Репозиторій ЧДТУ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________  
          «Допущено до захисту» 
     Завідувач кафедри  д.т.н., професор 
     _________Геннадій СТОЛЯРЕНКО 
                                                                       «____»  _________________2022р. 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА 
на тему 
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД МІСТА. 
СТАДІЯ ХЛОРУВАННЯ  
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
Науковий керівник Виконавець роботи 
д.т.н., професор магістрант 
  
___________ Геннадій СТОЛЯРЕНКО __________ Артемій ЗАВАЛЬНЮК  
 
  
  
  
  
      Нормоконтроль                         Наталія ФОМІНА 
  
 
Черкаси 2022 
ВСТУП 
 
Актуальність теми. Вже протягом багатьох років екологічний стан 
р.Дніпро не відповідає державним стандартам. На сьогодні в Україні 
використовують ГОСТ 2874-80 "Пода питьевая. Гигиенические требования и 
контроль за качестномо", хоча в 1996 році був прийнятий новий стандарт, але в 
житті він не впровадився через скрутне економічне становище в країні та 
небажання керівників підприємств та установ переходити до більш жорстких 
вимог по відношенню до якості питної води. Майже всі промислові та 
комунальні підприємства як м. Черкаси, так і всіх інших вище розташованих по 
течії міст,скидають стічні води в річку без попередньої очистки, що і 
призводить допогіршення якості питної води. Високий вміст органічних 
домішок у воді, що подається на очистку, першою стадією якої являється 
хлорування, призводить до росту тригалоїди метанів у воді (наприклад з 240 
мк/м3 до 380 мк/м3) за рахунок синтезу їх на стадії хлорування. Тому доцільно 
мінімізувати вміст органічних домішок у воді до ковша і першої черги підйому 
води. 
Розробка відноситься до розв'язання проблеми очистки води р. Дніпро для 
потреб м. Черкаси. Необхідність використання поверхневого джерела для 
отримання питної води, якість якої погіршується з кожним роком та сезоном, 
призводить до неможливості досягнення вимог до питної води. Водопостачання 
забезпечує стабільне функціонування промисловості, задовольняє соціальні, 
гігієнічні, культурно-естетичні та інші потреби населення. Для забезпечення 
доброякісною водою населення та промислово-господарського комплексу 
необхідно проводити попередню очистку води безпосередньо в річці. Робота 
направлена на створення технології і обладнання по попередній очистці. 
Актуальність теми підтверджується високими показниками хвороб і смертності 
населення обласного центру Черкаського регіону. 
Мета і задачі дослідження. Мета магістерської роботи – розробити 
проект, який дозволить мінімізувати вміст органічних сполук у воді р. Дніпро 
на стадії хлорування, 
Реалізація поставленої мети передбачає вирішення таких задач: 
- розробити проект зміни гідрологічного напрямку руху течії р. Дніпро; 
- вивчити адсорбціїну очистку та розробити технології попередньої 
біологічної очистки води; 
- вивчити та розробити технології очистки води з використанням 
біологічних фільтрів, 
Об’єкт дослідження – вода, яка подається на потреби м.Черкаси. 
Предмет дослідження. Дослідження виконано у лабораторних умовах на 
експериментальних установках. На лабораторній установці біологічного 
очищення дослідження проводили 3 використанням прикріплених 
наволокнистій насадці мікроорганізмів. При цьому виконували лабораторні 
дослідження за допомогою оптичних приладів, На установці адсорбційного 
очищення визначали - ефективність поглинання  бентонітовими глинами 
органічних вуглецевміщуючих речовин. 
Методи дослідження. Дослідження виконано у лабораторних умовах на 
експериментальних установках. На лабораторній установці біологічного 
очищення дослідження проводили з використанням прикріплених на 
волокнистій насадці мікроорганізмів. При цьому виконували лабораторні 
дослідження за допомогою оптичних приладів, На установці адсорбційного 
очищення визначали - ефективність поглинання  бентонітовими глинами 
органічних вуглецевміщуючих речовин  
Практичне значення одержаних результатів: розроблено технологію 
інтенсифікації процесів доочищення природних вод за допомогою біореакторів 
з  волокнистим завантаженням та адсорбційних фільтрів  заповнених 
прожареною бентонітовою глиною та висхідним рухом води, а  
також методику інженерних розрахунків для визначення необхідних 
конструктивних і технологічних параметрів надійної роботи цих споруд. Це 
дало можливість істотно збільшити ефективність очистки річкової води а 
забезпечити покрашення якості очишеної воли до потрібних показників 
Результи магістерської роботи представлені комунальному підприємству 
«Черкасиводоканал» для ознайомлення. 
Особистий внесок здобувача: аналіз літературних джерел про методи 
попередньої очистки води річки Дніпро і конструкції відповідних споруд, 
обгрунтування шляхів інтенсифікації роботи споруд для біологічної та 
адсорбиїйної очистки природної поди, розробка конструкції лабораторної 
установки, методики експериментальних досліджень і проведення лабораторних 
досліджень природної води та обробка отриманих результатів, теоретичи 
обгрунтування розробленої технології попередньої очистки води, аналіз 
одержаних і теоретичних рішень, розробка будівельних рішень, щодо 
вирішення питання будівництва станції біологічної та адсорбційної очистки 
води р. Дніпро. 
Проблема зберігання навколишнього середовища в теперішній час 
концентрує на себе увагу досліджувачів всього світу. Стрімкий ріст 
народонаселення, збільшення площі зрошувального рільництва, а також 
урбанізація та індустріалізація призвели до небувалого використання водних 
ресурсів. Наряду з цим  в зв'язку з розвитком нових галузей промисловості 
зросла небезпека забруднення водоймищ стічними водами, в яких містяться 
токсичні речовини, і які не піддаються біохімічному окислюванню, а саме 
синтетичні органічні сполуки. Суттєвим чинником забруднення водоймищ є все 
зростаюче використання в сільському господарстві отруйних хімікатів та 
хімічних добрив. Зростаюче використання азот- та фосфоромістних добрив, 
частина яких неминуючо змивається з полей та надходить у водні джерела, 
призводить до додаткового забруднення. Окрім того, біогенні елементи, які 
надходять в водоймища, можуть визвати буйний зріст водоростей, які,  
 
