumas ≥ 95% smiltelės dydis ≥ 160 μm (0,16 mm)

Įrenginio standartinei komplektacijai priklauso automatinės savaime nusivalančios grotos, smėliagaudė, sraigtinis nešmenų presas, sraigtinis konvejeris, valdymo pultas. Įrenginyje galima įrengti riebalų gaudyklę, smėliagaudės aeraciją ir papildomą uždangalą su apšildymu. [20]

Nuotekos įteka pro įtekėjimo atšaką. Iš ten jos pro savaime nusivalančias grotas patenka į išilginę smėliagaudę. Čia atskirtas smėlis su žvyru nukreipiamas pasvirusiomis plokštumomis į dugną, kur įtaisytas smėlio šalinimo sraigtas. Vėliau nešmenys transportuojami atskirais intervalais į cisterną, iš kurios toliau sraigtais perkeliami į konteinerį. Smėliagaudė gali būti aeruojama, kad būtų pasiektas geresnis mineralinių medžiagų atskyrimas nuo organinių dalelių. Plaukiojančios mažos dalelės, neatskiriamai sulipusios su kitomis medžiagomis ir riebalais, gali būti sugautos tėkmės slopintuve, kol plūduriuoja. Sulaikytos dalelės ir riebalai surenkami įlinkusiame lovyje ir transportuojami į riebalų akumuliacijos talpą. Iš ten jie vėl perkeliami į savaime nusivalančių grotų zoną. Visas procesas yra pilnai automatizuotas ir kontroliuojamas programomis, kurios veikia pagal nustatytą laiko intervalą arba pagal lygio daviklį. [20]

HUBER ROTAMAT įrenginiai

Įrenginys apima šiuos nuotekų valymo procesus: nešmenų sulaikymą, atsijotų dalelių apdorojimą, smėlio atskyrimą, smėlio šalinimą, riebalų atskyrimą ir šalinimą. Sulaikytų nešmenų tūrį sumažina iki 45%, smėlio iš nuotekų šalinimo efektyvumas apie 90% dalelių dydis 0,2 – 0,25 mm. Priklausomai nuo konkretaus objekto sąlygų ir duomenų, tokių kaip nuotekų piko debitas, skendinčių medžiagų kiekis, smėlio kiekis, atsižvelgiant į šiuos parametrus sietai arba grotos gali būti pasirinkti su protarpiais nuo 1 iki 10 mm. Šių kombinuotų mechaninio nuotekų valymo įrenginių smėliagaudės gaminamos atsižvelgiant į tarptautinius standartus arba specialius klientų reikalavimus. Jos gali būti gaminamos aeruojamos ir neaeruojamos. Riebalų atskyrimas galimas naudojant aeruojamas smėliagaudes. Jie surenkami į atskirą kamerą, kuri yra įrengta smėliagaudės gale. Riebalai nuo vandens paviršiaus nugriebiami naudojant griebtuvą. [20]

MELLEGÅRD & NAIJ įrenginiai

Šis kombinuotas mechaninio nuotekų valymo įrenginys susideda iš grotų ir sraigtinio nešmenų preso. Grotos pasižymi tvirta konstrukcija, kuri užtikrina saugų nešmenų kėlimą, nepaisant nuotekų lygio pokyčių. Šios grotos yra laiptuotos, todėl jų judesys fiksuotas. Pačios grotos sudarytos iš atskirų segmentų, todėl atsiradus gedimui, jie yra lengvai pakeičiami ir nereikalauja daug laiko ir lėšų. Grotų protarpiai gali būti nuo 0,5 iki 6 mm. Jos veikia automatiškai lygio daviklio pagalba. Jie naudojami buitinių ir pramoninių nuotekų valymo įrenginiuose.

Sraigtinis nešmenų presas susideda iš šių pagrindinių dalių: valdomoji dalis, transportinio sriegio išpjova ir transportinis sriegis. Kiekvienoje preso zonos pusėje yra sklendės dangčiai ir prijungimas tekančiam vandeniui. Jis naudojamas grotų sulaikytiems nešmenims nusausinti ir transportuoti į konteinerius. Proceso metu įrenginys įsijungia automatiškai be papildomo įspėjimo. Šio įrenginio sraigtinis presas yra uždengtas. [21]

Biologinio nuotekų valymo įrenginiai: Biologiniam nuotekų valymui naudojami intensyvaus ir ekstensyvaus valymo įrenginiai. Intensyvaus nuotekų valymo aeraciniuose įrenginiuose, tiekiant kompresoriais mikroorganizmų gyvavimui reikalingą deguonį ir intensyviai maišant nuotekas, susidaro labai palankios sąlygos vystytis aerobiniams mikroorganizmams, jiems daugintis ir kauptis. Aeraciniai įrenginiai – aerotankai, aerokanalai, aerooksidatoriai ir kt. Juose susidaro aktyvusis dumblas, – aerobinių mikroorganizmų ir nuotekų teršalų dalelių kuokštės, naudojančios savo mitybai, gyvybinei veiklai organinius teršalus ir juos skaidančios. Aktyviojo dumblo kuokštės biologinio valymo procese yra pakibusios vandenyje, maišomos su nuotekomis, todėl toks valymo būdas yra vadinamas biologiniu valymu nefiksuotais mikroorganizmais. [2]

Kita intensyvaus biologinių valymo įrenginių grupė – biofiltrai. Jų rezervuaruose yra stambiagrūdė filtruojanti įkrova (akmens skalda, šlakas, plastmasiniai elementai ir kt.). Pratekant per įkrovą nuotekoms, ant jos gabalų formuojasi aerobiniai mikroorganizmai – biologinė plėvelė, atliekanti nuotekų biologinį valymą. Čia biologinis valymas vyksta prisitvirtinusiais (fiksuotais) mikroorganizmais, todėl toks valymo būdas vadinamas valymu fiksuotais mikroorganizmais. Intensyvaus biologinio valymo įrenginiai užima nedaug vietos, yra kompaktiški. [2]

