Сточная вода это какая вода

Содержание

Что такое сточные воды — определение, виды, способы очистки
Типы сточных вод и основные загрязнители
Как образуются сточные воды?
Что содержат сточные воды?
Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП
Чем вредны сточные воды?
Как очищать сточные воды?
Перекачка сточных вод
Сточные воды
Сбор и очистка сточных вод
Осадок сточных вод
Воздействие на окружающую среду
Регулирование сбросов сточных воды

Что такое сточные воды — определение, виды, способы очистки

Содержание статьи

Существует несколько определений сточных вод — согласно Водному кодексу, ФЗ №416, ГОСТ 17.1.1.01-77, различным международным документам. Они не тождественны друг другу, и из-за этого порой случаются различные юридические казусы, которые, впрочем, имеют малое отношение к технологиям очистки стоков. Если вывести усреднённую позицию, то без особой погрешности можно дать следующее определение.

Сточные воды – воды, которые образуются в результате бытовой и производственной деятельности человека, а также собираются на водосборной антропогенной (то есть созданной с участием человека) площади и в дальнейшем отводятся в места их утилизации. Важно подчеркнуть, что, например, атмосферные осадки, выпадающие над нетронутыми лесными массивами и стекающие в реки, к сточным водам не относятся, а над скверами, парками, карьерами — относятся.

Типы сточных вод и основные загрязнители

Ключевым моментом в образовании сточных вод является жизнедеятельность человека. Основная идея юридических определений состоит в том, что человечество ответственно за изменение состава той части естественного круговорота воды, которая задействуется в его деятельности, и должно, по меньшей мере, не ухудшать (а в идеале и улучшать) воду, возвращаемую в природу.

Как образуются сточные воды?

Сточные воды можно разделить на 3 глобальных класса по их происхождению.

1) Поверхностные. Образуются в процессе выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, в дальнейшем собираются на различных объектах, созданных человеком. При этом обычно собирают пыль различного состава (резиновая крошка, стройматериалы и грунты, копоть и так далее), различные нефтепродукты (капли масел, мазута, топлива, проливы технологических жидкостей), различные соли и окислы металлов, в том числе цветных и тяжёлых (из выхлопных газов, выбросов ТЭЦ).

2) Хозяйственно-бытовые. Основной источник — жизнедеятельность человечества именно как сообщества биологических организмов. Основные загрязнения — биогенного состава (экскременты, отмершие покровы, пищевые остатки) и попутные для бытовой деятельности (например, ПАВ). Совокупность биогенных загрязнителей, по сути, представляет собой набор белков, жиров, углеводов, макро- и микроэлементов и продуктов их распада, хотя с обывательской точки зрения это может показаться парадоксальным. В дальнейшем это обстоятельство необходимо иметь в виду при рассмотрении методов очистки.

3) Промышленные. Самый разнообразный по содержанию класс, поскольку количество и состав загрязнителей и их сочетание могут быть самыми разными и неожиданными. Стоит отметить, что потенциально именно промышленные сточные воды могут являть собой наибольшую опасность для окружающей среды. Это связано с тем, что именно в них могут содержаться сильнодействующие ядовитые вещества (например, цианиды, ртуть, фосфорорганические и полихлорированные ксенобиотики, радиоактивные отходы), способные в минимальных количествах полностью уничтожить любые жизненные формы на обширных территориях на длительный период.

Что содержат сточные воды?

Разберёмся подробнее, какие загрязнители могут содержаться в сточных водах.

Нормативная документация в России отталкивается от противного, вводя ограничения на содержание в стоках определённого перечня веществ. Это регламентировано Приказом №552 от 13 декабря 2016 года Министерства сельского хозяйства РФ. Основная доля указанных там загрязнителей больше относится к промышленным стокам. В хозяйственно-бытовых сточных водах выделяется 13-16 основных показателей, которые можно разделить на несколько классов.

1) Органические вещества биологического происхождения и продукты их распада. Описываются показателями БПК, ХПК, азота аммонийного, нитритов, нитратов, фосфатов. Это так называемые органические сточные воды

2) Мутность воды, описываемая содержанием взвешенных веществ

3) Попутные бытовой жизнедеятельности человека ПАВ (поверхностно-активные вещества или детергенты, в просторечии – моющие средства) и общие нефтепродукты (преимущественно горюче-смазочные материалы).

4) Транзитные минеральные вещества и свойства воды, которые мало меняются при прохождении воды через человечество и свойственны ей по самой природе. Это сульфаты, хлориды, частично железо, жёсткость, рН-фактор.

Поверхностные сточные воды, как правило, проходят мониторинг по взвешенным веществам и нефтепродуктам как наиболее типичным антропогенным загрязнениям.

Стоит отметить, что в случае сброса стоков в централизованную канализацию более высокого уровня (районную, городскую), её операторы вправе устанавливать свои нормативы, отличающиеся от требований к сбросам в водные объекты. Это связано с тем, каким набором оборудования располагает тот или иной эксплуатант централизованных очистных сооружений и насколько он может убрать то или иное загрязнение. К сожалению, в нашей стране реалии таковы, что иногда этим правом, а также монопольным положением злоупотребляют, выставляя трудновыполнимые требования и выводя тем самым абонентов на дополнительные финансовые затраты.

Также необходимо учитывать тот факт, что сброс даже очищенных стоков «на рельеф» — овраги, болота и тому подобное – в настоящее время в РФ находится в серой законодательной зоне и фактически не разрешён.

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП на очистные сооружения и гарантированную скидку

Чем вредны сточные воды?

Поступление неочищенных сточных вод в природу может привести к катастрофических последствиям. Можно выделить следующие примеры негативного воздействия.

1) Снижение продуктивности водоёмов. Массовое падение популяции рыб, особенно ценных пород (как наиболее чувствительных к загрязнениям), появление мутаций, накопление токсинов в пищевых видах.

2) Замещение ценных видов растений и животных паразитными. При сбросе неочищенных хозяйственно-бытовых стоков из-за обилия питательных веществ происходит бурное цветение водоёмов — распространение примитивных организмов. При этом происходит падение биоразнообразия, многие виды не выдерживают конкуренции и вытесняются. Широко известны примеры — массовое размножение медуз в Южно-Китайском море, засорение «мусорной» рыбой — ротаном многих видов в России.

3) Тотальное уничтожение жизни или появление долговременных тяжёлых последствий для биосообщества, в том числе и человека. Из наиболее ярких примеров стоит указать синдром Минамата, вызванный сбросом неочищенных ртутьсодержащих стоков в Японии; загрязнение реки Теча радиоактивными отходами ПО «Маяк»; до сих пор выявляющиеся массовые мутации вследствие попадания американского боевого дефолианта «Агент Оранж» в водоёмы Вьетнама с поверхностными стоками.

Как очищать сточные воды?

Разобравшись с появлением, классификацией сточных вод и их делением по загрязнителям, посмотрим, как происходит их очистка.

Все методы очистки можно поделить на несколько основных групп. Сразу стоит отметить, что деление укрупнённое, и существуют методы, находящиеся на стыке.

1) Механическая очистка. Это любые методы, при котором происходит выделение включений различной степени крупности и фазы, при этом химический состав стока не меняется или меняется незначительно (как правило, при различных дозациях реагентов), а также не меняются фазовые состояния воды. Это различные решётки, сетчатые фильтры, жироловки, песколовки, сепараторы, волоконные и плёночные фильтры. Частично сюда относится и флотация.

2) Физическая очистка. Сюда можно отнести технологии, при которой сточной воде придаётся некоторая дополнительная энергия. За счёт этого происходит выделение загрязнений и меняется химический состав воды. Дистилляция, электрокоагуляция, центрифугирование, электродеионизация – примеры таких методов. Из стыковых способов можно отметить ионообменные технологии.

3) Химическая очистка. Предполагает добавку различных реагентов, при которых происходят реакции, изменяющие химический состав стока. Целевые загрязнения при этом удаляются в виде осадка, газовыделения, коагуляции и подобных процессов. Стоит отметить, что биологический метод, широко применяемый для очистки хозяйственно-бытовых стоков, является разновидностью химического класса. Микроорганизмы используют различные ферменты для проведения реакций, разлагающих сложные органические загрязнения до простых – воды, углекислого газа, метана, азота и кислорода. Для интенсификации применяются физические методы, например принудительное насыщение кислородом — аэрация, но в основе процесса лежат именно химические реакции.

Таким образом, мы видим, что для очистки от практически любого загрязнения можно подобрать ту или иную технологию. К сожалению, не все методы являются дешёвыми и эффективными, но, как правило, дорогостоящие или низкоэффективные (в силу своей природы) методы применяются для очистки от специфичных промышленных загрязнителей. Поэтому очень важно минимизировать попадание таких веществ в стоки. Также следует иметь в виду, что смеси некоторых веществ например, гликоли) могут вести себя непредсказуемо и требовать принципиально разных методов очистки в зависимости от соотношений в смеси и внешних факторов (например, температуры стока). Это делает очистку таких стоков затратным мероприятием, а к тому же повышает риски неполной обработки. Поэтому сейчас пристальное внимание обращают на разведение стоков различной природы в разные системы очистки, поскольку переработка их в общей массе может быть существенно дороже и неудобнее, чем по отдельности.

Перекачка сточных вод

Разобравшись с появлением, классификацией сточных вод и их делением по загрязнителям, посмотрим, как происходит их перекачка и очистка.

Перед очисткой стоки необходимо собрать и доставить до комплекса очистных сооружений. Осуществляется это с помощью канализационных насосных станций (КНС). Среди них можно выделить несколько групп.

1) Локальные КНС. Собирают стоки непосредственно от потребителей, как правило, наименьшие по размеру, обычно из металла или стеклопластика. Обычно не несут основной усредняющей функции.

2) Магистральные КНС. В них собирается сток с крупных водопотребителей и локальных КНС. Уже могут работать как промежуточные усреднители. Обычно выполняются из железобетона, при этом часто разделены на 2 зоны – сухую, где располагаются насосы и электрооборудование, и собственно резервуар-накопитель.

3) Усреднители. В принципе, функция усреднения осуществляется всеми КНС, но именно для усреднителей она является основной. Если главный функционал КНС – передать под напором стоки далее, то задача усреднителя – сделать его равномерным по времени. Поэтому усреднители обычно ставятся перед очистными сооружениями. У них огромные по сравнению с другими КНС размеры резервуара, позволяющие аккумулировать до суточного объёма стока. Также управление усреднителем более интеллектуально и завязано с управлением очистными сооружениями, ведь необходимо не только обеспечивать стабильный напор и производительность насосов, но и прогнозировать будущие поступления стоков. Это связано с тем, что, с одной стороны – нельзя допустить переполнения усреднителя, с другой – нельзя осушить его и оставить очистные сооружения без оперативного запаса стоков.

Итак, пройдя путь через канализационные коллекторы, КНС и усреднители, стоки готовы к поступлению на очистку.

Источник

Сточные воды

Сто́чные во́ды – воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.

История решения проблемы обращения со сточными водами как основным отходом естественной жизнедеятельности человека насчитывает более 5 тыс. лет. Одна из древнейших канализационных систем была сконструирована в III тыс. до н.э. в индийском городе Мохенджо-Даро, расположенном в нижнем течении р. Инд. Городские дома были оборудованы ванными и туалетами, а сточные воды отводились самотёком по каменным каналам. В Вавилонии при проведении раскопок были обнаружены канализационные каналы, выложенные из обожжённого кирпича, обмазанного битумом. При раскопках в Саргонском дворце в г. Дур-Шаррукин (территория современного Ирака) был обнаружен канализационный канал глубиной 1,4 и шириной 1,2 м. В Афинах через весь город был проложен канализационный канал шириной до 4 м, преобразованный из небольшой речушки. Такие каналы были и в других городах древней Греции. Во времена правления императора Нервы в Риме насчитывалось около 2 млн жителей, ежедневно потреблявших около 1 млн м 3 воды, или 500 л на человека в сутки. Для отведения сточных вод в р. Тибр использовались русла ручьёв. Часть таких ручьёв перекрывалась, и получались канализационные каналы, в т.ч. известная «клоака максима», использовавшаяся вплоть до начала ХХ в.

В средние века сложившийся в античном мире санитарно-гигиенический уклад был надолго утрачен. Нечистоты сливались прямо на улицы. Канализация вновь появилась в Европе лишь в XIX в.

В России первые подземные каналы, подобные древнеримским, для отведения сточных вод были построены в XI–XIV вв. в Великом Новгороде и Москве. В эпоху Ивана Грозного и в последующие десятилетия Смутного времени водостоки засорились. И сразу, как и в Европе, начался мор. Ситуация стала налаживаться при Петре I, но лишь в городах. В начале XX в. в России канализация была лишь в 11 городах. Растущие потребности развивающихся городов и промышленности в отводе сточных вод привели к массовому строительству систем канализации. Однако полностью решить проблему водоотведения в городах удалось лишь к середине XX в.

Сточные воды чрезвычайно разнообразны по составу и санитарно-экологической опасности; их можно классифицировать, разделив на семь групп:

хозяйственно-бытовые – стоки, формирующиеся в быту; источником их является сам человек. Составляют 70−85% объёма водоотведения в городах. Большинство очистных сооружений ориентировано на этот вид стоков;
производственные – стоки промышленных предприятий. Отличаются большим разнообразием как и технологии производства. Подлежат очистке на локальных очистных сооружениях перед сбросом в городскую канализацию или в водные объекты;
сельскохозяйственные – преимущественно стоки животноводческих и птицеводческих хозяйств, образующиеся при гидросмыве;
ливневые – поверхностный сток с городских территорий, промышленных площадок и объектов транспортной инфраструктуры;
дренажные – грунтовые воды различной степени загрязнения, отводимые от зданий и сооружений, а также с мелиорируемых полей;
сточные воды горно- и нефтедобывающей промышленности – водоотливы шахт, пластовые воды, оборотные воды обогатительных фабрик и иные жидкие субстанции, способные напрямую загрязнять окружающую среду;
условно чистые – воды преимущественно природного качества, используемые для системы охлаждения различных термических и энергогенерирующих производств.

Из рассмотренных типов сточных вод выведены жидкие радиоактивные отходы, которые изолируются и подлежат специальной очистке и захоронению радиоактивного концентрата.

Все типы СВ отличаются большим разнообразием. Они могут быть классифицированы по составу и фазово-дисперсному состоянию содержащихся в них загрязняющих веществ.

Классификация сточных вод по типу загрязнений

Минеральные загрязнения

Песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворимые неорганические соли, кислоты и щёлочи

Органические загрязнения

Загрязнения растительного происхождения: растительные остатки, бумага, растительные жиры

Загрязнения животного происхождения: продукты жизнедеятельности человека и животных, животная биомасса

Бактериальное и биологическое загрязнение: простейшие, грибы, водоросли, бактерии (в т.ч. патогенные)

Биологические загрязнения

Классификация сточных вод по фазово-дисперсному состоянию

Растворённые вещества

Молекулярно-дисперсные частицы. Размер частиц не более 0,01 мкм

Коллоидные вещества

Нерастворённые примеси

Всплывающие, оседающие и взвешенные вещества. Размер частиц более 0,1 мкм

В канализационную систему городов поступают хозяйственно-бытовые сточные воды, сточные воды промышленных предприятий и незначительное количество поверхностного стока городских территорий. Ниже приведён типичный состав коммунально-бытовых сточных вод с незначительной примесью промышленных сточных вод.

Параметр	Концентрация, мг/л
Параметр	Максимальная
Общие параметры
Сухое вещество	1200	720	350
Взвешенные вещества	600	400	250
Биохимическое потребление кислорода (БПК)	560	350	230
Химическое потребление кислорода (ХПК)	1200	750	500
Хлориды	100	50	30
Сульфаты	50	30	20
Жиры	150	100	50
Биогенные компоненты
Азот общий	100	60	30
Аммонийный азот	75	45	20
Нитраты + нитриты	0,5	0,2	0,1
Азот органический	25	15	10
Фосфор общий	25	15	6
Ортофосфаты	15	10	4
Фосфор органический	10	5	2
Тяжёлые металлы
Алюминий	1	0,6	0,35
Кадмий	0,004	0,002	0,001
Хром	0,04	0,025	0,01
Медь	0,1	0,07	0,03
Свинец	0,08	0,06	0,025
Ртуть	0,003	0,002	0,001
Никель	0,04	0,025	0,01
Серебро	0,01	0,007	0,003
Цинк	0,3	0,2	0,1

Сбор и очистка сточных вод

Организованный сбор сточных вод от абонентов, включая население, объекты инфраструктуры и промышленности, осуществляется посредством канализации – сложной инженерной системы коммуникаций и насосных станций, обеспечивающих отведение и транспортировку сточных вод на очистные сооружения. Основная функция очистных сооружений – доведение сточных вод до нормативных показателей по составу загрязняющих веществ при помощи различных технологических этапов очистки, среди которых выделяют следующие:

механическая очистка – первичная стадия очистки сточных вод, на которой удаляются крупнодисперсные загрязняющие вещества (твёрдые примеси) в процессах отстаивания, фильтрации или флотации с использованием решёток, сит, песколовок, жироловок, нефтеловушек, отстойников и др.;
химическая очистка – добавление в сточные воды различных химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами (реакции окисления и восстановления, осаждения; реакции, сопровождающиеся газовыделением);
физико-химическая очистка – удаление из состава сточных вод тонкодисперсных, растворённых неорганических и органических веществ с использованием различных физико-химических методов: электролиза (выделения веществ на электродах при прохождении электрического тока через раствор), коагуляции (объединения мелких частиц в бо́льшие по размеру агрегаты при введении некоторых реагентов), флокуляции (уплотнения образовавшихся при коагуляции агрегатов) и др.;
биологическая очистка основывается на способности консорциума микроорганизмов использовать органические загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания, приводя к полному (минерализация) или частичному разрушению структуры веществ. Биологическая очистка сточных вод может осуществляться в биопрудах, полях фильтрации, аэротенках (резервуарах с принудительной аэрацией и высокой плотностью сообществ аэробных микроорганизмов, беспозвоночных), метантенках (анаэробных резервуарах, содержащих сообщества анаэробных микроорганизмов), мембранных биореакторах.

Осадок сточных вод

На этапе механической очистки образуется осадок сточных вод – осевшие органические и неорганические взвеси; на этапе биологической очистки – избыточный активный ил. Осадок сточных вод – биологически нестабильная субстанция, обладающая высокой степенью санитарно-эпидемиологической опасности и нуждающаяся в надлежащей утилизации. Применяются такие способы как почвенная утилизация, захоронение, термическое сжигание. Ввиду высоких мелиоративных и удобрительных свойств осадка сточных вод почвенная утилизация является основным экологически и экономически рациональным методом утилизации осадков сточных вод. Применению метода почвенной утилизации мешает наличие в городских сточных водах производственных стоков, содержащих токсичные, часто неутилизируемые вещества (например тяжёлые металлы). Поэтому в настоящее время в развитых странах почвенная утилизация составляет примерно 20%, а основная часть осадка сточных вод (около 60%) сжигается; остальные 20% подлежат захоронению.

Воздействие на окружающую среду

Основные типы загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты в составе сбросов сточных вод – это биогенные вещества, содержащие азот и фосфор, тяжёлые металлы (кадмий, медь, хром, железо, свинец, ртуть и др.), различные типы стойких органических загрязнителей и другие группы опасных загрязняющих веществ, так называемых ксенобиотиков. Источниками образования таких загрязнителей в городской среде являются как предприятия лёгкой и пищевой промышленности, так и жилищно-коммунальный сектор и предприятия обслуживающей инфраструктуры – прачечные, парикмахерские, кафе, рестораны и др.

Сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты приводит к нарушению естественных процессов функционирования биоты. Повышенные объёмы поступлений соединений азота и фосфора в водные объекты способны привести к эвтрофированию, т.е. цветению (бурному развитию цианобактерий – сине-зелёных водорослей), в особенности в водоёмах с медленным течением (водохранилищах, озёрах).

Негативные последствия эвтрофирования водных объектов:

продуцирование токсических веществ, опасных для живых организмов;
создание благоприятных условия для развития патогенной микрофлоры;
ухудшение кислородного режима после отмирания водорослей;
возникновение массовых локальных заморов рыб, ракообразных и т.д.;
изменение биоценозов водных экосистем.

Регулирование сбросов сточных воды

Для ограничения поступления в водные объекты недостаточно очищенных сточных вод и неконтролируемого стока с поверхности водосбора применяются экономические и административные меры государственного регулирования состава и объёмов сбросов посредством методов, в том числе:

платежи за сброс сточных вод, содержащих загрязняющие вещества и микроорганизмы;
запрет на сброс определённых групп загрязняющих веществ;
разработка программ снижения объёмов сбросов загрязняющих веществ в водные объекты и канализацию.

Для решения проблемы регулирования загрязнённого поверхностного стока применяются экологически эффективные практики: стимулирование благоустройства территорий, применение эффективных сельскохозяйственных технологий и т.д.

Источник