відмираючи, в свою чергу сприяють забрудненню водоймищ [13]. 
В теперішній час для захисту водоймищ від забруднення стічними 
водами, розроблені та ефективно використовуються механічні, хімічні, 
біохімічні та фізико-хімічні засоби очистки. 
Загальне визнання отримали методи біохімічної очистки стічних вод від 
органічних забруднювачів з використанням активного мулу чи біоплівки. Їх 
використання дозволяє знизити вміст органічних сполукв стічних водах на 95%. 
Однак промислові стічні води після їх очистки по самій сучасній технології все 
ж можуть бути джерелами антропогенного впливу на водоймища. Це 
обумовлює необхідність розробки та запровадження різноманітних методів 
доочистки стічних вод. До найбільш ефективних з них належать фізико-хімічні 
(фільтрування, коагулювання, адсорбція, озонування та інше) та біологічні 
методи.В системі існуючих комплексів очисних споруд з біологічних методів 
найбільш широке розповсюдження для доочистки господарчо-побутових та 
промислових стічних вод отримали біологічні ставки, біофільтри та поля 
фільтрації. Виникаючі в них процеси біологічного самоочищення здійснюються 
внаслідок життєдіяльності усіх груп організмів.  
     Найбільш важливі компоненти в системах біологічної доочистки-бактерії та 
водорості. Процеси бактеріального біосинтезу поряд з фотосинтезом водоростей 
є загальними біологічними процесами, які забезпечують доочистку побутових 
та різноманітних промислових стічних вод в біологічних ставках. Великий 
розвиток водоростей в біологічних ставках здійснює вилучання біогенних 
елементів, головним чином азоту та фосфору, запобігаючи тим самим процес 
евтрофування відкритих водоймищ. 
Для охорони водоймищ від забруднення шкідливими органічними 
речовинами, які знаходяться у промислових стічних водах, важливе значення 
мають введення в виробництво раціональної технології, а також зменшення 
кількості стічних вод та застосування водообіту, локальна та загальнозаводська 
очистка цих вод, установа для них межі вмісту шкідливих  
речовин, нормування гранично-допустимої концентрації у водоймах 
(ГДК). 
Органічні речовини, які знаходяться у стічних водах, можуть здійснювати 
токсичну дію на теплокровні організми. Багато з цих речовин призводять до 
загибелі риб та їх кормових ресурсів у водоймах, погіршують смак та запах 
води та м'яса риб, знищють мікрофлору на очисних спорудах каналізації і в 
водоймах, тим самим погіршуючи біологічну очистку стічних вод і гальмуючи 
процеси самоочищення водойм. У ряді випадків ці речовини змінюють 
санітарний режим водоймищ внаслідок вторинного забруднення, осаджуючись 
на дні і піддаються анаеробним процесам, та спричиняють токсичну дію на 
бентозні організми - кормові ресурси риб, які живуть на дні водоймищ. 
Багато шкідливих органічних речовин неповністю окислюються на 
спорудах біологічної очистки стічних вод, довго зберігають стабільність у воді 
та можуть здійснювати токсичну дію на живі організми. 
Викид у водоймища великої кількості органічних речовин спричиняє 
швидкий ріст не тільки водоростей, але й різноманітних грибків, які, 
осаджуючись в місцях застою води, розкладаються, знижають вміст кисню у 
водоймищі, викликаючи загибель гідробіонтів, придають неприємний запах та 
смак воді. За допомогою мікроорганізмів можна розкладати не тільки органічні 
забруднення, які містяться в стічних водах, але й вилучати фосфор. Здатність 
багатьох мікроорганізмів поглинати з'єднання фосфору при деяких умовах в 
надлишковій кількості, щоб переробляти їх при несприятливих умовах 
середовища, має назву  фосфатна перекомпенсація. Дякуючи  здатності бактерій 
до збільшеного поглинання фосфору, фосфат при біологічній елімінації 
фосфору разом з надлишковою біомасою можуть відводитись з стічної води [1]. 
 
 
 
1 АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ ОБ’ЄКТУ, ОБГРУНТУВАННЯ ТА ВИБІР 
ОСНОВНОГО НАПРЯМУ РОБОТИ 
 
1.1 Обгрунтування актуальності, формулювання мети та задач роботи. 
 
Для вибору процесів і методів очищення стічних вод від різних домішок 
та визначення послідовності їх вилучення, їх поділили на групи. 
Найбільш загальними і характерними ознаками забруднюючих воду 
речовин є форма знаходження їх у воді. Тому в основу принципу їх групування 
та технологічних прийомів для вилучення їх із води, Л.А.Кульський вклав 
поняття про їх фазовий стан в воді. Цей стан характеризується дисперсністю 
речовини і визначає закономірність, яким підкорюються процеси, що 
протікають в водному середовищі. 
Запропонований принцип дозволяє об'єднати в декілька груп різні за 
хімічними і фізичними характеристикам домішки природних, технічних та 
стічних вод і науково обґрунтувати технологічні прийоми водообробки. Вихідні 
його положення можна сформулювати так: 
- Фазово-дисперсний стан домішок води обумовлює їх поведінку в процесі 
обробки води. 
- Кожному фазово-дисперсному стану домішок відповідає сукупність 
методів, що дозволяють досягти потребуючих якісних показників води, зміни 
цього стану або без його зміни. 
На основі цього всі домішки були розділенні на чотири групи з загальним 
для кожної групи набором методів водоочищення: 
- до першої групи відносять грубодисперсні речовини та бактерії, які належить 
до гетерогенних систем з розмір часток  >10-1 мкм; 
- до другої групи домішок відносять колоїдні речовини та віруси, які належить 
до гетерогенних систем з розмір часток 10-1 ÷ 10-2 мкм; 
- до третьої групи домішок відносять молекулярні розчини (розчинені гази, різні 
органічні речовини), які належить до гомогенних систем з розмір часток 10-2 ÷ 
10-3 мкм; 
- до четвертої групи домішок відносять електроліти (кислоти, основи, солі), що 
належать до гомогенних систем з розмір часток < 10-3 мкм. 
 У даній воді присутні такі групи домішок: перша група, а саме, 
грубодисперсні речовини; друга група, а саме колоїдні речовини; третя група 
домішок, а саме органічні речовини біологічного та хімічного походження, що 
характеризуються показниками ХПК та БПКпов; четверта група домішок, а саме 
розчини солей, що характеризуються сухим залишком. З даної стічної води 
видаляється перша, друга та третя групи домішок. 
 При видаленні першої групи домішок, проводять такі процеси: 
- механічне розділення під дією гравітаційних сил; 
- механічне розділення під дією відцентрових сил; 
- адгезія на зернистих, чи високодисперсних матеріалах. 
При видалення другої групи домішок, проводять наступні процеси: 
- адгезія на гідроксидах алюмінію, або заліза, а також на високодисперсних 
глинистих мінеріалах; 
- коагуляція колоїдних систем; 
- агрегація флокулянтами. 
При видаленні третьої групи домішок, проводяться наступні процеси: 
- фільтрація через напівпроникну мембрану; 
- окислення органічних речовин; 
- десорбція у газову фазу; 
- біохімічне розкладання. 
При вилученні із води четвертої групи домішок проводять наступні 
процеси: 
 
 
 
- перехід у малорозчинні, та малодисоційовані сполуки; 
- зміна фазового стану води з переходом її у газоподібну або рідку фази; 
За допомогою технологічної схеми що проектується, з стічної води 
видаляються наступні групи домішок: перша група – грубодисперсні домішки, 
вміст яких у воді становить – 150 мг/дм3; друга група домішок – колоїдні 
домішки, які складають – 100 мг/дм3; третя група домішок -органічні речовини 
біологічного, та промислового походження, БПК яких становить 150 мг/дм3. 
Біологічні очисні споруди розраховані на максимальний прийом та очистку 
стічних вод з об'ємною витратою 130000 м3/добу [9]. 
Поступаючи господарчо-побутові, промислолові та дощові стічні води 
міста Черкас проходять послідовно такі стадії очистки: 
- механічну очистку на решітках, пісколовках, первинних відстійниках. 
Суть механічного методу очистки полягає у виділенні із стічної води і 
затриманні важких нерозчинних забруднень, грубодисперших домішок (як 
спливаючих, так і тих, що осідають) та волокнистих речовин; 
 - біологічну очистку в аеротенках на вторинних відстійниках. 
      Суть біологічного методу заснована на життєдіяльності мікроорганізмів, які 
сприяють окисленню чи відновленню органічних та неорганічних речовин, які 
перебувають в стічних водах у вигляді тонких суспензій, колоїдних та 
розчинних речовин, що є для мікроорганізмів джерелом харчування; 
– біологічну доочистку стічних вод в біоставу. 
Суть методу очищення полягає в збагаченні очищеної стічної води 
киснем, необхідним при доокислюванні органічних та неорганічних речовин та 
забезпечення більш високої ефективності бактеріального самоочищення; 
- хлорування (обеззаражування) очищенних стічних вод. 
 
