Загрезнение водоемов

Водоемы первой категории:

1) водоемы, используемые в качестве  источника х/п водоснабжения централизованного  или нецентрализованного, а также  для водоснабжения предприятий  пищевой промышленности;

2) водоемы, используемые для  купания, спорта и отдыха населения. 

Водоемы второй категории:

1) водоемы, используемые для  сохранения и воспроизводства  ценных сортов рыб; 

2) водоемы, используемые для  других рыбохозяйственных целей.

Требуемые нормативы качества воды относятся к расчетным створам  для водоемов первой категории –  на 1 км выше ближайшего пункта водопользования.

Растворенный кислород – после  смешения воды водоема со сточной  водой количество растворенного  кислорода должно быть не менее 4 мг/л.

БПК при температуре 20°С не должна превышать 3 и 6 мг/л соответственно для 1 и 2 вида водоемов.

Взвешенные вещества – содержание взвешенных веществ после выпуска  сточных вод не должно увеличиваться  более чем на 0,25 и 0,75 мг/л соответственно для 1 и 2 вида водоемов.

Запахи и привкусы – увеличение интенсивности не более 3 баллов.

Окраска – не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 см для 1-го вида и 10 см для 2-го вида.

рН после смешения со сточными водами должен быть больше 6,5 и меньше 8,5.

Ядовитые вещества, плавающие примеси  и возбудители заболеваний не должны содержаться в сточных  водах.

Минеральный состав – для 1 вида не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350 мг/л и 500 мг/л сульфатов. Температура  после выпуска сточных вод  не должна повышаться летом более  чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.

Для водоемов второй категории.

Растворенный кислород – в зимний период должно быть 6 и 4 мг/л соответственно, в летний не ниже 6 мг/л.

Температура воды водоема в результате спуска сточных вод не должна повышаться в летний период более чем на 3°C, в зимний период более чем на 5°С.

Концентрация специфических загрязнений  в сточных водах нормируется  по ПДК, например, для водоемов первой категории ПДК для мышьяка  – 0,05 мг/л; ртути – 0,005 мг/л; свинца – 0,1 мг/л; железа – 0,5 мг/л; нефти – 0,1–0,3 мг/л и т.д.

Для водоемов второй категории: магния – 50 мг/л; меди – 0,01 мг/л; нефти – 0,05 мг/л; цианидов – 0,05 мг/л; цинка – 0,01 мг/л.

Однако, возможных сочетаний загрязняющих воду компонентов может быть такое  множество, что нормирование по комплексному присутствию различных вредных  веществ не представляется возможным.

Профессором Черкинским С.Н. предложена методика расчета условий спуска производственных сточных вод при  совместном присутствии в них  нескольких вредных веществ. По этой методике сумма концентраций всех веществ, выраженных в долях от соответствующих  ПДК для каждого вещества в  отдельности, не должна превышать единицы (формула (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Очистка сточных вод

3.1 Механическая очистка сточных вод

Механическая очистка необходима для выделения из сточных вод  нерастворенных минеральных и органических примесей. Механическая очистка может  осуществляться процеживанием через  решетки или сита, отстаиванием в  отстойниках, фильтрованием или  выделением взвеси центрифугами или  гидроциклонами. Применение того или  иного метода зависит от характера  взвеси и от необходимого эффекта  очистки сточных вод, т.е. направляются ли они в оборотную систему  водоснабжения, для последующей  очистки или в водоем. [1]

 

3.1.1 Усреднители

Сточные воды на территории промышленных предприятий попадают в канализационную  сеть весьма неравномерно, поэтому  с целью уменьшения объема о. с. на территории предприятия устраивают усреднители количества и состава  сточных вод.

Применяют усреднители контактного  и проточного типов. Контактные усреднители  применяют при небольших расходах, периодическом сбросе сточных вод, необходимости 100% усреднения.

В большинстве случаев применяют  проточные усреднители, которые  выполняют в виде резервуаров  с перемешивающим устройством, или  многокоридорных резервуаров.

Усреднитель способствует значительному  снижению строительной и эксплуатационной стоимости о.с. Прежде, чем проектировать усреднитель, необходимо иметь исходные данные: график колебаний концентраций сточных вод.

Верхний график – цикличный график колебаний концентраций сточных  вод. Объем усреднителя принимается  равным расходу сточных вод за период усреднения.

Усреднитель Ванякина представляет собой  прямоугольный или круглый в  плане резервуар, в котором усреднение достигается за счет смешении струй  сточной жидкости разной концентрации, поступивших в усреднитель в  разное время.

Преимуществом данного усреднителя  является перемешивание сточной  жидкости без механизмов. К недостаткам  относится наличие выпадения  осадка в коридорах вследствие струйности движения жидкости, наличия водоворотных зон и различной температуры  сточных вод, поступающих в усреднитель.

В усреднителе предусматривается  перемешивание при помощи сжатого  воздуха. Воздух подается через барботер. Впускные отверстия снабжаются шиберами для регулирования равномерности  поступлений сточной воды по лотку. [3]

Если подача воды на усреднитель  неравномерна по часам, то устраивается усреднитель по расходу сточных  вод, а затем усреднитель концентрации.

 

3.1.2 Накопители сточных вод

Иногда сточные воды даже очищенные  нельзя выпускать в водоемы. В  этих случаях устраиваются усреднители  сточных вод, в которых вода находится  до момента, когда ее можно выпустить  в водоем. Накопители представляют собой земляные пруды, в которых  сточные воды перед выпуском в  водоемы предварительно аэрируют.

 

3.1.3 Жироловки

Жироловки – это отстойные сооружения для задержания жиров из сточных вод пищевой промышленности, мясомолочной и др. Собранный жир может направляться на утилизацию.

Различают жироловки двух типов: цеховые  и дворовые. Цеховые предназначены  для задержания легко всплывающих  частиц жира. Они устанавливаются на выпусках из цехов с целью предотвращения засорения промканализации жиром. Чаще всего жиросодержащие сточные воды образуются при мойке оборудования. Цель цеховой жироловки — снять легко всплывающую часть жиров. Продолжительность отстаивания в жироловке 2–5 мин.

Дворовые жироловки устраиваются для более полного удаления жира перед сбросом в канализацию  или на о.с. По СНиП плавающих жиров  в этих водах не должно содержаться. Продолжительность отстаивания  в дворовых жироловках 1–2 часа.

 

3.1.4 Нефтеловушки

Это первичные сооружения для очистки  сточных вод, содержащих нефть. Конструктивно  это горизонтальные отстойники, в  которых нефть и нефтепродукты  всплывают на поверхность воды, минеральные  загрязнения (песок, глина) выпадают на дно. [12]

В основу расчета положена скорость подъема капелек нефти и нефтепродуктов. Размер капелек 0,008–0,01 см. При температуре 20°С плотность всплывающей нефти 0,87 г/см³.

 

3.1.5 Гидроциклоны

Для очистки сточных вод металлургических заводов применяют напорные и  открытые гидроциклоны.

Напорные гидроциклоны выпускаются  диаметром 250–500 мм. Угол наклона стенок 10–20°. Работают гидроциклоны параллельно  или последовательно. В напорных гидроциклонах могут быть задержаны  частицы с удельным весом 2,5 г/см³ размерами до 5 микрон. Расчет гидроциклонов графический или по СНиП.

Преимущества напорных гидроциклонов: они занимают в 50 раз меньше места, чем отстойники, они более эффективны в работе и позволяют экономить  н.с. в системах оборотного водоснабжения. К недостаткам следует отнести значительный расход электроэнергии для создания напора и износ внутренних стенок гидроциклона.

Кроме напорных гидроциклонов применяют  открытые или безнапорные гидроциклоны.

Открытые гидроциклоны без внутренних устройств применяется для очистки  сточных вод от крупных примесей гидравлической крупностью 5 мм/с и  более. Открытый гидроциклон с внутренним цилиндром и диафрагмой в верхней  части рекомендуется применять  при очистке сточных вод от примесей гидравлической крупностью 0,2 мм/с и более, а также коагулированных  взвешенных частиц и нефтепродуктов при расходе стоков до 200 м³/ч на один аппарат.

При проектировании гидроциклона диаметр  и рабочая высота цилиндрической части принимаются 0,5–9 м, диаметр  отверстия в диафрагме 0,5 диаметра гидроциклона, диаметр внутреннего  цилиндра 0,85 диаметра гидроциклона, высота внутреннего цилиндра 0,8 диаметра гидроциклона.

Более производительной конструкцией является многоярусный низконапорный  гидроциклон, применяемый для очистки  сточных вод от крупно и мелкодисперсных  примесей гидравлической крупностью 0,2 мм/с и более при расходе  воды более 200 м³/ч на один аппарат, для очистки воды от минеральной коагулированной взвеси и нефтепродуктов. [13]

 

3.2 Химическая очистка сточных  вод

К методам химической очистки сточных  вод относится нейтрализация  окисление сточных вод, при этом применяются различные реагенты: окислители – хлор, перманганат  калия, озон, подщелачивающие вещества – известь, гидроксид натрия, сода, подкисляющие вещества – серная и  соляная кислоты. Химическая очистка  сточных вод применяется, как  правило, в качестве предварительной  очистки.

 

3.2.1Окисление производственных сточных вод

Окисление загрязняющих сточные воды веществ применяется тогда, когда  эти вещества невыгодно или нельзя извлечь или разрушить другими  способами. К таким загрязнениям относятся цианистые соединения, имеющиеся в сточных водах  гальванических производств, фабрик обогащения свинцово-цинковых и медных руд. Очистка  сводится к окислению токсичных  цианид-ионов CN^– в нетоксичные цианат-ионы CNO^–.

Окисление производят, как правило, гипохлоритом натрия в щелочной среде  при рН=10–11.

 

3.2.2 Электрохимическое окисление

Электрохимическое окисление применяется  либо в целях разрушения загрязнений  путем их электрохимического окисления  на аноде, либо в целях извлечения металлов, кислот и других веществ, содержащихся в отработанных растворах. Так, например, электрохимическое окисление  сточных вод гальванических производств, содержащих комплексные цианиды  меди, позволяет выделить на катодах  до 60–70% металлической меди. Электролиз отработанных травильных растворов, содержащих сульфат железа и серную кислоту, с применением анионитовых мембран  дает возможность регенерирования 80–90% серной кислоты и получить порошкообразное  металлическое железо. При обработке  концентрированных растворов с  содержанием цианидов более 1 г/л  электрохимический способ значительно  дешевле реагентного. [14]

 

3.2.3 Озонирование

Применение озона для обработки  производственных сточных вод обусловлено  необходимостью разработки методов  глубокой очистки сточных вод  с целью их повторного использования. Озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищенной воды, не загрязняет воду продуктами реакции  и другими примесями.

Основным промышленным способом получения  озона является его синтез из кислорода  воздуха под действием электрического разряда в генераторе озона.

 

3.2.4 Нейтрализация

Производственные сточные воды, содержащие кислоты, соли кислот и щелочи вредно действуют на материалы канализационных  сетей и сооружений и нарушают процессы биологической очистки  сточных вод. СНиП требует, чтобы  рН сточных вод, выпускаемых в  городскую канализацию или водоем, было в пределах от 6,5 до 8,5. Сточные  воды, не удовлетворяющие этому условию, подвергают нейтрализации.

Существует три способа нейтрализации:

1) взаимная нейтрализация кислых  и щелочных сточных вод;

2) введение нейтрализующего реагента;

З) фильтрование через нейтрализующую загрузку.

Процесс нейтрализации осуществляется в нейтрализаторах проточного или  контактного типа, которые конструктивно  могут объединяться с отстойниками.

 

3.3 Физико-химическая очистка сточных  вод

К физико-химическим методам очистки  относятся: коагуляция, флотация, сорбция, экстракция, ионный обмен, гиперфильтрация, диализ, эвапорация, выпаривание, испарение, кристаллизация, магнитная обработка, электрокоагуляция, электрофлотация. Методы физико-химической очистки применяются  как самостоятельно, так и в  сочетании с другими методами очистки.