Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Процесс очистки сточных вод производственного предприятия, как правило, включает несколько стадий, на каждой из которых возможно применение различные методов очистки сточных вод и соответствующего технологического оборудования. Данная ситуация обусловлена в первую очередь тем, что многие методы, в особенности тонкой очистки сточных вод нельзя использовать, если в них присутствуют взвешенные вещества и эмульсии. Кроме этого, большинство методов очистки стоков имеет верхний предел концентраций по загрязняющим веществам, от которых данный метод должен очищать сток. Следовательно возникает необходимость предварительной обработки стоков перед применением основных методов их очистки. Применение стадийной очистки сточных вод промышленных предприятий обусловлено также тем, что комбинированием нескольких типов процессов обработки возможно достигнуть требуемой степени очистки с минимальными затратами.

На различных промышленных производствах используется различное количество стадий очистки воды. Это зависит от организации очистных сооружений, используемых методов очистки и состава стоков. Для разработки информационной системы процессы очистки стоков следует рассматривать на основе более обобщенного подхода.

Наиболее рациональным, очевидно, будет разделение процесса очистки стоков на четыре этапа, в соответствии с разделением загрязняющих веществ на основе их агрегатного состояния по классификации академика Кульского.

На первой стадии очистки сточных вод необходимо извлечь крупные частицы взвешенных веществ и грубодисперсных примесей, нейтрализовать токсины и удалить из сточных вод масла. Если данные загрязнения в сточных водах отсутствуют, следует начать очистку сточных вод со второй стадии, на которой происходит извлечение практически всех механических примесей, а также проводится подготовка стоков к дальнейшей очистке, а именно, снижение агрессивности сточных вод, понижение неприемлемых концентраций отдельных загрязняющих веществ. На третей стадии очистки стоков проиводится извлечение всех загрязняющих веществ до определенного заданного уровня. Если степень очистки недостаточна, требуется четвертая стадия очистки сточных вод, на которой использубтся методы, позволяющие извлекать соединения, находящиеся в растворимом состоянии.

Применение конкретных способов очистки сточных вод либо их комбинирование на каждом этапе обработки определяется химическим составом и физическими свойствами сточных вод. В зависимости от наличия или отсутствия определенных классов загрязняющих веществ в стоке возможно исключать некоторые стадии водоочистки. Не трудно обнаружить, что вторая и третья стадии очистки являются неотъемлемой частью любой технологической схемы очистки сточных вод. Данные стадии очистки – первая и вторая стадии обработки сточных вод это основа любого технологического процесса очистки. Первая стадия является предварительной обработкой, а последняя - глубокой очисткой сточной воды. Все стадии техпроцесса обработки сточных вод производственного предприятия представлены на Рисунке:

Предварительная стадия обработки сточных вод. Когда стоки промышленного предприятия содержат крупные частицы взвешенных веществ либо волокна (как в производстве керамических и силикатных материалов), а также нефтепродукты, требуется тщательная предварительная очистка сточных вод, включающая в себя:

• Отстаивание сточных вод с использованием либо без использования химических реагентов в зависимости от состава стоков,

• Фильтрация через решетки или сетчатые фильтры,

• Подача стоков на гравийные фильтры (грубая очистка),

• Коагуляция (дозирование растворов солей железа либо алюминия),

• Извлечение из сточных вод вредных веществ специальными методами,

• Применение нефтеловушек для очистки сточных вод от нефти и масла.

При определенных условиях необходимо дозировать в сточную воду флокулянт для укрупнения взвешенных и коллоидных частиц и процесса хлопьеобразования.

Первая стадия обработки сточных вод. Существует множество различных способов первичной обработки стоков, с различной эффективностью:

• Механическая первичная очистки сточных вод,

• Усиленная реагентно первичная обработка с низким дозированием химикатов,

• Первичная обработка взвешенных веществ,

• Биологическая очистка сточных вод

Цель первичной обработки сточных вод – прежде всего механическая очистка, а также значительное снижение количества загрязнений. Данный этап является неоднозначным. Используемые в нем методы могут сильно отличаться по принципу очистки сточных вод.

Вторая стадия обработки сточных вод. Вторая стадия является основной стадией очистки стоков, на которой происходит извлечение большинства загрязняющих веществ. При обработке на данном этам наряду с физико-химическими методами нередко применяют процессы биологической деградации отходов. Применяемых при вторичной обработке методов, как правило, бывает достаточно для очистки стоков. Тем не менее очистка сточных вод до жестких требований ПДК иногда достигается лишь после стадии глубокой очистки воды. На данном этапе применяются более эффективные физико-химические методы очистки и обессоливания воды такие, как технологии ионного обмена, нанофильтрация и обратный осмос.

Критерии качества воды - признак, по которому производится оценка качества воды по видам водопользования.

Экологический критерии качества воды - учитывающий условия нормального во времени функционирования водной экологической системы.

Рыбохозяйственный критерии качества воды - учитывающий пригодность ее для обитания и развития промысловых рыб и промысловых водных организмов.

Гигиенический критерии качества воды - учитывающий токсикологическую, эпидемиологическую и радиоактивную безопасность воды и наличие благоприятных свойств для здоровья живущего и последующих поколений людей.

Экономический критерий качества воды - критерий качества воды, учитывающий рентабельность использования воды водного объекта.

Для оценки качества воды в реках и водоёмах их разделяют по загрязнённости на несколько классов. Классы основаны на интервалах индекса загрязнённости воды (ИЗВ), представляющий собой агрегированный показатель, основанный на нескольких факторах, таких как концентрация загрязняющих веществ (нитратов, нитритов, аммонийного азота, тяжёлых металлов, нефтепродуктов и др.), характеристики гидробионтов, трофность и сапробность водоёмов.

Классы загрязнённости

в скобках — интервал ИЗВ

• очень чистые (< 0,25)

• чистые (0,25 .. 0,75)

• умеренно-загрязнённые (0,75 .. 1,25)

• загрязнённые (1,25 .. 1,75)

• грязные (1,75 .. 3,00)

• очень грязные (3,0 .. 5,0)

• чрезвычайно грязные (> 5,0)

Минерализация

Общая минерализация - показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества). Так же этот показатель называют содержанием твердых веществ или общим солесодержанием. Растворенные газы при вычислении общей минерализации не учитываются.

За рубежом минерализацию так же называют «общим количеством растворенных частиц» - Total Dissolved Solids (TDS).

Наибольший вклад в общую минерализацию воды вносят распространенные неорганические соли (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия), а также небольшое количество органических веществ.

Обычно минерализацию подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), но, учитывая, что единица измерения "литр" не является системной, правильнее минерализацию выражать в мг/куб.дм, при больших концентрациях - в граммах на литр (г/л, г/куб.дм). Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды - parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное и для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm.

В зависимости от общей минерализации воды делятся на следующие виды:

• слабоминерализованные (1-2 г/л),

• малой минерализации (2-5 г/л),

• средней минерализации (5-15 г/л),

• высокой минерализации (15-30 г/л) ,

• рассольные минеральные воды (35-150 г/л)

• крепкорассольные воды (150 г/л и выше).

Компонент	Нижний предел содержания	Воды
Общая минерализация (г/л)	2,0	Менее 2,0— слабой минерализации
		2,0—5,0— малой минерализации
		5,0—10,0— средней минерализации
		10,0—35,0— высокой минерализации
		35,0—150,0— рассольные
		более 150,0— крепкие рассолы
СО2 (растворенная форма) (г/л)	0,5	0,5—1,4— слабоуглекислые
		1 ,4—2,5 — углекислые средней
		концентрации
		более 2,5 — сильноуглекислые
H2S общий (H2S+HS-2) мг / л	10	10,0—50,0 — слабосульфидные
		50,0-100,0 — сульфидные
		средней концентрации
		100,0—250,0— крепкие сульфидные
		250,0—500,0 — очень крепкие сульфидные
		более 500,0 — ультракрепкие сульфидные
Мышьяк ( AS ) мг/л	0,7	0,7—5,0 — мышьяковистые
		5,0—10,0 — крепкие мышья ковистые
		более 10,0— очень крепкие мышья ковистые
Fe 2+ + Fe 3+ тг/л	20	20,0- 40,0 — железистые
		40,0—100.0 — крепкие железистые
		более 100,0 — очень крепкие железистые
Вг- мг/л	25	Бромные
J- мг /л	3	Йодные
H2SiO3 мг/л	50	Кремнистые
Rn ( n К/л)	5	5—10 (14—55 ед.Махе).—очень слабородоновые
		20-40 (55-110 ед.Махе) — слаборадоновые
		40,-200,0 - (110-550ед.Махе) - слаборадоновые
		более 200,0 (более 550 ед. Махе) высокорадоновые
рН	—	Менее 3,5 — сильно кислые
		3,5—5,5 — кислые
		5,5—6,5 — слабокислые
		6,8—7,2 — нейтральные
		7,2—8,5 — слабощелочные
		более 8,5 — щелочные
Температура (Г оС)	—	4—20°С — холодные
		20—35— теплые (слаботермальные)
		35—42— горячие (термальные)
		более 42 — очень горячие (высокотермальные)