Технологии утилизации осадков сточных вод. Способы очистки сточных вод с использованием химических, биологических и механических средств Переработка воды

Ежедневно в результате работы промышленных предприятий и жизнедеятельности людей образуются огромные объемы сточных вод. Современные технологии обработки предотвращают их отрицательное воздействие на экологию.

Как утилизируются сточные воды

Промышленные предприятия и городские канализационные системы ежедневно собирают значительные объемы жидких отходов. Высокое содержание токсических веществ в сточных водах создает угрозу для окружающей среды. Все компании в России обязаны организовывать переработку в промышленных предприятиях, а также продуктов жизнедеятельности человека.

Утилизация сточных вод – процесс сбора осадка и нейтрализации загрязняющих соединений с сопутствующим обеззараживанием жидких масс. В современной промышленности используются различные методы обработки:

• механические;
• химические;
• физико-химические;
• биологические.

Небольшие очистные устройства или крупные сооружения могут производить утилизацию на основании одного или нескольких указанных методов.

Переработка иловых осадков

Российские предприятия приобрели успешный опыт создания биогазовых электростанций. Такие объекты производят переработку собранных иловых осадков, содержащихся в сточных водах. В качестве продукта утилизации на станции получают природный газ, пригодный для дальнейшей выработки электроэнергии.

В Москве в период с 2009 до 2012 года построены крупные биогазовые станции мощностью по 10 МВт. В 2016 году подобный объект был построен на центральном водоканале города Иваново. Отлаженная переработка иловых осадков помогает добиться ряда целей:

• сокращение расходов на утилизацию остатков сточных вод;
• улучшение экологической ситуации в регионе;
• снижение расходов на транспортировку ила;
• создание надежных энергосберегающих систем.

Совершенствование перерабатывающих технологий сокращает время сбраживания иловой смеси и дает возможность отказаться от использования цеха обезвоживания при утилизации.

Монтаж очистных сооружений

Строительство крупных объектов или жилых комплексов осуществляет система отведения сточных вод. Создание очистных сооружений делает предприятие автономным, сокращает расходы на утилизацию отходов и снижает отрицательное влияние на окружающую среду.

Мощность и тип очищающей системы зависит от характера сточных вод и других собираемых отходов. Монтаж производится в несколько этапов:

1. Выбор места. Допускается установка на дистанции не менее метра от основания здания. Ввиду периодического сброса в ходе утилизации отходов, очищенной воды обустраиваются пути для ее сбора или отведения.
2. Земляные работы. Вырывается и обустраивается котлован, укладываются коммуникации для транспортировки стоков и продуктов переработки.
3. Монтаж очищающего оборудования. В котлован, соответствующий по размерам используемой техники, устанавливается очистная станция. Для обеспечения ее работоспособности подключаются подающие и отводящие магистрали, подается энергоснабжение, устанавливается дополнительное оборудование.

В ходе заключительных земляных работ автономная канализация заливается и обсыпается, после чего сооружение можно использовать по назначению.

Специфика работы большинства производственных объектов подразумевает утилизацию материалов различной степени опасности. Побочные продукты переработки могут содержать специфические вещества, для работы с которыми не приспособлены обычные очистные сооружения. Система переработки сточных вод на таких предприятиях может включать специфические подходы:

1. Гравитационное отсеивание. Тяжелые частицы под собственным весом оседают на дно резервуара и отсеиваются механически.
2. Химическая нейтрализация. Сточные воды подвергаются обработке нейтрализующими веществами. Содержащиеся в них специфические химические соединения вступают в контролируемую реакцию и становятся нетоксичными.
3. Биопереработка. Аэробные и микроаэрофильные микроорганизмы, для которых содержащиеся в отходах вещества служат продуктом питания. В результате их жизнедеятельности сложные химические соединения разбиваются на более простые и обезвреживаются.

Если промышленное предприятие сбрасывает большое количество отходов разных видов, применяются физико-химические методы. Они подразумевают утилизацию посредством электролиза, ионного обмена, флотации и прочих процессов для обезвреживания сточных вод.