 
 
1.2 Знежараження води методом хлорування перед скиданням у 
водоймище  
 
Хлорування – один з ефективних способів боротьби з деякими отруйними 
речовинами. Хлорування сприяє звільненню води від заліза і марганцю. 
Зменшення вмісту заліза в поверхневих природних водах відбувається в 
результаті руйнації хлором гуматів і інших органічних сполук заліза і переходу 
їх у неорганічні солі тривалентного заліза. Внаслідок гідролізу цих солей 
випадає осад гідрокісі заліза або продуктів неповного гідролізу – основних 
солей заліза різного складу. 
При хлорувані води великими дозами відбувається перехід частинами 
карбонатної жорсткості в некарбонатну в результаті утворення при гідролізі 
хлору соляної кислоти і взаємодія її з бікарбонатами води  
 
        Ca(HCO2)2 + 2HCl = CaCL2 + 2H2O + 2CO2                                     (1.1) 
 
Таким чином хлорування води поряд із знезаражуванням грає велику роль 
і як чинник, що сприяє аоліпшенню процесів обробки воли і її якісних 
показників. 
Для знезараження води перед скиданням у водоймище її використовують 
хлор. Знезаражувальна дія хлору пояснюється взаємодією хлорноватистої 
кислоти – йонів з речовинами, що входять у склад протоплазми кліток бактерій, 
в результаті чого останні гинуть. Найбільш чутливі до хлору бацили брюшного 
тифу, дизентерії і холерні вібріони. Вода, що сильно заражена бактеріями, добре 
знезаражується навіть малими дозами хлору. Однак під час хлорування не 
відбувається повна стерилізація води, в ній залишаються одиничні хлор-
резинстентні особи, що зберігають життєздатність.  
 
У випадку продовження часу контакту хлору з водою хлоропоглинаємість 
її збільшується, а концентрація залишкового хлору відповідно зменшується. 
Тривалість збереження залишкового ялору у воді при дозах хлору 1 мг/л не 
перевищує декількох годин. Характер залежності хлоропоголинаємості води і 
вмісту залишкового хлору визначається тим, до якої дільниці кривої 
залишковий хлор - введений хлор відноситься дана доза хлору. При дозі хлору 
до 1 мг/л хлоропоглинаємість води і вміст залишкового хлору в ній змінюються 
пропорційно часу, при більших дозах у спостерігається логарифмічна 
залежність. Підвищєння температури і опромінення світлом хлорованої води 
збільшує її хлоропоглинаємієть. 
Дозу хлору, необхідну для знезаражування води визначають після 
отримання графіку залежності кількості залишкового хлору від кількості 
введеного. За звичай для збереження бактерицидних властивостей на протязі 
тривалого проміжку часу концентрація залишкового хлору у воді після 30 
хвилинного контакту повинна бути нижче 0,3 мг/л. При єпізодичиному 
бактеріальному зараженні води стійкими культурами доза хлору повинна бути 
підвищена. Кількість хлору, що використовується, і час контакту його з водою 
встановлюють експериментально в кожному окремому випадку, бо вони 
визначаються мінеральним і органічним складом води та природою бактерій.  
При двохкратному хлоруванні бактерицидний ефект помітно не 
збільшується в порівнянні з введенням сумарної дози.  
Наявність взважених у воді домішок як органічного, так і мінерального 
походження знижує бактерицидний ефект хлорування. Їх поверхня сорбує на 
себе хлор, вилучаючи Його з води. Крім того, бактерії, які знаходяться в  
середині пластівців чи комочків, які знаходяться в зваженому стані, у меншій  
мірі підвергаються впливу хлору. Знезараження багатих домішками вод  
потребує збільшених доз хлору і тривалого контакту його з водою. При цьому 
гігієнічні та смакові якості води як правило погіршуються. 
Хлорування води поряд їз знезаражуванням в значній мірі змінює Її 
органічний склад. Хлор, як уже відмічалося, окиснює і руйнує органічні 
домішки води, внаслідок чого понижується її кольоровість та інші показники, 
пов'язані з наявністю у воді органічних речовин, наприклад її спінювання. 
Руйнація при хлоруванні гумусових речовин, які стабілізують неорганічні 
суспензії (гідроокис алюмінію, гідроокис заліза, глинисті часточки) та  
перешкоджають їх злипанню і осадженню, сприяють покращанню процесів 
очищення води коагулюванням.  
При окисненні органічних сполук мірою активності окиснювачів є їх 
окиснювальний електрохімічний потенціал. Дія окиснювачів на органічні 
речовини природної води залежить від хімічної характеристики окисняємої 
сполуки, концентрації реагентів, рН середовища.  
Хлорування призводить до утворення сильно пахнучих хлорпохідних - 
продуктів розкладання рослин і тваринних організмів. Найбільше стійкими і є 
іодоформенні присмаки і запахи, що виникають при хлоруванні води, 
забрудненої стоками, що містять феноли та їнші ароматні з'єднання, що 
відносяться до третьої групі домішок за їх фазово-дисперсним станом. 
Хлорування очищенних стічних вод полягає в знищенні перебуваючих в 
них патогенних (хвороботворних) мікроорганізмів (кишкової палички та ін.)  та 
усунення   небезпеки забруднення водоймища цими мікроорганізмами при 
скиданні в нього очищених стічних вод [35].                            
В даному розділі розглянута принципова схема анаеробної обробки 
промислових та комунальних стічних вод. 
Принципова схема анаеробної обробки кислотних та нейтральних стічних 
вод показана на рисунку 1.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Рисунок 1.1 – Принципова схема анаеробної обробки кислотних та 
нейтральних стічних вод 
 
