Методы очистки сточных вод промышленности

Производственные сточные воды молочных предприятий относятся к группе стоков с органическими загрязнениями. Загрязнения этих вод состоят главным образом из органических веществ в виде водных растворов, коллоидных суспензий (таблица 1.2).

 

Таблица 1.2 Состав сточных вод молочных предприятий

Состав, мг/дм3	Наименование предприятия
	Гормолзавод	Завод сгущенного и сухого молока	Сыродельное предприятие
рН	6,5-8,5	6,8-7,4	6,2-7,0
Взвешенные вещества	350	350	600
Азот общий	60	50	90
Фосфор	8	7	16
Жиры	До 100	До 100	До 100
Хлориды	150	150	200
БПКполн	1200	1000	2400

 

Свежие производственные стоки имеют белый или желтоватый цвет. Реакция их щелочная. Так как в сточных водах содержатся белковые вещества, углеводы и жиры, они быстро повергаются загниванию и закисанию. Наступает сбраживание молочного сахара в молочную кислоту, что приводит к осаждению казеина и других протеиновых веществ. Загнивание последних сопровождается выделением очень неприятного запаха. рН сточных вод при этом снижается до 4,5. Самыми опасными для водоемов являются сточные воды, сбрасываемые при производстве казеина, твердых сыров и творога.

Производственные сточные воды молочных заводов, кроме перечисленных выше загрязнений, содержат химические соединения, применяемые для мойки емкостей, аппаратуры и полов (детергенты).

Сточные воды предприятий молочной промышленности в случае сброса их в водоемы без предварительной очистки оказывают вредное воздействие на воду последних. В результате биохимического окисления органические соединения, содержащиеся в сточных водах, из водоемов поглощают большое количество кислорода, в результате чего фауна и флора водоемов могут погибнуть.[6]

Органические вещества, попадающие в водоемы со сточными водами мясной и молочной промышленности, вызывают процессы гниения. В результате чего резко уменьшается содержание кислорода в воде, что вызывает так называемые заморы – массовую гибель рыб и других животных. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Сточные воды пивоваренной промышленности

В пивоваренной и солодовенной промышленности воду применяют для производства солода, варки сусла, мойки аппаратуры и емкостей, охлаждения. Расход воды зависит от принятой схемы водоснабжения, степени обеспечения предприятия водой и, наконец, от оборудования заводов.

Наиболее существенная часть в водном балансе пивоваренных заводов приходится на теплообменные воды. Вода для целей охлаждения может быть использована однократно, но может и возвращаться для рециркуляции. Оборотная система требует межоперационного охлаждения воды, но более выгодна в отношении расхода воды, а при недостатке свежей воды необходима.

Рециркуляция теплообменных вод имеет большое значение для водного хозяйства пивоваренного завода. Исключение теплообменных вод не влияет в сторону снижения загрязнений, отводимых со сточными водами, но позволяет значительно сократить размеры некоторого оборудования очистных станций для сточных вод.

Температура общих сточных вод пивоваренных заводов близка к 20єС. Реакция почти нейтральная, период времени, в течение которого они загнивают, очень короткий и составляет 2-3 ч. В случае особо низких концентраций этот период несколько более длительный. Сточные воды содержат сравнительно большое количество биогенных элементов: азота, фосфора и калия. Это имеет большое значение при сельскохозяйственном использовании сточных вод и при их биологической очистке. Показатели, характеризующие загрязнения сточных вод, - окисляемость, БПК5 и содержание взвешенных веществ - в среднем в два раза выше, чем в типичных городских стоках, но на отдельных предприятиях они могут быть несколько меньшими, а на других - в несколько раз большими.[5]

Количество израсходованной воды, а также сточных вод на пивоваренных заводах зависит от целого ряда факторов, сложившихся на данном предприятии. Если принять, что на единицу пива или солода приходится всегда одинаковое количество загрязнений, отводимых со сточными водами, то увеличение количества сточных вод сопровождалось бы снижением их концентрации. Это предположение было бы правильным только при условии, что на всех предприятиях применяется одна и та же схема использования сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, используются одинаковые технологические методы, созданы одинаковые условия производства, и установлено идентичное оборудование. Но поскольку в условиях пивоваренной промышленности нет реальных оснований для такого предположения, сточные воды на разных предприятиях получаются с разной характеристикой (таблица 1.3).

 

Таблица 1.3 Состав сточных вод пивоваренных предприятий

Показатели	В среднем	Минимум	Максимум
рН	7,3	5,1	Выше 9,0
БПК5, мг/л	611,3	1,0	8830
Расход перманганата, мг/л	380	21,6	4480
Взвешенные вещества, мг/л	303,6	0	5885
Сухой остаток, мг/л	913,7	280	13020

Непосредственный сброс в водоем теплых теплообменных сточных вод как условно чистых в обход очистных сооружений возможен только в том случае, если на пивоваренном заводе существует отдельная канализационная сеть для непосредственного сброса ливневых вод, но это неблагоприятно сказывается на состоянии водоема. Теплообменные воды, повышая среднюю температуру вод, с которыми они смешиваются, тем самым затрудняют растворение кислорода воде, а, следовательно, и ход процесса самоочищения.[7]

 

3. Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленные сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.[7]

 

 

 

 

 

3.1. Механическая очистка  сточных вод

Одним из распространенных видов загрязнений производственных сточных вод являются нерастворимые минеральные и органические примеси, размеры и концентрация которых колеблются в широких пределах.

В технологических процессах механической очистки применяются усреднение, процеживание, гравитационное и инерционное разделение, а также фильтрование. Все методы очистки сточных вод от этих загрязнений относятся к разделительным процессам.

В зависимости от свойств загрязнений и требований к качеству очищенной производственной сточной воды применяют различные  процессы  и  очистные  сооружения,  а  также  их  комбинации.

Задержание  крупных  примесей  осуществляют  с  использованием

процесса процеживания. Для извлечения более мелких дисперсных загрязнений  применяют  гравитационное  разделение  и  фильтрование. Процесс инерционного отделения загрязнений используют при их высоком содержании в сточных водах и наличии разности в их плотностях.

Механическая очистка, как правило, является предварительной и,  реже,  единственной  ступенью  технологического  процесса очистки производственных сточных вод.

Сооружения  и  установки,  осуществляющие  локальную  механическую очистку сточных вод, как правило, устанавливаются на цеховых выпусках и локализованных потоках. Их функциональное предназначение — обеспечение надежной работы водоотводящих систем и регулирующих емкостей. Выполняя важную технологическую функцию, задачи очистки воды в полной мере они, тем не менее, не решают.[2]

Усреднение поступающих сточных вод:

Выравнивание колебаний концентрации загрязнений, регулирование расхода сточных вод, а также выделение нерастворимых примесей из воды обеспечивают процесс усреднения, решая одну из задач механической очистки.

В зависимости от характера изменения величин расхода и концентрации загрязнений режим поступления сточных вод в отводящую  систему предприятия  может  быть  представлен  одним  из характерных графиков, приведенных на рис. 18.1.

Изначально усреднение сточных вод рассматривалось как наиболее простой способ достижения выполнения требований к показателям отводимых сточных вод, так как усредненный сток давал  меньшее  число  показателей,  превышающих  установленные ПДК или превышающих их на меньшую величину.В дальнейшем, когда установленные значения ПДК оказались

меньше усредненных величин показателей, усреднение стало подготовительной  операцией  для  обеспечения  стабильной  работы

очистных  систем.  Поступление  на  очистные  сооружения производственных сточных вод с постоянным расходом и усредненной

концентрацией загрязнений создает ряд преимуществ — повышение эффективности как механической, так и последующей физико-химической и биологической очистки сточных вод. В результате  этого  достигаются  более  высокие  качественные  показатели очищенной воды. Введение в комплекс очистных сооружений резервуаров-усреднителей позволяет продлить срок службы очистных сооружений.

Для  выравнивания  колебаний  концентрации  загрязнений  в

поступающих сточных водах применяют усреднение, основанное

на принципах дифференцирования потока или перемешивания.

Сточная вода при подходе к усреднителю с дифференцированием  потока  (рис.  18.2)  разветвляется  на  две  части  и  подается  в равных количествах к правой и левой половинам, а затем поступает а распределительные желоба, равномерно распределяющие сточную  воду  по  всему  сечению усреднителя.  Часть  сточной  воды, поступившая в первый, наиболее короткий коридор, сразу же начинает сливаться в сборный желоб, где смешивается с водой, поступающей из других коридоров.

Часть же стока из длинного коридора  начнет  сливаться  в  сборный  желоб  значительно  позже  и будет смешиваться с водой, поступившей в усреднитель ранее из более коротких коридоров. Таким образом, усреднение концентрации сточных вод происходит в результате разделения отдельных

частей потока во времени.

В усреднителях с перемешиванием поступающей сточной воды применяются механические мешалки, насосы и др. Наиболее удобными в эксплуатации являются перфорированные трубчатые барботеры, особенно из некорродирующих материалов (например, из полиэтилена). Строительный материал для усреднителей выбирают с учетом химического состава сточных вод. Для концентрированных промышленных сточных вод усреднители обычно размещают после отстойников или оборудуют их отстойной частью.

Усреднители  с  дифференцированием  потока  рекомендуется применять  при  залповых  сбросах  концентрированных  сточных вод. При циклических колебаниях рекомендуется применять усреднитель с перемешиванием.

В зависимости от местных условий и компоновочных решений резервуар-усреднитель может быть как отдельно стоящим, так и расположенным внутри здания очистных сооружений. Резервуар выполняется из металла, сборного или монолитного железобетона. Высотное положение резервуара-усреднителя должно обеспечивать самотечное поступление в него сточных вод. [2]

Процеживание сточных вод:

Процессы процеживания применяют для выделения из сточной жидкости крупных плавающих веществ и более мелких, главным образом волокнистых, загрязнений. Для выделения крупных веществ  используют  решетки,  а  более  мелких  частиц  —  сетки,  волокноуловители и микропроцеживатели.