Очистка сточных вод

Любое промышленное предприятие в своем плане работы учитывает в том числе и экологический аспект - очистку сточных вод. Отличных результатов помогают достичь современные системы очистных сооружений.

Важно, относится ли достаточно серьезно к проблеме очистки сточных вод на своём предприятии его руководитель.

Не следует забывать, что халатность в таком вопросе приведёт к проблемам в экосистеме близлежащих районов и в целом плохо скажется на будущем следующих поколений. Очевидно, что поводов задуматься над правильной организацией очистки сточных вод предприятия достаточно много. Если Вы ещё сомневаетесь, заказывать ли современные очистные сооружения на своё предприятие, мы расскажем, зачем Вам это нужно.

Использованная на предприятии вода - это мертвая вода. Она приобрела определённые характеристики и свойства, и полна различных загрязнений. Эту воду нельзя просто сбросить в водоем, не нанеся ущерба природе.

Если Ваше предприятие из разряда пищевой промышленности, следует учитывать, что животные белки и жиры, попавшие в воду без должной очистки, быстро начинают гнить. Такими губительными для природы компонентами сточных вод пищевых предприятий являются органические вещества (волокна тканей, кровь, животные и растительные жиры и масла,) сиропы, рассолы, красители, усилители вкуса, консерванты и многое другое.

Неочищенные стоки могут попасть и в воду и в почву, и в итоге попасть, например, в скважину, из которой вы берете питьевую воду.

Выбирайте очистные сооружения с использованием методов очистки, наиболее подходящих именно вашему предприятию. Не допустим экологической катастрофы вместе с нами!

Что такое сточные воды?

Сточными водами являются пресные воды, которыми пользовался человек в быту, или на производстве, что привело к изменению их физико-химических свойств и требует дальнейшей специализированной очистки перед повторной отправкой в экосистему.

Это воды, которые должны удаляться через канализацию и на выходе после очистки должны быть безопасными. Кроме того, - это воды, образовавшиеся из атмосферных осадков на территориях городов и прочих населенных пунктов.

Например, то, что вы выливаете в раковины с различными моющими средствами и прочими химическими бытовыми веществами, дождевая вода, вода, использованная на сельскохозяйственных, промышленных и пищевых предприятиях. Всё это, в конечном итоге, через канализацию попадет в очистные сооружения поселка и города.

Для очистки бытовых сточных вод достаточно лишь сделать правильное их водоотведение и фильтрацию.

В частных же домах без канализационных отведений, рекомендуем к использованию сливные станции для приема и спуска в канализационную сеть жидких бытовых отходов.

Перечислим наиболее часто встречающиеся отходы и вещества, попадание которых в сточные воды навредит не только окружающей среде, но и может повлиять на качество работы оборудования очистки:

• бытовой мусор крупного размера
• бытовой мусор твёрдый органический (очистки, скорлупа, хрящи, кости)
• твёрдые вещества (песок, битое стекло)
• опасные вещества (азот, фосфор, взвешенные вещества, нефтепродукты, трудноокисляемые органические соединения, растворители, реагенты и прочая химия)
• тряпки

Загрязненной воду делают не только бытовые или промышленные отходы. В настоящее время на сложность процессов очистки вод влияет увеличение числа продукции фармацевтики и предметов личной гигиены, всё чаще попадающих в стоки.

Выбор наших очистных сооружений позволит Вам, выбрать и использовать оптимальные методы очистки для конкретно Вашего предприятия.

Классификация сточных вод

Основана на их происхождении, составе и количестве примесей в их составе.

По происхождению классифицируются на:

• Бытовые (или хозяйственно-фекальные)
• Промышленные (или производственные)
• Атмосферныe

Бытовые сточные воды образуются в ванных комнатах, туалетах, банях, прачечных, заведениях общественного питания и медицинских учреждениях.

Промышленные сточные воды появляются в результате их применения на производствах (там, где вода используется для всевозможных технологических процессов,например, для мытья сырья). Сюда же относятся и воды, выходящие на поверхность при добыче полезных ископаемых. 

Атмосферными сточным водами являются дождевые и талые, образовавшиеся после таяния снега и льда. Также к атмосферным относят воду, образующуюся от поливки улиц и зелёных насаждений городов и поселений.

По составу бывают:

• органические (состоят из растительных и/или животных остатков)
• минеральные (элементы песка, глины, растворённые соли и пр.)
• биологические (микроорганизмы, грибки, бактерии)

По количеству примесей:

• Загрязненные (после использования требуют очистки)
• Условно чистые или слабозагрязнённые ( после использования не требуют очистки и могут быть использованы вторично или быть вброшенными в экосистему)

Состав и количество примесей очень разные, поскольку зависят от характера деятельности организаций и используемых веществ в технологических процессах.

Подробнее влияние различных примесей на окружающую среду мы рассмотрим далее

Влияние загрязненных сточных вод на экологию

В век новых технологий продолжается активное рассмотрение вопроса экологической безопасности. Безусловно, проблема сбрасывания в экосистему неочищенных сточных вод предприятий промышленности и населённых пунктов стоит очень остро, так как наносит существенный вред всему живому вокруг.

Загрязнение водоёмов ухудшает их внешний вид и понижает уровень пригодности для купания и отдыха.

Поэтому необходимой процедурой является биологическая очистка сточных вод. По санитарным нормам качественную воду характеризует наличие в ней достаточного количества кислорода.

Масла, жиры, являясь поверхностно-активными веществами, могут создавать на поверхности воды плёнку. Это мешает правильному газовому обмену между водой и атмосферой и обедняет воду кислородом.

Органические загрязнения, попадая в реки, озёра, нарушают их воздухообмен, закисляют и способствуют излишнему гниению растительности.

Свойство органических примесей к разложению ведёт к размножению патогенных организмов.

Это сопровождается следующими процессами – уменьшением количества кислорода, растворённого в воде, ухудшением качества воды в водоёмах, изменением запаха и вкуса воды, оседанием разных отложений на дно, непригодностью воды не только для питья, но и для технического пользования. Всё вышеперечисленное приводит к невозможности существования в такой водной среде живых существ, их вымиранию.

Попадая в землю, вредные вещества накапливаются в ней, что плохо сказывается на плодородности почвы.

Органические загрязнения в процессе гниения выделяют вредные пахучие газы - аммиак, сероводород, а также микроорганизмы, которые могут вызвать дизентерию, брюшной тиф.

Неорганические соединения меди, цинка, фтора, хлора, свинца, ртути, попадая в водоём, по пищевой цепочке передаются от растений к живым существам. Являясь токсичными, они наносят вред планктону, ракообразным, моллюскам и рыбам. Но и нетоксичные загрязнения наносят такой же урон природе. Это, например, фосфаты и нитраты.

Избыточное содержание в воде соединений фосфора и азота приводят к эвтрофикации – процессу изменения качества воды в худшую сторону. Активность этого процесса увеличивается в настоящее время из-за роста количества предприятий пищевой промышленности. Ведь именно их сточные воды характеризуются большим объемом коллоидных и растворенных легко загнивающих органических веществ. В результате сброса таких вод, портятся санитарные характеристики водоёмов, почвы и атмосферы, что приводит к появлению и распространению различных вирусов и болезней, ими вызываемых.

Отдельно поговорим о тепловом загрязнении стоков промышленных предприятий.

Горячие стоки нарушают температурный режим в водоёмах.

Из-за быстроты сброса, времени для адаптации к новым температурам у обитателей водоёмов нет. Живые организмы подвергаются тепловому шоку и погибают. Искусственное увеличение температуры воды приводит к несвоевременному нересту, нарушает миграцию рыб и их популяцию.

Для того, чтобы охладить воду до приемлемой температуры окружающей среды, советуем использовать градирни.

Подробнее о видах градирен в этой статье.

Кроме этого, в стоках могут содержаться радиоактивные элементы, что негативно сказывается на биологии человека и природе вцелом, приводя к мутациям на генном уровне.

Страшно, что попасть вся эта химия в организм может не только через питьевую воду. Ведь в основном все мы пользуемся домашними системами очистки питьевой воды. Стоит учесть и такие факторы, как непосредственное нахождение в зоне загрязненной экосистемы и близость расположения предприятий различных типов промышленности к месту вашего проживания.

Сточные воды, сбрасываемые в водоемы, нужно предварительно очищать, чтобы они соответствовали ряду требований:

• не изменяли параметры водоема - температуру, прозрачность, рН, количество взвешенных веществ
• не были токсичными по отношению к обитателям водной экосистемы
• не нарушали динамику самовосстановительных процессов в водоеме, т.е. не способствовали бы излишнему «цветению» водоема

При этом сточные воды с различными загрязнениями могут быть использованы еще раз в качестве вторичного сырья.

Достаточно лишь подобрать должный метод очистки сточных вод и задуматься над выбором наземных или подземных очистных сооружений для того, чтобы экология, страдающая от деятельности людей, бумерангом не отразилась на благополучии всего живого на Земле.

Методы очистки сточных вод

Вот основные методы очистки стоков:

• механический
• биологический
• химический
• физико-химический
• комбинированный

Какие этапы очистки проходят стоки на очистных сооружениях?

Загрязнение сточных вод - серьезная проблема человечества, но существует множество способов ее  решения: к природным ресурсам относиться бережнее, создать современные очистные сооружения и повторно использовать воду в сельском хозяйстве.  Очистные сооружения для очистки сточных вод располагают так, чтобы вода последовательно проходила очистку. Вещества сточных вод поступают на начальный этап очистки - механическая очистка. Здесь решетки задерживают наиболее большие отбросы (бумага, пластик и.т.д). Их важно убрать, потому что они засоряют трубы и затрудняют обработку осадка сточных вод. Песколовки удаляют частицы гравия, костей, шлака. Задача песколовок состоит не только в удалении минеральных примесей, но и в удалении практически чистого песка без органических примесей, накапливающихся на нем.

Наша компания выпускает песколовки вертикальные и тангенциальные из металла и стеклопластика. Подробнее о песколовках.

Следующий этап приема сточных вод - первичный отстойник, в котором задерживаются взвеси поменьше. Его функции заключаются в осаждении взвешенных, коллоидных и немного органических веществ. Далее следует этап  биологической очистки, сточные воды освобождаются от минералов и органики.  В аэротенке, благодаря смешиванию воды с активным илом и кислородом происходит очистка в биологических сточных водах от загрязняющих ее веществ. У нас можно заказать ББО – блок биологической очистки - он предназначен для очистки сточных вод от органических загрязнений, выполненный из стеклопластика или металла. Подробнее о преимуществах ББО из стеклопластика.  Так же мы можем Вам предложить ББЗ - блок биологической загрузки - для очистки сточных вод в быту и на производстве. Подробнее про характеристики и принципы работы ББЗ. Вторичный отстойник нужен для удаления активного ила из воды и уплотнения ила. Нужно понимать, что качественные характеристики стоков напрямую зависят от каждого из этапов, описанных выше.

Главное, учитывать изменяющиеся условия эксплуатации очистных сооружений, такие как объем сточных вод, изменение состава и.т.д.

Заключающим этапом является обеззараживание. Это даст возможность вторичного использования воды. А, следовательно, экономить природные запасы воды. Сброс сточных вод можно осуществлять в реку, а сухой осадок сточных вод употребить в сельскохозяйственных нуждах.

Схема очистки сточных вод

Методы обработки осадков сточных вод

Обеззараживание сточных вод

Обеззараживать сточные воды необходимо для того, чтобы обеспечить безопасность, в том числе эпидемическую, перед тем, как выводить их в разного рода водопользование.

На самом деле, с точки зрения здоровья человечества, обеззараживание - самая важная стадия обработки сточных вод. Из-за высокой опасности загрязнённых вод, технология водоочистных сооружений должна включать обеззараживающую процедуру.

Существуют санитарные правила по охране поверхностных вод от загрязнений, по которым нужно проводить обеззараживание стоков.

А до этапа обеззараживания нужно провести очистку или доочистку стоков до характеристик, при которых будет эффективна дезактивация микробного загрязнения.

Стандартно применяется многоступенчатая очистка: отстойник-биореактор-обеззараживание.

Рассмотрим распространённые обеззараживающие методы подробнее.

1. Хлорирование. Считается наиболее простым способом. Для того, чтобы снизить в процессе хлорирования образование токсичных веществ, обеззараженные стоки, перед их сбросом в водную среду дополнительно адекватно дехлорируют. Но всё же, следует учитывать существование хлороустойчивых штаммов и рассматривать дополнительные способы обеззараживания.
2. Озонирование. Используется, в том числе, и для дезодорирования. Через специальный инжектор озон вводится в воду, которая предварительно была очищена в отстойнике и/или биореакторе. Под воздействием озона в ёмкости реактора озонирования растворяются вредоносные микроорганизмы и вода спускается по дренажной трубе в грунт, в водоем, или возвращается на предприятие для повторного использования. Несомненным плюсом данного метода является то, что он не требует затрат на весь процесс использования для обеззараживания реагентов и коагулянтов. Они здесь просто не нужны. Но для повторного использования воды после озонирования лучше всё же использовать дополнительный фильтр с активированным углём для более тщательной очистки.
3. Ультрафиолетовое облучение (УФО). Эффективность этого метода определяется длительностью воздействия и интенсивностью потока излучения. Микроорганизмы, подверженные ультрафиолетовому облучению, могут в дальнейшем восстанавливаться под воздействием солнечного света. А при повышенных концентрациях взвешенных веществ воздействие на микроорганизмы УФ-лучей снижается в разы. Данные методы активно используют и в сочетании. После использования озонирования и ультрафиолета обязательно нужно хлорировать воду. Только оно будет уничтожать микробы в течение всего своего пребывания в воде.
4. Использование пероксида водорода как обеззараживающего вещества. Применяется как для обработки сточных вод, так и питьевой воды. Результат такого обеззараживания – чистая вода без токсичных продуктов. Но доказано, что дезактивирующее действие на бактерии этот метод оказывает только при высоких концентрациях пероксида водорода. А это в свою очередь приводит к большим затратам на дезинфекцию и предельно большому содержанию данного вещества в сточных водах.
5. Известкование. Щелочной реагент (известь), применяемый в данном методе, находит ограниченное применение в процессах обеззараживания. Это объясняется тем, что для должного эффекта необходимы большие его дозы, что приводит к образованию большого количества осадка. При этом действие его на микроорганизмы медленное, не подходящее для использования на крупных заводах. Если и применяется этот метод, то в сочетании с удалением аммонийного азота с помощью отдувки.

Такие методы обеззараживания, как обработка электрическим импульсным разрядом, магнитная, термическая, ультразвуковая обработки, микрофильтрование, радиационное обеззараживание используются достаточно редко из-за слишком большой величины потребления энергии и/или топлива при их использовании в технологических процессах обеззараживания и сложности необходимой аппаратуры.

Перспективными являются новые технологии обеззараживания сточных вод, такие как, гамма-облучение, виброакустический и другие.

Надёжность эффекта способа обеззараживания зависит от механизма воздействия дезинфектанта. Каждые из них по-разному влияют на устойчивость микроорганизмов. Так, бактерицидные окислительные действия хлора повреждают оболочку клеток, разрушают их структуру. Биоцидное действие УФО изменяет структуру ДНК и РНК клеток микробов, нарушает проницаемость клеточной мембраны. Озон обладает высокими восстановительно-окислительными возможностями, в результате которых происходит разрушение протоплазмы, оболочек и цитоплазмы бактерий, мембраны вирусов.

Подведя итог, ещё раз обратим Ваше внимание на то, что обеззараживание очищенных сточных вод необходимо для полного или практически полного устранения оставшихся высокопатогенных бактерий.

Из всех методов обеззараживания наиболее популярным является обеззараживание с помощью сильных окислителей, в качестве которых используются хлор, диоксид хлора, озон, пероксид водорода и некоторые другие.

Основные показатели качества сточных вод

Контроль сточных вод осуществляется на всех этапах очистки и транспортировки сточных вод при последующем прохождении через очистные сооружения технологической цепи.

Чтобы определить состав сточных вод, проводят санитарно-химический анализ по показателям:

• Температура, способствует растворимости веществ, скорости химической реакции, потреблении растворенного кислорода и в целом на результативность очистки

Уровень температуры в городской и поселковой канализации обуславливается наличием централизованного водоснабжения, особенностями промышленного производства, климатической зоной территориального расположения.

• рН – показатель логарифма концентраций ионов водорода в жидкости.

Может быть:

• кислым (рН<5),
• нейтральным (рН=5-7)
• щелочным (рН>7,5-14)

Чтобы активный ил работал удовлетворительно, должна быть нейтральная реакция среды. Хлопьеобразование (образование хлопьев труднорастворимых веществ, выпадающих из воды в результате ее обработки) происходит в оптимальных значениях рН. Также, способствует седиментации (оседанию частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил) характеристики активного ила. Любое изменение уровня рН повлияет на  осаждаемость и жизнедеятельности биоактивного ила.

Прозрачность - показатель, который видно при взбалтывании и отстаивании сточных вод. Зависит от содержания взвешенных, грубодисперсных примесей и микроорганизмов.

Взвеси - частицы нерастворенных твердых веществ, располагающиеся по всему объему жидкости.

Сухой остаток – показатель, характеризующий содержание неорганических (растворенных, коллоидных и грубодисперсных) примесей, кроме газов, и частично органических примесей, определяемый как остаток после упаривания нефильтрованной воды.

6) Окисляемость - общее количество содержащихся в воде восстановителей (органических и неорганических), вступающий в реакцию с окислителями бихроматом, перманганатом.

(ХПК) химическое потребление кислорода - это количество кислорода, потребляемое при химическом окислении сернокислым раствором бихромата калия содержащихся в воде легко- и сложно окисляемых органических и неорганических загрязняющих веществ, характеризует их содержание.

Загрязненность вод органическими загрязнителями можно определить при нахождении ХПК.

Для водоемов хоз.-питьевого назначения основные нормативы сточных вод в растворенном растворе не должна превышать 15 мг/л. В воде, предназначенной для купания норматив меньше 30 мг/л.

При окислении с участием аэробных бактерий определяют биохимическую потребность в кислороде (БПК) – количество растворенного  кислорода, потребляемого микроорганизмами за установленное время и в определенных условиях, при биохимическом окислении содержащихся в воде органических веществ. Характеризует содержание легко окисляемых органических веществ, способных к биохимическому разложению. Обычно определяют биохимическую потребность в кислороде за 5 и 20 суток, обозначая ее соответственно БПК5 и БПК20.

(БПКп) – полное биохимическое потребление кислорода - считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается. Бытовые сточные воды (без существенной примеси) определяют БПК20, считая, что эта величина близка к БПКп. Норматив сброса сточных вод хоз.-питьевого назначения должно быть меньше 3 мг/л, содержание растворенного кислорода в пробе, пробы сточных вод отобранные до 12 ч дня – не менее 4 мг/л. Для водоемов в черте города БПК должно быть меньше 6 мг/л. В рыб.хозяйственных целях не  должно превышать 3 мг/л в расчетном растворе.

БПКполн/ХПК - это отношение характеризуется способностью загрязнённых сточных вод к биохимическому окислению. Чем больше такое отношение, тем больше изъяты органические примеси из сточных вод в биологической очистке.

На предприятии проводят анализ - азота (общий – N, аммонийный – NН₄+, нитритный – NО₂-, нитратный – NО₃-), фосфатов, хлоридов, сульфатов, тяжелых металлов, ПАВ, нефтепродуктов, растворенного кислорода чтобы оценить содержание веществ в сточных водах.

Видео. Очистка сточных вод на очистных сооружениях

На данном видео можно увидеть поэтапную биологическую очистку стоков.