Аэротенк містить корпус 1 баштового типу із трубою, що входить  в нього 
по вертикальній осі  2, до верхньої частини якої приєднані ежектори 3 для 
подачі повітря, які встановлені на вільній підвісці в направляючих трубах 4 
різної висоти, що дозволяє подавати повітря на різній висоті азротенка. Нижня 
частина корпуса  5 є камерою збору активного мулу, у якій формується 
мікробіологічний фільтр для очищення стоків. Днище 6 аэротенка виконане під 
кутом а 45° до вертикальної осі, у нижній частині аэротенка приєднаний 
мулопровід 7, який має засувки 8 і 9 і приєднаний  до камери 10 попередньої 
аерації - прийомною камерою насосної станції 11, куди також подаються й 
стоки із зовнішньої каналізації. У насосній станції розміщений прийомний 
патрубок 12, вакуум-бак 13, фекальні насоси 14 із запірними арматурами й  
трубопровід 15, який через засувки 16 і 17 з'єднаний відповідно із трубою  2 і 
живильним трубопроводом 18. У верхній частині корпуса 1 розташований лоток 
20, що з'єднаний трубопроводом 21 через прозору ділянку труби із джерелом 
світла й фотодатчиком 22 і через засувку 25 з аератором 26. 
Відстійник 24 з'єднаний трубопроводом 27 із прозорою ділянкою труби, з 
джерелом світла й фотодатчиком 28, а також ділянкою установки селективних 
електродів з фотодатчиком 29 через засувку 30. Крім того, відстійник 24 
з'єднаний трубопроводом 32 через засувку 33 з мулопроводом 7, а через засувку 
34 - із площадками збору шламу й мінералізованого мулу.  
Дана схема  працює в такий спосіб: каналізаційні стоки надходять у 
камеру 10 попередньої аерації насосної станції 11. Через всмоктувальний 
патрубок 12, вакуум-бак 13, фекальні насоси 14 подають стоки в трубопровід 15 
і через відкриту засувку 17, отвір 19 живильного трубопроводу 18 - в камеру 5 
збору активного мулу. Ударяючись об похиле днище 6, стоки інтенсивно 
перемішуються з активним мулом, заповнюючи аэротенк. Через установлений 
на першому таймері час пристрій 37 керування виробляє сигнал закриття 
засувок 17 і відкриття засувки 16, що дозволяє стокам (без зупинки насосів 14) 
надходити по трубі 2 через ежектори 3 у напрямні труби 4, засмоктуючи при 
цьому повітря й збагачуючи киснем стоки. Оскільки довжина труб 4 різна, то 
аєраційний газорідинний стовп досягає різних створів аэротенка, що сприяє 
більше високій концентрації розчиненого кисню в муловій суміші. Через 
заданий час  спрацьовує другий таймер, і пристрій керування відключає засувку 
16 і відкриває засувку 18, включаючи в роботу перший таймер. Значення часу 
роботи першого й другого таймерів підбираються, виходячи з вимог до якості 
очищення стоків. 
Подані знизу й зверху стоки заповнюють аэротенк, інтенсивно 
перемішуючись і очищаючись за рахунок активного мулу й окислення киснем 
повітря, досягають лотка й попадають у трубопровід 21. Очищені стоки, 
протікаючи через прозору ділянку труби, викликають спрацьовування засувки 
25 (якщо вода недостатньо очищена), і водомулова суміш подається через 
аератор 26 у камеру 10 попередньої аерації, звідки знову подається в аэротенк,. 
як описувалося раніше. Таким чином, трубопровід 21 і засувка 25 утворить 
перший контур рециркуляциї мулової суміші в установці. Частково, навіть при 
відкритій засувці 25, очищена суміш попадається в бак-заспокоювач 23, де 
зменшується швидкість руху води, і через нього  у відстійник 24, де частки 
активного мулу осаджуються, а очищена вода через трубопровід 27, прозорі 
ділянки й пристрої селективних датчиків 29 подається або в резервуар збору 
очищених вод через засувку 30 (якщо вона відкрита), або через відкриту засувку 
31 і аератор 26 у камеру 10. Таким чином, утвориться вторинний контур 
рециркуляції мулової суміші.  
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3  ОПИС РОБОТИ, КОНСТРУКЦІЙ АПАРАТІВ ТА СТЕНДОВИХ 
УСТАНОВОК 
 
Технічна назва готової продукції - хлорована очищена стічна вода. 
Хлорована очисна стічна вода після 13-разового початкового розбавлення на 
розсіючому випуску та 10-разового основного розбавлення водою р. Дніпро 
повинна відповідати в контрольному створі (500м нижче по течії від 
розсіючого випуску) вимогам "Санітарних правил та норм охорони 
поверхневих вод від забруднення", загальному переліку гранично-допустимих 
концентрацій (ГДК), орієнтовно безпечним рівням впливу (ОБРВ) шкідливих 
речовин для води рибо-господарчих водойм та проектно гранично-
допустимого викиду речовин ГДВ, які надходять до Кременчуцького 
водоймища із стічними водами підприємств та житлового масиву міста 
Черкаси після очистки на біологічних очисних спорудах Черкаського ВАТ 
"Азот" [35, таб. 3.1]. Характеристика готової продукції вказано в таблиці 3.1. 
Скидання очищених стічних вод у водні об'єкти є одним із видів спеціального 
водокористування і виконується на основі дозволів, виданих в установленому 
порядку органами Держкомприроди з угодженням із органами Державного 
санітарного нагляду та урахуванням вимог рибного госпо-   дарства [19]. 
Характеристика забруднених стічних вод надана в таблиці 3.2 
4 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЙНЯТОГО МЕТОДУ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ 
ВОД. ХІМІЗМ 
 
