Промышленные сточные воды.
В то время, как бытовые сточные воды имеют более-менее одинаковые характеристики, широкое разнообразие промышленных сточных вод (сокращенно ПСВ) требует особого изучения их в каждой отрасли промышленности, а часто – и применения особых технологий.
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ МОЖНО ВЫДЕЛИТЬ 4 КРУПНЫЕ КАТЕГОРИИ СТОЧНЫХ ВОД
Сточные воды от производственных процессов
• Особые сточные воды
• Сточные воды вспомогательных систем
• Случайные сбросы сточных вод
Рассмотрим их подробнее
Сточные воды от производственных процессов
Большая часть производственных технологических процессов приводит к появлению загрязнений в результате контакта воды с газами, жидкостями или твердыми веществами. Потоки этих сточных вод могут быть непрерывными или периодическими. Они даже могут образовываться лишь в отдельные сезоны (н-р, в аграрно-пищевой промышленности сбор и переработка сахарной свеклы длится 2 месяца в году).
Если речь идет об отлаженном и регулярном производстве, обычно известны расход сточных вод и концентрация содержащихся в них загрязнений.
Рис. 1 Промышленные сточные воды. Источник Яндекс Фото.
Особые сточные воды
Некоторые сточные воды следует выделять в отдельные потоки:
• Для проведения специфической обработки, возможно, с рекуперацией некоторых компонентов и/или воды с их возвратом в производство
• Для направления в промежуточные накопительные резервуары, чтобы затем равномерно вводить их в общую линию обработки сточных вод (возможно, с предварительным обезвреживанием)
К ним относятся:
• Отработанные растворы гальванических и травильных ванн, отработанные содовые растворы, аммиачные воды от коксовальной установки
• Конденсаты в производстве бумаги, маточные растворы в аграрно-пищевой и химической отраслях промышленности
• Токсичные и концентрированные сбросы сточных вод
Сточные воды вспомогательных систем
• Бытовые сточные воды (от столовых и т.д.)
• Воды из систем отопления (сливы из котлов, элюаты регенерации ионитов)
• Жидкие осадки от обработки воды подпиточных вод
Случайные сбросы сточных вод
Забывать о них не следует, поскольку они могут возникать в результате:
• Аварийной утечки продуктов производства во время их перемещения или хранения
• Слива воды после мытья производственных помещений или оборудования
• Слива загрязненных вод, в т.ч. после ливней, вызывающих гидравлическую перегрузку очистных сооружений
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ ПО ОЧИСТКЕ СТОКОВ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ УКАЗАННЫЕ НИЖЕ ПАРАМЕТРЫ
Для правильного проектирования сооружений очистки сточных вод необходимо располагать следующими параметрами:
• Типы, объемы и цикличность производства, потребляемое сырье
• Состав воды, поступающей на предприятие
• Возможность разделения потоков сточных вод и/или создания оборотных систем водоснабжения
• Суточные расходы сточных вод по категориям
• Среднечасовые и максимальные потоки сточных вод (длительность и периодичность по категориям)
• Средний и максимальный поток загрязнения по категориям загрязнителей и для специфического загрязнения в данной отрасли.
Часто бывает полезно знать о вторичном загрязнении сточных вод, даже случайном, которое может серьезно нарушить работу некоторых установок на очистных сооружениях. В рамках проектирования нового предприятия эту информацию, собранную после анализа производства, сравнивают с данными, полученными на аналогичных, уже существующих предприятиях.
Рис. 2 Ливневая емкость наземного исполнения, для заказчика НПЦ ПромВодОчистка
СТОИМОСТЬ ОБРАБОТКИ ПСВ В ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ СТЕПЕНИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ СИСТЕМОЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЦЕХАХ И ПРЕДПРИЯТИИ В ЦЕЛОМ
Организация выходящих водных потоков должна как можно точнее соответствовать схеме на рис. 3, которая в общем случае обеспечивает наилучшую технико-экономическую оптимизацию системы водоотведения промышленного предприятия.
В систему водоотведения входят:
1. Внутренние системы рециркуляции в производственных цехах, позволяющие:
• По мере возможности осуществлять извлечение (в целях повторного использования) сырьевых материалов
• Уменьшать расход загрязненных потоков, подлежащих обработке
• Снижать потребление свежей воды
2. Системы разделения потоков сточных вод; потоки сточных вод бывают:
Периодические:
• Загрязненные или незагрязненные ливневые стоки
• Воды от опорожнений, промывок и т.п
• Загрязненные или незагрязненные охлаждающие воды
Постоянные:
• Производственные сточные воды, требующие специфической предварительной обработки
• Производственные сточные воды, не требующие специфической предварительной обработки.
Такое разделение потоков позволяет применять накопительные, буферные, усреднительные, а также аварийные резервуары.
Рис. 3 Общие принципы системы водоотведения промышленного предприятия
ВЫДЕЛЯЮТ 5 ОСНОВНЫХ СТАДИЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД
К основным стадиям обработки ПСВ относятся: первичная обработка, биологическая обработка, третичная обработка, обработка осадков и устранение запахов.
Первичная обработка
На этой стадии могут применяться следующие процессы:
• Процеживание на решетках или ситах
• Извлечение твердых частиц или жиров
• Удаление масел
• Нейтрализация
• Охлаждение
• Коагуляция-флокуляция с последующим разделением фаз на основе традиционных методов, цель которых состоит в удалении взвешенных коллоидных частиц, в осаждении и отделении металлов и токсичных солей, в удалении эмульгированных масел
Биологическая обработка
При выборе технологии биологической обработки следует исходить:
• Из особенности сточных вод к биоразложению (отношение ХПК*/БПК**, причем особое внимание следует уделить случаям, когда это отношение превышает 3)
• Из концентрации загрязнений по таким показателям, как ХПК, БПК, азот по Кьельдалю, содержание фосфора
• Из общего солесодержания, резкие изменения которого могут оказывать влияние на биологические процессы
Рис. 4 Области применения различных способов биологической обработки сточных вод
Третичная очистка
Цели третичной очистки сточных вод, дополняющей рассмотренные выше стадии обработки, могут быть различными. С одной стороны, необходимо повышать качество очищенной сточной воды в целях соблюдения норм по сбросам в окружающую среду путем:
• Уменьшения содержания взвешенных веществ и снижения концентрации коллоидной части ХПК
• Удаления фосфора (осаждением солями железа или алюминия, реже – с помощью извести)
• Снижение содержания бионеразлагаемой части ХПК
• Снижение цветности, в частности, сточных вод текстильной промышленности
• Удаления специфических соединений, таких как пестициды, фунгициды, металлы, окисляющиеся хлором или его аналогами веществами, поверхностно-активные вещества, растворимые углероды и тп.
С другой стороны, третичная очистка может осуществляться и для последующей рециркуляции обработанной воды в производственные цехи в системы охлаждения с гидрарнями, системы промывки, системы пожаротушения и даже в системы питания котельных установок.
В таблице 1 приводится краткий перечень различных способов и технологий, применяемых на стадии третичной очистки.
Таблица 1 Способы и технологии, применяемые на стадии третичной очистки сточных вод
Обработка осадка
Как правило, проект комплекса технологических линий обработки сточных вод и осадков должен являться результатом оптимизации, которая часто приводит к необходимости добиваться снижения объема образующих осадков, поскольку, как известно, стоимость обработки и вывозов этих отходов часто составляет основную часть эксплуатационных затрат на очистных сооружениях.
Существуют различные способы снижения объема образующих осадков:
• Снижение внутрицеховых и внутризаводских потерь
• Уменьшение использования минеральных реагентов, приводящих к образованию осадков
• По возможности, использование биологических технологий, приводящих к образованию меньших объемов осадка: метанизация или мембранные биореакторы
При обработке ПСВ различных отраслей промышленности формируются осадки, различающиеся по своим характеристикам:
• Первичные и третичные осадки, специфичные для каждой отрасли промышленности. Их конечное назначение может различаться, вследствие чего может потребоваться упоминавшееся выше разделение потоков и оптимизация обработки исходя из различных факторов, например, в зависимости от типа захоронения, на которое можно вывозить обработанные осадки, возможности их размещения на сельскохозяйственных угодьях, объемов капитальных вложений и эксплуатационных затрат
• Биологические илы: принципы обработки те же, что и в случае обработки биологических илов, образующихся при обработке городских сточных вод. В некоторых случаях илы могут характеризоваться повышенным содержанием летучих соединений в общей массе сухих веществ, вследствие чего их обезвоживание часто сопряжено с некоторыми трудностями.
Устранение запахов
Содержание дурнопахнувших веществ в ПСВ зависит от технологического процесса, реализуемого в конкретном цехе. Основная масса этих веществ удаляется на стадии предварительной обработки, в которую при необходимости включают процессы аэрации или отдувки. Технология обработки требует в каждом случае отдельного рассмотрения.
Также газы формируются непосредственно в процессе обработки (особенно при биологической очистке сточных вод и обработке осадков). По своему составу они аналогичны газам, которые образуются на станциях очистки ГСВ. Для их удаления используется дегазация, дезодорация и выпаривание.
Сокращения, используемые в тексте:
*ХПК – Химическая потребность в кислороде
**БПК – Биологическая потребность в кислороде
При написании статьи использовались данные «Технического справочника по обработке воды».