Утилизация шлама

При бурении земли образуется большое количество специфических отходов. Буровой шлам – результат бурения в почве или твердых породах. Это масса твердых частиц, содержащая землю, глину, бетониты и воду. Утилизация шлама проводится путем помещения в подземные пласты или захоронения на территории полигонов. Различные методы обработки позволяют приспособить его для дальнейшего использования:

1. Термический. Путем обжига из шлама получают сырье для производства битума, не содержащего органических веществ.
2. Физический. При помощи центробежной силы или давления сыпучая смесь разбивается на фракции.
3. Химический. Чистая порода выделяется из шламовой массы растворителями и отвердителями.
4. Биологический. Применяются при захоронении, подразумевают применение микроорганизмов для постепенной переработки.
5. Физико-химический. Посредством специального оборудования и реагентов вредящие экологии компоненты удаляются из шлама.

Продукты бурения несут серьезную угрозу для экологии, поэтому порядок обращения с ними закреплен в положениях N 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» и других нормативных актах. Каждое предприятие, работающее в горно-рудной сфере, обязано производить утилизацию шлама самостоятельно или путем обращения в специализированные организации.

Утилизация сточных вод необходима для предотвращения отрицательных воздействий на экологию. Для этого используют переработку осадков, очистные сооружения и системы.

Состояние окружающей среды напрямую зависит от степени очистки промышленных сточных вод близко расположенных предприятий. В последнее время экологические вопросы стоят очень остро. За 10 лет было разработано множество новых эффективных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий.

Очистка производственных сточных вод разных объектов может происходить в одной системе. Представители предприятия могут договориться с коммунальными службами о сливе своих сточных вод в общую централизованную канализацию населенного пункта, где она расположено. Что бы это стало возможно, предварительно проводят химический анализ стоков. Если они имею допустимую степень загрязнения, то промышленные сточных вод будут сливаться совместно с бытовыми стоками. Возможна предочистка сточных вод предприятий специализированным оборудованием для ликвидации загрязнений определенной категории.

Нормы состава промышленных стоков для слива в канализацию

Промышленные использованные воды могут иметь в составе вещества, которые будут разрушать канализационный трубопровод и станции очистки города. Если они попадут в водоемы, то отрицательно повлияют на режим использования воды и жизнь в нем. К примеру, ядовитые вещества при превышении ПДК нанесут вред окружающим водоемам и, возможно, человеку.

Что бы избежать подобных проблем, перед очисткой проводится проверка предельно допустимых концентраций различных химических и биологических веществ. Подобные действия являются профилактическими мерами правильной работы канализационного трубопровода, функционирования очистных сооружений и экологии окружающей среды.

Требования к стокам учитываются во время проектирования монтажа или реконструкции всех промышленных учреждений.

Заводы должны стремиться работать на технологиях с малым количеством отходов или вообще без них. Вода должна использоваться повторно.

Отводимые в центральную канализационную систему сточные воды должны соответствовать следующим нормам:

• БПК 20 должен быть меньше допустимого значения проектной документации очистной станции канализационной сети;
• стоки не должны стать причиной сбоев или остановки работы канализации и очистной станции;
• сточные воды не должны иметь температуру выше 40 градусов и рН 6,5-9,0;
• сточная вода не должна содержать абразивные материалы, песок и стружку, которые могут образовывать осадок в элементах канализации;
• не должно быть примесей, которые засоряют трубы и решетки;
• стоки не должны иметь агрессивные компоненты, приводящие к разрушению труб и других элементов станций очистки;
• сточные воды не должны иметь в своем составе взрывоопасные компоненты; не разлагающиеся биологическим методом примеси; радиоактивные, вирусные, бактериальные и токсичные вещества;
• ХПК должен быть меньше БПК 5 на 2,5 раза.

Если сбрасываемые воды не соответствуют указанным критериям, то организуют местную предочистку сточных вод. Примером может быть очистка сточных вод гальванического производства. Качество очистке должно быть согласована монтирующей организацией с муниципальными властями.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Очистка воды должна удалить негативные для окружающей среды вещества. Используемые технологии должны нейтрализовать и утилизировать компоненты. Как видно, методы очистки должны учитывать первоначальный состав стоков. Кроме токсичных веществ, следует контролировать жесткость воды, ее окисляемость и т.д.

Каждый вредный фактор (ВФ) имеет собственный набор характеристик. Иногда один показатель может говорить о существовании нескольких ВФ. Все ВФ разделяют по классам и группам, которые имеют свои методы очистки:

• грубодисперсные взвешенные примеси (взвешенные примеси с фракцией свыше 0,5 мм) – просеивание, отстаивание, фильтрация;
• грубодисперсные эмульгированные частицы – сепарация, фильтрация, флотация;
• микрочастицы – фильтрация, коагуляция, флокуляция, напорная флотация;
• стабильные эмульсии – тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация;
• коллоидные частицы – микрофильтрация, электрофлотация;
• масла – сепарация, флотация, электрофлотация;
• фенолы – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем, флотация, коагуляция;
• органические примеси – биологическая очистка, озонирование, сорбция активированным углем;
• тяжелые металлы – электрофлотация, отстаивание, электрокоагуляция, электродиализ, ультрафильтрация, ионный обмен;
• цианиды – химическое окисление, электрофлотация, электрохимическое окисление;
• четырехвалентный хром – химическое восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция;
• трехвалентный хром – электрофлотация, ионный обмен, осаждений и фильтрация;
• сульфаты – отстаивание с реагентами и последующей фильтрацией, обратный осмос;
• хлориды – обратный осмос, вакуумное выпаривание, электродиализ;
• соли – нанофильтрация, обратный осмос, электродиализ, вакуумное выпаривание;
• ПАВ – сорбция активированным углем, флотация, озонирование, ультрофильтрация.

Виды сточных вод

Загрязнения стоков бывают:

• механические;
• химические – органические и неорганические вещества;
• биологические;
• тепловые;
• радиоактивные.

В каждой отрасли промышленности состав сточных вод разный. Выделяют три класса, которые содержат:

1. неорганические загрязнения, в том числе и токсичные;
2. органику;
3. неорганические примеси и органику.

Первый вид загрязнений присутствует у содовых, азотных, сульфатных предприятий, которые работают с различными рудами с кислотами, тяжелыми металлами и щелочами.

Второй тип свойственен предприятиям нефтяной промышленности, заводам органического синтеза и др. В воде много аммиака, фенолов, смол и других веществ. Примеси при окислении приводят к снижению концентрации кислорода и снижению органолептических качеств.

Третий тип получается в процессе гальванообработке. В стоках много щелочей, кислот, тяжелых металлов, красителей и т.д.

Методы очистки сточных вод предприятий

Классическая очистка может происходить с применением различных методов:

• удаление примесей без изменения их химического состава;
• модификация химического состава примесей;
• биологические способы очистки.

Удаление примесей без изменения их химического состава включает:

• механическая очистка с использованием механических фильтров, отстаивания, процеживания, флотации и т.д.;
• при постоянном химическом составе меняется фаза: выпаривание, дегазация, экстракция, кристаллизация, сорбция и т.д.

Местная система очистки стоков основывается на многих методах очистки. Они подбираются под определенный вид сточных вод:

• взвешенные частицы удаляются в гидроциклонах;
• загрязнения мелкой фракции и осадок удаляют в непрерывных или периодических центрифугах;
• флотационные установки эффективны в очистки от жиров, смол, тяжелых металлов;
• газообразные примеси удаляются дегазаторами.

Очистка стоков с изменением химического состава примесей так же подразделяется на несколько групп:

• переход в труднорастворимые электролиты;
• образование мелкодисперсных или комплексных соединений;
• распад и синтез;
• термолиз;
• окислительно-восстановительные реакции;
• электрохимические процессы.

Эффективность биологических методов очистки зависит от видов примесей в стоках, которые могут ускорить или замедлить разрушение отходов:

• наличие токсичных примесей;
• повышенная концентрация минеральных веществ;
• питание биомассы;
• структура примесей;
• биогенные элементы;
• активность среды.

Что бы очистка промышленных сточных вод была результативной, то должен быть выполнен ряд условий:

1. Существующие примеси должны быть подвержены биологическому распаду. Химический состав стоков влияет на скорость биохимических процессов. К примеру, первичные спирты окисляются быстрее, чем вторичные. При повышении концентрации кислорода биохимические реакции протекают быстрее и качественнее.
2. Содержание токсичных веществ на должно негативно влиять на работу биологической установки и технологии очистки.
3. ПКД 6 так же не должно нарушать жизнедеятельность микроорганизмов и процесс биологического окисления.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очистка сточных вод происходит в несколько этапов с использованием разных методов и технологий. Это объясняется довольно просто. Нельзя производить тонкую очистку, если в стоках присутствуют крупнодисперсные вещества. Во многих методах предусмотрены предельные концентрации по содержанию определенных веществ. Таким образом, сточные воды должны быть предварительно очищены перед главным методом очистки. Комбинация из нескольких методах является максимально экономной на предприятиях промышленности.

Каждое производства имеет определенное количество стадий. Оно зависит от вида очистительных станций, способов очистки и состава сточных вод.

