Сточные воды и их очистка

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории: бытовые (иначе хозяйственно- фекальные), производственные и ливневые.

К бытовым относятся воды от кухонь и туалетных комнат, бань и прачечных, предприятий общественного питания и лечебных учреждений, воды от мытья помещений. Они поступают от жилых и общественных зданий и от бытовых помещений промышленных предприятий. По природе загрязнений они могут быть фекальные, загрязненные, в основном физиологическими выделениями людей, и хозяйственные, загрязненные всякого рода хозяйственными отбросами. Основную часть органических загрязнений бытовых сточных вод составляют белковые вещества, жиры, углеводы и продукты их разложения. Неорганическую часть загрязнений составляют соли, присущие питьевой воде и образующиеся в процессе обменных реакций в организме человека. В частности, к продуктам обмена веществ относятся фосфаты и аммонийные соли — продукт гидролиза мочевины. К неорганическим примесям сточных вод относятся также песок и глинистые частицы, попадающие в бытовые воды от мытья овощей и фруктов, уборки помещений и т.д. Загрязнения органической природы составляют 45—58% обшей массы загрязнений бытовых сточных вод.

Особую категорию составляют биологические загрязнения: разнообразные  микроорганизмы, в том числе и  патогенные, и яйца гельминтов. Эти  загрязнения попадают в систему  водоотведения с физиологическими выделениями людей, с водой от ванн и кухонь.

Отличительная особенность  бытовых сточных вод — относительное  постоянство их состава, так как  от каждого жителя в систему водоотведения  поступает в среднем постоянное количество определенных загрязнений (г/сут).

В совокупности загрязнения  бытовых сточных вод представляют собой полноценный субстрат для  гетеротрофных бактерий, поэтому  для их очистки, как правило, применяют  биологические методы.

К производственным сточным водам относят воды, использованные в технологическом процессе производства и не пригодные для вторичного использования. Состав производственных сточных вод очень разнообразен и зависит от вида производства, а также от принятого технологического процесса.

Производственные сточные  воды могут содержать преимущественно  органические или неорганические примеси, или их смесь; иметь в своем  составе токсичные соединения, ценные вещества, специфические виды микроорганизмов, используемых в промышленности. Разнообразие состава и характера загрязнений  производственных сточных вод обусловливает  применение для их очистки различных  методов, как химических и физико-химических, так и биологических.

Загрязненные  производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три основные группы:

1. загрязненные преимущественна минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству минеральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и др.);
2. загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.);
3. загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.).

Характеристика сточных  вод по типу основного загрязнителя:

• содержащие ионы тяжелых металлов (на гальванических производствах, производствах печатных плат);
• нефтесодержащие;
• хромовые (на кожевенных заводах, гальванических производствах);
• вискозные (на заводах искусственного волокна);
• фенольные;
• окрашенные.

Пo концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды разделяются на четыре группы:

1. 1-500;
2. 500-5000;
3. 5000-30000,
4. более 30000 мг/л.

Производственные сточные  воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих их продуктов, по степени агрессивности (слабоагрессивные с pН = 6-6,5 и рН= 8-9, сильноагрессивные с pН < 6 и рН > 9 и неагрессивные с pН = 6,5-8).

Характеристика сточных  вод по активной реакции среды - рН:

• нейтральные с рН 6,5-8,5; ;
• кислые с рН < 6,5; ;
• щелочные с рН > 8,5.

Кислые и щелочные стокиподразделяют на слабо- и сильнокислые, или слабо- и сильнощелочные.

По агрессивности:

• агрессивные (кислые, щелочные, цианистые, фторсодержащие и пр.;
• неагрессивные.

По отношению к биохимическому окислению:

• сточные воды, поддающиеся биологической очистке;
• сточные воды, не поддающиеся биологической очистке.

Незагрязненные  производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того они образуются при охлаждении основного производственного оборудования и продуктов производства.

На различных предприятиях, даже при одинаковых технологических  процессах, состав производственных сточных  вод, режим водоотведения и удельный расход на единицу выпускаемой продукции  весьма разнообразны. Большой значение в формировании состава производственных сточных вод имеет вид перерабатываемого сырья.

В анализируемых сточных  водах должны определяться: содержание компонентов, специфичных для данного  вида производства (фенолов, нефтепродуктов, ПАВ и т.п.); общее количество органических веществ, выражаемое величинами БПКполн и ХПК; активная реакция; степень минерализации; интенсивность окраски и др. Физико-химические показатели производственных сточных вод свидетельствуют о широком диапазоне колебаний состава этих вод, что выбывает необходимость тщательного обосновании выбора оптималь¬ного метода очистки для каждого вида этих вод.

Количество и характеристика сточных вод, образующихся на промышленных предприятиях, определяют:

• типом промышленного предприятия;
• технологическим процессом производства;
• типом и качеством используемого сырья;
• качеством воды для технологических нужд;
• наличием систем оборотного водоснабжения.

Необходимо учитывать  такой важный фактор, как культура производства, в частности ресурсосбережение  и рациональное потребление воды, сырья, промежуточных продуктов, отходов  производства.

Количество и характеристики сточных вод, в первую очередь, определяют вид производимой продукции. Достаточно сравнить, например, сточные воды предприятий  нефтеперерабатывающего предприятия, металлургической и легкой промышленности, чтобы оценить значение этого  фактора. Более того, по характеристике сточных вод можно определить вид промышленного предприятия, на котором они образуются.

При производстве продукции  одного типа могут применяться различные  технологии, что влияет на количество и состав сточных вод. К примеру, в производстве печатных плат меднение осуществляется в слабокислых электролитах, а травление печатных плат в медно-аммиачном травильном растворе, соответственно и состав сточных вод при этом весьма различен.

Качество исходного сырья  также воздействует на характеристики и количество сточных вод. Нефть  разных месторождений отличается по своему составу, что, безусловно, сказывается  на качестве сточных вод нефтеперерабатывающих  предприятий. Это касается и многих других производств.

Применение на предприятии  оборотного водоснабжения и циклов многократного использования технологических  растворов и сточных вод от отдельных установок приводит как  к уменьшению общего количества сточных  вод, так и к уменьшению сброса некоторых загрязняющих компонентов.

Количество сточных вод  и поступающих в них загрязнений  определяется по расчетам для каждого  проектируемого предприятия. Для ориентировочных  расчетов пользуются либо данными предприятий-аналогов, либо усредненными данными, которые  принято представлять в виде удельных расходов воды в расчете на единицу  выпускаемой продукции или перерабатываемого  сырья, а для загрязнений - как  удельные загрязнения или непосредственно  в виде концентраций (мг/л).

Ливневые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. К ним относятся также талые воды, образующиеся при таянии льда и снега. Отличительной чертой ливневого стока является его эпизодичность и резкая неравномерность по расходу и качеству воды. Воды от поливки улиц, от фонтанов и дренажей по качественной характеристике загрязнений близки к ливневым и удаляются вместе с ними.

В составе ливневых сточных  вод много песка, глины, мусора, нефтепродуктов, смываемых с улиц города. Ливневые воды с территории промышленных предприятий  могут содержать специфические  примеси, характерные для того или  иного производства.

В специальной литературе часто фигурирует термин "городские  сточные воды". Под городскими сточными водами понимают смесь всех трех видов вод при общесплавной системе канализации или бытовых и производственных при раздельной системе. На городских очистных станциях вода последовательно проходит сооружения механической, биологической очистки и дезинфицируется. Для обеспечения нормальной работы этих сооружений к городским сточным водам предъявляются ряд требований, выполнение которых обеспечивается постоянным контролем за сточными водами промышленных предприятий, подключенных к водоотводящей сети города.

3) Методы очистки сточных вод.               В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнениясложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Таблица №4. Методы обработки  сточных вод.

3.1.Общие сведения  о механической очистке сточных  вод.

В городских сточных водах  содержится большое количество нерастворимых  и малорастворимых веществ с  размером частиц более 0,1 мкм, которые  образуют с водой дисперсные системы-суспензии  и эмульсии. Такие системы являются кинетически неустойчивыми и  в определенных условиях способны разрушаться-выпадать в осадок или всплывать на поверхность  воды.

Механическая очистка-это  выделение из сточных вод находящихся  в них нерастворимых грубодисперсных  примесей, имеющих минеральную или  органическую природу.

Механическую очистку  сточных вод применяют преимущественно  как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами (А.Г. Гудков, 2003).

В настоящее время к  очистке предъявляют большие  требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов  биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и  биологических способов очистки  и повторным использованием очищенных  вод в технологических процессах.