7.5.3. Очищення промислових стічних вод.

Очищення стічних вод - обробка стічних вод з метою руйнування або видалення з них шкідливих речовин. Звільнення стічних вод від забруднення - складне виробництво. У ньому, як і в будь-якім іншім виробництві є сировина (стічні води) і готова продукція (очищена вода).

Методи очищення стічних вод можна розділити (рис. 7.1.) на:

• механічні

• хімічні

• фізичні

• біологічні.

Коли ж вони застосовуються разом, те метод очищення й знешкодження стічних вод називається комбінованим. Застосування того або іншого методу в кожному конкретному випадку визначається характером забруднення й ступенем шкідливості домішок.

Механічне очищення стічних вод забезпечує видалення зважених грубо і мілко дисперсних (твердих і рідких) домішок. Сутність механічного методу полягає в тому, що зі стічних вод шляхом відстоювання й фільтрації віддаляються механічні домішки. Грубо дисперсне частки, залежно від розмірів, уловлюються ґратами, ситами, пісколовками, септиками, навізоуловлювачами різних конструкцій, а поверхневі забруднення – нафтопіймачами, бензомаслоуловлювачами, відстійниками й ін. Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 60-75 % нерозчинних домішок, а із промислових до 95 %, багато хто з яких як коштовні домішки, використаються у виробництві.

Рис. 7.1 – Способи очищення промислових стічних вод

При фізичних методах очищення зі стічних вод віддаляються тонко дисперсні й розчинені неорганічні домішки й руйнуються органічні й речовини, що окисляють погано, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислювання, сорбція, екстракція й т.д. Широке застосування знаходить також електроліз. Він полягає в руйнуванні органічних речовин у стічних водах і витягу металів, кислот і інших неорганічних речовин. Електролітичне очищення здійснюється в особливих спорудженнях - електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективні на свинцевих і мідних підприємствах, у лакофарбовій і деяких інших областях промисловості.

Хімічний метод полягає в тім, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають у реакцію із забруднювачами й осаджують їх у вигляді нерозчинних опадів. Хімічним очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95 % і розчинних до 25 %. Розчинні неорганічні з'єднання видаляють зі стічних вод реагентими методами – нейтралізацією кислотами й лугами, перекладом іонів у погано розчинні форми, осадження мінеральних домішок із солями, окислюванням і відновленням токсичних домішок до слаботоксичних. Нейтралізація вод може проводитися змішуванням кислотних і лужних стоків. У ряді випадків при хімічному очищенні можна витягати коштовні з'єднання, знижуючи втрати виробництва. Часто після хімічного очищення стічні води піддають біологічному очищенню.

У цей час стічні води часто доочищають для повторного використання у виробничому водопостачанні. Метод доочищення стоків убирають залежно від конкретних залишкових забруднень води. Так, для очищення сильномінералізованих стоків застосовується метод термічного опріснення, при якому дистилят, отриманий зі стоків, використають як знесолену воду. Повторне використання доочищених стоків в 20-25 разів скорочує споживання свіжої води із джерел.

Забрудненні стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорування.

Серед методів очищення стічних вод більшу роль повинен зіграти біологічний метод, заснований на використанні закономірностей біохімічного й фізіологічного самоочищення рік і інших водойм. Є кілька типів біологічних пристроїв по очищенню стічних вод: біофільтри, біологічні ставки й аеротенки.

У біофільтрах стічні води пропускаються через шар грубозернистого матеріалу, покритого тонкою бактеріальною плівкою. Завдяки цій плівці інтенсивно протікають процеси біологічного окислювання. Саме вона служить діючим початком у біофільтрах.

У біологічних ставках в очищенні стічних вод беруть участь всі організми, що населяють водойму.

Аеротенки - величезні резервуари із залізобетону. Тут, що очищає початок, - активний мул з бактерій і мікроскопічних тварин. Всі ці живі істоти бурхливо розвиваються в аеротенках, чому сприяють органічні речовини стічних вод і надлишок кисню, що надходить у спорудження потоком подаваного повітря. Бактерії склеюються в пластівці й виділяють ферменти, мінералізуючи органічні забруднення. Мул із пластівцями швидко осідає, відокремлюючись від очищеної води. Інфузорії, жмутикові, амеби, коловертки й інші дрібні тварини, пожираючи бактерії, що не сліпаються в пластівці, омолоджують бактеріальну масу мулу.

Стічні води перед біологічним очищенням піддають механічної, а після її для видалення хвороботворних бактерій і хімічному очищенню, хлоруванню рідким хлором або хлорним вапном. Для дезінфекції використають також інші фізико-хімічні прийоми (ультразвук, електроліз, озонування й ін.)

Біологічний метод дає більші результати при очищенні комунально-побутових стоків. Він застосовується також і при очищенні відходів підприємств нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, виробництві штучного волокна.

Учені з Лос-Аламоської національної лабораторії (США) разом з дослідниками з Міжнародного університету штату Флорида (Маямі) і Університету Маямі працюють над способом знищення шкідливих рідких відходів з використанням електронного прискорювача. Експеримент, проведений на заводі по обробці міських відходів в окрузі Дейд (штат Флорида), показав, що таким методом можна руйнувати такі небезпечні речовини як бензол, фенол і трихлоретилен. Вартість обробки електронним променем 1000 літрів відходів буде становити близько 3 доларів, тобто менше, ніж при очищенні рідких відходів з використанням фільтрів з активованого вуглецю (з огляду на витрати на відновлення забрудненого матеріалу фільтрів).

Ступінь забруднення стічних вод оцінюється концентрацією, тобто масою домішок в одиниці об'єму мг/л або г/куб. м. Склад стічних вод регулярно аналізується. Проводяться санітарно-хімічні аналізи по визначенню: величини ХПК (загальна концентрація органічних речовин) ; БПК (концентрація органічних сполук, що окисляють біологічним шляхом) ; концентрація зважених речовин; активної реакції середовища; інтенсивності фарбування; ступеня мінералізації; концентрації біогенних елементів (азоту, фосфору, калію) і ін.

Слід зазначити, що традиційні методи спостережень і контролю мають один принциповий недолік - вони неоперативні й, крім того, характеризує склад забруднень об'єктів природного середовища тільки в моменти відбору проб. Про те, що відбувається в періоди між відборами проб, можна тільки догадуватися. До того ж лабораторні аналізи забирають чималий час. Більше діючим є контроль за якістю води, здійснювана за допомогою автоматичних приладів. Електричні датчики постійно вимірюють концентрації забруднень, що сприяє швидкому прийняттю рішень у випадку несприятливих впливів на джерела водопостачання. Автоматизована станція може вимірювати й контролювати показники якості води (ступінь кислотності або лужності, електропровідність, температуру, мутність, зміст розчиненого кисню), рівень води, а також наявність зважених речовин і іонів деяких металів. Порівняння аналізу водних проб, забраних декількома станціями, розташованими за течією ріки, дає можливість виявити безпосереднього винуватця забруднення. Це особливо важливо при залпових скиданнях шкідливих речовин, коли вчасно вжиті заходи можуть локалізувати або знищити забруднення у відносно короткий строк.

Для оперативного контролю якості води в тих пунктах, де немає автоматичних станцій, у складі системи працюють пересувні лабораторії.

Кількість виробничих стічних вод визначається залежно від продуктивності підприємства по укрупнених нормах водоспоживання й водовідведення для різних галузей промисловості. Норма водоспоживання - це доцільна кількість води, необхідного для виробничого процесу, установлена на підставі науково обґрунтованого розрахунку або передового досвіду. В укрупнену норму водоспоживання входять всі витрати води на підприємстві.

У складі інженерних комунікацій промислового підприємства, як правило, є кілька водовідвідних мереж. Незабруднені нагріті стічні води надходять на охолоджувальні установки (бризкальні басейни, градирні, охолоджувальні ставки), а потім повертаються в систему оборотного водопостачання (див. рис. 7.2). Забруднені стічні води надходять на очисні спорудження, а після очищення частина оброблених стічних вод подається в систему оборотного водопостачання в ті цехи, де її склад задовольняє нормативним вимогам.

Р

ис. 7.2 - Схема оборотного використання стічних вод

Ефективність використання води на промислових підприємствах оцінюється такими показниками, як кількість використаної оборотної води, коефіцієнтом її використання й відсотком її втрат.

Для промислових підприємств складається баланс води, що включає витрати на різні види втрат, скидання й додавання витрат, що компенсують, води в систему.

Проектування знову споруджуваних і реконструйованих систем водовідведення населених пунктів і промислових підприємств повинне здійснюватися на основі затверджених у встановленому порядку схем розвитку й розміщення галузі народного господарства, галузей промисловості й схем розвитку й розміщення продуктивних сил по економічних районах. При виборі систем і схем водовідведення повинна враховуватися технічна, економічна й санітарна оцінки існуючих мереж і споруджень, передбачатися можливість інтенсифікації їхньої роботи.