2. Очистка промышленных и бытовых стоков

Исторически сложившееся размещение производствен­ных комплексов в районах жилой застройки населенных мест не оптимально. Системы водоснабжения и водоотведения в таких агломерациях также являются совместными для жи­лой и промышленной зоны. На крупных предприятиях, как правило, имеется собственная система водного хозяйства с полным технологическим циклом от забора воды до ее очис­тки, обезвреживания и утилизации твердой фазы.

Основные элементы системы водного хозяйства населен­ного пункта и ее взаимодействие с окружающей природной средой представлены на рис. 4.15.

Водозаборные сооружения забирают природную воду из поверхностного водоисточника. Насосная станция первого

удобрения . пестицвды

. загрязнение из атмосферы

газопылевые выбросы бытовые отходы

энергия, соли металлов, кислоты, щелочи, хим. редуценты, топливо и др.

Рис. 4.15. Основные элементы водного хозяйства населенного пункта и их взаимосвязь с окружающей природной средой:

1 — водозаборные сооружения; 2 — насосная станция первого подъема; 3 — очистные сооружения; 4 — резервуары; 5 — насосная станция второго подъема; 6 — водопроводная сеть; 7 — канализаци­онная сеть; 8 — канализационная насосная станция; 9 — механическая очистка; 10 — биологическая очистка; 11 — дезинфицирование вод; 12 — биологические пруды; 13 — сброс очищенной воды; 14 — дождевая сеть, артезианские скважины; 15 — очистные сооружения; 16 — промышленное предприятие;

17 — водооборотные циклы; 18 — охладители

энергия соли кислоты щелочи нефть моювше вещества хшцевые продукты

подъема по напорным трубопроводам подает ее на очистные сооружения. Здесь вода очищается до питьевого качества и из резервуаров насосной станцией второго подъема подается в населенный пункт, как правило, имеющий кольцевую водо­проводную сеть. Вода используется на питьевые, хозяйствен­ные нужды, полив улиц и насаждений, на предприятиях местной промышленности.

Использованную воду (сточные воды) по закрытой кана­лизационной сети отводят за пределы города и главной кана­лизационной насосной станцией подают на городские очист­ные сооружения.

Здесь сточные воды проходят механическую и биологи­ческую очистку, дезинфицируются и подаются на биологи­ческие пруды, где очищаются в естественных условиях. Пос­ле прудов вода по своим качествам незначительно отличает­ся от воды естественного водоема и может сбрасываться в реку, озеро и т. д.

Атмосферные воды, которые отводятся дождевой сетью, проходят очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на сооружениях, также сбрасываются в биологические пру­ды или непосредственно в приемник вод (водоем).

Город может также снабжаться питьевой водой и из под­земных источников — артезианских скважин.

Промышленное предприятие потребляет питьевую и тех­ническую воду. Техническая вода чаще всего применяется в водооборотных циклах. Для охлаждения вода используется повторно после снижения температуры в охладителях.

Сточные воды от промпредприятий, содержащие специ­фические загрязнения, а также дождевые и талые воды с территорий промплощадок могут сбрасываться в систему во­доотведения населенного пункта и подвергаться биологичес­кой очистке совместно с городскими сточными водами после прохождения локальных очистных сооружений.

Системы водоснабжения промышленных предприятий в зависимости от водных и технологических процессов могут быть прямоточным, повторным (последовательным) и обо­ротным. В зависимости от технологического назначения вода в системе оборотного водообеспечения может быть подверг­нута различной обработке. В системах оборотного водоснаб­жения безвозвратные потери воды (производство, испарение, выветривание, разбрызгивание, шлам, продувочный расход) компенсируют дополнительным, т. е. подпиточным, количе­ством свежей воды из источника.

Балансовые схемы расходования воды, сырья, загрязне­ний служат одним из исходных материалов при составлении экологических паспортов предприятия по ГОСТ 17.0.04-90 в разделе характеристики водопотребления, водоотведения и очистки вод, а также паспорта водного хозяйства населен­ных пунктов.

Совместные схемы водообеспечения и водоотведения про­мышленных предприятий и населенных мест разрабатыва­ются при проектировании на основе технико-экономического сравнения вариантов с целью комплексного решения водохо­зяйственных проблем района, города или региона.

Очистка сточных вод обеспечивается путем внедрения следующих технических решений и мероприятий.

Механическая очистка — совершенствование гидроди­намических режимов существующих отстойных сооружений; применение вместо отстойников сетчатых установок; пред­варительная обработка сточных вод перед осветлением коа­гулянтами; расширение применения технологических процес­сов очистки вод, использующих центробежные силы для раз­деления суспензии и эмульсий, взамен гравитационных; со­вершенствование существующих и разработка новых фильт­ровальных установок.

Химическая очистка — применение более активных ко­агулянтов; совершенствование гидродинамических и массо­обменных характеристик, обеспечивающих полноту гидроли­за, смешения, реакции; повторное использование шлаков и осадков химической очистки вод; выделение и утилизация в основном или вторичном производстве продуктов реакции; организация рациональной системы водоотведения производ­ственных сточных вод, обеспечивающей их взаимоочистку после объединения на локальных очистных сооружениях.

Физико-химическая очистка —- расширение и совершен­ствование процессов гипер-, ультрафильтрации, экстракции, адсорбции, ионообмена, позволяющих выделять и возвращать в основное производство продукты, а очищенные воды пос­ле корректировки состава до нормативных величин исполь­зовать в оборотном водоснабжении; разработка и создание новых селективных типов сорбентов из сточных вод для вто­ричного использования, широкое использование жидких и твердых промышленных отходов в технологических процес­сах; развитие энергетически малоемких эффективных про­цессов, к числу которых можно отнести использование в очи­стке вод электроэнергии, получаемой из биолиза, а также гальванокоагуляцию; развитие передвижной сервисной сети обслуживания абонентов по регенерации сорбентов, электро­химическому выделению тяжелых металлов на катодах спе­циальных установок, что позволит возвратить в технологию продукты, произвести с получением вторичного сырья реге­нерацию сорбентов и их же возвратить в цикл очистки вод; разработка методов предварительных физического и хими­ческого воздействий на очищаемые воды; физическая обра­ботка (омагничивание, ультразвуковая, высокочастотная), приводящая к изменению физико-химических характеристик

и, соответственно, к более глубокой степени выделения заг­рязнений из вод.

Биологическая очистка — применение метода предва­рительной анаэробной подготовки сточных вод; использова­ние искусственных носителей биомассы; широкое примене­ние биосорбционных методов; регулирование соотношения групп микроорганизмов; применение высшей водной расти­тельности (эйхорния водная или водяной гиацинт, пистия, аир и проч.) в качестве самостоятельного фитореактора для очистки сточных вод сельскохозяйственных комплексов с по­лучением биомассы и с использованием ее на корм скоту или в производстве биогаза; использование симбиотического аль- гобактериального сообщества (водоросли + бактерии) в очис­тке и доочистке сточных вод с искусственным освещением в темный период суток интенсивностью 120 лк/м. Продуцируе­мый бактериями при окислении органических веществ диок­сид углерода усваивается водорослями, а выделяемый в ре­зультате фотосинтеза кислород используется микроорганиз­мами как акцептор электронов в метаболизме. При этом дос­тигается глубокая очистка сточных вод и не требуется возду­ходувок, компрессоров для биоокислителей.

В настоящее время наибольшую технологическую и эко­логическую сложность представляет не очистка сточных вод, а проблема обработки и утилизации их твердой фазы.

Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхо­да сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем

1. 01-3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).

Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод — обезвоживание, обеззараживание и утилизация.

В зависимости от зольности они могут быть трех типов:

• преимущественно минеральные (зольность более 70%);

• преимущественно органические (зольность менее 30%);

• смешанные (зольность 30-70%).

В настоящее время имеется промышленный опыт воз­врата в основное производство шламов очистки сточных вод стекольных, оптико-механических, металлургических пред­приятий, заводов по выпуску строительных изделий, неко­торых химических производств, а также в качестве добавок во вспомогательные производства — мясокомбинаты; моло­козаводы (технические жиры, ланолин, жирозаменители); гидролизные заводы (белково-витаминные концентраты); цел- люлозно-картонно-бумажные комбинаты (производство дре- весно-волокнистых плит, картона, целлюлозы).

Утилизация шламов ■— это сложная многовариантная проблема, основным вопросом которой является предотвра­щение вторичного загрязнения окружающей среды тяжелы­

ми металлами. Наиболее распространенным способом утили­зации шламов очистки сточных вод является складирование их на полигонах промышленных отходов (шламы обрабатыва­ют цементом, битумом, стеклом или полимерными связую­щими). Имеется опыт утилизации шламов тяжелых металлов в производстве строительной керамики, кирпича, черепицы. Современные экологические подходы к формированию сис­темы водоотведения гальванических производств учитывают цели утилизации.

При очистке сточных вод, в том числе и гальваничес­ких, надо увеличить единовременные затраты на полное разделение потоков, что в конечном итоге повысит эколо­гичность технологии. В странах с рыночной экономикой по­добные подходы реализованы уже 12-15 лет назад.

Учитывая существующий опыт ряда стран, в перспекти­ве следует ожидать появления очистных сооружений с улав­ливанием и обезвреживанием аэрозолей от аэрационных био­окислителей, а также размещения очистных сооружений в подземных выработках.

Вопросы для самоконтроля

1. Охарактеризуйте основные производственные средства безопасности.

2. Укажите назначение и виды средств индивидуальной защиты, применяемые в различных отраслях экономики.

3. Перечислите способы очистки вредных выбросов от пыли и газообразных веществ.