Самым целесообразным способом является четырехстадийная очистка воды.

1. Удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если сточные воды не содержат данный вид примесей, то первая стадия пропускается. Является предварительной очисткой. В нее входит коагуляция, флокуляция, смешивание, отстаивание, просеивание.
2. Удаление всех механических примесей и подготовка воды к третьей стадии. Является первичной стадией очистки и может состоять из осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
3. Удаление загрязняющих веществ до определенного заданного порога. Вторичная обработка включает химическое окисление, обезвреживание, биохимия, электрокоагуляция, электрофлотация, электролиз, мембранная очистка.
4. Удаление растворимых веществ. Является глубокой очисткой – сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Химический и физический состав определяет набор методов на каждом этапе. Допускается исключение некоторых стадий при отсутствии определенных загрязнений. Однако вторая и третья стадия являются обязательными в очистке промышленных сточных вод.

Если соблюдать перечисленные требования, то отвод сточных вод предприятий не нанесет ущерб экологической обстановки окружающей среды.

Сброс в окружающую среду бытовых и промышленных стоков без предварительной обработки повлек бы за собой настоящую экологическую катастрофу.

Поскольку химический состав отходов по мере развития технологий становится все более разнообразным и агрессивным, методы очистки сточных вод постоянно совершенствуются.

Из-за большого разнообразия растворимых и нерастворимых загрязнителей в сточных водах создать универсальный способ их обезвреживания и удаления не представляется возможным.

Поэтому на очистных сооружениях применяют целый набор приемов, каждый из которых ориентирован на работу с той или иной группой веществ.

Все эти приемы можно разделить на несколько категорий:

1. Механические.
2. Химические.
3. Биологические и биохимические.
4. Физико-химические.

Каждая из перечисленных технологий очистки включает в себя несколько ступеней, требующих применения определенных технических устройств, химикатов и биологически активных препаратов.

Способы очистки сточных вод

Рассмотрим подробнее, как именно осуществляется обезвреживание сточных масс. Физико-химические и другие методы очистки сточных вод смотрите ниже.

Химические методы очистки сточных вод

Основаны на применении химикатов, результатом чего становится один из трех процессов:

1. Нейтрализация: данный метод призван обезвреживать кислоты и щелочи путем преобразования их в безопасные вещества. С такими загрязнителями приходится иметь дело при очистке стоков промышленных предприятий. Если в наличии имеются и кислотные, и щелочные стоки, их можно нейтрализовать путем простого смешивания. Для нейтрализации кислотных вод применяют щелочные отходы, едкий натр, соду, мел и известняк. Для реализации данного метода на предприятиях устанавливают фильтры и различные устройства.
2. Окисление: окислению подвергают те виды загрязнений, которые невозможно обезвредить другими способами. В качестве окислителей применяют кислород, бихромат и перманганат калия, гипохлорит натрия и кальция, хлорную известь и другие реагенты.
3. Восстановление: с помощью данного метода можно обезвредить соединения хрома, ртути, мышьяка и некоторых других элементов, которые являются легковосстанавливаемыми. В роли реагентов выступают диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Промышленная очистка воды

Обеззараживание очищенной воды осуществляют при помощи газообразного хлора или хлорной извести.

Биохимические

В рамках данной методики помимо химических реагентов применяют различные микроорганизмы, употребляющие органические загрязнения в качестве пищи. Очистные станции, работа которых основана на этом принципе, можно разделить на две группы:

1. Работающие в естественных условиях: могут представлять собой водоемы (биопруды), либо «сухопутные» сооружения (поле орошения и поле фильтрации), в которых происходит почвенная доочистка стоков. Такие станции обладают низкой эффективностью, требуют больших площадей и сильно зависят от климатических факторов.
2. Работающие в искусственных условиях: создавая искусственным путем более комфортные для микроорганизмов условия, результативность очистки удается значительно увеличить.

Сооружения, входящие в последнюю категорию, делятся на три типа:

• аэротенки;
• биофильтры;
• аэрофильтры.

Анаэробная система очистки с последующей очисткой МБР

Биофильтр – это установка, в которой имеется фильтрующая засыпка из керамзита, шлака, гравия или аналогичного материала. Колонии микроорганизмов образуют на нем пленку.

Аэрофильтр устроен аналогичным образом, но в нем предусмотрена принудительная подача воздуха в фильтрующий слой. Это позволяет увеличить его мощность до 4-х м и сделать процессы окисления значительно более интенсивными.

