Как промышленные стоки загрязняют воду

Подробно об очистке промышленных сточных вод

Губительное действие неочищенных сточных вод на окружающий мир имеет комплексный характер. Часть примесей, обладающих большой летучестью (многие углеводороды и их производные), может легко испаряться, попадать в воздух.

Другие поступают со стоками в природные водоемы, вызывают отравление его обитателей. Остальные компоненты всасываются в почву, загрязняют грунт, затем подземные воды.

В конечном итоге токсины неизбежно попадают в организм человека, провоцируют заболевания. Единственная возможность избежать негативных последствий – очистка промышленных сточных вод.

Классификация

Сточными называют воды, которые были в использовании или проходили по загрязненным поверхностям. Они имеют сугубо производственное, хозяйственное или атмосферное происхождение и подразделяются на следующие виды:

• Производственные стоки – это воды, использованные в технологических процессах.
• Хозяйственные загрязнения. Появляются от туалетов, прачечных, душевых, заведений общепита, обязательно имеющихся на предприятиях.
• Под атмосферными стоками подразумевают потоки дождя, растаявшего снега, стекающие по крышам цехов, складов, гаражей, автомоек, других поверхностей.

На промышленных объектах существуют все три вида сточных вод. Например, на предприятиях машиностроения вода используется для следующих целей:

• подготовки исходных материалов;
• переноса энергии в теплообменниках,
• изменения температуры сырьевой массы, продукции, деталей оборудования;
• приготовления большого количества рабочих жидкостей;
• хозяйственных потребностей предприятия.

Соотношение объемов грязных потоков от различных источников определяется спецификой предприятия, уровнем организации каждого вида работ.

Виды загрязнений предприятий промышленности

Важная характеристика примесей, попадающих в воду, — растворимость:

• Часть из них образуют истинные растворы, в которых размеры частиц инородных веществ не превышают 1 нм.
• Другие формируют коллоидные системы с более крупными крупицами. Их диаметр может достигать полмиллиона нанометров.
• Третьи не растворяются в воде совсем, образуют гетерогенные системы с примесями во взвешенном состоянии.

Состояние водного потока имеет принципиальное значение для выбора правильных походов к его очистке.

Состав примесей также принципиально различается. Инородные вещества имеют следующий характер:

• неорганический (минеральные компоненты);
• органический (угеродсодержащие соединения);
• биологический (микроорганизмы, вирусы, часть грибков).

На предприятиях по производству кожи, шерсти, витаминов, некоторых лекарственных препаратов в стоках преобладают биологические загрязнители; в горнорудных комплексах – минеральные компоненты.

Степень агрессивности стоков варьируется от сильной (концентрированные кислоты и основные вещества) до нулевой.

Методы очищения производственных стоков

Для приведения в приемлемое состояние на промышленные стоки воздействуют следующими методами:

Вклад каждого из методов зависит от характера примесей, определяется для каждого предприятия.

Механические

Процесс механического отделения примесей проходит в несколько этапов. Он позволяет убрать из стоков до 95 % нерастворимых частиц, снизить концентрацию органики на 25 %.

• Крупные примеси сначала процеживают на решетках с различными размерами ячеек, затем пропускают через сита.Собранную фракцию утилизируют вместе с твердыми отходами.
• На следующем этапе сточная жидкость попадает в песколовки.Там осаждаются оставшиеся в массе крупицы. Полученный твердый осадок после измельчения применяют при строительстве дорог.
• В некоторых ситуациях для отделения мелких частиц используется фильтрование и седиментация (осаждение) в центрифугах.
• Стоки с пленкой на поверхности в зависимости от специфики загрязнений поступают в жироловки, нефтеловушки или смолоуловители. В них собираются плавающие сверху органические компоненты.
• После этого массу подают в отстойники. Для сбора твердого остатка на дне резервуаров установлены скребки, с помощью которых осадок направляется в специальные углубления. Устройства поплавкового типа собирают с поверхности пятна плавающей органики.

Механическая стадия очистки сточных вод позволяет избавиться от преобладающего количества твердых веществ и нерастворимых органических жидкостей.

Химические

Под химическими подразумевают методы, при исполнении которых проходят химические превращения. Для очистки чаще всего используются следующие реакции:

• нейтрализации:
• окисления и восстановления, включая электрохимические превращения.

Отдельную группу составляют химические трансформации соединений с атомами тяжелых металлов.

Нейтрализация

В промышленности чаще всего образуются стоки с кислой средой. Для их нейтрализации используются следующие приемы:

• смешивание со щелочными водами;
• добавление химикатов;
• пропускание через щелочные фильтры;
• насыщение щелочных растворов кислыми газами.

В технологии задействованы:

1. реакторы с дозаторами;
2. смесителями; емкостями для реагентов;
3. баками для растворов;
4. уплотнителями осадков;
5. фильтрами;
6. резервуарами для накапливания осадков.

Окислительная обработка проводится для очистки сточных вод с цианидами или другими вредными компонентами, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Такие загрязнения появляются в стоках следующих предприятий:

• машиностроительных комбинатов, использующих гальванические способы нанесения покрытий;
• горнодобывающих комплексов с цехами обогащения свинцового и медного сырья;
• нефтеперерабатывающих заводов;
• целлюлозно-бумажных фабрик.

В качестве окислителей чаще всего используют:

• хлорный газ;
• хлораты и гипохлориты кальция и натрия;
• воздух;
• технический кислород;
• озон.

Оборудование для очистки окислением в целом подобно тому, которое используется для нейтрализации. Если окислитель представляет собой газообразное соединение, то в реакторе присутствует система подачи газа.

Превращение солей тяжелых металлов

Для удаления загрязнителей с медью, ртутью, цинком, хромом, мышьяком и другими тяжелыми металлами стоки обрабатывают реагентами.

Чаще всего превращение проводят с гидроксидом или карбонатом кальция, некоторыми видами шлаков. Оснащение оборудованием технологического процесса проводится в зависимости от состава стоков и используемых реагентов.

Физико-химический способ

Удаление загрязнений на основе физико-химических процессов применяются для очистки отработанных вод как с растворенными, так и не подвергающимися растворению частицами.

Методы включают в себя:

• коагуляцию;
• флотацию;
• поглощение сорбентами;
• экстрагирование:
• обмен ионов:
• электродиализ;
• разделение потока на мембранах.

На практике чаще всего проводят укрупнение примесей с помощью коагуляции под действием прилагаемых сил и отделение грязевой фракции на границе раздела компонентов в разных агрегатных состояниях (флотацию). При коагуляции слипаться могут частицы одинакового или различного состава.

Оба метода применяются при работе со стоками следующих отраслей:

• нефтехимической;
• целлюлозно-бумажной;
• нефтеперерабатывающей;
• легкой;
• текстильной.

Для стимуляции слипания примесей применяются реагенты, в первом случае — это коагулянты, во втором – флокулянты.

В качестве коагулянтов используют:

• соли железа;
• соли магния;
• известковые концентраты;
• шламы некоторых производственных предприятий.

Функции флокулянтов выполняют:

• полимеры, образующие катионы;
• анионы;
• макромолекулы амфотерного или неионогенного действия.

Реагенты перед подачей хранятся во влажном состоянии в баках, откуда поступают в реакторы.

Биологический способ

В основе методов биохимической очистки лежит способность микроорганизмов превращать загрязнения, используя их как субстраты, в безвредные соединения. Одни микробы (анаэробы) могут работать только в бескислородном пространстве.

Такие процессы применяются в основном для обезвреживания осадков. Другие микроорганизмы (аэробные) проводят превращение субстратов только в присутствии кислорода. Биохимические реакции такого типа широко применяются для очистки стоков.

Во многих случаях превращения с участием аэробных микроорганизмов проводят в искусственных сооружениях:

В аэротенках, представляющих собой резервуары, водная масса продувается воздухом.

Во взаимодействии участвует ил в активном вспученном состоянии. Аэротенки отличаются по глубине, количеству коридоров, конструктивным особенностям.

При очистке биофильтрами сточная масса пропускается через слой из шлака, других подобных материалов, покрытый пленкой с микроорганизмами.

Современные виды очищения

Традиционные подходы к очистке стоков в последние годы пересматриваются, усовершенствуются по мере внедрения современного оборудования и обновляются новыми методами.

В практику внедряются методы очистки:

• плазмой;
• электрокатализаторами;
• диализаторами.

Наилучший результат дает комплексный подход, при котором комбинируются традиционные и инновационные методы.

Нормы для слива в канализацию

Нормативами предусмотрены единые требования к воде, сливаемой в канализацию, независимо от характера деятельности предприятия. В регламентирующих документах оговорена возможность отклонения величины рН от нейтрального значения (7) на 1,5 единицы в обоих направлениях.

Помимо этого указаны следующие максимально допустимые показатели:

• концентрация нерастворенных веществ 500 мг/л;
• превышение химического потребления кислорода по отношению биологическому в течение 5 суток в 2,5 раза;
• увеличение соотношения ХПК/БПК в течение 20 суток в 1,5 раза.

Стоки не должны содержать:

• горючие;
• радиоактивные вещества;
• соединения, при разложении которых образуются легко взрывающиеся газы.

Не допускается присутствие в сливных водах веществ, способных разрушить канализацию.

Заключение

Система комплексной очистки стоков может состоять из отдельных методов, используемых поэтапно, или их комбинированной модификации.

Современные технологические решения позволяют получить очищенный продукт деятельности любых предприятий, соответствующий по показателям нормативным требования к воде, сливаемой в канализацию.

Источник

Очистка промышленных сточных вод

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.

Источник