В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

В промышленности 65...80% расхода воды потребляется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этих случаях вода не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывающую - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную - в составе реагентов, а также при отгонке и других процессах. Технологическая вода непосредственно контактирует со средой. Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

Соответственно назначению воду в системах производственного водообеспечения можно разделить на четыре категории:

вода I категории используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом; вода нагревается и практически не загрязняется; могут наблюдаться лишь аварийные утечки жидких и газообразных продуктов в воду при неисправных теплообменных аппаратах, загрязняющие ее;

вода II категории служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворенные примеси; вода не нагревается (обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт), но загрязняется механическими и растворенными примесями;

Сточная вода - это вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через загрязненную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на хозяйственно-бытовые (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ).

Хозяйственно-бытовые воды - это стоки от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых, прачечных, столовых, туалетов, от мытья полов и др. Они содержат примеси, из которых примерно 58% органических веществ и 42% - минеральных.

Атмосферные воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятий (дождевые и от таяния снега). Они загрязняются органическими и минеральными веществами.

Промышленные сточные воды - это использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т.п.);

При прямоточном водообеспечении предприятий (рис. 3.1, а) вся забираемая из водоема вода (Q ист после участия в технологическом процессе (в виде отработанной) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве Q пот. Количество отводимых в водоем сточных вод составляет.

О сбр = Q ист - Q пот · (3.1)

Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом.

При схеме водообеспечения с последовательным использованием воды (рис. 3.1,6), которое может быть двух- и трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и на очистных сооружениях, т.е.

Рис. 3.1. Схемы водообеспечения промышленных предприятий:

1 - вода свежая чистая, ненагретая; 2 - сточная вода, нагретая; 3 - то же, нагретая и загрязненная; 4- то же, очищенная; ПП, ПП-1, ПП-2 - промышленные предприятия; ОС - очистные сооружения; Q ист - вода, подаваемая из источника на производственные нужды; Q пот, Q пот1 и Q пот2 - вода, безвозвратно потребляемая на промышленных предприятиях; Q шл - вода, удаляемая со шламом; Q сбр - вода, сбрасываемая в водоем

Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки получило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей промышленности (черной металлургии, нефтеперерабатывающей) 90...95% сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5...10% сбрасывается в водоем.

Для уменьшения потребления свежей воды создают оборотные и замкнутые системы водоснабжения. При оборотном водоснабжении предусматривают необходимую очистку, охлаждение, обработку и повторное использование сточной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяете 10... 15 раз уменьшить потребление природной воды.

Качество воды, используемой для технологических процессов, должно быть выше, чем воды, находящейся в оборотных системах.

Если в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия вода является теплоносителем и в процессе использования лишь нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис. 3.2, а); если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси, и в процессе использования загрязняется ими, то перед повторным применением сточная вода проходит обработку на очистных сооружениях (рис. 3.2, б); при комплексном использовании сточные воды перед повторным применением подвергаются очистке и охлаждению (рис. 3.2, в).

Рис. 3.2. Схемы оборотного водоснабжения промышленных предприятий:

а - с охлаждением сточных вод; б - с очисткой сточных вод; в - с очисткой и охлаждением сточных вод; 1 - вода свежая, чистая, ненагретая; 2- сточная вода, нагретая; 3 - тоже, ненагретая и загрязненная; 4- то же, очищенная; 5 - сточная вода, загрязненная; б - оборотная вода; ОУ - охладительные установки; Q - вода, подаваемая на производственные нужды; Q об - оборотная вода; Q ун - вода, теряемая на испарение и унос из охладительных установок (остальные обозначения тс же, что и на рис. 3.1)

При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество подпиточной воды определяется по формуле

Q ист = Q пот + Q ун + Q шл + Q сбр. (3.3)

Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодически. Общее количество добавляемой воды составляет 5...10% общего количества воды, циркулирующей в системе.

Нормы водоотведения в различных отраслях промышленности колеблются в широких пределах. Так, например, при добыче 1 т нефти образуется 0,4 м 3 сточных вод, при добыче 1 т угля в шахтах - 0,3 м 3 ; при выплавке 1 т стали или чугуна - 0,1 м; при производстве 1 т вискозного штапельного волокна - 233 м 3 ; 1 т удобрений - 3,9 м 3 ; 1 т синтетических ПАВ - 1 м; 1 т сульфитной целлюлозы - 218 м 3 ; 1 т бумаги - 37 м 3 ; 1 т цемента - 0,1 м 3 ; 1 т льняных или шелковых тканей - соответственно 317 или 37 м 3 ; 1 т мяса - 24 м 3 ; 1 т хлеба - 3 м 3 ; 1 т масла - 2,6 м 3 ; 1 т сахара-рафинада - 1,2 м 3 ; при изготовлении одного легкового автомобиля - 15,5 м 3 ; одного автобуса - 80 м 3 ; одного магистрального тепловоза - 710 м 3 . При выработке 1 МВт-ч электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях с системами оборотного водоснабжения образуется в среднем 5 м 3 сточных вод.

При отсутствии норм водоотведения количество сточных вод определяется по технологическим расчетам в соответствии с регламентом производства. Количество сточных вод от крупных промышленных предприятий достигает 200...400 тыс. м 3 /сут, что соответствует количеству сточных вод от городов с населением 1...2 млн человек.

Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, они образуются при охлаждении основного производственного оборудования и продуктов производства.

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы:

загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству минеральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и др.);

загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.);

загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.).

Для объективной оценки качества воды проводится классификация показателей по характеру воздействия загрязняющих веществ. На основе предлагаемой классификации выделяются пять групп, включающих следующие показатели:

группа качества (запах, цветность, температура, количество взвешенных частиц);

наличие органических веществ (биохимическое потребление кислорода (ВПК), водородный показатель (pH), растворенный в воде кислород, химическое потребление кислорода или бихроматная окисляемость (ХПК), фосфаты, нитраты);

присутствие санитарно-токсических веществ (хлориды, сульфаты, Са, Mg, Na, К);

наличие микробиологических веществ (коли-индекс и др.);

присутствие токсичных веществ.

Последняя группа разбивается на четыре подгруппы: слаботоксичные вещества, ПДК которых находится в интервале 0,1... 0,9 мг/л (аммоний, синтетические ПАВ (СПАВ), V, Mo, Cr, Fe, Ti);

среднетоксичные вещества, ПДК которых составляют 0,01...0,09 мг/л (нитриты, Zn, Ni, Со);

сильнотоксичные вещества, ПДК которых попадают в интервал 0,001...0,009 мг/л (Сu, Hg, Cd, фенолы);

особо ядовитые вещества с ПДК 0,0001 ...0,0009 мг/л (пестициды, сульфиды).

По концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды разделяются на четыре группы: 1...500, 500...5000,

5000...30 000, более 30 000 мг/л.

Производственные сточные воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих их органических продуктов (например, потемпературе кипения: менее 120, 120...250 и более 250°С).

По степени агрессивности эти воды разделяют на слабоагрессивные (слабокислые с pH 6...6,5 и слабощелочные с pH 8...9), сильноагрессивные (сильнокислые с pH < 6 и сильнощелочные с pH > 9) и неагрессивные (с pH 6,5...8).

Введение

Энергетика и окружающая среда

Характеристика сточных вод

Обоснование выбора схемы очистки сточных вод

Схема очистки сточных вод

Заключение

Литература

Приложение

Введение

На протяжении тысячелетий человечество оказывало крайне ограниченное влияние на окружающую среду, но во второй половине ХХ века в связи с резким увеличением антропогенной нагрузки на нее и тяжелыми экологическими последствиями наиболее остро встала проблема охраны окружающей среды, нахождения равновесия между обеспечением экономических и социальных потребностей общества и сохранением окружающей среды. В условиях растущей угрозы окружающей среде и здоровью населения практически во всех странах мира были приняты законодательные акты, ограничивающие и регулирующие антропогенное давление на природу. Одновременно разрабатываются и внедряются новые технологии, исключающие или минимизирующие вредное воздействие производственных процессов на воздух, воду и почву.

Проблема утилизации промывной воды является актуальной для крупных станций водоподготовки в России. В процессе водоподготовки на фильтровальных станциях образуется большое количество промывной воды фильтров и контактных осветлителей (15 - 30 % от объема обрабатываемой воды). Для промывной воды, сбрасываемой со станций, характерны высокие значения концентраций алюминия, железа, взвешенных веществ, окисляемости, что негативно сказывается на состоянии водоемов, принимающих данный вид сточных вод.

Согласно СНиП 2.04.02-84 промывные воды следует направлять на повторное использование, однако на практике не удается таким образом полностью утилизировать промывные воды по ряду причин: ухудшение процессов хлопьеобразования и отстаивания взвеси, сокращение продолжительности фильтроциклов. В настоящее время большая часть (~75%) промывных вод либо сбрасывается в бытовую канализацию, либо, после предварительного отстаивания (или без него), в природный водоем. При этом в первом случае значительно возрастает нагрузка на канализационные сети и сооружения биологической очистки, нарушается их нормальный режим работы. Во втором случае происходит загрязнение природных водоемов токсичным осадком, что негативно сказывается на их санитарном состоянии.

Таким образом, необходимы новые подходы, исключающие загрязнение окружающей среды и позволяющие получить дополнительное количество очищенной воды без увеличения водозабора.

В данной работе мы исследуем схему очистки сточных вод тепловых электроцентралей и влияние их на окружающую среду.

Проблематика данной работы: исследование выбросов сточных вод промышленных предприятий, влияние сточных вод на окружающую среду.

1. Энергетика и окружающая среда

Современный период развития человечества иногда характеризуют через три параметра: энергетика, экономика, экология.

Энергетика среди данных показателей занимает особое место. Она является определяющим показателем, как и для экономики, так и для экологии. От энергетических показателей зависит экономический потенциал государств и благосостояние людей.

Спрос на электроэнергию и тепло растет с каждым годом, и в нашей стране и за рубежом, соответственно.

Появляется необходимость увеличения мощностей существующих производств и модернизация оборудования для того, чтоб повышения получения энергии и тепла.

Между тем, получение большего количества электроэнергии негативно влияет на природные ресурсы.

Производство электроэнергии в больших масштабах, влияет на:

атмосферу;

гидросферу;

литосферу;

биосферу.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую энергию.

Основные виды производства электроэнергии в РФ

Современный энергетический комплекс РФ включает почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 220 тыс. МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: 21% - это объекты гидроэнергетики, 11% -атомные электростанции и 68% - тепловые электростанции.

Тепловая энергия

Тепловые электроцентрали - это комплекс сооружений и оборудования для вырабатывания электроэнергии и тепла.

Тепловые электроцентрали различают:

По степени загрузки:

· базовые;

· пиковые.

По характеру потребляемого топлива:

· на твердом;

· жидком;

· газообразном.

Данные типы электростанций, большой мощности, требуют огромного количества воды, необходимой для охлаждения пара.

При этом поступающая охлаждающая вода, проходит через охлаждающие устройства и возвращается в источник.

В РФ используется паротурбинные виды ТЭС.

Энергетика г. Екатеринбург

Основным видом развития электрической энергии в Екатеринбурге припадет на тепловые электростанции.

Энергосбережение г. Екатеринбурга обеспечивает 6 ТЭЦ и 172 котельные различной мощности от 0,1 до 515 Гкал/час.

Установленная электрическая мощность ТЭЦ составляет 1 906 МВт (выработка более 6,1 млрд. кВт часов в год).

Общая тепловая мощность энергоисточников составляет 9 200 Гкал/час. В год производится более 19 млн. Гкал тепловой энергии, в том числе:

56% - на станциях «Свердловэнерго»;

39% - котельными промышленных предприятий;

5% - муниципальными котельными.

Годовой расход топлива составляет 3 млн. т.у.т., более 99% из которых приходится на природный газ, остальное - каменный уголь, мазут (последнее в качестве резервного топлива).

Протяженность магистральных тепловых сетей в г. Екатеринбурге составляет 188км, разводящих и квартальных тепловых сетей - более 3200 км.

Характеристика сточных вод

Сточными водами принято называть пресные воды, изменившие вследствие хозяйственно-бытовой и промышленной деятельности человека свои физико-химические и биохимические свойства. По происхождению сточные воды разделяют на следующие классы: хозяйственно-бытовые, промышленные и дождевые сточные воды.

Степень равномерности распределения (периодичность) загрязняющего компонента.

Таблица 1 Состав и концентрация загрязнений в сточных водах ТЭЦ

Показатели		Качество воды приемника сточных вод	Система гидрозолоудаления
			До очистки	После очистки	Метод очистки	Дальнейшее использование	Приращение концентрации загрязняющих воду веществ в стоках после очистки
Взвешенные вещества
Нефтепродукты					Очистные сооружения отсутствуют	Сброс в водоемы
Щелочность общая	мг-экв/дц3
Жесткость общая	мг-экв/дц3
Сульфаты




Сухой остаток

Таблица 2 Показатели сточных вод ТЭЦ

Показатели	Концентрация вещества	До очистки	После очистки	Метод очистки	Дальнейшее использование	Приращение концентрации загрязняющих воду веществ в стоках до очистки
Взвешенные вещества
Нефтепродукты		8,64×10-4/1,44×10-4	2,16×10-3/0,36×10-3	8,64×10-41,44×10-4
Щелочность общая	мг-экв/дц3
Жесткость общая	мг-экв/дц3
Сульфаты


		2,05×10-4/0,34×10-4	2,16×10-4/0,36×10-4	2,05×10-4/0,34×10-4
		6,48×10-4/1,08×10-4	8,64×10-4/1,44×10-4	6,48×10-4/1,08×10-4
Сухой остаток

Обоснование выбора схемы очистки сточных вод

Как мы уже выяснили, основным видом развития электроэнергии в Екатеринбурге - это тепловые электростанции. Потому в данной работе мы анализируем влияние развития тепловых электростанций и влияние их на окружающую среду.

Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие на:

атмосферу;

гидросферу;

литосферу;

биосферу.

В настоящее время это воздействие приобретает глобальный характер, затрагивая все структурные компоненты нашей планеты.

Важнейшими факторами функционирования окружающей среды является живое вещество биосферы, которое играет существенную роль в естественном круговороте почти всех веществ.

Влияния ТЭС на окружающую среду

Соединения азота практически не взаимодействуют с другими веществами в атмосфере и существование их почти не ограничено.

Сернистые соединения - токсический газообразный выброс ТЭЦ, и при пребывании в атмосфере, в присутствии кислорода окисляется до SO 3 и, вступает в реакцию с водой, и образует при этом слабый раствор серной кислоты.

В процессе горения в атмосфере кислорода воздуха азот, в свою очередь образует ряд соединений: N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 и N 2 O 5 .

В присутствии влаги окись азота (IV) легко вступает в реакцию с кислородом, образуя при этом НNO 3 .

Рост выбросов токсичных соединений в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения, ухудшает качество продукции сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климатические условия отдельных регионов мира, состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны.

Физико-химические методы очистки

Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

флотация;

ионообменная и электрохимическая очистка;

гиперфильтрация;

нейтрализация;

экстракция;

эвапорация;

выпаривание, испарение и кристаллизация.

Производственные сточные воды

Производственные сточные воды в основном загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав таких стоков разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. По составу сточные воды делятся три основные группы, содержащие:

Неорганические примеси (в том числе токсические);

Органические примеси;

Неорганические и органические загрязняющие примеси.

Сточные воды тепловых электростанций

Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

Методы очистки сточных вод можно разделить на:

механические;

химические;

физико-химические;

биологические.

Схема очистки сточных вод

Очистка сточных вод проходит последовательно.

На начальном этапе, сточные воды очищают от нерастворенных загрязнений, а потом от растворенных органических соединений.

Химической очисткой очищают производственные сточные воды (химическое производство, ТЭС).

Физико-химические методы очистки сточных вод можно проводить до биохимической очистки и после биохимической очистки.

Дезинфекцию, как правило, проводится уже в конце процесса обработки сточных вод.

электростанция сточный вода

Рис. 1. Схема механической и биохимической очистки сточных вод

Осадок сбраживается в метантенках, обезвоживается и сушится на иловых площадках.

Механическая очистка заключается в процеживании сточной жидкости через решетки.

Загрязнения, уловленные на решетках, дробятся на специальных дробилках и возвращаются в поток очищаемой воды до или после решеток.

Биохимическая очистка осуществляется аэробными микроорганизмами.

Осадок из вторичных отстойников также направляют в метантенки.

Для дезинфекции воды используют хлор.

Обеззараживание воды происходит в контактных резервуарах.

Рис. 2. Схема механической и биохимической очистки сточных вод

В этой схеме для биохимической очистки применены аэротенки.

Принцип очистки воды в них такой же, как и в биологических фильтрах. Вместо биологической пленки здесь используют активный ил, представляющий собой колонии аэробных микроорганизмов.

По этой схеме осадок обезвоживают на вакуум-фильтрах, а сушат в термических печах.

Схема химической очистки производственных сточных вод наряду с сооружениями, применяемыми при механической очистке сточных вод, включает ряд дополнительных сооружений: реагентов, а также смешения их с водой.

Заключение

В данной работе мы исследовали схемы очистки сточных вод.

Промышленные сточные воды образуются в ходе производственной деятельности предприятий, заводов, комплексов, электростанций, автомоек и т.д.

Основными характеристиками сточных вод являются:

Виды загрязнений и их концентрация (содержание) в сточных водах;

Количество сточных вод, скорость их поступления, расход;

Степень равномерности распределения (периодичность) загрязняющего компонента.

Как мы выяснили, на производство электроэнергии приводит к массовым выбросам вредных соединений, которые в свою очередь вредно влияют на атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу.

В приложениях приведены нормативные показатели по составу и перечням веществ, что сбрасываются в водоем.

Для снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду, человечеству надо переходить на альтернативные источники энергии.

Альтернативные источники энергии направлены на разрешение глобально - экологических проблем.

Стоимость альтернативных источников энергии значительно ниже стоимости традиционных источников, причем строительство альтернативных станций окупается быстрее. Альтернативные источники энергии позволят сэкономить топливные ресурсы страны для использования их в других промышленностях, поэтому здесь решается экономическая причина.

Альтернативные источники энергии помогут сохранить здоровье и жизнь многим людям.

Литература

1. В.И. Кормилицын, М.С. Цицкшивили, Ю.И. Яламов «Основы экологии», изд-во - Интерстиль, Москва 1997.

2. Н.А. Воронков «Экология - общая, социальная, прикладная», изд-во - Агар, Москва 1999.

3. В.М. Гарин, И.А. Клёнова, В.И. Колесникова «Экология для технических ВУЗов», изд-во - Феникс, Ростов-на-Дону 2001.

4. Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. - М.: Энергия, 1975. -131 с.

5. Романенко В.Д. и др. Методика экологической оценки качества поверхностных вод по соответствующим критериям. - К., 1998.

6. Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения АЭС. Контроль за радиоактивным загрязнением природной среды в окрестностях АЭС / Под ред. К.П. Махонько. - Обнинск: НПО «Тайфун», 1989. - 350 с.

7. Семенов И.В. и др. Мониторинг в системе обеспечения экологической безопасности гидротехнических объектов // Гидротехническое строительство. - 1998. - № 6.

8. Скалин Ф.В., Канаев А.А., Кооп Л.З. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 280 с.

9. Тарханов А.В., Шаталов В.В. Новые тенденции развития мировой и российской минерально-сырьевой базы урана // Минеральное сырье. Серия геолого-экономическая. - М.: ВИМС, 2008. - № 26. - 79 с.

10. Толковый словарь экологических терминов / Г.А. Ткач, Э.Г. Братута и др. - К.: 1993. - 256 с.Тупов В.Б. Охрана окружающей среды от шума в энергетике. - М.: МЭИ, 1999. - 192 с.Ходаков Ю.С. Оксиды азота и теплоэнергетика. - М.: ООО «ЭСТ-М», 2001. - 370 с.

Приложение

Перечень загрязняющих веществ, удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки

Вещество

Макс. конц. для биолог. очистки мг/л

Эффективность удаления, %

При сбросе очищ. сточных вод в водный объект хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

При сбросе очищ. сточных вод в водный объект рыбохозяйственного водопользования

Класс опасности

Акриловая кислота

Акролеин

Аллиловый спирт

Алюминий

Аммонийный азот(ион)хх)

Ацетальдегид

Бензойная кислота

Бутилакрилат

Бутилацетат

Бутиловый спирт нормальн.

-"- вторичный

-"- третичный

Винилацетат

Гидразин

Гидрохинон

Гликозин

Глицерин

Дибутилфталат

Диметилацетамид

Диметилфенил-карбинол

Диметилфенол

Динитрил адипиновой кислоты

Дициандиамид

Диэтаноламид

Диэтиламин

ЖелезоFe+3

Жиры (растит, и животн.)

Нормируются по БПК

нормируются по БПК

Изобутиловый спирт

Изопропиловый спирт

Капролактам

Карбометил-целлюлоза

Карбомол

Кротоновый альдегид

Нормируется по БПК

Малеиновая кислота

Марганец2+

Масляная кислота

Метакриламид

Метакриловая кислота

Метилметакрилат

Метилстирол

Метилэтилкетон

Молибден

Молочная кислота

нормируются по БПК

Моноэтаноламин

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

Мочевина (карбамид)

Муравьиная кислота

Нефть и нефтепродукты в раств. и эмульгир. виде

Нитробензол

Нитраты (по NО3)

Нитриты (по NО2)

Октанол (спирт октиловый)

Пирокатехин

Полиакриламид

Поливиниловый спирт

Пропиленгликоль

Пропиловый спирт

Резорцин

Сероуглерод

Синтамид

СПАВ (анионные)

Стронций

Сульфиды (натрия)

Тиомочевина

Трикрезилфосфат

Триэтаноламин

Уксусная кислота

Формальдегид

Фосфатыхх)

токс сан-токс

2 (поР) 00,5-0,2

Фталевая кислота

Фториды (анион)

Хромолан

Цианиды (анион)

Этиловый спирт

Эмукрил С

Этамон ДС

2-этилгексанол

Этиленгликоль

Этилен-хлоргидрин

х) ЛПВ - лимитирующий показатель вредности: "с-т" - санитарно-токсикологический; "токс" - токсикологический; "орг." - органолептический; "общ." - общесанитарный; "рыб.-хоз." - рыбохозяйственный; "сан" - санитарный. хх) эффективность удаления аммонийного азота и фосфора дана для существующей обычной технологии биологической очистки. При использовании специальных технологий (схем с нитрификацией-денитрификацией, реагентного или биологического удаления фосфатов и др.), требующих реконструкции очистных сооружений, эффективность удаления может быть повышена до 95-98%. ПДК для рыбохозяйственных водоемов зависит от трофности водоемов прочерк - означает отсутствие данных

ПЕРЕЧЕНЬ агрязняющих веществ, не удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки

Вещество	При сбросе в водный объект хоз-питьевого и культурно-бытового водопользования		При сбросе в объект рыбохозяйственного водопользования
		Класс опасности		Класс опасности
Анизол (метоксибензол)
Ацетофенон
Бутилбензол
Гексахлоран (гексахлорциклогексан)
Гексахлорбензол
Гексахлорбутадион
Гексахлорбутан
Гексахлорциклопентадиен
Гексахлорэтан
Гексоген
Диметилдиоксан
Диметилдитиофосфат
Диметилдихлорвинилфосфат
Дихлоранилин
Дихлорбензол
Дихлорбутен
Дихлоргидрин
Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ)
Дихлорнафтохинон
Дихлорпропионат натрия
Дихлофос
Дихлорэтан
Диэтиланилин
Диэтиленгликоль
Диэтиловый эфир
Диэтиловый эфир малеиновой кислоты
Диэтилртуть

Изопропиламин

Карбофос
В-меркаптодиэтиламин

Метилнитрофос
Нитробензол
Нитрохлорбензол
Пентаэритрит
Петролаум (смесь твердых углеводородов)
Пикриновая кислота (тринитрофенол)
Пирогаллол (триоксибензол)
Полихлорпинен
Полиэтиленимин
Пропилбензол
Тетрахлорбензол
Тетрахлоргептан
Тетрахлорметан (четыреххлористый углерод)
Тетрахлорнонан
Тетрахлорпентан
Тетрахлорпропан
Тетрахлорундекан
Тетрахлорэтан
Тиофен (тиофуран)

Трибутилфосфат
Триэтиламин
Фосфамид
Фурфурол
Хлорбензол
Хлоропрен
Хлорофос
Хлорциклогексан
Этилбензол
Циклогексан
Циклогексанол
Сульфаты

Перечень веществ и материалов, запрещенных к сбросу в системы канализации населенных пунктов

1. Вещества и материалы, способные засорять трубопроводы, колодцы, решетки или отлагаться на их стенках:

металлическая стружка;

строительные отходы и мусор;

твердо-бытовые отходы;

производственные отходы и шламы от локальных (местных) очистных сооружений;

всплывающие вещества;

нерастворимые жиры, масла, смолы, мазут и др.

окрашенные сточные воды с фактической кратностью разбавления, превышающей нормативные показатели общих свойств сточных вод более чем в 100 раз;

биологически жесткие поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Вещества, оказывающие разрушительное действие на материал трубопроводов, оборудования и других сооружений систем канализации:

щелочи и др.

Вещества, способные образовывать в канализационных сетях и сооружениях токсичные газы, взрывоопасные, токсичные и горючие газы:

сероводород;

сероуглерод;

окись углерода;

цианистый водород;

пары летучих ароматических соединений;

растворители (бензин, керосин, диэтиловый эфир, дихлорметан, бензолы, четыреххлористый углерод и т.п.).

Концентрированные и маточные растворы.

Сточные воды с зафиксированной категорией токсичности "гипертоксичная";

Сточные воды, содержащие микроорганизмы - возбудители инфекционных заболеваний.

Радионуклиды, сброс, удаление и обезвреживание которых осуществляется в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод" и действующими нормами радиационной безопасности

Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов

	Перечень загрязняющих веществ	Усредненная характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод (концентрация, мг/л)
	Взвешенные вещества
	БПК полн.


	Азот аммонийный

	Сульфаты
	Сухой остаток
	Нефтепродукты
	СПАВ (анионные)

	Железо общее








	Алюминий
	Марганец

	Фосфор фосфатов

Примечание: При необходимости данные, приведенные в таблице, могут уточняться и корректироваться на основе проведенных натурных исследований.

Технологические циклы производства химических, металлургических, предприятий энергетики и оборонного комплекса используют, кроме основных материалов и сырья и обычную воду, играющую большую роль в технологии производства продукции. Большие объемы пресной воды, применяемые для приготовления растворов реагентов и в качестве вспомогательных операций охлаждения, имеют в своем составе просто огромное количество химических примесей и добавок, делающих такую воду опасной даже в виде промышленных стоков.

Проблему очистки таких вод, их использование в дальнейшем технологическом цикле или сброса в систему общей канализации сегодня вполне справляется оборудование химической очистки сточных вод, обеспечивающее не только подготовку воды к стандартам бытовых стоков, но и даже приводя очистку до норм очищенной пресной воды, пригодной для технического использования.

Основные методы химической очистки промышленных стоков

Химические методы проведения очистки промышленных стоков сегодня используются в основном для связывания и удаления из объема технической воды опасных химических элементов и приведения основных параметров таких стоков к нормам, позволяющим в дальнейшем провести обычную биологическую очистку.

Буквально в процессе такой очистки используются основные типы химических реакций:

Нейтрализация опасных соединений и элементов;
Окислительная реакция;
Реакция восстановления химических элементов.

В технологическом цикле очистных сооружений промышленных предприятий химическая очистка применима:

Для получения очищенной технической воды;
Очистке стоков производства от химических соединений перед сбросом в канализацию для дальнейшей биологической очистки;
Извлечения ценных химических элементов для дальнейшей переработки;
При проведении доочистки воды в отстойниках для сброса в открытые водоемы.

Химическая очистка сточных вод перед выбросом стоков в канализацию общего назначения, позволяет существенно повысить безопасность и ускорить процесс биоочистки.

Нейтрализация промышленных стоков

Большинство промышленных предприятий использующих химическую очистку промышленных стоков наиболее часто используют в своих очистных сооружениях и комплексах средства нейтрализации кислотных и щелочных показателей воды до приемлемых для дальнейшей обработке уровня кислотности 6,5– 8,5 (рН). Снижение или наоборот, повышение уровня кислотности стоков позволяет в дальнейшем использовать жидкость для технологических процессов поскольку такой показатель уже не является опасным для человека.

Доведенная до такого показателя воды может быть использована для технологических нужд предприятий, на вспомогательных производствах или для дальнейшей очистки с применением биологических средств.

Важно, что нормализация химическим путем воды проводимая на предприятиях эффективно обеспечивала нейтрализацию кислот и щелочей, растворенных в стоках, и не допускала их попадание в грунт и водоносные слои.

Превышение количества показателей кислот и щелочей в сбрасываемых отходах ведет к ускорению старения оборудования, коррозии металла трубопроводов и запорной арматуры, растрескиванию и разрушению железобетонных конструкций фильтровальных и очистительных станций.

В дальнейшем для нормализации кислотно-щелочного баланса отходов в отстойниках, резервуарах и на полях фильтрации необходимо больше времени на проведение биологической очистки на 25-50% времени больше чем нейтрализованных стоков.

Промышленные технологии нейтрализации жидких отходов

Проведение мероприятий химической очистки жидких отходов методом нейтрализации связана с выравниванием необходимого показателя уровня кислотности определенного объема сточных вод. Основными технологическими процессами, задействованными в нейтрализации, выступают:

определение уровня загрязнений химическими соединениями стоков;
расчет дозировки химических реагентов, необходимых для нейтрализации;
осветление воды до необходимого уровня норм для жидких отходов.

Подбор оборудования средств очистки, его расположение, подключение и работа зависит, прежде всего, от уровня загрязнения и необходимых объемов очистки сбросов.

В отдельных случаях для этого достаточно мобильных установок химической очистки, обеспечивающих очистку и нейтрализацию относительно небольшого количества жидкости из накопителя предприятия. А в отдельных случаях требуется применение постояннодействующей установки химической очистки и нейтрализации.

Основным видом технологического оборудования для таких станций выступает установки проточной очистки или контактного типа. Обе установки позволяют обеспечить:

контроль уровня загрязнения;
возможность использования в технологии схемы взаимной нейтрализации кислотного и щелочного компонентов;
возможность использования естественного процесса нейтрализации в технологических водоемах.

Технологические схемы химической очистки методом нейтрализации должны обеспечивать возможность изъятия или удаления из резервуаров очистки твердых, нерастворимых частиц осадка.

Вторым важным моментом работы очистительных установок выступает возможность своевременной корректировки необходимого количества и концентрации реагентов для реакции, в зависимости от уровня загрязнения.

Обычно в технологическом цикле применяется оборудование, имеющее несколько накопительных резервуаров, позволяющих обеспечить своевременный прием, хранение, смешивание и сброс стоков, доведенных до необходимой кондиции.

Химическая нейтрализация стоков смешиванием кислотной и щелочной составляющих

Использование метода нейтрализации стоков путем смешивания кислотных и щелочных составляющих позволяет, проводить контролируемую реакцию нейтрализации без использования дополнительных реагентов и химикатов. Контроль количества сбрасываемых сточных вод кислотного и щелочного составов позволяет своевременно проводить операции по аккумулированию обеих составляющих и дозирование при смешивании. Обычно для непрерывной работы очистных сооружений такого вида используется суточный объем сбросов. Каждый из видов отходов проверяется и в случае необходимости доводится до необходимой концентрации путем добавления объема воды или определения объема пропорции для реакции очистки. Непосредственно на установке очистки это проводится в накопительных и регулирующих резервуарах станции. Использование данного метода требует правильного химического анализа составляющих кислотной и щелочной составляющей, проведение залповой или многоступенчатой реакции нейтрализации. Для небольших предприятий использование такого метода может быть проведено как в локальных очистительных сооружениях цеха или участка, так и при помощи очистных предприятия в целом.

Очистка при помощи добавления реагентов

Метод очистки жидких отходов реагентами применяется в основном для очистки вод содержащих большое количество загрязнений одного вида, когда нормальное соотношение щелочной и кислотной составляющей в воде значительно в одну из сторон.

Чаще всего это необходимо когда загрязнение имеет ярко выраженный вид и очистка методом смешивания результатов не дает или же попросту из-за повышенной концентрации нерациональна. Единственным и наиболее надежным методом нейтрализации в таком случае выступает метод добавления реагентов – химикатов, вступающих в химическую реакцию.

В современных технологиях такой метод чаще всего используется для кислых сточных вод. Самым простым и эффективным методом нейтрализации кислоты обычно выступает использование местных химикатов и материалов. Простота и эффективность метода заключается в том, что отходы, например, доменного производства отлично нейтрализуют загрязнение серной кислотой, а шлак с тепловых электростанций и централей часто используется для добавления в резервуары с кислотными сбросами.

Использование местных материалов позволяет значительно удешевить процесс очистки, ведь шлак, мел, известняк, доломитовые породы отлично нейтрализуют большое количество сильнозагрязненных стоков.

Отходы доменного производства и шлак с тепловых электростанций и централей не требует дополнительной подготовки, кроме измельчения, пористая структура и наличие в составе многих соединений кальция, кремния и магния позволяют применять материалы без предварительной обработки.

Мел, известняк и доломит, используемые в качестве реагентов, в обязательном порядке проходят подготовку и измельчение. Кроме того, для очистки в некоторых технологических циклах используется подготовка жидких реагентов, например, с использованием извести и аммиачного раствора воды. В дальнейшем, аммиачная составляющая отлично помогает при процессе биологической очистки воды.

Метод окисления сточных вод

Метод окисления сточных вод дает возможность получать безопасные по своим характеристикам токсичности сточных вод в опасных химических производствах. Чаще всего окисление используется для получения стоков, которые не требуют дальнейшего извлечения твердых частиц, и могут быть сброшены в общую систему канализации. В качестве добавок используются окислители на основе хлора, это сегодня самый популярный материал для очистки.

Материалы на основе хлора, натрия и кальция озон и пероксид водорода используются в многоступенчатой технологии очистки стоков, при которой каждый новый этап позволяет значительно снижать токсичность, связывая опасные токсические вещества в нерастворимые соединения.

Установки окисления, имеющие многоступенчатые системы очистки делают этот процесс относительно безопасным, но применение таких токсичных окислителей, как хлор постепенно вытесняется более безопасными, но не менее эффективными методами окисления стоков.

К высокотехнологическим методам очистки стоков, относятся методы, использующие в своем технологическом цикле новые разработки, позволяющие при помощи специфического оборудования обеспечить очистку от вредных и ядовитых примесей широкого спектра загрязнителей.

Наиболее прогрессивным и перспективным методом очистки выступает метод озонирования стоков. Озон, при попадании в сточные воды воздействует как на органические так и на неорганические вещества, проявляя при этом широкий спектр действия. Озонирование сточных вод позволяет:

обесцветить жидкость, значительно повысив ее прозрачность;
проявляет обеззараживающий эффект;
практически полностью устраняет специфические запахи;
устраняет сторонние привкусы.

Озонирование применимо при загрязнении воды:

нефтепродуктами;
фенолами;
сероводородными соединениями;
цианидами и производными от них веществами;
канцерогенными углеводородами;
уничтожает пестициды;
обезвреживает поврехностно-активные вещества.

Вдобавок к этому практически полностью уничтожаются опасные микроорганизмы.

Технологически озонирование как метод очистки может быть реализован как в локальных очистных установках, так и в стационарных станциях очистки.

Использование различных методов химической очистки сточных вод приводит к снижению вредных и опасных для человека и экосистем выбросов веществ от 2 до 5 раз, и сегодня именно химическая очистка позволяет добиться наиболее высокой степени очистки воды.

Состояние окружающей среды напрямую зависит от степени очистки промышленных сточных вод близко расположенных предприятий. В последнее время экологические вопросы стоят очень остро. За 10 лет было разработано множество новых эффективных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий.

Очистка производственных сточных вод разных объектов может происходить в одной системе. Представители предприятия могут договориться с коммунальными службами о сливе своих сточных вод в общую централизованную канализацию населенного пункта, где она расположено. Что бы это стало возможно, предварительно проводят химический анализ стоков. Если они имею допустимую степень загрязнения, то промышленные сточных вод будут сливаться совместно с бытовыми стоками. Возможна предочистка сточных вод предприятий специализированным оборудованием для ликвидации загрязнений определенной категории.

Нормы состава промышленных стоков для слива в канализацию

Промышленные использованные воды могут иметь в составе вещества, которые будут разрушать канализационный трубопровод и станции очистки города. Если они попадут в водоемы, то отрицательно повлияют на режим использования воды и жизнь в нем. К примеру, ядовитые вещества при превышении ПДК нанесут вред окружающим водоемам и, возможно, человеку.

Что бы избежать подобных проблем, перед очисткой проводится проверка предельно допустимых концентраций различных химических и биологических веществ. Подобные действия являются профилактическими мерами правильной работы канализационного трубопровода, функционирования очистных сооружений и экологии окружающей среды.

Требования к стокам учитываются во время проектирования монтажа или реконструкции всех промышленных учреждений.

Заводы должны стремиться работать на технологиях с малым количеством отходов или вообще без них. Вода должна использоваться повторно.

Отводимые в центральную канализационную систему сточные воды должны соответствовать следующим нормам:

БПК 20 должен быть меньше допустимого значения проектной документации очистной станции канализационной сети;
стоки не должны стать причиной сбоев или остановки работы канализации и очистной станции;
сточные воды не должны иметь температуру выше 40 градусов и рН 6,5-9,0;
сточная вода не должна содержать абразивные материалы, песок и стружку, которые могут образовывать осадок в элементах канализации;
не должно быть примесей, которые засоряют трубы и решетки;
стоки не должны иметь агрессивные компоненты, приводящие к разрушению труб и других элементов станций очистки;
сточные воды не должны иметь в своем составе взрывоопасные компоненты; не разлагающиеся биологическим методом примеси; радиоактивные, вирусные, бактериальные и токсичные вещества;
ХПК должен быть меньше БПК 5 на 2,5 раза.

Если сбрасываемые воды не соответствуют указанным критериям, то организуют местную предочистку сточных вод. Примером может быть очистка сточных вод гальванического производства. Качество очистке должно быть согласована монтирующей организацией с муниципальными властями.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Очистка воды должна удалить негативные для окружающей среды вещества. Используемые технологии должны нейтрализовать и утилизировать компоненты. Как видно, методы очистки должны учитывать первоначальный состав стоков. Кроме токсичных веществ, следует контролировать жесткость воды, ее окисляемость и т.д.

Каждый вредный фактор (ВФ) имеет собственный набор характеристик. Иногда один показатель может говорить о существовании нескольких ВФ. Все ВФ разделяют по классам и группам, которые имеют свои методы очистки:

грубодисперсные взвешенные примеси (взвешенные примеси с фракцией свыше 0,5 мм) – просеивание, отстаивание, фильтрация;
грубодисперсные эмульгированные частицы – сепарация, фильтрация, флотация;
микрочастицы – фильтрация, коагуляция, флокуляция, напорная флотация;
стабильные эмульсии – тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация;
коллоидные частицы – микрофильтрация, электрофлотация;
масла – сепарация, флотация, электрофлотация;
фенолы – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем, флотация, коагуляция;
органические примеси – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем;
тяжелые металлы – электрофлотация, отстаивание, электрокоагуляция, электродиализ, ультрафильтрация, ионный обмен;
цианиды – химическое окисление, электрофлотация, электрохимическое окисление;
четырехвалентный хром – химическое восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция;
трехвалентный хром – электрофлотация, ионный обмен, осаждений и фильтрация;
сульфаты – отстаивание с реагентами и последующей фильтрацией, обратный осмос;
хлориды – обратный осмос, вакуумное выпаривание, электродиализ;
соли – нанофильтрация, обратный осмос, электродиализ, вакуумное выпаривание;
ПАВ – сорбция активированным углем, флотация, озонирование, ультрофильтрация.

Виды сточных вод

Загрязнения стоков бывают:

механические;
химические – органические и неорганические вещества;
биологические;
тепловые;
радиоактивные.

В каждой отрасли промышленности состав сточных вод разный. Выделяют три класса, которые содержат:

неорганические загрязнения, в том числе и токсичные;
органику;
неорганические примеси и органику.

Первый вид загрязнений присутствует у содовых, азотных, сульфатных предприятий, которые работают с различными рудами с кислотами, тяжелыми металлами и щелочами.

Второй тип свойственен предприятиям нефтяной промышленности, заводам органического синтеза и др. В воде много аммиака, фенолов, смол и других веществ. Примеси при окислении приводят к снижению концентрации кислорода и снижению органолептических качеств.

Третий тип получается в процессе гальванообработке. В стоках много щелочей, кислот, тяжелых металлов, красителей и т.д.

Методы очистки сточных вод предприятий

Классическая очистка может происходить с применением различных методов:

удаление примесей без изменения их химического состава;
модификация химического состава примесей;
биологические способы очистки.

Удаление примесей без изменения их химического состава включает:

механическая очистка с использованием механических фильтров, отстаивания, процеживания, флотации и т.д.;
при постоянном химическом составе меняется фаза: выпаривание, дегазация, экстракция, кристаллизация, сорбция и т.д.

Местная система очистки стоков основывается на многих методах очистки. Они подбираются под определенный вид сточных вод:

взвешенные частицы удаляются в гидроциклонах;
загрязнения мелкой фракции и осадок удаляют в непрерывных или периодических центрифугах;
флотационные установки эффективны в очистки от жиров, смол, тяжелых металлов;
газообразные примеси удаляются дегазаторами.

Очистка стоков с изменением химического состава примесей так же подразделяется на несколько групп:

переход в труднорастворимые электролиты;
образование мелкодисперсных или комплексных соединений;
распад и синтез;
термолиз;
окислительно-восстановительные реакции;
электрохимические процессы.

Эффективность биологических методов очистки зависит от видов примесей в стоках, которые могут ускорить или замедлить разрушение отходов:

наличие токсичных примесей;
повышенная концентрация минеральных веществ;
питание биомассы;
структура примесей;
биогенные элементы;
активность среды.

Что бы очистка промышленных сточных вод была результативной, то должен быть выполнен ряд условий:

Существующие примеси должны быть подвержены биологическому распаду. Химический состав стоков влияет на скорость биохимических процессов. К примеру, первичные спирты окисляются быстрее, чем вторичные. При повышении концентрации кислорода биохимические реакции протекают быстрее и качественнее.
Содержание токсичных веществ на должно негативно влиять на работу биологической установки и технологии очистки.
ПКД 6 так же не должно нарушать жизнедеятельность микроорганизмов и процесс биологического окисления.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очистка сточных вод происходит в несколько этапов с использованием разных методов и технологий. Это объясняется довольно просто. Нельзя производить тонкую очистку, если в стоках присутствуют крупнодисперсные вещества. Во многих методах предусмотрены предельные концентрации по содержанию определенных веществ. Таким образом, сточные воды должны быть предварительно очищены перед главным методом очистки. Комбинация из нескольких методах является максимально экономной на предприятиях промышленности.

Каждое производства имеет определенное количество стадий. Оно зависит от вида очистительных станций, способов очистки и состава сточных вод.

Самым целесообразным способом является четырехстадийная очистка воды.

Удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если сточные воды не содержат данный вид примесей, то первая стадия пропускается. Является предварительной очисткой. В нее входит коагуляция, флокуляция, смешивание, отстаивание, просеивание.
Удаление всех механических примесей и подготовка воды к третьей стадии. Является первичной стадией очистки и может состоять из осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
Удаление загрязняющих веществ до определенного заданного порога. Вторичная обработка включает химическое окисление, обезвреживание, биохимия, электрокоагуляция, электрофлотация, электролиз, мембранная очистка.
Удаление растворимых веществ. Является глубокой очисткой – сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Химический и физический состав определяет набор методов на каждом этапе. Допускается исключение некоторых стадий при отсутствии определенных загрязнений. Однако вторая и третья стадия являются обязательными в очистке промышленных сточных вод.

Если соблюдать перечисленные требования, то отвод сточных вод предприятий не нанесет ущерб экологической обстановки окружающей среды.

Данная статья несет ознакомительную информацию. Компания Квант Минерал разделяет не все положения данной статьи.

Классификация промышленных сточных вод

Так как на различных предприятиях используются разнообразные технологии, то и перечень вредных веществ, попадающих в ходе технологических процессов в промышленные воды, очень различается.

Принято условное деление промышленных стоков на пять групп по видам загрязнений. при данном классификации различается в пределах одной и той же группы, а за систематизирующий признак взято сходство используемых технологий очистки:

группа 1: примеси в виде взвешенных веществ, механические примеси, в т.ч. гидроксиды металлов.
группа 2: примеси в виде масляных эмульсий, нефтесодержащие примеси.
группа 3: примеси в виде летучих веществ.
группа 4: примеси в виде моющих растворов.
группа 5: примеси в виде растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами (цианиды, соединения хрома, ионы металлов).

Методы очистки промышленных стоков

Для удаления загрязняющих веществ из промышленных сточных вод разработано несколько методов. Выбор в каждом конкретном случае осуществляется, основываясь на и требуемом качественном составе очищенной воды. Так как в некоторых случаях загрязняющие компоненты относятся к различным видам, то для таких условий целесообразно применение комбинированных методов очистки.

Методы очистки производственных стоков от нефтепродуктов и взвешенных веществ

Для очистки промышленных стоков первых двух групп наиболее часто используется отстаивание, для чего могут применяться отстойники или гидроциклоны. Также в зависимости от количества механических примесей, размера взвешенных частиц и требований к очищенной воде в очистных сооружениях осуществляется флотация и . При этом следует учитывать, что некоторые виды взвешенных примесей и масел обладают полидисперсными свойствами.

Несмотря на то, что отстаивание является широко используемым методом очистки, оно обладает рядом недостатков. Отстаивание промышленных стоков для получения хорошей степени очистки, как правило, требует очень продолжительного времени. Хорошими показателями очистки при отстаивании считаются 50-70% и масел и 50-60% очистки для взвешенных веществ.

Более эффективным методом осветления сточных вод является флотация. Флотационные установки позволяют значительно сократить время очистки стоков, при этом степень очистки для загрязнений нефтепродуктами и механическими примесями достигает показателя в 90-98%. Такая высокая степень очищения получается при флотации в течение 20-40 минут.

На выходе из флотационных установок количество взвешенных частиц в воде составляет около 10-15 мг/л. В тоже время это не соответствует требованиям, предъявляемым для оборотных вод ряда промышленных предприятий, и требованиям экологического законодательства для сброса промстоков на рельеф. Для более качественного удаления загрязняющих факторов из производственных стоков на очистных станциях используют фильтры. Фильтрующим наполнителем выступает пористый, либо мелкозернистый материал, например, кварцевый песок, антрацит. В фильтровальных установках последних модификаций часто применяются наполнители из пеноуретанов и пенополистиролов, которые обладают большей емкостью и способны многократно регенерировать для повторного использования.

Реагентный метод

Фильтрование, флотация и отстаивание позволяют удалять из сточных вод механические примеси от 5 мкм и больше, удаление более мелких частиц можно осуществить только после предварительной . Добавление в промышленные стоки коагулянтов и флокулянтов вызывает образование хлопьев, которые в процессе осаждения вызывают сорбацию взвешенных веществ. Некоторые виды флокулянтов ускоряют процесс самокоагуляции частиц. Наиболее распространены в качестве коагулянтов хлорное железо, сернокислый алюминий, железный купорос, в качестве флокулянтов – полиакриламид и активированная кремниевая кислота. В зависимости от технологических процессов, применяемых на основном производстве, для флокуляции и коагуляции можно использовать образующиеся на предприятии вспомогательные вещества. Таким примером может служить применение в машиностроительной отрасли отработанных травильных растворов, содержащих сульфат железа.

Реагентная обработка увеличивает показатели очистки сточных вод промышленного предприятия до 100% от механических примесей (включая мелкодисперсные), и до 99,5% от эмульсий и нефтепродуктов. Минусом данного метода является усложнение обслуживания и эксплуатации очистной станции, поэтому на практике он применяется только в случаях повышенных требований к качеству очистки стоков.

На сталелитейных производствах взвешенные вещества в сточных водах могут более чем на половину состоять из железа и его оксидов. Такой состав промышленной воды позволяет использовать для очистки безреагентную коагуляцию. В данном случае коагуляция загрязняющих железосодержащих частиц будет осуществляться за счет магнитного поля. Очистные станции на таком производстве представляют собой комплекс из магнитокоагулятора, магнитных фильтров, магнитных фильтроциклонов и прочих установок с магнитным принципом действия.

Методы очистки промышленных стоков от растворенных газов и ПАВ

Третья группа промышленных стоков представляет собой растворенные в воде газы и летучие органические вещества. Удаление их из сточных вод осуществляется методом отдувки или десорбции. Данный метод заключается в пропускании через жидкость мелких пузырьков воздуха. Поднимающиеся к поверхности пузырьки захватывают с собой растворенные газы и удаляют их из стоков. Барботирование воздуха через промышленные сточные воды не требует специальных дополнительных устройств, кроме самой барботажной установки, а утилизация освобожденных газов может осуществляться, например, . В зависимости от количества отработанного газа в ряде случаев целесообразно его сжигание в каталитических установках.

Для очистки стоков, содержащих моющие вещества, применяется комбинированный метод очистки. Этот могут быть:

адсорбция на инертных материалах или природных сорбентах,
ионный обмен,
коагуляция,
экстракция,
пенная сепарация,
деструктивное разрушение,
химическое осаждение в виде нерастворимых соединений.

Комбинация используемых способов удаления загрязнений из воды подбирается по составу исходных стоков и требованиям к очищенным стокам.

Методы очистки растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами

В большинстве своем стоки пятой группы образуются на гальванических и травильных линияхи представляют собой концентраты солей, щелочей, кислот и промывной воды с различными показателями кислотности. Сточные воды такого состава на очистных установках подвергаются реагентной обработке с тем, чтобы:

понизить кислотность,
понизить щелочность,
коагулировать и осадить соли тяжелых металлов.

В зависимости от мощностей основного производства концентрированные и разбавленные растворы могут либо смешивать, а затем нейтрализовать и осветлять (малые травильные отделения), либо в крупных травильных отделениях производить раздельную нейтрализацию и осветление растворов различной .

Нейтрализация кислых растворов обычно выполняется 5-10%-ным раствором гашеной извести, при этом происходит образование воды и выпадение осадка нерастворимых солей и гидроксидов металлов:

Кроме гашеной извести в качестве нейтрализатора могут использоваться щелочи, сода, аммиачная вода, но их применение целесообразно только, если они образуются в качестве отходов на данном предприятии. Как видно из уравнений реакций, при нейтрализации сернокислотных стоков гашеной известью образуется гипс. Гипс имеет свойство оседать на внутренних поверхностях трубопроводов и вызывать тем самым сужение проходного отверстия, особенно подвержены этому трубопроводы из металла. В качестве профилактики в такой ситуации возможно производить очистку труб промывкой, а также использовать трубопроводы из полиэтилена.

Подразделяют не только по показателю кислотности, но и по их химическому составу. В данной классификации выделяется три группы:

Такое разделение обусловлено специфичными технологиями очистки стоков в каждом случае.

Очистка хромсодержащих стоков

Сульфат железа – очень дешевый реагент, поэтому в прошлые годы такой способ обезвреживания был очень распространен. В тоже время хранение сульфата железа (II) очень затруднительно, так как он быстро окисляется до сульфата железа (III), поэтому рассчитать правильную дозировку для очистной установки тяжело. Это один из двух недостатков данного способа. Вторым недостатком является большое количество осадков в данной реакции.

Современные используют газ – диоксид серы, либо сульфиты. Протекающие при этом процессы описываются следующими уравнениями:

На скорость данных реакций влияет pH раствора, чем выше кислотность, тем быстрее восстанавливается шестивалентный хром до трехвалентного. Самым оптимальным показателем кислотность для реакции восстановления хрома является pH=2-2,5, поэтому при недостаточной кислотности раствора его дополнительно смешивают с концентрированными кислотами. Соответственно смешивание хромсодержащих стоков со стоками меньшей кислотности необоснованно и экономически невыгодно.

Также с целью экономии хромистые сточные воды после восстановления не следует нейтрализовать отдельно от остальных стоков. Их соединяют с остальными, включая циансодержащие, и подвергают общей нейтрализации. Для профилактики обратного окисления хрома за счет избытка хлора в цианистых стоках можно воспользоваться одним из двух способов – либо увеличить количество восстановителя в хромистых стоках, либо удалить избыточный хлор в цианистых стоках тиосульфатом натрия. Выпадение в осадок происходит при pH=8,5-9,5.

Очистка циансодержащих стоков

Цианиды являются очень токсичными веществами, поэтому технология и методы должны соблюдаться очень строго.

Производится в основной среде с участием газообразного хлора, хлорной извести, либо гипохлорита натрия. Окисление цианидов до цианатов происходит в 2 этапа с промежуточным образованием хлорциана – очень токсичного газа, при этом в очистной установке должны постоянно поддерживаться условия, когда скорость второй реакции превышает скорость первой:

Расчетным путем были выведены, а позже и подтверждены практически, следующие оптимальные условия для данной реакции: pH>8,5; t сточных вод < 50°C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.

Дальнейшая нейтрализация цианатов может выполняться двумя способами. Выбор способа будет зависеть от кислотности раствора:

при pH=7,5-8,5 осуществляется окисление до углекислого газа и газообразного азота;
при pH<3 производится гидролиз до солей аммония:

Важным условием для применения гипохлоритного метода обезвреживания цианидов является соблюдение их не выше 100-200 мг/л. Большая концентрация токсичного вещества в стоках требует предварительного понижения данного показателя путем разбавления.

Завершающим этапом очистки цианистых гальванических стоков выполняется удаление соединений тяжелых металлов и нейтрализация по показателю pH. Как уже отмечалось выше, нейтрализацию цианистых стоков рекомендуется выполнять совместно со стоками двух других видов – хромсодержащими и кислыми со щелочными. Гидроокиси кадмия, цинка, меди и прочих тяжелых металлов также целесообразнее выделять и удалять в виде взвесей на смешанных стоках.

Очистка разных стоков (кислых и щелочных)

Образуются при обезжиривании, травлении, никелировании, фосфатировании, лужении и прочем. В них не содержатся соединения циана или , то есть они не являются токсичными, а загрязняющими факторами в них выступают детергенты (поверхностно-активные моющие вещества) и эмульгированные жиры. Очистка кислых и щелочных сточных вод гальванических цехов заключается в их частично взаимной нейтрализации, а также в нейтрализации с помощью специальных реагентов, таких как растворы соляной или серной кислоты и известковое молоко. Вообще нейтрализацию стоков в данном случае правильней называть коррекцией pH, так как разные по кислотно-щелочному составу растворы в итоге будут приведены к среднему показателю кислотности.

Наличие ПАВ и масляно-жировых включений в растворах не мешает реакциям нейтрализации, но снижает общее качество очистки стоков, поэтому жиры удаляются из стоков методом фильтрования, а в качестве ПАВ необходимо применять только мягкие детергенты, которые способны биологически разлагаться.

Кислые и щелочные сточные воды после нейтрализации в составе смешанных стоков направляют направляются для осветления в отстойники или центрифуги. На этом завершается химический метод очистки стоков гальванических линий.

Кроме химического метода очистка гальванических стоков может осуществляться электрохимическим и ионообменным методами.