В аэротенках полезная биомасса существует в виде активного ила, который с помощью различных механических устройств перемешивается с поступающими стоками в однородную массу.

Согласно СанПиН, санитарные зоны должны быть организованы на всех водопроводов в целью сохранения водных ресурсов. Что такое и какие требования предъявляются по защите источников водозабора, читайте далее.

Как сделать песчаный фильтр для бассейна своими руками, читайте .

А в этой статье вы можете ознакомиться с методами очистки воды от железа. А также вы узнаете, как определить наличие железа в воде.

Биологические

Для переработки сточных вод, содержащих только органические загрязнения, применяют биологический метод. От биохимического он отличается только отсутствием химикатов.

Наиболее производительными являются аэробные микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.

Если они работают в сооружении с искусственными условиями, либо в биопруду, в стоки приходится закачивать с помощью компрессора воздух. Менее затратными, но и менее производительными являются анаэробные бактерии, которые кислород не используют.

Чтобы поднять степень биологической фильтрации, переработанные стоки подвергают доочистке. В большинстве случаев для этого применяют многослойные песчаные фильтры или так называемые контактные осветлители. В редких случаях используют микрофильтры.

Если стоки содержат трудноокисляемые вещества, их можно отфильтровать с помощью активированного угля или другого сорбента, либо прибегнуть к химическому окислению, например, с помощью озона.

В ходе очистки биологическим методом вода избавляется от токсичных веществ, но насыщается фосфором и аммонийным азотом.

Если такую воду сбросить в естественный водоем, эти элементы спровоцируют «демографический взрыв» среди водорослей (фосфор в количестве 1 мг обеспечивает появление 115-ти мг биомассы), что нежелательно для экосистемы водоема.

Биологическая очистка воды на предприятии

Для удаления азота применяют два способа:

1. Физико-химический: воду подвергают известкованию, за счет чего ее рН увеличивается до 10 – 11 единиц. Образующийся при этом аммиак выводят в градирнях при помощи отдувки воздухом.
2. Биологический.

Биологический метод осуществляется поэтапно:

• Сначала при помощи особых бактерий в аэротенке происходит нитрификация очищенной воды.
• Далее жидкость поступает в герметично закрытую емкость – денитрификатор, где находящиеся без доступа воздуха бактерии разрушают молекулы нитритов и нитратов (выделяется молекулярный азот) путем отщепления от них необходимого для жизнедеятельности кислорода.

Для удаления фосфора в воду добавляют известь, а также соли алюминия или железа. Фосфор вступает в реакцию, в результате которой образуются выпадающие в осадок соединения.

Физико-химические методы очистки

1. Коагуляция: в стоки добавляют особые реагенты – так называемые коагулянты и флокулянты. Их действие сопровождается различными эффектами: растворимые загрязнители могут превратиться в нерастворимые хлопья, удаляемые путем процеживания; опасные компоненты распадаются на безопасные; реакция сточных масс меняется, например, с кислотной на нейтральную.
2. Ионообменный метод: чаще всего применяется с целью умягчения воды. Суть метода состоит в замене «нежелательных» ионов (в случае умягчения – магния и кальция) «безобидными», например, натрия.
3. Флотация: метод очистки сточных вод направлен на выделение нефтепродуктов. В сточные массы подается воздух, образующий множество пузырьков. Частички нефтепродуктов имеют свойство прилипать к таким пузырькам, вследствие чего они оказываются на поверхности в виде пены. Ее можно удалить посредством специальных скребков либо путем поднятия уровня воды – при этом пена сама стечет в приемный лоток.

Процесс физико-химической очистки воды

Если загрязнители не обладают достаточной «прилипчивостью», ее стимулируют путем введения специальных реагентов.

Существует несколько разновидностей флотации: напорная, механическая, биологическая, пенная, пневматическая.

Кроме указанных методов в рамках физико-химической очистки применяют обратный осмос, выпаривание, экстракцию и многое другое.

Здоровье человека во многом зависит от качества потребляемой воды. Так как водопроводная вода далека от идеала, люди все чаще устанавливают . Обзор типов фильтров вы найдете на нашем сайте.

Какую модель насосной станции для дачи лучше приобрести, рассмотрим в материале.

Механические и физические методы

Механическим способом избавляются от нерастворимых включений. В большинстве случаев эта стадия является предварительной и используется в сочетании с другими видами очистки. Данная методика включает три этапа.

Отстаивание

Также часто называют гравитационной очисткой. В ходе отстаивания примеси с большей, чем у воды, плотностью собираются на дне, а легкие – всплывают. К последним относятся многие примеси, характерные для стоков промышленных предприятий: масла (отстойник называют маслоуловителем), жиры (жироловушки), нефть (нефтеловушки) и смолы (смолоуловители). Ранее отдельные жироловушки применялись и для очистки бытовых стоков, но сегодня их функция возложена на особые устройства, которыми оснащаются отстойники.

Для удаления песка и других взвесей минеральной природы применяют особую разновидность отстойников — песколовки. Они могут быть трубчатыми, статическими и динамическими.

Гравитационный отстойник

В силу особенностей технологии гравитационным методом очистки удается выделить только 80% примесей, поддающихся такой обработке. В среднем это количество составляет всего 60% от общего объема нерастворенных примесей. Чтобы сделать отстаивание более эффективным, применяют такие методы, как осветление при помощи взвешенного фильтра, биокоагуляцию и преарэрацию (бывает с избыточным илом или без него).

Содержащий большое количество яиц гельминтов и болезнетворных бактерий осадок подвергают доочистке при помощи анаэробных микроорганизмов в септиках и метантенках.

Процеживание

Для отсеивания крупных взвешенных частиц (плотность почти равна плотности воды) стоки процеживают через установленные на их пути решетки и сита.

Фильтрование

Метод аналогичен процеживанию, но направлен на удаление примесей более мелких фракций.

Вместо сит применяют тканевые, пористые или мелкозернистые фильтры.

Существуют специальные устройства – микропроцеживатели, представляющие собой оснащенный сеткой барабан. Отсеянные примеси смываются в бункер-уловитель струей воды, бьющей из специальных форсунок.

Видео на тему

Состояние природной среды зависит от степени ее загрязненности деятельностью человека. Немалый вклад в это создают промышленные предприятия, а в особенности – их сточные воды.

Очистка промышленных сточных вод – это актуальная проблема, методы решения которой продолжают развиваться. Современные очистные сооружения во многом превосходят своих предшественников. Во многом это связано с ужесточением природоохранного законодательства. Нормативы загрязняющих веществ становятся все более строгими, а штрафы за их невыполнение – все более дорогими. Поэтому даже для небольших предприятий так важно позаботиться об очистке своего стока.

Получить консультацию по подбору системы очистки промышленных стоков и приобрести данное оборудование в г. Тюмень можно в компании «КВАНТА+».

Нормы состава промышленных стоков для сброса в канализацию

Промышленные стоки, отводимые в систему городской канализации, должны соответствовать нормативам местного оператора водоотведения (городского водоканала). Чаще всего такие требования устанавливаются в зависимости от состояния городских очистных сооружений. Они могут быть чувствительными к составу стока. Ведь на многих заводах сточные воды содержат вещества, способные вызвать коррозию или разрушение трубопроводов и оборудования.

Станция очистки сточных вод небольшого предприятия

Промышленные воды, которые сбрасываются в централизованную канализационную систему, не должны нарушать следующие требования:

• в воде не должно быть абразивных материалов, которые способны образовывать осадок в трубах и повреждать их;
• сточные воды не должны содержать веществ, агрессивных по отношению к материалам оборудования (сильные кислоты и щелочи);
• в стоках не должно быть взрывоопасных или радиоактивных веществ;
• температура воды не должна превышать 40 градусов по Цельсию;
• pH должно находиться в пределах от 6,5 до 8,5.

Требования ПДК к сбросу промышленных сточных вод

При сбросе сточных вод непосредственно в водный объект необходимо руководствоваться нормативом под номером ГН 2.1.5.1315-03. В нем определены предельно допустимые концентрации веществ, превышение которых нанесет непоправимый вред флоре и фауне водоема (а также приведет к проверкам и штрафам). Важнейшие из значений представлены в таблице.

Значения ПДК для сброса сточных вод в водоемы

Аграрно-промышленные и животноводческие комплексы чаще всего имеют превышения по фенолам и маслам, а автомобильные заводы – по металлам и нефтепродуктам.

Когда загрязнения промышленных вод превышают указанные значения, устанавливают сооружения очистки стоков.

Виды загрязнений промышленных сточных вод

Загрязнения промышленных вод различаются по агрегатному состоянию, по размеру, по химической инертности. Для того, чтобы наиболее правильно подобрать методику очистки промышленных вод, применяют следующую классификацию:

• грубодисперсные взвешенные примеси;
• эмульгированные примеси;
• мелкодисперсные частицы;
• эмульсии;
• металлы;
• органические вещества (органика);
• ПАВ и АПАВ.

Сброс загрязненных сточных вод в водоем

Виды сточных вод

По составу загрязнений сточные воды предприятий делятся на три группы:

1. Неорганические стоки;
2. Сточные воды с органикой;
3. Смесь из неорганических и органических загрязнений.

Первая группа включает в себя промышленные стоки заводов, производящих соду, сульфаты и азотные соединения, а также использующие в своей технологии металлы, щелочи и кислоты.

Ко второй группе относятся предприятия пищевой промышленности, органического синтеза и нефтеперерабатывающие заводы.

Третья группа – это гальваника и текстильное производство, где кислоты и щелочи сочетаются с металлами, органическими красителями или маслами.

Способы очистки стоков

Методы очистки промышленных сточных вод делятся на группы по принципу действия:

• механические методы;
• химические способы;
• физико-химические способы;
• биологические методы.

Механические способы очистки позволяют удалить из промышленных стоков крупные твердые частицы. Они позволяют очистить воду не менее чем от половины минеральных нерастворимых частиц.

Химические методы основываются на введении в поток реагентов, переводящих растворенные в промышленной воде вещества в нерастворимое состояние.

Физико-химические методы сочетают действие физических сил с химическими реакциями. Благодаря им выводятся остатки неорганических веществ, расщепляются органические загрязнения.

Биологическая очистка позволяет избавить сточную воду от органики и снизить значения БПК и ХПК.

Схема очистки сточных вод предприятия

Механические способы очистки

К механическим методам относятся отстаивание и фильтрация. Такое оборудование очень эффективно по отношению к взвеси. Механическая очистка чаще всего является первой ступенью очистки и дополняется сооружениями других видов.

Принципиальная схема радиального отстойника

Отстаивание происходит в песколовках и отстойниках. В этих сооружениях под действием силы гравитации крупные частицы оседают на дно и удаляются.

Важно следить, чтобы на этом этапе не происходило осаждение органики. Органические вещества в осадке песколовок и отстойников свидетельствуют о плохом качестве очистных сооружений и при дальнейшей переработке вызывают гниение.

При фильтрации вода проходит через сетку или пористую загрузку. Загрязнения задерживаются в порах или ячейках, а чистая вода поступает на следующее сооружение.

Химическая очистка стоков

Химическая очистка проводится с помощью емкостей-реакторов, где происходит смешение стока и реагента. Она основывается на следующих взаимодействиях:

• восстановительно-окислительных процессах;
• электролиз или термолиз;
• синтез и распад;
• образование нерастворимых соединений.

Методы очистки физико-химической природы

Наиболее востребованными видами являются коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция и ионный обмен. Реже применяются экстракция и эвапорация.

Данные способы очистки промышленных стоков работают только при определенных условиях. Поэтому в схеме очистных сооружений оборудование этого вида очистки чаще всего стоит после механических и химических методов, когда в воде находится значительно меньше загрязнений.

Установка пенной флотации

Способы биологической очистки

Биологическая очистка заключается в поглощении микроорганизмами органических веществ. В специализированных емкостях, где вода находится длительное время, органика окисляется и минерализуется под действием аэробов, обитающих в объеме сооружения. Аэробы – это микроорганизмы, обитающие и хорошо себя чувствующие при поступлении кислорода воздуха.

Для биологических методов применяют аэротенки, окситенки, биофильтры. Эти сооружения различаются между собой видом микроорганизмов: биопленка в биофильтрах и активных ил в аэротенках и окситенках.

Чаще всего очистные сооружения выглядят как система герметичных резервуаров и трубопроводов, компактно расположенная на производственной площадке. Кроме самих сооружений проектируется подъездная дорога и сооружения обработки осадков и избыточных илов.

Проектирование сооружений очистки стоков проводится индивидуально для каждого предприятия в зависимости от объема стока и его загрязненности. Грамотно составленная схема очистки снижает концентрацию загрязнений в стоке до минимальных отметок.

Очистные сооружения крупного предприятия

Подведение итогов

Постоянное развитие сферы очистных сооружений позволяет с каждым годом улучшать показатели сбрасываемых сточных вод и извлекать из них ценные компоненты, дополнительно снижая стоимость их эксплуатации.

Благодаря этому предприятия избегают крупных штрафов и санкций, а также зарабатывают налоговые скидки из-за реализации природоохранных программ. Таким образом, качественная очистка промышленных стоков положительно влияет не только на окружающую среду, но и на бюджет предприятия.

В процессе очистки городских сточных вод на московских очистных сооружениях образуется около 9 млн. куб.м жидких осадков, требующих переработки и обезвреживания.

Для переработки и обезвреживания осадка используются индустриальные методы. Обезвреживание осадка осуществляется в специализированных сооружениях – метантенках при термофильном режиме сбраживания (при температуре 50-53 0 С). В целях максимального уменьшения объема утилизируемых отходов, обезвреженные осадки, предварительно кондиционированные раствором флокулянта, подаются для обезвоживания на декантеры, минуя стадии промывки и уплотнения в уплотнителях сброженного осадка. В процессе механического обезвоживания объем осадка уменьшается более чем в 9 раз.

Анализ передового опыта показал, что в современных условиях использование центробежных аппаратов - декантеров для переработки осадков сточных вод является наиболее предпочтительным.

В 2013-2014 годах проведена реконструкция отделений цеха механического обезвоживания осадка Курьяновских очистных сооружений в Ленинском и Раменском районах Московской области, в ходе которой была проведена замена 12 морально и физически устаревших камерных фильтр-прессов на современное обезвоживающее оборудование – восемь декантеров.

В 2017 году завершена реконструкция цеха механического обезвоживания на Люберецких очистных сооружений с созданием единого центра обезвоживания осадка на территории Новолюберецких очистных сооружениях, в результате которой введены в эксплуатацию девять декантеров.

Модернизация цехов обезвоживания позволила решить ключевые проблемы:

• обеспечен резервный запас по производительности оборудования, т.е. увеличена его надежность,
• выведены из эксплуатации 34 уплотнителя сброженного осадка, являющихся источниками дурных запахов,
• сокращено количество простоев из-за засоров посредством установки решеток на сброженном осадке,
• уменьшен рецикл взвешенных веществ со сливной водой, тем самым снижена нагрузка по загрязнениям на головные сооружения,
• сокращена численность обслуживающего персонала.

Проблемы утилизации осадка

Использование индустриальных методов обезвоживания позволяет уменьшить объем осадка более чем в 9 раз.

В настоящее время обезвоженный осадок вывозится сторонними организациями за пределы территории очистных сооружений в целях его обезвреживания или возможного использования для производства готовой продукции. На основе осадков производятся технические/биологические рекультиванты, биопочва и т.д., которые применяются для рекультивации нарушенных земель, отработанных карьеров, полигонов твердых бытовых отходов, проведения планировочных работ. В сложившейся экологической обстановке в Московской области проводить такие работы с каждым годом становится все труднее и затраты на утилизацию осадка неуклонно растут.

Предлагаемые на мировом рынке варианты утилизации осадков, могут быть сведены к следующим методам:

• использование осадка для производства биопочвы;
• утилизация осадка на базе современных термических технологий и, как следствие, получение из отходов вторичных продуктов, пригодных к реализации в строительной отрасли для производства строительных материалов или цемента.

Преимущества производства биопочв

Одним из путей решения проблемы загрязненных и деградированных городских почв – применение в зеленом строительстве города почвогрунтов с использованием обезвоженных и обезвреженных осадков сточных вод.

Технология производства почвогрунтов решает сразу несколько важнейших экологических задач:

• утилизация отходов очистных сооружений;
• создание достаточного количества кондиционных почвогрунтов в городе.

Преимущества термического метода утилизации осадка

Учитывая сложную экологическую обстановку в городе, принято решение об использовании на первом этапе схемы сушки обезвоженного осадка. При этом объем осадка уменьшится более чем в 3 раза, а калорийность высушенного осадка позволит использовать его в качестве топливной составляющей при производстве готовой продукции.

С 2018 года в АО «Мосводоканал» ведутся работы по производству твердого биологического топлива (ТБТ) из механически обезвоженного осадка ЛОС в соответствии с Техническими условиями "Твердое биотопливо" ТУ 38.32.39.-001-03324418-2017. Производство ТБТ осуществляется на оборудовании ООО "ЕФН Эко Сервис" в отделении сушки осадка на мини-ТЭС с использованием биогаза, образованного на очистных сооружениях.

В настоящее время полученное твердое биотопливо передается для использования в качестве альтернативного топлива цементным заводам ООО "Холсим (Рус) СМ", ООО "БазэлЦемент» и ООО "Хайдельберг-Цемент".