Ekstensyvių biologinių valymo įrenginių grupei priklauso filtracijos laukai, filtracijos šuliniai, augaliniai (nendrių ir švendrų) filtrai, smėlio ir žvyro filtrai, biologiniai tvenkiniai. Šiuose įrenginiuose nėra sąlygų mažame tūryje sukaupti dideles aerobinių mikroorganizmų mases, todėl jie užima didele teritoriją. Filtravimo įrenginiuose vyksta ekstensyvus biologinis valymas fiksuotais aerobiniais ir anaerobiniais mikroorganizmais, prisitvirtinusiais prie grunto (smėlio, žvyro) dalelių, o biotvenkiniuose – vandenyje pakibusiais nefiksuotais mikroorganizmais. Biologinis valymas minėtuose įrenginiuose vadinamas antriniu valymu. Biologinio valymo įrenginiuose pasiekiamas nuotekų išvalymas iki 90 – 98 %. [2]

3 lentelė

Ekstensyvaus valymo įrenginių efektyvumas nuotekų teršalų komponentų šalinimo požiūriu

Biotvenkiniai (biologiniai tvenkiniai):

Biotvenkiniai – dirbtiniai tvenkiniai skirti valyti nuotekoms, juose biologinis valymas vyksta dėl ilgo nuotekų išbuvimo įrenginiuose. Dažniausiai statomi keli, tarpusavyje sujungti biotvenkiniai per kuriuos nuotekos teka nuosekliai, iš vieno į kitą tvenkinį. Biotvenkiniai turi būti nelaidūs vandeniui, kad nevyktų nuotekų eksfiltracija iš jų ir dėl to nebūtų teršiamas gruntas bei gruntiniai vandenys. Dažniausiai įrengiami trys nuoseklaus pratekėjimo tvenkiniai.

Pagrindinis biotvenkiniuose veikiantis nuotekų valymo procesas yra fotosintezė. Viršutinį vandens sluoksnį biotvenkiniuose intensyviai veikia saulė. Jos įtakoje vandenyje, sumaišytame su nuotekomis, auga dumbliai, kurie gamina deguonį, reikalingą veistis ir veikti aerobinėms (deguonį naudojančioms) bakterijoms, kurios ardo teršalų organines medžiagas. Bakterijų gaminamas anglies dvideginis ir nuotekose esančios mineralinės druskos skatina dumblių dauginimąsi. Todėl biotvenkinyje vystosi dvi tarpusavyje priklausomos populiacijos: bakterijos ir dumbliai, vadinami mikrofitais. Šis procesas vyksta tol, kol biotvenkinys gauna saulės energijos ir organinių medžiagų.

Biotvenkinio dugne, į kurį neprasiskverbia šviesa, vystosi anaerobinės bakterijos, kurios minta nusėdusiais organiniais teršalais, skaido juos. Šio proceso išdavoje į vandenį yra išskiriamas anglies dvideginis ir metanas.

Labiausiai paplitę yra trijų sekcijų biotvenkiniai, užtikrinantys pak

Kiekviena biotvenkinio sekcija atlieka tam tikrą funkciją:

• pirmojoje sekcijoje sumažėja organinių anglies junginių koncentracija;
• antrojoje sekcijoje sumažėja nuotekose esančio azoto ir fosforo kiekiai;
• trečiojoje sekcijoje dar sumažėja nuotekų užterštumas pagal visus rodiklius. Ši sekcija padidina visos sistemos technologinį stabilumą, ypač sutrikus nuotekų valymui pirmosiose dviejose sekcijose arba dėl jose atliekamų aptarnavimo operacijų.[2]

Nuotekų valymo biotvenkiniuose efektyvumas pagal pašalinamų organinių teršalų kiekį sudaro apie 75 %. Filtruotų valytų nuotekų ChDS yra apie 125 mg/l. Išleidžiamų valytų nuotekų kiekis, dėl išgaravimo, vasarą sumažėja iki 50 %, lyginant su įtekėjusių nevalytų nuotekų kiekiu. Bendrojo azoto koncentracija valytose nuotekose vasarą yra labai žema, bet žiemą gali siekti keliasdešimt mg/l.

Vertikalieji nendrių filtrai:

Vertikalieji nendrių filtrai yra atviro tipo biologinio valymo įrenginiai, pastatyti grunte, vandeniui nelaidžioje iškasoje, kuri užpildyta filtruojančiais žvyro ir smėlio sluoksniais ir užsodintos nendrėmis. Į šiuos valymo įrenginius nuotekos tiekiamos be parengtinio mechaninio valymo. Nuotekos prieš patekdamos į vertikaliuosius nendrių filtrus prieš tai prateka tik pro grotas. Nuotekos teka filtro paviršiumi, tuo metu vyksta fizinis valymas (filtravimas), cheminis valymas ( adsorbcija), ir biologinis valymas (prie smulkių filtro dalelių prisitvirtinusia biomase).

Šie valymo įrenginiai susideda iš kelių skyrių, į vienus išliejamos nuotekos, kiti visai be nuotekų tuo metu. Vertikaliujų nendrių filtrų pirmoji filtruojančioji dalis susideda iš kelių žvyro sluoksnių. Viršutinis sluoksnis 40 cm storio, iš 2 – 8 mm žvyro. Po juo yra stambesnio, 10 – 20 mm žvyro sluoksnis ir 2 – 4 cm drenuojantis žvyro sluoksnis. Antrasis filtruojantis sluoksnis daromas iš ne mažiau kaip 30 cm smėlio sluoksnio. Filtre valytos nuotekos surenkamos 20 – 40 mm storio drenažo sluoksniu. [2]

Vertikalių nendrių filtrų eksplotavimui ir priežiūrai nereikia elektros energijos, tik reikalinga gan dažna priežiūra ir kontrolė.

