Исследование эффективности очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов

Цель работы:

1. Познакомиться с нормативными требованиями, предъявляемыми к сточным водам промышленных предприятий.

2. Изучить методы очистки сточных вод.

3. Исследовать эффективность и степень очистки сточных вод от неф­тепродуктов методом фильтрования.

Общие положения

Интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, а так­же рост населения вызывают увеличение водопотребления из естественных и искусственных водоемов. При этом увеличение количества по­требляемой воды приведет к возрастанию степени загрязненности водоемов различными примесями, так как 90% изъятой из водоемов воды возвращается в них в виде сточных вод.

Сточными называются воды, использованные промышленными или коммунальными предприятиями и населением и подлежащие очистке от различных примесей. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на:

1) промышленные сточные воды (ПСВ),

2) бытовые сточные воды (БСВ),

3) атмосферные сточные воды (АСВ)

Попадая в реки, озера, водохранилища и т.д., сточные воды становят­ся основным источником их загрязнения, что проводит к ограничению или полной непригодности этих водоемов для использования в качестве объектов хозяйственно-питьевою и культурно-бытового водоснабжения.

В целях обеспечения безопасности здоровья населения и благоприят­ных условий санитарно-бытового водопользования состав и свойства воды в водоемах должны соответствовать гигиеническим нормативам вредных веществ, что является важнейшей составной частью российского водно-санитарного законодательства.

Основным показателем санитарных норм является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воде водоемов.

ПДК – максимальная концентрация, при которой вещества не оказы­вают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья на­селения (при воздействии на организм в течении всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования. Измеряется ПДК в мил­лиграммах на литр ( ). В «Правилах охраны поверхностных вод от загрязне­ния сточными водами» указано, что запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, «содержащие вещества, для которых не установлены пре­дельно допустимые концентрации (ПДК)».

Для обеспечения чистоты водных объектов кроме ПДК используется также другой норматив – лимитирующий показатель вредности.

Лимитирующий показатель вредности – один из признаков вредности (общесанитарный, органолептический или санитарно-токсикологический), определяющий преимущественно неблагоприятное воздействие вещества и характеризующийся наименьшей величиной пороговой или подпо-роговой концентрации.

Допустимая пороговая концентрация вещества по общесанитарному показателю вредности – максимальная концентрация, не приводящая к нарушению процессов естественного самоочищения водоемов.

Допустимая пороговая концентрация по органолептическому показа­телю вредности – максимальная концентрация в воде, при которой не обнаруживается неприемлемых для населения изменений органолептических свойств воды.

Допустимая подпороговая концентрация по санатарно-токсикологичес-кому показателю вредности – максимальная концентрация, не оказываю­щая неблагоприятного влияния на состояние здоровья населения.

Значения ПДК вредных веществ с учетом лимитирующего показателя вредности устанавливаются в соответствии с требованиями СНиП 42–121–4130–86 «Санитарные нормы предельно допустимого содержания вред­ных веществ в воде водных объектов хозяйственно–питьевого и культур­но-бытового водопользования» (табл. 1).

Промышленные сточные воды очищают от вредных примесей механическими, химическими, физико–химическими и биологическими методами.

Механическую очистку сточных вод применяют при отделении твер­дых нерастворимых примесей. Для этой цели используют методы процеживания, отстаивания и фильтрования. Методами процеживания воды через решетки и сетки избавляются от грубодисперсных примесей. Более мелкие твердые частицы удаляют путем отстаивания и фильтрования. Химические методы применяются для удаления из сточных вод раствори­мых примесей. Методы с вязаны с использованием различных реагентов, которые при введении в воду вступают в химические реакции с вредными примесями, в результате чего примеси окисляются или восстанавливаются с получением малотоксичных веществ или переводятся в мало­растворимые соединения и удаляются в виде осадка. Наиболее распро­странены методы нейтрализации и окисления активным хлором, кисло­родом воздуха, озоном и др.

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (выписка из СНиП 42–121–4130–86)

Наименование вещества	Лимитирующие показатели вредности	ПДК, мг/л
Аммиак Ацетон Бензин Бутиловый спирт Газойль Кобальт (Со2+) Керосин: осветительный технический тракторный Медь Мышьяк Нефть Скипидар Ртуть (Hg) Свинец (Pb) Нитраты (по азоту)	Общесанитарный То же Органолептический То же То же Санитарно-токсикологический   Органолептический То же То же Органолептический Санитарно-токсикологический Органолептический То же Общесанитарный То же То же	0,05 0,1 0,005   0,06 0,05 0,01 0,05 0,3 0,2 0,005 0,1

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточ­ных вод суспензированных и эмульгированных примесей, а также рас­творенных неорганических и органических веществ. К этим методам от­носят: коагуляцию; флотацию; ионный обмен; адсорбцию и др.

Биологические методы считаются основными для обезвреживания сточ­ных вод от органических примесей, которые окисляются микроорганиз­мами. На практике широко распространены аэробные процессы, проте­кающие в естественных условиях ( на полях орошения; полях фильтра­ции и биологических прудах) и искусственных сооружениях ( аэротенки биофильтры). Эффективность различных методов очистки сточных вод составляет (в процентах): механических – 50-70%; химических - 80-90%; фи­зико-химических - 90-95%; биологических - 85-95%.

Особое место среди загрязняющих водоемы веществ занимают нефть и продукты ее перегонки (бензин, керосин, мазут, дизельное топливо и др.). Попадая в воду в значительных концентрациях они образую на поверх­ности водоемов пленку, которая ухудшает, а иногда и полностью нарушает процессы аэрации в них. В результате гибнет растительный и животный мир, начинается гниение и умирание водоемов.

Состав и концентрация нефтепродуктов, содержащихся в промыш­ленных сточных водах, определяются видом производства. Так, в сточ­ных водах машиностроительных предприятий, поступающих на общеза­водские очистные сооружения, содержится от 0,003 до 0,8 кг/м³ различ­ных маслоподобных примесей (маслоэмульсионные стоки механических цехов, отходы прессов, изготовление стержневых и формовочных земель литейных цехов, продукты охлаждения оборудования, гидросбив и гид­росмыв металлической окалины прокатных, штамповочных и кузнечно-прессовых цехов и т. д). Нефтепродуктами загрязнены сточные волы ТЭС (стоки мазутохозяйств, главных корпусов, электротехнического обо­рудования. компрессорных и т. п.), автохозяйств, нефтехранилищ, круп­ных бензозаправок (АЗС), складов ГСМ и др.

Нефтепродукты попадают в водоемы в эмульгированном, коллоидном и растворенном состоянии. В зависимости от размера их частиц и кон­центрации очистка сточных вод осуществляется отстаиванием, флота­цией, очисткой в поле действия центробежных сил и фильтрованием.

Фильтрование сточных вод является заключительным процессом очист­ки их от маслопримесей и осуществляется в различных конструкциях фильтров, где в качестве фильтрующих материалов используются квар­цевый песок; керамзит; активированный уголь; отходы асбестового про­изводства, пенополиуретана и т. п. Периодически срабатывающиеся фильт­ры отключают на регенерацию и после восстановления используют вновь.

Фильтрование обеспечивает высокую степень очистки сточных вод. При исходной концентрации 0,02–0,05 кг/м³ содержание нефтепродуктов на выходе из фильтра составляет всего 0,00008–0,00006 кг/м³, при этом эффективность очистки может достигать 97–99%.

Для количественного определения содержания нефтепродуктов в про­мышленных сточных водах существуют различные методы весовой, га­зожидкостной хроматографии; ИК-спектрометрии, прямой и непрямой колориметрии. Общие требования к методам устанавливаются ГОСТ 17.14.–80 «Общие требования к методам определения нефтепро­дуктов в природных и сточных водах».