Контрольные вопросы

1. Каков химический состав чистого атмосферного воздуха?

2. Укажите наиболее распространенные вредные вещества, загрязняющие атмосферный воздух.

3. Дайте классификацию источников загрязнения атмосферы.

4. Как вредные выбросы классифицируют по агрегатному состоянию?

5. От каких факторов зависит степень отрицательного воздействия вредных веществ на человека?

6. Что такое ПДК м.р. и ПДК с.с.?

7. Какие вещества обладают эффектом однонаправленного действия (суммации)?

8. Какие мероприятия по охране атмосферного воздуха относятся к пассивным?

9. Дайте краткую характеристику применяемого пылеулавливающего оборудования.

10. Какие типы циклонов используются на предприятиях пищевой промышленности?

11. В каких случаях целесообразно применять двух- или трехступенчатую очистку?

12. Назовите типы мокрых пылеуловителей и область их применения.

13. Каковы достоинства и недостатки мокрых пылеуловителей?

Тема 8 Защита водных объектов от загрязнения сточными водами

8.1. Классификация сточных вод и санитарные требования к их качеству

Сточными называют воды, использованные на хозяйственно-бытовые, производственные и другие цели и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства.

По существующей классификации в зависимости от происхождения, вида и состава сточные воды предприятий подразделяются на три категории:

• хозяйственно-бытовые, сбрасываемые в городские или районные канализационные сети без очистки;

• поверхностные (атмосферные) стоки, которые отводятся в ливневую канализацию;

• производственные сточные воды, которые перед сбросом в водоем или в коммунальную канализационную сеть должны быть подвергнуты очистке на собственных очистных сооружениях предприятия.

Производственные сточные воды по степени загрязненности разделяют на загрязненные и условно чистые. Загрязненными являются сточные воды, качество которых не позволяет использовать их без предварительной очистки. К условно чистым относятся сточные воды после использования их в различных теплообменных аппаратах, в которых вода не соприкасается с продуктом и не загрязняется, а лишь нагревается до той или иной температуры. С целью рационального использования воды условно чистые сточные воды должны использоваться в оборотной системе водоснабжения предприятия, что значительно уменьшает расход свежей воды и снижает нагрузку на водоотводящие системы и очистные сооружения.

Согласно требованиям «Основ водного законодательства» система водообеспечения предприятий должна быть с оборотом воды для всего предприятия или для отдельных цехов.

Эффективность использования воды на предприятиях в настоящее время оценивается такими показателями как количество использованной оборотной воды, процент безвозвратных потерь и коэффициент оборота. Последний показывает долю общей потребности предприятия в воде, которая компенсируется оборотной водой.

Количество производственных сточных вод определяют в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения, установленным для различных отраслей промышленности. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

Норма водопотребления – это целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса, установленное на основании расчета. Норма водоотведения – это количество сточных вод, отводимых от предприятия, при целесообразной норме водопотребления. Нормы водопотребления и водоотведения выражаются в м³ воды на единицу готовой продукции или используемого сырья. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения предприятий.

Нормы водоотведения для различных отраслей пищевой промышленности изменяются в широких пределах. Так, например, на маслоэкстракционных заводах при переработке 1 т семян образуется 1,6 м³ стоков; при выработке 1 т маргарина – 20,2 м³; при производстве 1000 учетных банок консервов – 3,1 м³; в спиртовой промышленности сброс сточных вод при производстве 1 дал спирта составляет 0,6 – 1,2 м³ в зависимости от перерабатываемого сырья.

Предприятия различных отраслей пищевой промышленности являются крупными водопотребителями. В пищевой промышленности вода используется как составная часть готовой продукции; как средство транспортировки сырья и полуфабрикатов; как средство для мойки оборудования, трубопроводов, тары; в качестве теплоносителя, в качестве охладителя в теплообменных аппаратах, для приготовления пара и на другие нужды.

Загрязненные производственные сточные воды представляют собой сложную гетерогенную смесь, содержащую примеси минерального и органического происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии.

Состав и концентрация примесей, содержащихся в сточных водах, изменяется в очень широких пределах и зависит от типа предприятия, его мощности, вида используемого сырья и ассортимента выпускаемой продукции, особенностей технологического процесса и т.д.

Выпуск неочищенных сточных вод, как правило, ведет к загрязнению и нарушению биологического равновесия в природных водных объектах. Загрязнения водных объектов при выпуске в них сточных вод разделяют на физические, обусловленные нагреванием воды, повышенной мутностью, радиоактивностью и т.д.; химические, определяемые наличием различных токсичных веществ, способствующих изменению состава и свойств воды; биологические, вызываемые микроорганизмами и способными к брожению органическими веществами.

Расчет необходимой степени очистки сточных вод, спускаемых в водоем, проводится по следующим показателям: по количеству взвешенных веществ, потреблению растворенного кислорода, допустимой величине биохимической потребности воды в кислороде (БПК, мг О₂/л), изменению величины активной реакции (рН) воды водоема, окраске, запаху, солевому составу и температуре воды, а также по предельно допустимым концентрациям токсичных примесей и других вредных веществ.

Взаимосвязь санитарных требований и необходимой степени очистки вод перед сбросом их в водоем может быть выражена балансовым уравнением:

,

где С_ст – концентрация загрязнений сточных вод, при которых допустимые пределы не будут превышены;

С_р – концентрация этого же вида загрязнений в воде водоема выше места выпуска сточных вод;

Q, q – расход воды в водоеме и расход сточных вод соответственно, м³/сек;

а – коэффициент смешения, характеризующийся частью расхода воды водоема Q, который участвует в разбавлении сточных вод;

C _пр.д. – предельно допустимое содержание загрязнения в воде водоема.

Преобразовав уравнение, получим значение C _ст., т.е. величину концентрации загрязнения, которая должны быть достигнута в процессе очистки и обезвреживания сточных вод перед выпуском их в проточный водоем:

Зная величину загрязнения сточных вод, поступающих на очистные сооружения (С _нач.), рассчитывают необходимую степень очистки:

Количество сточных вод, подлежащих сбросу в водоем, для объектов, находящихся в эксплуатации, определяют непосредственным замером, а для проектируемых объектов – по расчетным данным. Расход водотока определяют по данным ближайшего водомерного поста или гидрометрического створа.

Цвет и запах сточных вод определяют с указанием степени разбавления, при которой они исчезают.

Плавающие примеси в воде водоема после сброса сточных вод должны отсутствовать. Для определения допустимого содержания плавающих примесей перед спуском сточных вод в водоем лаборатория определяет размеры соответствующего разбавления сточных вод. Результаты определения устанавливают необходимую степень задержания плавающих примесей при обработке сточных вод на очистных сооружениях.

Выполнение требований необходимой степени очистки сточных вод по всей номенклатуре загрязнений обеспечивается комплексом очистных сооружений.

При расположении предприятий в городах производственные сточные воды вместе с хозяйственно-бытовыми могут сбрасываться в городскую водоотводящую сеть и далее на очистные сооружения. Однако, в связи с тем, что в производственных стоках могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Так, производственные сточные воды, сбрасываемые в городскую канализацию, не должны:

• нарушать работу канализационных сетей и очистных сооружений;

• оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы очистных сооружений;

• содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

• содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках канализационных труб;

• содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси;

• содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем;

• иметь температуру выше 40 ⁰С.

Производственные сточные воды, не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.