Очистка и обезвреживание сточных вод
Промышленные предприятия потребляют большие количества чистой (свежей) воды. Она используется в производственном цикле, на вспомогательных участках, для бытовых целей. Вода может быть средой для проведения химических реакций, охлаждающим агентом в теплообменной аппаратуре, её используют для мытья полов, оборудования. Взаимодействуя с химическими веществами в технологическом цикле, вода в конечном счёте «обогащается» и превращается в сточную воду.
Выделяют следующие группы сточных вод:
· производственные (ПСВ);
· бытовые (включая хозфекальные БСВ);
· атмосферные (АСВ), формирующиеся за счёт атмосферных осадков (дождь, снег), поступающих на территорию предприятия. В зависимости от содержания в них химических веществ АСВ могут быть или сильно загрязнёнными, или содержащими загрязняющие вещества в небольших количествах.
Производственные сточные воды также можно разделить на две большие группы: содержащие загрязняющие вещества и условно чистые. Воды первой группы должны быть подвергнуты очистке на специальных сооружениях, так называемых станциях химической очистки. Вторая группа может быть использована в цикле оборотного водоснабжения. Воды первой группы ещё подразделяют на реакционные и промывные. Условно чистые – это в основном охлаждающие воды.
По фазово-дисперсионной характеристике ПСВ делятся:
· I группа (растворимые примеси размером 10-5…10-4 м);
· II группа (коллоидные растворы – системы);
· III группа (растворённые газы и растворённые органические вещества);
· IV группа (вещества, диссоциирующие на ионы).
По типам производств: нефтепереработка, получение синтетических смол, получение минеральных солей, прочие производства.
По загрязняющим веществам: кислоты, щёлочи, соли, масла, смолы, фенолы, ПАВ и др.
Для отведения сточных вод от мест их образования существуют специальные канализационные сети (системы). Режим поступления сточных вод в наружную канализационную сеть промышленного предприятия и их количество зависят от многих условий: мощности предприятия, числа рабочих смен, вида исходного сырья, технологии производства, числа единиц производственного оборудования, а также режима его работы, удельного расхода воды на единицу продукции. Вследствие этого на предприятиях одного и того же производственного профиля сточные воды имеют неодинаковый состав и поступают в канализацию с различной степенью неравномерности.
Оценивая сточные воды, сбрасываемые в водные источники, важно учитывать вид водопользования этого источника. Различают хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование. Состояние воды оценивается тремя группами показателей: санитарно- токсикологическими, общесанитарными и органолептическими. По каждой группе выявляется критический лимитирующий показатель вредности. Общелимитирующим считается лимитирующий показатель той группы, которая является определяющей с точки зрения категории водопотребления-водопользования.
В соответствии с ГОСТ 17.1.1.01–77 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения» для характеристики воды используется комплексный показатель – индекс качества воды (ИКВ). ИКВ – обобщённая числовая оценка качества воды по совокупности основных показателей и видам водопользования. Наиболее разработанным является общесанитарный ИКВ – Iос. Этот показатель строится на основании экспертных процедур и равен
Iос = 4,5 – вода пригодна для всех видов водопользования;
Iос = 2,5…4 – пригодна для рыбохозяйственного водопользования, но требует стандартной очистки для хозяйственно-питьевого водопользования;
Iос = 1,5…2,5 – пригодна для рыбохозяйственного использования, кроме использования для ценных видов рыб, для остальных видов водопользования непригодна;
Iос < 1,5 – непригодна для любого вида водопользования.
Рассмотрим параметры, составляющие ИКВ. Для санитарно-гигиенической оценки воды наибольший вес имеет параметр коли-индекс. Он характеризует число кишечных палочек в 1 мл воды. Запах – типичный органолептический показатель, оцениваемый по 5-балльной шкале. Показатель БПК5 – биологическое (или биохимическое) потребление кислорода, т. е. израсходованное за определённый промежуток времени (5 дней) на аэробное биологическое разложение органических веществ, содержащихся в анализируемой пробе воды. Методы введения кислорода в воду различны: разбавление (кислород вводится растворённым в воде); манометрический – ввод и измерение убыли газообразного кислорода; кулонометрический – израсходованный кислород пополняется электролизом воды. Величина БПК измеряется в мг О2/л. Кислотность воды характеризуют показателем рН. Цветность воды определяют в нефильтрованной пробе воды сравнением анализируемой пробы со стандартной окраской. Взвешенные вещества, общую минерализацию и содержание хлоридов, сульфатов и др. выражают в мг/л.
Наряду с показателем БПК очень широко применяется показатель химической потребности в кислороде – ХПК. Определяется окислением пробы 0,2 %-м раствором бихромата калия при кипячении. Автоматические приборы для определения ХПК сточных вод основаны на фотометрическом измерении пробы на реакцию Cr2O7-2 ® Cr2+3 . Специфические загрязняющие вещества (например: фенолы, соли тяжёлых металлов и др.) оцениваются значением предельно допустимой концентрации (ПДК).