Промышленные сточные воды

Промышленные сточные воды (включая агропромышленные стоки) это отходы человеческой деятельности в области переработки сырья и производства. Эти сточные воды возникают в связи с

• помывкой, готовкой, охлаждением или нагреванием чего-либо
• добычей
• в связи с возникновением побочных продуктов каких либо процессов
• сепарацией
• транспортировкой
• и вследствие контроля качества продукта, проявляющемся в выбраковке определенных продуктов

Загрязнение вод происходит, когда потенциальные загрязнители в потоке достигают определенных количественных показателей, вызывая нежелательные изменения в принимающем водоеме. Не смотря на то, что промышленные сточные воды могут содержать хозяйственно-бытовые стоки, последние все же не являются доминирующим компонентом. Возможное присутствие бытовых стоков объясняется наличием уборных и общежитий для рабочих промышленных предприятий и заводов. Образцы промышленных сточных вод содержат отходы таких типов промышленности как:

• химическая
• фармацевтическая
• электрохимическая
• электронная
• нефтехимическая
• пищевая

Образцы агропромышленных сточных вод включают в себя:

• отходы животноводческих хозяйств промышленного масштаба
• скотобоен
• рыболовных промыслов
• производства растительного масла

Агропромышленные сточные воды могут обладать очень сильной концентрацией различных загрязнителей и потому вносят значительный вклад в общий уровень загрязнения окружающей среды.

Ирония всего этого в том, что те ресурсы, которые способствуют развитию промышленности и ускорению темпов урбанизации, в первую очередь подвергаются угрозе исчезновения со стороны этого развития и урбанизации, вызванной некорректной эксплуатацией! Поэтому в числе основных приоритетов, на сегодняшний день, находится оптимальное управление ресурсами и самим процессом развития. Одним из подобных случаев можно назвать ситуацию на южном побережье штата Джохор, с точки зрения экономики, наиболее быстро развивающегося района Малайзии. Вскоре был определен потенциальный вред такого развития для окружающей среды при отсутствии надлежащего контроля и управления.

Временами воздействие промышленных стоков на окружающую среду и население может принимать трагический оборот. Около пятидесяти лет назад из-за наличия метилртути в промышленных стоках в реку Агано и прибрежные воды около города Яцусиро, близ Кумамото (Япония) возникли вспышки и быстрое распространение болезни Минамата среди местных жителей. Конечно, трагедии, подобные эпизоду с болезнью Минамата происходят нечасто, и, тем не менее, случаи загрязнения окружающей среды с потенциально опасными последствиями происходят снова и снова.

В промежуток времени до окончательной реализации долговременного отрицательного воздействия на окружающую среду, снижение качества жизни населения, проистекающее из ухудшения качества воды становится отчетливо заметно. Примеры таких экологических проблем, их признание и попытки улучшения ситуации, предпринятые в 80-х, включают в себя защиту прибрежных вод Малайзии от нефтезаводских сточных вод, вод реки Тацуи в Тайване, в иле которой были обнаружены пестициды и тяжелые металлы, вод реки Нам Понг в Таиланде, которая была загрязнена отходами целлюлозно-бумажной промышленности, реки Буриганга в Бангладеш, воды которой, помимо всего прочего, были загрязнены отходами кожевенного завода. Подобные отчеты в 90-х включали в себя информацию о состоянии реки Келани в Шри-Ланке, озера Лагуна-де-Бай в Филиппинах, а также реки Коаю, в которых в связи с недобросовестно сброшенными в воду отходами свинофермы, были обнаружены ооцисты криптоспоридий и цисты лямблий. Подобные отчеты довольно часто появляются и в двухтысячных, и вызывают тревогу во Вьетнаме и Корее.

Факт того, что случаи загрязнения водных ресурсов посредством сброса сточных вод, не получивших должной очистки, регулярно встречаются в Азии на протяжении десятилетий, свидетельствует о том, что решения для предотвращения подобных случаев так и не были найдены. К концу 2004 года поступили сведения о том, что река Хуай в Китае загрязнена сточными водами бумажных, дубильных фабрик и фабрик по производству минеральных удобрений, что среди фермеров округа Шенкви в Китае, пользовавшихся водой из этой реки, зарегистрировано большое число случаев тяжелых заболеваний. Впрочем, есть и свидетельства некоторого прогресса, примером которого является десятилетняя программа очистки рек в Сингапуре.

Агропромышленные сточные воды, как подкласс промышленных сточных вод, оказывают значительное вредоносное воздействие на окружающую среду, так как обладают большой силой загрязнения, также в сельских районах часто расположены крупные промышленные предприятия, сливающие большое количество сточных вод. Ссылаясь на данные по странам АСЕАН (Ассоциации государств юго-восточной Азии), мы видим, что агропромышленные сточные воды вносили и до сих пор вносят значительный вклад в загрязнение окружающей среды. Таким образом, агропромышленные города часто являются легко определяемыми точечными источниками загрязнений промышленными отходами окружающей среды.

Между тем, есть исключения: частные предприятия, как источники сброса промышленных сточных вод, зачастую ассоциирующиеся с производством в Азии как таковым, наоборот, имеют куда более скромные размеры, чем выше упомянутые крупные производственные мощности. Классификация малых и средних промышленных объектов определяется количеством работников, занятых на предприятии: — 10 — 49 человек (малые) и 50 — 199 человек (средние) соответственно.

