Тема 10. Сточные воды. Классификация. Требования к качеству очистки сточных вод перед сбросом в водоем

Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод

Состав сточных вод и их свойства оценивают по результатам санитарно-химического анализа, включающего наряду со стандартными хими­ческими тестами целый ряд физических, физико-химических и санитарно-бактериологических определений.

Полный санитарно-химический анализ предполагает определение следующих показателей: температура, окраска, запах, прозрачность, вели­чина рН, сухой остаток, плотный остаток и потери при прокаливании, взвешенные вещества, оседающие вещества по объему и по массе, перманганатная окисляемость, химическая потребность в кислороде (ХПК), био­химическая потребность в кислороде (БПК), азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный), фосфаты, хлориды, сульфаты, тяжелые металлы и другие токсичные элементы, поверхностно-активные вещества, нефтепро­дукты, растворенный кислород, микробное число, бактерии группы кишеч­ной палочки (БГКП), яйца гельминтов. Кроме перечисленных показателей, в число обязательных тестов полного санитарно-химического анализа на городских очистных станциях может быть включено определение специфических примесей, поступающих в водоотводящую сеть населенных пунктов от промышленных предприятий.

Общие технологические схемы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, физико-химические и биохимические. В процессе очистки сточных вод об­разуются осадки, которые подвергаются обезвреживанию, обеззаражива­нию, обезвоживанию, сушке, возможна последующая утилизация осадков. Если по условиям сброса сточных вод в водоем, требуется более высокая степень очистки, то после сооружений полной биологической очистки сточных вод устраивают сооружения глубокой очистки. В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» сточные воды после очистки перед сбросом в водоем подвергают обеззара­живанию с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

Сооружения механической очистки сточных вод предназначены для задержания нерастворенных примесей. К ним относятся решетки, сита, песколовки, отстойники и фильтры различных конструкций.

Отстойники задерживают оседающие и плавающие загрязнения сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод, содержащих специ­фические загрязнения, применяют сооружения, называемые жироловками, нефтеловушками, масло- и смолоуловителями и др.

Сооружения механической очистки сточных вод являются, предва­рительной стадией перед биологической очисткой. При механической очи­стке городских сточных вод удается задержать до 60% нерастворенных за­грязнений.

Физико-химические методы очистки городских сточных вод, с учетом технико-экономических показателей, используют весьма редко. Эти методы, в основном, применяют для очистки производственных сточных вод. К методам физико-химической очистки производственных сточных вод относятся: реагентная очистка, сорбция, экстракция, эвапорация, дега­зация, ионный обмен, озонирование, электрофлотация, хлорирование, элек­тродиализ и др.

Биологические методы очистки сточных вод основаны на жизне­деятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные ор­ганические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Сооружения биологической очистки условно могут быть разделе­ны на два вида. К первому виду относятся сооружения, в которых процесс биологической очистки протекает в условиях, близких к естественным (по­ля фильтрации и биологические пруды). В сооружениях второго вида ана­логичная очистка осуществляется в искусственно созданных условиях – в аэротенках и биофильтрах.

Глубокая очистка сточных вод может потребоваться, если в сточ­ной воде после полной биологической очистки перед сбросом в водоем необходимо снизить концентрацию взвешенных веществ, величину показа­телей БПК, ХПК и др.

При глубокой очистке сточных вод, главным образом, от взвешен­ных веществ используются фильтры различных конструкций. Для глубо­кой очистки от растворенных органических веществ применяют сорбционные, биосорбционные, озонаторные и другие установки. Глубокая очистка сточных вод от соединений азота и фосфора может осуществляться физико-химическими и биологическими методами.

Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их обработки перед сбросом в водоем. Цель дезинфекции – уничтожение пато­генных микроорганизмов, содержащихся в сточной воде. Наибольшее рас­пространение получил способ дезинфекции путем введения в воду газооб­разного хлора. Возможно обеззараживание сточных вод озоном, использу­ются бактерицидные ультрафиолетовые лампы.

Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессах очи­стки, заключается в снижении их влажности и уменьшении объема, в про­цессе обработки осадки обеззараживаются.

Загрязнения, задерживаемые решетками, вывозят с территорий станций очистки, либо дробятся и обрабатываются совместно с осадками из отстойников. Песок из песколовок обезвоживается на песковых площадках и также вывозится или отмывается от органических загрязнений, подсуши­вается и используется в планировочных работах.

Осадок из первичных отстойников и уплотненный осадок из вто­ричных отстойников (активный ил) направляются в метантенки – герметич­ные резервуары, в которых под действием анаэробных микроорганизмов минерализуются органические вещества. Вместо метантенков применяется метод анаэробной стабилизации.

Дальнейшее снижение влажности осадков может достигаться в ап­паратах механического действия – на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах.

Создание замкнутых водооборотных систем промышленного водоснабжения. Создание межотраслевых замкнутых водохозяйственных систем.

Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства.

Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-про­мышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприя­тиях, на земледельческих полях для орошения при выращивании сель­скохозяйственных культур, для полива лесных угодий, для поддер­жания объема (уровня) воды водоемов, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.

Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах, допускается также расход ее в технологических операциях, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены. Свежая вода расходуется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

Необходимость создания замкнутой системы производственного водоснабжения обусловлена: дефицитом воды; исчерпанием ассими­лирующей разбавляющей и самоочищающей способности водного объекта, принимающего сточные воды; экономическими преимуще­ствами перед очисткой сточных вод до требований, предъявляемых водоохранным контролем. Таким образом, организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и ве­ществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарного продукта или вторичного сырья, ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водные объекты без загрязнения последних. В тех случаях, когда создание замкнутых систем водоснабжения диктует­ся экологическими требованиями, должен быть выбран оптималь­ный вариант с экономической точки зрения.

Замкнутая система должна обеспечить рациональное исполь­зование воды во всех технологических процессах, максимальную рекуперацию компонентов сточных вод, сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, нормальные санитарно-гигиенические ус­ловия работы обслуживающего персонала, исключение загрязнения окружающей среды.

Очищенная вода должна соответствовать качеству технологичес­кой воды. Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящихся предприятиях и на действующих, подлежащих ре­конструкции. В последнем случае, внедрение замкнутых систем идет постадийно с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии.

Оценка систем водного хозяйства проводится путем сравнения следующих показателей: удельного расхода воды, в том числе све­жей, на единицу продукции; удельного расхода реагентов, электро­энергии и тепла на очистку сточных вод; абсолютного количества товарного продукта, получаемого при очистке сточных вод; эконо­мических показателей, в том числе себестоимости, рентабельности, фондоемкости, фондоотдачи; годового экономического эффекта по приведенным затратам; экологических показателей (о закачке жид­ких отходов в подземные горизонты, складировании твердых отхо­дов, о состоянии воздушного бассейна, флоры и фауны).

1. Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:

2. Сточные воды.

3. Классификация.

4. Требования к качеству очистки сточных вод перед сбросом в водоем.

5. Создание замкнутых водооборотных систем.