Объем сброса сточных вод. Что понимается под сточными водами Понятие сточные воды

Сто́чные во́ды – воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.

История решения проблемы обращения со сточными водами как основным отходом естественной жизнедеятельности человека насчитывает более 5 тыс. лет. Одна из древнейших канализационных систем была сконструирована в III тыс. до н.э. в индийском городе Мохенджо-Даро, расположенном в нижнем течении р. Инд. Городские дома были оборудованы ванными и туалетами, а сточные воды отводились самотёком по каменным каналам . В Вавилонии при проведении раскопок были обнаружены канализационные каналы, выложенные из обожжённого кирпича, обмазанного битумом. При раскопках в Саргонском дворце в г. Дур-Шаррукин (территория современного Ирака) был обнаружен канализационный канал глубиной 1,4 и шириной 1,2 м. В Афинах через весь город был проложен канализационный канал шириной до 4 м, преобразованный из небольшой речушки. Такие каналы были и в других городах древней Греции. Во времена правления императора Нервы в Риме насчитывалось около 2 млн жителей, ежедневно потреблявших около 1 млн м 3 воды, или 500 л на человека в сутки. Для отведения сточных вод в р. Тибр использовались русла ручьёв. Часть таких ручьёв перекрывалась, и получались канализационные каналы, в т.ч. известная «клоака максима», использовавшаяся вплоть до начала ХХ в.

В средние века сложившийся в античном мире санитарно-гигиенический уклад был надолго утрачен. Нечистоты сливались прямо на улицы. Канализация вновь появилась в Европе лишь в XIX в.

В России первые подземные каналы, подобные древнеримским, для отведения сточных вод были построены в XI–XIV вв. в Великом Новгороде и Москве. В эпоху Ивана Грозного и в последующие десятилетия Смутного времени водостоки засорились. И сразу, как и в Европе, начался мор. Ситуация стала налаживаться при Петре I, но лишь в городах. В начале XX в. в России канализация была лишь в 11 городах. Растущие потребности развивающихся городов и промышленности в отводе сточных вод привели к массовому строительству систем канализации. Однако полностью решить проблему водоотведения в городах удалось лишь к середине XX в.

Сточные воды чрезвычайно разнообразны по составу и санитарно-экологической опасности; их можно классифицировать, разделив на семь групп:

Из рассмотренных типов сточных вод выведены жидкие радиоактивные отходы, которые изолируются и подлежат специальной очистке и захоронению радиоактивного концентрата.

Все типы СВ отличаются большим разнообразием. Они могут быть классифицированы по составу и фазово-дисперсному состоянию содержащихся в них загрязняющих веществ.

Классификация сточных вод по типу загрязнений
Минеральные загрязнения Песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворимые неорганические соли, кислоты и щёлочи
Органические загрязнения Загрязнения растительного происхождения: растительные остатки, бумага, растительные жиры
Загрязнения животного происхождения: продукты жизнедеятельности человека и животных, животная биомасса
Бактериальное и биологическое загрязнение: простейшие, грибы, водоросли, бактерии (в т.ч. патогенные)
Биологические загрязнения Бактерии, грибы, яйца гельминтов, вирусы
Классификация сточных вод по фазово-дисперсному состоянию
Растворённые вещества Молекулярно-дисперсные частицы. Размер частиц не более 0,01 мкм
Коллоидные вещества Размер частиц от 0,01 до 0,1 мкм
Нерастворённые примеси Всплывающие, оседающие и взвешенные вещества. Размер частиц более 0,1 мкм

В канализационную систему городов поступают хозяйственно-бытовые сточные воды, сточные воды промышленных предприятий и незначительное количество поверхностного стока городских территорий. Ниже приведён типичный состав коммунально-бытовых сточных вод с незначительной примесью промышленных сточных вод.

Параметр Концентрация, мг/л
Максимальная Средняя Минимальная
Общие параметры
Сухое вещество 1200 720 350
Взвешенные вещества 600 400 250
Биохимическое потребление кислорода (БПК) 560 350 230
Химическое потребление кислорода (ХПК) 1200 750 500
Хлориды 100 50 30
Сульфаты 50 30 20
Жиры 150 100 50
Биогенные компоненты
Азот общий 100 60 30
Аммонийный азот 75 45 20
Нитраты + нитриты 0,5 0,2 0,1
Азот органический 25 15 10
Фосфор общий 25 15 6
Ортофосфаты 15 10 4
Фосфор органический 10 5 2
Тяжёлые металлы
Алюминий 1 0,6 0,35
Кадмий 0,004 0,002 0,001
Хром 0,04 0,025 0,01
Медь 0,1 0,07 0,03
Свинец 0,08 0,06 0,025
Ртуть 0,003 0,002 0,001
Никель 0,04 0,025 0,01
Серебро 0,01 0,007 0,003
Цинк 0,3 0,2 0,1

Сбор и очистка сточных вод

Организованный сбор сточных вод от абонентов, включая население, объекты инфраструктуры и промышленности, осуществляется посредством канализации – сложной инженерной системы коммуникаций и насосных станций, обеспечивающих отведение и транспортировку сточных вод на очистные сооружения. Основная функция очистных сооружений – доведение сточных вод до нормативных показателей по составу загрязняющих веществ при помощи различных технологических этапов очистки, среди которых выделяют следующие:

  • механическая очистка – первичная стадия очистки сточных вод, на которой удаляются крупнодисперсные загрязняющие вещества (твёрдые примеси) в процессах отстаивания, фильтрации или флотации с использованием решёток, сит, песколовок, жироловок, нефтеловушек, отстойников и др.;
  • химическая очистка – добавление в сточные воды различных химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами (реакции окисления и восстановления, осаждения; реакции, сопровождающиеся газовыделением);
  • физико-химическая очистка – удаление из состава сточных вод тонкодисперсных, растворённых неорганических и органических веществ с использованием различных физико-химических методов: электролиза (выделения веществ на электродах при прохождении электрического тока через раствор), коагуляции (объединения мелких частиц в бо́льшие по размеру агрегаты при введении некоторых реагентов), флокуляции (уплотнения образовавшихся при коагуляции агрегатов) и др.;
  • биологическая очистка основывается на способности консорциума микроорганизмов использовать органические загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания, приводя к полному (минерализация) или частичному разрушению структуры веществ. Биологическая очистка сточных вод может осуществляться в биопрудах, полях фильтрации, аэротенках (резервуарах с принудительной аэрацией и высокой плотностью сообществ аэробных микроорганизмов, беспозвоночных), метантенках (анаэробных резервуарах, содержащих сообщества анаэробных микроорганизмов), мембранных биореакторах.

Осадок сточных вод

На этапе механической очистки образуется осадок сточных вод – осевшие органические и неорганические взвеси; на этапе биологической очистки – избыточный активный ил. Осадок сточных вод – биологически нестабильная субстанция, обладающая высокой степенью санитарно-эпидемиологической опасности и нуждающаяся в надлежащей утилизации. Применяются такие способы как почвенная утилизация, захоронение, термическое сжигание. Ввиду высоких мелиоративных и удобрительных свойств осадка сточных вод почвенная утилизация является основным экологически и экономически рациональным методом утилизации осадков сточных вод. Применению метода почвенной утилизации мешает наличие в городских сточных водах производственных стоков, содержащих токсичные, часто неутилизируемые вещества (например тяжёлые металлы). Поэтому в настоящее время в развитых странах почвенная утилизация составляет примерно 20%, а основная часть осадка сточных вод (около 60%) сжигается; остальные 20% подлежат захоронению.

Воздействие на окружающую среду

Основные типы загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты в составе сбросов сточных вод – это биогенные вещества, содержащие азот и фосфор, тяжёлые металлы (кадмий, медь, хром, железо, свинец, ртуть и др.), различные типы стойких органических загрязнителей и другие группы опасных загрязняющих веществ, так называемых ксенобиотиков. Источниками образования таких загрязнителей в городской среде являются как предприятия лёгкой и пищевой промышленности, так и жилищно-коммунальный сектор и предприятия обслуживающей инфраструктуры – прачечные, парикмахерские, кафе, рестораны и др.

Сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты приводит к нарушению естественных процессов функционирования биоты. Повышенные объёмы поступлений соединений азота и фосфора в водные объекты способны привести к эвтрофированию, т.е. цветению (бурному развитию цианобактерий – сине-зелёных водорослей), в особенности в водоёмах с медленным течением (водохранилищах, озёрах).

Негативные последствия эвтрофирования водных объектов:

  • продуцирование токсических веществ, опасных для живых организмов;
  • создание благоприятных условия для развития патогенной микрофлоры;
  • ухудшение кислородного режима после отмирания водорослей;
  • возникновение массовых локальных заморов рыб, ракообразных и т.д.;
  • изменение биоценозов водных экосистем.

Регулирование сбросов сточных воды

Для ограничения поступления в водные объекты недостаточно очищенных сточных вод и неконтролируемого стока с поверхности водосбора применяются экономические и административные меры государственного регулирования состава и объёмов сбросов посредством методов, в том числе:

  • платежи за сброс сточных вод, содержащих загрязняющие вещества и микроорганизмы;
  • запрет на сброс определённых групп загрязняющих веществ;
  • разработка программ снижения объёмов сбросов загрязняющих веществ в водные объекты и канализацию.

Для решения проблемы регулирования загрязнённого поверхностного стока применяются экологически эффективные практики: стимулирование благоустройства территорий, применение эффективных сельскохозяйственных технологий и т.д.

Городские сточные воды образуются:

Городские сточные воды (ГСВ) имеют главным образом бытовое происхождение (сливы после мытья, из туалета и др.), но некоторая их часть может быть промышленного происхождения (весьма разнообразного в различных городах).
Промышленные предприятия, создающие загрязнения, значительные по объему или требующие особой обработки, оснащаются локальной системой очистки.
Условно принято, что суточные объемы и загрязнения сточных вод оцениваются по параметру эквивалент-житель (ЭЖ), величина которого рассчитывается на основе средних показателей сбрасываемых загрязнений в бытовых сточных водах от одного жителя.

В канализовании населенных пунктов используются две основные системы канализации для сбора сточных вод:

    Общесплавная система - собирающая сточные и дождевые воды в одну сеть канализации;

    Раздельная система, состоящая из двух сетей канализации:

Объемы вод, подлежащих обработке

Объем сбрасываемых сточных вод в расчете на человека в сутки, как правило, возрастает с увеличением размера населенного пункта вследствие различий в образе жизни и большого вклада других источников стокообразования. Объем сточных вод зависит от географического положения и уровня развития населенного пункта, региона. На него также может влиять размер платы за потребление питьевой воды.
Объем СВ колеблется в течение суток. В небольших поселках чаще отмечают два пиковых расхода сточных вод, в крупных населенных пунктах — только один. Чем короче канализационная сеть и чем меньше населения подключено к ней, тем больше суточные колебания. Похожее действие может оказывать множество установленных в сети канализации промежуточных станций подкачки сточных вод.

Дождевые воды

Расход дождевых стоков зависит:

  • от наклона и площади поверхности водосбора;
  • от коэффициента ее непроницаемости для воды (асфальт, газон, …);
  • от выпавшего объема осадков.

Состав городских сточных вод.

Загрязнение углеродными органическими веществами

Поверхностно активные вещества (ПАВ)

Патогенные загрязнения (бактерии, вирусы, простейшие, гельминты)

Тяжелые металлы - одни из самых вредных загрязнений. Главный их источник — промышленность, если металло¬обрабатывающие предприятия связаны с городской сетью канализации (даже при наличии специальной предварительной очистки), а также коррозия трубопро¬водов, в том числе и в жилых помещениях, и др. Медь, цинк, кадмий, хром, свинец, ртуть, никель — наиболее часто встречающиеся загрязнители.
Другие загрязняющие вещества

Пример характеристики городских сточных вод в Санкт-Петербурге

Среднегодовые показатели

Единица измерения

Приемная камера

Фосфор общий (по Р)

Фосфаты (по Р)

Общий азот

Азот аммонийный

Коли-индекс в 1л

Согласно действующего законодательства региональные власти утверждают требования к поступающей на очистные сооружения сточной воде.

При сбросе в водные объекты (озера, реки, моря) необходимо руководствоваться требованиями действующего законодательства, исходя из категории рыбохозяйственного значения водного объекта и разработанного и согласованного в установленном порядке НДС (норм допустимого сброса).

Содержимое выгребных ям (септиков)

Состав содержимого выгребных ям может изменяться в зависимости от условий, существует два основных типа герметичных выгребных ям для нечистот:

  1. «безводные» (обычная частота очистки — раз в год): с небольшой при-месью воды к фекальным массам и сильно-концентрированные, ХПК состав-ляет 12-30 г/л;
  2. оборудованные спуском воды (более частая очистка): с большим разбавлени-ем содержимого, ХПК порядка 2 г/л.
Объем выгребной ямы позволяет проводить вывоз более или менее регулярно, допуская или не допуская первичное разложение нечистот. В таблице приведены характеристики состава нечистот в разных странах.

Состав содержимого выгребных ям

Повторное использование очищенных сточных вод

Сельскохозяйственное использование

Сточные воды уже давно используются в сельском хозяйстве — поля для распределения на них сточных вод представляли собой первые очистные системы. Почва служит эффективным фильтром: каждый гектар поля содержит от 1 до 2т микробов очистителей.
Сегодня основной целью повторного использования сточных вод в земледелии является скорее полив растений, а не почвенная очистка или внесение питательных веществ.

С подобным использованием сточных вод связаны две группы риска:

  • риски санитарные
  • риски для почв и выращиваемых культур; заиливание и засоление почв, поступление токсичных веществ.

Использование очищенных сточных вод в промышленности

Использование в быту и городском хозяйстве

Повторное использование очищеиных сточных вод в жилых зданиях или в масштабах города возможное различными уровнями их качества и по нескольким вариантам водоснабжения:

  • частичное оборотное водоснабжение в пределах зданий.
  • водоснабжение городских сетей для мойки (улиц, грузовиков, автобусов и т. п.),

Промышленные сточные воды.

Природа сточных вод.

В то время как бытовые сточные воды имеют более-менее одинаковые характеристики, широкое разнообразие промышленных сточных вод требует особого из¬учения их в каждой отрасли промышленности, а часто — и применения особых технологий.

Для принятия решений о потребностях и использовании тех или иных способов обработки промышленных сточных вод кроме необходимых данных анализа их состава существенное зна-чение имеет информация о технологиях производства и организации систем водоснабжения.


Происхождение сточных вод

В промышленности можно выделить четыре крупные категории С.В.:

1. Сточные воды от производственных процессов - образующиеся в результате производственных технологических процессов от контакта воды с газами, жидкостями или твердыми веществами. Потоки этих сточных вод могут быть непрерывными или периодическими.