Не смотря на небольшие размеры подобных предприятий, их общий вклад в загрязнение природы отнюдь не скромен. Так же следует упомянуть о следующем: так как частные промышленные предприятия имеют небольшие (средние) размеры, чаще всего они располагаются в черте города или же в городском центре, где скопление зданий – само по себе проблема. Еще более отягчает ситуацию тот факт, что управление производством на таком промышленном объекте редко отличается долгосрочным, перспективным планированием, а также оказывается неспособным использовать преимущества масштаба предприятия. Стратегии управления производством могут быть направлены на получение максимальной прибыли путем сокращения «ненужных» расходов на удовлетворение требований контроля загрязнения окружающей среды, как результат отсутствия правильной корпоративной культуры и, тем самым, ослабление общественного сознания относительно понимания важности заботы об окружающей среде.

Но есть и положительные моменты: уровень экономического развития за последние несколько десятилетий предоставляет необходимые управленческие, финансовые и технические возможности, в том числе современные технологии по очистке воды (на примере ООО “Аргель”, сайт www.vo-da.ru), что решает вопросы борьбы с загрязнением и ухудшением состояния окружающей среды для широкого спектра различных производственных мощностей. Также растет понимание того, что стоимость (в рамках человеческих и экономических ценностей) устранения загрязнений после завершения какого-либо процесса превышает стоимость предотвращения загрязнения.

Промышленные сточные воды.

Скачать статью.

В то время, как бытовые сточные воды имеют более-менее одинаковые характеристики, широкое разнообразие промышленных сточных вод (сокращенно ПСВ) требует особого изучения их в каждой отрасли промышленности, а часто – и применения особых технологий.

В промышленности можно выделить 4 крупные категории сточных вод

Сточные воды от производственных процессов
• Особые сточные воды
• Сточные воды вспомогательных систем
• Случайные сбросы сточных вод

Рассмотрим их подробнее
Сточные воды от производственных процессов
Большая часть производственных технологических процессов приводит к появлению загрязнений в результате контакта воды с газами, жидкостями или твердыми веществами. Потоки этих сточных вод могут быть непрерывными или периодическими. Они даже могут образовываться лишь в отдельные сезоны (н-р, в аграрно-пищевой промышленности сбор и переработка сахарной свеклы длится 2 месяца в году).
Если речь идет об отлаженном и регулярном производстве, обычно известны расход сточных вод и концентрация содержащихся в них загрязнений.

Рис. 1 Промышленные сточные воды. Источник Яндекс Фото.

Особые сточные воды
Некоторые сточные воды следует выделять в отдельные потоки:
• Для проведения специфической обработки, возможно, с рекуперацией некоторых компонентов и/или воды с 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

Сточные воды вспомогательных систем
• Бытовые сточные воды (от столовых и т.д.)
• Воды из систем отопления (сливы из котлов, элюаты регенерации ионитов)
• Жидкие осадки от обработки воды подпиточных вод
Случайные сбросы сточных вод
Забывать о них не следует, поскольку они могут возникать в результате:
• Аварийной утечки продуктов производства во время их перемещения или хранения
• Слива воды после мытья производственных помещений или оборудования
• Слива загрязненных вод, в т.ч. после ливней, вызывающих гидравлическую перегрузку очистных сооружений

Для проектирования сооружений по очистке стоков необходимо знать указанные ниже параметры 

Для правильного проектирования сооружений очистки сточных вод необходимо располагать следующими параметрами:
• 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 поток загрязнения по категориям загрязнителей и для специфического загрязнения в данной отрасли.
Часто бывает полезно знать о вторичном загрязнении сточных вод, даже случайном, которое может серьезно нарушить работу некоторых установок на очистных сооружениях. В рамках проектирования нового предприятия эту информацию, собранную после анализа производства, сравнивают с данными, полученными на аналогичных, уже существующих предприятиях.

Рис. 2 Ливневая емкость наземного исполнения, для заказчика НПЦ ПромВодОчистка

 

Стоимость обработки ПСВ в значительной степени определяется системой водоотведения в производственных цехах и предприятии в целом

Организация выходящих водных потоков должна как можно точнее соответствовать схеме на рис. 3, которая в общем случае обеспечивает наилучшую технико-экономическую оптимизацию системы водоотведения промышленного предприятия.

В систему водоотведения входят:
1. Внутренние системы рециркуляции в производственных цехах, позволяющие:
• По мере возможности осуществлять извлечение (в целях повторного использования) сырьевых материалов
• Уменьшать расход загрязненных потоков, подлежащих обработке
• Снижать потребление свежей воды
2. Системы разделения потоков сточных вод; потоки сточных вод бывают:
Периодические:
• Загрязненные или незагрязненные ливневые стоки
• Воды от опорожнений, промывок и т.п
• Загрязненные или незагрязненные охлаждающие воды
Постоянные:
• Производственные сточные воды, требующие специфической предварительной обработки
• Производственные сточные воды, не требующие специфической предварительной обработки.
Такое разделение потоков позволяет применять накопительные, буферные, усреднительные, а также аварийные резервуары.

 

Рис. 3 Общие принципы системы водоотведения промышленного предприятия

Выделяют 5 основных стадий обработки сточных вод

К основным стадиям обработки ПСВ относятся: первичная обработка, биологическая обработка, третичная обработка, обработка осадков и устранение запахов. 

Первичная обработка
На этой стадии могут применяться следующие процессы:
• Процеживание на решетках или ситах
• Извлечение твердых частиц или жиров
• Удаление масел
• Нейтрализация
• Охлаждение
• Коагуляция-флокуляция с последующим разделением фаз на основе традиционных методов, цель которых состоит в удалении взвешенных коллоидных частиц, в осаждении и отделении металлов и токсичных солей, в удалении эмульгированных масел

Биологическая обработка
При выборе технологии биологической обработки следует исходить:
• Из особенности сточных вод к биоразложению (отношение ХПК*/БПК**, причем особое внимание следует уделить случаям, когда это отношение превышает 3)
• Из концентрации загрязнений по таким показателям, как ХПК, БПК, азот по Кьельдалю, содержание фосфора
• Из общего солесодержания, резкие изменения которого могут оказывать влияние на биологические процессы

Рис. 4 Области применения различных способов биологической обработки сточных вод

Третичная очистка
Цели третичной очистки сточных вод, дополняющей рассмотренные выше стадии обработки, могут быть различными. С одной стороны, необходимо повышать качество очищенной сточной воды в целях соблюдения норм по сбросам в окружающую среду путем:
• Уменьшения содержания взвешенных веществ и снижения концентрации коллоидной части ХПК
• Удаления фосфора (осаждением солями железа или алюминия, реже – с помощью извести)
• Снижение содержания бионеразлагаемой части ХПК
• Снижение цветности, в частности, сточных вод текстильной промышленности
• Удаления специфических соединений, таких как пестициды, фунгициды, металлы, окисляющиеся хлором или его аналогами веществами, поверхностно-активные вещества, растворимые углероды и тп.
С другой стороны, третичная очистка может осуществляться и для последующей рециркуляции обработанной воды в производственные цехи в системы охлаждения с гидрарнями, системы промывки, системы пожаротушения и даже в системы питания котельных установок.
В таблице 1 приводится краткий перечень различных способов и технологий, применяемых на стадии третичной очистки.

 

Таблица 1 Способы и технологии, применяемые на стадии третичной очистки сточных вод

 

Обработка осадка
Как правило, проект комплекса технологических линий обработки сточных вод и осадков должен являться результатом оптимизации, которая часто приводит к необходимости добиваться снижения объема образующих осадков, поскольку, как известно, стоимость обработки и вывозов этих отходов часто составляет основную часть эксплуатационных затрат на очистных сооружениях.
Существуют различные способы снижения объема образующих осадков:
• Снижение внутрицеховых и внутризаводских потерь
• Уменьшение использования минеральных реагентов, приводящих к образованию осадков
• По возможности, использование биологических технологий, приводящих к образованию меньших объемов осадка: метанизация или мембранные биореакторы
При обработке ПСВ различных отраслей промышленности формируются осадки, различающиеся по своим характеристикам:
• Первичные и третичные осадки, специфичные для каждой отрасли промышленности. Их конечное назначение может различаться, вследствие чего может потребоваться упоминавшееся выше разделение потоков и оптимизация обработки исходя из различных факторов, например, в зависимости от типа захоронения, на которое можно вывозить обработанные осадки, возможности их размещения на сельскохозяйственных угодьях, объемов капитальных вложений и эксплуатационных затрат
• Биологические илы: принципы обработки те же, что и в случае обработки биологических илов, образующихся при обработке городских сточных вод. В некоторых случаях илы могут характеризоваться повышенным содержанием летучих соединений в общей массе сухих веществ, вследствие чего их обезвоживание часто сопряжено с некоторыми трудностями.

Устранение запахов
Содержание дурнопахнувших веществ в ПСВ зависит от технологического процесса, реализуемого в конкретном цехе. Основная масса этих веществ удаляется на стадии предварительной обработки, в которую при необходимости включают процессы аэрации или отдувки. Технология обработки требует в каждом случае отдельного рассмотрения.
Также газы формируются непосредственно в процессе обработки (особенно при биологической очистке сточных вод и обработке осадков). По своему составу они аналогичны газам, которые образуются на станциях очистки ГСВ. Для их удаления используется дегазация, дезодорация и выпаривание.

Сокращения, используемые в тексте:
*ХПК – Химическая потребность в кислороде
**БПК – Биологическая потребность в кислороде

При написании статьи использовались данные «Технического справочника по обработке воды».

Промышленные сточные воды: виды, вещества и утилизация

Под сточными водами понимаются жидкие ресурсы, загрязненные при изготовлении или потреблении продуктов. Очистка и утилизация таких веществ – важные экологические проблемы. При отсутствии обработки и обеззараживания, промышленные сточные воды угрожают окружающей среде.

Особенности промышленных сточных вод

Прежде чем дать характеристику сточных вод, учитывают, что под этим определением понимаются жидкости, с ухудшенными свойствами из-за использования в разных сферах производства и потребления. К этой категории жидких отходов также относят атмосферные осадки (дождь, талый снег), проникающие в канализационные системы вместе с промышленными сливами.

Кроме промышленных, выделяют бытовые и поверхностные стоки. Это основные источники загрязнения ресурсов. Поверхностные и бытовые воды сохраняются в близком к первоначальному виде. Промышленные стоки подвергаются изменениям.

Обычно сточные воды промышленного предприятия содержат:

• Минеральные остатки.
• Органические примеси.
• Кислоты, щелочь.
• Масла.
• Твердые нерастворимые частицы.
• Смеси из нескольких веществ.

С учетом степени загрязнения выделяют следующие виды сточных вод:

• Слабозагрязненные.
• Средне загрязненные.
• Сильно загрязненные.
• Опасные.

Степень опасности определяется кислотностью вещества и температурой сточных вод. Опасность представляют промышленные сливы в объемах, превышающие нормативно допустимые концентрации. Для снижения негативного воздействия на окружающую среду требуется постоянные контроль качества сточных вод, применение современных методов очистки.

Категории стоков

Для промышленных производственных процессов требуется жидкость. В результате этого и образуются производственные сточные воды. Жидкость вступает в контакт с источниками загрязнения: химикатами, твердыми веществами, газами. При этом она утрачивает свои естественные свойства, для вторичного использования или утилизации нуждается в очистке. Исходя из технологического процесса-источника загрязнения выделяют категории ПСВ.

Производственные сточные воды

Данный тип ПСВ формируется непосредственно при производстве. На промышленных предприятиях поток происходит постоянно, что объясняет необходимость систематического учета сточных вод.

Распространенные виды:

• Производственный конденсат.
• Растворы гальванических или травильных ванн.
• Содовые растворы.
• Аммиачные растворы.
• Пищевые красители.
• Токсичные компоненты.

Стоки вспомогательных систем

Имеют безопасный для окружающей среды состав. ПСВ вспомогательных промышленных систем не содержат токсичных компонентов. Жидкость получена в результате работы дополнительных строений на промышленном предприятии.

Примеры стоков вспомогательных систем:

• Стоки из душевых, уборных комнат, столовых.
• Вода в отопительных установках.
• Сливы охладительных установок.

Воды от подсобных и обслуживающих цехов

К данной категории относятся стоки, образующиеся в результате работы административно-хозяйственных строений, подсобных цехов, складов материалов. К потенциальным источникам загрязнения относятся ремонтно-механические цехи, электроцехи.

Стадии и особенности очистки производственных стоков

Для безопасной утилизации сточные воды предприятий предварительно очищаются. В этих целях используются очистительные сооружения, строение которых зависит от характеристик предприятия. В соответствии с действующими требованиями к сточным водам, жидкие отходы подвергают нескольким этапам очистки.

Первичная обработка

На этом этапе используется один из представленных процессов:

• Пропуск жидкости через сито для исключения твердых частиц
• Извлечение жиров
• Удаление масляных пятен
• Химическая нейтрализация
• Снижение температуры
• Удаление коллоидных частиц, металлов, токсичных солей

Способ обработки подбирается с учетом состава жидких отходов на конкретном предприятии. В не которых случаях первичная обработка не требуется, если сливаемая жидкость не содержит опасные примеси.

Биологическая обработка

Метод биологической обработки выбирают с учетом факторов:

• Способности к биоразложению.
• Концентрация загрязнения.
• Объем содержащихся солей.

Распространенным считается способ утилизации промышленных сточных вод при помощи активного ила или биопленки. В этих веществах содержатся микроорганизмы, нейтрализующие вредные и опасные компоненты.

Третичная очистка

Этап направлен на улучшение качества сливаемой жидкости перед выведением в окружающую среду. Третичная очистка используется в случае, если первоначальные методы обработки не позволяют привести показатели к нормам ПДК сточных вод промышленных предприятий.

Третичная обработка предусматривает:

• Удаление фосфора.
• Уменьшение не разлагаемой доли ХПК.
• Снижение цветности.
• Нейтрализация примесей.

Третичная очистка часто применяется для повторного применения жидкости, например в производственных цехах, охладительных системах, механизмах пожаротушения.

Вам будет интересно

Обработка осадка

Добиться снижения объема образующих осадков можно путем снижения внутризаводских или внутрицеховых потерь или путем уменьшения количества используемых в производстве минеральных веществ. Также количество осадков снижается путем применения современных технологий: мембранных биореакторов, метанизации.

Устранение запахов

Концентрация веществ, выделяющих неприятный запах в жидких отходах зависит от характеристик технологического процесса. Большинство веществ, вызывающих неприятный запах, удаляются при первичной очистке.

Запахи нередко вызываются воздействием микроорганизмов, используемых при биологической очистке. В таком случае используются методы дезодорации, выпаривания или дегазации.

Утилизация промышленных стоков

Проблема утилизации промышленных стоков наиболее актуальна для регионов, где на небольшой территории располагается несколько действующий предприятий. Для безопасного удаления жидких отходов требуется очистительный комплекс, действующий в соответствии с установленными стандартами. В противном случае сброс неочищенных вод спровоцирует экологическую катастрофу.

Общая система утилизации отходов в водоемы

Слив в водоемы – основной способ утилизации жидких отходов. Этот способ имеет ряд недостатков и преимуществ. При неправильной обработке стоков перед сливом наносится существенный урон водным ресурсам.

Из-за этого могут пострадать другие отрасли промышленности, например рыболовецкая, аграрная. Слив неочищенных вод приводит к массовой гибели рыбы и животных, негативно отражается на здоровье людей.

Удаление промышленных вод в канализацию

Выведение жидких отходов производства может осуществляться при помощи городской канализационной системы. Но для этого жидкость должна соответствовать установленным требованиям а слив осуществляться в соответствии с правилами приема производственных сточных вод в системы канализации.

В противном случае попадание производственных стоков в городскую канализацию непременно приведет к ухудшению экологической обстановки.

Очистительные системы производственных стоков

Существуют различные методы локализованной очистки стоков перед утилизацией. Применяемая технология обработки зависит от специфики предприятия.

Основные варианты очищения промышленных вод:

• Применение аппаратов сепарации для удаления твердых частиц.
• Центрифуги для удаления из воды и последующего применения мелкодисперсных частиц.
• Вакуумные дегазаторы, применяемые для удаления газообразных загрязнений из жидкости.
• Установки флотации для выведения металлических частиц, пыли, мелкой стружки.

На большинстве современных предприятий используются многоступенчатые очистительные сооружения. Их постройка и эксплуатация занимает место, но позволяет получить на выходе безопасную для природных ресурсов жидкость.

Сточные воды нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности

Производство продуктов нефтепереработки – один из основных источников загрязнения окружающей среды. При добыче нефти и ее дальнейшей обработке производится большое количество жидких отходов. Попадание такой воды в водоемы приводит к образованию нефтяной пленки, появлению резкого запаха.

Нефтяное загрязнение способно распространяться под дну и поверхности водоема, поражать растущие на берегу растения. При концентрации нефти в сточных водах нефтеперерабатывающих предприятий выше 2000 мг/л гибнет рыба.

Это объясняет необходимость комплекса технологических и санитарных-технический мероприятий по очищению сливов от остаточных нефтяных примесей и других загрязнений.

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности

Объем потребляемой жидкости для этого вида производства — 350 кубометров на 1 тонну продукции. Иногда объем потребляемой жидкости достигает 600 кубометров. В сточных водах целлюлозно-бумажной промышленности содержатся взвешенные компоненты, растворенные органические вещества, серные соединения.

Для утилизации рекомендован метод потокового канализования. Жидкие отходы делят на несколько потоков, каждый из которых очищается индивидуально. Жидкость проходит предварительную механическую чистку, при которое исключаются загрязняющие частицы.

Затем следует биологическая обработка, за счет которой нейтрализуются вредные компоненты.

Сточные воды черной металлургии

Отходы образуются на металлургических, железорудных и коксохимических производствах. Наибольшее количество вод образуется в доменных цехах, при очистке газов, содержащих пыль и другие загрязняющие компоненты.

В сталеплавильных цехах жидкие отходы образуются при применении методов мокрой очистки газовых испарений. Опасные отходы образуются в травильных цехах, где используют кислоты и щелочи.

Попадание сливов из металлургических предприятий приводит к образованию донных отложений на дне водоемов. Они вызывают вторичное загрязнение, так как мелкодисперсные частицы разносятся на расстояние, из-за чего нарушается естественный процесс самоочищения.

Сточные воды – остаточный продукт, образующийся на промышленных предприятиях. В неочищенном виде жидкие отходы несут угрозу природным ресурсам, ухудшают экологическую обстановку. Для нейтрализации потенциального вреда промышленные воды должны очищаться от загрязнения перед утилизацией.

Промышленные сточные воды и их очистка

В настоящее время многие реки мира из-за их интен­сивного загрязнения сточными водами утратили свое значение как источники для рыбохозяйственного и санитарно-бытового пользования и по существу превращены в коллекторы сточных вод. Воды озер, морей и океанов также интенсивно загрязняются промышленными выбро­сами и продуктами ядерного расщепления. Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым го­дом приобретает все большее значение. Ухудшение каче­ства воды затрудняет ее использование в народном хо­зяйстве и резко повышает стоимость водоподготовки. Особый вред наносят стоки химической, горнометаллургической, угле- и нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. При этом расход воды на 1 т продукции очень высок (воды на 1 т аммиака расхо­дуется около 1000 м³, на 1 т резины — 2400 м³, на выплавку 1 т никеля — 800-850 м³).

Характер и степень отрицательного воздействия раз­личных сточных вод на водоемы и живые организмы не одинаковы, поскольку состав и концентрация примесей и сточных водах различны. Загрязняющие примеси бывают органическими и минеральными, растворимыми и нерастворимыми, кислыми и щелочными, ядовитыми и неядовитыми. Поступление промышленных стоков в водоемы вызывает многообразные нежелательные последствия: засорение водоема нерастворимыми веществам ухудшение физико-химических свойств воды и кисло­родного режима, изменение реакции среды, увеличение ржания органических веществ, отравление токсичными веществами живых организмов. Под воздействием сточных вод изменяется цвет, прозрачность, вкус, запах воды. Появляются новые виды загрязнений сточных вод, для которых существующие методы очистки недоста­точны. Среди них по отрицательному воздействию на жизнедеятельность организмов и условия существования водоемов особо выделяются так называемые детер­генты — синтетические моющие вещества.

Серьезную опасность представляют токсичные хими­ческие и радиоактивные сточные воды. К токсичным со­единениям относятся ядохимикаты, широко приме­няемые в сельском хозяйстве и быту. Особо опасны соединения фосфора, хлора, мышьяка, цианиды. Сточные воды атомных реакторов предприятий, использующих радиоизотопы атомных электростанций, в водоемы не сбрасываются. Проблему очистки сточных вод трудно переоценить.

Способы очистки сточных вод. Необходимым усло­вием повышения эффективности очистки природных и сточных вод является правильный научно обосно­ванный выбор в каждом конкретном случае наиболее ра­циональных методов очистки. Для этого необходимо учитывать индивидуальные физические и химические осо­бенности компонентов, подлежащих удалению, дисперс­ность примесей воды, а также необходимо иметь ясное представление о физико-химической сущности исполь­зуемых очистных процессов. Способы очистки и обезвре­живания сточных вод подразделяются на механические, физико-химические, химические и биологические.

Механические способы очистки заключаются в отстаивании и фильтрации сточных вод от механиче­ских примесей, а также в фильтровании под давлением через полупроницаемые мембраны (так называемый ОСМОС).

Физико-химические методы основаны на применении флотации, экстракции и адсорбции вредных примесей, отгонке их с водяным паром. Например, мно­гие органические примеси (фенол, анилин и др.) нередко удаляют из сточных вод отгонкой с водяным паром, эк­стракцией растворителями, нерастворимыми в воде, про­дувкой воды воздухом в специальных устройствах — гра­дирнях и т. д. Метод экстракции находит применение и для очистки сточных вод целлюлозно-бумажной про­мышленности. Наиболее широко из методов адсорбции в очистке сточных вод применяется адсорбция из раство­ров на твердом адсорбенте. Лучшими адсорбентами служат активированные угли и ионитные смолы. Наиболее часто иониты применяются в ионитовых филы pax, в ко­торых очистка воды или раствора достигается пропуска­нием через слой ионита. Разновидностью физико-химиче­ских методов являются термические — например, испаре­ние влаги и сжигание органической части сухого остатка. Химические способы очистки сточных вод ос­нованы на использовании окислительно-восстанови­тельных, электрохимических процессов, на реакциях ней­трализации и перевода вредных веществ в неактивную безвредную форму. Например, на многих химических предприятиях используется метод объединения раз­личных стоков с целью взаимной нейтрализации кислых и щелочных сточных вод, а в некоторых случаях с целью им падения веществ в осадок в результате происходящих при сливании стоков различных реакций. Одним из ви­дов химической очистки является так называемая реагентная нейтрализация (на кислые воды действуют га­шеной или негашеной известью, для нейтрализации щелочных вод пользуются серной кислотой). Заслуживает внимание нейтрализация кислых вод при пропускании их через специальные фильтры (известняк, доломит, магнезит и др.).

И основе способов очистки сточных вод лежат окислительно-восстановительные процессы: аэрация, сжигание, хлорирование, озонирование, окисление с помощью перманганата калия и перекиси водорода, применение окислительно-восстановительных полимеров (редокситов) и т. д. Наиболее широко применяется для обеззараживания сточных и природных вод хлорирование.

К числу электрохимических методов, применяемых очистки сточных вод, относятся электрохимическое окисление-восстановление, электрофорез, электродиализ электроосмос. Эти методы применяются также для опреснения горько-солевых природных вод, очистки всех видов сточных вод от растворенных в них электролитов (солей, кислот, щелочей). Химическую очистку сточных применяют обычно в комбинации с механической, а в некоторых случаях и с биологической. Химическая очистка применяется практически для очистки всевозможных промышленных стоков, в том числе санитарнобытовых вод, стоков пищевой, легкой промышленности и др.

Биологическую очистку сточных вод в настоящее время следует считать одним из наиболее надежных и эффективных методов. Механизм процесса биологической очистки заключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью микроорга­низмов.

Очистка сточных вод промышленных предприятий

Состояние окружающей среды напрямую зависит от степени очистки промышленных сточных вод  близко расположенных предприятий. В последнее время экологические вопросы стоят очень остро. За 10 лет было разработано множество новых эффективных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий.

Очистка производственных сточных вод разных объектов может происходить в одной системе. Представители предприятия могут договориться с коммунальными службами о сливе своих сточных вод в общую централизованную канализацию населенного пункта, где она расположено. Что бы это стало возможно, предварительно проводят химический анализ стоков. Если они имею допустимую степень загрязнения, то промышленные сточных вод будут сливаться совместно с бытовыми стоками. Возможна предочистка сточных вод предприятий специализированным оборудованием для ликвидации загрязнений определенной категории.

Нормы состава промышленных стоков для слива в канализацию

Принципиальная схема очистки промышленных стоков

Промышленные использованные воды могут иметь в составе вещества, которые будут разрушать канализационный трубопровод и станции очистки города. Если они попадут в водоемы, то отрицательно повлияют на режим использования воды и жизнь в нем. К примеру, ядовитые вещества при превышении ПДК нанесут вред окружающим водоемам и, возможно, человеку.

Что бы избежать подобных проблем, перед очисткой проводится проверка предельно допустимых концентраций различных химических и биологических веществ. Подобные действия являются профилактическими мерами правильной работы канализационного трубопровода, функционирования очистных сооружений и экологии окружающей среды.

Требования к стокам учитываются во время проектирования  монтажа или реконструкции всех промышленных учреждений.

Заводы должны стремиться работать на технологиях с малым количеством отходов или вообще без них. Вода должна использоваться повторно.

Отводимые в центральную канализационную систему сточные воды должны соответствовать следующим нормам:

• БПК 20 должен быть меньше допустимого значения проектной документации очистной станции канализационной сети;
• стоки не должны стать причиной сбоев или остановки работы канализации и очистной станции;
• сточные воды не должны иметь температуру выше 40 градусов и рН 6,5-9,0;
• сточная вода не должна содержать абразивные материалы, песок и стружку, которые могут образовывать осадок в элементах канализации;
• не должно быть примесей, которые засоряют трубы и решетки;
• стоки не должны иметь агрессивные компоненты, приводящие к разрушению труб и других элементов станций очистки;
• сточные воды не должны иметь в своем составе взрывоопасные компоненты; не разлагающиеся биологическим методом примеси; радиоактивные, вирусные, бактериальные и токсичные вещества;
• ХПК должен быть меньше БПК 5 на 2,5 раза.

Если сбрасываемые воды не соответствуют указанным критериям, то организуют местную предочистку сточных вод. Примером может быть очистка сточных вод гальванического производства. Качество очистке должно быть согласована монтирующей организацией с муниципальными властями.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Механическое загрязнение сточных вод

Очистка воды должна удалить негативные для окружающей среды вещества. Используемые технологии должны нейтрализовать и утилизировать компоненты. Как видно, методы очистки должны учитывать первоначальный состав стоков. Кроме токсичных веществ, следует контролировать жесткость воды, ее окисляемость и т.д.

Каждый вредный фактор (ВФ) имеет собственный набор характеристик. Иногда один показатель может говорить о существовании нескольких  ВФ. Все ВФ разделяют по классам и группам, которые имеют свои методы очистки:

• грубодисперсные взвешенные примеси (взвешенные примеси с фракцией свыше 0,5 мм) – просеивание, отстаивание, фильтрация;
• грубодисперсные эмульгированные частицы – сепарация, фильтрация, флотация;
• микрочастицы – фильтрация, коагуляция, флокуляция, напорная флотация;
• стабильные эмульсии – тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация;
• коллоидные частицы – микрофильтрация, электрофлотация;
• масла – сепарация, флотация, электрофлотация;
• фенолы – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем, флотация, коагуляция;
• органические примеси – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем;
• тяжелые металлы – электрофлотация, отстаивание, электрокоагуляция, электродиализ, ультрафильтрация, ионный обмен;
• цианиды – химическое окисление, электрофлотация, электрохимическое окисление;
• четырехвалентный хром – химическое восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция;
• трехвалентный хром – электрофлотация, ионный обмен, осаждений и фильтрация;
• сульфаты – отстаивание с реагентами и последующей фильтрацией, обратный осмос;
• хлориды – обратный осмос, вакуумное выпаривание, электродиализ;
• соли – нанофильтрация, обратный осмос, электродиализ, вакуумное выпаривание;
• ПАВ – сорбция активированным углем, флотация, озонирование, ультрофильтрация.

Виды сточных вод

Загрязнения стоков бывают:

• механические;
• химические – органические и неорганические вещества;
• биологические;
• тепловые;
• радиоактивные.

В каждой отрасли промышленности состав сточных вод разный. Выделяют три класса, которые содержат:

1. неорганические загрязнения, в том числе и токсичные;
2. органику;
3. неорганические примеси и органику.

Первый вид загрязнений присутствует у содовых, азотных, сульфатных предприятий, которые работают с различными рудами с кислотами, тяжелыми металлами и щелочами.

Второй тип свойственен предприятиям нефтяной промышленности, заводам органического синтеза и др. В воде много аммиака, фенолов, смол и других веществ. Примеси при окислении приводят к снижению концентрации кислорода и снижению органолептических качеств.

Третий тип получается в процессе гальванообработке. В стоках много щелочей, кислот, тяжелых металлов, красителей и т.д.

Методы очистки сточных вод предприятий

Очистка сточных промышленных вод

Классическая очистка может происходить с применением различных методов:

• удаление примесей без изменения их химического состава;
• модификация химического состава примесей;
• биологические способы очистки.

Удаление примесей без изменения их химического состава включает:

• механическая очистка с использованием механических фильтров, отстаивания, процеживания, флотации и т.д.;
• при постоянном химическом составе меняется фаза: выпаривание, дегазация, экстракция, кристаллизация, сорбция и т.д.

Местная система очистки стоков основывается на многих методах очистки. Они подбираются под определенный вид  сточных вод:

• взвешенные частицы удаляются в гидроциклонах;
• загрязнения мелкой фракции и осадок удаляют в непрерывных или периодических центрифугах;
• флотационные установки эффективны в очистки от жиров, смол, тяжелых металлов;
• газообразные примеси удаляются дегазаторами.

Очистка стоков с изменением химического состава примесей так же подразделяется на несколько групп:

• переход в труднорастворимые электролиты;
• образование мелкодисперсных или комплексных соединений;
• распад и синтез;
• термолиз;
• окислительно-восстановительные реакции;
• электрохимические процессы.

Эффективность биологических методов очистки зависит от видов примесей в стоках, которые могут ускорить или замедлить разрушение отходов:

• наличие токсичных примесей;
• повышенная концентрация минеральных веществ;
• питание биомассы;
• структура примесей;
• биогенные элементы;
• активность среды.

Что бы очистка промышленных сточных вод была результативной, то должен быть выполнен ряд условий:

1. Существующие примеси должны быть подвержены биологическому распаду. Химический состав стоков влияет на скорость биохимических процессов. К примеру, первичные спирты окисляются быстрее, чем вторичные. При повышении концентрации кислорода биохимические реакции протекают быстрее и качественнее.
2. Содержание токсичных веществ на должно негативно влиять на работу биологической установки и технологии очистки.
3. ПКД 6 так же не должно нарушать жизнедеятельность микроорганизмов и процесс биологического окисления.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очистка сточных вод происходит в несколько этапов с использованием разных методов и технологий. Это объясняется довольно просто. Нельзя производить тонкую очистку, если в стоках присутствуют крупнодисперсные вещества. Во многих методах предусмотрены предельные концентрации по содержанию определенных веществ. Таким образом, сточные воды должны быть предварительно очищены перед главным методом очистки. Комбинация из нескольких методах является максимально экономной на предприятиях промышленности.

Каждое производства имеет определенное количество стадий. Оно зависит от вида очистительных станций, способов очистки и состава сточных вод.

Самым целесообразным способом является четырехстадийная очистка воды.

1. Удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если сточные воды не содержат данный вид примесей, то первая стадия пропускается. Является предварительной очисткой. В нее входит коагуляция, флокуляция, смешивание, отстаивание, просеивание.
2. Удаление всех механических примесей и подготовка воды к третьей стадии. Является первичной стадией очистки и может состоять из осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
3. Удаление загрязняющих веществ до определенного заданного порога. Вторичная обработка включает химическое окисление, обезвреживание, биохимия, электрокоагуляция, электрофлотация, электролиз, мембранная очистка.
4. Удаление растворимых веществ. Является глубокой очисткой – сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Химический и физический состав определяет набор методов на каждом этапе. Допускается исключение некоторых стадий при отсутствии определенных загрязнений. Однако вторая и третья стадия являются обязательными в очистке промышленных сточных вод.

Если соблюдать перечисленные требования, то отвод сточных вод предприятий не нанесет ущерб экологической обстановки окружающей среды.

Очистка технической воды и промышленных стоков. Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий. Методы очистки сточных вод предприятий

Исторически сложившееся размещение производственных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жилой и промышленной зоны. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очистки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.
Основные элементы системы водного хозяйства населенного пункта и ее взаимодействие с окружающей природной средой представлены на рис. 4.15.
Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первого подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую водопроводную сеть. Вода используется на питьевые, хозяйственные нужды, полив улиц и насаждений, на предприятиях местной промышленности.

Комплексная химическая промышленность

Ряд отраслей промышленности производит или использует сложные органические химикаты. К ним относятся пестициды, фармацевтические препараты, краски и красители, нефтехимикаты, моющие средства, пластмассы, загрязнение бумагой и т.д. сточные воды могут быть загрязнены сырьевыми материалами, побочными продуктами, материалом продукта в растворимой или в виде частиц, моющими и чистящими средствами, растворители и продукты с добавленной стоимостью, такие как пластификаторы.

Производство отходов в ядерной и радиохимической промышленности рассматривается как радиоактивные отходы. Водоподготовка для производства питьевой воды рассматривается в других местах. Многие отрасли промышленности нуждаются в очистке воды для получения очень качественной воды в трудных целях. Очистка воды приводит к образованию органических и минеральных шламов при фильтрации и седиментации. Обмен ионом с использованием натуральных или синтетических смол удаляет из воды ионы кальция, магния и карбоната, заменяя их водородом и гидроксилами.

Рис. 4.15. Основные элементы водного хозяйства населенного пункта и их взаимосвязь с окружающей природной средой:
1 — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция первого подъема; 3 — очистные сооружения; 4 — резервуары; 5 — насосная станция второго подъема; 6 — водопроводная сеть; 7 — канализационная сеть; 8 — канализационная насосная станция; 9 — механическая очистка; 10 — биологическая очистка; 11 — дезинфицирование вод; 12 — биологические пруды; 13 — сброс очищенной воды; 14 — дождевая сеть, артезианские скважины; 15 — очистные сооружения; 16 — промышленное предприятие; 17 — водооборотные циклы; 18 — охладители
Использованную воду (сточные воды) по закрытой канализационной сети отводят за пределы города и главной канализационной насосной станцией подают на городские очистные сооружения.
Здесь сточные воды проходят механическую и биологическую очистку, дезинфицируются и подаются на биологические пруды, где очищаются в естественных условиях. После прудов вода по своим качествам незначительно отличается от воды естественного водоема и может сбрасываться в реку, озеро и т. д.
Атмосферные воды, которые отводятся дождевой сетью, проходят очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на сооружениях, также сбрасываются в биологические пруды или непосредственно в приемник вод (водоем).
Город может также снабжаться питьевой водой и из подземных источников — артезианских скважин.
Промышленное предприятие потребляет питьевую и техническую воду. Техническая вода чаще всего применяется в водооборотных циклах. Для охлаждения вода используется повторно после снижения температуры в охладителях.
Сточные воды от промпредприятий, содержащие специфические загрязнения, а также дождевые и талые воды с территорий промплощадок могут сбрасываться в систему во-доотведения населенного пункта и подвергаться биологической очистке совместно с городскими сточными водами после прохождения локальных очистных сооружений.
Системы водоснабжения промышленных предприятий в зависимости от водных и технологических процессов могут быть прямоточным, повторным (последовательным) и оборотным. В зависимости от технологического назначения вода в системе оборотного водообеспечения может быть подвергнута различной обработке. В системах оборотного водоснабжения безвозвратные потери воды (производство, испарение, выветривание, разбрызгивание, шлам, продувочный расход) компенсируют дополнительным, т. е. подпиточным, количеством свежей воды из источника.
Балансовые схемы расходования воды, сырья, загрязнений служат одним из исходных материалов при составлении экологических паспортов предприятия по ГОСТ 17.0.04-90 в разделе характеристики водопотре

Промышленные сточные воды |Очистка|Сооружения|Модули|Установки

Очистка промышленных сточных вод

Степень очистки непосредственно зависит от условий, в соответствии с которыми производственные стоки принимаются в городские системы водоотведения либо выпускаются в водные объекты. Вновь применять сточные воды, прошедшие очистку, производственными учреждениями допускается исключительно при их полной санитарно-эпидемиологической безопасности.

Улучшение свойств стоков заводов требует правильного подбора очистительных сооружений, при котором обязательно учитываются:

качественные и количественные характеристики;

фазово-дисперсное состояние соединений;

запланированная степень очистки;

установленная схема сбора сточных вод.

Добиться рекомендуемых показателей позволяют следующие виды очистки:

механическая – посредством использования отстойников, нефтеловушек, емкостей для аккумуляции воды;

реагентная обработка коагулянтами либо флокулянтами с фильтрованием;

биологическая – при помощи иммобилизированной микрофлоры.

Помимо основного способа также могут использоваться методы, позволяющие избавиться от отдельных соединений. Они представлены сорбцией, биологическим окислением, озонированием.