Очистка производственных сточных вод кратко

Обновлено: 04.07.2024

Машиностроительная (гальваническое производство) и химическая (фармацевтическое производство) отрасли промышленности потребляют значительный объем водопроводной и артезианской воды. В процессе производства продукции образуются как отработанные концентрированные растворы требующие утилизации, так и промывные воды, которые поступают на сброс в городскую канализацию, либо в водные объекты, соответственно, задача очистки промышленных сточных вод предприятий в настоящее время имеет первостепенное значение.

Вода является важнейшим элементом ноосферы Земли, поскольку ее нечем заменить. Считать запасы пресной воды неисчерпаемыми только благодаря наличию современных технологий опреснения морской воды, будет ошибкой.

Основное назначение воды это поддержание жизнедеятельности всей экосистемы планеты: растений, животных и человека. Вода – основа всего живого, главный производитель кислорода в важнейшем процессе фотосинтеза на Земле.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ( ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ) СТОЧНЫЕ ВОДЫ

К существенному загрязнению воды приводит сброс различных органических и неорганических веществ, повсеместно используемых на промышленных предприятиях в процессе производства. Постоянное развитие технологических процессов усугубляет ситуацию загрязнения водных объектов, ведет к изменению состава сточных вод, что в свою очередь приводит к потребности в проектировании новых и совершенствованию существующих методов очистки промышленных сточных вод.

Оборотное водоснабжение предприятий на базе вакуумных выпаривателей способно решить данную задачу. Для этого прежде всего необходимо сокращение водопотребления в технологических процессах (например, применение ванн каскадной промывки в гальваническом производстве), значительных капитальных вложений, а также высокого уровня культуры производства. Передовым направлением во внедрении современных методов очистки сточных вод является технология глубокого окисления - Advanced Oxidation Process (AOP). Сочетание озонирования сточных вод с обработкой ультрафиолетом (длина волны 254 нм) и раствором перекиси водорода приводит к разрушению комплексообразователей и комплексных органических и неорганических соединений. Разложение цианид-ионов до простых веществ в гальваническом производстве, ЭДТА (Трилон Б) в сточных водах производства печатных плат, как и к разрушению сложных высокомолекулярных органических соединений при очистке сточных вод фармацевтического производства.

Основные направления разработки и внедрения технологий и оборудования очистки промышленных стоков:

  1. Внедрение совершенно новых технологий тонкой очистки воды с применением комбинирования физико-химической и биологической очистки - мембранный биореактор ;
  2. Внедрение методов доочистки сточных вод с интенсификацией существующих технологий извлечения загрязняющих веществ - электрофлотатор ;

Производственные сточные воды включают в себя отработанные концентрированные растворы электролитов, промывные воды, отработанные СОЖ (смазывающе-охлаждающие жидкости), солесодержащий (сульфат кальция CaSO4 и хлорид натрия NaCl) обратноосмотический концентрат, либо элюаты ионообменных фильтров стаций водоподготовки. Вследствие значительного разнообразия загрязняющих соединений очень важным становится разделение потоков промышленных сточных вод по составу на кислотно-щелочные, хромсодержащие (Cr6+), фторсодержащие (F-) и другие перед подачей на обезвреживание и очистку. Не существует двух одинаковых промышленных предприятий с одинаковым физико-химическим составом сточных вод. Состав промстоков зависит от отрасли промышленности, режима работы предприятия и водопотребления на прочие производственные задачи.

Сточные воды делят по типам загрязняющих веществ:

  • машиностроительные и приборостроительные металлообрабатывающие предприятия;
  • фармацевтические производства и производства синтетических моющих средств;
  • предприятия теплоэнергетики: ТЭЦ, ТЭС, котельные (станции водоподготовки подпитывающей воды для котлов, системы ХВО).

Основные показатели загрязнения промышленных сточных вод - это химическое потребление кислорода (ХПК), общее солесодержание (минерализация воды), содержание ионов тяжелых металлов и комплексообразующих соединений.

Классификация промышленных сточных вод с целью подбора и применения различных коагулянтов и флокулянтов:

  • с твердой нерастворимой фазой;
  • с жидкой нерастворимой фазой;
  • с твердой и/или жидкой дисперсной фазой, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Сточные воды промышленных предприятий имеют широкий спектр загрязняющих веществ, находящихся в дисперсном, эмульгированном либо истинно растворимом агрегатном состоянии.

Физико-химический состав промстоков зависит от используемых в процессе производства химических реагентов, промежуточных соединений, типа производимых изделий, качества водопроводной воды и сырья, культуры труда и т.д. Для составления технического задание на проектирование очистных сооружений требуется проведение экологического аудита. При использовании на производстве замкнутого водооборота, объем жидких отходов значительно уменьшается, при этом концентрация загрязнителей возрастает. Хозяйственно-бытовые сточные воды формируются на заводах в административных зданиях: столовых, туалетах, при помывке полов. Водопотребление и водоотведение предприятия связано с графиком его работы, производственными процессами и количеством работающего персонала.

Очистка производственных сточных вод организуется с делью использо­вания их в системах оборотного, последовательного или замкнутого водо­снабжения, обеспечения условий приема в городские системы водоотведения или сброса в водные объекты.

Вода, использованная в технологическом процессе, содержит примеси в виде: взвешенных частиц размером от 0,1 мкм и более, образующих су­спензии; нерастворяемых в воде капелек другой жидкости, образующих эмульсии; коллоидных систем с частицами размером от 1 мкм до 1 нм и растворенных в воде веществ в молекулярной или ионной форме. Примеси, содержащиеся в технологической воде, часто являются ценным сырьем или готовой продукцией.

Методы очистки сточных вод подразделяются на механические, физи­ко-химические и биологические.

Механические методы очистки обеспечивают извлечение из очищае­мых вод взвешенных и плавающих примесей. Наиболее простой способ уда­ления этих примесей — отстаивание, в процессе которого взвешенные ве-щества оседают на дно, а плавающие примеси всплывают на поверхность отстойников. Отстойники устраиваются горизонтальные, вертикальные и радиальные (рис. 3.11).


Рис.3.11. Отстойники:

А — горизонтальный; Б — вертикальный; В — радиальный 1 — загрязненная вода; 2 — очищенная вода; 3 — осадок (шлам); 4 — скребковый механизм

В горизонтальном отстойнике длина в 8—12 раз больше его глубины. Отстойники бывают непрерывного или периодического действия. В отстой­никах непрерывного действия отделение примесей происходит благодаря резкому уменьшению скорости движения очищаемой жидкости (до 0,005— 0,01м/с). Продолжительность прохождения жидкости через отстойник со­ставляет 1—3 часа. Эффективность осветления воды — от 40 до 60%. В от­стойниках периодического действия продолжительность отстоя жидкости составляет несколько часов, после чего происходит удаление всплывших примесей, осветленной воды и осадка. Затем процесс повторяется.

Глубина (высота) вертикального отстойника в несколько раз превышает его горизонтальный размер. Разделение твердой и жидкой фаз происходит за счет уменьшения скорости потока и изменения его направления на 180°. Вер­тикальные отстойники более компактны, однако их эффективность на 10—20% ниже, чем у горизонтальных.

В конструкции радиального отстойника реализован принцип действия вер­тикального и горизонтального отстойников. В центральной его части проис­ходит смена направления потока очищаемой жидкости, а от центра к пери­ферии он работает в режиме горизонтального отстойника. Это позволяет по­лучать достаточно компактные сооружения большой производительности. Эффективность осветления в радиальных отстойниках достигает 60%. Глуби­на их колеблется от 1,5 до 5 м, диаметр — от 15 до 60 м.

В зависимости от вида удаляемых плавающих примесей отстойники мо­гут называться нефтеловушками, жироуловителями и т.п. Эффективность уда­ления из воды плавающих примесей составляет 95—96%. Всплывшие приме­си удаляются с поверхности специальными приспособлениями и направля­ются на утилизацию.

Для удаления из воды волокнистых примесей (частичек шерсти, ниток, асбеста и др.) используется дисковый волокноуловитель, представляющий со­бой вращающийся перфорированный диск, по которому тонким слоем сте­кает очищаемая жидкость.

Для повышения эффективности процесса осветления к очищаемой в от­стойниках жидкости добавляют коагулянты — вещества, которые при взаи­модействии с водой образуют хлопьеобразные частицы размером 0,5—3 мм с развитой поверхностью, обладающие также небольшим электрическим заря­дом. При оседании эти хлопья захватывают из жидкости взвешенные и кол­лоидные частицы. В качестве коагулянтов применяются сернокислый алю­миний, хлорное железо и др. Расход их составляет от 40 до 700 кг/м 3 очища­емой жидкости. Высокие дозы относятся к физико-химической очистке технологических вод, обеспечивающей удаление хрома и цианидов, а также обесцвечивание воды.

Интенсификации процесса коагуляции способствует добавка флокулян-тов — веществ, обеспечивающих агрегирование пластин коагулянтов и ус­коряющих тем самым их осаждение. В качестве флокулянтов применяют клей­кие вещества: крахмал, декстрин, силикатный клей. Весьма эффективным является синтетический флокулянт — полиакриламид (ПАА), широко ис­пользующийся также при подготовке питьевой воды. Доза применения ПАА колеблется от 0,5 до 25 г/м 3 очищаемой жидкости. Внедряются в практику и другие коагулянты и флокулянты на основе активных полимеров, дозы при­менения которых в десятки раз меньше.




Тонкодисперсные частички, которые не удается извлечь из жидкости в отстойниках, могут быть удалены с помощью фильтрования. Процесс фильтро­вания заключается в прохождении жидкости через пористую преграду, на ко­торой осаждаются мелкодисперсные частицы. В качестве фильтрующего слоя используются зернистые материалы (песок, гранитная или мраморная крошка, керамзит и др.), ткани и нетканые полотна (хлопчатобумажные, шерстяные, синтетические, из асбеста, стекловолокна и др.), металлические сетки, перфо­рированные пластины, пористая керамика. Для ускорения процесса фильтро­вание производится под давлением или с помощью вакуума. Для извлечения нефтепродуктов, масел и других эмульгированных примесей применяются фильтры из полиуретана. Эффективность удаления взвешенных и эмульгиро­ванных примесей методом фильтрования достигает 99% и более.

В гидроциклонах и центрифугах разделение жидкой и твердой фаз произ­водится под воздействием центробежных сил.

Для удаления взвешенных веществ используются напорные гидроцик­лоны (рис.3.12). Для удаления плавающих примесей применяются откры­тые гидроциклоны. Гидроциклон представляет собой металлический ап­парат, состоящий из цилиндрической и конической частей. Диаметр ци­линдрической части — от 100 до 700 мм, высота примерно равна диаметру. Угол конусности составляет 10—20°. Внутри аппарата имеются струенаправ-ляющие лопасти в виде винтовой спирали. Поданная под давлением жид­кость, двигаясь по спирали к сливу, отделяется от взвешенных веществ. Частьжидкости с большим содержанием взвесей удаляется из гидроциклона, а осветленная вода под действием образовавшегося вакуума движется вверх и изливается через верхнее отверстие. В открытом (безнапорном) гидроцик­лоне удаление осветленной воды происходит через боковые отверстия, а всплывающие примеси извлекаются с помощью сифона. Гидроциклоны, по сравнению с другими устройствами для механической очистки вод, отлича­ются высокой производительностью, компактностью, экономичны в изго­товлении и эксплуатации. Эффективность очистки от взвешенных и плава­ющих примесей составляет примерно 70%.


Рис. 3.12. Гидроциклоны:

А — вертикальный напорный; Б — многоярусный открытый

1 — загрязненная вода; 2 — очищенная вода; 3 — осадок (шлам); 4 — плавающие примеси (нефтепродукты, масла)

Центрифугирование является эффективным методом разделения суспен­зий и эмульсий. Центрифуги изготовляются периодического и непрерывного действия с автоматической выгрузкой осадка и осветленной жидкости (фуга-та). При центрифугировании достигается достаточно высокая степень обез­воживания осадка и получается относительно чистый фугат. Центрифуги по­требляют большое количество электроэнергии, создают высокие шумовые нагрузки и небезопасны в эксплуатации.

Физико-химические методы очистки обеспечивают удаление из воды, как правило, растворенных веществ, неподдающихся или плохо поддающихся био­логической очистке, а также веществ, которые могут оказать неблагоприятное воздействие на коллекторы или другие элементы систем водоотведения.

Наиболее простым и распространенным методом физико-химической очи­стки является нейтрализация, которая заключается в подкислении щелочных вод (с рН>8,5) и подщелачивании вод с рН

Вода, использованная в технологическом процессе, содержит примеси в виде: взвешенных частиц размером от 0,1 мкм и более, образующих су­спензии; нерастворяемых в воде капелек другой жидкости, образующих эмульсии; коллоидных систем с частицами размером от 1 мкм до 1 нм и растворенных в воде веществ в молекулярной или ионной форме. Примеси, содержащиеся в технологической воде, часто являются ценным сырьем или готовой продукцией.

Методы очистки сточных вод подразделяются на механические, физи­ко-химические и биологические.

Механические методы очистки обеспечивают извлечение из очищае­мых вод взвешенных и плавающих примесей. Наиболее простой способ уда­ления этих примесей — отстаивание, в процессе которого взвешенные ве-щества оседают на дно, а плавающие примеси всплывают на поверхность отстойников. Отстойники устраиваются горизонтальные, вертикальные и радиальные (рис. 3.11).


Рис.3.11. Отстойники:

А — горизонтальный; Б — вертикальный; В — радиальный 1 — загрязненная вода; 2 — очищенная вода; 3 — осадок (шлам); 4 — скребковый механизм

В горизонтальном отстойнике длина в 8—12 раз больше его глубины. Отстойники бывают непрерывного или периодического действия. В отстой­никах непрерывного действия отделение примесей происходит благодаря резкому уменьшению скорости движения очищаемой жидкости (до 0,005— 0,01м/с). Продолжительность прохождения жидкости через отстойник со­ставляет 1—3 часа. Эффективность осветления воды — от 40 до 60%. В от­стойниках периодического действия продолжительность отстоя жидкости составляет несколько часов, после чего происходит удаление всплывших примесей, осветленной воды и осадка. Затем процесс повторяется.

Глубина (высота) вертикального отстойника в несколько раз превышает его горизонтальный размер. Разделение твердой и жидкой фаз происходит за счет уменьшения скорости потока и изменения его направления на 180°. Вер­тикальные отстойники более компактны, однако их эффективность на 10—20% ниже, чем у горизонтальных.

В конструкции радиального отстойника реализован принцип действия вер­тикального и горизонтального отстойников. В центральной его части проис­ходит смена направления потока очищаемой жидкости, а от центра к пери­ферии он работает в режиме горизонтального отстойника. Это позволяет по­лучать достаточно компактные сооружения большой производительности. Эффективность осветления в радиальных отстойниках достигает 60%. Глуби­на их колеблется от 1,5 до 5 м, диаметр — от 15 до 60 м.

В зависимости от вида удаляемых плавающих примесей отстойники мо­гут называться нефтеловушками, жироуловителями и т.п. Эффективность уда­ления из воды плавающих примесей составляет 95—96%. Всплывшие приме­си удаляются с поверхности специальными приспособлениями и направля­ются на утилизацию.

Для удаления из воды волокнистых примесей (частичек шерсти, ниток, асбеста и др.) используется дисковый волокноуловитель, представляющий со­бой вращающийся перфорированный диск, по которому тонким слоем сте­кает очищаемая жидкость.

Для повышения эффективности процесса осветления к очищаемой в от­стойниках жидкости добавляют коагулянты — вещества, которые при взаи­модействии с водой образуют хлопьеобразные частицы размером 0,5—3 мм с развитой поверхностью, обладающие также небольшим электрическим заря­дом. При оседании эти хлопья захватывают из жидкости взвешенные и кол­лоидные частицы. В качестве коагулянтов применяются сернокислый алю­миний, хлорное железо и др. Расход их составляет от 40 до 700 кг/м 3 очища­емой жидкости. Высокие дозы относятся к физико-химической очистке технологических вод, обеспечивающей удаление хрома и цианидов, а также обесцвечивание воды.

Интенсификации процесса коагуляции способствует добавка флокулян-тов — веществ, обеспечивающих агрегирование пластин коагулянтов и ус­коряющих тем самым их осаждение. В качестве флокулянтов применяют клей­кие вещества: крахмал, декстрин, силикатный клей. Весьма эффективным является синтетический флокулянт — полиакриламид (ПАА), широко ис­пользующийся также при подготовке питьевой воды. Доза применения ПАА колеблется от 0,5 до 25 г/м 3 очищаемой жидкости. Внедряются в практику и другие коагулянты и флокулянты на основе активных полимеров, дозы при­менения которых в десятки раз меньше.

Тонкодисперсные частички, которые не удается извлечь из жидкости в отстойниках, могут быть удалены с помощью фильтрования. Процесс фильтро­вания заключается в прохождении жидкости через пористую преграду, на ко­торой осаждаются мелкодисперсные частицы. В качестве фильтрующего слоя используются зернистые материалы (песок, гранитная или мраморная крошка, керамзит и др.), ткани и нетканые полотна (хлопчатобумажные, шерстяные, синтетические, из асбеста, стекловолокна и др.), металлические сетки, перфо­рированные пластины, пористая керамика. Для ускорения процесса фильтро­вание производится под давлением или с помощью вакуума. Для извлечения нефтепродуктов, масел и других эмульгированных примесей применяются фильтры из полиуретана. Эффективность удаления взвешенных и эмульгиро­ванных примесей методом фильтрования достигает 99% и более.

В гидроциклонах и центрифугах разделение жидкой и твердой фаз произ­водится под воздействием центробежных сил.

Для удаления взвешенных веществ используются напорные гидроцик­лоны (рис.3.12). Для удаления плавающих примесей применяются откры­тые гидроциклоны. Гидроциклон представляет собой металлический ап­парат, состоящий из цилиндрической и конической частей. Диаметр ци­линдрической части — от 100 до 700 мм, высота примерно равна диаметру. Угол конусности составляет 10—20°. Внутри аппарата имеются струенаправ-ляющие лопасти в виде винтовой спирали. Поданная под давлением жид­кость, двигаясь по спирали к сливу, отделяется от взвешенных веществ. Частьжидкости с большим содержанием взвесей удаляется из гидроциклона, а осветленная вода под действием образовавшегося вакуума движется вверх и изливается через верхнее отверстие. В открытом (безнапорном) гидроцик­лоне удаление осветленной воды происходит через боковые отверстия, а всплывающие примеси извлекаются с помощью сифона. Гидроциклоны, по сравнению с другими устройствами для механической очистки вод, отлича­ются высокой производительностью, компактностью, экономичны в изго­товлении и эксплуатации. Эффективность очистки от взвешенных и плава­ющих примесей составляет примерно 70%.


Рис. 3.12. Гидроциклоны:

А — вертикальный напорный; Б — многоярусный открытый

1 — загрязненная вода; 2 — очищенная вода; 3 — осадок (шлам); 4 — плавающие примеси (нефтепродукты, масла)

Центрифугирование является эффективным методом разделения суспен­зий и эмульсий. Центрифуги изготовляются периодического и непрерывного действия с автоматической выгрузкой осадка и осветленной жидкости (фуга-та). При центрифугировании достигается достаточно высокая степень обез­воживания осадка и получается относительно чистый фугат. Центрифуги по­требляют большое количество электроэнергии, создают высокие шумовые нагрузки и небезопасны в эксплуатации.

Физико-химические методы очистки обеспечивают удаление из воды, как правило, растворенных веществ, неподдающихся или плохо поддающихся био­логической очистке, а также веществ, которые могут оказать неблагоприятное воздействие на коллекторы или другие элементы систем водоотведения.

Наиболее простым и распространенным методом физико-химической очи­стки является нейтрализация, которая заключается в подкислении щелочных вод (с рН>8,5) и подщелачивании вод с рН


Состояние природной среды зависит от степени ее загрязненности деятельностью человека. Немалый вклад в это создают промышленные предприятия, а в особенности – их сточные воды.

Очистка промышленных сточных вод – это актуальная проблема, методы решения которой продолжают развиваться. Современные очистные сооружения во многом превосходят своих предшественников. Во многом это связано с ужесточением природоохранного законодательства. Нормативы загрязняющих веществ становятся все более строгими, а штрафы за их невыполнение – все более дорогими. Поэтому даже для небольших предприятий так важно позаботиться об очистке своего стока.

Нормы состава промышленных стоков для сброса в канализацию

Промышленные стоки, отводимые в систему городской канализации, должны соответствовать нормативам местного оператора водоотведения (городского водоканала). Чаще всего такие требования устанавливаются в зависимости от состояния городских очистных сооружений. Они могут быть чувствительными к составу стока. Ведь на многих заводах сточные воды содержат вещества, способные вызвать коррозию или разрушение трубопроводов и оборудования.

Станция очистки сточных вод

Станция очистки сточных вод небольшого предприятия

Промышленные воды, которые сбрасываются в централизованную канализационную систему, не должны нарушать следующие требования:

  • в воде не должно быть абразивных материалов, которые способны образовывать осадок в трубах и повреждать их;
  • сточные воды не должны содержать веществ, агрессивных по отношению к материалам оборудования (сильные кислоты и щелочи);
  • в стоках не должно быть взрывоопасных или радиоактивных веществ;
  • температура воды не должна превышать 40 градусов по Цельсию;
  • pH должно находиться в пределах от 6,5 до 8,5.

Требования ПДК к сбросу промышленных сточных вод

При сбросе сточных вод непосредственно в водный объект необходимо руководствоваться нормативом под номером ГН 2.1.5.1315-03. В нем определены предельно допустимые концентрации веществ, превышение которых нанесет непоправимый вред флоре и фауне водоема (а также приведет к проверкам и штрафам). Важнейшие из значений представлены в таблице.

Значения ПДК для сброса сточных вод в водоемы

Вещество ПДК, мг/л
Взвешенные вещества 30
Хлориды 350
Железо 0,3
Цинк 1
Сульфаты 500
Фенолы 0,1
Аммоний 1,5

Аграрно-промышленные и животноводческие комплексы чаще всего имеют превышения по фенолам и маслам, а автомобильные заводы – по металлам и нефтепродуктам.

Когда загрязнения промышленных вод превышают указанные значения, устанавливают сооружения очистки стоков.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Загрязнения промышленных вод различаются по агрегатному состоянию, по размеру, по химической инертности. Для того, чтобы наиболее правильно подобрать методику очистки промышленных вод, применяют следующую классификацию:

  • грубодисперсные взвешенные примеси;
  • эмульгированные примеси;
  • мелкодисперсные частицы;
  • эмульсии;
  • металлы;
  • органические вещества (органика);
  • ПАВ и АПАВ.

Виды сточных вод

По составу загрязнений сточные воды предприятий делятся на три группы:

  1. Неорганические стоки;
  2. Сточные воды с органикой;
  3. Смесь из неорганических и органических загрязнений.

Первая группа включает в себя промышленные стоки заводов, производящих соду, сульфаты и азотные соединения, а также использующие в своей технологии металлы, щелочи и кислоты.

Ко второй группе относятся предприятия пищевой промышленности, органического синтеза и нефтеперерабатывающие заводы.

Третья группа – это гальваника и текстильное производство, где кислоты и щелочи сочетаются с металлами, органическими красителями или маслами.

Способы очистки стоков

Методы очистки промышленных сточных вод делятся на группы по принципу действия:

  • механические методы;
  • химические способы;
  • физико-химические способы;
  • биологические методы.

Механические способы очистки позволяют удалить из промышленных стоков крупные твердые частицы. Они позволяют очистить воду не менее чем от половины минеральных нерастворимых частиц.

Химические методы основываются на введении в поток реагентов, переводящих растворенные в промышленной воде вещества в нерастворимое состояние.

Физико-химические методы сочетают действие физических сил с химическими реакциями. Благодаря им выводятся остатки неорганических веществ, расщепляются органические загрязнения.

Биологическая очистка позволяет избавить сточную воду от органики и снизить значения БПК и ХПК.

Схема очистки

Схема очистки сточных вод предприятия

Механические способы очистки

К механическим методам относятся отстаивание и фильтрация. Такое оборудование очень эффективно по отношению к взвеси. Механическая очистка чаще всего является первой ступенью очистки и дополняется сооружениями других видов.

схема радиального отстойника

Принципиальная схема радиального отстойника

Отстаивание происходит в песколовках и отстойниках. В этих сооружениях под действием силы гравитации крупные частицы оседают на дно и удаляются.

Важно следить, чтобы на этом этапе не происходило осаждение органики. Органические вещества в осадке песколовок и отстойников свидетельствуют о плохом качестве очистных сооружений и при дальнейшей переработке вызывают гниение.

При фильтрации вода проходит через сетку или пористую загрузку. Загрязнения задерживаются в порах или ячейках, а чистая вода поступает на следующее сооружение.

Химическая очистка стоков

Химическая очистка проводится с помощью емкостей-реакторов, где происходит смешение стока и реагента. Она основывается на следующих взаимодействиях:

  • восстановительно-окислительных процессах;
  • электролиз или термолиз;
  • синтез и распад;
  • образование нерастворимых соединений.

Методы очистки физико-химической природы

Наиболее востребованными видами являются коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция и ионный обмен. Реже применяются экстракция и эвапорация.

Данные способы очистки промышленных стоков работают только при определенных условиях. Поэтому в схеме очистных сооружений оборудование этого вида очистки чаще всего стоит после механических и химических методов, когда в воде находится значительно меньше загрязнений.

Методы очистки промышленных сточных вод и их нормативы

Установка пенной флотации

Способы биологической очистки

Биологическая очистка заключается в поглощении микроорганизмами органических веществ. В специализированных емкостях, где вода находится длительное время, органика окисляется и минерализуется под действием аэробов, обитающих в объеме сооружения. Аэробы – это микроорганизмы, обитающие и хорошо себя чувствующие при поступлении кислорода воздуха.

Для биологических методов применяют аэротенки, окситенки, биофильтры. Эти сооружения различаются между собой видом микроорганизмов: биопленка в биофильтрах и активных ил в аэротенках и окситенках.

Очистные сооружения

Чаще всего очистные сооружения выглядят как система герметичных резервуаров и трубопроводов, компактно расположенная на производственной площадке. Кроме самих сооружений проектируется подъездная дорога и сооружения обработки осадков и избыточных илов.

Проектирование сооружений очистки стоков проводится индивидуально для каждого предприятия в зависимости от объема стока и его загрязненности. Грамотно составленная схема очистки снижает концентрацию загрязнений в стоке до минимальных отметок.

Очистные сооружения

Очистные сооружения крупного предприятия

Подведение итогов

Постоянное развитие сферы очистных сооружений позволяет с каждым годом улучшать показатели сбрасываемых сточных вод и извлекать из них ценные компоненты, дополнительно снижая стоимость их эксплуатации.

Благодаря этому предприятия избегают крупных штрафов и санкций, а также зарабатывают налоговые скидки из-за реализации природоохранных программ. Таким образом, качественная очистка промышленных стоков положительно влияет не только на окружающую среду, но и на бюджет предприятия.

Фото 2

Специфические свойства животных белков и жиров приводят к быстрому загниванию, сброс даже недостаточно очищенных стоков может обернуться экологической катастрофой.

Невозможно использовать ближайший водоем или городской коллектор для сброса неочищенных стоков – компании, не имеющей эффективной системы водоочистки, просто не выдадут разрешительных документов на водоотведение.

Кроме того, качественные локальные очистные сооружения (ЛОС) делают производственные процессы экономичнее – очищенные до нормативных значений сточные воды могут использоваться повторно.

Зачем нужна очистка?

Вода – необходимый энергоресурс промышленных предприятий. Вода различного качества используется в производственных процессах, для технологических нужд – холодная, нагретая, в парообразном состоянии, а также для охлаждения и мойки оборудования.

Производства даже одного профиля отличаются видами сырья, нюансами технологических процессов, ассортиментом. Стоки характеризуются объемом, особенностями водосборных площадей, направлением водоотведения: в объект рыбохозяйственного значения, в ливневую канализацию или ЦСВ (централизованную систему водоотведения).

Фото 3

СВ, образованные при выпадении осадков и таянии снега, загрязненные нефтепродуктами и другими веществами, перед отведением с поверхности промплощадок как в городской коллектор, так и при сбросе в водоем, должны быть очищены до нормативных значений, предусмотренных санитарными правилами.

Итак, цель установки эффективных ЛОС на предприятиях — это:

  1. Предотвращение загрязнения окружающей среды. Главная цель очистки стоков – удаление опасных химических и токсичных веществ. Очищенные стоки сохраняют экобаланс, не изменяют качественный состав почв и водной среды, не вредят здоровью человека, флоре, фауне и природе в целом.
  1. Соответствие деятельности предприятия законодательным нормам. Ни один проект на строительство или реконструкцию промышленного объекта не получит положительного результата экспертизы, если в нем не будут предусмотрены мероприятия по защите окружающей среды. Эффективные очистные сооружения позволят предприятию сохранить репутацию, избежать серьезных штрафов и сверхлимитной платы за негативное воздействие на водный объект.
  1. Экономия энергозатрат. СВ можно использовать повторно. Во время качественной, иногда многоэтапной, очистки из стоков удаляются вредные вещества и токсины, благодаря чему вода становится пригодной для вторичного использования. Правильно организованная и управляемая система очистки промышленных сточных вод позволяет получать воду, соответствующую санитарным нормативным значениям, экономить средства в долгосрочной перспективе.

Кроме того, эффективные ЛОС предприятий снижают нагрузку на городские очистные сооружения.

Основные методы

Первоначальные этапы очистки аналогичны для всех категорий СВ. Перед очисткой стоки подвергаются усреднению для нормализации, как по расходу, так и по концентрации. Для этого применяются усреднители, оснащенные системой перемешивания или аэрации.

Состав СВ и методы их очистки очень зависимы от типа промышленности. Промышленные стоки характеризуются высокой неравномерностью объемов и загрязненности.

Фото 5

Поэтому схема очистки зависит от множества факторов:

  • источника образования стоков;
  • степени загрязненности;
  • финальных показателей качества воды.

В зависимости от этого, очистка может выглядеть следующим образом:

  1. Механическая очистка. Это первичный этап комплексной обработки. Примеси удаляются механически, путем фильтрации или отстаивания. Твердые частицы задерживаются первичными фильтрами (сетками, песколовками), а поверхностные загрязнения – нефтеуловителями.
  2. Химический способ. Специфические реагенты осаждают загрязнители, трансформируя их в нерастворимые осадки. Это подготовительный метод для глубокой очистки и дезинфекции промстоков, необходимый этап перед биологической очисткой.
  3. Физико-химический. Суть метода – удаление растворенных и тонкодисперсных частиц при введении коагулянтов, а также сорбция, нейтрализация, флотация, центрифугирование, ионный обмен. В результате очистки удержанные загрязнения выводятся в виде осадков, а вода поступает на следующий этап обработки.
  4. Биологический. Метод самоочистки с помощью активного ила в аэробных, анаэробных и аноксидных условиях. Вода очищается за счет естественного биохимического окисления – путем жизнедеятельности микроорганизмов. Для создания нужных искусственных условий применяются биофильтры, биореакторы, аэротенки, метантенки. Это обязательная мера при отведении очищенных СВ в водный объект рыбохозяйственного значения.
  5. Обеззараживание с использованием ультрафиолетового излучения.

Анаэробная очистка сточных вод предприятий – специфичный вид обработки, предназначенной для вод, значительно загрязненных органикой. В результате получается не только очищенная вода, но и биогаз – сырье для тепловой или электрической энергии.

На заключительных этапах может производиться обезвоживание отходов очистки, например, шнековыми дегидраторами.

Обезвоживание осадков имеет широкое применение, например, из отходов жизнедеятельности животных на фермах можно получать удобрения, биогаз и электроэнергию.

При проектировании промышленных ЛОС учитываются направление водоотведения и фактический объем СВ. Для нового предприятия объем стоков рассчитывается с учетом отраслевых норм водопотребления. Основной фактор, определяющий стоимость комплекса ЛОС – объект сброса.

При сбросе в ЦСВ, как правило, достаточно только физико-химических технологий очистки. Отведение СВ в природные водоемы требует УФ-обеззараживания. Чтобы качество стоков, отводимых в водоем рыбохозяйственного значения, соответствовало санитарным нормам, потребуется биологическая очистка.

Фото 4

Такая необходимость приводит к увеличению объема проектно-конструкторских, строительно-монтажных работ, влияет на состав и стоимость оборудования.

Наиболее качественный результат дает совокупность нескольких способов. Грамотно спроектированные системы ЛОС в состоянии очистить сточные воды до лучших показателей, чем среда водоема, куда они поступают.

Очистные сооружения для производственных вод

Индустрия проектирования эффективных ЛОС не стоит на месте, постоянно появляются новые технологии и методы очистки производственных СВ.

Современные автоматизированные установки оборудованы аварийными механизмами, поэтому риск попадания опасных стоков в водный объект практически исключен. Предлагаем ознакомиться, какие бывают ЛОС для очистки промышленных (и не только) стоков.

Очистка пищевых стоков

Процесс обработки пищевых сточных вод, содержащих многокомпонентный объем загрязнений, требует нескольких этапов очистки. Для малых предприятий общепита достаточно мощности 5–50 м 3 /сут, независимо от водоприемника. Пример компактных мини-ЛОС – модульная система с расходом 0,5–1,5м 3 /час.

Состав стандартной модульной ЛОС:

  • грубая очистка (решетка, сито);
  • жироуловитель;
  • напорно-реагентный флотатор;
  • блок подготовки растворов и дозирования реагентов;
  • шламосборник;
  • насосы и компрессор.

У небольших сооружений, предназначенных для очистки пищевых СВ, могут быть и другие проектные решения:

  1. Блочные очистные сооружения (БОС). Блочные системы монтируются в помещении, в непосредственной близости к кухне, или снаружи, оснащаясь автоматизированным щитом управления.
  1. Компактные очистные сооружения (КОС). Такие установки размещаются внутри оборудованных и утепленных морских контейнеров.

Биологические сооружения

Фото 6

Биологические очистные системы для очистки стоков часто применяются в условиях отсутствия ЦСВ.

Основная группа потребителей этого оборудования – предприятия по переработке мяса, рыбы, молока, овощей и фруктов, комбинаты по производству сыра, сахара, спирта, муки, кулинарные цеха.

Очистное оборудование представляет собой систему емкостей из высокопрочного армированного стеклопластика с активным илом.

Биологическая очистка производственных сточных вод основана на биоценозе микроорганизмов, бактерий, растений и грибов, жизнедеятельность которых приводит к расщеплению загрязнений на простейшие химические элементы.

Комплектация и габариты установок зависят от производительности, источника образования сточных вод и условий применения, В состав БИО-ЛОС могут входить канализационные системы для напорной подачи и отвода стоков, распределительные камеры, поворотные колодцы и другие узлы.

Установки не требуют сложного монтажа, для их эксплуатации не используется дорогостоящее электрооборудование – движение стоков осуществляется в самотечном режиме, расход электроэнергии невысок.

Преимущества установок биоочистки:

  • низкие эксплуатационные и капитальные затраты;
  • высокая степень очистки;
  • малошумное оборудование;
  • эффективная система обезвоживания осадка;
  • продолжительный срок службы – около 50 лет.

Возможность монтажа оборудования в несколько линий позволяет поэтапно увеличивать общую производительность.

ЛОС для очистки поверхностного стока

Для очистки поверхностных стоков традиционной технологией является ливневая канализация.

Самотечные ЛОС для небольших территорий

Для обработки дождевых и талых вод с малых площадей (до 20 га) применяются самотечные (безнапорные) ОС из стеклопластика.

Принцип работы заключается в предварительном отделении песка, нефтепродуктов и дальнейшей обработке сорбционным фильтром.

Средняя производительность – 150 л/сек. Если интенсивность осадков высока, подключается распределительный колодец, снижающий нагрузку на ОС.

Фото 7

Преимущества самотечных ливневых ОС:

  • возможность подземного размещения даже при высоком уровне грунтовых вод;
  • простой монтаж;
  • эксплуатационная надежность;
  • автоматизированное управление.

Кроме того, люки на поверхности являются герметичными, препятствующими распространению запахов.

Напорные ЛОС с накопительными резервуарами

На более крупных водосборных участках (до 700 га) для очистки поверхностных стоков применяются ЛОС с резервуарами-накопителями. Такой принцип позволяет ОС работать бесперебойно при любой интенсивности осадков.

Резервуары объемом до 300 м 3 делают из стеклопластика (открытыми или закрытыми), если требуется большая вместительность – из железобетона или металла.

Узел УФ обеззараживания

Видео

Помимо основных методов очистки, существует еще один — с помощью гальванокоагулятора. С данным методом предлагаем ознакомиться, посмотрев видео ролик:

О том, как реализован проект строительства ЛОС на молочно-консервном комбинате, вы можете посмотреть в этом видео:

Смотрите также видео сюжет о комплексной глубокой очистке промышленных сточных вод:

Заключение

Вода – центр жизненных процессов в живой природе. Загрязнение водоемов предприятиями способно привести к гибели целой экосистемы.

Не причинить вред окружающей среде для предприятия, генерирующего загрязненные сточные воды, может оказаться весьма трудоемкой задачей. Но качественная система очистки СВ – важная инвестиция в будущее.

Читайте также: