Источники образования, количество и состав хозяйственно-бытовых сточных вод

Сточные воды населенных пунктов образуются в результате жизнедеятель­ности людей - бытовые сточные воды (фекальные отходы, остатки пищи, моющие вещества, частицы грунта, бытовой мусор и т.п.) и в производственной сфере - произ­водственные сточные воды (технологические отходы, остатки сырья и т.п.).

Бытовые сточные воды

Бытовые сточные воды в каждом населенном пункте единообразны, а именно:

сточные воды от туалета (содержащие фекальные массы, бумагу, моющие вещества), ванны, стирки белья (содержащие большое количество синтетических поверхностно-активных веществ), приготовления пищи, мытья посуды, уборки помещения и т.п. Изучение типа и количества сточных вод по каждому виду названных статей расхода показало, что в среднем на кухонные нужды (приготовление пищи, мытье посуды) при­ходится 15-20% сточных вод от семьи, ванну и душ 20-25%, туалетный смыв - до 35%, стирка белья - до 20%. Туалетный и кухонный сток являются источником до 75% загрязнения бытовых сточных вод.

Для населения, проживающего в канализованных зданиях, при отсутствии газо­снабжения и централизованного горячего водоснабжения средняя норма водоотведения не бывает ниже 100 л на 1 человека в сутки. В зданиях, оборудованных централи­зованным горячим водоснабжением, эта норма превышает 250 л на 1 человека в сутки. Эти нормы включают все виды бытовых сточных вод (без расходов производствен­ных сточных вод от промышленных предприятий).

Загрязнения в сточных водах находятся в виде взвесей, коллоидов и растворов. До 40% загрязнений составляют минеральные вещества: частицы грунта, пыли, мине­ральные соли, такие как фосфаты, азот аммонийный, хлориды, сульфаты и др.

Органические загрязнения очень разнообразны и образуются за счет поступле­ний отходов жизнедеятельности человека и животных, поступления в воду остатков продуктов питания, сырья. В состав органических загрязнений входят жиры, белки, углеводы, клетчатка, спирты, органические кислоты и т.д.

Содержание органических загрязнений в сточных водах определяется косвенны­ми показателями: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде). ХПК выражает количество кислорода, необходимое для полного химического окисления органических веществ загрязнений, находящихся в сточных водах. БПК выражает количество кислорода, необходимое для биологиче­ского окисления органических веществ бактериями в аэробных условиях (без расхода кислорода на нитрификацию). Биологическое потребление кислорода для бытовых сточных вод заканчивается примерно через 20 суток (БПКполн.), а величина 5-суточного потребления для бытовых сточных вод (BHKs) составляет, как правило, 65-70% от БПКполн., что на практике позволяет значительно сократить время определения этого показателя, и с достаточной степенью точности определить количество орга­нических загрязнений.

Количество загрязнений в бытовых сточных водах, приходящееся на одного че­ловека, определяется в основном физиологическими показателями и составляет при­мерно (в граммах на 1 человека в сутки):

БПКполн. 75

Взвешенные вещества 65

Азот аммонийный 8

Фосфаты 3,3 (из них 1,6 г - за счет моющих веществ)

СПАВ 2,5

Хлориды 9

Таким образом, концентрация загрязнений зависит только от величины водоотведения, которая соответствует степени благоустройства жилья.

Температура сточных вод определяется климатическими условиями, источником водоснабжения, степенью благоустройства жилых и общественных зданий (наличие газа, централизованного горячего водоснабжения и пр.), промышленными предприя­тиями. Температура существенно влияет на эффективность очистки сточных вод. Так. например, одинаковый эффект удаления взвешенных веществ при прочих равных усло­виях зимой достигается при времени отстаивания на 30% большем, чем летом. Эффек­тивность биологической очистки снижается при уменьшении температуры сточных вод ниже 9° С; по действующим нормативам на биологическую очистку нельзя пода­вать воду с температурой ниже 6° С.

Особый вид загрязнения бытовых сточных вод - бактериальный. Сточные воды содержат большое количество бактерий, в том числе патогенных, и вирусов. Патоген­ные бактерии приспособлены к существованию в организме человека, животных, птиц. Попадая в сточные воды (или непосредственно в водоем), часть этих бактерий гибнет из-за отсутствия специфического субстрата или оптимальной температуры. Часть бактерий сохраняет свою болезнетворную активность в сточной воде или воде водоема. В сточной воде могут содержаться туберкулезные бактерии, лептоспиры. бруцеллы, бактерии туляремии, вибрион холеры и т.п. Все эта бактерии сохраняются в воде в течение разного периода времени. Поэтому в качестве индикаторного показа­теля фекального загрязнения воды выбрана кишечная палочка Escherichiacoli. Кон­центрация клеток бактерий группы кишечной палочки в воде определяет степень за­грязнения воды бактериями и пригодность ее для использования в качестве питьевой или для культурно-бытовых целей.

Кроме бактерий в сточной воде присутствуют яйца гельминтов: аскариды чело­веческой, власоглава и др.

Яйца гельминтов обладают большой стойкостью и долго сохраняются в окру­жающей среде. Активный хлор в обычных для дезинфекции сточных вод дозах на яйца гельминтов не действует. Яйца гельминтов гибнут под действием прямых солнечных лучей (от высыхания), под действием высоких температур. Установлено, что яйца аскарид гибнут при 50-55⁰С через 5-10 минут, при 60° С - через 5 минут, при 70° С - че­рез 10 секунд.

В состав сточных вод населенных пунктов входят ингредиенты, поступающие от промышленных предприятий. В отличие от бытовых сточных вод состав производ­ственных сточных вод более разнообразен и зависит от вида производства и исполь­зуемых технологических процессов.

Так, например, сточные воды заводов черной и цветной металлургии загрязне­ны большим количеством взвешенных минеральных веществ, содержат цветные ме­таллы и железо, сульфаты, хлориды, смолы и масла, серную кислоту, железный купо­рос. Нефтеперерабатывающие заводы и нефтепромыслы сбрасывают нефть и нефте­продукты, хлориды, взвешенные вещества, возможно присутствие железа и сероводо­рода. Большую опасность представляют сточные воды коксохимичесаких предприя­тий, так как кроме взвешенных веществ содержат смолы, масла, фенолы, аммиак, цианиды, роданиды, большое количество солей неорганических кислот. Одним из ви­дов сильно загрязненных сточных вод, трудно поддающихся очистке, являются сточ­ные воды целлюлозно-бумажных комбинатов, которые содержат растворенные орга­нические вещества, волокно, каолин и др. Машиностроительные и автомобильные заводы сбрасывают цианиды, хром, масла и нефтепродукты, окалину. Основные за­грязнители текстильных предприятий - красители, синтетические поверхностно-активные вещества.

Сточные воды промышленного предприятия содержат специфические загрязне­ния, которые должны удаляться до смешения со стоками другого предприятия или населенного пункта.

Действительно, увеличение объема воды, в котором содержится отдельный ин­гредиент, существенно затруднит его удаление и потребует гораздо больших затрат, чем при очистке на месте образования стоков.

По этой причине сточные воды промышленных предприятий должны подвергаться-локальной очистке, основной целью которой является:

- максимальное снижение потерь сырья со сточными водами;

- снижение потребления чистой воды;

- сокращение сброса сточных вод по объему и количеству загрязняющих ве­ществ в водоемы;

- снижение объема внезаводских очистных сооружений и капитальных вложе­ний в их строительство.

Многие из компонентов сточных вод промышленных предприятий содержатся в таком количестве, что из-за высокой токсичности их совместная очистка с бытовы­ми сточными водами невозможна.

В связи с этим разработаны "Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных мест" /1/, направленные на предотвращение нару­шений в работе очистных сооружений и безопасности их эксплуатации за счет пра­вильной организации приема промышленных сточных вод в канализационную сеть на­саленных пунктов. "Правила приема" разработаны на основе "Правил охраны поверхностных вод" /2/ для расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в про­изводственных сточных водах с учетом требований к качеству очищенных вод в кон­кретных местных условиях.

"Правила приема" содержат требования к количеству и составу производ­ственных сточных вод, принимаемых системами канализации города для совместного отведения и очистки с бытовыми сточными водами.

При определении концентрации загрязняющих веществ, сбрасываемых в си­стему канализации необходимо учитывать условия сброса очищенных вод в водоемы, эффективность удаления этих веществ на очистных сооружениях, соотношение коли­чества бытовых и производственных сточных вод. Концентрации веществ, которые не удаляются на очистных сооружениях, определяются из расчета соотношения объе­мов бытовых и производственных сточных вод и предельно допустимых концент­раций (ПДК) в воде водоемов.

Одним из примеров влияния промышленных предприятии на состав городских сточных вод являются сточные воды г. Череповец. Череповец имеет более тридцати только крупных промышленных предприятий, в том числе Череповецкий металлурги­ческий комбинат, Череповецкий сталепрокатный завод, ПО "Аммофос", завод ЖБИ "Промстройкомплект", завод силикатного кирпича, вагонное депо, локомотивное де­по, фанеромебельный комбинат, мебельная фабрика, предприятия пищевой промыш­ленности (молкомбинат, хлебокомбинат, мясокомбинат, пивоваренный завод, ликеро-водочный завод, рыбзавод), судостроительный судоремонтный завод, предприятия легкой промышленности и др.

Так, например, металлургический комбинат кроме обычных загрязнений сбра­сывает нефтепродукты (до 17 мг/л), цианиды (в среднем около 2 мг/л), роданиды (более 10 мг/л), фенолы (0,45 мг/л), медь, железо, цинк; фанеромебельный комбинат сбрасывает формальдегид в концентрациях более 90 мг/л; молкомбинат и мясокомби­нат сбрасывают большое количество органических веществ - по БПК_45_0 от 900 до 1160 мг/л; в сточных водах нефтебазы содержится в среднем 282 мг/л нефтепродуктов и т.д. В результате сточные воды г.Череповец имеют неблагоприятный для очистки каче­ственный состав, и городские очистные сооружения не могут в настоящее время обес­печить требуемое качество очищенных сточных вод.