Aerotvenkiniai (aeruojami tvenkiniai):

Aerotvenkinyje nuotekos valomos vykstant aeracijai. Nuotekos yra maišomas su aerobiniais mikroorganizmais, kurie minta nuotekų teršalais. Veikiantys mikroorganizmai yra bakterijos ir grybeliai. Vykstant sėsdinimui, skendinčiosios medžiagos – mikroorganizmų kuokštės ir jų sulaikytos teršalų dalelės nusėda ant dugno ir sudaro dumblą. Šis dumblas yra reguliariai išpumpuojamas arba kitu būdu šalinamas iš tvenkinio, kai dumblo susidaro per daug.

Mikroorganizmų kuokštės atskiriamos specialiame sėsdinimo tvenkinyje arba dviejuose sėsdinimo tvenkiniuose, kurių kiekvienas gali būti atjungiamas šalinant iš jo nuosėdas. Nuotekų išbuvimo trukmė aerotvenkinyje yra apie 20 parų. Vienam gyventojui reikia apie 3m³ aerotvenkinio tūrio. Aerotvenkiniuose nuotekų organinių teršalų sumažinimo efektyvumas yra geras, viršija 80 %; biogeninių medžiagų (azoto ir fosforo) šalinimo efektyvumas – apie 25 – 30 % . [2]

1.3 Teis

1. pav. Aerotvenkinių schema

1.3 Teisės aktai reglamentoujantys nuotekų valymą

Lietuvoje, sprendžiant nuotekų tvarkymo problemas, reikia vadovautis Seimo, Vyriausybės, Aplinkos ministerijos ir kitų žinybų priimtais įstatymais, nutarimais, įsakymais, patvirtintais teisės dokumentais. Lietuva priklauso Europos Sąjungai, todėl mūsų šalies aplinkosaugos srities dokumentai derinami su Europos Sąjungos reikalavimais. Europos Sąjungos dokumentai galioja Lietuvoje. Projektuojant ir eksplotuojant nuotekų valymo įrenginius, reikia atsižvelgti į tokius pagrindinius teisės aktus, normatyvas, reglamentus:

Nuotekų tvarkymo reglamentas, patvirtintas 2006 m. gegužės 17 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-236 (Žin., 2006, Nr. 59-2103): Nuotekų tvarkymo reglamentas – nustato pagrindinius aplinkosaugos reikalavimus nuotekų surinkimui, valymui ir išleidimui siekiant apsaugoti aplinką nuo taršos. Šio reglamento nuostatos taikomos visiems fiziniams ir juridiniams asmenims, planuojantiems išleisti arba išleidžiantiems nuotekas į gamtinę aplinką arba į kitiems asmenims priklausančias nuotekų tvarkymo sistemas, taip pat institucijoms, išduodančioms sąlygas objektų, susijusių su nuotekų išleidimu, projektavimui, išduodančioms leidimus nuotekų išleidimui, vertinančioms planuojamų išleisti arba išleidžiamų nuotekų poveikį aplinkai ir kitaip reguliuojančioms nuotekų išleidimą. Šis reglamentas netaikomas atskirai renkamoms ir tvarkomoms paviršinėms nuotekoms, jeigu kitais teisės aktais nenustatyta kitaip. Reglamento nuostatos atitinka reikalavimus, nustatytus Europos Sąjungos teisės aktuose.

Statybos techninis reglamentas STR 2.02.05:2004 Nuotekų valyklos. Pagrindinės nuostatos: Statybos techninis reglamentas nustato nuotekų valyklų esminius reikalavimus bei saugos ir paskirties reikalavimus. Reglamento nustatyti nuotekų valyklų esminiai reikalavimai taikomi buitinių bei komunalinių nuotekų valymo sistemoms. Reglamentas privalomas visiems statybos dalyviams, viešojo administravimo subjektams, inžinerinių tinklų bei susisiekimo komunikacijų savininkams (ar naudotojams), kitiems juridiniams ir fiziniams asmenims, susijusiems su šia veikla.

Mažų nuotekų kiekių tvarkymo reglamentas, patvirtintas 2004 m. spalio 21d. aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-553 (Žin., 2004, Nr. 157-5740): Šio dokumento paskirtis – reglamentuoti mažų nuotekų kiekių tvarkymo sistemų ir atskirų jų elementų diegimą bei nustatyti bendruosius mažų nuotekų kiekių tvarkymo principus. Šis dokumentas taikomas fiziniams ir juridiniams asmenims, tvarkantiems mažus nuotekų kiekius, bei mažų nuotekų kiekių tvarkymo sistemų planavimo ir statybos proceso dalyviams, taip pat institucijoms, atsakingoms už mažų nuotekų kiekių tvarkymo priežiūrą ir kontrolę.

Nuotekų valymo įrenginių taikymo reglamentas, patvirtintas 2006 m. rugsėjo 11 d.aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-412 (Žin., 2006, Nr. 107).

Šio reglamento paskirtis – reglamentuoti buitinių nuotekų ir pagal sudėtį joms analogiškų gamybinių, komunalinių nuotekų valymo įrenginių, kurių našumas iki 2000 GE, ir paviršinių nuotekų valymo įrenginių, kurių našumas iki 50 l/s, taikymą (projektavimą, tiekimą, statybą, paleidimą, naudojimą, kontrolę).Šis reglamentas taikomas nuotekų valymo įrenginių statybos dalyviams, valymo įrenginių ir jų elementų tiekėjams, valymo įrenginių valdytojams ir naudotojams, valymo įrenginių taikymą kontroliuojantiems asmenims.

Dėl aplinkosaugos reikalavimų nuotekoms tvarkyti patvirtinimo. 2001 m. spalio 5 d. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro Įsakymu Nr. 495: Šiame dokumente pateikiama: normose naudojamų sąvokų paaiškinimai, reikalavimai nuotekų surinkimo sistemoms, reikalavimai nuotekoms išleidžiamoms į komunalinių nuotekų tvarkymo sistemą, reikalavimai nuotekų valymui;,nurodymai dėl nuotekų kontrolės.

Dokumento prieduose pateikta: leidžiamos nuotekų, išleidžiamų į nuotekų surinkimo sistemą, užterštumo normos (sunkiųjų metalų, naftos, riebalų koncentracijos), bendrieji reikalavimai komunalinių, buitinių bei analogiškų pramoninių nuotekų valymui.

Mažo našumo nuotekų valymo įrenginių eksploatavimo rekomendacijos. R 23 – 00. Vilnius. 2000: Išleistos Aplinkos ministerijos. Rekomendacijos skirtos savivaldos institucijoms, mažų nuotekų valymo įrenginių savininkams, įrenginius eksploatuojančioms specialios paskirties uždarosioms akcinėms bendrovėms ar tuo užsiimančioms kitoms įmonėms, projektuotojams, aplinkos apsaugos ir higienos kontrolę vykdančioms organizacijoms.

2. KUKTIŠKIŲ MIESTELIO NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ PARINKIMAS

Kuktiškių miestelis yra nedidelis ir jo viena didžiausių problemų, kad nėra nuotekų šalinimo ir valymo sistemos. Miestelyje šiuo metu gyvena 485 gyventojai, o nuotekos yra išleidžiamos į nuotekų kaupimo rezervuarus, kuriuos yra įsirengę patys gyventojai. Nuotekas iš šių talpyklų surenka speciali mašina ir išveža į utenos nuotekų valykla, toks nuotekų surinkimas ir išvežimas yra nepatogus ir brangiai kainuoja miestelio gyventojams.

Miesteliui parenkamas kombinuotas mechaninio valymo įrenginys PASSAVANT ECO tipo, tikslus modelis bus parenkamas pagal nuotekų debitą. Į įrenginį nuotekos atitekęs savitaka, įrenginys bus be aeracijos. Šiam kombinuotam nuotekų valymo įrenginiui nereikalinga nuolatinė priežiūra, ji atliekama periodiškai gamintojo nustatytais laiko intervalais, 1 kartą per 7 dienas, o techninis aptarnavimas atliekamas tik 2 kartus per metus

Miesteliui projektuojami biologinio valymo įrenginiai bus biotvenkiniai. Jie pagal vietovės topografinius veiksnius tinka miesteliui, gerai dera prie kraštovaizdžio, nekelia triukšmo. Biotvenkiniams parenkama žema vieta, kad nuotekos į valyklą tekėtų savitaka, todėl visiškai nereikia naudoti elektros energijos. Medžiai turi būti ne arčiau kaip dešimt metrų iki tvenkinio, nes jų šaknys gali pažeisti biotvenkinio šlaitų sandarumą, o nukritę lapai padidina organinę apkrovą, taip mažėja valymo įrenginių efektyvumas. Geriausia biotvenkiniui įrengti vieta atvira vėjams, nes vėjo sukeltas bangavimas įrenginyje pagerina aeravimą ir valymo efektyvumą. Gerai parinkus vietą nereikia sudėtingų statybinių konstrukcijų, statybos darbai bus paprasti ir nebrangūs.

Bus suprojektuoti trys nuosekliai sujungti biotvenkiniai.Aeruojamas bus pirmasis tvenkinys. Tokie valymo įrenginiai beveik nenaudoja elektros energijos, atsparūs dideliems nuotekų debitų svyravimams ir jiem reikia mažai priežiūros. Vasarą gerai šalina iš nuotekų biogėnines medžiagas – azotą ir fosforą, taippat gerai šalina patogėnines baktėrijas vasarą iki 10000, o žiemą iki 1000 kartų.

Pirmų kelių veikimo metų bėgyje fosforo sumažėjimas valytose nuotekose yra apie 60 %, tačiau vėliau fosforo šalinimo efektyvumas mažėja ir, apytikriai, po 20 metų sumažėja iki nulio dėl fosforo išsiskyrimo iš nuosėdų. Fosforo šalinimo efektyvumas vėl atsistato po biotvenkinio nuosėdų šalinimo. Jei norima iš nuotekų šalinti fosforą , biotvenkinių valymą reikia atlikti po 10 metų. Iš biotvenkinių pašalintas dumblas yra gerai perpuvęs, todėl jį nesunku paskleisti dirvoje. Tik iš pirmojo biotvenkinio skyriaus pradžios dumblas yra nepakankaimai perpuvęs, todėl netinka trešimui. Toks dumblas išpompuojamas 1 – 2 kartus per metus ir išvežamas į Utenos nuotekų valyklą. Biotvenkiniams reikia mažai priežiūros, todėl atsakingas asmuo valymo įrenginius apžiurės tik kartą per savaitę ir kai ateis laikas atliks reikalingus darbus biotvenkinio priežiūrai. Biotvenkinių priežiūros darbai ir periodiškumas pateikti (4 lentelėje).

4 lentelė

Reikalingos biotvenkinių eksploatavimo operacijos

Kuktiškių miestelio nuotekų valymo įrenginiai užtikrins buitinių nuotekų išvalymo laipsnį iki LR Aplinkos ministro 2006 m. gegužės 17 d. Įsakymo Nr. Dl – 236 („Dėl nuotekų tvarkymo reglamento patvirtinimo“) reikalavimų. Kuktiškių miestelio nuotekų valymo įrenginiuose bus valomos buitinės nuotekos. Valykloje bus kombinuotas mechaninio nuotekų valymo įrenginys ir trys nuosekliai sujungti biotvenkiniai, po kurių nuotekos, išvalytos iki normatyvinių parametrų ištekės į Vyžintos upelį.

3. MAŽŲJŲ NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ PROJEKTAVIMAS

Nuotekų debitai

Projektuojant nuotekų valymo įrenginius reikia žinoti kokie bus nuotekų debitai valymo įrenginiuose. Pagal nuotekų debitus bus parenkami nuotekų mechaninio ir biologinio valymo įrenginiai.

Vidutinis paros nuotekų debitas :

m³/d

– sąlyginė vidutinė nuotekų norma, 160 l/d žm. Namai su vandentiekiu, kanalizacija ir voniomis bei vietiniu vandens ruošimu

U – gyventojų skaičius, 485 žm

k_inf – infiltracijos koeficientas į nuotėkų tinklus, k_inf = 1,12 [1]

Maksimalus paros nuotekų debitas Q_d.max:

m³/d

k_d.max – buitinių nuotekų netolygumo paros koeficientas. Namai su vandentiekiu tačiau be kanalizacijos. RSN 26-90 [ 1]

Vidutinis valandos nuotekų debitas Q_h.vid:

m³/h

Maksimalus valandos nuotekų debitas Q_h.max:

m³/h

– nuotekų didžiausio netolygumo metų valandomis koeficientas = 4,3 [ 1]

Vidutinis sekundinis nuotekų debitas Q_s.vid:

l/s

Maksimalus sekundinis nuotekų debitas Q_max:

l/s

Skaičiuojamieji nuotekų debitai

Skaičiuojamasis vidutinis paros nuotekų debitas :

m³/d

– vandenvalos savas nuotekas įvertinantis koeficientas, jis priklauso nuo vandenvalos įrenginių technologijos. Kai nuotekos valomos biologiškai ir dumblas sausinamas mechaniškai, [1]

Maksimalus paros nuotekų debitas :

m³/d

Vidutinis valandos nuotekų debitas :

m³/h

Didžiausias valandos nuotekų debitas :

m³/h

Vidutinis sekundinis nuotekų debitas :

l/s

Maksimalus sekundinis nuotekų debitas :

l/s

Apskaičiavus gauname, kad maksimalus paros nuotekų debitas = 123,7 m³/d

5 lentelė

Skaičiuojamieji nuotekų debitai

Nuotekų užterštumo apskaičiavimas

Pagrindiniai buitinių nuotekų teršalai yra BDS (biocheminis deguonies sunaudojimas), SM (skendinčios medžiagos), ChDS (cheminis deguonies suvartojimas), P (fosforas), N (azotas).

Nuotekų užterštumas apskaičiuojamas pagal formulę:

, mg/l

n– atitinkamų teršalų kiekis nuotekose g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm

Nuotekų užterštumas pagal skendinčių medžiagų kiekį:

, mg/l

n_SM – skendinčių medžiagų kiekis nuotekose, g/d.žm.; n_SM = 70 g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm

mg/l

Nuotekų užterštumas pagal biocheminį deguonies suvartojimą:

, mg/l

– biocheminis deguonies suvartojimas nuotekose, mg/l; = 70 g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm

mg/l

Nuotekų užterštumas pagal cheminį deguonies suvartojimą:

, mg/l

– cheminis deguonies suvartojimas nuotekose, mg/l; = 120 g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm mg/l

Nuotekų užterštumas pagal bendrą fosforo sunaudojimą:

, mg/l

– bendras fosforo kiekis nuotekose, g/d.žm.; = 2,7 g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm

mg/l

Nuotekų užterštumas pagal bendrą azoto sunaudojimą:

, mg/l

– bendras fosforo kiekis nuotekose, g/d.žm.; = 12,0 g/d.žm

q_sąl.vid – sąlyginė vidutinė buitinių nuotekų norma l/d.žm q_sąl.vid =160 l/d.žm

mg/l

Teršalų masė apskaičiuojama pagal formulę:

, kg/d

n– atitinkamų teršalų kiekis nuotekose g/d.žm.

U– gyventojų skaičius, žm.; U = 485 žm

Teršalų masė pagal skendinčias medžiagas:

, kg/d

kg/d

Teršalų masė pagal biocheminį deguonies suvartojimą:

, kg/d

kg/d

Teršalų masė pagal cheminį deguonies suvartojimą:

, kg/d

kg/d

Teršalų masė pagal fosforą:

, kg/d

kg/d

Teršalų masė pagal azotą:

, kg/d

kg/d

6 lentelė

Teršalų masė nuotekose kg/d, mg/l

BDS₇ viršija 300mg/l, tokios nuotekos traktuojamos kaip didelio užterštumo.

Procentinis išvalymo laipsnis apskaičiuojamas pagal formulę:

Procentinis išvalymo laipsnis pagal BDS₇:

96,6 

X_iš – leistina BDS₇ koncentracija ištekančiose nuotekose, mg/l, X_iš = 15 mg/l

X_įt – nuotekų užterštumas pagal BDS₇, mg/l, X_įt = 438 mg/l

Procentinis išvalymo laipsnis pagal skendinčias medžiagas:

X_iš – leistina skendinčių medžiagų koncentracija ištekančiose nuotekose, mg/l X_iš = 25mg/l

X_įt – nuotekų užterštumas pagal skendinčias medžiagas, mg/l. X_įt = 438 mg/l

Valymo įrenginių schemos parinkimas

Mechaniniam nuotekų valymui pagal maksimalų nuotekų debitą (= 123,7 m³/d ) parenkamas kombinuotas mechaninio nuotekų valymo įrenginys PASSAVANT ECO Combi 20. Šis įrenginys neaeruojamas ir yra skirtas itin mažoms nuotekų valykloms, jis susideda iš grotų ir smėliagaudės. Įrenginio charakteristikos pateiktos (7 lentelėje).

7 lentelė

Kombinuoto nuotekų valymo įrenginio PASSAVANT ECO – Combi 20 charakteristikos

Biologiniam nuotekų valymui parenkamas aeruojamas biotvenkinys. Bus įrengiami trys nuoseklaus pratekėjimo tvenkiniai. Vandens gylis abejose sekcijose – 1 m (+0,2 m). Biotvenkinių skaičiuotina apkrova apytikriai sudaro 10 – 15 m²/GE tvenkinio paviršiaus. Aeruojamas bus pirmasis tvenkinys.

3 pav. Biotvenkinio schema

Bendras biotvenkinių plotas: S= S_b ∙ U

S = 15 ∙ 485 = 7275 m^{2 =} 0.73ha

S_b – reikalingas biotvenkinio plotas vienam gyventojui , S_b = 15 m²/GE

U– gyventojų skaičius, žm.; U = 485 žm

Pirmos sekcijos bendras plotas: S₁ = S_{p ∙} U

S₁ = 8∙485= 3880m² = 0.388ha

S_p– reikalingas pirmos sekcijos plotas vienam gyventojui S_p = 8 m²/GE

U– gyventojų skaičius, žm.; U = 485 žm

Antros sekcijos bendras plotas:S₂ = S_a ∙ U

S₂ = 3.5∙485= 1700m² = 0.17ha

S_a – reikalingas antros sekcijos plotas vienam gyventojui S_a = 3.5 m²/GE

U– gyventojų skaičius, žm.; U = 485 žm

Trečios sekcijos plotas toks pat kaip ir antros 1700 m² = 0.17 ha.

Biotvenkinio ilgio ir pločio santykis neturi būti didesnis kaip 3:1.

Pirmos biotvenkinio sekcijos plotis: d₁ = S₁ ˸ 100

d₁ = 3880 ˸ 100 = 38.8m

S₁– pirmos biotvenkinio sekcijos plotas = 3880 m²

l₁ – Pirmos biotvenkinio sekcijos ilgis: l₁ = 100m

Pirmos biotvenkinio sekcijos ilgis: l₁ = S₁ ˸ d₁

l₁ = 3880 ˸ 38.8 = 100m

S₁– pirmos biotvenkinio sekcijos plotas S₁ = 3880 m²

d₁ – pirmos biotvenkinio sekcijos plotis d₁ = 38.8m

Pirmos sekcijos biotvenkinio ilgio ir pločio santykis:

100 ˸ 38.8 = 2.6 : 1

Antros biotvenkinio sekcijos plotis: d₁ = S₂ ˸ l₂

d₂ = 1700 ˸ 70 = 24 m

S₂– pirmos biotvenkinio sekcijos plotas S₂ = 1700 m²

l₂ – Antros biotvenkinio sekcijos ilgis: l₂ = 70

Antros biotvenkinio sekcijos ilgis: l₂ = S₂ ˸ d₂

l₂ = 1700 ˸ 24 = 70 m

S₂– pirmos biotvenkinio sekcijos plotas S₂ = 1700 m²

d₂ – Antros biotvenkinio sekcijos plotis d₂ = 24 m

Antros sekcijos biotvenkinio ilgio ir pločio santykis:

70 : 24 = 2.9 : 1

Trečios sekcijos biotvenkinio plotas, ilgio ir pločio santykis, plotis ir ilgis tokspat kaip ir antrosios.

Aeravimo sistemos skaičiavimas

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

Deguonies kiekis, kurį reikia ištirpinti:

, kgO₂/h;

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

– tiekiamų į biologinį valymą nuotekų , mg/l;

– biologiškai išvalytų nuotekų , mg/l;

– skaičiuojamasis vidutinis valandos nuotekų debitas, m³/d; m³/h;

– koeficientas, įvertinantis aukščiausia vidutinę dumblo mišinio temperatūrą esant temperatūrai 20˚ C, = 1,0;

– koeficientas, įvertinantis deguonies tirpumą nuotekose atsižvelgiant į jų cheminę sudėtį. Šio koeficiento reikšmė svyruoja nuo 0,3 – 0,85. Priimu k = 0,5.

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

Priimu c = 2 mg/l.

– prisotinto deguonimi vandens koncentracija įrenginyje. Apskaičiuojama pagal formulę:

, mg/l;

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

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

, m;

Čia: h –aeratoriaus gylis, m. Priimu h = 1,2 m.

m.

, mg/l.

Bendras lyginamasis deguonies suvartojimas:

, mgO₂/mg pašalinto BDS₇;

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

z_n – deguonies kiekis, sunaudotas nitrifikacijai, gO₂/d.

Deguonies kiekis, sunaudotas nitrifikacijai apskaičiuojamas pagal formulę:

, mgO₂/mg pašalinto BDS₇;

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

– tiekiamų į biologinį valymą nuotekų mg/l;

– biologiškai išvalytų nuotekų koncentracija, L_t = 25 mg/l;

– amonio azoto koncentracija nuotekose mg/l.

Amonio azoto koncentracija nuotekose apskaičiuojama pagal formulę:

, mg/l;

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

mg/l;

mgO₂/mg pašalinto BDS₇;

mgO₂/mg pašalinto BDS₇.

kgO₂/h.

Aeratorių skaičiaus nustatymas:

, vnt;

Čia: – vieno aeratoriaus ištirpinamo deguonies kiekis. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:

, kgO₂/h;

Čia: – vieno aeratoriaus tiekiamas oro kiekis (2,5 – 3,0 m³/h).

Priimu O₁ = 3,0 m³/h.

– oro tankis, = 1,293 kg/m³;

0,21 – deguonies kiekis ore vieneto dalimis;

– deguonies išnaudojimas (0,25 – 0,3 m³/h). Priimu = 0,3.

kgO₂/h;

vnt.

Reikalingas oro kiekis aeratoriuose:

, m³/h;

m³/h.

8 lentelė

Aeravimo sistemos parametrai

Deguonies kiekis kurį reikia ištirpinti pirmoje aeruojamoje biotvenkinio sekcijoje yra 6,58 kgO₂/h, tokiam kiekiui išgauti deguonies reikia perpumpuoti 87 m³/h oro. Aeravimui reikės 29 aeratorių.