Активний мул складається з живих організмів і твердого субстрату. Живі 
організми представлені скупченнями бактерій і одиночних бактерій, 
найпростішими черв’яками, цвілевими грибами, дріжджами, актиноміцетами й 
рідко - личинками комах, рачків, а також водоростями й ін. Скупчення всіх 
живих організмів, що населяють мул, називають біоценозом. Біоценоз 
активного мулу в основному представлений дванадцятьма видами 
найпростіших мікроорганізмів. 
Бактерії в активному мулі оточені слизовим шаром (капсулами). Такі 
скупчення називаються зооглеями. Вони сприяють поліпшенню структури 
мулу, його осадженню й ущільненню. Слизові речовини містять антибіотики, 
здатні придушувати ниткові бактерії. Співвідношення капсульних і 
безкапсульних штамів називають коефіцієнтом зооглейності. Бактерії, 
позбавлені слизового шару, з меншою швидкістю окисляють забруднення. 
Активний мул являє собою амфотерну колоїдну систему, яка при   рН=4–
9 має негативний заряд. Незважаючи на істотні розходження стічних вод, 
елементний хімічний склад активних мулів  досить близький. Наприклад, 
хімічний склад активного мулу системи очищення коксохімічного заводу 
відповідає формулі - C97H199O53N28S2; заводи азотних добрив – C90H167O52S8  і 
міських стічних вод – C54H167O52N8S7. 
Суха речовина активного мулу містить 70-90% органічних і 30-10% 
неорганічних речовин, субстрат яких в активному мулі може бути до 40% і 
являє собою тверду відмерлу частину залишків водоростей і різних твердих 
залишків. До нього прикріплюються організми активного мулу. 
В активному мулі перебувають мікроорганізми різних груп. Виникнення 
таких груп залежить від складу стічних вод,  вмісту в них кисню, температури, 
реакції середовища, вмісту солей, окислювально- 
відновного потенціалу й інших факторів. За екологічними групами 
мікроорганізми діляться на аеробів і анаеробів, термофілів і мезофілів, галофілів 
і галофобів. При очищенні промислових стічних вод переважають аеробні 
мікроби. 
В активному мулі зустрічаються представники чотирьох видів 
найпростіших: саркодові, жгутикові, реснитчасті й сосучі інфузорії. 
Найпростіші організми не приймають особистої участі в руйнуванні органічних 
забруднень, але поглинають велику кількість бактерій (одна інфузорія 
пропускає через свій організм від 20 до 40 тисяч бактерій), підтримуючи їхній 
оптимальний вміст у мулі. Вони сприяють осадженню мулу й освітленню 
стічних вод. Коловертки - мікроскопічні організми довжиною 0,01-2,5 мм - 
існують тільки при наявності в стічній воді кисню. Вони харчуються бактеріями 
та найпростішими. 
В активному мулі в певних співвідношеннях утримуються всі названі 
групи бактерій, але залежно від складу стічних вод переважає одна із груп. 
Лише основна група бактерій бере участь у процесі очищення стічних вод, а 
супутні групи мікробів підготовляють середовище для існування 
мікроорганізмів основної групи, забезпечуючи її живильними й ростовими 
речовинами й утилізуючи продукти окислювання. Біомаса основної 
фізіологічної групи бактерій, що веде процес окислювання, становить в мулі 80-
90%, а інше - біомаса супутніх бактерій і інших організмів. 
При утворенні активного мулу спочатку з'являються бактерії, потім 
найпростіші. Бактерії виділяють речовини, що стимулюють розмноження 
найпростіших. Вони мають клеючу здатність, тому активний мул являє собою 
бурувато-жовті грудочки й пластівці розміром 3–150мкм. Пластівці мають 
поверхню близько 1200 м2 на 1 м3 мулу (100 м2 на 1 м сухої речовини). В 1 м3 
активного мулу втримується 2·1014 бактерій.  
Якість мулу визначається швидкістю його осадження й ступенем 
очищення рідини. Великі пластівці осідають швидше, ніж дрібні. Стан мулу 
 
характеризує муловий індекс, що являє собою відношення обсягу осаджуємої  
части  активного мулу до маси висушеного осаду (у грамах) після відстоювання 
протягом 30 хв. Чим гірше осідає мул, тим більш високий муловий індекс він 
має. 
Біохімічною активністю мікроорганізмів називають біохімічну діяльність, 
пов'язану з руйнуванням органічних забруднень стічних вод. Біорозкладання 
стічних вод характеризується біохімічним показником, під яким розуміють 
відношення БПКповн/ХПК. 
Біохімічний показник є параметром, необхідним для розрахунку й 
експлуатації промислових споруджень для очищення стічних вод. Його 
значення коливаються в широких межах для різних груп стічних вод. 
Промислові стічні води мають низький біохімічний показник (0,05-0,3); 
побутові стічні води - понад 0,5. По біохімічному показнику, концентрації 
забруднень і токсичності промислові стічні води ділять на чотири групи. 
Перша група має біохімічний показник вище 0,2. До цієї групи 
відносяться стічні води харчової промисловості (дріжджових, крохмальних, 
цукрових, пивоварних заводів), прямої перегонки нафти, синтетичних жирних 
кислот, білково-вітамінних концентратів і ін. Органічні забруднення цієї групи 
не токсичні для мікробів. 
Друга група має показник у межах 0,10-0,02. До цієї групи входять стічні 
води коксування, коксохімічних, газосланцевих, содових заводів. Ці води після 
механічного очищення можуть бути спрямовані на біохімічне окислювання. 
Третя група має показник. 0,01-0,001. До неї відносяться стічні води 
процесів сульфування, хлорування, виробництва масел, сірчанокислотних 
заводів, підприємств чорної металургії, важкого машинобудування та ін. Ці 
води після механічного й фізико-хімічного локального очищення можуть бути 
спрямовані на біохімічне окислювання. 
 
Четверта група має показник нижче 0,001. Стічні води цієї групи в 
основному містять зважені речовини. До цих вод відносяться стоки 
рудозбагачувальних фабрик і ін. Для них використають механічні методи 
очищення. 
Стічні води першої й другої груп відносно постійні по виду й витраті 
забруднень. Після очищення вони застосовуються в системах оборотного 
водопостачання. Стічні води третьої групи утворяться періодично й 
відрізняються змінною концентрацією забруднень, стійких до біохімічного 
окислювання. Вони забруднені речовинами, які добре розчинні у воді. Ці води 
непридатні для оборотного водопостачання. 
Для того щоб відбувався процес біохімічного окислювання органічних 
речовин, які перебувають у стічних водах, вони повинні потрапити усередину 
клітин мікроорганізмів. До поверхні клітин речовини надходять за рахунок 
конвективної і молекулярної дифузії, а усередину клітин - дифузією через 
напівпроникні цитоплазматичні мембрани, що виникає внаслідок різниці 
концентрацій речовин у клітині й поза нею. Однак більша частина речовини 
попадає всередину клітин за допомогою специфічного білка-переносника. 
Розчинний комплекс, що утвориться, речовина - переносник дифундує через 
мембрану в клітину, де він розпадається, і білок-переносник включається в 
новий цикл переносу. 
Основну роль у процесі очищення стічних вод грають процеси 
перетворення речовини, які протікають всередині клітин мікроорганізмів. Ці 
процеси закінчуються окислюванням речовини з виділенням енергії й синтезом 
нових речовин, з витратою енергії. 
Всередині клітин мікроорганізмів відбувається безперервний і дуже 
складний процес хімічних перетворень. У строгій послідовності з високою 
швидкістю протікає велика кількість реакцій. Швидкість реакцій і їхня 
послідовність залежать від виду й вмісту ферментів, які виконують роль 
каталізаторів. 
Ферменти прискорюють тільки ті реакції, які протікають мимовільно, але з дуже 
малою швидкістю. 
Ферменти (або ензими) являють собою складні білкові з'єднання з 
молекулярною масою, що досягає сотень тисяч і мільйонів. По будові молекули 
ферменти підрозділяються на одно- і двокомпонентні. Перші з них є простими 
білками - протеїнами, другі- складними білками - протеїдами, молекула яких 
складається із двох частин: перша частина, білкова, називається носієм, або 
апоферментом, друга - небілкова, називається коферментом. Каталітичною 
активністю володіє кофермент, а білковий носій збільшує його активність. 
Каталітичні реакції протікають на поверхні молекул ферментів, на якій 
виникають активні центри. У порівнянні з хімічними каталізаторами ферменти 
здатні діяти в більш м'яких умовах, тобто при невисоких температурах, 
нормальному тиску й реакції середовища, близької до нейтрального. Іншою 
особливістю ферментів є те, що кожний з них взаємодіє тільки з певною 
хімічною сполукою й каталізує одне з багатьох перетворень, яким піддається 
дана хімічна сполука. При зміні складу й концентрації речовин потрібні 
ферменти іншого складу. 
Таким чином, кожну реакцію каталізує один відповідний фермент. При 
цьому продукт однієї реакції служить субстратом для наступної. Все це є 
істотною відмінністю ферментного каталізу. 
Швидкість біохімічних реакцій визначається активністю ферментів, що 
залежить від температури, рН середовища і присутності в стічній воді різних 
речовин. З підвищенням температури швидкість ферментативних процесів 
підвищується, але до певної межі. Для кожного ферменту є оптимальна 
температура, вище якої швидкість реакції падає. Для руйнування складної 
суміші органічних, речовин необхідно 80-100 різних ферментів. 
До числа речовин (активаторів), які підвищують активність ферментів, 
відноситься багато вітамінів і катіони Са2+, Mg2+, Mn2+. У той же час солі 
важких металів та антибіотики є інгібіторами. Вони блокують активні центри 
ферменту, перешкоджаючи його реакції із субстратом, тобто різко знижують 
активність. Швидкість утворення й розпаду ферментів залежить від умов росту 
мікроорганізмів і визначається швидкістю надходження в клітину речовин, що 
інгібірують і  активують біохімічні процеси,. 
Клітини кожного виду мікробів мають певний набір ферментів. Деякі з 
них незалежно від субстрату постійно присутні в клітинах мікроорганізмів. Такі 
ферменти називаються конститутивними. Інші ферменти синтезуються в 
клітинах внаслідок яких-небудь змін у навколишнім середовищі, наприклад 
зміни складу або концентрації забруднень стічних вод. Ці ферменти з'являються 
в період пристосування організмів до зміни середовища, тому називаються 
адаптивними. Строки адаптації (пристосування) різні й тривають від декількох 
годин до десятків і сотень днів. 
Якщо в стічних водах перебуває кілька речовин, то процес окислювання 
буде залежати від вмісту й структури всіх розчинених органічних речовин. У 
першу чергу будуть окислятися ті речовини, які необхідні для створення 
клітинного матеріалу й для одержання енергії. Інші речовини споживаються 
мікроорганізмами залежно від набору ферментів з рівними або різними 
швидкостями окислювання одночасно або послідовно. Порядок окислювання 
речовини позначається на тривалості очищення стічних вод. При послідовному 
окислюванні речовини тривалість очищення визначається сумою тривалості 
окислювання кожної речовини окремо. 
Сумарні реакції біохімічного окислювання в аеробних умовах схематично 
можна представити в наступному вигляді: 
 
ферменты
CxHyOz+(x+y/4+z/3+3/4)O2  хСО2+(y–3)/2Н2O+NH3+ΔH,  (4.1) 
 
ферменты
CxHyOz+NH3+O2 С5Н7NO2+СO2+ΔH.               (4.2) 
 
Реакція (4.1) показує характер окислювання речовини для задоволення 
енергетичних потреб клітини, реакція (4.2) – для синтезу клітинної речовини. 
Витрати кисню на ці реакції становлять БПКповн стічної води. Якщо процес 
окислювання проводити далі, то починається перетворення клітинної речовини: 
С Н МO +5O ферменты
5 7 2 2  5СO2+NН3+2Н2O+ΔH,                  (4.3) 
 
NH +O ферменты
3 2  HNO +O ферменты
2 2  HNО3.             (4.4) 
 
де CxHyOZN – всі органічні речовини стічних вод; C5H7NO2 – середнє 
співвідношення основних елементів у клітинній речовині бактерій; ΔH  - 
енергія. 
Загальна витрата кисню на чотири реакції приблизно вдвічі більша, ніж на 
(4.1) і (4.2). Як видно з реакцій, хімічні перетворення є джерелом необхідної для 
мікроорганізмів енергії. Живі організми здатні використати тільки зв'язану 
хімічну енергію. Універсальним переносником енергії в клітині є 
аденозинтрифосфорна кислота (АТФ), що утвориться в ході реакції приєднання 
залишку фосфорної кислоти до молекули аденозиндифосфорної кислоти (АДФ): 
АДФ+Н3РO4⇄АТФ+Н2О.                                      (4.5) 
Велика кількість біохімічних реакцій здійснюється за участю коферменту 
А. Кофермент А (або КоА, КоА – SH кофермент) є похідним -
меркаптоетмуламіду пантотенової кислоти й нуклеотиду – аденозин-3,5-
дифосфата (C21H36O167P3S). Його молекулярна маса 767,56. Чистий КоА – білий 
аморфний порошок, добре розчинний, у воді, є сильною кислотою, з важкими 
металами утворює нерозчинні у воді меркаптиди, легко окислюється (I2, Н2O2, 
КMn4, а також киснем повітря) з утворенням дисульфідів, особливо в 
присутності важких металів. КоА активує карбонові кислоти, утворюючи з 
ними проміжні з'єднання. 
Мікроорганізми здатні окисляти багато органічних речовин, але для цього 
потрібен різний час адаптації. Легко окисляються бензойна кислота, спирти, 
хлоргідриди, ацетон, гліцерин, анілін, складні ефіри й ін. Так, одно-, 
двох- і трьохатомні спирти, а також вторинні спирти добре окисляються, а 
третинні спирти окисляються з невеликою швидкістю. Різною швидкістю 
окислювання володіють хлорпохідні органічні сполуки, а нітросполуки погано 
окисляються. Наявність функціональних груп збільшує здатність до 
біологічного руйнування з'єднань у такій послідовності: -СН3, –ООССН3, –СНО, 
-СН2ОН, –СНОН, –СООН, –CN, –NH2, –ОНСООН, –SO3H. 
Наявність подвійного зв'язку в деяких випадках полегшує біологічне 
розкладання з'єднань. Зі збільшенням молекулярної маси речовини швидкість 
біологічного окислювання зменшується. Поверхнево-активні речовини 
окисляються з різною швидкістю. 
Установлено, що речовини, які перебувають у стічних водах у колоїдному 
або мілкодисперсному стані, окисляються з меншою швидкістю, ніж речовини, 
розчинені у воді. Спочатку в стічних водах із суміші речовин в першу чергу 
окисляються ті речовини, які краще засвоюються мікроорганізмами. 
Окиснення органічних речовин до СО2 і Н2О відбувається в кілька стадій. 
Окислення вуглеводів описується складною схемою: 
 
ферменты ферменты
С6Н12O6C3H4O3 СН3–СО–S–КоА→ЦТК→СO2+Н2O. (4.6) 
Метан окисляється за схемою 
 
СН4→СН3ОН→НСНО→НСООН→СO2.                          (4.7) 
 
 
Етиловий спирт мікроорганізми перетворюють в оцтову кислоту, який 
після реакції з ацетил-КоА включається в ЦТК: 
 
СН3СН2ОН→СН3СНО→СН3СООН→Ацетил-КоА→ЦТК.   (4.8) 
Окислення вуглеводнів здійснюється за такими рівняннями: 
 
O
СН 2
3(СН2)nСН3 СН3(СН2)nСН2ОН→СН3(СН2)nСНО→ 
→СН3(СН2)nСООН→- Окислення → Ацетил-КоА→ЦТК.            (4.9) 
 
Шляхи метаболізму ароматичних з'єднань дуже різноманітні. Розпад цих 
з'єднань пов'язаний з розривом кільця. На це бактеріям потрібен кисень. 
Більшість ароматичних з'єднань утворюють спочатку пірокатехін (або 
пірокатехінову кислоту), що перетворюється в кетоадипінову кислоту. Ця 
кислота за участю КоА включається в цикл трикарбонових кислот: 
 
 
Нітрифікація й денітрифікація. При очищенні стічних вод під дією 
бактерій, що нітрифікують, протікають процеси нітрифікації й денітрифікації. 
Бактерії, що нітрифікують, окисляють азото амонійні з'єднання спочатку до 
нітритів, а потім до нітратів. Цей процес називається нітрифікацією й протікає  
він у дві стадії. Він є кінцевою стадією мінералізації азотомісних органічних 
речовин. Присутність нітратів-іонів в очищеній стічній воді є одним з 
показників повноти очищення: 
 
+ ферменты ферменты
NH4 +O2   HNO2+O2  НNО3.            (4.10) 
Кількість активного мулу, необхідного для нітрифікації, розраховують, 
виходячи зі вмісту органічних речовин, концентрації азоту й аміаку в стічних 
водах, активності мулу. Враховують також здатність росту й розмноження 
мікроорганізмів активного мулу в умовах зміни навантаження й окислювально-
відновного потенціалу мулу. 
Під дією денітрифікуючих бактерій зв'язаний кисень відщеплюється від 
нітритів і нітратів і знову витрачається на окислювання органічних речовин. 
Цей процес називається денітрифікацією. Умовами здійснення процесу 
денітрифікації є: наявність органічних речовин, невеликий доступ кисню, 
нейтральна реакція. 
Денітрифікація – процес багатостадійний і може протікати з утворенням 
аміаку, молекулярного азоту або оксидів азоту. При очищенні стічних вод 
денітрифікація протікає головним чином з утворенням азоту  і NH3: 
NH
- 2OH NH3
NO 3→NO2→NO |                                (4.11) 
N2O N2
Азомісні з'єднання розкладаються з виділенням азоту у вигляді аміаку. 
Наприклад, карбамід розкладається за рівнянням: 
 
CO(NH2)2+2H2O→(NH4)2CO3⇄2NH3+CO2+H2O.  (4.12) 
Розкладання органічних сполук може відбуватися через утворення 
амінокислот, які далі виділяють аміак при протіканні різних процесів. 
Процес окислювання сірчаних з'єднань бактеріями може бути 
представлений наступними схемами: 
 
HS-→S→S O 2-→S O 2-→SO 2                                               
2 3 4 6 4 (4.13) 
або 
HS-→S O 2-→S O 2-
2 2 2 3 →S O 2-
2 5 →S2O
2-
7 →SO 2-
4 .                (4.14) 
 
Встановлено, що окислення сульфіду кальцію йде швидше, ніж сульфіду 
натрію. 
При окислюванні сірководню спочатку утвориться сірка, що 
накопичується в клітинах у вигляді запасної речовини: 
2H2S+O2→2H2O+2S+ΔH.                       (4.15) 
Потім при недостачі H2S іде реакція: 
2S+3O2+2H2O→2Н2SО4+ΔH.                             (4.16) 
Відновлення сульфатів - основний шлях утворення сірководню в природі. 
Відновлюються й органічні сполуки: 
4CH3COCOOH+H2SO4→4СН3СООН+4СО2+H2S.                      (4.17) 
Рівняння кінетики ферментативних реакцій. Це рівняння було 
запропоновано Міхаелісом і Ментеном. Воно визначає швидкість протікання 
реакцій всередині клітин мікроорганізмів: 
 
                                            k 1       k 3                                                       
S+E⇄ES→Р+Е,                               
k2 
 
де  k1, k2, k3 – константи швидкостей процесів. У ході цієї реакції 
молекули речовини S взаємодіють із ферментом Е, утворюючи комплекс ES.  
Потім цей комплекс перетворюється в кінцевий продукт Р с регенерацією 
ферменту. Друга реакція також оборотна, тобто можливо з Р и Е знову 
утворення комплексу ES, але в цьому випадку в стаціонарних умовах 
концентрація ES залишається практично постійною тобто визначну роль у 
кінетиці грає реакція перетворення ES в продукт.  
Збродження осаду в метантанку виконується за допомогою анаеробних 
мікроорганізмів, оптимальний режим розвитку яких-відсутність кисню повітря 
та температура 50 – 55 °С. В залежності від температури, при якій проходить 
бродіння, розрізняють два типи  процесу – мезофільне зброджування,  яке 
відбувається   при   температурі 30-35°С, та термофільне 
 
 
зброджування, яке відбувається при температурі 50-55 °С. 
Темофільний процес має перевагу перед мезофільним, що полягає в більш 
інтенсивному та глибокому зброджуванні осаду, а також у знищенні гельмінтів 
в осадах, що має велике санітарне значення. 
Процес бродіння в метантенках проходить у дві фази: 
Перша фаза – кисле бродіння, яке характеризується розщепленням 
складних органічних речовин на більш прості із утворенням органічних кислот 
(мурашиної, оцтової, масляної, амінокислоти та ін.), та газів (вуглекислого, 
водню, сірководню, аміаку та ін.). Цей розпад виконують звичайні сапрофітні 
анаероби, які швидко розмножуються та проявляють свою життєдіяльність при 
значенні рН середовища 4,5 – 7,0. 
Друга фаза – лужне або метанове бродіння, яке здійснюється бактеріями, 
котрі руйнують кислоти, які утворились при кислому бродінні. Одним із 
основних кінцевих продуктів розпаду органічних речовин є метан та інші 
продукти розпаду вуглекислота, азот, водень та кисень. 
    Метою зброджування є: 
- зміна   фізичної    структури   осаду,    що  полегшує   його висушування 
(зброджений осад легко фільтрується та віддає воду);                                                                                                 
- утилізація частини органічної речовини в формі газів бродіння 
(метан) та залишку від бродіння; 
- покращення осаду в санітарному відношенні від загибелі хвороботворних 
мікробів [16].  
Основна реакція утворення метану може бути записана рівнянням     (Н2А 
- органічна речовина, що містить водень): 
 
СО2 + 4Н2А→СН4 + 4А + 2Н2О                             (4.18) 
 
Можливі і інші реакції в присутності та відсутності водню: 
 
 
СО + 3Н2→СН4 + Н2О;                                   (4.19) 
 
4СО + 2Н2О→3СО2 + СН4                                (4.20) 
 
Метан може утворюватись і в результаті розпаду оцтової кислоти:  
СН3СООН→СН4 + СО2;                                   (4.21) 
 
СО2 + 4Н2→СН4 + 2Н2О                                   (4.22) 
Газ, який утворився в метантенку, має такий склад: об'ємна частка  
метану – не більше 60 %, вуглекислого газу - не більше 34 %, азоту-не більше 3 
%, водню-не більше 3 %, кисню - не більше 5 %, та використовується як паливо 
в котельній.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ НА ОСНОВІ ОБГРУНТУВАННЯ ТА 
ВИБОРУ ОСНОВНИХ ПРОЦЕСІВ ТА АПАРАТІВ 
  
Стічні   води   надходять по безнапірному   залізобетонному   колектору  в 
приймальний резервуар насосної станції 1. Далі стічні води надходять до 
решіток- дробарок 2, що є новизною в даному проекті. Тверді часточки 
розміром більше ніж 80мм затримуються на решітках та подрібнюються. Стічну 
воду після решіток- дробарок далі направляють на піскоуловлювачі 4, де 
проходить осадження піску.  Пісок за допомогою гідроелеватора видаляють із 
піскоуловлювачів на піскові майданчики 11. Стічна вода після 
піскоуловлювачів  проходить розподільчу камеру та надходить в первинні 
радіальні відстійники 5, де проходить осаження грубо - дисперсних домішок. 
Сирий осад із відстійників, після згрібання муловим скребком, направляється до 
центрального мулового приямку. По трубі, під дією гідростатичного стовпа 
рідини мул направляється в приймальну камеру до мулової насосної станції. 
Жирова плівка, що спливає на поверхню води надходить в жировий бункер і 
далі направляється в приймальну камеру мулової насосної станції 13. 
Освітлена стічна вода, після комплексу механічного очищення надходить 
в аеротенк 3 на біохімічне очищення. В аеротенку проходить процес 
біохімічного окислення органічних речовин, які знаходяться у вигляді суспензії, 
колоїдних розчинів та у розчиненому вигляді. На хід проходження процесу 
впливають температура, концентрація розчинених речовин, присутність 
токсичних речовин, реакція середовища. Сам процес  біохімічного окислення 
органічних речовин    в    стічних    водах    проходить за  допомогою 
мікроорганізмів - мінералізаторів, колонії яких утворюють активний мул. 
Для забезпечення активного мулу киснем та нормальної життєдіяльності 
мікроорганізмів в аеротенк безперервно подають повітря. 
 Повітря забезпечує інтенсивне перемішування та кращий контакт суміші 
стічних вод з активним мулом, який безперервно подається в аеротенк із 
вторинних відстійників 7 в об'ємі 50% від кількості стічної води, що надходить. 
Подача циркулюючою активного мулу здійснюється ерліфтною 
установкою на початку першого коридору аеротенка. 
Освітлена стічна вода надходить в аеротенк із каналу освітленої води по 
розподільчому лотку, що є загальним для всіх секцій аеротенку, який 
розташовано по центру секції.  
Розподільчий лоток має отвори з шиберами (10шт.). що дозволяє 
здійснити подачу стоків в аеротенк. Крім того об'єм регенераційної частини  
аеротенку можна змінювати в межах від 25 до 58% від об'єму аеротенку, 
Відведення мулової суміші із аеротенку здійснюють через водяні стоки в 
3-му коридорі аеротенку у загальний для 4-х коридорів канал мулової суміші. 
Повітря в аеротенк подають через пористі пластини — фільтроси. Для 
кращого розподілення повітря по довжині каналів, а також для зменшення 
небезпеки виходу з ладу аеротенку (прорив фільтросів на окремому ділянці) 
кожний фільтрувальний канал по довжині розбито на три ділянки. Повітря в 
кожний канал подають всередину ділянки окремим стояком, шо відходить від 
магістралі повітря. 
Для видалення води з фільтросного каналу піл час подачі у нього повітря, 
кожна ділянка з обох кінців має водовідвідні стояки. Витрати повітря, що 
подають на секцію вимірюють за допомогою комплекту, який складається з 
діафрагми, дифманометру, встановлених на трубопроводі повітря та вторинного 
приладу, що  встановлено на щиті у диспетчера. Інтенсивність аерації 
контролюють за величиною розчиненого кисню, який у всіх точках по ходу 
руху рідини не повинен мати великих розходжень. В процесі аерації може 
утворюватися піна для гасіння якої аеротенки обладнані спеціальною системою, 
що складається із розвідних труб та розбризкуючих головок, які розташовані 
вздовж кожного коридору. В систему піногасіння подають також і воду. 
Ерліфтні установки призначені для перекачування циркулюючого активного 
мулу, що засів на вторинних відстійниках, в аеротенк. 
Кожна секція аеротенку має свою ерліфтну установку. Рухаючою силою в 
ерліфтних установках є повітря, яке подають із загального трубопроводу 
повітря. Кількість циркулюючого активного мулу регулюють зміною подачі 
повітря на ерліфтну установку, а також кількістю мулу, що відсмоктується із 
вторинних відстійників 
Із каналу мулової суміші і аеротенку мул по трубопроводах надходить в 
центр вторинних відстійників 6, а очищену воду відводять через водовідводи і 
по магістральному лотку направляють на біологічні ставки для подальшого 
очищення. 
Активний мул, що осідає у відстійниках, під дією гідростатичного стовпа 
рідини за допомогою відсмоктувачів мулу відводять із камер випуску мулу, 
звідки направляють на ерліфтні установки. 
Інтенсивність відсмоктування мулу із відстійників регулюють за 
допомогою крану, який встановлено в камері випуску мулу, що також дозволяє 
змінювати величину гідростатичного тиску стовпа рідини. 
Витрати стічної води вимірюють за допомогою спеціальних 
водовимірювальних лотків після вторинних відстійників. 
Надлишок активного мулу безперервно видаляють з аеротенку та 
направляють в метантенк  7 для сумісного зброжування з сирим залишком із 
первинних відстійників. 
Оскільки активний мул, що осаджується у вторинних відстійниках , має 
підвищений вміст вологи (98-99%), перед направленням в метантенк його 
ущільнюють. В режимі ущільнення працюють вторинні відстійники 6. Для 
заданої продуктивності очисних споруд в режимі ущільнення мулу може 
працювати один відстійник, а інший - у циркуляційному режимі. 
Після вторинних відстійників очищена вода надходить  у контактну 
ємкість біологічних ставків, які мають три секції. За рахунок природної аерації в 
ставках стічні води збагачуються киснем із розрахунку 6-8 г/добу із 1м2 ставка. 
Так як БПК стічних вод, що надходять  у ставки після аеротенків, повинно бути 
не більше ніж 15 мг/дм3 то органічні речовини, що містяться в них повинні 
доокислюватися у літній період до БПКповн 6мг/дм3 , а в зимовий до 8 мг/дм3. 
Очищені стічні води надходять із секції в секцію через випуски із збірного 
лотка. Кожна секція має обвідний лоток, а також випуск для повного видалення 
води. 
В третій секції біологічних ставків розміщено 2 контактні ємкості для 
забезпечення знезараження стічних вод хлором. Очищені стічні води надходять 
в контактну ємкість із третьої секції біологічних ставків. За допомогою  
обвідного лотка є можливість направляти очищені стоки із першої та другої 
секції біологічних ставків. Хлорована стічна вода надходить з контактної 
ємкості в приймальний резервуар насосної станції. 
З насосної станції біологічних ставків очищені стоки надходять в 
індикаторні ставки, для визначення співвідношення їх з річковою водою, що 
забезпечує найбільш оптимальні умови для життя живих організмів - риби. 
Після індикаторних ставків вода надходить в Кременчуцьке водосховище через 
розсіюючі випуски.  Конструкція розсіюючих випусків забезпечує 13-ти кратне 
розбавлення води.