Лекция 4. Качество сточных вод. Механические методы очистки сточных вод

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяются на 3 категории: хозяйственно-бытовые (от жилых, общественных зданий и бытовых помещений предприятий), атмосферные (ливневые и талые) и производственные.

Производственные сточные воды разделяются на загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные сточные воды обычно делятся на 3 группы: загрязненные преимущественно органическими примесями, минеральными примесями и смесью этих примесей.

Качество сточных вод

Температура. Кроме влияния на процессы осаждения температура является также важным технологическим параметром биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов. Как правило, температура сточных вод выше, чем природных.

Окраска. Бытовые сточные воды, как правило, окрашены слабо. Интенсивная окраска показывает наличие производственных сточных вод, особенно от предприятий легкой промышленности, где в большом количестве используются разнообразные красители.

Запах. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. Запах производственных стоков очень разнообразен и зависит от вида производства.

Прозрачность. Это показатель степени общей загрязненности воды. Прозрачность городских сточных вод обычно не превышает 3...5 см. Сточные воды после биологической очистки имеют прозрачность более 15 см.

Реакция среды. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь значение кислотности рН в пределах 6,5 ...8,5. Это требование обусловлено тем, что кислые и щелочные сточные воды разрушающе действуют на материал коллекторов и могут нарушать биохимические процессы очистки сточных вод.

Сухой и плотный остатки. В отличие от анализа природных вод сухой остаток сточных вод определяют из натуральной (не фильтрованной) пробы, поэтому он является показателем суммарного содержания загрязнений во всех агрегатных состояниях.

Взвешенные вещества. Взвешенные вещества являются одной из важнейших характеристик состава сточных вод. Этот показатель используется для расчета первичных отстойников и определения количества образующихся осадков. Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах составляет 100...500 мг/л.

Оседающие вещества. Это часть взвешенных веществ, которые оседают на дно отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания в покое. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 65...75 % взвешенных веществ по массе.

Потери при прокаливании, зольность твердых примесей. Для многих технологических целей нужно знать содержание органической и минеральной частей твердой фазы воды. В этом случае высушенная твердая фаза любого определения (взвешенных веществ, оседающих веществ, сухого или плотного остатка) подвергается прокаливанию.

Химическая окисляемость (химическая потребность в кислороде (ХПК)). Химическая окисляемость определяет общее содержание в воде восстановителей — органических и неорганических, реагирующих с окислителями.

Биохимическая окисляемость (биохимическая потребность в кислороде (БПК)). Биохимическая окисляемость определяет содержание в воде органических примесей, которые могут быть окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии.

Соединения азота и фосфора. При анализе сточных вод определяют азот общий, аммонийный, нитритный, нитратный. Показатель «азот общий» определяет содержание в воде органического и неорганического азота. Окисленные формы азота в неочищенных городских водах отсутствуют и появляются только в случае глубокой биологической очистки сточных вод.

Сульфаты и хлориды. Концентрация сульфатов в городских сточных водах обычно находится в диапазоне 100... 150 мг/л; хлоридов — 150... 300 мг/л.

Синтетические поверхностно-активные вещества. СПАВ — группа химических соединений, присутствие которых в сточных водах особенно угрожает санитарному состоянию водоема (водоприемника) и резко отрицательно сказывается на работе очистных сооружений. Появляются СПАВ в сточных водах в результате широкого применения их в быту и промышленности в качестве моющих средств, а также смачивающих, эмульгирующих, выравнивающих, дезинфицирующих препаратов.

Растворенный кислород. В загрязненных сточных водах либо растворенного кислорода не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5... 1,0 мг/л. Определение количества растворенного кислорода имеет смысл при характеристике очищенных сточных вод и оценке степени насыщения растворенным кислородом биоокислителя.

Токсичные вещества. К группе токсичных элементов относятся тяжелые металлы: никель, медь, свинец и цинк, а также железо, мышьяк, сурьма, бор, алюминий, хром.

Особенно важно контролировать содержание этих элементов в производственных сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Предельно допустимые концентрации (ПДК) этих элементов очень низки. Так, для свинца ПДК для сооружений аэробной очистки составляет 1 мг/л, а для меди — 0,5 мг/л.

Кроме неорганических соединений в некоторых видах производственных сточных вод оказываются токсичные органические примеси, такие как нефтепродукты, фенолы, красители и т.д. Допустимые концентрации этих веществ, не нарушающие работу очистных сооружений, также регламентируются «Правилами приема производственных сточных вод в систему канализации населенных пунктов».

Биологические загрязнения. Микрофлора бытовых сточных вод представлена в основном микроорганизмами, выделяемыми из кишечника человека, смываемыми с тела и окружающих предметов. Среди них значительное число составляют кишечные палочки, лактобациллы, энтерококки, грибы, простейшие. При спуске в городскую канализацию некоторых производственных отходов в сточных водах оказываются специфические микроорганизмы (грибы, актиномицеты, дрожжи и т.д.), используемые в промышленности.

Достаточно полная оценка качества сточных вод может быть сделана только на основании сопоставления всех показателей проведенного санитарно-химического анализа. Однако в зависимости от цели выполнения анализа из общего перечня его показателей преимущественное значение приобретают те или иные определения.

Условия выпуска сточных вод в водоемы обусловливаются требованиями «Правил охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами» и «Правил санитарной охраны прибрежных районов морей». При поступлении в водоемы сточных вод качество воды в них ухудшается, поэтому устанавливаются специальные санитарно-химические нормативы, соблюдение которых дает возможность дальнейшего использования этих водоемов в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.