4. DARBŲ SAUGA IR DARBUOTOJŲ SVEIKATA

Nuotekų valyklos bendrieji reikalavimai

Nuotekų valyklos turi būti eksploatuojamos laikantis „Komunalinio vandentiekio ir kanalizacijos techninės eksploatacijos taisyklių“, „Saugos taisyklių eksploatuojant elektros įrenginius“, RSN 159-95 „Šildymas, vėdinimas ir oro kondicionavimas“,„Bendrosios priešgaisrinės saugos taisyklių“ bei kitų norminių aktų reikalavimų. Aptarnaujantysis personalas turi turėti reikiamus įrankių komplektus, akumuliatorinius ar kitokius 12 V žibintus, darbo drabužius ir darbo avalynę. Kėlimo mechanizmai, naudojami montuojant ir demontuojant įrengimus, turi atitikti „Kėlimo kranų įrengimo ir saugaus eksploatavimo taisyklių“ reikalavimus. Armatūrai, įrengimams montuoti, demontuoti turi būti išrašyta paskyra-leidimas. Parenkant įrenginių statybos vietas, reikia įvertinti vėjų kryptis, reljefą, kraštovaizdžio ypatumus, gruntinio vandens lygį, geologines sąlygas, poplūdžio galimybes. Prie eksploatuojamų biologinių tvenkinių, aerokanalų turi būti iškabinti gelbėjimo ratai su virvėmis. Draudžiama vaikščioti eksploatuojamų aerotankų, biotvenkinių, aerokanalų sienomis, galima vaikščioti tik aptvertais tilteliais. Užsikimšusius biologinių filtrų drėkintuvus galima valyti tik nustojus tiekti nuotėkas. Personalo darbuotojai turi dėvėti darbo drabužius ir darbo avalynę. Naudojami darbo įrengimai turi būti eksploatuojami pagal paskirtį, gamintojų pateiktas naudojimo instrukcijas ir vadovaujantis galiojančiais teisės aktais, techniškai tvarkingi, pritaikyti darbui ir turi atitikti saugos reikalavimus, nekelti pavojaus darbuotojų saugai ir sveikatai. Potencialiai pavojingų įrenginių priežiūros tvarką nustato ,,Potencialiai pavojingų įrenginių priežiūros įstatymas‘‘.

Saugaus darbo taisyklės įmonėje

Vandentvarkos darbuotojų saugos ir sveikatos taisyklės nustato pagrindinius darbuotojų saugos ir sveikatos reikalavimus vandens tiekimo ir nuotekų tvarkymo darbams. Šios taisyklės yra taikomos eksploatuojant miestų ir gyvenviečių vandens tiekimo bei nuotekų tvarkymo sistemas, neatsižvelgiant į jų nuosavybę, ir yra privalomos visiems fiziniams bei juridiniams asmenims, kurių veikla susijusi su vandens tiekimu ir nuotekų tvarkymu. Darbdaviams rengiant darbuotojų saugos ir sveikatos instrukcijas leidžiama šių taisyklių reikalavimus sugriežtinti. Vandens ėmimo ir vandenruošos įrenginiai turi būti eksploatuojami laikantis statybos techninio reglamento STR 2.02.04:2004 „Vandens ėmimas, vandenruoša. Pagrindinės nuostatos“.

Vandentvarkos ūkyje diegiamos naujos technologijos privalo atitikti pagrindinius šių taisyklių ir darbuotojų saugos ir sveikatos galiojančių norminių aktų reikalavimus. Diegiant naują pažangią technologiją, būtina įvertinti profesinę riziką, parengti naujos technologijos darbuotojų saugos ir sveikatos instrukcijas. Šios Taisyklės neapriboja darbdavių teisių priimti ir taikyti griežtesnius reikalavimus, garantuojančius geresnę darbuotojų saugą ir sveikatą, atliekant pavojingus darbus vandentvarkos ūkyje, ypač atsižvelgiant į techninę pažangą. Siekdamas užtikrinti saugų pavojingų darbų vykdymą vandentvarkos ūkyje, darbdavys iš anksto privalo įvertinti profesinę rizikąir įgyvendinti darbo pobūdį atitinkančias technines ir (arba) organizacines priemones profesinei rizikai šalinti ir mažinti. Darbdavys informuoja, konsultuoja bei bendradarbiauja su darbuotojais arba jų atstovais visais darbuotojų saugos ir sveikatos klausimais darbovietėje Darbuotojų saugos ir sveikatos įstatymo ir teisės aktų numatyta tvarka.

Sanitarinės apsaugos zonos

Nuotekų valyklos gali skleisti į aplinką triukšmą, nemalonius kvapus, aerozolius su nuotekų arba dumblo dalelėmis ir t.t. Todėl, sanitariniais sumetimais, nuotekų valyklos turi būti statomos tam tikrame atstume nuo gyvenvietės.

Sanitarinė apsaugos zona – žemės plotas tarp nuotekų valyklos ir gyvenamųjų pastatų. Sanitarinės apsaugos zonos dydis priklauso nuo nuotekų valyklos našumo, valymo įrenginių tipo. Mano projektuojamų įrenginių sanitarinė apsaugos zona yra 200 metrų.

9lentelė

Reikalingi sanitarinės apsaugos zonų dydžiai nuo gyvenamųjų namų iki nuotekų valyklų

Bendrieji darbuotojų saugos ir sveikatos reikalavimai

Vandentvarkos ūkio darbuotojai turi būti atestuoti pagal ,,Mokymo ir atestavimo darbuotojų saugos ir sveikatos bendruosius nuostatus‘‘ . Vandentvarkos ūkio darbuotojai Sveikatos apsaugos ministerijos nustatyta tvarka privalo tikrintis sveikatą bei išklausyti privalomo pirmosios pagalbos ir higienos mokymo kursą. Savarankiškai dirbti vandens tiekimo ir nuotekų šalinimo darbus vandentvarkos įmonėse gali asmenys:

• ne jaunesni kaip 18 metų
• pasitikrinę sveikatą nustatyta tvarka
• apmokyti, instruktuoti ir atestuoti nustatyta tvarka
• mokantys suteikti pirmąją medicinos pagalbą, gesinti gaisrą, elgtis kitose ekstremaliose situacijose
• turintys reikiamą kvalifikaciją atitinkamam darbui atlikti

Naujai priimti į darbą asmenys, dirbantys pavojingus darbus bei su įrengimais, iki atestacijos gali dirbti darbus tik atestuoto darbuotojo prižiūrimi. Šiuo atveju jie vadinami stažuotojais. Asmenims, dirbantiems kenksmingų veiksnių aplinkoje ir pavojingą darbą, stažavimosi trukmę nustato darbdavys. Vadovaujančių vandentvarkos ūkio darbuotojų, padalinių vadovų ir inžinerinių techninių darbuotojų žinios, darbuotojų saugos ir sveikatos klausimais, tikrinamos kas 5 metai. Darbuotojai, dirbantys su nuotekų tvarkymo įrengimais turi būti aprūpinti reikiamomis higienos priemonėmis bei laikytis asmens higienos reikalavimų.

IŠVADOS

1. Atlikus literatūros analizę nustatyta, kad nuotekos buna paviršinės, pramoninės ir buitinės. Pagrindiniai nuotekų teršalai yra BDS (biocheminis deguonies sunaudojimas), SM (skendinčios medžiagos), ChDS (chėminis deguonies suvartojimas), P (fosforas), N (azotas). Valymui naudojami būdai: mechaninis, biologinis ir chėminis. Nustatyta, kad mažų gyvenviečių nuotekų valymui naudojami kombinuoti valymo įrenginiai.
2. Kuktiškių miestelio mechaniniam nuotekų valymui parinktas PASSAVANT ECO tipo kombinuotas mechaninio nuotekų valymo įrenginys, biologiniam valymui – biotvenkiniai.
3. Pagal nuotekų debitą = 124 m³/d suprojektuotas mechaniniam nuotekų valymui kombinuotas įrenginys PASSAVANT ECO Combi 20, biologiniam valymui parinkti aeruojami biotvenkiniai. Biotvenkiniai sudaryti iš 3 nuosekliai sujungtų tvenkinių, kurių plotas 7275 m^{2 =} 0.73ha.
4. Išanalizavus darbų sauga ir darbuotojų sveikata, nustatyta, kad valymo įrenginių apsauginė sanitarinė zona – 200 metrų.

NAUDOTA LITERATŪRA

1. RSN 26-90. (1991) Vandens vartojimo normos. Vilnius.
2. E.Levitas. (2003). Mažosios nuotekų valyklos gyvenamosiose vietovėse. Vilnius „Apyaušris“.
3. Rimeika, M. (2006) Nuotakyno projektavimas. Vilnius.
4. Statybos techninis reglamentas STR 2.02.05:2004.
5. Paviršinių nuotekų tvarkymas. Prieiga per internetą www.am.lt/VI/article.php3?article_id=6836 žiurėta [2013–03-14].
6. Huber valymo įrenginiai. Prieiga per internetą www.huber.de/fileadmin/04_Unternehmen/pocket_englisch_web.pdf žiurėta [2013–04–12].
7. 2001 m. kovo 30 d. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro įsakymu Nr. 171 patvirtinta Vandens išteklių naudojimo ir teršalų, išleidžiamų su nuotekomis, pirminės apskaitos ir kontrolės tvarka (Žin., 2001, Nr. 29-941; 2005, Nr. 24-785).
8. Nuotekų valyklos esminiai reikalavimai. Prieiga per internetą www.nuotekuvalymoirenginiaikainos.lt/istatymai/pagrindines-nuoteku-valyklos-nuostatos žiurėta [2013–04–12].
9. Nuotekų tipai ir sudėtis. Prieiga per internetą www.feliksnavis.lt/lt/naudinga-info/nuoteku-tipai-ir-sudetis.htm žiurėta [2013–04–15].
10. Kombinuotų mechaninio nuotekų valymo įrenginių privalumų ir trūkumų analizė. Prieiga per internetą http://blog.delfi.lt/aplinkos_monitoringas/8919 žiurėta [2013–04–19].
11. Kompleksiniai nuotekų valymo įrenginiai. Prieiga per internetą www.ogmandija.lt/kombainai.htm žiurėta [2013–05–15].
12. Lietuvos respublikos aplinkos ministro ir lietuvos respublikos finansų ministro į sakymas ,,Dėl mokesčio už aplinkos teršimą apskaičiavimo ir mokėjimo tvarkos aprašų patvirtinimo‘‘ 2008 m. liepos 9 d. Nr. D1-370/1K-230 Vilnius.
13. Nuotekų tvarkymo reglamentas, patvirtintas 2006 m. gegužės 17 d. aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-236 (Žin., 2006, Nr. 59-2103).
14. Mokesčio už aplinkos teršimą įstatymas (Žin., 1999, Nr. 47-1469; 2000, Nr. 90-2774; 2002, Nr. 13-474, Nr. 123-5550; 2003, Nr. 48-2108, Nr. 61-2761; 2004, Nr. 61-2188).
15. Nuotekų užterštumo normos (LAND 10 – 96).
16. Municipal wastewater. Prieiga per internetą www.wexcoenviro.com/water-solutions-services-products/industrial-process-water-treatment/municipal-wastewater/ žiurėta [2013–05–15].
17. Nuotekų biologinio valymo įrenginių apžvalga. Prieiga per internetą http://lt.lt.allconstructions.com/portal/categories/44/1/0/1/article/62/nuoteku-biologinio-valymo-irenginiu-apzvalga žiurėta [2013–05–15].
18. TOP – Kompleksinės sistemos. Prieiga per internetą www.fineco.lt/media/pdf/CombinedTOPfineco_LT.pdf. žiurėta [2013–05–15].
19. Mechanical Pre-Treatment. Prieiga per internetą www.passavant-geiger.de/produktgruppen-en-us/product/ noggerath-nsi-combi žiurėta [2013–05–15].
20. Integrated coarse pre-treatment. Prieiga per internetą www.fontanar.cz/spolecne-dokumenty/en/vyrobni-program /mechanicke predcisteni/IHP-EN.pdf>. žiurėta[2013–05–18].
21. Screens and Fine Screens. Prieiga per internetą www.huber.de/products/screens-and-fine-screens/rotamatr-screens /rotamatr-complete-plant-ro-5.html žiurėta [2013–05–18].
22. Fine Screens. Prieiga per internetą www.mellegard.se/default.asp?UID={F38AFB11-EEC245D1B19298B145D6E564}&sessionID=&ID=204005&level=3 &curIndex=0&curIndex2=2&curIndex3=0&loggin=&parentID=204004 žiurėta [2013–05–21].
23. Biologiniai nuotekų valymo įrenginiai