Какие вещества содержаться в сточных водах
Сбрасываемые в канализацию бытовые сточные воды состоят в основном, как это ни удивительно, из воды (99,9%). Остальную часть (0,1 %)составляют твердые вещества. Стоки, проходящие не слишком долгий путь по трубам (от частного дома, например), не успевают подвергнуться разложению и почти не пахнут, а внешне похожи на воду от мытья полов.
Все находящиеся в стоках загрязнения можно условно разделить на 3 группы: твёрдые осаждающиеся, которые могут достигать нескольких сантиметров по величине, полурастворённые и растворённые. Некоторые загрязнения можно обнаружить только при помощи микроскопа. Твердые частицы в стоках находятся во взвешенном состоянии: от крупного песка до мельчайшей взвеси.
Загрязнения, содержащиеся в сточных водах – это большей частью органические вещества, то есть продукты живой природы. Остальные загрязнения являются неорганическими (песок, глина и т.д.). Органика может быть растительного (остатки овощей, фруктов, растений, бумаги, растительные масла и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки тканей и пр.) происхождения. Основным химическим элементом растительной органики является углерод (С), животная органика содержит также большое количество азота (N).
Все органические вещества в природе рано или поздно разлагаются. Можно провести небольшой эксперимент: оставить на некоторое время ёмкость со взятой пробой сточной жидкости. Твёрдые частицы через некоторое время осядут, а полученный осадок загниёт, издавая очень неприятный запах, знакомый любому человеку, побывавшему в деревенском сортире типа «домик с сердечком». Но гниёт не только осадок, загнивает и слой воды над ним, так как в этой мутной воде также растворены органические вещества. Если эту воду пропустить через тонкий бумажный фильтр, то на нём останутся полурастворённые вещества, а вода перестанет быть мутной. Однако, если оставить эту прозрачную воду на некоторое время, от неё тоже скоро начнет исходить тухлый запах. Это говорит о том, что в фильтрованной воде остались органические примеси в растворённом (не подлежащем фильтрации) виде. Это говорит о том, что очистка сточной воды от загрязнений не может быть ограничена простым отстаиванием и даже фильтрацией.
Если сточные воды образуются от обычной бытовой деятельности человека (готовка, уборка, стирка, гигиена, отправление естественных надобностей), то их называют бытовыми или хозяйственно-бытовыми. Такой сток давно изучен и состав его по всему земному шару довольно универсален. Приблизительный состав таких стоков можно узнать из справочников. Например, «Методические рекомендации по расчёту количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населённых пунктов» (Госстрой РФ от 06.04.2001 г., приказ №75.
Таблица 2. Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов
В этом списке из 24 загрязнений мы видим как суммарные показатели (взвешенные вещества, жиры, СПАВ (моющие средства), БПК и ХПК (биологическая и химическая потребность в кислороде – сколько кислорода необходимо для полного окисления содержащейся в стоке органики), так и отдельные концентрации различных веществ и тяжёлых металлов (цинк, свинец, ртуть и др.), а также биогенные элементы (азот, фосфор). На самом деле, загрязнений в стоках гораздо больше, в таблице приведены основные. Весь этот список веществ в небольших вариациях можно найти в стоке от любого жилого дома в тех же самых концентрациях, если каждый проживающий человек будет расходовать 150-250 литров воды в сутки. Величина удельного водоотведения зависит от многих факторов: благоустройства жилья, времени года, привычек жильцов. Там, где воду расходуют экономно, средний расход составит около 150 л от человека в сутки. Если в доме нет водопровода, расход сократится до 50…60 л от человека в сутки, но при этом станет более концентрированным. 
Если мы имеем дело с большим благоустроенным коттеджем, расход от одного человека может возрасти до 250 и даже 300 л/сутки, концентрация загрязнений в сточной воде при этом уменьшится (разбавится). Все эти данные учитываются при расчете и подборе очистных для частного дома. Ориентировочные нормы удельного водоотведения даны в таблице А2 (приложение А) к СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий», однако, они представляются специалистами завышенными.
Все рассмотренные выше вещества невозможно в полной мере удалить из сточной воды, не применяя дорогостоящего и технологически сложного оборудования, не используя огромный комплекс методов очистки, включающих и физические, и физико-химические, и просто химические методы. Поэтому человек пошёл по более простому пути, взяв идею очистки у самой природы. Это так называемый биологический метод очистки сточных вод.
Сто́чные во́ды — атмосферные воды и осадки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.
Классификация сточных вод[править | править код]
Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:
- по источнику происхождения:
- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые — образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся, как правило, через систему ливневой канализации. Также могут называться «ливневые стоки»[1]
Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:
- по составу загрязнителей на:
- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
- загрязнённые по преимуществу органическими примесями
- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями
- по концентрации загрязняющих веществ:
- Слабо-загрязненные (с содержанием примесей 1—500 мг/л)
- Средне-загрязненные (с содержанием примесей 500—5000 мг/л)
- Сильно-загрязненные (с содержанием примесей 5000—30000 мг/л)
- Опасные (с содержанием примесей более 30000 мг/л)
- по свойствам загрязнителей
- по кислотности:
- неагрессивные (pH 6,5—8)
- слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6—6,5)
- сильноагрессивные (сильнощелочные — pH>9 и сильнокислые — pH<6)
- по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:
- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)
- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений
Состав сточных вод[править | править код]
В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей — консервативные, то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные, то есть такие, которые могут в том числе подвергаться процессам самоочищения водоёмов.
В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в том числе биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в том числе болезнетворные).
| Показатель | Металлургический комбинат | Фабрика первичной переработки шерсти | Гидролизный завод | Спирткрахмальный завод | Красильно-отделочная фабрика |
|---|---|---|---|---|---|
| Содержание, мг/л | |||||
| плотного остатка | 600 | 33500 | 8600 | 1400 | 1200 |
| взвешенных веществ | 500 | 28000 | 950 | 470 | 170 |
| азота аммонийного | — | 210 | 150 | 45 | 12 |
| фосфатов | — | — | 40 | 15 | 1 |
| нефтепродуктов | 40 | — | — | — | — |
| жиров | — | 7800 | — | — | — |
| ПАВ | 2,3 | — | — | — | 100 |
| фурфурола | — | — | 50 | — | — |
| Интенсивность окраски по разбавлению, мг/л | — | — | — | — | 1:150 |
| БПК5 | — | 6300 | 2400 | 360 | 200 |
| БПКполн | — | 17800 | 3300 | 580 | 250 |
| ХПК | 50 | 44000 | 4900 | 830 | 600 |
| pH | 8 | 9,5 | 5,5 | 7,2 | 9 |
Очистка сточных вод[править | править код]
Очистка сточных вод — это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.
Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:
- физические. Основаны на гравиметрических и фильтрационных методах разделения. Позволяют отделить нерастворимые твердые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.
- химические. Основаны на реакциях компонентов сточных вод с реагентами. Чаще всего, химические методы, используют для нормализации pH сточных вод или осаждения нерастворимых солей и гидроксидов тяжелых металлов, образующихся в результате реакции. При использовании, в качестве реагентов перекисных или содержащих активный хлор соединений (например, озон и гипохлорит) достигают обеззараживания и осветления сточных вод, за счет окисления органических примесей. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка, если же образования осадка не происходит, то повышается солесодержание сточных вод.
- физико-химические. Основаны на совмещении физических и химических методов в процессе очистки сточных вод.
Можно выделить коагуляцию, сорбцию, экстракцию, электролиз, ионный обмен, обратный осмос. Это, сравнительно, низкопроизводительные методы, отличающиеся высокой стоимостью очистки сточных вод. Позволяют очистить сточные воды от растворимых и жидких нерастворимых соединений.
- биологические. В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, разлагающих органические соединения в сточных водах. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.
Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей. Качественная очистка сточных вод не реализуема без последовательной обработки сточных вод несколькими методами.
В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.
Использование сточных вод[править | править код]
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 (коагулирование, отстаивание, фильтрация) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы т. н. дополнительной обработки (сорбция, ионообмен, гиперфильтрация, 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 термического обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.
Имеющиеся в сточных водах (преимущественно бытовых) в значительном количестве вещества, содержащие азот, калий, фосфор, кальций и др. элементы, являются ценными удобрениями для сельскохозяйственных культур, в связи с чем сточные воды используются для орошения сельскохозяйственных земель. Целесообразно обезвреживание сточных вод на станциях биологической очистки производить с подачей очищенных сточных вод на поля. Осадки сточных вод после соответствующей обработки (сбраживание, сушка) обычно используют в качестве удобрений.
Методы очистки сточных вод[править | править код]
- Без очистки
- Механический
- Химический
- Физико-химический:
- — пенная флотация, коагуляция;
- — отстаивание, коагуляция и адсорбция
- Ультрафильтрация, обратный осмос
- Полная биологическая очистка
- Полная биологическая очистка и коагуляция
- Реагентная
- Биологический [ Дождевые черви ]
См. также[править | править код]
- Нормирование качества воды
- Загрязнение океанов
- Эксплуатация биологических очистных сооружений на пивоваренном предприятии
Примечания[править | править код]
- ↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/emergency/1192 Словарь чрезвычайных ситуаций]
- ↑ Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 73—74
Литература[править | править код]
- Водохозяйственный словарь / Совет экономической взаимопомощи. — М., 1974
- Гарин В. М., Клёнова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов Серия «Высшее образование». Под ред. В. М. Гарина. Ростов н/Д:Феникс, 2003. — 384 с. ISBN 5-222-03768-1 стр. 145—175
- Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 72—74
- Черкинский С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М.: Стройиздат, 1977. — 224 с.
Ссылки[править | править код]
- Качественный состав сброса загрязняющих веществ в составе сточных вод в р. Волгу
- Исследование влияния продукта переработки илового осадка сточных вод на почву. Министерство сельского хозяйства.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных ссылок
|
В разделе: Вода
2018-09-2525.09.2018
Загрязнение Мирового океана на сегодняшний день является одной из глобальных экологических проблем человечества. Гора мусора в Тихом океане достигла настолько больших размеров, что её стали называть «мусорным континентом». При этом твёрдые бытовые отходы – далеко не единственный источник загрязнения мирового океана. Существенный вклад в загрязнение водных экосистем вносят сточные воды предприятий.
Например, в озеро Байкал, где сосредоточено 20 % мировых запасов пресной воды, в течение продолжительного периода времени (с 1966 г. по 2013 г.) сбрасывал промышленные отходы Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, что значительно ухудшило качество воды в озере. Заводы по производству пищевой продукции, автомобилей или пластика также наносят огромный вред окружающей среде.
Сегодня жидкие отходы предприятий стали основным источником загрязнения водных объектов. В этой статье мы рассмотрим изменение состава воды после использования её на предприятии, виды нормирования промышленных сбросов, а также методы их очистки. Кроме того, Вы узнаете, в чём заключается опасность промышленных сбросов для водоёмов и как поступать в случае, если возникают подозрения, что в водоем, который Вы используете для купания, или на территорию, рядом с которой расположен Ваш колодец или скважина, производится несанкционированный сброс промышленных отходов.
Определение
К сточным водам предприятия относят воду, которая после использования в промышленном цикле загрязнена производственным отходами.
Почти любая промышленность использует воду в производственном процессе, который загрязняет её отходами и может менять её физические характеристики – например, температуру. Сейчас на современных предприятиях сточные воды делят на категории по составу, по условиям отведения и очистки, а также дальнейшего использования в замкнутом цикле водоснабжения.
Состав
В воде промышленные отходы образуют сложные многокомпонентные смеси, которые сложно удалить. Характер загрязнений сбросами зависит от отрасли производства и обрабатываемых материалов. Для наглядного примера приведём таблицу состава сбросов различных предприятий.
| Классификация сточных вод различных предприятий | |
| Металлургическая промышленность | Минеральные примеси, пыль, грязь, песок, окалина, масла, тяжёлые металлы, кислоты |
| Целлюлозно-бумажная промышленность | Волокна, селен, хлор, диоксид серы, скипидар |
| Машиностроительная промышленность | Нефтепродукты, фенолы, взвешенные вещества |
| Нефтеперерабатывающая промышленность | Нефтепродукты, сульфаты, взвешенные вещества, хлориды |
| Птицефабрики и мясокомбинаты | Азот, фосфор, калий, вирусы и бактерии |
| Рыбная промышленность | Жиры, растительные масла, белки, минеральные вещества |
| Нефтедобывающая промышленность | Сероводород, парафины, аммиак, меркаптаны, сульфиды, фенолы, нефтепродукты, минеральные соли, аммонийный азот |
| Производство пластика | Фенолы, пластификаторы |
| Горно-обогатительная промышленность | Тяжёлые металлы, кислоты, органические растворители |
| Угольная промышленность | Взвешенные вещества (угольная пыль и частицы сопутствующих пород), нефтепродукты в виде минеральных масел |
| Текстильная промышленность | Минеральные и органические примеси, реагенты, моющие средства, волокна и взвешенные вещества |
| Производство консервов | Взвешенные вещества, аммонийный азот хлориды, сульфаты, эфирорастворимые вещества, фосфор |
| Производство сахара и крахмала | Азот, калий, кальций и фосфор |
| Молочная промышленность | Молочная сыворотка |
Нормирование
Существует два принципиально разных сценария утилизации сточных вод:
- очищенные и неочищенные сточные воды сбрасываются в ливневую или бытовую канализацию;
- очищенные сточные воды сбрасываются в водоём или водоток участником хозяйственной деятельности.
В первом случае использование водных ресурсов предприятиями контролирует Федеральный закон «О водоснабжении и водоотведении». Всем предприятиям, которые сливают отходы в водоёмы или канализацию, необходимо получить разрешение от природоохранных органов.
На основании Постановления Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 № 644 для сточных вод предприятий введены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, превышение которых недопустимо.
| Наименование показателя | Ед. изм. | ПДК |
|---|---|---|
| Взвешенные вещества | мг/дм3 | 300 |
| БПК5 | мг/дм3 | 300 |
| ХПК | мг/дм3 | 500 |
| Азот общий | мг/дм3 | 50 |
| Фосфор общий | мг/дм3 | 12 |
| Нефтепродукты | мг/дм3 | 10 |
| Хлор и хлорамины | мг/дм3 | 5 |
| Соотношение ХПК:БПК5 | 2,5 | |
| Фенолы | мг/дм3 | 5 |
| Сульфиды | мг/дм3 | 1,5 |
| Сульфаты | мг/дм3 | 1000 |
| Хлориды | мг/дм3 | 1000 |
| Алюминий | мг/дм3 | 5 |
| Железо | мг/дм3 | 5 |
| Марганец | мг/дм3 | 1 |
| Медь | мг/дм3 | 1 |
| Цинк | мг/дм3 | 1 |
| Хром общий | мг/дм3 | 0,5 |
| Хром шестивалентный | мг/дм3 | 0,05 |
| Никель | мг/дм3 | 0,25 |
| Кадмий | мг/дм3 | 0,015 |
| Свинец | мг/дм3 | 0,25 |
| Мышьяк | мг/дм3 | 0,05 |
| Ртуть | мг/дм3 | 0,005 |
| Водородный показатель (pH) | единиц | 6-9 |
| Температура | ºC | +40 |
| Жиры | мг/дм3 | 50 |
| Летучие органические соединения (ЛОС) (в том числе толуол, бензол, ацетон, метанол, бутанол, пропанол, их изомеры и алкилпроизводные по сумме ЛОС) | мг/дм3 | 20 |
| СПАВ неионогенные | мг/дм3 | 10 |
| СПАВ анионные | мг/дм3 | 10 |
| Полихлорированные бифенилы (сумма ПХБ) | мг/дм3 | 0,001 |
Сброс жидких отходов запрещён, если в них есть вещества, для которых ПДК не разработаны. Также запрещены превышение разрешённых объёмов сбросов сточных вод и сброс в неустановленных местах или на прилегающей к очистным сооружениям местности. Если ПДК загрязняющих веществ в сбрасываемых предприятием водах превышено, то на него может быть наложен штраф до 100 000 ₽ или запрет на деятельность сроком до 90 суток.
Во втором случае сбросы отходов предприятий в водоёмы разделяют на слабозагрязнённые и загрязнённые, которые обязательно должны очищаться перед спуском в водоём. Уровень загрязнения определяется концентрацией примесей. Если предприятие сбрасывает загрязнённые воды в водоёмы или водотоки, то для каждого предприятия рассчитываются нормы предельно допустимого сброса, основанные на качестве воды выше места сброса и учитывающие объёмы сброса. Как правило, такая вода требуют очистки или отстаивания даже если используется исключительно для охлаждения. Расчёт предельно допустимых сбросов (ПДС) происходит в индивидуальном порядке.
Методы очистки
Загрязнения можно разделить на:
- механические (нерастворимые частицы);
- химические (токсичные вещества);
- бактериальные (патогенные бактерии и грибки);
- радиационные (радиоактивные элементы);
- физические (изменилось агрегатное состояние вещества или другие характеристики, например, температура).
Выбор оптимальных методов очистки возможен только после количественного анализа сточной воды. Степень очистки, подбор эффективного оборудования и фильтрующих элементов зависят от состава загрязнения и объёма сточных вод.
Для очищения промышленных сбросов используют различные методы и их комбинации. Процеживание, отстаивание и фильтрация относятся к механическим способам очистки. Фильтрация – самый распространённый способ очистки воды. В металлургии подобным образом очищают до 90 % нерастворимых загрязнений. Однако в пищевой промышленности этим методом можно удалить не более 5 % загрязнений.
При применении физико-химических методов очистки использую осаждающие реагенты, электрический ток и изменение температурного режима, замораживание, выпаривание.
Разрешающие документы на сброс промышленных сточных вод
Если открываемое предприятие в результате своей деятельности будет наносить вред окружающей среде, ему необходимо получить разрешающую документацию. Для получения разрешения на водопользование предприятию необходимо сделать анализ сточных вод в аккредитованной лаборатории, где компетентные сотрудники произведут отбор проб воды для исследования. Отбор проб следует производить после прохождения сточными водами очистных сооружений. По результатам исследования формируется протокол, в котором указывается содержание вредных примесей. Для получения разрешения Росприроднадзора вредные вещества в протоколе не должны превышать ПДК. Также для каждого отдельного предприятия-водопользователя разрабатывается норма ПДС.
Помимо химического анализа предприятие должно:
- сделать оценку количества стоков, которые подлежат отведению от предприятия за определённую единицу времени;
- разработать план мероприятий по снижению концентраций вредных веществ, негативно влияющих на окружающую среду;
- согласовать оптимальную точку сброса промышленных вод;
- собрать полный пакет разрешающих документов.
Вывод
Попадающие в водные объекты вредные вещества кардинально меняют водную экосистему. Чтобы этого не происходило, необходимо производить химический анализ сточных вод в соответствии с установленным регламентом и принимать меры по очистке и правильному сбросу сточных вод.
Регулирование сброса сточных вод, их очистка и правильное распределение – залог сохранения природного разнообразия и отсутствия серьёзных штрафов для Вашего предприятия.
Поделиться в социальных сетях: