Сточные воды населенных пунктов образуются в результате жизнедеятельности людей - бытовые сточные воды (фекальные отходы, остатки пищи, моющие вещества, частицы грунта, бытовой мусор и т.п.) и в производственной сфере - производственные сточные воды (технологические отходы, остатки сырья и т.п.).
Бытовые сточные воды
Бытовые сточные воды в каждом населенном пункте единообразны, а именно:
сточные воды от туалета (содержащие фекальные массы, бумагу, моющие вещества), ванны, стирки белья (содержащие большое количество синтетических поверхностно-активных веществ), приготовления пищи, мытья посуды, уборки помещения и т.п. Изучение типа и количества сточных вод по каждому виду названных статей расхода показало, что в среднем на кухонные нужды (приготовление пищи, мытье посуды) приходится 15-20% сточных вод от семьи, ванну и душ 20-25%, туалетный смыв - до 35%, стирка белья - до 20%. Туалетный и кухонный сток являются источником до 75% загрязнения бытовых сточных вод.
Для населения, проживающего в канализованных зданиях, при отсутствии газоснабжения и централизованного горячего водоснабжения средняя норма водоотведения не бывает ниже 100 л на 1 человека в сутки. В зданиях, оборудованных централизованным горячим водоснабжением, эта норма превышает 250 л на 1 человека в сутки. Эти нормы включают все виды бытовых сточных вод (без расходов производственных сточных вод от промышленных предприятий).
Загрязнения в сточных водах находятся в виде взвесей, коллоидов и растворов. До 40% загрязнений составляют минеральные вещества: частицы грунта, пыли, минеральные соли, такие как фосфаты, азот аммонийный, хлориды, сульфаты и др.
Органические загрязнения очень разнообразны и образуются за счет поступлений отходов жизнедеятельности человека и животных, поступления в воду остатков продуктов питания, сырья. В состав органических загрязнений входят жиры, белки, углеводы, клетчатка, спирты, органические кислоты и т.д.
Содержание органических загрязнений в сточных водах определяется косвенными показателями: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде). ХПК выражает количество кислорода, необходимое для полного химического окисления органических веществ загрязнений, находящихся в сточных водах. БПК выражает количество кислорода, необходимое для биологического окисления органических веществ бактериями в аэробных условиях (без расхода кислорода на нитрификацию). Биологическое потребление кислорода для бытовых сточных вод заканчивается примерно через 20 суток (БПКполн.), а величина 5-суточного потребления для бытовых сточных вод (BHKs) составляет, как правило, 65-70% от БПКполн., что на практике позволяет значительно сократить время определения этого показателя, и с достаточной степенью точности определить количество органических загрязнений.
Количество загрязнений в бытовых сточных водах, приходящееся на одного человека, определяется в основном физиологическими показателями и составляет примерно (в граммах на 1 человека в сутки):
БПКполн. 75
Взвешенные вещества 65
Азот аммонийный 8
Фосфаты 3,3(из них 1,6 г - за счет моющих веществ)
Хлориды 9
Таким образом, концентрация загрязнений зависит только от величины водоотведения, которая соответствует степени благоустройства жилья.
Температура сточных вод определяется климатическими условиями, источником водоснабжения, степенью благоустройства жилых и общественных зданий (наличие газа, централизованного горячего водоснабжения и пр.), промышленными предприятиями. Температура существенно влияет на эффективность очистки сточных вод. Так. например, одинаковый эффект удаления взвешенных веществ при прочих равных условиях зимой достигается при времени отстаивания на 30% большем, чем летом. Эффективность биологической очистки снижается при уменьшении температуры сточных вод ниже 9°С; по действующим нормативам на биологическую очистку нельзя подавать воду с температурой ниже 6° С.
Особый вид загрязнения бытовых сточных вод - бактериальный. Сточные воды содержат большое количество бактерий, в том числе патогенных, и вирусов. Патогенные бактерии приспособлены к существованию в организме человека, животных, птиц. Попадая в сточные воды (или непосредственно в водоем), часть этих бактерий гибнет из-за отсутствия специфического субстрата или оптимальной температуры. Часть бактерий сохраняет свою болезнетворную активность в сточной воде или воде водоема. В сточной воде могут содержаться туберкулезные бактерии, лептоспиры. бруцеллы, бактерии туляремии, вибрион холеры и т.п. Все эта бактерии сохраняются в воде в течение разного периода времени. Поэтому в качестве индикаторного показателя фекального загрязнения воды выбрана кишечная палочка Escherichiacoli. Концентрация клеток бактерий группы кишечной палочки в воде определяет степень загрязнения воды бактериями и пригодность ее для использования в качестве питьевой или для культурно-бытовых целей.
Кроме бактерий в сточной воде присутствуют яйца гельминтов: аскариды человеческой, власоглава и др.
Яйца гельминтов обладают большой стойкостью и долго сохраняются в окружающей среде. Активный хлор в обычных для дезинфекции сточных вод дозах на яйца гельминтов не действует. Яйца гельминтов гибнут под действием прямых солнечных лучей (от высыхания), под действием высоких температур. Установлено, что яйца аскарид гибнут при 50-55 0 С через 5-10 минут, при 60° С - через 5 минут, при 70° С - через 10 секунд.
В состав сточных вод населенных пунктов входят ингредиенты, поступающие от промышленных предприятий. В отличие от бытовых сточных вод состав производственных сточных вод более разнообразен и зависит от вида производства и используемых технологических процессов.
Так, например, сточные воды заводов черной и цветной металлургии загрязнены большим количеством взвешенных минеральных веществ, содержат цветные металлы и железо, сульфаты, хлориды, смолы и масла, серную кислоту, железный купорос. Нефтеперерабатывающие заводы и нефтепромыслы сбрасывают нефть и нефтепродукты, хлориды, взвешенные вещества, возможно присутствие железа и сероводорода. Большую опасность представляют сточные воды коксохимичесаких предприятий, так как кроме взвешенных веществ содержат смолы, масла, фенолы, аммиак, цианиды, роданиды, большое количество солей неорганических кислот. Одним из видов сильно загрязненных сточных вод, трудно поддающихся очистке, являются сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов, которые содержат растворенные органические вещества, волокно, каолин и др. Машиностроительные и автомобильные заводы сбрасывают цианиды, хром, масла и нефтепродукты, окалину. Основные загрязнители текстильных предприятий - красители, синтетические поверхностно-активные вещества.
Сточные воды промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые должны удаляться до смешения со стоками другого предприятия или населенного пункта.
Действительно, увеличение объема воды, в котором содержится отдельный ингредиент, существенно затруднит его удаление и потребует гораздо больших затрат, чем при очистке на месте образования стоков.
По этой причине сточные воды промышленных предприятий должны подвергаться-локальной очистке, основной целью которой является:
Максимальное снижение потерь сырья со сточными водами;
Снижение потребления чистой воды;
Сокращение сброса сточных вод по объему и количеству загрязняющих веществ в водоемы;
Снижение объема внезаводских очистных сооружений и капитальных вложений в их строительство.
Многие из компонентов сточных вод промышленных предприятий содержатся в таком количестве, что из-за высокой токсичности их совместная очистка с бытовыми сточными водами невозможна.
В связи с этим разработаны "Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных мест" /1/, направленные на предотвращение нарушений в работе очистных сооружений и безопасности их эксплуатации за счет правильной организации приема промышленных сточных вод в канализационную сеть насаленных пунктов. "Правила приема" разработаны на основе "Правил охраны поверхностных вод" /2/ для расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточных водах с учетом требований к качеству очищенных вод в конкретных местных условиях.
"Правила приема" содержат требования к количеству и составу производственных сточных вод, принимаемых системами канализации города для совместного отведения и очистки с бытовыми сточными водами.
При определении концентрации загрязняющих веществ, сбрасываемых в систему канализации необходимо учитывать условия сброса очищенных вод в водоемы, эффективность удаления этих веществ на очистных сооружениях, соотношение количества бытовых и производственных сточных вод. Концентрации веществ, которые не удаляются на очистных сооружениях, определяются из расчета соотношения объемов бытовых и производственных сточных вод и предельно допустимых концентраций (ПДК) в воде водоемов.
Одним из примеров влияния промышленных предприятии на состав городских сточных вод являются сточные воды г. Череповец. Череповец имеет более тридцати только крупных промышленных предприятий, в том числе Череповецкий металлургический комбинат, Череповецкий сталепрокатный завод, ПО "Аммофос", завод ЖБИ "Промстройкомплект", завод силикатного кирпича, вагонное депо, локомотивное депо, фанеромебельный комбинат, мебельная фабрика, предприятия пищевой промышленности (молкомбинат, хлебокомбинат, мясокомбинат, пивоваренный завод, ликеро-водочный завод, рыбзавод), судостроительный судоремонтный завод, предприятия легкой промышленности и др.
Так, например, металлургический комбинат кроме обычных загрязнений сбрасывает нефтепродукты (до 17 мг/л), цианиды (в среднем около 2 мг/л), роданиды (более 10 мг/л), фенолы (0,45 мг/л), медь, железо, цинк; фанеромебельный комбинат сбрасывает формальдегид в концентрациях более 90 мг/л; молкомбинат и мясокомбинат сбрасывают большое количество органических веществ - по БПК_45_0 от 900 до 1160 мг/л; в сточных водах нефтебазы содержится в среднем 282 мг/л нефтепродуктов и т.д. В результате сточные воды г.Череповец имеют неблагоприятный для очистки качественный состав, и городские очистные сооружения не могут в настоящее время обеспечить требуемое качество очищенных сточных вод.