2. Особые сточные воды

Некоторые сточные воды следует выделять в отдельные потоки:

  • для проведения специфической обработки, возможно, с рекуперацией неко¬торых компонентов и/или воды и их возвратом в производство;
  • для направления в промежуточные накопительные резервуары, чтобы затем равномерно вводить их в общую линию обработки сточных вод (возможно, с предварительным обезвреживанием).

К ним относятся:

  • отработанные растворы гальванических и травильных ванн, отработанные содовые растворы, аммиачные воды от коксовальной установки;
  • конденсаты в производстве бумаги, маточные растворы в аграрно-пищевой и химической отраслях промышленности;
  • токсичные и концентрированные сбросы сточных вод,

3. Сточные воды вспомогательных систем

  • Бытовые сточные воды от столовых и т. д..
  • Воды из систем отопления (сливы из котлов, …),
  • Жидкие осадки от обработки воды подпиточных вод,
  • Сливы из систем охлаждения,

4. Случайные сбросы сточных вод

Забывать о них не следует, поскольку они могут возникать в результате:

  • аварийной утечки продуктов производства во время их перемещения или хра¬нения;
  • слива воды после мытья производственных помещений или оборудования;
  • слива загрязненных вод, в том числе после ливней, вызывающих гидравличе¬скую перегрузку очистных сооружений.
  • Такие сточные воды часто направляют в отдельный «бассейн для наблюдения.

Общие характеристики сточных вод

Для правильного проектирования сооружений очистки ПСВ необходимо располагать следующей информацией:

  • типы, объемы и цикличность производства, потребляемое сырье;
  • состав воды, поступающей на предприятие;
  • возможность разделения потоков сточных вод и/или создания оборотных систем водоснабжения;
  • суточные расходы сточных вод по категориям;
  • среднечасовые и максимальные потоки сточных вод (длительность и периодичность по категориям);
  • средний и максимальный (периодичность и длительность) поток загрязнения по категориям загрязнителей и для специфического загрязнения в данной отрасли.

Часто бывает полезно знать о вторичном загрязнении сточных вод, даже случай¬ном, которое может серьезно нарушить работу некоторых установок на очистных сооружениях (клеи, смолы, волокна, масла, песок, токсичные соединения и др.).
В рамках проектирования нового предприятия эту информацию, собранную после анализа производства, сравнивают с данными, полученными на аналогичных, уже существующих предприятиях. Часто бывает необходимо знать и состав поступающей на производство воды.

Типы производств и особенности стоков:

Аграрно-пищевая промышленность:

Для всей аграрно-пищевой промышленности свойственны следующие характеристики сточных вод: загрязнение в основном органическое и биоло¬гически разлагаемое, с общей тенденцией к быстрому прокисанию и брожению. Все эти сточные воды обрабатывают биологическим методом, хотя в них может недоставать азота и фосфора.

Каждое из перечисленных ниже производств имеет специфический производственный сток, и как следствие требует разработки индивидуальной технологической схемы очистных сооружений:

  • Свинофермы
  • Бойни и мясная промышленность
  • Молочные заводы
  • Пивоварение
  • Переработка картофеля, крахмальные заводы
  • Производство крахмала
  • Сточные воды других отраслей аграрно-пищевой промышленности:

Текстильная промышленность.

Текстильная отрасль промышленности весьма разнообразна, поэтому проще охарактеризовать главные источники загрязнений, чем сами сточные воды:

  • Промывка и расчесывание шерсти
  • Предварительная обработка при отделке тканей
  • Отделка тканей
  • Фабрики-прачечные

Целлюлозные и бумажные фабрики.

Целлюлозно-бумажные предприятия обычно имеют в своем составе два производства: производство бумажной массы и изготовление бумаги, сточные воды от которых содержат различные загрязнения и требуют соответствующей очистки. На некоторых предприятиях эти два процесса интегрированы.

  1. Производство бумажной массы
  2. Картонно-бумажные фабрики

Нефтяная промышленность:

В нефтяной отрасли промышленности можно выделить четыре вида деятельности, в процессе которой производятся разные типы специфических сточных вод и сбросов.

1. Добыча нефти - Сбросами являются пластовые воды, извлеченные вместе с сырой нефтью, а также осадки от бурения скважин.

2. Транспорт сырой нефти и нефтепродуктов - На погрузочных терминалах необходимо собирать и обрабатывать сливаемую из танкеров балластную воду, а иногда и промывную воду.

3. Нефтеперегонные заводы - Различают простую нефтеперегонку, основанную на дистилляции сырой нефти, и нефтепереработку.

Общим загрязнением в трех названных выше видах деятельности являются углеводороды.
Доля растворимых органических загрязнений (окисленные соединения, фенолы, альдегиды) а процессе крекинга возрастает, тогда как перегонка тяжелой и сернистой нефти повышает загрязнение сульфидами.

4. Нефтехимия - Существует три типа промышленных комплексов производящих основные нефтехимические продукты:

  • комплексы синтетического газа.
  • олефиновые комплексы.
  • ароматические комплексы.

Черная металлургия:

  • Получение кокса
  • Травление
  • Промывка газов
  • Прокат

В черной металлургии выделяют четыре вида деятельности: в одних образуются сточные воды, сильно загрязненные растворенными веществами (коксовые заводы, некоторые цехи горячего проката) и потому требующие тщательной переработки; в других образуются сточные воды с большим содержанием взвеси (оксиды, ВВ, нерастворимые углеводороды), которые можно почти полностью использовать в оборотной системе водоснабжения.

Автомобильная и авиационная промышленность

В зависимости от профиля предприятия сбросы могут быть следующими:

  • сливы жидкости от водной резки;
  • сточные воды от травления и обезжиривания;
  • элюаты установок деминерализации;
  • сливы от моечных машин;
  • сливы от окрасочных камер;
  • сливы из систем охлаждения;
  • обычные сточные воды (бытовые и от мытья помещений).

Кроме того, обрабатывающие комплексы, цехи окраски, моечные машины включают в себя закрытые системы с оборотом воды до 500-1000 м3/ч. Состав циркулирующей воды нужно постоянно поддерживать путем ее обновления и специальной обработки либо всего циркулирующего потока, либо его части (очистка на обводной линии).

Энергетика

Происхождение сточных вод теплоэлектростанции:

  • Хранение жидкого топлива
  • Очистка подогревателей воздуха
  • Очистка котлов
  • Извлечение и вывоз золы
  • Летучие вещества и шлак

Металлургия и гидрометаллургия

Основные сточные воды в металлургии и гидрометаллургии

Производство

Происхождение сточных вод

Алюминий Промывка газов от электролиза в криолите
Измельчение огнеупорной набойки
Изготовление прокаленных анодов
Охлаждение отливок в изложницах
Золото (гидрометаллургия) Процесс с цианидом
Процесс с тиомочевиной
Уран (гидрометаллургия) Вода, откачанная из шахт
Извлечение ионообменниками или растворителями
Цех стерильных осадков
Цинк (металлургия) Обжиг и восстановление — вода после промывки газов

P/S. от директора компании ООО «Регион»:

Воздушное отопление в загородном доме сейчас в России не популярно. Этот метод получил широкое распространение на территории Канады и США. Паровая Этот вид обогрева в коттеджах практически не применяется. В основном он применяется на промышленных Объектах. Он экономически и технически оправдан, если пар задействован в технологических процессах предприятия. Печная Обогрев печью - всем известный вариант. В загородных домах печное отопление постепенно уступает место более современным, эффективным и удобным в эксплуатации вариантам. Обогреть большой коттедж печью - невозможно. Во многих домах печь - элементом дизайна интерьера, а не источник обогрева. Система отопления загородных домов с жидким теплоносителем Остановимся подробнее на самом популярном виде обогрева - водяном. Водяные системы теплоснабжения в зависимости от используемого топлива, делятся на следующие классы: Системы, работающие на газе (магистральный газ, сжиженный газ) Отопление на электричестве (с электрическими котлами) Системы, работающие на твердом топливе Системы, работающие на жидком топливе С позиции комфорта для проживания, все обозначенные варианты отопления…

В преддверии новогодних праздников пиротехнические изделия пользуются большим спросом. В связи с этим сотрудники…

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА, СОСТАВА, СВОЙСТВ И РЕЖИМА ОТВЕДЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

На промышленных предприятиях, как правило, приходится отводить три основных вида сточных вод:

1) производственные, представляющие собой воды, отработавшие в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (например, воды угольных шахт, рудников, пластовые воды нефтяных промыслов и т. п.);

2) бытовые - от санитарных узлов административных и производственных корпусов, от мытья полов в этих корпусах, а также от душевых установок, расположенных в производственных цехах или специальных павильонах;

3) атмосферные - дождевые и от таяния снега.

Количество, режим поступления и состав производственных сточных вод находятся в зависимости от вида перерабатываемого сырья, технологического процесса производства, качества воды, потребляемой для производственных целей, местных условий и ряда других факторов .

Вид перерабатываемого сырья оказывает значительное влияние на состав производственных стоков; нередко составные части сырья являются основным компонентом загрязнения сточных вод. Так, например, основным загрязнителем сточных вод углеобогатительных фабрик являются частицы угля; на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах такими загрязнителями являются нефть и нефтепродукты; на кожевенных заводах и шерстомойных фабриках - шерсть и жиры; на предприятиях основной химии - кислоты, щелочи и т. д.

Кроме того, в одной и той же отрасли промышленности на предприятиях одчого профиля количество сточных вод неодинаково, и они имеют различную концентрацию загрязнений.

Вода используется в производстве на различные нужды. Большая часть воды (70-90%) расходуется для охлаждения полупродуктов или продуктов производства, а также силовых агрегатов, при этом она не получает специфических загрязнений, а только нагревается, хотя могут быть случаи попадания охлаждаемого продукта в воду через неплотности в теплообменных аппаратах.

Дополнительно по теме канализация:

СМОТРОВЫЕ КОЛОДЦЫ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ

ПЕРЕПАДНЫЕ КОЛОДЦЫ

  • КОМПАКТНЫЕ АЭРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
  • ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

    Вода используется для транспортирования механических (минеральных и органических) примесей, для очистки газоБ, для промывки готовой продукции; при этом она загрязняется продуктами, с которыми соприкасается (например, при обогащении руды, угля, переработке нефти, промывке газов и т. д.).

    Значительное влияние на количество и качество сточных вод имеет «система водоснабжения; чем полнее развито оборотное водоснабжение, т. е. повторное использование отработавшей воды на те же технологические нужды или использование ее на другие нужды данного или соседних предприятий, тем меньше абсолютное количество сточных вод и тем, ках< правило, больше содержится в них загрязнений.

    Эффективность использования воды промышленными предприятиями может оцениваться несколькими методами.

    При проектировании канализации промышленных предприятий необходимо иметь полный физико-химический анализ состава общего стока производственных вод и основных цеховых стоков. В анализах должны быть указаны качественный и количественный состав загрязнений - содержание фенолов, сернистых соединений, нефтепродуктов, хлоридов и др., а также ядовитых веществ (тетраэтилсвинца, цианидов, ртути, мышьяка, меди и др.). На основании этих данных может быть разработана рациональная схема отведения, обработки и использования производственных сточных вод.

    По своему составу производственные сточные воды делятся на две основные группы: незагрязненные (условно чистые) и загрязненные.

    Незагрязненные производственные сточные воды поступают в основном от конденсаторов паровых машин, холодильников и др.

    Загрязненные производственные сточные воды могут содержать различные примеси. Одни из них загрязнены преимущественно минеральными веществами, другие - преимущественно органическими веществами; большинство же видов сточных вод содержит смешанные загрязнения.

    В некоторых случаях производственные сточные воды могут оказаться опасными в эпидемиологическом отношении (например, сточные воды боен, кожевенных заводов, фабрик по выработке противоэпидемических сывороток, которые могут содержать бактерии сибирской язвы, возбудителей сапа и другие бактерии).

    При оценке качества производственных сточных вод особое внимание следует обращать на активную реакцию воды рН. Эта величина определяет выбор материалов для канализационных сооружений.

    По степени агрессивности сточные воды разделяют на:

    слабоагрессивные (слабокислые с рН=6…6,5 и слабощелочные с рН = 8…9);

    сильноагрессивные (сильнокислые с рН<6 и сильнощелочные с рН>> >9).

    При оценке агрессивности сточных вод нужно учитывать их температуру и скорость движения, так как увеличение того или другого показателя в большинстве случаев ускоряет процесс коррозии.

    Сточные воды, содержащие ядовитые примеси, необходимо прежде всего использовать в производстве, в котором они образуются, или в родственном. Например, в рассольном цикле хлорного производства ртутьсодержащая сточная вода, освобожденная от взвешенных веществ, при определенных условиях может быть использована для приготовления рассола ртутного электролиза. При этом ртуть оказывается локализованной в одном производстве. Согласно данным о растворимости ртути в водных растворах, ртуть не будет осаждаться из раствора и возвратится в производственный цикл без потерь.

    Качественный и количественный составы производственных сточных вод определяют на действующих предприятиях по результатам физико-химических анализов, а для проектируемых предприятий за основу принимаются данные работы аналогичных предприятий.

    В тех случаях когда предварительное ознакомление с технологией производства дает основание считать, что на предприятии в различных цехах образуются сточные воды, резко различающиеся по своим свойствам, необходимо исследовать стоки отдельных производств, лабораторий и т. д. Полученные данные позволяют выявить наиболее вредные стоки и решить вопрос о целесообразности устройства (цеховых) очистных сооружений или осуществления других мероприятий для обезвреживания сточных вод этих производств.

    При исследовании производственных сточных вод во многих случаях очень важно провести технологический анализ, т. е. установить кинетику осаждения (всплывания) механических примесей, коагулируе-мость и фильтруемость сточных вод, их электропроводность, радиоактивность и поверхностное натяжение. Эти данные обусловливают выбор наиболее целесообразных методов очистки стоков.

    Количество производственных сточных вод определяется по производительности предприятия и укрупненным нормам водоотведения (на единицу готовой продукции или перерабатываемого сырья, а для электрических станций - на единицу мощности установленных машин), при отсутствии таких норм - по данным технологических расчетов, выдаваемых в виде задания на проектирование канализации.

    Удельные расходы сточных вод в различных отраслях промышленности колеблются в широких пределах. Так, например, при обогащении 1 т руды цветных металлов образуется 50-90 м3 сточных вод, при выплавке 1 т меди - до 350 м3, 1 т никеля - до 800 м3, 1 т алюминия - 1500 м3, при выработке 1 т бумаги образуется до 150 м3 сточных вод, 1 т целлюлозы - 450 м3 и т. д. При современных масштабах производства предприятия многих отраслей промышленности сбрасывают большие количества (до 300 тыс. м3/сутки) сточных вод, отличающихся по характеру загрязнений и концентрации.

    Каждый из видов производственных сточных вод следует учитывать отдельно. Количество их определяется или для отдельных предприятий, или для их групп в зависимости от взаимного расположения и от того, разрабатывается ли схема канализации для одного предприятия или для ряда промышленных объектов того или иного экономического района.

    При расчетах системы канализации для таких предприятий нельзя пользоваться только укрупненными общезаводскими нормами водоотведения, а следует учитывать также количество и состав сточных вод от отдельных производственных операций. Только такая дифференциация стоков позволяет найти правильное решение по их объединению для последующей совместной очистки, исходя из характера загрязняющих веществ и их концентрации, а также установить те производственные стоки, которые целесообразно выделить и обработать отдельно.

    В частности, сточные воды от прокатных станов следует подвергнуть специальной обработке для извлечения из них масел; сточные воды химического производства должны быть сначала обесфенолены и только после этого направлены на очистные сооружения.

    Сточные воды небольших промышленных предприятий, расположенных в городах, отдельно не учитываются, если они обеспечиваются водой из коммунальных водопроводов, так как потребляемое этими предприятиями количество воды учитывается в нормах водоотведения бытовых сточных вод для данного города.

    Сточные воды особо крупных и водоемких промышленных предприятий, применяющих схемы оборотного водоснабжения и использующих для своих нужд местные (дополнительные) источники водоснабжения, учитываются отдельно.

    Из общего количества загрязненных стоков выделяются сточные воды, содержащие особо опасные вещества яды и т. д., обработка которых должна производиться на локальных очистных сооружениях.

    Одной из основных задач при проектировании канализации промышленных предприятий является правильное определение расчетных (среднесуточных, часовых и секундных) расходов сточных вод, их состава, свойств и режима притока. Количество сточных вод на промышленных предприятиях, как правило, меньше количества поданной для них водопроводной воды и находится в зависимости от системы водоснабжения.

    При этой системе из источника приходится подавать только такое количество так называемой свежей воды, которое компенсирует: безвозвратные потери в производстве qx (такие же, как и при прямоточной системе); безвозвратные потери q2 на охладительных сооружениях (испарение, разбрызгивание и унос ветром) или в отстойниках (испарение с поверхности, унос с влажным осадком); расход воды <7з. сбрасываемой в канализацию во избежание повышения солевого состава (минерализованности) оборотной воды. Суммарная потеря воды q-–т-<72+<7з составляет от 5 до 10% общего количества воды Q, циркулирующей в системе. В канализационную сеть сбрасывается только часть воды, забираемой из источника, равная расходу ее на обновление оборотной воды.

    В балансе водопотребления указывается обычно общее количество всей воды Q. Для расчета канализационных сооружений необходимо определять величину q3, которая зависит от количества свежей воды и от режима обмена воды в оборотной системе. Обмен может производиться постоянно или периодически (каждые сутки или через несколько суток), т. е. режим водоотведения в каждом отдельном случае может быть различен.

    В практике встречаются и другие, нередко более сложные системы водоснабжения и канализации. Так, в некоторых случаях пополнение водой одного оборотного цикла может производиться водой из другого цикла; отработавшая вода в одном цехе может подаваться для вторичного использования в другой цех, к другому потребителю того же цеха и т. д. Может осуществляться смешанное водоснабжение, когда одна часть цехов имеет оборотное водоснабжение, а другая часть - прямоточное.

    Все особенности системы водоснабжения оказывают влияние на систему канализации и на количество отводимой ею воды.

    Иногда требуется предусматривать возможность приема в канализацию воды от опорожнения (при ремонтных работах, чистках) сооружений, входящих в систему водоснабжения (градирни, охладительные бассейны с брызгальными устройствами, отстойники). Канализационная сеть в этих случаях должна быть рассчитана на прием таких периодических выпусков; производить их следует в часы наименьшей загруженности канализационной сети.

    В некоторых случаях расчетный расход определяется на отдельный производственный агрегат (машину) за единицу времени при максимальной его производительности. В большинстве случаев определяют не только общий расход производственных сточных зод, но и распределение его по цехам, сменам и отдельным выпускак из цехов. Кроме того, определяют количество производственных сточных вод, различных по характеру их загрязнений (кислые, щелочные, нейтральные и др.).

    Расчет лотков и труб для отвода производственных сточных вод от отдельных аппаратов производится по максимальному секундному расходу. Цеховые трубопроводы и наружные коллекторы, предназначенные для приема сточных вод от цеха или корпуса в целом, рассчитываются по сумме максимальных часовых расходов (цеха, корпуса) с учетом возможности совпадения максимальных расходов при форсированном режиме производства.

    Общезаводские и внеплощадочные коллекторы, принимающие сточные воды от ряда корпусов, рассчитываются по совмещенному графику часовых расходов или по сумме часовых максимальных расходов с введением коэффициентов, учитывающих несовпадение (по времени) расходов.

    Расчетные расходы дождевых вод определяются в зависимости от местных условий - географического местонахождения промышленного предприятия, рельефа, благоустройства территории (см. гл. XIII). Эти воды с территории отводятся самостоятельной сетью или совместно с производственными сточными водами.

    Дождевая сеть рассчитывается на максимальный секундный расход незагрязненных дождевых вод. Периоды однократного превышения расчетной интенсивности дождя для промышленных предприятий следует принимать в пределах 1-3 лет, а для предприятий, расположенных в замкнутой котловине, - 5 лет.

    Количество загрязнений в дождевых водах с территории промышленных предприятий рассчитывается на 1 га площади. Для регулирования притока дождевых вод на очистные сооружения допускается предусматривать регулирующие резервуары или пруды-накопители. Вода поступает в пруд-накопитель, где осветляется, после чего должна использоваться в производственном водоснабжении или на полив.

    При проектировании канализации требуется знать не только величину расхода сточных вод, но и режим их поступления по времени, определяемый графиками колебания притока. От режима водоотведения зависит величина расчетного расхода, а от нее - размер сечения коллекторов, а следовательно, и стоимость строительства.

    Длительными наблюдениями установлено, что поступление производственных сточных вод в канализационную сеть на различных предприятиях не подчиняется какой-либо определенной закономерности. Они могут поступать в течение смены равномерно, неравномерно и разовыми (залповыми) спусками. Последние наблюдаются на производствах, где происходит периодическое опорожнение емкостей (ванн, резервуаров и пр.). Режим спуска производственных сточных вод определяется технологическим процессом отдельных цехов и предприятия в целом.

    Коэффициенты часовой неравномерности общего стока Кч Для различных отраслей промышленности колеблются в значительных пределах. По данным ВНИИ ВОДГЕО они составляют на предприятиях промышленности:

    Металлургической 1 -1,1

    Химической „ . . 1,3-1,5

    Текстильной. . 1-1,15

    Пищевой 1,5-2

    Кожевенной. . 1,5-2,1

    Бумажной. . . , 1,3-1,8

    Для расчетов необходимо составлять графики притока основных стоков промышленного предприятия, а также графические схемы водного баланса, показывающие количество воды, поступающей к каждому потребителю, и воды, безвозвратно теряющейся в производстве, а также направляемой в канализацию. Такие схемы могут быть составлены как в абсолютных количествах сточных вод за единицу времени, так и в удельных расходах воды на единицу продукции.

    На 5 2 приведена схема водного баланса (в удельных расходах) газогенераторного отделения азотнотукового комбината. Общин расход воды для всей газогенераторной станции составляет 52,85 м3 на 1 т аммиака, из них 48,2 м3-производственная вода обычного качества и 4,65 м3 - вода умягченная, идущая на питание котлов. Сточные воды в газогенераторном отделении получаются в основном от газоочистки (от скрубберов) в количестве 46,2 м3/т. Эта вода после осветления в отстойниках и охлаждения на градирнях вновь используется в производстве.

    Количество и режим поступления производственных сточных вод должны определяться на основании технологических исследований.

    Целью технологических исследований является получение данных для проектирования новых объектов по очистке сточных вод или для модернизации существующих очистных сооружений.

    Программа исследований составляется индивидуально для данного вида сточных вод. На основе результатов исследований разрабатывается схема очистки сточных вод, позволяющая получить требуемый эффект очистки при минимальных капиталовложениях и эксплуатационных расходах.

    Прежде всего необходимо определить количество сточных вод, их характеристику и необходимую степень очистки. Большое значение при этом имеет правильный отбор проб сточных вод. Взятые пробы должны быть репрезентативными, т. е. они должны давать однозначное представление о свойствах сточных вод и колебаниях их состава.

    В общем случае разработка каждого технологического процесса включает три этапа: первый - выбор метода очистки; второй - выбор режима процесса и третий - выбор комплекса сооружений.

    Для выполнения первого этапа, кроме опытных данных, необходимы представления о механизме процессов, протекающих при очистке сточных вод.

    Выбор режима очистки сточных вод осуществляется на основе варьирования и сопоставления различных факторов: физико-химических, массообменных, биохимических и др.

    Третий, завершающий этап разработки промышленной очистной установки- конструктивное оформление процесса - тесно связан со вторым. Для выбора сооружения требуются дополнительные сведения, связанные с кинетикой гидродинамических процессов в аппаратах очистки сточных вод. Среди многообразия конструктивных схем аппаратов необходимо суметь достаточно обоснованно выбрать наилучший, т. е. оптимальный вариант

    Сточные воды - любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

    Состав сточных вод

    В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей - консервативные , т.е. такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные , т.е. такие, которые могут в т.ч. подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

    В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).

    Классификация сточных вод

    Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

    · по источнику происхождения:

    o производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации

    o бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации

    o поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»

    Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:

    · по составу загрязнителей на :

    o загрязнённые по преимуществу минеральными примесями

    o загрязнённые по преимуществу органическими примесями

    o загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями

    · по концентрации загрязняющих веществ :

    · по свойствам загрязнителей

    · по кислотности :

    o неагрессивные (pH 6,5-8)

    o слабоагрессивные (слабощелочные - pH 8-9 и слабокислые - pH 6-6,5)

    o сильноагрессивные (сильнощелочные - pH>9 и сильнокислые - pH<6)

    · по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты :


    Методы водоочистки.

    Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.

    Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:

    · механические. Они основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.

    · химические . Применяются для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка.

    · физико-химические . При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очистки, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелко- и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений.

    · биологические . В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, поглощающих загрязнители сточных вод. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.

    Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.

    В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.

    Механический метод очистки сточных вод. Механический очистки воды рассматривается как начальный этап очистки сточных вод предприятия, в ходе которого из сточных вод удаляются крупнодисперсные примеси с помощью фильтров грубой механической очистки.

    Диапазон очистки, в котором механические методы очистки сточных вод помогают очищать воду, достаточно широк. При очистке бытовых сточных вод до шестидесяти процентов примесей может быть удалено из воды, а в случае очистки промышленных сточных вод – до девяноста процентов примесей может быть удалено из воды при помощи механических методов очистки сточных вод. Подобные технологии могут использоваться при очистке воды на автомойке или НПЗ.

    Кроме того, важно понимать, что механические методы очистки сточных вод, являясь на деле самыми дешевыми среди остальных методов очистки, призваны подготовить сточные воды для участия в процессах химической и биологической очистки. Крупнодисперсные взвеси, содержащиеся в сточных водах, могут повредить дорогое оборудование, работающее на основе методов биологической и физико-химической очистки.

    Для удаления из воды таких механических примесей, как песок, гидроокись железа (ржавчина), используются фильтры осветления воды или, говоря простым языком, механические фильтры. Механические фильтры представляют собой корпус из стекловолокна, наполненный фильтрующей загрузкой и блок управления, позволяющий проводить стадии взрыхления и отмывки загрузки в автоматическом режиме.

    Существует три основных методы механической очистки сточных вод:

    Технология очистки воды при помощи отстаивания

    Метод очистки сточных вод при помощи процеживания

    Метод очистки сточных вод при помощи фильтрования

    Наиболее крупнодисперсные взвеси, присутствующие в сточных водах, задерживают при помощи специальных проволочных решеток, сита и др. При этом методы механической очистки воды подразумевают использование таких устройств, как песколовки и нефте/маслоуловители.

    Песколовками называют сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы. Маслоуловителями и нефтеловушками называют сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы.

    Наконец, механические методы очистки сточных вод подразумевают также и фильтрование с использованием пористых и тканевых фильтров, таких как Waterboss, Waterboss 700, Waterboss 900, изготовленных из специальных материалов. Пористые фильтры, представляющие собой засыпную загрузку с пористой структурой, способны задерживать частицы диаметром 10 мкм.

    Скорость фильтрования зависит от нескольких факторов: природы фильтрующего материала, характера загрязнителя, температуры воды. По мере насыщения верхних слоев загрузки процесс фильтрции переходит на нижерасположенные зоны: так происходит насыщение всего слоя загрузки.

    Перечислим основные методы механической очистки сточных вод, использующиеся в наши дни:

    Метод очистки сточных вод при помощи статических отстойников

    На НПЗ и подобных предприятиях нередко используют так называемей статические отстойники для промышленной очистки воды. В статических отстойниках из смеси воды и нефти удаляют примерно 90 процентов так называемой легкоотделимой нефти, более глубокое очищение в рамках данного метода очистки сточных вод не происходит, так как требует значительного времени.

    Метод очистки сточных вод при помощи динамических отстойников

    В рамках методов механической очистки сточных вод также активно используются динамические отстойники, в которых жидкость очищается в движении. В зависимости от того. вертикально или горизонтально движется жидкость отстойники подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

    Метод очистки сточных вод при помощи тонкослойных отстойников

    В ходе очистки сточных вод на станциях очистки воды используются две технологии отделения различных загрязняющих частиц от воды: более легкие частицы всплывают, более тяжелые осаждаются. Чем больше высота стенок отстойника, тем дольше, соответственно, частицы всплывают или осаждаются. Уменьшение высоты стенок отстойника приводит к увеличению площади конструкции и ее удорожанию.

    Чтобы решить эту проблему, были созданы трубчатые и пластинчатые тонкослойные отстойники.

    В трубчатых отстойниках используют круто наклонные трубки и трубки с малым углом наклона, в которых осадок, благодаря естественному наклону трубок и их малому диаметру сползает в нижнюю часть трубки. Диаметр трубок, как правило, составляет 2-3 см, длина – около 1 м.

    В пластинчатых отстойниках для очистки сточных вод используются схожие принципы. Пластинчатый отстойник для очистки сточных вод представляет собой пакет параллельно установленных пластин, вдоль которых движется жидкость. Пластинчатые отстойники бывают прямоточные и противоточные.

    Сложность в применении как пластинчатых, так и трубчатых отстойников состоит в том, что в ходе эксплуатации такие отстойники легко могут быть забиты крупными кусками отложений, и выведены ими из строя.

    Методы физико-химической очистки сточных вод. Физические схемы очистки воды основываются на взаимодействии обрабатываемой жидкости с неким реагентом (коауглянтом или флокулянтом). Данный реагент, в ходе химической очистки воды, взаимодействует с растворимыми соединениями, находящимися в очищаемой жидкости, вызывая превращение загрязнителей в нерастворимые соединения, которые затем отфильтровываются из сточных вод при помощи методов механической очистки сточных вод.
    При этом те загрязнители, которые остаются в растворимой форме, в ходе применения методов физико-химической очистки переходят в какую-либо безвредную форму: таким образом возможно осуществить очистку воды от железа или солей жесткости.

    Однако методы физико-химической очистки далеко не всегда обеспечивают полную очистку сточных вод от всех загрязняющих веществ. Чаще всего третьим этапом очистки сточных вод являются методы биологической очистки сточных вод.

    Биологические методы очистки сточных вод. Системы биологические очистки воды основываются на способности некоторых простейших и микроорганизмов к разложению сложных и опасных для человека органических соединений на простые и безопасные вещества: воду, азот, кислород, углекислый газ.

    По типу сооружения для очистки сточных вод биологическим методом поразделяются на два типа: естественные и искусственные. Естественные сооружения для очистки сточных вод –это различные пруды, поля орошения и фильтрации. Однако в наши дни естественные сооружения для биологической очистки сточных вод используются реже, так как они доказали свою невысокую эффективность по сравнению с искусственными сооружениями для очистки воды.

    Искусственные сооружения для биологической очистки сточных вод представляют собой аэротенки: резервуары специальной формы, в которых происходит взаимодействие растворенных в воде опасных веществ с микроорганизмами и частичное обезжелезивание.
    В ходе методов биологической очистки сточных вод в очищаемую воду подается активный ил, содержащий микроорганизмы, которые взаимодействуют с вредными веществами, содержащимися в воде.

    Методы биологической очистки сточных вод позволяют осуществить превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении, а так же способствующих умягчению воды.

    Методы биологической очистки воды подразумевают глубокое знание физиологических процессов и биохимических особенностей простейших, составляющих часть активного ила.

    Дело в том, что методы биологической очистки подразумевают строгий контроль за температурой подающихся сточных вод, их кислотностью и щелочностью, концентрацией различных вредных веществ. Нередко в ходе практического применения методов биологической очистки сточных вод микроорганизмы гибли в результате превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в очищаемой воде. Поэтому в наши дни в ходе биологических методов очистки сточных вод используется разбавление очищаемой воды чистой водой для достижения оптимальных концентраций вредных веществ.

    Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание : схемы приводятся в тексте

    Вопросы для самоконтроля:

    1. В чем особенности строения и функционирования гидросферы?

    2. Перечислите свойства воды. Каково ее значение для окружающей среды и живых организмов?

    3. Что понимают под безвозвратным водопотреблением?

    4. Перечислите показатели качества вод, критерии ее оценки.

    5. В чем заключается роль океана как климатообразующего фактора?

    6. Назовите мероприятия способствующие предотвращению загрязнения вод.

    7. Перечислите методы очистки сточных вод

    Литература:

    1. Тонкопий М.С., Ишанкулова Н.П. Экология и устойчивое развитие, Алматы, «Экономика», 2011 г.

    2. Акимова Т.А., Хаскин В.В., Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007

    3. Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ университеті», 2006

    4. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006


    ЛЕКЦИЯ 6. Рекуперация, вторичная переработка, хранение и использование твердых отходов. Оценка технологий.

    Цель:

    Изучить способы переработки, хранения и использования твердых бытовых и промышленных отходов

    Задачи:

    Освоить строение литосферы, проблемы накопления твердых отходов;

    Уметь отличать, сортировать и выбирать эффективные способы переработки твердых отходов

    Проблема образования твердых отходов;

    Методы и технологические схемы обращения с отходами

    Санитарное захоронение отходов

    Экономическая и экологическая оценка вторичного использования отходов

    СТОЧНЫЕ ВОДЫ

    Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

    ВИДЫ СТОЧНЫХ ВОД

    Сточные воды в зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) подразделяются на 3 основных вида:

    бытовые (хозяйственно-фекальные); производственные (промышленные); атмосферные (дождевые).

    Бытовые сточные воды поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин, моек, ванн и так далее), установленных в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. В бытовых сточных водах присутствуют загрязнения минерального и органического происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях. Органические загрязнения бытовых сточных вод соответствуют БПКполн = 100…500 мг/л и имеют тенденцию к загниванию. Удельный расход бытовых сточных вод зависит от плотности населения, степени благоустройства и составляет 0,3...2 л/с на 1 га территории жилого объекта. Расходы по часам суток могут изменяться в 2…5 раз.

    Однако перечисленные ниже отходы и вещества не должны попадать в бытовые сточные воды, иначе это может привести к повреждению систем и периферийного оборудования:

    Крупные отходы, например, бытовой мусор;

    Твердые вещества, например, песок, зола, битое стекло и т.д.;

    Бытовые твердые отходы органического происхождения, например, овощные отходы, скорлупа, кости и т.д.;

    Тряпки, предметы женской гигиены и т.д.;

    Вещества, представляющие опасность (например, химически агрессивные растворители).

    Также различают загрязнения бытовых сточных вод:

    а) минеральные;

    б) органические;

    в) биологические.

    К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

    Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным загрязнениям относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и прочее. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и др. Они характеризуются значительным содержанием азота.

    К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и т. п.). Этот вид загрязнений свойственен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т. д. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

    Производственные сточные воды образуются на предприятиях в результате загрязнения используемой воды отходами сырья, промежуточного или товарного продукта, а также ее нагрева (условно чистые воды).Так, сточные воды заводов черной металлургии загрязнены окалиной, маслами и фенолами; сточные воды углеобогатительных и коксохимических заводов - угольной пылью и фенолами; сточные воды нефтепромыслов и нефтеперерабатывающих предприятий - нефтью и нефтепродуктами; сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов - древесным волокном, целлюлозой и сульфитными щелоками; сточные воды кожевенных заводов и шерстомойных фабрик - отходами шерсти и жирами; сточные воды текстильных предприятий - красителями и моющими веществами; сточные воды машиностроительных заводов - ионами тяжелых металлов и так далее.

    Количество сточных вод на предприятиях различных отраслей промышленности зависит от мощности предприятий, удельных расходов воды на единицу выпускаемой продукции и лежит в пределах от 50…150 м3/сут(предприятия пищевой и легкой промышленности) до 300…500 тыс. м3/сут (металлургические, химические, нефтехимические и целлюлозно-бумажные комбинаты). Режим притока определяется технологическими процессами отдельных цехов и может быть в течение смены равномерным, неравномерным или в виде разовых (залповых) спусков. При расчете городских водоотводящих сетей расходы сточных вод от небольших промышленных предприятий, расположенных в городах и снабжаемых водой из городских водопроводов, отдельно не учитываются. Сточные воды от крупных и водоемких промышленных предприятий, применяющих системы повторного или оборотного водоснабжения и использующие местные (дополнительные) источники водоснабжения, учитываются отдельно.

    По концентрации органических загрязнений производственные сточные воды могут быть слабокоцентрированными (стоки металлургических и машиностроительных заводов, БПКполн = 30…70 мг/л), концентрированными (стоки молочных и мясокомбинатов, БПКполн = 800…1500 мг/л), высококонцентрированными (стоки фабрик первичной обработки шерсти, БПКполн = 15 000…20 000 мг/л).

    Производственные сточные воды, поступающие в городскую водоотводящую сеть, не должны содержать взрывоопасных компонентов или загрязнений, агрессивных по отношению к материалу городской сети, образовывать вредных соединений, а также иметь температуру выше 40°С. Смесь производственных и бытовых сточных вод города («городские сточные воды») должна иметь БПКполн не более 500 мг/л при наличии на городской очистной станции биофильтров или аэротенков-вытеснителей и не более 1000 мг/л при наличии аэротенков-смесителей, содержание солей не выше 20 г/л и нейтральную реакцию. Если городские сточные воды не отвечают требованиям, производственные сточные воды должны предварительно пройти локальную очистку и, таким образом, будут подготовлены для совместной очистки с бытовыми стоками города.

    Почти на каждом крупном современном предприятии производственные сточные воды подразделяют на ряд категорий в зависимости от особенностей технологических процессов производства, состава сточных вод, условий отведения, очистки и дальнейшего их использования.

    В наиболее общем виде производственные сточные воды подразделяют на следующие категории.

    По степени загрязненности: а) загрязненные; б) малозагрязненные (условно чистые).

    По характеру загрязненности: а) содержащие механические примеси;б) содержащие химические примеси; в) содержащие органические вещества; г) смешанные.

    По наименованию основного загрязнителя: а) нефтесодержащие; б) хромовые (например, на кожевенных заводах); в) вискозные (на заводах искусственного волокна); г) фенольные; д) окрашенные и другие.

    По активной реакции среды (рН): а) нейтральные - рН = 6,5-8,5; б) кислые - рН < 6,5; в) щелочные - рН > 8,5.

    Кислые и щелочные воды, в свою очередь, подразделяют на слабо-, средне- и сильнокислые, или слабо-, средне- и сильнощелочные.

    По агрессивности: а) агрессивные (кислые, щелочные, сульфатные и другие); б) неагрессивные.

    По отношению к биохимическому окислению: а) поддающиеся биологической очистке; б) не поддающиеся биологической очистке.

    Также производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и так далее), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых. Но, несмотря на многообразие получаемых или перерабатываемых химических продуктов, технологические приемы или операции, в которых образуются сточные воды, весьма ограничены, а, следовательно, невелико число видов сточных вод. Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах. В технологических процессах образуются следующие основные виды сточных вод:

    Реакционные воды - характерны для реакций, протекающих с образованием воды. Загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции. Очистка таких вод обычно является серьезной проблемой.

    Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах - свободная или связанная вода, содержащаяся во многих видах сырья (например, в угле, нефти, сланцах) и исходных продуктах, в процессе технологической переработки загрязняется возможными органическими веществами. Так, горючие сланцы содержат 2-2,5 % воды, которая в результате термической переработки сланца загрязняется фенолами, альдегидами, кетонами и другими веществами.

    Промывная вода - широко используется для промывки сырья и продуктов, применяемых и получаемых в технологических процессах. Качество получаемых веществ часто определяется тщательностью промывки.

    Маточные водные растворы - образуются в результате проведения процессов получения или переработки продуктов в водных средах. Так, в результате суспензионной полимеризации стирола в водной среде образуются сточные воды, загрязненные стиролом, частицами полимера, стабилизатором суспензии и т. п. В процессе кристаллизации из растворов образуются сточные воды, загрязненные минеральными и другими веществами.

    Водные экстракты и абсорбционные жидкости - образуются при использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента. Содержат значительные количества химических веществ. Особенно большое количество абсорбционных жидкостей образуется при мокрой очистке отходящих газов.

    Охлаждающие воды - используются на химических предприятиях для охлаждения продуктов и аппаратов. Вода, не соприкасающаяся с технологическими продуктами, используется в системах оборотного водоснабжения.

    Другие виды сточных вод - образуются от вакуум-насосов, конденсаторов смешения, при гидрозолоудалении, конденсации паров воды, от мойки оборудования, тары и помещений и т. д. Атмосферные осадки с территорий химических предприятий также могут быть загрязнены химическими веществами.

    Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырье).

    В зависимости от количества примесей производственные сточные воды подразделяют на: а) загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке; б) условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.

    Атмосферные сточные воды - образуются в результате дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и на территории промышленных предприятий, АЗС и так далее. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того, что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей). По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные.

    В большинстве случаев атмосферные сточные воды относят к малозагрязненным и сбрасывают их в водоем или городскую дождевую сеть без очистки. Однако, на тех предприятиях, где еще не найдены действенные меры против загрязнения территории сырьем, отходами производства, продуктами вентиляционных выбросов и тому подобным, атмосферные воды в отдельные периоды по составу приближаются к загрязненным производственным и даже превосходят их по вредности. Сбрасывать такие воды в водоем без очистки недопустимо.

    Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др. Так, в некоторых городах Европейской части России дождевой сток в среднем один раз в году может достигать 100--150 л/сек с 1 га.

    Дождевая вода - это дождевые стоки, в которых могут содержаться загрязнения из воздуха, с крыш домов, поверхности земли и прочее. Степень загрязнения дождевых стоков зависит от географического положения, близости города, загрязнения воздуха и поверхности земли и от количества осадков. Загрязнения часто содержат масло, соль, песок и жир.

    В разных климатических регионах показателиосадковколеблются. Показателиосадковразличаются по их частоте и интенсивности.

    Так как климатические условия изменяются, за более точными данными следует обращаться в метеослужбу или в региональные организации. Для приблизительных оценок можно брать значение 300 л/га, если паводок не принимается во внимание.

    При расчете количестваосадковисходят из того, что сильные дожди кратковременны и выпадают в виде ливней, а продолжительные дожди, наоборот, менее интенсивны. Количествоосадковв единицу времени снижается по мере увеличения продолжительности дождя.

    Поверхностные сточные воды - образуются в результате выпадения атмосферных осадков (дождя или снега), а также работы дренажных систем. Расходы дождевых сточных вод подвержены значительным колебаниям, изменяясь от нуля (в сухую погоду) до максимального значения 300 л/с на 1 га городской территории. Неочищенные дождевые воды являются крупным источником загрязнения водоемов, причем наиболее загрязненными являются начальные порции дождевой воды;БПКполн дождевых вод с городских территорий достигает 60…80 мг/л, концентрации взвешенных веществ - 500…1000 мг/л, нефтепродуктов - 12…20 мг/л, ионы тяжелых металлов - 1…3 мг/л. Дождевой или дренажный сток с территорий промышленных предприятий обычно содержит специфические загрязнения, связанные с характером и технологией производства.

    Достаточно широко используется понятие «городские сточные воды». Под ним понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. В реальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает. В сточных водах, поступающих от городов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, соли и другие). При решении задач отвода и очистки городских сточных вод это необходимо учитывать.

    Все указанные выше сточные воды требуют обязательной очистки при их отведении в открытые водоемы, так как в них содержатся различные загрязняющие вещества в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые.

    Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования выдвигают при проектировании важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, совместной или раздельной их очистки.

    Статьи по теме: