Кратко охарактеризуйте состав сточных вод металлообрабатывающих предприятий
Обновлено: 07.07.2024
Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на три вида:
- Производственные – использованные в технологическом процессе производства;
- Бытовые – от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории промышленных предприятий;
- Поверхностные – дождевые и от таяния снега[1].
Производственные сточные воды машиностроительных предприятий
К машиностроительной отрасли относятся заводы: автомобильные, тракторные, комбайностроения, сельскохозяйственных машин, подшипниковые, станкостроительные, инструментальные и др. Технологические процессы большинства этих заводов во многом аналогичны, так как их основными цехами являются сборочные, механические, инструментальные, кузнечные, прессовые, литейные, термические, защитных покрытий и окраски, вспомогательные.
Количество производственных сточных вод на машиностроительных заводах колеблется в значительных пределах в зависимости от характера производства и их мощности и определяется регламентом производства [2].
На разных производствах вода выполняет различные функции: охлаждение технологического оборудования и продукта; приготовление и корректировка рабочих растворов и микропорошков; промывка деталей и изделий; мокрая очистка воздуха; мытьё производственных площадей, создание воздушных завес и др. В таблице 1.1 приведены основные производства машиностроительных предприятий, использующих воду на технологические нужды. (См. приложение 1). [3]
По характеру загрязнений производственные сточные воды делятся на следующие категории:
I категория (30—35 % стоков) — незагрязненные сточные воды, нагретые в процессе охлаждения технологического оборудования; к ним относятся сточные воды от охлаждения различных печей, компрессоров, термического и сварочного оборудования, холодильных станций и др.;
П категория (15—20 % стоков) — химически загрязненные слабоконцентрированные сточные воды (в том числе наиболее характерные: загрязненные кислотами, щелочами, солями металлов, красками); указанные сточные воды сбрасываются из гальванических, травильных, окрасочных отделений;
Ш категория (45—55 % стоков) — сточные воды, загрязнённые механическими примесями и маслами; эти сточные воды сбрасываются от промывочного оборудования, "мокрых" вентиляционных систем, литейного оборудования, мойки полов и т. д.;
IV категория (1—2 % стоков) — отработанные концентрированные технологические растворы; эти сточные воды содержат взвешенные вещества, кислоты, щелочи, соли и т. д. в значительно больших концентрациях, чем стоки П категории. К высококонцентрированным сточным водам относятся различные отработанные технологические растворы электролиты, элюаты, образующиеся в травильных и гальванических отделениях; смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), моющие растворы, эмульсии и т. п. Очистка их сопряжена с необходимостью значительных затрат, появлением сточных вод с повышенной минерализацией, возможностью утилизации ценных компонентов.
Ассортимент масел и эмульсий, используемых в машиностроительном производстве, очень широк. Эмульсии готовятся из масел, солидола, эмульсола с добавлением различного типа мыл, щелочей и специальных эмульгаторов, стабилизирующих эмульсию. Помимо распространённых органических масел, смазок и масляных эмульсий в производстве всё шире применяются синтетические масла и смазки. В таблице 1.2 представлен состав сточных вод основных производств машиностроительного профиля [4].
Таблица 1.2 – Состав сточных вод основных производств машиностроительных заводов
Отведение сточных вод с территории промышленных предприятий машиностроительной отрасли, как правило, осуществляется по полной раздельной схеме с локальными очистными сооружениями и полным оборотом производственных сточных вод (рис.1).
1 – дождевые воды; 2 – бытовые сточные воды; 3 – производственные сточные воды; 4 – очистные сооружения; 5 – выпуск в водоём; 6 – сеть незагрязнённых производственных сточных вод; 7 – сеть дождевых вод; 8 – локальные очистные сооружения; 9 – сооружения по охлаждению незагрязнённых сточных вод; 10, 11 – сеть оборотного водоснабжения соответственно после локальной очистки загрязнённых и незагрязнённых (после охлаждения) производственных сточных вод; 12 - сеть оборотного водоснабжения после очистки загрязнённых производственных сточных вод
Рисунок 1 – Схема раздельной системы канализации с локальными очистными сооружениями и полным оборотом производственных сточных вод
Состав сточных вод машиностроительных предприятий
Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на три вида:
- Производственные – использованные в технологическом процессе производства;
- Бытовые – от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории промышленных предприятий;
- Поверхностные – дождевые и от таяния снега[1].
Производственные сточные воды машиностроительных предприятий
К машиностроительной отрасли относятся заводы: автомобильные, тракторные, комбайностроения, сельскохозяйственных машин, подшипниковые, станкостроительные, инструментальные и др. Технологические процессы большинства этих заводов во многом аналогичны, так как их основными цехами являются сборочные, механические, инструментальные, кузнечные, прессовые, литейные, термические, защитных покрытий и окраски, вспомогательные.
Количество производственных сточных вод на машиностроительных заводах колеблется в значительных пределах в зависимости от характера производства и их мощности и определяется регламентом производства [2].
На разных производствах вода выполняет различные функции: охлаждение технологического оборудования и продукта; приготовление и корректировка рабочих растворов и микропорошков; промывка деталей и изделий; мокрая очистка воздуха; мытьё производственных площадей, создание воздушных завес и др. В таблице 1.1 приведены основные производства машиностроительных предприятий, использующих воду на технологические нужды. (См. приложение 1). [3]
По характеру загрязнений производственные сточные воды делятся на следующие категории:
I категория (30—35 % стоков) — незагрязненные сточные воды, нагретые в процессе охлаждения технологического оборудования; к ним относятся сточные воды от охлаждения различных печей, компрессоров, термического и сварочного оборудования, холодильных станций и др.;
П категория (15—20 % стоков) — химически загрязненные слабоконцентрированные сточные воды (в том числе наиболее характерные: загрязненные кислотами, щелочами, солями металлов, красками); указанные сточные воды сбрасываются из гальванических, травильных, окрасочных отделений;
Ш категория (45—55 % стоков) — сточные воды, загрязнённые механическими примесями и маслами; эти сточные воды сбрасываются от промывочного оборудования, "мокрых" вентиляционных систем, литейного оборудования, мойки полов и т. д.;
IV категория (1—2 % стоков) — отработанные концентрированные технологические растворы; эти сточные воды содержат взвешенные вещества, кислоты, щелочи, соли и т. д. в значительно больших концентрациях, чем стоки П категории. К высококонцентрированным сточным водам относятся различные отработанные технологические растворы электролиты, элюаты, образующиеся в травильных и гальванических отделениях; смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), моющие растворы, эмульсии и т. п. Очистка их сопряжена с необходимостью значительных затрат, появлением сточных вод с повышенной минерализацией, возможностью утилизации ценных компонентов.
Ассортимент масел и эмульсий, используемых в машиностроительном производстве, очень широк. Эмульсии готовятся из масел, солидола, эмульсола с добавлением различного типа мыл, щелочей и специальных эмульгаторов, стабилизирующих эмульсию. Помимо распространённых органических масел, смазок и масляных эмульсий в производстве всё шире применяются синтетические масла и смазки. В таблице 1.2 представлен состав сточных вод основных производств машиностроительного профиля [4].
Таблица 1.2 – Состав сточных вод основных производств машиностроительных заводов
Природа – это постоянно развивающийся, мудрый, уникальный, самовосстанавливающийся организм. Однако для подобного восстановления должно проходить определенное количество времени. В условиях постоянной антропогенной атаки у природы не хватает сил и ресурсов, чтобы восстановить себя. Из-за этого возникают глобальные экологические проблемы. Одна из них – это загрязнение Мирового океана и, как следствие, нехватка чистой питьевой воды во многих регионах мира. Из-за загрязнения водоёмов страдают и их обитатели. В данной статье речь пойдёт про сточные воды промышленных предприятий, методы их нормирования и очистки.
Экологические проблемы больших городов
Трудно представить город, который не оказывает воздействия на окружающую природную среду. Первое и основное, что нужно сделать, чтобы основать поселение, - это отчуждение большой территории и превращение её из леса или поля в железобетонные джунгли. На этом все не заканчивается. Продукты жизнедеятельности человека загрязняют природу и часто наносят невосполнимый ущерб животному и растительному миру.
Среди основных экологических проблем промышленных городов можно выделить:
- загрязнение рек, морей и озер вследствие сбросов сточных вод промышленных предприятий, содержащих токсичные загрязняющие вещества;
- загрязнение воздушного бассейна вследствие выбросов предприятий;
- загрязнение почвы, водоёмов и воздуха (запах) опасными производственными отходами;
- уничтожение зеленых насаждений и их обитателей;
- нехватку чистой питьевой воды;
- изменение климата и истощение озонового слоя.
Все данные процессы происходят под действием антропогенного фактора, а потому именно в силах человека изменить ситуацию в лучшую сторону. Сточные воды промышленных предприятий и их очистка должны стать приоритетным направлением внутренней политики городов и поддержки предприятий, осуществляющих такой вид деятельности.
Виды сточных вод
В данном случае классификация основана на химическом составе с целью подбора методов утилизации. Сточные воды промышленных предприятий делятся на три вида:
- хозяйственно-бытовые стоки;
- промышленные стоки;
- поверхностные и инфильтрационные стоки.
Для каждого типа сбросов в норме предусматривается своя канализационная система, хотя иногда в некоторых городах все еще смешивают всё вместе. Это только усугубляет проблему последующей очистки.
Хозяйственно-бытовые сточные воды
Данный вид сбросов характерен для любого здания и сооружения, оборудованного санузлом, а потому состав таких сбросов, как правило, всегда одинаковый. Хозяйственно-бытовые стоки отличаются большим содержанием органики, присутствием азота, фосфора и грубодисперсных примесей. Очистка такого типа загрязнений, как правило, биологическая и не вызывает трудностей, больших энергозатрат, а потому производится силами систем коммунального хозяйства.
Состав сточных вод промышленных предприятий данного вида отличается только тем, что работники могут сливать в туалет и раковину жидкости, которые туда сливать нельзя. Это очень характерно для лабораторий, химических заводов, гальванических производств, фармацевтических заводов.
Поверхностные сточные воды
Все выпадающие в городах осадки по системе ливневой канализации поступают в накопительные резервуары, а потом на очистные сооружения. Данный вид стоков, по сути, загрязнен только взвешенными веществами и нефтепродуктами, а потому все городские ливнестоки очищаются по принципу отстаивания и удаления нефтепродуктов.
Тут важно понимать, что собираются данные сбросы с кровли, асфальтного покрытия и даже учитываются стоки с почвы и травы. Главное отличие сточных вод промышленных предприятий данного типа в том, что при недобросовестной газоочистке и разливах (авариях) они могу загрязняться специфическими веществами, характерными для данного вида производств. А потому и этот тип сбросов должен подвергаться предварительной очистке.
Промышленные сточные воды
Не бывает полностью безотходных технологий. Даже самое небольшое предприятие, использующее в своем производственном процессе воду, образует сточные воды. Характер загрязнений таких сбросов варьируется от отрасли завода.
- Целлюлозно-бумажная промышленность отличается очень загрязненными стоками. Поэтому очистка в данном случае предполагается многоступенчатая и качественная. Основными загрязняющими веществами являются волокна, селен, хлор, скипидар, SO2.
- Автотранспортные предприятия образуют сточные воды при мойке, покраске, ремонте, а потому они сильно загрязнены нефтепродуктами, фенолами, взвешенными веществами.
- Нефтеперерабатывающие заводы используют системы оборотного водоснабжения. Сточные воды некоторых промышленных предприятий содержат соли жесткости, нефтепродукты, сульфаты, взвешенные вещества, хлориды.
- Птицефабрики и мясокомбинаты образуют сбросы, загрязняющие водоёмы и системы канализации азотом, фосфором, калием, вирусами и бактериями.
Как видно из перечня, очистка сточных вод промышленных предприятий строго зависит от сферы деятельности завода и компонентного состава загрязняющих веществ.
Система экологического нормирования
Чтобы избежать аварий и негативных последствий, необходимо осуществлять контроль над любой сферой промышленности. С целью охраны окружающей среды очистка сточных вод промышленных предприятий и способы их нормирования заложены в экологическом природоохранном законодательстве Российской Федерации. Оно основано на принципах рационального использования природных ресурсов, на праве каждого человека на здоровую окружающую среду и на принципе устойчивого развития.
Базой для экологического нормирования является понятие предельно допустимой концентрации (ПДК), а также предельно допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов (ПДС). Такое регулирование позволяет установить максимальные значения для загрязняющих веществ, которые возможно сбрасывать в водоём или систему канализации. При этом важно понимать, что ПДК для сброса в водоём будет куда строже, чем ПДК для сброса в городской коллектор, так как в последнем случае сточные воды сначала будут накапливаться и очищаться на муниципальных канализационных очистных сооружениях, а потом только поступать в водоём.
Правовое регулирование в области охраны водных ресурсов основывается на Федеральном Законе 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении" от 29.11.2011, подзаконных актах и ГОСТах, СП, СанПиНах. В последних приводятся допустимые концентрации и даются конкретные рекомендации.
СанПиН для ПДК сточных вод промышленных предприятий РФ устанавливает нормативы качественного состава сточных вод для сброса в водные объекты и требования к санитарной охране сточных вод. Данный документ носит практический характер, а потому в нём нормируются примеси, окраска, температура, pH, минерализация, БПК5, инфекционные возбудители. Санитарные правила и нормы 2.1.5.980-00 "Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод" приняты 01.01.2001. Они основываются на принципах ресурсосбережения, то есть не допускают сбросы, если есть возможность повторного использования воды с предварительной очисткой.
Если речь идет о конкретных ПДК по загрязняющим веществам, то СанПиН для сточных вод промышленных предприятий тут недействителен. Для таких случаев действует принятое 29.07.2013 г. Постановление Правительства № 644, в котором изложены основные принципы пользования системами канализации. В документе разработан перечень запрещенных к сбросу веществ, а также приведены ПДК сточных вод промышленных предприятий для сброса в канализацию. Если речь идет об общесплавных и бытовых системах водоотведения, то концентрация некоторых загрязняющих веществ не должна превышать следующие отметки (мг/дм 3 ):
- взвешенные вещества ≤ 300;
- сульфиды ≤ 1,5;
- сульфаты ≤ 1000;
- хлориды ≤ 1000;
- общий фосфор ≤ 12;
- общий азот ≤ 50;
- нефтепродукты ≤ 10;
- хлорамины и хлор ≤ 5;
- фенолы (суммарно) ≤ 5;
- железо и алюминий ≤ 5;
- цинк, медь, марганец ≤ 1;
- шестивалентный хром ≤ 0,05;
- свинец, никель ≤ 0,25;
- кадмий ≤ 0,015;
- мышьяк ≤ 0,05;
- ртуть ≤ 0,005;
- СПАВ (неионогенные, анионные) ≤ 10;
- летучие органические соединения ≤ 20;
- жиры ≤ 50.
При этом температуры сточных вод не должна превышать +40°С. Если речь идет о сбросах в ливневые системы водоотведения, то ПДК некоторых веществ становятся заметно строже:
Методы очистки
Техника и технология сточных вод – довольно обширная и постоянно развивающаяся дисциплина. В основе всех методов очистки лежит отделение и выделение загрязнений в твердую фазу и образование чистой воды. Для этого существуют следующие способы:
- отстаивание;
- фильтрация механическая;
- физико-химические (флотация, флокуляция, коагуляция, реагентная обработка);
- сорбционный;
- обратный осмос и ультрафильтрация;
- обеззараживание (УФ, озонирование, хлорирование).
Важно понимать, что все эти методы используются не отдельно, а в комплексе. Классическая технологическая схема включает отстаивание, механическую фильтрацию, физико-химический метод, сорбцию и обеззараживание. Каждому из них далее кратко будет дано описание.
Отстаивание
Принципиально важный и первый этап очистки сточных вод промышленных предприятий – это отстаивание (осветление). На этом этапе применяется оборудование, называемое отстойниками. Они представляют собой железобетонный (иногда стеклопластиковый) резервуар, с небольшим уклоном днища в сторону приямка. На данном этапе вода в прямом смысле отстаивается (пребывает в отстойнике) в течение минимум 3 суток. За это время выделяются все нерастворенные примеси: тяжелые взвешенные вещества оседают на дно и сползают в приямок, а нефтепродукты всплывают наверх и удаляются специальным устройством (скиммером) или механическим скребком.
Данный этап очистки действительно самый важный, так как всё дальнейшее оборудование не сможет работать при попадании в него грубодисперсных примесей (песка, ржавчины), которые задерживаются в отстойнике.
Физико-химические методы
Технологии очистки сточных вод промышленных предприятий всегда предусматривают главный обрабатывающий модуль, на котором происходит выделение растворенных в воде веществ и перевод их в нерастворимую форму. В его качестве обычно выступает физико-химический метод очистки сточных вод. Осуществляется это во флотаторах и коагуляторах.
Флотаторы
Чтобы выделить нерастворимые вещества, в данных агрегатах используются пузырьки воздуха. Флотаторы – это емкости, в которых накапливается вода, а снизу специальным приспособлением для барботажа подаётся смесь воды и воздуха. Пузырьки воздуха захватывают загрязняющие вещества за счет своей липкости и уносят наверх, образуя пену, называемую флотошламом. Очевидно, что такой способ подходит для легких растворенных примесей. Сюда же могут быть добавлены коагулянты, которые укрупняют частички загрязняющих веществ, в случае если они совсем малы. Доза реагентов подбирается оптимальным образом, чтобы они не разрушали пузырек воздуха.
Коагуляторы
Чтобы выделить нерастворимые вещества, в данных агрегатах используются принципы адгезии и коагуляции, то есть слипания и укрупнения примесей. Коагулятор (или электрокоагулятор) – это емкость с коалесцентными перегородками, в которую подаётся коагулянт-флокулянт с целью укрупнения примесей. Тяжелые частички загрязняющих веществ в итоге оседают в коническое дно и удаляются. В электрокоагулятор не добавляют реагенты, их действие заменяют алюминиевые или железные электроды.
Данные методы обеспечивают максимальный эффект очистки и используются практически на всех очистных сооружениях.
Фильтрация
Данный метод очистки служит для улавливания остаточных примесей в воде. Фильтрацию условно делят на два вида: механическую и сорбционную.
Механический фильтр представляет собой ёмкость, заполненную гравийной загрузкой либо фильтрующим тканым материалом. В данном случае происходит механическая очистка загрязнений и удерживание их в порах материала. В это время вода протекает сквозь поры и очищается.
Сорбционный фильтр заполняется активированным углем, силикагелем, шунгитом и любым другим сорбентом, который как бы впитывает в себя загрязнения. Данная загрузка либо меняется полностью, либо промывается и используется снова.
Обеззараживание
Данный метод очистки устанавливается в конце каждой технологической схемы. Обеззараживание осуществляется при помощи ультрафиолетовых ламп, гипохлорита или озонаторной установки. Данный вид очистки необходим для удаления остаточных вирусов и бактерий в сточных водах промышленных предприятий.
- оборотные и замкнутые системы водоснабжения с повторным использованием воды на хозяйственные нужды;
- составление водного баланса и водного следа, показывающих удельные расходы воды, с целью их уменьшения по возможности;
- изучение передовых методов очистки стоков;
- налаживание промышленного оборудования с целью уменьшения расходов воды.
Сегодня проблема обеспечения населения чистой водой – одно из приоритетных направлений политики многих стран. Вода – это источник жизни.
Для охраны рек и озер от загрязнения и предотвращения негативного воздействия, на канализационные системы для предприятий, осуществляющих отведение сточных вод, устанавливаются нормативы их состава.
За превышение концентрации загрязняющих веществ в СВ, нарушение надежности и бесперебойности работы городских сетей они обязаны компенсировать вред, нанесенный коммуникациям и водоемам.
Рассмотрим, из чего состоят стоки различных категорий, какие показатели подлежат нормированию, анализу и контролю.
Классификация сточных вод
Состав и свойства
Качества СВ определяет их источник.
Рассмотрим 3 категории стоков:
- хозяйственно бытовые;
- атмосферные;
- производственные.
Хозяйственно бытовые
Хозяйственно-бытовые (коммунально-бытовые) СВ образуются при эксплуатации душевых, прачечных, санитарных узлов, а также в результате деятельности заведений пищевой обслуживающей инфраструктуры – столовых, кафе, ресторанов. Состав этих стоков аналогичен составу СВ от населенных пунктов.
Бытовые воды разделяются на 2 категории:
- Фекальные стоки. Основные загрязняющие примеси – физиологические выделения.
- Хозяйственные стоки. Загрязнены хозяйственными отбросами, моющими средствами.
У этих вод наблюдается относительно постоянный состав и высокая концентрация загрязненности.
Основные примеси – органические вещества растительного и животного происхождения, а также большое количество микроорганизмов (в том числе патогенных) – продуктов жизнедеятельности человека, самых опасных с эпидемиологической точки зрения.
Для очистки хозбытовых стоков, как правило, применяются биологические технологии, предприятия направляют воды этой категории на городские ОС и не отвечают за их качество.
Хозбытовые стоки составляют около 85 % общего объема городского водоотведения. Большинство очистных сооружений ориентировано именно на этот вид СВ.
Кроме бытовых, в канализационную городскую систему городов поступают производственные стоки и небольшой объем атмосферных вод. Типичный состав бытовых стоков с малой примесью промышленных СВ представлен в таблице выше.
Атмосферные
Атмосферные (дождевые или ливневые) воды собираются с промышленных площадок, городских территорий, объектов транспортной инфраструктуры. СВ этой категории образуются в результате смыва загрязняющих веществ с территории при таянии снега и выпадении дождя.
В их составе, кроме обычных загрязнений, могут присутствовать специфические примеси, характерные для производственных процессов, в том числе попадающие на покрытия промплощадок в случае разливов и аварий.
Кроме того, на качественный и количественный составы поверхностного стока оказывают влияние:
- степень благоустройства территории;
- интенсивность движения транспорта;
- плотность населения.
Эти стоки отводятся в наружную (дождевую) городскую сеть.
Стоки с территорий предприятий более сложные по составу, а концентрация ЗВ в них выше, чем в городском поверхностном стоке.
Атмосферные воды с незагрязненных производственных территорий отводятся отдельной системой канализации или сбрасываются в водный объект неочищенными. Загрязненные воды перед отведением в водоем очищаются.
Одним из вариантов регулирования загрязненного поверхностного стока является стимулирование благоустройства территорий.
Промышленные
Производственные стоки образуются на промышленных предприятиях, в них входят такие категории, как:
- Производственные, образующиеся в результате основных технологических процессов. Самые загрязненные, имеющие значительный объем.
- Воды от охлаждаемого и вспомогательного оборудования, к примеру, от теплообменных аппаратов. Характеризуются большим расходом, слабой загрязненностью. Считаются условно чистыми.
- Стоки подсобных цехов и участков обслуживания. Имеют небольшой объем сброса и большой объем загрязняющих примесей.
Источники образования
В технологических процессах источниками СВ являются воды:
- образующиеся в результате химических реакций;
- выделяющиеся в процессах промывки и переработки исходного сырья;
- водные экстракты и абсорбенты;
- охлаждающие оборудование и готовую продукцию;
- другие воды, слитые с производственных аппаратов — вакуум-насосов, конденсаторов, систем гидрозолоудаления, а также после мытья помещений, оборудования, тары.
Качество СВ
Количество, состав и концентрация промышленных СВ отличаются непостоянством, большим разнообразием и находятся в прямой зависимости от отрасли, особенностей и режимов технологических процессов.
Например, в электросталеплавильном производстве на формирование качества стоков влияет стадия выплавки стали, состав шихты, удельный расход воды на очистку газа и множество других параметров.
Состав СВ, образующихся при химической обработке тканей, определяется объемом и качествами примесей волокна, красителей и реагентов, а концентрация СВ – нормой водоотведения.
В формирование состава СВ значительный вклад вносит обрабатываемое сырье. Большинство предприятий имеет в составе СВ и минеральные, и органические загрязнения в различных пропорциях.
К примеру, основным загрязняющим компонентом стоков являются:
- на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки – нефть и ее производные;
- на металлургических заводах – в основном вещества минерального происхождения, в частности, известь, силиций, железо.
- на обогатительных комбинатах – руда;
- на мясокомбинатах – животные жиры, отходы крови, мяса, непереваренной пищи животных, поваренная соль.
В состав СВ шелковых красильно-отделочных фабрик входят углеводороды, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, органические и минеральные кислоты и ароматические соединения.
Уровень загрязненности
Концентрации ЗВ в СВ различных предприятий неодинаковы.
Уровень загрязнения промышленных стоков можно разделить на 3 категории:
- Условно чистые. Они не нуждаются в очистке, поскольку в результате поступления СВ в водоем физико-химические свойства воды остаются неизменными.
- Нормативно очищенные. Стоки, подвергнутые очистке до предельно допустимых концентраций (ПДК) ЗВ. Сброс СВ, содержащих незначительный объем примесей, неспособен повлиять на качество воды в водоеме.
- Загрязненные. Это стоки, выпущенные в водный объект без очистки или недостаточно очищенные. Уровень ЗВ превышает ПДК, но в расчет берутся процессы разбавления и самоочищения в водоеме.
Производственные СВ наиболее опасны для водоемов. Перед выпуском в канализационную систему или в водные объекты стоки подлежат очистке на локальных очистных сооружениях до достижения нормативных показателей.
Для очистки нужны сложные и дорогостоящие инженерные сооружения, использование сочетания разных методов (химических, физико-химических, биологических). Такие стоки принимают в централизованную систему водоотведения с определенными ограничениями.
Химические и физические показатели
Для определения состава СВ проводят химический анализ по показателям:
Если при анализе используется бихромат калия, бихроматную окисляемость называют химическим потреблением кислорода (ХПК).
Когда окисление выполняется при участии аэробных бактерий, определяется биохимическая потребность в кислороде (БПК) – показатель загрязнения воды, характеризующий способность бактерий переваривать органические вещества.
Величина БПК почти абсолютно совпадает с истинным расходом кислорода на процесс очистки стоков.
Загрязняющими примесями в СВ плодоовощных консервных заводов являются частицы земли, овощные и фруктовые отходы. Они отличаются высокой биологической потребностью кислорода.
Способность загрязняющих примесей в СВ к биохимическому окислению характеризуется соотношением БПКполн и ХПК, это важный показатель – чем выше показатель, тем больше органики будет изъято при биологической очистке.
Соотношение БПКполн и ХПК после биоочистки заметно сокращается, что говорит об удалении биологически окисляемых веществ.
Показателями качества СВ также являются:
- азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный);
- хлориды;
- сульфаты;
- фосфаты;
- тяжелые металлы;
- ПАВ;
- нефтепродукты;
- растворенный кислород.
Объем последнего показателя говорит о гигиеническом состоянии водного объекта – при присутствии в СВ ЗВ показатель уменьшается, поскольку расходуется на окисление этих веществ.
Состав СВ бумажной фабрики характеризуется следующими аналитическими данными (в мг/л):
- общий остаток – 2285;
- минеральные вещества –1571;
- волокна –717;
- известь (оксид кальция) –233;
- оксид магния – 95;
- хлориды – 69;
- сульфаты – 100.
Микробное число – санитарно-бактериологический показатель, характеризующий загрязнение (обсемененность) СВ микроорганизмами.
Если в СВ присутствуют характерные для конкретного предприятия или населенного пункта элементы, проводят анализ для определения концентрации данных веществ.
Подводим итог
Основные ЗВ, поступающие в водоемы в составе сбросов СВ – биогенные соединения азота и фосфора, тяжелые металлы, органические загрязнители, ксенобиотики (чужеродные для живых организмов химические вещества, не входящие в биотический водоворот), пестициды, токсины, а также поллютанты (вещества, концентрация которых превышает фоновые значения).
Сброс загрязненных СВ в водные объекты приводит к нарушению их естественных процессов. Высокие концентрации азота и фосфора приводят к эвтрофированию – бурному развитию сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Чаще всего явление наблюдается в озерах и водохранилищах – водоемах с медленным течением.
В результате эвтрофирования продуцируются опасные для жизни обитателей и растений токсические вещества, создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры, нарушается кислородный режим, что в результате приводит к гибели рыб и ракообразных, изменению биоценоза водных экосистем.
Именно поэтому аналитические показатели сбросов должны постоянно контролироваться и корректироваться в результате более тщательной очистки сточных вод.
Состав сточных вод, образующихся на предприятиях разного промышленного профиля, диктуется в первую очередь составом применяемого сырья, а затем уже технологией его переработки, так как она является сходной в основных ее аспектах для предприятий, относящихся к одному производственному профилю.
1. Например, в сточных водах предприятий, как:
- строительных производств,
- камнеобрабатывающих заводов,
- производств, связанных с обработкой стекла и полудрагоценных камней
- и других, относящихся к этому профилю,
- добыче, транспортировке, хранении и переработке нефти,
- а также отдельных участков заводов машиностроительного профиля,
присутствуют в основном эмульгированные частицы жидкой фазы, а также нерастворимые минеральные частицы. Кроме того, для них характерно присутствие растворенных органических и неорганических веществ, к числу которых также относятся загрязнения с поверхностно-активными свойствами, характерное большей частью для стоков, образованных при добыче нефти.
3. В сточных водах, образующихся на гальванических участках и производствах, содержатся большие концентрации растворенных в воде ионов тяжелых металлов, кроме того, эти сточные воды требуют предварительной нейтрализации.
4. В состав стоков целлюлозно-бумажного производства входят растворенные органические и неорганические вещества, а также большое количество частиц органического происхождения, характеризующихся волокнистой структурой и трудно поддающиеся биологическому окислению, такие, как лигнин.
характеризуются большим содержанием эмульгированных жиров, взвешенной и растворенной органики, а также поверхностно-активными веществами, входящими в состав растворов, с помощью которых производится мытье и дезинфекция технологического оборудования.
6. Стоки пищевых производств по переработке растительной продукции содержат большое количество взвешенной фазы, состоящей из отходов переработки, а также конечных и промежуточных продуктов переработки, кроме того, в их состав могут входить минеральные примеси, попадающие при мытье сырья, а также поверхностно-активные вещества, входящие в состав моющих средств.
В целом, сточные воды, образующиеся на предприятиях одного профиля, обычно имеют сходные характеристики, поэтому для предварительного подбора химических реагентов для их очистки используется опыт их применения для стоков, образующихся в аналогичных производственных процессах.
Это же касается и осадков с высоким уровнем влажности, представляющих собой, как правило, флотошламы, или избыток активного ила, для кондиционирования, то есть предварительной обработки перед обезвоживанием, которых применяются сходные по характеристикам коагулянты, или флокулянты.
Читайте также: