2.5 Сточные воды

Сточными называются воды, использованные промышленными или коммунальными предприятиями и населением, подлежащие очистке от различных примесей.

В зависимости от образования сточные воды делятся на 3 группы:

1. бытовые или хозяйственно – фекальные; (БСВ)

2. атмосферные сточные воды; (АСВ)

3. промышленные сточные воды; (ПСВ)

К первой группе (БСВ) относятся стоки коммунально-хозяйственного назначения (душевые, банные, туалеты и др.). Они содержат различные примеси, из которых примерно 60% - органические вещества (примерно 40% минеральные вещества). В эти сточные воды в сутки на одного жителя поступает в граммах: (хлоридов до 9 г, аммонийного азота до 8 г, калия - 3 г, органических веществ – до 7 – 8 г и т.д.).

Ко второй группе относят загрязненные примесями атмосферные осадки или даже не загрязненные атмосферные осадки, которые не просачиваются в почву и смешиваются с бытовыми сточными водами.

Промышленными сточными водами (3-я группа) называются жидкие отходы, которые образуются при добыче органические и неорганического сырья и его переработке в промышленную продукцию, а также в процессе изготовления из него товаров широкого потребления. Промышленные сточные воды подразделяются на условно чистые (ПСВуч) и грязные (ПСВг).

Условно чистыми водами являются те, которые получены в процессах охлаждения, конденсации и др. эти воды охлаждаются в городских прудах или специальных градирнях, где очищаются от механических примесей и масел, а затем возвращаются в производство при небольшой добавке свежей воды.

Состав промышленных загрязненных сточных вод разнообразен и зависит от вида производства и совершенства технологического процесса. По содержанию загрязняющих веществ ПСВг делят на:

• высококонцентрированные;

• слабоконцентрированные.

Перед сбросом в водоемы из точных вод должны быть удалены все загрязняющие вещества до ПДК.

Под ПДК понимают такую концентрацию химического соединения в мг/л., которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких – либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследований.

Сточные воды, направленные на биологическую очистку, характеризуются величиной БПК и ХПК.

БПК - это биохимическая потребность в кислороде, или количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенный промежуток времени (2, 5, 8, 20 суток)

ХПК - химическая потребность в кислороде, т.е количество кислорода эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей. содержащихся в воде.

Показатели качества природных и сточных вод.

Качество воды обусловливается совокупностью растворенных в ней минеральных и органических веществ, газов коллоидов, взвешенных частиц, а также наличием микроорганизмов.

Качество воды, используемой для промышленного водоснабжения, определяется видом производства и ролью воды в технологическом процессе, где вода может быть использована как технологическое сырье растворитель теплоноситель и т.д.

В каждом конкретном случае предъявляются требования к качеству воды, как по химическому составу, так и по физическим показателям. В ряде отраслей производства (химическое, радиоэлектронная промышленность, питание паровых котлов) требования очень жесткие.

В целом, оценка качества воды производится по результатам анализа таких ее свойств как:

• физические свойства

• химические свойства

• бактериологические (отсутствие микроорганизмов)

Физические показатели качества воды:

• температура

• мутность

• прозрачность

• цветность

• запах

• вкус

1. Температура – зависит от местоположения источника, времени года, температура грунта. Для питьевой воды наиболее благоприятна температура 7-12 градусов Цельсия.

2. Мутность и прозрачность: является двумя показателями одного физического показателя. При содержании в воде взвешенных частиц <3мг/л определяют ее мутность, которую устанавливают в мутномере, сравнивая ее со стандартными в мг/л..

3. Цветность - чистая вода в тонких слоях бесцветна. В толстом слое она имеет голубоватый оттенок. Иные оттенки свидетельствуют о наличии в ней растворенных или взвешенных примесей: гуминовых веществ, коллоидных соединений железа, окрашенных веществ, массового размножения водорослей. Коллоидные железистые соединения придают воде оттенки придают воде оттенки от желтоватых до зеленых; гуминовых веществ (природные воды ) оттенки желтого и бурого цвета и т.д.

Цветность определяется калориметрически, сравнивая цвет исследуемой воды с эталонной шкалой, имитирующей эту окраску.

4. Запах и вкус - зависят от температуры воды, растворенных в воде газов и химического состава примесей.

-соли железа или марганца придают воде железистый (чернильный) вкус;

- СаSO₄-вяжущий;

- MqSO₄-горький;

- NaCl- соленый;

- H₂S-тухлый.

Большую роль в формировании запаха и вкуса природных вод играет их органический состав наличие продуктов гниения, специфических органических соединений, выделяемых некоторыми водорослями и микроорганизмами, особенно при цветении водоема (массовое развитие водорослей и микроорганизмов).

Характер и интенсивность запаха и вкуса воды определяют органолептическим методом: дают качественную характеристику и оценивают ее интенсивность в баллах:

По характеру запахи делят на 2 группы:

Естественного происхождения

А-ароматный (цветочный); Б- болотный (илистый);

Г- глинистый (фекальный); Д- древесный (мокрые щепки);

З- землистый (прелый); П- плесневый (затхлый); Р- рыбный;

С- Сероводородный (тухлые яйца); Н – неопределенный) (10 категорий).

Искусственного происхождения

-фенольный

-хлорфенольный

-камфорный

-бензинновый

-хлорный и т.д.

Интенсивность запаха (от 0 до 5 баллов): 0-нет, 5-очень сильный.

Четыре вида вкуса: соленый, горький, сладкий, кислый либо вода без привкуса.

Химические показатели качества воды:

1. рН

2. содержание растворенных газов

3. жесткость воды

4. содержание Fe

5. содержание хлоридов

6. содержание сульфатов

7. соединение азотсодержащих веществ

8. окисляемость

Большинство природных вод имеет рН 6,8-7,3. Постоянство рН природных вод обеспечивается присутствием в них буферной системы (Н₂СО₃ + МеНСО₃). Более низкие значения рН наблюдаются в болотных почвах. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 9.

Содержание так называемого активного хлора определяется в дезинфицируемой им питьевой воде, в сточных водах, воду приходится хлорировать или в воде присутствуют хлорсодержащие соединения или соединения, выделяющие хлор. Понятие активного хлора включает: Cl₂, NH₄OH, RCl, MеCl , MеOCl, и др.

Железо постоянно присутствует в поверхностных и подземных водах, где концентрация его зависит от геологического строения и гидрологических условий бассейна. Соединения железа не токсичны, но ухудшают качество воды, придавая ей неприятный запах и привкус железа, оставляя после мытья или стирки на посуде, одежде ржавые пятна.

Допустимая концентрация Fe в питьевой воде составляет 0.3 мг/л.

Жесткость воды зависит от содержания в ней растворенных солей Ca и Mg.

Эти элементы в природных условиях попадают в воду вследствие воздействия СО₂ на карбонатные минералы или в результате биохимического воздействия, происходящего в увлажненных слоях почвы.

Различают карбонатную (временную) жесткость и некарбонатную (постоянную) жесткость вод. Их сумма дает общую жесткость воды.

Карбонатная

1. С аНСО₃

2. MgHCO₃

Некарбонатная

1. MgSO₄, СаCl₂,Ca(NO₃)₂ и др.растворенных солей.

[Моль–экв/л.]- растворенных солей Mg и Са.

По жесткости воды подразделяют

-очень мягкие (0-1,5)

-мягкие (1.5-3)

-средней жесткости (3-4.5)

-довольно жесткие (4.5-6.5)

-жесткие (6.5-11)

-очень жесткие (>11 Ммоль-экв/л)

Допустимая жесткость воды для хозяйственно питьевого назначения не более 7 Ммоль/л.

Умеренно жесткие воды не опасны в гигиеническом отношении, т.к с водой в организм поступает 20-30% Са , необходимого для поддержания в норме обмена веществ в организме. Однако постоянное потребление жесткой и очень жесткой воды способствует возникновению мочекаменной болезни.

Большие количества солей делают непригодной для хозяйственного назначения. В жесткой воде плохо развариваются овощи, перерасходуются

СМС, выступает осадок в трубах и т.д. Такая вода не пригодна для питания паровых котлов и для охлаждения технологического оборудования из-за образования плотных слоев накипи на внутренних стенках.

Общую жесткость определяют в питьевых, подземных и поверхностных, сточных водах и водах хозяйственного пользования.

Окисляемостью называется общее содержание в воде веществ минерального и органического характера, реагирующих с сильными окислителями, и выражается числом мг О₂, идущего на окисление примесей, содержащихся в 1 л Н₂О (мг О₂/л)

В зависимости от окислителя различают бихроматную и перманганатную окисляемость.

Бихромат калия (К₂Cr₂O₇) окисляет почти все присутствующие воде вещества, в том числе и трудно окисляемые. Поэтому бихроматную окисляемость называют еще химическим потреблением О₂ (ХПК), который является важнейшим показателем качества воды.

Отношение значения ХПК сточной воды к содержанию в ней органического углерода (мг/л) – характерный показатель загрязнения сточной воды органическими веществами

Повышенное значение этого соотношения указывает на неполноту очистки промышленных сточных вод от характерных для них веществ.