Классификация сточных вод промышленных предприятий.

Основой всего комплекса мероприятий по охране водоемов от загрязнения сточными водами являются:

− создание и развитие замкнутых систем промышленного водоснабжения;

− применение маловодных и безводных технологических процессов и эффективных способов очистки начальных потоков сточной воды с учетом повторного их использования. На основании требований технологического производства на каждой его стадии определяются требования к качеству воды. На основании требований к качеству использованной воды принимаются решения по методам локальной и централизованной очистки сточной воды, составляются перечни загрязняющих веществ, сбрасываемых в открытые водоёмы и городскую канализацию. При оборотном водообеспечении промышленных предприятий часть сточных вод повторно используется в производстве после их очистки и охлаждения (при необходимости).

Производственные сточные воды в течение смены могут поступать равномерно и неравномерно. Возможны залповые поступления высококонцентрированных токсичных сточных вод. Режим спуска производственных сточных вод определяется регламентом технологического процесса (цехов и предприятия в целом). В течение суток могут также изменяться отдельные показатели свойств сточных вод.

Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, разделяются на три вида: производственные, бытовые, атмосферные.

Производственные сточные воды – это воды, использованные в технологическом процессе. Они включают две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные сточные воды могут содержать примеси: а) минеральные, б) органические, в) бактериальные, г) биологические. Бытовые сточные воды – это воды от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых установок и т.п. Атмосферные сточные воды – дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливе улиц. Атмосферные осадки содержат до 100 мг/л примесей.

Состав сточных вод зависит от характера использования чистой воды в промышленности, условий сбора всех видов вод на территории предприятия или более крупной промышленной зоны.

Производственные сточные воды делятся на загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Загрязненные производственные сточные воды по характеру содержащихся в них примесей подразделяются на группы:

− загрязненные преимущественно минеральными примесями;

− загрязненные преимущественно органическими примесями;

− загрязненные минеральными и органическими примесями.

В зависимости от концентрации загрязняющих веществпроизводственные сточные воды делятся на четыре группы:

− менее 500 мг/л;

− от 500 до 5000 мг/л;

− от 5000 до 30000 мг/л;

− свыше 30000 мг/л,

А по степени агрессивности – на три группы в зависимости от значения рН:

− неагрессивные (6, 5 ≤ рH ≤ 8);

− слабоагрессивные (6 ≤ рH < 6, 5 и 8 < рH ≤ 9);

− сильноагрессивные (рH < 6 и рH > 9).

Схема приведенной выше классификации показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема классификации производственных сточных вод

Воду в системах производственного водообеспечения в зависимости от назначения разделяют на четыре категории:

I категория – вода для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, в которых она не контактирует с продуктом, лишь нагревается и практически не загрязняется;

II категория – вода служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые и растворимые примеси; вода не нагревается, но загрязняется взвешенными и растворенными веществами;

III категория – вода используется так же, как вода II категории, но при этом нагревается (очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т.д.);

IV категория – вода служит в качестве экстрагента или растворителя химических веществ, например при поглощении оксидов азота в производстве азотной кислоты.

Сточные воды это любые воды и атмосферные осадки, которые отводятся в водоемы с территории предприятий и населенных пунктов, посредством систем канализационных отводов либо самотеком, свойства которых в результате жизнедеятельности человека, оказались ухудшенными.

В современном мире существует много видов очистки сточных вод. В соответствии с этим выбор метода очистки зависит от:

­ вида загрязняющих веществ, их природы;

­ концентрации в сточных водах;

­ агрегатного состояния;

­ требований к конечному результату;

­ экономические показатели (т.е. стоимость).

Сточные воды подвергают очистке различными способами: механической, химической, физико-химической и биохимической (или биологической).Механическая очистка сточных вод, в большинстве случаев, применяется на начальном этапе очистных мероприятий. Основная цель такой очистки – отделение крупнодисперсных включений. Используя механические методы, можно достичь очищения бытовых стоков примерно на 60-70%. Кроме того, механические способы проведения очистки являются самыми простыми и дешевыми.

Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.Физико-химический метод достаточно широко применяется при строительстве промышленных очистных сооружений.

Биологический метод в большинстве случаев используется при очистке хозяйственно бытовых сточных вод. Данный способ очистки основан на природной способности среды самоочищаться.