Сточная вода – вода, загрязнённая вследствие использования её в быту и производстве, а также атмосферная вода, отводимая с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий.
|
Виды сточных |
Состав загрязнений |
Концентрация загрязнений |
|
Хозяйственно – бытовые |
Состав однообразен: органические в нерастворенном, коллоидном м растворенном состояниях |
Зависит от нормы потребления, т.е. степени разбавления загрязнений водопроводной сети |
|
Производственные: - загрязненные - условно чистые |
Состав разнообразен: органические, минеральные и их смесь |
Зависит от характера производства, вида выпускаемой продукции, особенностей технологического процесса производства |
|
Атмосферные (поверхностные): - дождевые - талые |
Состав однообразен: преимущественно минеральные, небольшое количество органических |
Зависит от места оборудования осадков, продолжительности и интенсивности осадков |
Б.с.в. по природе загрязнения делятся на:
- фекальные (от туалетов)
- хозяйственные (из раковин, умывальников, ванн, душей, прачечных, бань, предприятий общественного питания, общ. зданий, бытовых помещений пром.предприятий)
Производственные сточные воды.
Пр.с.в. делятся на:
Загрязнённые (мин. примеси, органические примеси и их смеси)
Условно чистые.
Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования производственных сточных вод изучается их состав и режим водоотведения.
Кол-во пр.с.в. ориетировочно можно определить по удельным расходам воды, отнесённым к единице исх. сырья или единице готовой продукции.
Поверхностные сточные воды.
П.с.в., или поверхностный сток, включают в себя дождевые и талые воды, а также воды от поливки территории предприятий, улиц, стоки от фонтанов, дренажные воды.
Для п.с.в. характерна большая неравномерность его поступления в канализацию. В состав п.с.в. входят мин. загрязнения и в меньшей степени органические. В особую группу следует выделить поверхностный сток, образующийся на территориях промышленных предприятий. Эти воды смывают с пов-ти отходы и отбросы соответствующих производств и в ряде случаев по своему составу близки к производственным.
10. Классификация систем водоотведения. Состав сооружений. Общесплавная система водоотведения. Раздельная система водоотведения. Полураздельная система водоотведения. Бассейн канализования. Разделительные камеры.
Водоотведение (канализация)- это комплекс инженерных сооружений и мероприятий., обеспечивающих прием, транспортировку, очистку и обеззараживание и выпуск сточных вод в водоем, а также утилизацию образующихся осадков
Классификация систем канализации нас.мест.
Канализация – комплекс инж.сооружений и мероприятий, обеспечивающих приём, сбор, отведение сточных вод, их очистку и обез-вреживание перед утилизацией или сбросом в водоём.
Классификация:
1) – вывозная (жидкие загрязнения собирают в приемники-выгребыи периодически выво-зят гужевым или автомобильным транспор-том на поля ассенизации для обработки) – в небольших насел.пунктах, когда применение другого вида канализации затруднительно
– сплавная (сточные воды по подземным трубопроводам транспортируют на очистные сооружения, где их подвергают очистке, а затем спускают в водоёмы)
2) - самотечная (90%всех канализаций)
- напорная (с устройством насосных станций)
3) - внутренняя (состоит из сантех.приборов, отводных труб, стояков и выпусков)
- наружняя (уличная) – система подземных трубопроводов, принимающая сточные воды от дворовых сетей и транспортирующих их к насосным станциям, очистным сооружениям и в водоемы.
Состав сооружений канализационной сети.
Канализация состоит из:
Внутр. канализационных устройств здания
Наружной внутриквартальной кан. сети
Наружной уличной кан. сети
Насосных станций и напорных трубопроводов
Очистных сооружений
Устройств для выпуска очищ. сточных вод в водоемы.
Канализационные сети строят преимущественно самотечными. Для этого их прокладывают соответственно рельефу местности, разделяя всю канализируемую территорию на бассейны канализования. Бк – часть территории, ограниченная водоразделами. Участки канал. сети, собирающие сточные воды с 1 или нескольких бк – коллекторы (главный, к.бассейнов канализации, загородные к.) . Коллекторы крупных размеров – каналы . Очистные - сооружения, предназначенные для очистки ст. вод и переработки их осадка.
Последовательность трассировки:
1. Очистные сооружения.
2. Главный коллектор.
3. Коллекторы бассейнов канализации.
4. Уличные сети.
5. Внутриквартальные сети.
Общесплавная система канализации:
Общесплавная СК. (К1+К2+К3) Все виды сточных вод собирают и отводят к очистным сооружениям по единой канализ. сети. Могут устраиваться ливнеспуски для выпуска в водоем части воды при сильных ливнях, что позволяет уменьшить диаметр коллектора и производительность очистных сооружений. Устройство ОСК без ливнеспусков сложно, т.к. в периоды без дождей гидравлические условия коллекторов из-за малого наполнения хуже, сооружения работают лишь на 1/3 своей производительности. Также высоки и капитальные затраты на стр-во очистных сооружений, рассчитанных на пропуск ливневых расходов воды.
Раздельная система канализации.
-
полная
раздельная ск
- не менее 2х сетей. Сеть для отвода
бытовых сточных вод – бытовая, для
атмосфервых сточных вод – дождевая,
произв. Воды могут сбрасываться в бытовую
или в дождевую.
- неполная раздельная ск – подземная дождевая сеть не устраивается, а отвод атмосф вод в водоем осущ-ся по открытым лоткам, канавам.
П олураздельная ск – первые порции наиболее грязных дождевых вод и воды от таяния снега поступает на очистные сооружения, а более чистая ливневая вода – в ливневые спуски.
Комбинированная СК .
Одна часть обслуживаемого объекта оборудуется полной раздельной системой, другая – общесплавной ск. Применяется, когда при расширении городов, имеющих общесплавную систему (загружаемая только бытовыми и произв. водами), строят новые водосточные коллекторы. Таким образом, в разных районах города наряду с общесплавной возникают раздельные или неполные раздельные системы канализации.
Бассейн канализования:
К
анализационные
сети строят преимущественно самотечными.
Для этого их прокладывают соответственно
рельефу местности, разделяя всю
канализируемую территорию на бассейны
канализования.БК
– часть территории, ограниченная
водоразделами. Участки канализационной
сети, собирающие сточные воды с 1 или
нескольких БК наз-ют коллекторами
,
коллекторы крупных размеров – кана-лами.
Разделительная камера.
Разделительные камеры устраиваются при полной раздельной и полураздельной системах водоотведения. Места расположения и назначения их различны. При полной раздельной системе разделительные камеры устраиваются:
На дождевой сети в отдельных местах от-водного коллектора или перед очистными сооружениями для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;
на сооружениях
для самостоятельной очистки дождевых
ст.вод при необходимости разной степени
их очистки.
При полураздельной системе водоотведения:
На дождевой сети перед присоединениями ее к общесплавным коллекторам для сброса части дожд. вод при интенсивных дождях в водоем;
Перед очистными сооружениями для временного сброса части бытовых, произв. и дождевых ст. вод в регулирующие резервуары для последующей подачи на очистные сооружения.
Понятие «сточные воды» включает в себя атмосферные осадки и прочие воды, засоренные в ходе человеческой деятельности. Они могут стекать как самостоятельно, так и через специально созданную канализационную систему, отводящую жидкость с населенных пунктов и промышленных предприятий.
Централизованная канализационная система представляет собой ряд инженерных сооружений, сконструированных для приема, удаления стоков и доставки их до места очистки. Очистка и обеззараживание проводится за пределами населенных пунктов и предприятий.
Классификация сточных вод:
· Атмосферные, образующиеся при выпадения атмосферных осадков.
· Бытовые, отводящиеся от ванн, унитазов и прочих смывных конструкций жилых, промышленных и производственных помещений.
· Производственные, поступающие после использования воды на стадиях промышленного производства.
Каждая из представленных категорий стоков содержит загрязнений органического и неорганического происхождения:
1.Бытовые стоки являются самыми загрязненными среди трех вышепредставленных категорий, что обусловлено большим содержанием органической компоненты, легко подвергающейся гниению. Сюда относят фекалии, бактерии и мочу. Бактерии в составе бытовых стоков могут быть как безвредными, так и болезнетворными.
2.Атмосферные стоки относятся к категории малозагрязненных. Именно это стало главной причиной для создания в главном коллекторе нескольких камер с ливнеспуском и ливнеотводом. За счет камер осуществляется спуск дождевой воды вместе с остальные стоками непосредственно в водоем без предварительной очистки.
3.Производственные стоки делятся на две категории в зависимости от предназначения используемой воды. Так, воды, участвующие в процессе на стадии охлаждения являются малозагрязненными. Если вода - действующий реагент, то качественный состав загрязнений может быть самым разным и определяется типом производства.
Общесплавная канализационная система характеризуется тем, что стоки любого происхождения подвергаются переработке в специальных очистных сооружениях. Только после достижения необходимых санитарных норм стоки относят к категории очищенных. Именно такие стоки спускают в водоем.
Раздельная канализационная система является более сложной и делится на:
· полную,
· неполную раздельную.
· раздельную.
Рассмотрим каждую более подробно.
Полная раздельная канализация требует создания двух отдельных конструкций из подземных труб и каналов. Через одну из них (бытовую) стекают загрязненные воды, поступающие после их бытового и промышленного использования; через вторую (дождевую или водосточную) проходят атмосферные и промышленные стоки, характеризующиеся условной чистотой.
Сточные воды, поступающие с бытовых каналов поступают на специальные очистные сооружения, находящиеся за границей населенных пунктов. Вода из дождевых каналов не требует очистки, поэтому выводится в ближайший водоем.
Диаметр труб бытовой канализационной системы меньше, чем диаметр труб и каналов дождевой канализации. Согласно используемым конструкционным расчетам, количество атмосферных вод в десятки раз больше всего объема бытовых стоков.
Неполная раздельная канализация характеризуется наличием исключительно бытовой системы стоков.
Полураздельная канализационная система
Система данного типа предполагает создание двух стоковых сетей. По первой выводится чистая вода атмосферных осадков и слабозагрязненная вода с промышленных производств; по второй отводятся сильнозагрязненные воды бытового и промышленного происхождения, а также грязные атмосферные воды первого дождевого потока.
Очевидно, дождевые воды должны подвергаться разделению, что и происходит в специально предусмотренных для этой цели «интерцепторах».
Комбинированная канализация может быть проложена в различных районах населенного пункта.
