Производственные, бытовые и атмосферные стоки: источники, классификация примесей и методы очистки

Классификацию сточных вод прежде всего проводят но источнику образования, определяющему качественный состав. Сточные воды подразделяются на три категории: бытовые («коммунальные»); производственные (промышленные) и атмосферные (поверхностные). В городских и производственных системах водоотведения стоки могут объединяться между собой (общесплавные системы), или отводиться на очистные сооружения по отдельности (раздельные системы). Чаще всего в городском хозяйстве используется смешанный тип водоотведения.

Состав бытовых сточных вод достаточно постоянный: около 60% разнообразных высокомолекулярных органических веществ (белки, жиры,

углеводы, поверхностно-активные соединения), около 40% минеральных веществ, а также сообщество микроорганизмов (водорослей, грибов, простейших и бактерий, которые адсорбируются и быстро размножаются на поверхностях или внутри суспензий, богатых органическими веществами). Доминирующими типами микроорганизмов являются бактерии группы кишечной палочки, сальмонеллы, стафилококки, стрептококки, энтерококки, клостридии, энтеровирусы, образующие патогенную флору. Поэтому все сточные воды подвергаются обеззараживанию, механической и биохимической переработке в аэробных или анаэробных условиях. Образующиеся в огромных объемах осадки бытовых сточных вод представляют большую проблему для городского хозяйства1.

Состав атмосферных сточных вод может быть достаточно разнообразным и зависит от того, с какой поверхности происходит смыв — с промышленной площадки, с городских улиц или с полей. Как правило, организация стока проводится непосредственно в водный объект после элементарной механической очистки (например, использование песколовок) или в систему городской канализации. В таких стоках могут присутствовать механические и химические примеси:

  • • разнообразные твердые взвешенные частицы (песок, пыль, сажа, оксиды металлов, органические остатки и т.д.);
  • • нефтепродукты (бензин и смазочные масла);
  • • удобрения, пестициды и т.д.

Для предотвращения смыва с полей используются водозаборы или системы естественной фильтрации — пруды, болота, канавы и т.д., и сток не подвергается специальной очистке, кроме естественной биологической. На базе таких естественных отстойников могут оборудоваться гидросооружения типа биоплато.

Состав производственных сточных вод зависит от вида используемых производственных процессов и технологий, но к основным или приоритетным загрязняющим веществам можно отнести:

  • • механические взвеси (окалина, металлическая стружка, пыль, флюсы, минеральные волокна и т.д.);
  • • минеральные масла и другие нефтепродукты;
  • • неорганические соединения (кислоты, соли, щелочи);
  • • поверхностно-активные вещества (ПАВ);
  • • различные органические соединения.

Информация о содержании некоторых наиболее распространенных органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена в табл. 5.1[1] [2].

В табл. 5.2 приведены отрасли промышленности, сточные воды которых содержат наибольшее количество примесей, опасных для природной среды.

Таблица 5.1

Содержание органических веществ в промышленных сточных водах

Загрязняющие вещества

Количество в мировом стоке, млн т/год

Фенолы

0,460

Растительные органические остатки

0,170

Отходы производства синтетических волокон

5,500

11ефтепродукты

26,563

Всего

33,273

Таблица 5.2

Основные токсичные примеси, содержащиеся в производственных

сточных водах

Промышленность

Основные токсичные примеси

Нефтеперерабатывающая

Нафтеновые кислоты, нефтепродукты, фенолы, сульфиды, хлориды, сульфаты, ПАВ, органические взвеси

Коксохимическая

Фенолы, сероводород, смолы, углеводороды, тиоциа- ниды, аммиак, цианиды, органические взвеси

Целлюлозно-бумажная

Меркаптаны, сульфиды, спирты, альдегиды, кетоны, органические взвеси

Синтетических полимеров и пластмасс

Стирол, акрилонитрил, акрилаты, сульфаты, фенолы, ароматические углеводороды, альдегиды, спирты, циклогексан, органические кислоты, взвеси

Синтетического каучука

Бутилен, бутадиен, ацетон, органические кислоты и их соли, ацетонитрил, аммиак, альдегиды, спирты, углеводороды

Экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных удобрений

Серная, фосфорная, кремиефтористоводородная кислоты, соединения фтора, хлороводород

Хлорная

Ртуть, хлор, хлориды

Наиболее опасные и распространенные виды химических загрязнителей — тяжелые металлы, нефтепродукты и стойкие органические загрязнители. Их экологические особенности подробно рассмотрены в параграфе 2.1.

Рассмотрим современные методы очистки производственных сточных вод. Производственные сточные воды представляют собой многокомпонентные гетерогенные системы, а их очистка — это в первую очередь процесс разделения фаз. Очистка сточных вод — технологическая обработка сточных вод с целью разрушения или перевода в нетоксичные формы (деструкции) или извлечения и утилизации (регенерации) загрязняющих веществ, которая может рассматриваться как сложное, многостадийное производство, в котором имеются сырье (сточные воды), готовая продукция (очищенная вода) и отходы производства (осадки). Технологические схемы очистки сточных вод разрабатываются с учетом количественного и качественного состава загрязнений, фазового состояния вещества в растворе, скорости протекающих процессов и некоторых других факторов. Методы очистки подразделяются на механические, химические, физикохимические, физические и биологические (табл. 5.3)[3].

Таблица 53

Методы обработки сточных вод

Механические

Отстаивание; использование решеток, песколовок, нефтеловушек; очистка в гидроциклоиах; процеживание; центрифугирование; фильтрация; микрофильтрация; обратный осмос (гиперфильтрация)

Химические

Окисление (хлорирование, озонирование, парофазное и жидкофазное окисление); восстановление; нейтрализация; осаждение и соосаждение; комплексообразование, пиролиз, сжигание

Физико-химические

Коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция, ионый обмен, экстракция, дистилляция, электрокоагуляция, вымораживание, электродиализ, гиперфильтрация, обратный осмос, ультрафильтрация

Физические

Магнитная обработка; ультразвуковая обработка; электро- импульсная обработка; плазменная обработка; ионизирующее облучение, ультрафиолетовое облучение

Биохимические (аэробные и анаэробные)

Поля фильтрации; биологические пруды; биоплато, аэротенки; мстантснки, реакторы восходящего потока с активным илом; биофильтры; окислительные каналы

Методы очистки сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.

Бытовые и сельскохозяйственные сточные воды имеют схожий состав, характеризующийся высоким содержанием органических веществ и микрофлоры. Отличие заключается в специфических компонентах, например, бытовые стоки, помимо «органики», содержат высокие концентрации ПАВ, а сточные воды сельскохозяйственных предприятий - опасные пестициды и минеральные удобрения. Таким образом, преимущественным способом очистки этих видов стоков является биологическая очистка с предварительной механической обработкой, которая осуществляется либо на городских (районных) станциях очистки, либо непосредственно на очистных сооружениях крупных сельскохозяйственных предприятий.

При очистке в анаэробных условиях биоценоз активного ила представлен одними бактериями, при очистке в аэробных условиях в нем развиваются простейшие. Образующийся в результате очистки отработанный активный ил уплотняют, отделяют и высушивают. На рис. 5.1 представлена схема очистки коммунально-бытовых стоков.

Вариант технологической схемы очистки коммунальных сточных вод

Рис. 5.1. Вариант технологической схемы очистки коммунальных сточных вод1

Утилизация отработавшего ила может проводиться: при повторном использовании в цикле биологической очистки; путем закладки в отвалы; с помощью термической обработки (сжигание, пиролиз); с использованием в качестве органического удобрения на нолях с предварительным обезвреживанием в процессе вермикуляции (обработки дождевыми червями) или применяться для озеленения в городском хозяйстве. В случае очистки промышленных сточных вод, помимо биологических методов, используются также физико-химические и реагентные методы (см. табл. 5.3, рис. 5.2).

Для сгущения и уплотнения осадков наиболее простым способом является отстаивание. Присутствующие в промышленных сточных водах химические соединения металлов — железа, алюминия, хрома, меди — после нейтрализации оксидом кальция выпадают в осадок в виде нерастворимых оснований и способствуют соосаждению и уплотнению осадка. [4]

Вариант схемы очистки общего промышленного стока гальванического производства

Рис. 5.2. Вариант схемы очистки общего промышленного стока гальванического производства1

  • [1] Современные принципы экологической диагностики состояния природно-антропогенных систем : учеб, пособие / В. П. Зволинский [и др.]. М.: Изд-во РУДН, 2008.
  • [2] Харламова М. Д., Зволинский В. П., Кривошеии Д. А. Экологически чистые технологиии производства. Теория и практика. Ч. 2. М.: Изд-во РУДН, 2007.
  • [3] Харламова М. Д., Зволинский В. П., Кривошеин Д. А. Указ. соч.
  • [4] Гринин А. С., Новиков В. II. Указ. соч.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >