Сточные воды

Введение

Сточные воды — любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Состав сточных  вод и их классификация

Водоотводящие системы и  сооружения - это один из видов инженерного  оборудования и благоустройства  населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические  условия труда, быта и отдыха населения. Системы водоотведения и очистки  состоят из комплекса оборудования, сетей и сооружений, предназначенных  для приема и удаления по трубопроводам  бытовых производственных и атмосферных  сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед  сбросом в водоем или утилизацией.

Объектами водоотведения  являются здания различного назначения, а также вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки, промышленные предприятия, санитарно-курортные  комплексы и т.п.

Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения  атмосферных осадков или поливки  улиц.

В зависимости от происхождения  вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории : бытовые, производственные, атмосферные.

Бытовые

сточные воды (от туалетных  комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц ; они поступают  от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений) образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности  людей. Концентрацию загрязняющих веществ  бытовых сточных вод определяется исходя из удельного водоотведения  на одного жителя :

, (1)

где S - концентрация загрязняющих веществ, мг / л,

a

- количество загрязнений,  приходящееся на одного жителя, г/сут,

q

- норма водоотведения  на одного жителя, л / сут. 

Значения a приведены в Таблице 1. При сбросе бытовых сточных вод промышленными предприятиями в канализацию населённого пункта количество загрязняющих веществ от эксплуатационного персонала дополнительно не учитывается.

В сточных водах содержатся примеси минерального и органического  происхождения. Можно принять что  минеральные загрязнения в бытовых  сточных водах в виде нерастворенного  вещества - 5 %, суспензии - 5 %, коллоиды - 2 % и растворимые вещества - 30 %. Для  органических веществ эти проценты соответственно следующие : нерастворимые - 15 %, суспензии - 15 %, коллоиды - 8% и растворимые - 20 %.

Минеральные соединения представлены солями аммония, фосфатами, хлоридами, гидрокарбонатами и другими соединениями. Бытовые сточные воды имеют обычно слабощелочную реакцию среды (рН=7,2 - 7,8). Органические вещества бытовых  сточных вод можно разделить  на две группы : безазотистые и азотосодержащие  вещества. Основная часть безазотистых органических веществ представлена углеводами и жирами. Азотосодержащие  органические соединения представлены белками и продуктами их гидролиза. Особую форму примеси бытовых  сточных вод представляют микроорганизмы. Иногда могут присутствовать и болезнетворные формы микроорганизмов (бактерии и  вирусы).

Состав производственных сточных вод (воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству ; к этой категории относят также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых) зависит от характера производственного процесса и отличается большим многообразием. В зависимости от состава примесей и специфичности их действия на водные объекты сточные воды могут быть разделены на следующие группы :

Воды, содержащие неорганические примеси со специфичными токсичными свойствами. Сюда входят стоки металлургии, гальванических цехов, предприятия, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности, заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных  удобрений и другие. Они могут  вызвать изменение рН воды водоёмов. Соли тяжёлых металлов являются токсичными по отношению к водным организмам.

Воды, в которых неорганические примеси не обладают токсичным действием. К этой группе относятся сточные  воды рудообогатительных фабрик, цементных  заводов и других. Примеси такого типа находятся во взвешенном состоянии. Для водоёма особой опасности  эти воды не представляют.

Воды, содержащие нетоксичные  органические вещества. Сюда входят сточные  воды в основном предприятий пищевой  промышленности (мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности, заводы по производству каучука, пластмасс и  другие). При попадании их в водоем возрастает окисляемость, БПК, снижается  концентрация растворённого кислорода.

Воды, содержащие органические вещества со специфическими токсичными свойствами. К этой группе относятся  сточные воды нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности ; заводы по производству сахара, консервов, продуктов органического  синтеза и другие).

Кроме вышеуказанных групп  загрязненных производственных сточных  вод имеет место сброс нагретых вод в водоем, что является причиной так называемых тепловых загрязнений. Производственные сточные воды могут  различаться по концентрации загрязняющих веществ, по степени агрессивности  и т. д.

Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость  тщательного обоснования выбора надежного и эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Получение расчетных параметров и технологических регламентов  обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных  научных исследований как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях. Количество производственных сточных  вод определяется в зависимости  от производительности предприятия  по укрупненным нормам водопотребления  и водоотведения для различных  отраслей промышленности. Норма водопотребления - это целесообразное количество воды, необходимого для производственного  процесса, установленная на основании  научно обоснованного расчета или  передового опыта. В укрупненную  норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предприятий. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

Степень загрязнённости атмосферных вод (дождевые и талые воды отводятся вместе с водами от полива улиц, фонтанов и дренажей) зависит от многих факторов, в том числе от общей санитарной обстановки населённого пункта. Принятая технология сухой уборки улиц не обеспечивает полного удаления загрязнений. Мусор с проезжей части дорог содержит значительное количество органики, биогенов, нефтепродуктов солей тяжёлых металлов. Загрязнённость дождевого стока зависит от его расхода. При расходе менее 25 л/с га сточные воды практически не смывают загрязнений и поэтому загрязнённость их минимальна. По мере увеличения расхода стока в нём растут концентрации взвешенных веществ, фосфора и азота, достигая максимума непосредственно пред пиком дождя. Основная часть загрязнённых дождевых вод поступает в канализацию в начале дождя. Максимальная величина БПК воды наблюдается в летние месяцы, а осенью они снижаются почти в 2 раза. Для биогенных веществ характерен пик ранней весной и второй пик наблюдается осенью после листопада.

Некоторые качественные характеристики городского поверхностного стока приведены  в Таблице 2. Загрязнённость талых  вод в первую очередь зависит  от режима таяния снега. В ряде случаев  при использовании поваренной соли во время гололёда талые воды содержат значительное количество хлоридов.

Качество и состав поверхностного стока с городских территорий зависят от целого ряда трудно учитываемых  и трудно прогнозируемых факторов. Большое разнообразие местных условий  делает практически невозможным  получение усреднённых показателей  качества поверхностного стока в  целом. Приведенные в Таблице 3 данные о загрязнённости дождевых вод с  территории промышленных предприятий  весьма приближённые. Удельный вес  отдельных показателей в этом списке определяется прежде всего видом  производства.

В практике используется также  понятие городские сточные воды, которые представляют собой смесь  бытовых и производственных сточных  вод. Бытовые, производственные и атмосферные  сточные воды отводятся как совместно, так и раздельно. Наиболее широкое  распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все  три категории сточных вод  отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской  территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких сетей  труб и каналов : по одной из них  отводятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые и загрязненные производственные сточные воды.

Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси органического  и минерального происхождения, которые  находятся в не растворенном, коллоидном и растворенном состоянии. Степень  загрязнения сточных вод оценивается  концентрацией, т. е. массой примесей в  единицу объема мг/л или г/куб. м. Состав сточных вод регулярно  анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению величины ХПК (общая концентрация органических веществ) ; БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим  путем) ; концентрация взвешенных веществ ; активной реакции среды ; интенсивности  окраски ; степени минерализации ; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования  сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия, но также сточных вод от отдельных  цехов и аппаратов. Помимо определения  основных санитарно-химических показателей  в производственных сточных водах  определяются концентрации специфических  компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых  веществ.

В составе инженерных коммуникаций промышленного предприятия, как  правило, имеется несколько водоотводящих  сетей. Незагрязненные нагретые сточные  воды поступают на охладительные  установки (брызгальные бассейны, градирни, охладительные пруды), а затем  возвращаются в систему оборотного водообеспечения. Загрязненные сточные  воды поступают на очистные сооружения, а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему  оборотного водообеспечения в те цеха, где ее состав удовлетворяет  нормативным требованиям.

Эффективность использования  воды на промышленных предприятиях оценивается  такими показателями, как количество использованной оборотной воды, коэффициентом  ее использования и процентом  ее потерь.

Для промышленных предприятий  составляется баланс воды, включающий расходы на различные виды потерь, сбросы и добавление компенсирующих расходов воды в систему. Проектирование вновь строящихся и реконструируемых систем водоотведения населенных пунктов  и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утвержденных в установленном порядке схем развития и размещения отрасли народного  хозяйства, отраслей промышленности и  схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам. При  выборе систем и схем водоотведения  должна учитываться техническая, экономическая и санитарная оценки существующих сетей и сооружений, предусматриваться возможность интенсификации их работы.

При выборе системы и схемы  водоотведения промышленных предприятий  необходимо учитывать :

• требования к качеству воды, используемой в различных технологических процессах ;
• количество, состав и свойства сточных вод от дельных производственных цехов и предприятия в целом, а также режимы водоотведения ;
• возможность сокращения количества загрязненных производственных сточных вод путем рационализации технологических процессов производства ;
• возможность повторного использования производственных сточных вод в системе оборотного водообеспечения или для технологических нужд другого производства, где допустимо применять воды более низкого качества ;
• целесообразность извлечения и использования веществ, содержащихся в сточных водах ;
• возможность и целесообразность совместного отведения и очистки сточных вод нескольких близко расположенных промышленных предприятий, а также возможность комплексного решения очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных пунктов ;
• возможность использования в технологическом процессе очищенных бытовых сточных вод ;
• возможность и целесообразность использования бытовых и производственных сточных вод для орошения сельскохозяйственных и технических культур ;
• целесообразность локальной очистки сточных вод отдельных цехов предприятия ;
• само очищающую способность водоема, условия сброса в него сточных вод и необходимую степень их очистки ;
• целесообразность применения того или иного метода очистки.