Стічні води промислових підприємств та способи їх нормування

Природа – це постійно розвивається, мудрий, унікальний, самовідновлюється організм. Однак для такого відновлення повинно проходити певну кількість часу. В умовах постійної антропогенної атаки у природи не вистачає сил і ресурсів, щоб відновити себе. З-за цього виникають глобальні екологічні проблеми. Одна з них – це забруднення Світового океану і, як наслідок, брак чистої питної води у багатьох регіонах світу. Із-за забруднення водойм страждають і їх мешканці. У даній статті мова піде про стічні води промислових підприємств, методи їх нормування та очищення.

Екологічні проблеми великих міст

Важко уявити місто, який не чинить впливу на навколишнє природне середовище. Перше і основне, що потрібно зробити, щоб заснувати поселення, - це відчуження великій території і перетворення її з лісу чи поля залізобетонні джунглі. На цьому все не закінчується. Продукти життєдіяльності людини забруднюють природу і часто завдають непоправної шкоди тваринному і рослинному світу. Серед основних екологічних проблем промислових міст можна виділити:

забруднення річок, морів і озер внаслідок скидів стічних вод промислових підприємств, які містять токсичні забруднюючі речовини;

забруднення повітряного басейну внаслідок викидів підприємств;

забруднення грунту, водоймищ та повітря (запах) небезпечними виробничими відходами;

знищення зелених насаджень і їх мешканців;

брак чистої питної води;

зміна клімату, виснаження озонового шару.

Всі ці процеси відбуваються під дією антропогенного фактора, а тому саме в силах людини змінити ситуацію в кращу сторону. Стічні води промислових підприємств і їх очищення повинні стати пріоритетним напрямком внутрішньої політики міст і підтримки підприємств, які здійснюють такий вид діяльності.

Види стічних вод

У даному разі класифікація заснована на хімічному складі з метою підбору методів утилізації. Стічні води промислових підприємств поділяються на три види:

господарсько-побутові стоки;

промислові стоки;

поверхневі і инфильтрационние стоки.

Для кожного типу скидів у нормі передбачається своя каналізаційна система, хоча іноді в деяких містах все ще змішують всі разом. Це тільки посилює проблему подальшого очищення.

Господарсько-побутові стічні води

Даний вид скидів характерний для будь-якої будівлі і споруди, обладнаний санвузлом, а тому склад таких скидів, як правило, завжди однаковий. Господарсько-побутові стоки відрізняються великим вмістом органіки, присутністю азоту, фосфору і грубодисперсних домішок. Очищення такого типу забруднень, як правило, біологічна і не викликає труднощів, великих енерговитрат, а тому проводиться силами систем комунального господарства. Склад стічних вод промислових підприємств даного виду відрізняється тільки тим, що працівники можуть зливати в туалет і раковину рідини, які зливати туди не можна. Це дуже характерно для лабораторій, хімічних заводів, гальванічних виробництв, фармацевтичних заводів.

Поверхневі стічні води

Всі випадають в містах опади по системі зливової каналізації надходять в накопичувальні резервуари, а потім на очисні споруди. Даний вид стоків, по суті, забруднений тільки зваженими речовинами і нафтопродуктами, а тому всі міські стоки очищаються за принципом відстоювання і видалення нафтопродуктів. Тут важливо розуміти, що збираються дані скиди з покрівлі, асфальтного покриття і навіть враховуються стоки з грунту і трави. Головна відмінність стічних вод промислових підприємств даного типу в тому, що при недобросовісної газоочистке і розливах (аваріях) вони можуть забруднюватися специфічними речовинами, характерними для даного виду виробництв. А тому і цей тип скидів повинен піддаватися попередньому очищенню.

Промислові стічні води

Не буває повністю безвідходних технологій. Навіть саме невелике підприємство, що використовує у своєму виробничому процесі воду, утворює стічні води. Характер забруднень таких скидів варіюється від галузі заводу.

Целюлозно-паперова промисловість відрізняється дуже забрудненими стоками. Тому очищення в даному випадку передбачається багатоступенева і якісна. Основними забруднюючими речовинами є волокна, селен, хлор, скипидар, SO 2 .

Автотранспортні підприємства утворюють стічні води під час миття, фарбування, ремонту, а тому вони сильно забруднені нафтопродуктами, фенолами, зваженими речовинами.

Нафтопереробні заводи використовують системи оборотного водопостачання. Стічні води деяких промислових підприємств, містять солі жорсткості, нафтопродукти, сульфати, завислі речовини, хлориди.

Птахофабрики та м'ясокомбінати утворюють скиди, що забруднюють водойми і системи каналізації азотом, фосфором, калієм, вірусами і бактеріями.

Як видно з переліку, очищення стічних вод промислових підприємств строго залежить від сфери діяльності заводу і компонентного складу забруднюючих речовин.

Система екологічного нормування

Щоб уникнути аварій і негативних наслідків, необхідно здійснювати контроль над будь сферою промисловості. З метою охорони навколишнього середовища очищення стічних вод промислових підприємств та способи їх нормування закладені в екологічному природоохоронному законодавстві Російської Федерації. Воно засноване на принципах раціонального використання природних ресурсів на праві кожної людини на здорове навколишнє середовище і на принципі сталого розвитку.
Базою для екологічного нормування є поняття гранично допустимої концентрації (ГДК), а також гранично допустимих викидів (ГДВ) і скидів (ГДС). Таке регулювання дозволяє встановити максимальні значення для забруднюючих речовин, які можливо скидати у водойми або систему каналізації. При цьому важливо розуміти, що ГДК для скидання у водоймище буде куди суворіше, ніж ГДК для скидання в міський колектор, так як в останньому випадку стічні води спочатку будуть накопичуватися і очищатися на муніципальних каналізаційних очисних спорудах, а потім тільки вступати у водойму. Правове регулювання у сфері охорони водних ресурсів грунтується на Законі 416-ФЗ "ПРО водопостачання та водовідведенні" від 29112011 підзаконних актах і ГОСТах, СП, СанПиНах. В останніх наводяться допустимі концентрації і даються конкретні рекомендації. Санпін для ГДК стічних вод промислових підприємств РФ встановлює нормативи якісного складу стічних вод для скидання у водні об'єкти та вимоги до санітарної охорони стічних вод. Даний документ носить практичний характер, а тому в ньому нормуються домішки, забарвлення, температура, рн, мінералізація, БПК5 інфекційні збудники. Санітарні правила і норми 215.980-00 "Водовідведення населених місць, санітарна охорона водних об'єктів. Гігієнічні вимоги до охорони поверхневих вод" прийняті 01012001. Вони ґрунтуються на принципах ресурсозбереження, тобто не допускають скидання, якщо є можливість повторного використання води з попереднім очищенням. Якщо мова йде про конкретних ГДК по забруднюючим речовинам, то Санпін для стічних вод промислових підприємств тут недійсний. Для таких випадків діє прийняте 29072013 р. Постанову Уряду № 644 в якому викладено основні принципи користування системами каналізації. У документі розроблений перелік заборонених до скиду речовин, а також наведено ГДК стічних вод промислових підприємств для скидання в каналізацію. Якщо мова йде про загальносплавних і побутових системах водовідведення, то концентрація деяких забруднюючих речовин не повинна перевищувати наступні позначки (мг/дм 3 ):

зважені речовини <= 300;

сульфіди <= 15;

сульфати <= 1000;

хлориди <= 1000;

загальний фосфор <= 12;

загальний азот <= 50;

нафтопродукти <= 10;

хлораміни і хлор <= 5;

феноли (сумарно) <= 5;

залізо і алюміній <= 5;

цинк, мідь, марганець <= 1;

шестивалентний хром <= 005;

свинець, нікель <= 025;

кадмій <= 0015;

миш'як <= 005;

ртуть <= 0005;

СПАР (неіоногенні, аніонні) <= 10;

леткі органічні сполуки <= 20;

жири <= 50.

При цьому температури стічних вод не повинна перевищувати +40°С. Якщо мова йде про скидах у зливові системи водовідведення, то ГДК деяких речовин стають помітно суворіше:

сульфати <= 500;

нафтопродукти <= 8.

Методи очищення

Техніка і технологія стічних вод – досить велика і постійно розвивається дисципліна. В основі всіх методів очищення лежить відділення і виділення забруднень в тверду фазу і освіта чистої води. Для цього існують такі способи:

відстоювання;

механічна фільтрація;

фізико-хімічні (флотація, флокуляція, коагуляція, реагентна обробка);

сорбційний;

зворотний осмос та ультрафільтрація;

знезараження (УФ, озонування, хлорування).

Важливо розуміти, що всі ці методи використовуються не окремо, а в комплексі. Класична технологічна схема включає відстоювання, механічну фільтрацію, фізико-хімічний метод, сорбцію і знезараження. Кожному з них далі коротко буде дано опис.

Відстоювання

Принципово важливий і перший етап очищення стічних вод промислових підприємств – це відстоювання (освітлення). На цьому етапі застосовується обладнання, зване відстійниками. Вони являють собою залізобетонний (іноді склопластиковий) резервуар, з невеликим ухилом дна в бік приямка. На даному етапі вода в прямому сенсі відстоюється (перебуває у відстійнику) протягом мінімум 3 доби. За цей час виділяються всі нерозчинені домішки: важкі зважені речовини осідають на дно і сповзають в приямок, а нафтопродукти спливають наверх і видаляються спеціальним пристроєм (скиммером) або механічним шкребком. Даний етап очищення дійсно самий важливий, так як все подальше обладнання не зможе працювати при попаданні в нього грубодисперсних домішок (піску, іржі), які затримуються у відстійнику.

Фізико-хімічні методи

Технології очищення стічних вод промислових підприємств завжди передбачають головний обробний модуль, на якому відбувається виділення розчинених у воді речовин і переведення їх у нерозчинну форму. В його якості зазвичай виступає фізико-хімічний метод очищення стічних вод. Здійснюється це під флотаторах і коагуляторах.

Флотатори

Щоб виділити нерозчинні речовини, в цих агрегатах використовуються бульбашки повітря. Флотатори – це ємності, в яких накопичується вода, а знизу спеціальним пристосуванням для барботажа подається суміш води і повітря. Бульбашки повітря захоплюють забруднюючі речовини за рахунок своєї липкості і виносять вгору, утворюючи піну, звану флотошламом. Очевидно, що такий спосіб підходить для легких розчинених домішок. Сюди ж можуть бути додані коагулянти, які укрупнюють частинки забруднюючих речовин, у разі якщо вони зовсім малі. Доза реагентів підбирається оптимальним чином, щоб вони не руйнували пухирець повітря.

Коагулятори

Щоб виділити нерозчинні речовини, в цих агрегатах використовуються принципи адгезії і коагуляції, тобто злипання і укрупнення домішок. Коагулятор (або електрокоагулятор) – це ємність з коалесцентними перегородками, в яку подається коагулянт-флокулянт з метою укрупнення домішок. Важкі частинки забруднюючих речовин в підсумку осідають в конічне дно і видаляються. У електрокоагулятор не додають реагенти, їх дія замінюють алюмінієві або залізні електроди. Дані методи забезпечують максимальний ефект очищення і використовуються практично на всіх очисних спорудах.

Фільтрація

Даний метод очищення служить для уловлювання залишкових домішок у воді. Фільтрацію умовно ділять на два види: механічну і сорбційну. Механічний фільтр являє собою ємність, заповнену гравійної завантаженням або фільтруючим тканим матеріалом. В даному випадку відбувається механічне очищення забруднень і утримування їх в порах матеріалу. В цей час вода протікає крізь пори і очищається. Сорбційний фільтр заповнюється активованим вугіллям, силікагелем, шунгита і будь-яким іншим сорбентом, який як би вбирає в себе забруднення. Дана завантаження або змінюється повністю, або промивається і використовується знову.

Знезараження

Даний метод очищення встановлюється в кінці кожної технологічної схеми. Знезараження здійснюється за допомогою ультрафіолетових ламп, гіпохлориту або озонаторной установки. Даний вид очищення необхідний для видалення залишкових вірусів і бактерій у стічних водах промислових підприємств.

Очищення «на початку труби»

Головний принцип екології полягають у превентивності і говорить про те, що якщо забруднення можна запобігти, аварію не допустити, а ресурс використати повторно, то природопользователь зобов'язаний це зробити. Очищення «на початку труби» щодо стічних вод передбачає наступний комплекс заходів:

оборотні та замкнуті системи водопостачання з повторним використанням води на господарські потреби;

складання водного балансу і водного сліду, показують питомі витрати води, з метою їх зменшення по можливості;

вивчення передових методів очищення стоків;

налагодження промислового обладнання з метою зменшення витрат води.

Сьогодні проблема забезпечення населення чистою водою – одне з пріоритетних напрямків політики багатьох країн. Вода – це джерело життя.