Выбросы со сточными водами

Загрязнение водоемов сточными водами: источники загрязнений, методы очистки воды

О проблеме загрязнения окружающей среды сточными водами рассказывает генеральный директор АО «Трансэнерком» Шевцов Олег Владимирович.

В настоящее время в России основными источниками загрязнения вод являются стоки от предприятий. Поступление загрязняющих веществ со сточными водами составляет 40 млрд. кубических метров в год.

Источники загрязнения сточных вод

Наиболее подвержена загрязнению гидросферы, водных источников местность рядом с мусороперерабатывающими заводами, крупными сельскохозяйственными предприятиями и территории, по которым проходят нефтепроводы. Опасны для гидросферы также территории рядом с зонами техногенных аварий и захоронениями твердых отходов, гидроизоляция которых нарушена.

Классификация сточных вод по условиям образования

Классификация сточных вод. Рис. en.ppt-online.org

Среди производств главными загрязнителями гидросферы являются чёрная и цветная металлургия, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленности.

Программа господдержки «Вода России»

Загрязнение сточных вод предприятиями можно сократить, используя госрограммы. Государственная поддержка производств, модернизирующих очистные сооружения, является одним из основных направлений реализации Федеральной целевой программы «Вода России».

Осуществление данного проекта обеспечит уменьшение сброса сточных вод на 2,5 млн. кубических метров в год. Субсидии выданы предприятиям на частичное погашение кредитов, взятых на реализацию проектов по модернизации очистных сооружений.

Например, к числу производств, получивших субсидии, относится НПЗ Антипинский. На заводе введены пятиступенчатые водоочистные сооружения с комбинированным блоком биологической очистки для предотвращения загрязнения рек сточными водами. Они обеспечивают качество сброса в реку Туру, удовлетворяющее требованиям водоемов рыбохозяйственного назначения. Общая сумма субсидируемых бюджетных средств для предприятий составила более 55 миллионов рублей.

Очистка сточных вод

На сегодняшний день очищаются лишь 11% сточных вод. Одной из мер борьбы с загрязнением водных ресурсов является закон о водоотведении, который обязует индустриальные предприятия возводить локальные очистные сооружения — объекты, предназначенные для полного или глубокого очищения промышленных сточных вод.

Сооружения производят очистку стоков до установленного санитарными нормами уровня. Такая вода абсолютно безопасна.

Принцип действия локальных очистных систем

Принцип действия ЛОС на производственных объектах основан на многоэтапной переработке, устраняющей сложные загрязнения.

1. На первом этапе проводится грубая очистка — вода отправляется в накопитель, где удаляются крупные частицы загрязнений.
2. Следующий этап — стоки отстаиваются, а добавленные в них реагенты и растворители образуют с загрязняющими веществами нерастворимые соединения, которые затем выпадают в осадок.
3. После вода направляется в теплые резервуары с активным илом, который способствует разложению органических включений.
4. После этого воду очищают микроорганизмами, которые перерабатывают загрязнения. Аэробные и анаэробные бактерии питаются химическими веществами, перерабатывая их в более безопасные для окружающей среды соединения.
5. Последняя стадия – с помощью ультрафиолетового излучения вода освобождается от бактерий. Все стадии обработки стоков происходят в отдельном помещении.

Промышленные локальные очистные станции необходимы на мясокомбинатах, масложировых заводах, автомойках, консервных фабриках.

Виды загрязнений сточных вод

Почти любая промышленность использует воду в производственном процессе. Загрязнения можно разделить на:

• механические, где присутствуют нерастворимые частицы;
• химическое загрязнение сточных вод (токсичные вещества);
• органические загрязнения сточных вод;
• радиационные, когда основную опасность вызывают радиационные элементы.

Также загрязнения могут быть физическими, когда изменяется характеристики воды – например, температура после сброса с ТЭЦ.

Выбор оптимальных методов очистки возможен только после количественного анализа сточной воды. Степень очистки, подбор эффективного оборудования и фильтрующих элементов зависят от состава загрязнения и объёма сточных вод.

Например, фильтрация – самый распространённый способ очистки в металлургии из-за обилия в сточных водах нерастворимых элементов. Подобным образом в этой отрасли очищают до 90 % нерастворимых загрязнений. Однако в пищевой промышленности этим методом можно удалить не более 5 % загрязнений.

Кроме того, что предприятиям необходимо следить за тем, какой вода становится после сброса в сток, производство должно следить за качеством воды, поступающей непосредственно к ним.

Показатели, определяемые при исследовании состава сточных вод. Рис. m.studref.com

Водоподготовка

Промышленная очистка воды называется водоподготовкой. Она может проводиться разными методами. В основном, все они действуют поочередно.

Например, метод осветления применяется при начальном этапе водоподготовки. Фильтруя, воду избавляют от твердых нерастворимых частиц.

Другой распространенный метод — натрий-катионирование. К нему чаще всего прибегают в случае, если необходимо смягчить воду. Он основан на способности материалов обменивать ионы магния и кальция на ионы других веществ, которые не образуют осадка в виде накипи.

Методы очистки сточных вод

Для снижения содержания в воде вредных примесей и отходов промышленности применяются несколько методов очистки сточных вод. Так, механическим путем, с помощью процессов отстаивания и фильтрации, удаляют вредные для природы вещества. Благодаря данному методу из промышленных сточных вод отделяют до 95% примесей.

Химический метод очистки заключается в том, что в стоки добавляют реагенты, благодаря которым происходит реакция с загрязнителями, и те выделяются в нерастворимый осадок.

Широко распространен метод электролиза: органические вещества в сточных водах разрушаются, а металлы, кислоты и другие неорганические вещества извлекаются. Метод электролиза заключается в том, что через загрязненную воду пропускают электрический ток. В результате образуются сильные окислители, или при наличии в воде хлоридов, хлор и его соединения, способные очистить и обеззаразить воду.

Деманганация и обезжелезивание – одни из самых эффективных методов водоподготовки. Они основаны на том, что при удалении из воды соединений марганца и железа происходит их выделение из воды и переход в труднорастворимые формы. Образовавшиеся при этом нерастворимые вещества удаляются фильтрацией. Такого результата можно достичь благодаря введению в воду сильных окислителей.

Наша компания проводит полный перечень мероприятий по защите окружающей среды от загрязнения гидросферы сточными водами, которые предусмотрены экологическим законодательством. Например, для охраны водных ресурсов проводятся обновление оборудования для хозяйственно-бытового водоснабжения, аккумуляция веществ, загрязняющих подземные и поверхностные воды, реконструкция и капитальный ремонт сетей для забора, транспортировки, хранения водных ресурсов и многие другие.

Источник

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