Среди всех указанных стоковых систем, полураздельная система лучше всех удовлетворяет санитарным требованиям, поскольку сточные воды любого происхождения выводятся за пределы городов, сел и других населенных пунктов с целью дальнейшей очистки.
Все же, полураздельная канализация обладает двумя недостатками:
1.Конструкция интерцепторов далека от совершенства.
2.Создание двух сетей с интерцепторами требует немалых денежных затрат.
Именно второй пункт является самым серьезным основанием для того, чтобы использовать более простую систему канализации. На сегодняшний день проектирование полураздельных канализаций не осуществляется.
Качественный состав стоков сильно различается, поэтому внутреннюю канализацию делят на:
· Дождевую, используемую для вывода атмосферных осадков с помощью внутренних водостоков с плоских крыш зданий.
· Бытовую, используемую для отведения бытовых сточных вод. В эту же систему может быть спущена вода с промышленного производства, но только если ее объем и состав соответствует нормативам, позволяющим осуществить вывод стоков через сеть этого типа.
· Производственную, применяемую для выведения загрязненных вод, поступающих с производственных цехов.
Внутренняя бытовая система канализационных стоков состоит из специальных приемников, к которым относят:
Унитазы, ванны и раковины,
Магистрали со стояками,
Стояки с ревизиями,
Разводку к стоякам (в частном доме).
Стояки должны заканчиваться вентиляционной трубой, в которую для усиления тяги обязательно включен дефлектор.
Сбор стоков
Прием загрязненных вод в канализацию осуществляется в соответствии со специально разработанными санитарными стандартами. Согласно правилам, в каждом приемнике стоков должен быть гидравлический затвор, препятствующий проникновению и распространению неприятного канализационного запаха в помещении.
Следует запомнить, что прочистка канализации осуществляется при установке ревизий. Уличная канализация обязательно подвергается вентиляции, что необходимо по причине распада органической составляющей сточных вод.
Вывод загрязненных вод по производственной канализационной системе и их последующая переработка с целью очистки определяется несколькими факторами: типом производства, видом используемых технологий, составом и количеством загрязнений, особенностями и типом оборудования.
Конструкция канализации внутреннего и наружного типа
Внутренние водостоки состоят из:
Воронок, в которые поступает вода с крыш,
Отводных труб, благодаря которым вода из воронки перетекает в стояки,
Стояков,
Сборных лотков, в которых собирается вода со стояков.
Ревизий и колодцев.
Последние необходимы для организации ремонтных работ.
В большинстве случаев организация дворовой канализации предполагает наличие уличных и внутриквартальных сетей. Их главная функция заключается в сборе стоков за счет внутриквартальных сетей и последующей транспортировке стоков на очистные сооружения.
Современная канализационная система обязательно включает очистные сооружения. Исключением является случаи, когда Государственная санитарная инспекция выдает разрешение, позволяющее сбрасывать воду без ее предварительной переработки.
Использование флокуляции для очистки стоков
Процесс флокуляции подразумевает формирование крупных агрегатов посредством объединения более мелких частиц во время их столкновения между собой. Образованные таким образом агрегаты достаточно легко удаляются из стоков на стадиях механической очистки: флотации, фильтрации или отстаивания.
Технологии с применением флокуляции появились в 30-е годы прошлого века. С тех пор они значительно усовершенствовались. Современные методики с использованием флокуляции позволяют проводить очистку промышленных и бытовых сточных вод.
Принцип действия флокулянтов основан на физико-химическом типе взаимодейсвтия: на первой стадии флокулянт адсорбируется на коллоидной частице, охватывая всю ее поверхность; на второй стадии флокулянты образуют поверхностную сетку, обеспечивающую агрегацию большого количества коллоидных частиц за счет межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса.
Образование трехмерных структур - еще одна особенность, характеризующая действие флокулянтов. В результате повышается эффективность и скорость очистных мероприятий, так как коллоидные агрегаты легко удаляются из сточных вод. Трехмерная структура появляется за счет формирования «полимерных мостиков» между коллоидными частицами с адсорбированными на их поверхности флокулянтами.
Очистные станции
Ливневые стоки проходят очистку на специальных станциях, называемых ЛИОС. Их работа заключается в удалении загрязнителей в виде взвесей и нефтепродуктов. Ливневые воды считаются очищенным только после достижения установленных санитарных норм. Очищенная вода выводится на рельеф или в близлежащий водоем.
Каждое предприятие устанавливает свои требования к очистке, основанные на видах загрязнений. В некоторых случаях необходимо применение сооружений для доочистки стоков. Работа специальных доочистных сооружений подразумевает использование следующих типов переработки:
Сорбционного,
Физико-химического,
Механического.
Эффективность методов очень высока и позволяет очистить стоки от вредных веществ различного химического состава. По отдельности их используют редко. Чаще наблюдаются сочетания методов. ЛИОС следует устанавливать при необходимости более глубокой очистки стоков от взвесей и нефтепродуктов.
ЛИОС обеспечивает достаточно высокую степень чистоты переработанных стоков, что позволяет сливать их в рыбно-хозяйственные водоемы для утилизации. Промышленно-ливневые сточные воды перерабатываются по определенным технологическим схемам. Сложность схемы зависит от состава и количества загрязнений. В каждом случае используется несколько методов очистки.
Работа по очистке ливневых стоков направлена на удаление максимального количества загрязнений. В результате в переработанных стоках остается лишь небольшая часть вредных веществ. Предельное количество загрязнений строго регламентировано и не должно превышать установленного значения.
Серьезным преимуществом ЛИОС является возможность последующего применения очищенных стоков в на стадиях промышленного производства. Циклическое использование воды позволяет сэкономить немало средств на водоснабжении и водоотведении.
Загрязнитель - аммонийный азот
Говоря об аммонийном азоте в сточных водах, имеют ввиду все соли аммония и аммиак. Сбросы стоков с большим количеством таких аммонийных загрязнителей приводят к превращению водоемов в болота. Вот почему очистка от них обязательна, что прописано в специальных нормативных актах.
Очищенная от аммонийных примесей вода может быть спущена в водоем, либо использована в коксохимическом производстве.
Возможные способы переработки стоков
1.Химический. Основанный на применений специальных химических средств, расщепляющих загрязнения.
2.Утилизация стоков. Речь идет о выгребных ямах или специальных резервуарах, куда попадают все стоки. По мере накопления и вывозят с помощью ассенизаторской техники. Это метод считается наиболее распространенным.
3.С каждым годом загрязнений становится все больше. Прежние очистные сооружения не могут справиться с такой нагрузкой. Это потребовало разработки более действенных и в то же время экологичных способов переработки стоков. Одним из таковых считается метод биоочистки. Высокая эффективность и безопасность метода позволяют считать его наиболее современным способом переработки загрязненных вод. Более того, многие научные исследования посвящены развитию именно этого метода очистки.
Биоочистка
Биологическая очистка (биоочистка) основана на применении бактерий, для которых органические вещества, содержащиеся в стоках, являются питательной массой. Перерабатывая их внутри себя, бактерии ускоряют разложение стоковых загрязнений в несколько раз. Жизнедеятельность бактерий приводит к расщеплению вредных веществ и с образованием безвредных.
Современные технологии биологической очистки позволяют использовать для переработки стоков бактерии аэробного и анаэробного типов. Разница между ними заключается в отношении к кислороду воздуха. Так, анаэробные бактерии расщепляют органические вещества в безвоздушном пространстве. В отличии от них, аэробные бактерии проявляют свою активность только при наличии кислорода воздуха, причем, их активность тем выше, чем больше кислорода.
Очистка биологически методов разделена на три стадии:
1.Сбор стоков в вакуумные сепараторы, где происходит отстаивание вод и сбраживание загрязнений. Результатом первого этапа очистки становится «осветленная вода».
2.Фильтрование осветленных стоков, посредством их разбавления почвенной водой.
3.Разбавленная вода подвергается действию аэробных бактерий, для чего систему специально обогащают кислородом. Бактерии живут в иле. По окончании этого этапа вода считается очищенной, что позволяет сливать ее в грунт.
Система отведения сточных вод и все сооружения, использующиеся для этих целей, входят в состав инженерных приспособлений, целью эксплуатации которых является благоустройство города, жилого или же производственного комплекса. Если описывать жидкость этого типа, то ее можно охарактеризовать так. Это вода, которая была использована для каких-либо целей, после чего ее свойства были значительно ухудшены, и для дальнейшего применения она стала непригодна.
Общее описание понятия
Чаще всего сточными водами становятся те потоки жидкости, у которых были изменены начальные свойства. Чаще всего такие изменения происходят из-за того, что в состав попадают разнообразные примеси. Кроме того, к этому классу относят и те воды, которые удаляются из городов и населенных пунктов при помощи канализации или же стекают с какого-либо промышленного предприятия.
Если рассматривать тип и состав сточных вод, то их можно разделить на три категории: бытовые, производственные, атмосферные.
Описание бытового вида жидкости
Сточные бытовые воды - это те потоки, которые были загрязнены в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей. Чаще всего в воде этой категории наблюдается большое содержание минеральных и органических примесей. Если говорить о минеральных смесях, то это чаще всего аммоний, хлориды и т. д. Из органических веществ чаще всего наблюдается наличие безазотистых и азотосодержащих компонентов. Чаще всего такие вещества представлены в виде белков, жиров или углеводов. Реже, но все же встречаются примеси в виде микроорганизмов или же вирусов и бактерий, несущих разнообразные болезни.
Типы производственных стоков
Если говорить о сточных водах производственной категории, то здесь важную роль играет характер промышленного предприятия, которое создает эти стоки. В зависимости от этого их можно разделить на несколько групп.
Первая группа - это жидкость, в составе которой наблюдаются примеси неорганического происхождения. Эти составы несут в себе самые разные специальные токсичные вещества. Это могут быть стоки гальванических компаний, строительных предприятий, заводы по производству минеральных веществ и прочие. Отходы с данных предприятий изменяют структуру pH воды. Сточные воды с такой структурой содержат соли тяжелого металла. Эти вещества считаются токсичными по отношению к возможным жителям водоема, куда будет спускаться отработанная вода.
Имеется группа вод, которая содержит в себе неорганические соединения, считающиеся нетоксичными. Стоки таких вод создают такие заводы, как цементные, рудообогатительные и прочие. Отходы этой промышленности не считаются слишком опасными для тех водоемов, куда спускается вода.
Еще одна категория - это промышленные сточные воды, содержащие в себе органические нетоксичные элементы. Такими отходами характеризуется пищевая промышленность. Это могут быть заводы по производству молочной, мясной, микробиологической и прочей продукции. При попадании такого рода жидкости в водоем в нем значительно увеличивается такой параметр, как окисляемость.
Последняя группа, которая считается наиболее опасной, это жидкость, содержащая органические элементы со специальными токсичными веществами. Отходами такого типа характеризуется, к примеру, нефтеперерабатывающая промышленность. Также сюда стоит добавить те заводы, которые занимаются производством сахара или консервов.
Нормы потребления
Методы очистки сточных вод также бывают разного типа. Наличие нескольких вариантов обусловлено тем, что для каждой промышленности необходимо иметь собственный способ. Для того чтобы разработать подходящий метод очищения, используются разнообразные научные методы. Еще одно важное условие заключается в том, что предприятие должно потреблять ровно столько воды, сколько необходимо для его функционирования, чтобы не создавать лишней загрязненной жидкости.
потребления воды
Первое, что необходимо сделать для того, чтобы подобрать метод очистки сточных вод - это определить ту самую норму потребления жидкости для завода, фабрики и т. д. Для этого существует два способа: научные и обоснованные расчеты или же передовая практика. Существует также понятие укрупненного потребления воды предприятием.
Однако определение нормы подходит лишь для промышленности, а что делать с атмосферными осадками, которые смывают всю грязь с улицы, а после несут ее по канализации и сливают в определенном месте? Чтобы воздействовать на эти факторы, необходимо периодически проводить сухую уборку улицы. Однако же здесь сразу стоит сказать, что это не решит проблему на 100%. В любом случае в атмосферные подземные воды будет попадать загрязненная вода с дорог, которая несет в себе частицы органики, биогенов, нефтепродуктов, соли металлов.
Описание городских вод
На практике довольно часто используется такое понятие, как городские сточные воды. В эту категорию чаще всего объединяют бытовые и производственные потоки. Стоит обратить внимание на то, что отводить производственные, бытовые и атмосферные воды можно раздельно или же вместе. Наиболее популярными системами сточных вод стали общесплавные и раздельные конструкции. Преимуществом использования первой категории системы является то, что для нее не составит труда вывести из города по сточным трубам любые виды загрязненной воды. Чаще всего такие сети ведут на очистительные станции, сооружения. Что же касается раздельных систем, то здесь имеется несколько сетей трубопровода, по каждому из которых движется жидкость разного типа. К примеру, по первому каналу может транспортироваться дождевая и незагрязненная вода, а по второму - вода с разными вредными примесями.
Какие критерии влияют на выбор системы отвода?
При выборе сети для очистки необходимо учитывать следующие параметры: вещества сточных вод, содержащихся внутри состава жидкости, оценивается техническая, санитарная, экономическая составляющая предприятия. Также нужно предусмотреть интенсификацию деятельности выбранного объекта.
Чтобы не ошибиться с выбором системы отвода, необходимо также определить такое значение, как предельно допустимый сброс (ПДС). Под этим термином понимают массу элементов, содержащихся в воде, которые могут быть допущены к отведению через выбранную систему и в выбранном режиме за единицу времени. Это важно, чтобы обеспечить норму по качеству воды в контрольном пункте.
Чаще всего загрязнение и т. д. происходит из-за того, что сюда спускаются сточные воды от промышленных предприятий. Сброс загрязненной жидкости может вызвать изменение некоторых физических свойств, к примеру, температуры, запаха и т. д. Кроме того, такие места практически сразу становятся непригодными для водоснабжения населения.
Наблюдение за выпуском
Конечно же, имеются определенные условия выпуска грязной воды в водоем. Основным критерием выступает народная хозяйственная значимость, а также характер использования. После выпуска загрязненной жидкости качество воды в водоеме значительно ухудшается. Поэтому выпуск разрешается только в том случае, если это не слишком сильно отражается на жизни в водоеме, а также если это не вредит разведению рыб в будущем в этом месте. Кроме того, должна сохраняться возможность дальнейшего использования этого водоема в качестве источника воды для снабжения населения.
За выполнением всех требований подобного рода наблюдает санитарно-эпидемиологическая служба. Еще один важный момент заключается в том, что правила сохранения водоемов не едины. Все зависит от того, с какой целью будет в дальнейшем использоваться хранилище. Таким образом, имеется первая группа, куда входят водоемы, которые должны остаться пригодными для централизованного и нецентрализованного снабжения водой населения. Второй тип - это сохранение водоема для купания, отдыха и занятий спортом. Санитарные станции относят все водоемы к одной из этих двух групп.
Процесс самоочищения воды
На сегодняшний день известно, что возможен такой процесс, как самоочищение воды в водоеме. Под этим понимают протекание гидродинамических, химических, микробиологических и гидробиологических реакций, вследствие которых жидкость возвращается в исходное состояние.
Однако чтобы достичь такого результата, необходимо соблюдать определенные ограничения на спуск сточных вод. Во-первых, выпуск загрязненной воды не должен нарушать функционирование других объектов. Во-вторых, отходящая жидкость не должна содержать таких веществ или примесей, которые могут засорять или вовсе отлагаться внутри труб. В том случае, если сточная вода производственного типа не соответствует этим требованиям, то она предварительно проходит очистку на станции, а только потом спускается в водоем.
Процесс механической чистки
Применяется в том случае, если в воде имеются нерастворимые минеральные или органические массы. Чаще всего этот процесс является предварительным способом очищения жидкости. К использованию этого метода прибегают прежде, чем приступить к основным. Если выполнять эту процедуру по всем правилам, то можно добиться того, что количество взвешенных механических веществ уменьшится до 92%, а органических - до 23%.
Механические системы очистки воды включают в свой состав такие приспособления, как фильтры, решетки. Допустим, распространенной вещью является песколовка, которая предназначена для того, чтобы выделить из жидкости крупные минеральные примеси, в данном случае песок. Здесь используется такое оборудование, как усреднитель. Это устройство способно регулировать состав и расход сточной воды.
Широко распространены такие объекты, как первоначальные отстойники, где можно при помощи силы гравитации выделить из воды тяжелые механические примеси, которые оседают на дно отстойника. Для того чтобы очищать воду, поступающую от нефтеперерабатывающих заводов, применяют специальные нефтеловушки. Это специальный резервуар прямоугольного типа, где происходит отделение нефтяных продуктов от воды. Здесь используется принцип разности плотности этих составов.
Здесь стоит отметить, что биологический метод очищения требует дополнительных затрат, но при этом он используется довольно широко. При проведении данной процедуры все органические соединения, имеющиеся в воде, начинают окисляться. Для выполнения этой операции используются специальные микроорганизмы.
Очищение сточных вод биологическим путем можно осуществлять как в естественных условиях, то есть на полях орошения, фильтрации и т. д., так и в специальных системах, к примеру в биофильтре. Так создается благоприятная среда для развития специальных микроорганизмов, которые значительно ускоряют процедуру очищения. Однако создание таких условий потребует дополнительных финансовых затрат.
Химические и физико-химические методы
Данные методы очищения жидкости приобрели наибольшую популярность и значимость при работе с производственной сточной водой. Использовать эти методы можно как отдельно от остальных, так и совместно с механическими или биологическими. К примеру, имеется процедура нейтрализации, которая используется в тех случаях, когда необходимо очистить производственную сточную воду от кислот, содержащихся в ней. Чаще всего этот метод используется для того, чтобы избежать развития коррозии внутри металлических систем водоотвода. Также это помогает избежать нарушения биохимических процессов, проходящих в водоеме.
Осадки
Осадок сточных вод - это суспензия, которая выделяется из загрязненной жидкости путем механической, биологической, химической или физико-химической очистки.
Имеется несколько типов осадков, которые остаются после очистки. Принадлежность к определенному виду зависит от того, какое именно оборудование или метод использовались для улучшения качества жидкости. Грубые примеси, остающиеся на решетках, относятся к отбросам. Тяжелые примеси, которые остаются на песколовках - песок. Плавающие примеси, остающиеся в отстойниках, относятся к жировым веществам. Имеются также осадки, подсушенные на иловых площадках. Всего таких типов довольно много. Сброс сточных вод в водоемы должен производиться только после удаления таких осадков.
Сточные воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным водам относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.
Классификация сточных вод.
Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:
- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
- бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»
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:
- с содержанием примесей 1-500 мг/л
- с содержанием примесей 500-5000 мг/л
- с содержанием примесей 5000-30000 мг/л
- 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
- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений
Состав сточных вод
В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей - консервативные , т.е. такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные , т.е. такие, которые могут в т.ч. 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 т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).
Методы очистки сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).
Механическая очистка
Механическую очистку сточных вод применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.
В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки и повторным использованием очищенных вод в технологических процессах.
Механическую очистку проводят для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.
Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различные решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, имеющих большую или меньшую плотность по отношению к плотности воды, используют отстаивание. При этом тяжелые частицы оседают, а легкие всплывают.
Сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы, называются песколовками.Они задерживают частицы размером более 0,15 мм или гидравлической крупностью более 13,2 мм/с.
Сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы, называются в зависимости от всплывающих веществ жироловками, маслоуловителями, нефтеловушками и др.
Фильтрование применяют для задержания более мелких частиц. В фильтрах для этих целей используют фильтровальные материалы в виде тканей (сеток), слоя зернистого материала или химических материалов, имеющих определенную пористость. При прохождении сточных вод через фильтрующий материал на его поверхности или в поровом пространстве задерживается выделенная из сточной воды взвесь.
Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.
.
Загрузка...
