Раціональне використання та охорона водних ресурсів. Стічні води: способи очищення, умови скидання в каналізацію та водоймища

План

1. Умови скидання стічних вод в каналізацію та водоймища

2. Способи очищення стічних вод

3. Література

Умови скидання стічних вод в каналізацію та водоймища

Скидання стічних вод в каналізацію дозволяється за таких умов:—

якщо не порушується робота каналізаційних мереж та споруд;—

кількість завислих та тих, що спливають, часток в стічних водах не перевищує 500 мг/л;—

фізичні та механічні забруднення виробничих стоків не засмічують труби та не відкладаються на них;—

хімічні забруднення виробничих стоків не руйнують матеріал труб та елементи споруд каналізації;—

домішки горючих речовин у стоках не утворюють вибухонебезпечних сумішей в каналізаційних мережах;—

шкідливі речовини стоків не перешкоджають їхньому біологічному очищенню, температура води не перевищує 40 °С;—

домішки не вступають у хімічні з'єднання з побутовими стоками і не виділяють отруйних та вибухонебезпечних газів;—

об'єм скидів не перевищує ГДС або ТПС, погоджених з Водоканалом.

Необхідний ступінь очищення стічних вод перед скиданням визначається:

Перевірка стоків перед скиданням здійснюється за всіма формулами.

Забороняється скидати у водні об'єкти стічні води, що містять шкідливі речовини, для котрих не встановлено ГДК і для котрих відсутні методи аналітичного контролю.

Не допускається скидати стічні води, котрі після очищення можна використовувати в оборотних та в повторних схемах водопостачання підприємств або для зрошення в сільському господарстві.

Не можна скидати неочищені або недостатньо очищені виробничі, господарсько-побутові стічні води та стоки із заводських територій.

Не допускається скидати у водоймища стічні води, що містять збудників інфекційних захворювань, а також стічні води, що містять радіонукліди, сміття, неочищені стоки, стоки з нафтопродуктами. Не можна скидати води, що використовуються для водо- та грязелікування.

Забороняється здійснювати залпові скиди сильно концентрованих виробничих стічних вод у водоймища та в каналізацію, а також стоки з вище встановленими значеннями ГДВ, ТПС. Для зниження концентрації шкідливих речовин необхідно передбачати ємності-усереднювачі, в котрих слід змішувати концентровані стоки з менш концентрованими або з водою.

Виробничі стоки, котрі не відповідають перерахованим вимогам, повинні підлягати попередньому очищенню на очисних спорудах підприємств.

Допускається сумісне очищення виробничих стічних вод при дотриманні таких вимог:—

температура стоків — 60—ЗО *С;—

активна реакція — 6,5—8,5 рН;—

загальна концентрація розчинних солей — не більше 10 г/л;—

показник БПК повне при надходженні на біологічні повне фільтри та аеротенки-витіснювачі — не вище 500 мг/л;—

відсутність нерозчинних масел, смоли та СПАР, що не окислюються.

Місце спуску стічних вод має бути розташоване за течією поза населеним пунктом і місцями водокористування населенням з врахуванням можливої зворотної течії при нагінних вітрах. Умови відведення стічних вод у водні об'єкти встановлюються з врахуванням можливого змішування та розчинення, фонової якості води, нормативів її якості.

Для кожної забруднюючої речовини за допомогою розрахунків встановлюються ГДС у водоймища, дотримання котрих повинне забезпечувати якість води в контрольних пунктах.

У загальному випадку при спуску виробничих стічних вод у водоймища в розрахункових зонах слід дотримуватися умови

де С j — концентрація і-'і шкідливої речовини в стічній воді;

ГДКj — гранично допустима концентрація і-ї речовини;

n — кількість шкідливих речовин.

Розрахунки з визначення можливості спуску виробничих стічних вод у водоймища повинні виконуватися для вайне-сприятливіших умов (найменший рівень води в році, несприятлива течія відносно пункту водокористування тощо).

Способи очищення стічних вод

Попередження забруднення водних об'єктів стічними водами може бути забезпечене організаційними та технічними заходами.

Організаційні заходи зводяться до попередження скидання стічних вод у водойми без їхнього очищення. Технічні заходи передбачають очищення стічних вод різними методами, повторне використання стічних вод для технічних потреб та поливу, створення обортних та замкнених систем водокористування, вдосконалення технологічних процесів на підприємствах у напрямку зменшення надходження забруднень у стоки, перехід на безвідходні технології, змешення забруднення територій нафтопродуктами, котрі зі зливовими стоками можуть потрапляти до водойм.

Очищення стічних вод на підприємствах може здійснюватися за однією з таких схем:—

очищення стічних вод на заводських очисних спорудах;—

очищення стічних вод після їхнього забруднення на заводських, а потім на міських очисних спорудах з подальшим спуском у водойми;—

безперервне очищення промислових вод та розчинів на локальних очисних спорудах протягом певного часу, після чого вони передаються на регенерацію, після регенерації повертаються в оборот та лише після з'ясування неможливості регенерації усереднюються і передаються на заводські очисні споруди та утилізуються.

Способи очищення забруднених промислових вод можна об'єднати в такі групи: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні, комплексні (рис. 3.6).

Механічні способи очищення застосовуються для очищення стоків від твердих та масляних забруднень. Механічне очищення здійснюється одним з таких методів:—

подрібнення великих за розміром забруднень у менші за допомогою механічних пристроїв;

Рис. 3.6. Класифікація способів очищення стічних вод—

відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачів та інших відстійників;—

розділення води та забруднювачів за допомогою центрифуг та гідроциклонів;—

усереднення стоків чистою водою з метою зниження концентрації шкідливих речовин та домішок до рівня, при котрому стоки можна скидати у водойми або в каналізацію;—

вилучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;—

фільтрування стоків через сітки, сита, спеціальні фільтри, а найчастіше — шляхом пропускання їх через пісок;—

освітлення води шляхом пропускання її через пісок або спеціальні пристрої, наповнені композиціями або мінералами, здатними поглинати завислі частки.

Вибір схеми очищення води від завислих часток та нафтопродуктів залежить від виду та кількості забруднень, необхідного ступеня очищення.

Фізико-механічні способи очищення стоків та води базуються на флотації, мембранних методах очищення, азотроп-ній відгонці.

Флотація — процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода — повітря, вода — тверда речовина). Процес очищення СПАР, нафтопродуктів, волокнистих матеріалів флотацією полягає в утворенні системи "частинки забруднень — бульбашки повітря", що спливає на поверхню та утилізується. За принципом дії флотаційні установки класифікуються таким чином:—

флотація з механічним диспергуванням повітря;—

флотація з подачею повітря через пористі матеріали;—

електрофлотація;—

біологічна флотація.

Зворотний осмос (гіперфільтрація) — процес фільтрування стічних вод через напівпроникні мембрани під тиском. При концентрації солей 2—5 г/л повинен бути тиск до 1 МПа, а при концентрації солей 10—ЗО г/л — близько 10 МПа.

Ультрафільтрація — мембранний процес розподілу розчинів, осмотичний тиск котрих малий. Застосовується для очищення стічних вод від високомолекулярних речовин, завислих частинок та колоїдів.

Електродіаліз — процес сепарації іонів солей в мембранному апараті, котрий здійснюється під впливом постійного електричного струму. Електродіаліз застосовується для де-мінералізації стічних вод. Основним обладнанням є електро-діалізатори, що складаються з катіонітових та аніонітових мембран.

Хімічне очищення використовується як самостійний метод або як попередній перед фізико-хімічним та біологічним очищенням. Його використовують для зниження корозійної активності стічних вод, видалення з них важких металів, очищення стоків гальванічних дільниць, для окислення сірководню та органічних речовин, для дезинфекції води та її знебарвлення.

Нейтралізація застосовується для очищення стоків гальванічних, травильних та інших виробництв, де застосовуються кислоти та луги. Нейтралізація здійснюється шляхом змішування кислих стічних вод з лугами, додаванням до стічних вод реагентів (вапно, карбонати кальцію та магнію, аміак тощо) або фільтруванням через нейтралізуючі матеріали (вапно, доломіт, магнезит, крейда, вапняк тощо). Кількість реагента для нейтралізації стічних вод

де R — коефіцієнт запасу реагента;

В — кількість активної складової в стічній воді;

V ст — кількість стічних вод;

M — витрата реагента для нейтралізації активних речовин;

С к — концентрація кислоти та лугу.

Окислення застосовується для знезараження стічних вод від токсичних домішок (мідь, цинк, сірководень, сульфіди), а також від органічних сполук. Окислювачами є хлор, озон, кисень, хлорне вапно, гіпохлорид кальцію тощо.

Розглянемо фізико-хімічні методи.

Коагуляція — процес з'єднання дрібних частинок забруднювачів в більші за допомогою коагулянтів. Для позитивно заряджених частинок коагулюючими іонами є аніони, а для негативно заряджених — катіони. Коагулянтами є вапняне молоко, солі алюмінію, заліза, магнію, цинку, сірчанокислого кальцію, вуглекислого газу тощо. Коагулююча здатність солей тривалентних металів в десятки разів вища, ніж двовалентних і в тисячу разів більша, ніж одновалентних.

Флокуляція — процес агрегації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Флокулянтами є активна кремнієва кислота, ефіри, крохмаль, целюлоза, синтетичні органічні полімери (поліакриламід, поліоксиетилен, поліакрилати, поліетиленаміни тощо).

Для освітлення води одночасно використовуються коагулянти та флокулянти, наприклад, сірчанокислий алюміній та поліакриламід ППА. Коагуляція та флокуляція здійснюються у спеціальних ємностях та камерах.

При очищенні води використовується і електрокоагуляція — процес укрупнення частинок забруднювачів під дією постійного електричного струму.

Сорбція — процес поглинання забруднень твердими та рідкими сорбентами (активованим вугіллям, золою, дрібним коксом, торфом, селікагелем, активною глиною тощо). Адсорбційні властивості сорбентів залежать від структури пор, їхньої величини, розподілу за розмірами, природи утворення. Активність сорбентів характеризується кількістю забруднень, що поглинаються на одиницю їхнього об'єму або маси (кг/м3).

Пристрої для вилучення зі стічних вод або розчинів за цим методом виготовляють у вигляді фільтрів. Кількість затримуваних фільтром забруднень

де Н — висота шару сорбента;

b — емпірична константа;

F — площа фільтра;

А д — динамічна активність сорбента.

Розрізняють три види сорбційних процесів