Способы очистки сточных вод. Очистка промышленных и хозяйственно-бытовых стоков городов

В настоящее время широкое применение в России находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов. По производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливке и мойке дорожных покрытий.

Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С ее помощью на очистку отводят все производственно- бытовые сточные воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории.

Некоторые химические вещества воздействуют на микроорганизмы, нарушая их жизнедеятельность. Так, фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсичны соли тяжелых металлов, которые по убыванию токсичности можно расположить следующим образом: Hg, Sb, Pb, Cz, Cd, Co, Ni, Cu, Fe.

На рисунке 8.1 показана схема биологической очистки производственных и хозяйственно-бытовых стоков из городов.

Для их эффективного обеззараживания дозу хлора подбирают так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоем, не превышало 1000 в 1л, а уровень остаточного хлора составлял не менее 1,5 мг/л при 30-минутном контакте или 1мг/л при 60-минутном контакте.

Если ни один из рекомендуемых режимов хлорирования не обеспечивает обеззараживание сточных вод, прошедших биологическую очистку, необходимо увеличить уровень остаточного хлора или время контакта, установив требуемые дозы хлора в каждом конкретном случае опытным путем.

Уровень остаточного хлора в сточных водах, прошедших только механическую очистку, должен быть не менее 4,5 мг/л при 30-минутном контакте.

Обеззараживание проводят жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, получаемым на месте в электролизерах. Хлорное хозяйство очистных канализационных сооружений должно позволять увеличивать расчетную дозу хлора в 1,5 раза.

I – промсток; II – хозяйственно-бытовой сток; III – смешанный сток; IV – биологически очищенный сток; V – выход в водоем; VI – осветленный сток; VII – сброженный сток; 1 – камера гашения скорости хозяйственно-бытового стока; 2 – здание решеток; 3 – песколовка; 4 – водоизмерительный лоток; 5 – первичные радиальные отстойники хозяйственно-бытовых стоков; 6 – камера гашения скорости промстока; 7 – водоизмерительный лоток; 8 – аэратор-смеситель; 9 – первичные радиальные отстойники промстоков; 10 – смеситель; 11 – аэротент I ступени; 12 – вторичные радиальные отстойники; 13 – метантенки; 14 – насосная осветленных вод; 15 – аэротент II ступени; 16 – третичные радиальные отстойники; 17 – нефтяной шламонакопитель; 18 – накопитель сброженного осадка; 19 – насосно-компрессорная станция; 20 – биологический пруд

Рисунок 8.1 – Биологическая очистка производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод

Очистка промышленных сточных вод.Основным направлением уменьшения сбросов сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства. Под замкнутой системой водного хозяйства промышленного предприятия понимается система, в которой вода используется в производстве многократно без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах. Допускается также расход ее в технологических операциях, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены. Свежая вода расходуется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

Оценка систем водного хозяйства проводится путем сравнения следующих показателей: удельного расхода воды, в том числе свежей, на единицу продукции; удельного расхода реагентов, электроэнергии и тепла на очистку сточных вод; абсолютного количества товарного продукта, получаемого при очистке сточных вод; экономических показателей; экологических показателей (о закачке жидких отходов в подземные горизонты, складировании твердых отходов, о состоянии воздушного бассейна, флоры и фауны).

При создании замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды подвергаются очистке механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества, зависящего от вида производства. Классификация методов очистки приведена на рисунке 8.2.

Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся с учетом следующих факторов:

– санитарных и технологических требований;

– количества сточных вод;

– наличия у предприятия необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов, необходимой площади для сооружения очистных установок;

– эффективности процесса обезвреживания.

Эффективность обезвреживания сточных вод – ή, % –для всех методов определяется по соотношению:

(8.1)

где – массовый расход загрязняющего вещества (веществ) в сточных водах до очистки и после очистки, кг/с;

– объемный расход сточных вод до очистки и после очистки, м³/с;

– концентрация загрязняющего вещества (веществ) в сточной воде до и после очистки, кг/м³.

Если Q_H=Q_K, то:

Рисунок 8.2 – Классификация основных методов обезвреживания промышленных сточных вод

(8.2)

Если очистка сточных вод от загрязнения производится последовательно несколькими методами, то суммарная степень очистки равна:

где – степень очистки сточных вод первым, вторым и n методами.

Для оценки санитарной эффективности (СЭ) рекомендуется показатель КБ (контроль биосферы), равный:

(8.3)

где – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде рыбо-хозяйственного назначения.

Тогда санитарная эффективность СЭ метода обезвреживания принимается равной:

(8.4)

В случае сброса очищенных сточных вод в водоем метод очистки считается эффективным, если он обеспечивает предельно допустимый сброс (ПДС=СЭ_В). При содержании в сточных водах нескольких загрязняющих веществ (С₁, С₂,…, С_n) расчет санитарной эффективности обезвреживания проводят из условия:

Необходимость очистки промышленных сточных вод обусловлена необходимостью увеличения доли оборотного водоснабжения и снижения потребления свежей воды в водных балансах промышленных предприятий, в т.ч. металлургических. Оборотная вода должна соответствовать определенным требованиям по ряду показателей: карбонатной жесткости рН, содержанию взвешенных веществ и биогенных элементов и др.

Сточные воды промышленных предприятий могут быть загрязнены большим количеством различных веществ, в т.ч. токсичных. К их числу относят грубо- и тонкодисперсные примеси твердых частиц с размером частиц от 10^-1 до 10^-3 мкм, нефтепродукты и подобные им смолистые вещества, различные органические соединения, малотоксичные и токсичные неорганические соединения (к последним относятся, в частности, соли тяжелых металлов).

Для создания замкнутых систем водоснабжения или незагрязняющего сброса промышленных сточных вод их подвергают очистке. Для этого применят следующие способы: механические, физико-химические, химические, биологические, термические.