Процессы и аппараты механической очистки сточных вод. Механическая очистка применяется для выделения из сточной воды нерастворенных минеральных и органических примесей. Назначение механической очистки заключается в подготовке сточных вод при необходимости к биологическому, физико- химическому или другому методу более глубокой очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования. Типы и размеры этих сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а также от методов их дальнейшей обработки. Как правило, механическая очистка является предварительным, реже — окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ из этих вод до 90…95 % и снижение органических загрязнений до 20…25%. Высокий эффект очистки сточных вод достигается различными способами интенсификации гравитационного отстаивания — преаэрацией, биокоагуляцией, осветлением во взвешенном слое (отстойники-осветлители) или в тонком слое (тонкослойные отстойники), а также с помощью гидроциклонов. Процесс более полного осветления сточных вод осуществляется фильтрованием:

— пропуском воды через слой различного зернистого материала (кварцевого песка, гранитного щебня, горелых пород, и других материалов) или через сетчатые барабанные фильтры и микрофильтры, через высокопроизводительные напорные фильтры и фильтры с плавающей загрузкой

— пенополиуретановой или пенополистирольной. Преимущество указанных процессов заключается в возможности применения их без добавления химических реагентов.

Повышение технологической эффективности сооружений механической очистки очень важно при создании замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. Этому требованию удовлетворяют различные новые конструкции многополочных отстойников, сетчатых фильтров, фильтров с новыми видами зернистых и синтетических загрузок, гидроциклонов (напорных, безнапорных, многоярусных).

С целью обеспечения надежной работы сооружений механической очистки производственных сточных вод, как правило, рекомендуется применять не менее двух рабочих единиц основного технологического назначения—решеток, песколовок, усреднителей, отстойников или фильтров. При выборе максимального числа сооружений предусматривается их секционирование по унифицированным группам, состоящим из единиц с наиболее крупными габаритами. В ряде случаев механическая очистка является единственным и достаточным способом для извлечения из производственных сточных вод механических загрязнений и подготовки их к повторному использованию в системах оборотного водоснабжения.

Однако для некоторых производств требуется вода с меньшим содержанием взвешенных веществ, чем содержание, обеспечиваемое механической очисткой, поэтому необходима дополнительные физико-химическая и биологическая очистка, а также еще более глубокая очистка производственных сточных вод. При повторном использовании биологически очищенной сточной воды в соответствии с санитарными нормами требуется применять хлорирование.

Дальнейшим развитием методов очистки производственных сточных вод, содержащих механические примеси, является внедрение очистки с применением гидроциклонов и центрифуг, а также отстаивание с предварительно магнитной обработкой производственных сточных вод. Установки и аппараты для физико-химической очистки сточных вод

Физико-химические методы играют значительную роль при очистке сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, химическими и биологическими методами. В последние годы область применения физико-химических методов очистки расширяется, а доля их среди других методов очистки возрастает.

К физико-химическим методам очистки относятся флокуляция, коагуляция, выпаривание, испарение, кристаллизация, а также методы, связанные с наложением электрического поля — электрокоагуляция, электрофлотация. Флокуляция, это определенного рода транспортный этап, который приводит к столкновению между собой устойчивых частиц, стремящихся к образованию более крупных частиц (агрегатов), которые в последствие могут быть довольно легко удалены из общего количества сточных вод, подлежащих обработке методами фильтрации, отстаивания, либо флотации.

Флокуляция стала широко распространяться в технологиях по очистке воды, уже в 30-е годы. На данный момент, флокуляция довольно широко используется при очистке сточных вод как промышленного, так и бытового происхождения. Флокулянты для очистки сточных вод образуют между коллоидными частицами трехмерные структуры, которые способны к более полному и довольно быстрому отделению жидкой фазы.

Основной причиной возникновения данного вида структур является адсорбция макромолекул флокулянтов на некоторых частицах с дальнейшим образованием между ними особых «полимерных мостиков».

Метод коагуляции позволяет повысить эффективность процессов осаждения, поскольку способствует «слипанию» мельчайших частиц в более крупные соединения.

Аппараты для химической очистки сточных вод. Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация и окисление. К окислительным методам относится также электрохимическая обработка. Химическая очистка может применяться как самостоятельный метод перед подачей производственных сточных вод в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или в городскую канализационную сеть. Применение химической очистки в ряде случаев целесообразно (в качестве предварительной) перед биологической или физико-химической очисткой. Химическая обработка находит применение также и как метод глубокой очистки производственных сточных вод с целью их дезинфекции, обесцвечивания или извлечения из них различных компонентов. При локальной очистке производственных сточных вод в большинстве случаев предпочтение отдается химическим методам.

Реакция нейтрализации - это химическая реакция между веществом, имеющим свойства кислоты, и основания, которая приводит потере характерных свойств обоих соединений. Наиболее типична реакция нейтрализации в водных растворах происходит между гидратированными ионами водорода и ионами гидроксила, содержащимися соответственно в сильных кислотах и основаниях. В результате концентрация каждого из этих ионов становится равно той, которая свойственна самой воде, т. е. активная peaкция водной среды приближается к рН=7.

При химической очистке применяют следующие способы нейтрализации: а) взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

б) нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная из
весть СаО, гашеная известь Са(ОН)2, кальцинированная сода Na2C03, каустическая сода NaOH, аммиачная вода NH4OH); в) фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк СаСОз, доломит CaC03- MgC03, магнезит MgC03, обожженный магнезит MgO).

Выбор способа нейтрализации зависит от многих факторов: вида концентрации кислот, загрязняющих производственные сточные воды, расхода и режима поступления отработанных вод на нейтрализацию, наличия реагентов и т. п.

Процессы и аппараты для биологической очистки сточных вод. Биологическое окисление — широко применяемый на практике метод очистки производственных сточных вод, позволяющий очистить их от многих органических примесей. Процесс этот, по своей сущности, природный, и его характер одинаков для процессов, протекающих в водоеме или очистном сооружении. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т. д. Сегодня используется несколько типов установок для биологической очистки стоков: аэротенки, метатенки, активный ил.

Активный ил – совокупность микроорганизмов, которые используются для биологической очистки сточных вод в специальных сооружениях: аэротенках, биологических фильтрах. Активный ил представляет собой хлопья различной величины, которые свободно плавают в толще воды, или закреплены на загрузке фильтров или аэротенков.

Аэротенки – это закрытые резервуары для биологического очищения сточных вод, в которых принудительно подается кислород. В таких установках используется, так называемый, активный ил – субстанция, состоящая из бактерий и простейших организмов. Все эти организмы активно развиваются в аэротенках, интенсивно очищая стоки от органических включений. Метатенки – это сооружения для анаэробной стабилизации осадков сточных вод, применяются на городских, промышленных и локальных очистных сооружениях. Чаще всего в метатенках сбраживается осадок первичных отстойников или активный ил, или их смесь. Положительным эффектом строительства таких сооружений является получение метаносодержащего газа, который можно использовать для отопления помещений очистных сооружений или в качестве топлива для газобаллонных машин.

На эффективность очистки биологическими методами влияют следующие факторы:

1.Температура.Температура напрямую влияет на жизнеспособность бактерий. Роль температуры связана, в частности, с температурной зависимостью растворимости кислорода в воде. Как правило, оптимальные температуры для аэробных процессов 20…30 градусов, превышение этих порогов вызывает гибель микроораганизмов, что снижает эффективность очистки.

2.Величина рН.Оптимальная рН = 6, 5…7, 5; для каждого типа бактерий данные значения свои, некоторым необходима кислая среда, кому-то щелочная.

3.Содержание биогенов. Биогенные элементы N и Р необходимы бактериальной клетке как «строительный» (N) и энергетический (Р) материал, без них жизнеспособность качественно снижается.

4.Уровень питания.Это величина суточной нагрузки по загрязнениям в пересчёте на 1 м³ очистного сооружения, приходящаяся на 1г части биомассы.

5.Токсичные вещества.Несмотря на то, что бактерии питаются именно токсинами, превышение их концентрации в очищаемой воде могут привести к задержанию роста и развития организмов, а так же к гибели их. Поэтому на очистных сооружениях должна действовать система контроля за превышением ПДК загрязнителей в воде.

Создание замкнутых водооборотных систем — важнейшее направление охраны гидросферы от загрязнения. Для рационального использования воды на предприятиях наиболее перспективными являются следующие мероприятия:

— внедрение безводных (или маловодных) технологических процессов;

— устранение протечек и потерь воды вследствие брызг в системе водоснабжения за счёт совершенствования технологических процессов и оборудования, а также за счёт правильной организации производства;

— использование вторичных материальных и энергетических ресурсов (регенерация кислот, щелочей, солей и т. п.);

— внедрение местных систем обезвреживания стоков;

— создание замкнутых водооборотных циклов предполагает сбор и использование не только очищенных стоков, но и ливневых вод.

Водооборотный цикл - ϶ ᴛ ᴏ многократное использование одной и той же воды при минимальном восполнении потерь. На рис. 1 приведена простейшая схема оборотного водоснабжения. Из схемы видно, что насосная станция подает техническую воду на производство, затем она очищается и через насосную станцию вновь возвращается на производство. Перед насосной станцией происходит восполнение потерь воды, которые, к сожалению, неизбежны, а из очистных сооружений ил (твердый осадок) удаляется либо на очистку, либо на захоронение.Τ ᴀ ᴋ ᴎ ᴍ образом, оборотное водоснабжение позволяет снижать расход воды в десятки раз и создает возможность организации бессточного производства.

Рис. 1 - Схема оборотного водоснабжения

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что на предприятиях целесообразно ставить локальные очистные сооружения. На предприятиях с разными видами сточных вод ставятся для каждого цеха отдельное локальное очистное сооружение, чтобы при смешении в центральном водоотведении не случилась вторичная химическая реакция.

В ходе данной работы были изучены:

­ виды и способы очистки сточных вод;

­ разобраны процессы и аппараты, которые используют для очистки сточных вод

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: