5.2 Охрана водных ресурсов в рыбном хозяйстве

5.2.1 Инженерно-технические методы и средства защиты водной среды

Количество производственных сточных вод, режим их поступления на станцию очистки (очистные сооружения), состав и концентрация загрязнений в них зависят от типа предприятий и от технологического процесса.

Очистка сточных вод от механических примесей. Такая очистка зависит от свойств механических примесей, от концентрации и фракционного состава частиц. Для этих целей применяются решетки, отстойники, песколовки и другие устройства.

Решетки. Они устанавливаются на коллекторах сточных вод. Решетки изготавливаются из металлических стержней с зазорами между ними 5…25 мм.

Решетки могут устанавливаться горизонтально или под углом 60…70є к

горизонту. При эксплуатации решетки должны очищаться от осевших и задержанных примесей. Механическая очистка решеток от отбросов и транспортировка их к месту сбора примесей (или к дробилкам) предусматривается при количестве отбросов 0,1 м³/сут и более, при меньших количествах отбросов допускается установка решеток ручной очистки.

Песок, окалина, ракушки, чешуя, куски дерева, тряпки также оседают в коллекторе или отводящих каналах. Необходимо осевшие примеси периодически извлекать специальными скребками или другими приспособлениями.

Для возможности отключения решеток в каналах до и после решеток надлежит предусматривать установку щитовых затворов и возможность опорожнения каналов решеток. При применении решеток с ручной очисткой вместо щитовых затворов допускается предусматривать устройство пазов для переносных щитов.

Отстойники предназначены для выделения из сточной воды нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений минерального и органического происхождения.

Тип отстойников выбирают с учетом количества сточных вод, а также концентрации взвеси в воде.

Процесс отстаивания основан на закономерностях осаждения твердых частиц в жидкости. Закономерности свободного осаждения частиц практически сохраняются при объемной концентрации осаждающихся частиц до 1%, что соответствует их массовой концентрации до 2,6 кг/м³.

По направлению движения сточной воды в отстойниках, они делятся на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные.

Тип отстойника выбирается с учетом производительности станций очистки сточных вод: до 20000 м³/сут – вертикальные; свыше 15000 м³/сут – горизонтальные; свыше 20000 м³/сут – радиальные.

Флотационная установка. Такие установки широко применяются для осветления сточных вод, загрязненных легкими и высокодисперсными взвесями, а также эмульсиями нефтепродуктов и жиров.

При необходимости глубокой очистки сточных вод от примесей следует предусматривать применение реагентов, способствующих коагуляции примесей. В процессе флотации может быть достигнута высокая степень очистки (до 90…98%) от нерастворимых примесей и взвешенных веществ при сравнительно незначительном времени пребывания сточных вод (20…40 мин) во флотационных установках.

Биологическая очистка производственных сточных вод.

Биологическое окисление – широко применяемый на практике метод очистки производственных сточных вод, позволяющий очистить их от многих органических примесей. Процесс этот, по своей сущности природный, и его характер одинаков для процессов, протекающих в водоеме, очистном сооружении.

Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозов).

Эффективность процессов биологической очистки зависит от ряда факторов, одни из которых поддаются изменению и регулированию в широких диапазонах в пределах биологической системы. На пропускную способность системы, степень очистки воды влияют температура, активная реакция среды (рН) и другие факторы.

Условия биологической очистки сточных вод. Биологической очистке можно подвергать только предварительно обработанные сточные воды. Несоблюдение этого условия приведет к нарушению биологических процессов, например, на рыбокомбинате, вследствие попадания крупных частей рыбной массы, чешуи, жира и т.п.

Для предварительной очистки сточных вод предусматривают решетки, песколовки, флотационные установки. Предельная концентрация загрязнений в сточных водах, направленных на биологическую очистку, не должна превышать: по взвешенным веществам – 300 мг/л, по жиру – 200 мг/л, по ХПК – 3000 мг/л, БПК – 2000 мг/л.

Биологическая очистка в искусственно созданных условиях аэротенка и биотенка.

Работа этих сооружений основана на биологическом окислении органических веществ сточных вод аэробными микроорганизмами, колонии которых образуют так называемый активный ил и биопленку. Активный ил в условиях аэрации сточной жидкости находится в аэротенке во взвешенном состоянии. Биопленка прикреплена к загрузке биофильтров и постоянно контактирует с воздухом и очищаемой сточной водой.

В процессе аэробной очистки микроорганизмы активного ила и биопленки используют органические сточной жидкости для конструктивного и энергетического обмена клетки.

Очистка сточных вод от металлов и их примесей. Для очистки сточных вод гальванических, травильных участков обезжиривания деталей применяют реагентные, ионообменные электрохимические методы.

Выбор того или иного метода для обработки сточных вод зависит от их состава, концентрации примесей в сточной воде, расхода воды, значения рН и т.п.

Если в сточной воде содержатся свободные кислоты или щелочи, то чаще всего применяют нейтрализацию сточных вод.

Для нейтрализации в сточных водах Н₂SO₄, HCl, HNO₃ и других кислот используют щелочи NaOH и КОН. В результате содержащиеся в воде ионы водорода Н⁺ и гидроксильной группы ОН^- объединяются в молекулы воды, обладающие нейтральным зарядом. В качестве реагентов также применяют известь, доломит, мел, мрамор, соду и другие. Наиболее дешевый и доступный реагент Са(ОН)₂ – «известковое молоко».

Для нейтрализации сточных вод, содержащих щелочи и их соли, применяют кислоты, чаще всего техническую серную кислоту.

В электролизных ваннах для снятия олова со скрапа и деформированных банок применяют электролит едкого натрия. Слив отработанного электролита в канализацию производится только после нейтрализации сточных вод электролизного производства.

Ионообменные методы очистки сточных вод. Эти методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности.

Ионообменные методы позволяют обеспечивать высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточных вод металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

В процессе такой очистки используют синтетические ионообменные смолы. Например, при ионообменной очистке сточных вод ванн хромирования применяется следующая схема.

Сточные воды, очищенные от механических примесей, поступают в приемный резервуар. Затем насосами перекачиваются в последовательно расположенные аниотивные фильтры, заполненные ионообменной смолой АВ-17 в ОН-форме.

Очищенная таким образом сточная вода вновь подается в ванну хромирования. Соединения хрома из фильтра подаются в бак (сборник) соединений хрома.

Емкости для щелочи предназначены для промывки фильтров. Промывной раствор нейтрализуется известью из специального бака.

Метод электролиза применяется для очистки сточных вод от шестивалентного хрома и других металлов.

Этот метод основан на пропускании электрического тока через сточную воду, находящуюся в открытых или закрытых электролизных ваннах.

В электролизных ваннах размещены последовательно стальные аноды и катоды (в случае очистки вод от хрома). В сточной воде не должны содержаться механические примеси.

Очистка сточных вод от соединений шестивалентного хрома основана на реакциях восстановления бихромат- и хромат-ионов ионами железа Fe²⁺. Эти ионы образуются при электролитическом растворении анода. В реакциях восстановления также участвует гидрозакись железа, которая получается в сточной воде при взаимодействии ионов Fe²⁺ и ОН.

Соединения хрома в виде гидроокиси хрома оседают на дне электрической ванны в виде осадка, который периодически удаляется в емкость для его накопления и переработки.

Метод озонирования. В настоящее время проводятся исследования по внедрению озонирования, метода очистки сточных вод от тяжелых металлов и их солей. Этот метод перспективен для окисления цианидов, так как в сточную воду не вносится дополнительно никаких химических веществ.

В процессе озонирования озон восстанавливается до кислорода. При озонировании не образуются токсичные продукты и значительно упрощается технологическая схема очистки сточных вод.

Широкое использование метода озонирования сдерживается тем, что для получения озона требуются значительные расходы электроэнергии. [8]