Использование сточных вод в оборотной системе водоснабжения

Анализ водно-химического баланса предприятия ОАО «Алтайхимпром»

Анализ водно-химического баланса предприятия ОАО «Алтайхимпром» (см. данные по качеству сточных вод – приложение А) показывает возможность использования сточных вод после биологической очистки. Повторное использование воды снижает затраты на водоснабжение. Наличие оборотной системы водного хозяйства на ОАО «Алтайхимпром» является одним из важнейших показателей технического уровня промышленного предприятия. Внедрение схемы повторного использования воды (в настоящее время, повторное использование воды реализовано только на операции промывки песколовок на БОС) позволяет резко снизить количество сбрасываемых сточных вод и уменьшить потребление артезианской воды на подпитку схемы оборотного водоснабжения. Это даёт большой экономический и экологический эффект. Однако для эффективного функционирования оборотных систем необходимо решить проблемы коррозии, отложения солей в трубопроводах, микробиологических и других загрязнений оборотной воды.

Водоподготовка для систем оборотного водоснабжения состоит из удаления загрязнений обычными физико-химическими методами, добавок в воду биоцидов, ингибиторов коррозии и накипеобразования, корректировки рН. В отсутствии ингибиторов предельное содержание солей в оборотной воде не рекомендуется допускать выше 2г/дм³. Для умягчения воды могут быть использованы натрий-катионовые фильтры. Остаточная жёсткость умягчённой воды при одноступенчатой схеме натрий-катионирования ожидается не выше 0,2 мг-экв/л. Применение подпиточной воды такой жёсткости обеспечит надёжную эксплуатацию оборотных циклов водоснабжения ОАО «Алтайхимпром». Однако, если для подпитки оборотного водоснабжения использовать только хозбытовые сточные воды после биологической очистки, то вопрос необходимости умягчения воды следует рассмотреть дополнительно, но в любом случае, для повторного использования вод в оборотной системе ОАО «Алтайхимпром» следует решить вопрос обезвреживания сточных вод от микробиологического загрязнения.

 

Обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым облучением

Вода, которая прошла полную биологическую очистку, как правило, должна подвергаться ультрафиолетовому обеззараживанию.

Обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым облучением получило широкое распространение в последние 15 лет на промышленных предприятиях и предприятиях коммунального хозяйства.

Механизм бактериального воздействия ультрафиолетового (УФ) облучения основан на повреждениях нуклеиновых кислот микроорганизмов – ДНК и РНК. Максимальная эффективность инактивации наблюдается в диапазоне волн 250-270 нм, на этот участок приходится длина волны, генерируемая УФ-лампами низкого давления, – 254 нм.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):

· УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;

· обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;

· в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;

· в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;

· время обеззараживания при УФ облучении составляет 1-10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;

· достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;

· для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования.

· отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;

· ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

В последнее время наблюдается устойчивая тенденция увеличения объёма обработки сточных вод УФ-облучением.

В России эксплуатируются одни из крупнейших УФ-станций в мире: в Тольятти – 290 000 м³/сут, Юго-западные очистные сооружения в г. Санкт-Петербурге - 330 000 м³/сут и станции на канале общего стока в г. Ангарске – 250 000 м³/сут.

Распространённость данного метода в мире весьма высока. На сегодняшний день среди крупных эксплуатируемых станций около 50% используют УФ-облучение.

 

Заключение

Загрязнение водоёмов является главным образом следствием спуска в них сточных вод промышленных предприятий и населённых мест. Неочищенные сточные воды, содержащие значительные количества органических веществ и микроорганизмов, попадая в водоём (реку, озеро), нарушают его естественный режим: поглощают растворённый в воде водоёма кислород, ухудшают качество воды, способствуют образованию отложений (осадка) на дне, водоёмы становятся непригодными для питьевого (а иногда и технического) водоснабжения, в них погибает рыба. Кроме того, при загрязнении водоёмов сточными водами ухудшается их эстетический вид и ограничивается возможность использования для купания, водного спорта, туризма и т.п.

В РФ необходимая степень очистки сточных вод и условия спуска сточных вод в водоёмы регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Установлено 2 вида нормативов качества воды в водоёмах в зависимости от характера их использования: для водоёмов питьевого и культурно-бытового водопользования и для водоёмов, используемых в рыбохозяйственных целях. Установлены также предельно допустимые концентрации веществ в воде водоёмов. Они являются исходными при определении условий сброса сточных вод в водоёмы. Выпуск в водоёмы неочищенных сточных вод в РФ запрещен Законом об охране природы и водным законодательством. Надзор за спуском сточных вод и их очисткой или обезвреживанием осуществляется органами санитарно-эпидемиологической службы министерства здравоохранения РФ, а также Бассейновыми инспекциями министерства мелиорации и водного хозяйства РФ.

Очистка хозбытовых сточных вод производится, как правило, на очистных сооружениях, где удаляются, содержащиеся в сточных водах взвешенные вещества, коллоидные и растворённые вещества, осевший осадок первичных отстойников и избыточный активный ил, образующийся в процессе биологической очистки, обрабатываются и обезвреживаются для последующей утилизации. В современной практике наиболее полное удаление загрязняющих веществ достигается биологической очисткой сточных вод.

 Производственные сточные воды после соответствующей очистки могут быть повторно использованы в технологическом процессе, для чего на многих промышленных предприятиях создаются системы оборотного водоснабжения либо замкнутые (бессточные) системы водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких-либо вод в водоёмы. Большое народно-хозяйственное значение имеет внедрение технологии комплексной безотходной переработки сырья (особенно на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и горно-обогатительной промышленности). Перспективны методы физико-химической очистки (регенерационные, деструктивные) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы дополнительной обработки (биосорбционный метод, биохимическая очистка, электросорбционная очистка, удаление азотистых веществ и фосфатов и др.), обеспечивающей весьма высокую степень очистки сточных вод перед спуском их в водоёмы или при использовании сточных вод в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Эффективны методы ультрафиолетового обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.