Фалова О.Е. Санитарная защита городов и охрана окружающей среды

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ульяновский государственный технический университет»

САНИТАРНАЯ ЗАЩИТА ГОРОДОВ

И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности

28020265 «Инженерная защита окружающей среды»

Составитель О. Е. ФАЛОВА

Ульяновск

2009

УДК 502/504 (075)

ББК 20.1я7

С 18

Рецензенты – канд. биол. наук, доцент кафедры «Общая экология»

Ульяновского государственного университета Кулагина Г. М.

канд. биол. наук, ведущий специалист-эксперт Управления

Росприроднадзора по Ульяновской области Лоснов М. Е.

Утверждено редакционно-издательским советом университета в

качестве учебного пособия.

«Санитарная защита

городов и охрана окружающей среды»: учебное

С 18 пособие / сост. О. Е. Фалова. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – 95 с.

ISBN 978-5-9795-0469-8

Рассмотрены вопросы по водоподготовке; организации сбора и отвода

отработанных канализационных вод; сбору, транспортировке и утилизации твердых

бытовых отходов; уборке городских территорий. Представлены примеры по расчету

экобиозащитных систем.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности

28020265 «Инженерная защита окружающей среды», 4-го курса.

УДК 502/504 (075)

ББК 20.1я7

ISBN 978-5-9795-0469-8 © Фалова О. Е., составление, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………............

РАЗДЕЛ 1. ВОДОПОДГОТОВКА

Тема 1.1. Нормы водопотребления……………………………………..............

Тема 1.2. Контроль предварительной обработки воды, процессов

коагулирования, отстаивания, фильтрования…………………………………..

Тема 1.3. Контроль процессов обеззараживания воды………………………...

РАЗДЕЛ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Тема 2.1. Общие указания по проектированию очистных сооружений………

Тема 2.2. Проектирование гравитационных устройств для очистки сточных

вод………………………………………………………………………………....

Тема 2.3. Влияние сточных вод на водоем……………………………………..

Тема 2.4. Определение необходимой степени очистки сточных вод………...

РАЗДЕЛ 3. САНИТАРНАЯ УБОРКА ТЕРРИТОРИЙ И

БЛАГОУСТРОЙСТВО НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Тема 3.1. Роль санитарной очистки населенных мест…………………………

Тема 3.2. Механизированная уборка городских территорий ………………...

Тема 3.3. Пневмосистемы для мусороудаления ………………………………

РАЗДЕЛ 4. УПРАВЛЕНИЕ САНИТАРНОЙ ОХРАНОЙ

НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

4.1. Система управления санитарной охраной ………………………………..

4.2. Разработка Схемы санитарной очистки населенного пункта…………….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………. 67

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ………………………………………………… 68

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ………………………………………………… 69

ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………..

ПРИЛОЖЕНИЕ Б………………………………………………………………..

ПРИЛОЖЕНИЕ В………………………………………………………………..

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

…………………………………………. 95

ВВЕДЕНИЕ

Главная цель санитарной охраны заключается в обеспечении санитарно-

эпидемиологического благополучия населения, т. е. такого состояния

общественного здоровья и среды обитания людей, при котором отсутствует

опасное и вредное влияние ее факторов на организм человека и созданы

благоприятные условия для его деятельности.

В больших городах, где наиболее сконцентрирована промышленность,

где на

ограниченной территории сосредоточена значительная численность

населения, состояние окружающей природной среды неизбежно ухудшается,

что влечет за собой изменение условий проживания самих людей. Именно в

городах происходит наиболее интенсивное накопление твердых бытовых

отходов (ТБО), которые при неправильном и несвоевременном удалении и

обезвреживании могут загрязнять окружающую природную среду. Развитие

сети дорог с усовершенствованным покрытием

, увеличение интенсивности

транспортного движения требуют постоянного проведения трудоемких работ

по поддержанию чистоты и порядка дорожных покрытий, по борьбе с пылью

летом и предотвращению снежно-ледяных образований, удалению снега зимой.

В связи с этим создание здоровых условий жизни людей в городе –

первоочередная задача коммунальных служб, занятых санитарной очисткой

городов и уборкой

городских территорий. Кроме того, основными

направлениями деятельности этих служб являются также водозабор,

водоподготовка и подача очищенной до нормативного уровня воды населению;

организация сбора и отвода отработанных канализационных вод; сбор,

транспортировка и утилизация твердых бытовых отходов.

Целью данного пособия является обобщение теоретических сведений по

основам обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия

населенных пунктов, а

также оказание помощи студентам в приобретении

практических навыков по проектированию защитных устройств и сооружений.

Учебное пособие написано в соответствии с учебной программой курса

«Санитарная защита городов и охрана окружающей среды». Содержит четыре

основных раздела и отражает вопросы подготовки питьевой воды, очистки и

канализования сточных вод, переработки ТБО, мероприятия по

благоустройству

городских территорий. В каждом разделе представлены

варианты проектирования некоторых экобиозащитных систем с разбором

примеров и решением задач.

В приложениях дан перечень основной нормативной документации в

области санитарной охраны населенных пунктов, а также документы по

благоустройству территории г. Ульяновска.

Пособие предназначено для студентов специальности 28020265

«Инженерная защита окружающей среды» по данному курсу

и может быть

использовано при подготовке выпускной квалификационной работы инженера-

эколога.

РАЗДЕЛ 1. ВОДОПОДГОТОВКА

Источниками водоснабжения в большинстве регионов РФ являются

поверхностные воды рек (водохранилищ) и озер, на долю которых приходится

65–68% от общего объема водозабора. Сравнивая оценочные и фактические

показатели состава воды в источниках РФ, можно отметить преобладание

мягких и очень мягких, а также мало- и среднеминерализованных вод в

азиатской ее части и северных районах, т. е. на большей части территории

страны. Повсеместное загрязнение водных объектов примесями

антропогенного и техногенного происхождения, наблюдаемое в последние

годы, обусловлено поступлением в них неочищенных и недостаточно

очищенных сточных вод, хозяйственно-бытовых и промышленных, талых и

ливневых вод водосборов. Под качеством природной воды понимают

совокупность ее свойств, обусловленных характером и концентрацией

содержащихся в воде примесей. Процесс очистки воды и доведения ее

показателей до соответствующего качества регламентируется нормативными

документами. Процесс водоподготовки сложен и многоступенчат.

Тема 1.1. Нормы водопотребления

Водопроводная система является сложной вероятностной системой с

практически непредсказуемыми режимами работы. Действительно, такие

параметры системы, как водопотребление, аварийные участки сети, сложный

рельеф местности, делают задачу определения характерных параметров

системы непредсказуемыми. Рост числа потребителей, возрастание степени

благоустройства зданий, увеличение поливочных территорий делают данную

задачу крайне сложной. Для упрощения задачи

вводятся нормы

водопотребления, зависящие от технической оснащенности жилых зданий и

технологии производства.

Расчетный часовой расход q

ч макс

, м

/ч, определяется с учетом часовой

неравномерности водопотребления. Эта неравномерность очевидна, она

вызвана тем, что в течение суток население потребляет воду не постоянно, а в

соответствии с укладом жизни, графиком работы предприятий, дневным и

ночным водопотреблением.

ч макс

= k

макс

cут

макс /24, (1)

где k

макс –

коэффициент часовой неравномерности. Данный коэффициент

зависит от степени благоустройства зданий и числа жителей.

макс

= ά

макс

(2)

где ά

макс

– коэффициент, зависящий от благоустройства зданий;

макс

– зависит от числа жителей.

Опыт эксплуатации позволил выработать вероятный график

водопотребления. Такой график необходим для определения расчетного

секундного расхода, режимов работы предприятий и поливки территории

города. Потребление воды на нужды промышленных предприятий зависит от

технологии производства и обычно определяется заданием технологов или

нормативными документами.

Таблица 1

Нормы расхода на пожаротушение

Расход воды на наружное

пожаротушение в населенном

пункте

на один пожар, л/с

Число жителей

в населенном

пункте, тыс. чел.

Расчетное число

одновременных

пожаров

Застройка

высотой

в 1–2 этажа

застройка

высотой

в 3 и более

этажа

До 1

Св. 1 до 5

> 5 > 10

> 10 > 25

> 25 > 50

> 100 > 200

> 200 > 300

> 300 > 400

> 400 > 500

> 500 > 600

> 600 > 700

> 700 > 800

> 800 > 10 000

—

100

Таблица 2

Нормы расхода на поливку территорий

Назначение воды

Измеритель

Расход воды

на

1 поливку,

л/м

1 мойка 1,2-1,5

Механизированная мойка усовершен-

ствованных покрытий проездов и пло-

щадей

Механизированная поливка усовер-

шенствованных покрытий проездов и

площадей

1 поливка 0,3-0,4

Поливка вручную (из шлангов) усо-

вершенствованных покрытий тротуаров и

проездов

Поливка городских зеленых насаждений

То же

0,4-0,5

3-4

Поливка газонов и цветников >> 4-6

При расчете водопроводной системы параметром, определяющим

затраты на строительство и эксплуатацию системы, является расчетный расход.

Поэтому крайне важно планировать режим работы предприятий и поливку

таким образом, чтобы не увеличивать пиковые нагрузки водопотребления. Эта

задача решается путем построения графиков водопотребления, примеры

которых показаны на рис. 1. Из графика видно, что, как правило, часы

максимального водопотребления приходятся на утренние и вечерние часы.

Если на это же время планировать поливочный расход, то пиковые нагрузки

увеличатся, и в этом случае такие сооружения, как сети, резервуары,

водонапорные башни, насосные станции и т. д., необходимо строить с учетом

пропуска большего расхода. В крупных городах неравномерность

водопотребления меньше за счет того, что на различных предприятиях начало

работ и режимы водопотребления различны. Для городов с небольшим числом

предприятий неравномерность потребления высока, и подход к режимам

водопотребления представляет большую практическую задачу.

Рис. 1. Графики водопотребления при различных коэффициентах часовой неравномерности:

а – при k = 1,5; б – при k = 1,3; в – при k = 1,25

Задача 1. Определить расчетные расходы воды, если дано:

Удельное водопотребление q

=200 л/с; F = 400 га; k

макс

= 1,3; P=250 чел/га.

Решение:

1. Число жителей города N

2. Расчетный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды

сут

/1000, м

/сут.

3. Максимальный суточный расход Q

сут макс

= k

макс

сут

, м

/сут.

4. Максимальный часовой расход q

ч макс

= k

макс

cут

макс /24, м

/ч.

5. Расход воды на нужды пожаротушения (см. табл. 1.) q

пж

л/с.

6. Расчетный секундный расход q

, л/с, 1м

=1000 л.

Тема 1.2. Контроль предварительной обработки воды, процессов

коагулирования, отстаивания, фильтрования

Предварительная обработка воды

Установки предварительной обработки воды (предочистки) обычно

служат для удаления или снижения содержания в воде взвешенных и

органических веществ, полного удаления свободной углекислоты, частично

кальция, магния, бикарбонатного иона и кремниевой кислоты путем

фильтрования, осаждения, обработки в поле центробежных сил, окисления,

углевания, подщелачивания.

В качестве окислителей используют хлор, озон, перманганат калия.

Наибольшее распространение получило предварительное хлорирование воды,

обеспечивающее окисление части органических веществ, обусловливающих

цветность воды, и разрушение защитных коллоидов, препятствующих

коагуляции. Одновременно со снижением цветности происходит

обеззараживание воды, что значительно улучшает условия эксплуатации

сооружений водоподготовки.

Дозы хлора составляют в среднем 3–6 мг/дм

. Поскольку хлорирование

снижает численность клеток фитопланктона, контроль процесса должен быть

дополнен гидробиологическими тестами. В программу предварительной

водообработки входит удаление из воды запахов и привкусов. В тех случаях,

когда этой цели добиться одним хлорированием воды не удается,

дополнительно вводят в воду перманганат калия КМnО

, который добавляют

после хлора в виде 1–2%-го раствора дозой 1–10 мг/дм

. Время между

введением С1

и КМnО

> 10 мин.

Другим вариантом комбинированной дезодорации и удаления

антропогенной органики является хлорирование в сочетании с углеванием

воды. Активированный уголь в виде суспензии 2,5–5% по массе вводят в воду

после ее первичного хлорирования с интервалом 10–15 мин дозой 20–80 мг/дм

Технологический контроль комбинированных методов обработки

сводится к поддержанию оптимальных доз и соблюдению порядка ввода

реагентов, обеспечению необходимого времени контакта их с водой,

периодическому контролю качества воды по таким показателям, как запах и

остаточный хлор.

Таблица 3

Способы консервации проб воды до производства ее анализов на

содержание наиболее часто встречающихся примесей

Анализируемый

показатель

Используемый способ

или

реактив-консервант

Максимальное

время сохранения

стабильных

свойств

Кислотность

и щелочность

Охлаждение до 4

С 24 ч

БПК То же 6 ч

Кальций Без рекомендаций 24 ч

ХПК 2 мл/дм

SО

с плотностью 1,84 г/м

7 сут

Хлориды Без рекомендаций 7 сут

Цветность

Охлаждение до 4

С 24 ч

Цианиды NaОН до рН = 10 24 ч

Растворенный

кислород

Следует определять на месте —

Фториды Без рекомендаций 24 ч

Жесткость То же 24 ч

Общее содержание

металлов

5 м г/дм

НNОз с плотностью 1,33 г/м

Несколько недель

Аммонийный

aзот

40 см

HgCl

на 1 дм

или охлаждение до 4

7 сут

Нефтепродукты

и масла

2 мл/дм

SО

или охлаждение до 4

С 24 ч

Органический

углерод

2 cм

/дм

SО

pH = 2 7 сут

При концентрации планктона в воде более 1000 клеток в 1 мл

целесообразно в качестве предварительной ступени очистки применять

микрофильтры. При контроле работы микрофильтров замеряют потери напора

(до 5 КПа) и расход воды на промывку (1,5% от расхода обрабатываемой воды).

Частичную отмывку сетчатых полотен осуществляют обратным током воды, а

полную очистку сеток производят вручную с извлечением сетки из корпуса

фильтра. Гидробиологический анализ воды до и после микрофильтров

позволяет оценить эффективность их работы.

Наиболее распространенными схемами предочисток по химической

обработке воды для питания паровых котлов являются коагуляция в

осветлителях + фильтрование; бессатураторное известкование в осветлителях +

фильтрование; бессатураторное известкование (иногда с коагуляцией) +

отстаивание в зашламленных осветлителях + фильтрование. Дозы реагентов

определяют расчетом и уточняют экспериментально упрощенными методами.

При известковании остаточная жесткость (Ж

ост

, мг-экв/дм

) отстоянной и

профильтрованной воды определяется по формуле

0СТ

= Ж

нК

+ Д

+(0,8–1,5), (3)

где Ж

– некарбонатная жесткость, мг-экв/дм

;

— расход коагулянта, мг-экв/дм

При содоизвестковании маломинерализованных вод Ж

ост

должна

находиться в пределах 0,3–0,6 мг-экв/дм

, а высокоминерализованных – 1,0–2,0

мг-экв/дм

В качестве коагулянтов используют сернокислые соли алюминия и

железа. Большое значение для процесса коагуляции имеет растворимость

образующегося гидроксида. Растворимость А1(ОН)

уменьшается

с повышением температуры и оказывается минимальной при рН = 5,5–7,5.

Величина рН влияет и на скорость коагуляции золя гидроксида алюминия.

Поскольку гидролиз коагулянта приводит к снижению рН, то при

недостатке природной щелочности в воду добавляют известь или соду,

рассчитывая их дозы. Несмотря на то, что коагуляция уже давно и широко

применяется для обработки воды с различными целями, еще не найден

параметр, который мог бы в полной мере характеризовать процесс коагуляции.

При введении в воду коагулянтов изменению подвергается целый ряд

качественных показателей: изменяется солевой состав воды и, в частности,

содержание сульфатов и хлоридов, электропроводность, увеличивается

мутность и др. Однако эти физико-химические показатели в отдельности в

большинстве случаев не могут служить критериями для определения

оптимальной дозы коагулянта, кроме того, не каждый из них может быть из-

мерен. Из-за сложности измерения не используется наиболее объективный

показатель коагуляции – ξ-потенциал, которым обладают заряженные частицы

взвеси и коллоидов.

Сложность одновременной оценки и учета многочисленных факторов,

влияющих на процесс коагулирования, приводит к необходимости

экспериментального определения дозы коагулянта. Пробное коагулирование

проводят с 6–10 различными дозами, охватывающими диапазон

предполагаемой оптимальной дозы. Одновременно уточняется доза извести или

соды.

Для интенсификации процессов коагуляции и осветления применяют

флокулянты. Наибольшее распространение в Российской Федерации получили

полиакриламид и активированная кремниевая кислота. При использовании

флокулянтов пробное коагулирование дополняется определением оптимальной

дозы флокулянта.