Техногенное загрязнение гидросферы.

Вода – важнейший природный ресурс, используемый в промышленном производстве. Можно выделить четыре наиболее значимые направления использования воды в технологических процессах: вода 1 категории используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом; вода нагревается и практически не загрязняется; могут иметь место лишь аварийные утечки жидких и газообразных продуктов в воду при неисправных теплообменных аппаратах; вода 2 категории служит в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворимые примеси; вода не нагревается, но загрязняется соответствующими примесями; вода 3 категории используется так же, как вода 2-ой категории, но с нагревом (например, очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т.д.); вода 4 категории используется в качестве экстрагента и растворителя реагентов, химического реагента.

При прямоточном водообеспечении промышленных предприятий вода, забираемая из природного источника, после участия в технологическом процессе возвращается в водоем в виде сточной (отработанной) воды за исключением того количества, которое безвозвратно расходуется в производстве. Образующиеся на предприятии сточные воды перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения, однако не все предприятия их имеют и сточные воды могут без очистки сбрасываться в водоем. При таком способе водообеспечения производства из природных источников забираются большие количества чистой воды , которая возвращается в природные среды в несколько меньшем объеме, но содержит токсичные для гидробионтов загрязняющие вещества.

Q(потери) Q(потери)-1 Q(потери)-2

Q(шлам)

Q(ист) Q(сбр)

Q(ист)

Q(сбр)

Схема прямоточного водообеспечения промышленных

Предприятий.

ПП

ПП -1

ПП-2

ОС

Сточные воды - отработанные воды, дальнейшее использование которых либо невозможно по техническим условиям, либо нецелесообразно по технико-экономическим показателям.

При оборотном водообеспечении промышленных предприятий часть сточных вод повторно используется в производстве после их очистки (и охлаждения при необходимости ). В ряде отраслей промышленности (черная металлургия, нефтеперерабатывающая промышленность) 90-95% сточных вод используются в системах оборотного водообеспечения (водоснабжения).

Q(потери) Q(потери)

Q(шлам)

Q(оборотн)

Q(ист) Q(сбр)

ПП – промышленное предприятие

ОС – очистные сооружения

УО – установка охладительная

ПП

ОС

УО

При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве , на охладительных установках, на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемых в канализацию, осуществляется подпитка системы из водоемов и других источников водоснабжения. Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно или периодически. Общее количество добавляемой воды составляет 5-10% общего количества воды, циркулирующей в системе. Производственные сточные воды в течение смены могут поступать равномерно и неравномерно. Возможны залповые поступления высококонцентрированных и высокотоксичных сточных вод, при этом периодичность сброса может быть 1 раз в смену, в сутки, в неделю. 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. К минеральным загрязнениям относятся песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворенные в воде неорганические вещества, минеральные масла и др. Органические загрязнения могут быть растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, бумаги, растительных масел и пр. загрязнениям животного происхождения относятся физиологические выделения людей и животных, остатки таней животных, клеевые вещества и др. Бактериальные и биологические загрязнения по химическому составу являются органическими загрязнениями, но выделены в отдельную группу ввиду особого взаимодействия с другими видами загрязнений. Они представляют собой различные микроорганизмы: грибы, водоросли, бактерии.

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.

Состав сточных вод зависит от характера использования чистой воды в промышленности, условий сбора всех видов вод на территории предприятия или более крупной промышленной зоны. Академик Л.А.Кульский предложил классификацию сточных вод, основанную на характеристике их как дисперсных систем, содержащих частицы примесей определенных размеров.

По существу это отнесение сточных вод к определенному типу дисперсной системы: грубодисперсная, коллоидный раствор, молекулярный раствор, раствор электролита.

Группа 1. Сточные воды представляют собой один из видов грубодисперсных систем с размерами частиц 10^-1 - 10^-3 см (взвеси, суспензии, эмульсии, патогенные микроорганизмы и планктон). Наличие такого вида загрязнений обусловливает мутность воды.

Группа 2. Сточные воды представляют собой коллоидные растворы загрязнений в воде, а также растворы высокомолекулярных соединений. Размеры частиц загрязнений порядка 10^-5 - 10^-6 см. Наличие такого вида загрязнений обусловливает окисляемость и цветность сточной воды.

Группа 3. Сточные воды представляют собой молекулярные водные растворы газов и некоторых органических веществ, размеры частиц загрязнений  10^-7 см. Наличие такого вида загрязнений обусловливает запахи и привкусы воды.

Группа 4. Загрязнения в сточной воде образуют ионные растворы с размерами частиц порядка 10^-8 см. Наличие такого вида загрязнений обусловливает минерализацию воды.

Общие условия спуска производственных сточных вод в водоемы регламентируются нормативными документами. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах. Понятие качества воды включает в себя совокупность показателей состава и свойств воды, определяющих пригодность ее для конкретных видов водопользования и водопотребления. По характеру водопользования и нормирования качества воды водоемы разделяются на две категории:

 - водоемы питьевого и культурно-бытового назначения;

 - водоемы рыбохозяйственного назначения.

В водных объектах первого типа состав и свойства воды должны соответствовать нормам в створах, расположенных на расстояниях 1 км выше по течению водотоков и в радиусе 1 км от ближайшего пункта водопользования. В водоемах второго типа показатели качества воды должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при наличии течения, при его отсутствии – не далее 500 м от места выпуска.

Оценка качества воды проводится по следующим показателям: содержание взвешенных веществ, запах, привкус, окраска, температура воды, значение рН, наличие кислорода и органического вещества (ХПК, БП), наличие токсичных примесей. Токсичные вещества нормируются по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ), под которым понимают наибольшее отрицательное влияние, оказываемое определенным веществом. При оценке качества воды в водоемах первого типа используют три вида лимитирующих показателей вредности (ЛПВ): санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический. В водоемах второго типа используют дополнительно еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.

Вода считается чистой, если ее состав и свойства ни по одному из показателей не выходят за пределы установленных нормативов, а содержание вредных веществ не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). При наличии в воде нескольких веществ с одинаковыми ЛПВ должно выполняться неравенство:

(12)

где - концентрация -го вещества с одинаковым ЛПВ,

- предельно допустимая концентрация -го вещества,

- число веществ с одинаковым ЛПВ.

Требования к составу и свойствам воды природного водоема

(после смешения со сточными водами)

Состав и свойства воды	Категория водопользования
	водоемы питьевого и культурно-бытового назначения	водоемы рыбохозяйственного назначения
Взвешенные вещества	превышение по сравнению с природными не более 0,25 мг/л	превышение по сравнению с природными не более 0,75 мг/л
Плавающие вещества	На поверхности воды не должно быть пленок и пятен масел, нефтепродуктов, жиров и других плавающих веществ	На поверхности воды не должно быть пленок и пятен масел, нефтепродуктов, жиров и других плавающих веществ
Запахи, привкусы	Не должно быть (запахов и привкусов интенсивностью более 3 баллов)	Вода не должна иметь посторонних запахов и привкусов и сообщать их мясу рыб
окраска	Не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см	Не должна обнаруживаться в столбике высотой 10 см
рН	6,5 - 8,5	6,5 - 8,5
Растворенный кислород	Не менее 4 мг/л	Не менее 6 мг/л
БПК (полн.)	Не более 3,0 мг/л	Не более 6,0 мг/л
Возбудители заболеваний	Не должны содержаться	Не должны содержаться
Минеральный состав	Не более 1000 мг/л

Температура при спуске сточных вод летом не должна повышаться более чем на 3^О по сравнению со средней температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.

Существуют и находят практическое применение различные приближенные методы оценки качества воды, основанные на гидробиологических, бактериологических, гидрохимических и других характеристиках состава и свойств воды.