Источники загрязнения сточных вод. Тема: Загрязнение и очистка сточных вод

Общие данные.

Сточные воды - загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

Классификация и состав сточных вод в зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей), сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

бытовые (хозяйственно-фекальные),

производственные (промышленные),

атмосферные.

К бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами. Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых.

Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные сточные воды. подразделяют на:

загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке,

условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.

Атмосферные сточные воды - дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточные воды.

Степень загрязнённости С. в. оценивается концентрацией примесей, т. е. их массой в единице объёма (в мг/л или г/м.3).

Состав бытовых С. в. более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых С. в. обычно подразделяют на:

нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм),

суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм),

коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).

Различают загрязнения бытовых сточных вод:

минеральные,

органические,

биологические.

К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Количество бытовых сточных вод зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий.

Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.

Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др.

Нормы ПДК загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в городах в канализацию.

Инградиент	Единицы измерения	Допустимая концентрация
Биохимическое потребление кислорода
Взвешенные вещества
Азот аммонийных солей
Сульфаты
Азот нитратов
Нефтепродукты
Хром общий
Фосфор общий

Способы и методы определения содержания загрязняющих веществ в сточных водах:

Биохимическое потребление кислорода - измеряется прибором БПК - тестер.

Взвешенные вещества - определяется фильтрованием через мембранный фильтр. Стеклянный, кварцевый или фарфоровый, бумажный не рекомендуются из-за гигроскопичности.

Азот аммонийных солей - метод основан на взаимодействии иона аммония с реактивом Несслера, в результате образуются йодистый меркур - аммоний желтого цвета:

NH 3 +2 (HgI 2 + 2 K) + 3 OH=3 HgI 2 + 7 KI + 3 H 2 O.

Сульфаты - метод основан на взаимодействии сульфат-оинов с хлоридом бария, в результате чего образуется нерастворимый осадок, который потом взвешивается.

Нитраты - метод основан на взаимодействии нитратов с сульфасалициловой кислотой с образованием при рН = 9,5-10,5 комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при 440 нм.

Нефтепродукты определяются весовым методом, предварительно обрабатывая исследуемую воду хлороформом.

Хром - метод основан на взаимодействии хромат-ионов с дифенилкарбазидом. В результате реакции образуется соединение фиолетового цвета. Измерения проводят при λ=540 нм.

Медь - метод основан на взаимодействии ионов Cu 2+ с диэтилдитиокарбонатом натрия в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбонатом меди, окрашенного в желто-коричневый цвет.

Никель - метод основан на образовании комплексного соединения ионов никеля с диметилглиоксином, окрашенного в коричневато-красный цвет. Измерения проводят при λ=440 нм.

Цинк - метод основан (при рН = 7.0 - 7.3) на соединении цинка с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ = 490 нм.

Свинец - метод основан на соединении свинца с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ=490 нм.

Фосфор - метод основан на взаимодействии молибденовокислого аммония с фосфатами. В качестве индикатора применяется раствор двухлористого олова. Измерения проводят на КФК - 2 при λ=690-720 нм.

Нитриты - метод основан на взаимодействии нитритов с реактивом Грисса с образованием комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при λ=440 нм.

Железо - метод основан сульфасалициловая кислота или ее соли (натриевая) образуют комплексные соединения с солями железа, причем в слабокислой среде сульфасалициловая кислота реагирует только с солями Fe +3 (окрашивание красное), а слабощелочной - с солями Fe +3 и Fe +2 (желтое окрашивание).Загрязнение Мирового океана. Очистка сточных вод Конспект урока >> Экология

Элемент глобальной системы жизнеобеспечения. Однако загрязнение сточными водами промышленных предприятий, городов, прибрежных туристических... устраняется более 90% загрязнений органическими веществами. Бытовые сточные воды могут содержать патогенные...

1. Сточные воды (2)

   Курсовая работа >> Экология

   В соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами ); Загрязняющие вещества Возможная концентрация в бытовых... , а также объектах,. Подверженных сильному загрязнению сточными водами предприятий, хозбытовыми стоками, а также...

2. Сточные воды и их краткая характеристика

   Реферат >> Экология

   Предельно допустимые. Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования... Возможность сокращения объемов загрязненных сточных вод за счет устройства... охраны водных источников от загрязнения сточными водами являются разработка и внедрение...

3. Сточные воды . Способы обезвреживания и очистки сточных вод

   Реферат >> Экология

   В лакокрасочной и некоторых других областях промышленности. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона...

Загрязнение минеральными соединениями обычно представлено в виде песка, частиц глины, руды, шлака, минеральных солей, растворов кислот, щелочей и других веществ.. Органическое загрязнение по своему происхождению подразделяется на растительное и животное. Растительные органические соединения - это остатки растений, плодов, овощей, злаков, бумаги и т. д. Загрязнением животного происхождения могут быть физиологические выделения людей и животных, остатки погибших животных, клеевые вещества. К биологическому загрязнению относится загрязнение различными микроорганизмами, например грибами, мелкими водорослями и бактериями. Это загрязнение поступает в водоем в основном с бытовыми сточными водами и со стоками таких промышленных предприятий, как бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые, предприятия микробиологической промышленности. Кроме того, на поверхности водоема могут появляться плавающие вещества. Попадающее в водоем загрязнение вызывает изменение физических и органолептических свойств воды: прозрачности, цветности, запаха и привкуса. Изменяется и химический состав воды, так как в ней появляются вещества, изменяющие активную реакцию воды и увеличивающие содержание органических и неорганических соединений. Загрязнение органического происхождения требует для своего окисления большого количества кислорода, что, в свою очередь, уменьшает содержание растворенного в воде кислорода. Изменяются количество и виды микроорганизмов, а иногда появляются и болезнетворные. В водоемы сбрасываются отходы городских предприятий, фекально-хозяйственные сточные воды, атмосферные осадки и смываемые ими различные загрязняющие вещества. Загрязнение таким образом открытых водоемов, подземных и грунтовых вод особенно больших размеров приобрело в капиталистических странах, где многие реки превратились в сточные канавы. По ним во внутренние водоемы и в мировой океан сплавляются кухонные отбросы, грязь и воды прачечных, больничные отходы, металлы и кислоты, нефтепродукты с заправочных станций и аэропортов, пестициды и минеральные удобрения с сельскохозяйственных территорий и т. д. Это приводит к гибели представителей речной фауны и истощает запасы кислорода в воде. Загрязнение водоемов ухудшает санитарное состояние их, что, в свою очередь, затрудняет использование водоемов для хозяйственно-бытовых целей и ирригации, причиняет большой ущерб рыбному хозяйству, вынуждает разрабатывать дополнительные мероприятия по охране вод от загрязнения.

Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками в основном с предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Этот вид загрязнений оценивают биохимическим потреблением кислорода, который потребляется за 5 суток микроорганизмами, являющимися деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды.

Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бы-

товыми стоками. К ним относят: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, моющие средства. Наиболее опасные из них: свинец, ртуть, кадмий.

Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли.

Уровень загрязненности воды по отдельным показателям превышает в десятки раз предельно допустимые нормы. Наиболее высокий уровень загрязненности воды наблюдается в бассейнах рек: Днестр, Печора, Обь, Енисей, Амур, Северная Двина, Волга и Урал, т. е. рек, находящихся непосредственно в промышленной и сельскохозяйственной зонах.

Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к снижению запасов питьевой воды; изменению состояния и развития флоры и фауны водоемов; нарушению круговорота многих веществ в биосфере; снижению биомассы планеты и, как следствие, к воспроизводству кислорода.

Оказывается 75 г. сухого веса в твердом виде на одного человека в день попадают в океан

Таким образом, последствия употребления загрязненной воды для человека, это различные кишечные и инфекционные заболевания - холера, тиф, гепатит, дизентерия, гастроэнтерит. Кроме того, загрязнение воды приводит к ухудшению состояния кожи, отрицательно сказывается на состоянии волос, приводит к порче зубов.Почки и печень - это та зона риска, для которой употребление загрязненной воды имеет самые пагубные последствия.

Негативные последствия загрязнения воды , а именно большое содержание в ней свинца, кадмия, хрома, бензопирена для человека выражаются в стремительном ухудшении здоровья. Критическое накопление в организме этих вредных элементов зачастую становится причиной появления онкологических заболеваний, а также расстройств центральной и периферической нервной систем. Кишечные палочки, энтеровирусы - это вредные микроорганизмы, оказывающие негативное воздействие на работу желудочно-кишечного тракта

Очистка сточных вод

Под понятием сточные воды, следует понимать, воды (стоки), которые загрязнены различного рода отходами и отбросами. В зависимости от происхождения и состава, сточные воды, принято классифицировать на: бытовые, промышленные (производственные) и атмосферные. Бытовые сточные воды , результат жизнедеятельности человека, основными загрязнениями которых являются хозяйственные и физиологические отходы. Промышленные или производственные стоки образуются в результате деятельности предприятий, основными их загрязнениями являются производственные отходы (бывают: загрязненные и слабозагрязненные, т.е. не требующие предварительной обработки). Ливневые сточные воды , это поверхностные, ливневые стоки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива. Глубокая очистка сточных вод , большая экологическая проблема, требующая принятия целенаправленных и экстренных мер. Мероприятия по очистке сточных вод , позволяют предотвратить загрязнение окружающей среды промышленными и бытовыми стоками, а использование и применение новейших технологий, является насущной необходимостью для решения проблемы загрязнения.

Очистка сточных вод – сложный процесс по обработке стоков с целью удаления из них загрязняющих веществ, по окончании процесса образуется очищенная вода и высококонцентрированный твердый отход (полностью готовый к утилизации). Поскольку процесс очистки сточных вод, многоступенчатый, он имеет несколько стадий обработки и методов очистки.

Среди основных методов очистки сточных вод , выделяют следующие:

механическая очистка сточных вод – первая стадия очистки, которая удаляет твердые примеси и крупнодисперсные вещества;

химическая очистка сточных вод – добавление реагентов в сточные воды, с целью их нейтрализации и обеззараживания;

физико-химическая очистка сточных вод – удаляет мелкие и тонко дисперсные частицы, а также растворенные неорганические вещества и органические соединения;

биологическая очистка сточных вод – очищение сточных вод аэробными и анаэробными микроорганизмами, результатом является окисление и уменьшение органической составляющей сточных вод.

После применения того или иного метода очистки сточных вод , целесообразней всего проводить дезинфекцию сточных вод. Наиболее распространенным методом дезинфекции является хлорирование осветленных стоков. Помимо хлорирования, существуют еще и другие методы обеззараживания сточных вод, такие как, озонирование и обработка электролизом и бактерицидными лучами.

Надо понимать, что каждый метод очистки сточных вод имеет свои достоинства и недостатки, поэтому, для получения наилучшего, эффективного и стабильного результата, принято использовать комбинирование или чередование вышеперечисленных методов очистки сточных вод . Комбинирование методов очистки сточных вод, представляет собой многоэтапную обработку и утилизацию отходов. В целом выбор метода очистки определяется характером загрязнений, концентрации вредных примесей, а также требованиями, которые предъявляются к очищенной воде. Обязательным условием применяемых методов очистки является минимальный сброс сточных вод в окружающую среду.

21.3. Загрязнение водных ресурсов, методы очистки сточных вод

Со сточными водами, с поверхностным стоком, стоком с сельскохозяйственных угодий, из атмосферы в водоемы поступают различные загрязнения. Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое – наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и водорослей; радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое – выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Основными источниками загрязнения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий (рисунок 21.4), крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; обработке и сплаве лесоматериалов; воды шахт, рудников; сбросы водного и железнодорожного транспорта. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появлении неприятных запахов, привкусов; в изменении химического состава воды, появлении в ней опасных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности и откладывании их на дне водоемов.

Рисунок 21.4 – Схема источников загрязнения подземных вод и водоемов:

I – грунтовые воды, II – напорные пресные воды, III – напорные соленые воды,

1 – трубопроводы, 2 – хвостохранилище, 3 – дымовые и газовые выбросы,

4 –подземные захоронения промстоков, 5 – шахтные воды, 6 – терриконы,

10 – водозабор, подтягивающий соленые воды, 11– объекты животноводства,

12 – внесение удобрений и пестицидов.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и сбросами производств. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. В стоках производств содержатся нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вещества.

Серьезные последствия у водных организмов возникают при повышенном содержании в воде тяжелых металлов.

Первичными и побочными продуктами промышленности являются стойкие органические загрязнители (СОЗ). СОЗ представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. В связи с очень медленным разрушением СОЗ накапливаются во внешней среде и переносятся на большие расстояния потоками воды, а также воздуха, подвижными организмами. Они накапливаются в высоких концентрациях в воде и основных пищевых продуктах – в частности в рыбе. При этом даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей приводят к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам, порокам развития, онкологическим заболеваниям. Под воздействием СОЗ имело место резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлени, дельфины, белуга. Согласно Стокгольмской конвенции (первое международное соглашение, нацеленное на прекращение производства и использования некоторых наиболее токсичных веществ в мире, вступило в силу 17 мая 2004 г.) к СОЗ отнесено 12 веществ: токсафен, альдрин, диэльдрин, эндрин, мирекс, ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), хлордан, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), полихлорированные диоксины (ПХДД), полихлорированные фураны (ПХДФ), полихлорированные бифенилы (ПХБ). Из отмеченных веществ первая группа (8) – это устаревшие и запрещенные пестициды. Все они, кроме ДДТ, не только давно запрещены к производству, но и к использованию. ДДТ же до сих пор используют против опасных насекомых, переносчиков возбудителей тяжелых заболеваний, как малярия, клещевой энцефалит. Вторая группа включает промышленные продукты, которые используются в настоящее время. К ним относятся полихлорированные бифенилы. ПХБ устойчивы, токсичны, способны к биоаккумуляции. Они могут накапливаться в жировых тканях животных и человека, существовать там долгое время. ПХБ присутствуют повсеместно и обнаруживаются, даже в тканях животных, обитающих в диких ландшафтах. Гексохлорбензол (также вторая группа) может содержаться в промышленных отходах на промышленных предприятиях деревообрабатывающих заводов, они образуются при сжигании отходов. ГХБ токсичен для водной флоры и фауны, а также для наземных растений и животных, для человека. Третья группа веществ – ПХДД и ПХДФ (их обычно называют диоксины и фураны) обладает чрезвычайно высокой токсичностью и сильнейшим образом воздействует на иммунную систему человека. Их допустимая суточная доза (ДСД) исчисляется пиктограммами – величиной в миллион миллионов раз меньше грамма. Вместе с тем, в последнее время диоксины широко распространились по всему миру и обнаруживаются в тканях людей и животных. В Беларуси после её присоединения к Стокгольмской конвенции проводятся мероприятия по сокращению и ликвидации выбросов стойких органических загрязнителей (данные приведены по работе Е. А. Лобанова и М. В. Коровай «Проблемы обращения со стойкими органическими загрязнителями в Республике Беларусь.– Мн. : УП «Орех», 2005 – 24 с.).

В последнее время большое внимание привлекают такие компоненты, содержащиеся в воде, как аммонийный, нитритный, нитратный азот, которые попадают в водоемы, водотоки разными путями. Обнаружение азота в воде в значительной степени связано с разложением белоксодержащих органических соединений, поступающих в водоемы, водотоки со сточными бытовыми и промышленными водами. Кроме указанного пути возможно поступление азота в водоисточники с атмосферными осадками, поверхностным стоком, при рекреационном использовании водоемов, водотоков. Существенным источником попадания азота в водоемы являются животноводческие комплексы. Большую опасность для водоемов представляет поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, где используются химические удобрения, так как в их состав часто входит азот. Один из источников поступления его в водоемы – земли, подвергнутые осушительной мелиорации. Все увеличивающееся применение азотных удобрений, загрязнение окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами приводит к возрастанию содержания аммонийного, нитритного, нитратного азота в воде, к загрязнению ими воды.

Вместе с тем установлено, что они могут оказывать отрицательное действие на человека, животных. Большая опасность заключается в том, что нитриты и нитраты способны в организме человека частично превращаться в высококанцерогенные (вызывающие раковые заболевания) нитрозосоединения. Последние обладают также мутагенными и эмбриотоксическими свойствами. Нитриты вызывают разрушение витамина А в организме животных, снижают активность пищеварительных ферментов, вызывают расстройство желудочно-кишечного тракта. В доброкачественной воде нитритов не должно быть или могут содержаться только их следы. Очень высокие концентрации нитратов в воде действуют на животных токсически, вызывая поражение нервной системы. При употреблении воды, содержащей 50–100 мг/дм 3 нитратов, повышается уровень метгемоглобина в крови и возникает заболевание метгемоглобинемия. Образовавшийся метгемоглобин не способен переносить кислород, поэтому при значительном его содержании в крови возникает кислородное голодание, когда поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови) или способность тканей использовать кислород оказываются ниже, чем их потребность в нем. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени. Степень выраженности метгемоглобинемии при поступлении нитратов во внутреннюю среду организма зависит от возраста и дозы нитратов, от индивидуальных особенностей организмов. Уровень метгемоглобина при одних и тех же дозах нитратов тем выше, чем меньше возраст организма. Установлена и видовая чувствительность к метгемоглобинообразующему действию нитратов. Чувствительность человека к нитратам превышает чувствительность к ним некоторых животных.

В общем, в водоемы поступает большое количество загрязняющих веществ. В перечне основных из них имеется 12 (приводятся по публикации В. Л. Гуревича, В. В. Левковича, Л. М. Скориной, Н. В. Станилевич. «Обзор документов ВОЗ и ЕС по обеспечению качества питьевой воды», 2008):

– органогалогеновые соединения и вещества, которые могут образовывать такие соединения в водной среде;

– фосфорорганические соединения;

– оловоорганические соединения;

– вещества, препараты или продукты распада того, что, как было доказано, имеет канцерогенные или мутагенные свойства, а также свойства, которые через водную среду могут влиять на репродуктивную функцию организма, функции щитовидной железы или другие функции, связанные с эндокринной системой;

– устойчивые углеводороды, устойчивые и биоаккумулируемые органические токсичные вещества;

– цианиды;

– металлы и их соединения;

– мышьяк и его соединения;

– биоциды и продукты защиты растений;

– взвеси;

– вещества, способствующие евтрофированию (в частности, нитраты и фосфаты);

– вещества, неблагоприятно влияющие на кислородный баланс.

Оценка современного состояния качества воды в Беларуси, бассейне Днепра свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения. Так, в реки Белорусского Полесья сбрасываются различные химические ингредиенты, 12 из них отмечаются почти регулярно – взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фосфаты, азот аммонийный, нитритный и нитратный, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), медь, цинк, никель, хром.

В связи с опасностью, которую представляют загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, в том числе в водоемы, в разных странах и в Беларуси осуществляется экологическое нормирование. Система нормативно-технического обеспечения включает нормативы ПДК и ПДС (предельно-допустимых сбросов). ПДК (предельно-допустимая концентрация) – это количество вредного вещества в окружающей среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Пороговые значения вещества, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. Имеются ПДК для многих вредных, опасных веществ. Применительно к таким веществам верхний предел не должен превышаться, ни при каких условиях. Основным средством для соблюдения ПДК является установление ПДВ (предельно-допустимых выбросов). Они являются научно-техническим нормативом, установленным для каждого источника загрязнения, исходя из условия, что сбросы загрязняющих веществ не создадут концентраций, превышающих установленные нормативы.

На территории Республики Беларусь действуют санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы, отраженные в ряде документов:

1 Сборник гигиенических нормативов по разделу коммунальной гигиены. Республиканские санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Министерство здравоохранения Республики Беларусь. – Мн., 2004. – 96 с.

2 13.060.10 Вода естественных источников. СанПин 2.1.2.12–33–2005. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

3 13.060.20 Питьевая вода. СанПин. Гигиенические требования к питьевой воде, расфасованной в емкости (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 29.06.2007 № 59).

4 СанПин 2.1.4.12–23–2006. Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников централизованного питьевого водоснабжения населения (Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 22.11.2006 № 141).

5 13.060.50 Исследования воды для определения содержания химических веществ. ГН 2.1.5.10–20–2003. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

6 ГН 2.1.5.10–21–2003. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

7 СП 2.1.4.12–3–2005. Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов.

Приведенный перечень документов отражен в Каталоге СанПин по состоянию на 01.05. 2008 г. (НП РУП «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации – БелГИСС, Минск, 2008).

Значения ПДК 16 показателей, принятых в странах Днепровского бассейна (РБ, РФ, Украина), ЕС, США, ВОЗ приводятся в книге «Трансграничный диагностический анализ бассейна реки Днепр. Программа экологического оздоровления бассейна реки Днепр. – Мн., 2003. – 217 с.».

ПДК некоторых показателей, имеющихся в указанной работе, для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения следующие: рН – 6–9 (РБ и РФ), 6,5–8,5 (Украина), кислород, мг/дм 3 (концентрация других показателей приводится в таких же единицах) – 4 (РБ, РФ, Украина), БПК 5 (БПК – биохимическое потребление кислорода, выражается концентрацией кислорода в мг/дм 3 , БПК 5 – утрата кислорода в 5-и суточной пробе, дает представление о количестве растворенных и взвешенных веществ в воде) – 6,0 (РБ), 2,0–4,0 (РФ), 4,0 (Украина), аммонийный азот-N – 1,0 (РБ), 2,0 (РФ, Украина), нитритный азот-N – 0,99 (РБ), 0,91 (РФ) и 1,0 (Украина), нитратный азот-N – 10,2 (РБ, РФ, Украина), РО 4 -Р – 0,2 (РБ), 1,14 (РФ, Украина), нефтепродукты – 0,3 (РБ, РФ, Украина), фенолы – 0,001 (РБ, РФ, Украина), СПАВ – 0,5 (РБ, РФ). Нормы для источников питьевого водоснабжения: рН – 6,5–8,5 (ЕС), аммонийный азот-N – 0,39 (ЕС), 1.5 (ВОЗ), нитритный азот-N – 0,91 (ВОЗ), нитратный азот-N – 11,3 (ЕС, ВОЗ), РО 4 -Р – 0,15 (ЕС).

В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век, в связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.

Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 21.5.

Рисунок 21.5 – Блок-схема очистных сооружений канализации

(по А. С. Степановских, 2003)

1 – сточная жидкость; 2 – узел механической очистки; 3 – узел биологической очистки; 4 – узел дезинфекции; 5 – узел обработки осадка; 6 – очищенная вода;

7 – обработанный осадок. Сплошной линией показано движение жидкости, пунктиром – движение осадка

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Индекс загрязнения воды. Вычисление ИЗВ основывается на расчете среднегодовых концентраций шести ингредиентов, два из которых являются обязательными: растворенный кислород и БПК 5 , остальные четыре выбираются исходя из приоритетности превышения ПДК.

, (38)

где С i – концентрация i -го показателя в воде, мг/дм 3 ;

ПДК i – предельно допустимая по i -му показателю, мг/дм 3 .

Класс качества и степень загрязнения воды определяются из таблицы 21.3.

Таблица 21.3 – Классификация качества поверхностных вод по величине ИЗВ

Величина ИЗВ	Степень загрязнения	Класс качества воды
Менее или равно 0,3	Чистые
Более 0,3 до 1	Относительно чистые
	Умеренно загрязненные
	Загрязненные
	Очень грязные
	Чрезвычайно грязные

Предыдущая

Бaрaшева Светлана Вaлерьевна,студент,«КaзaнcкогоНaучногоИccледoвaтельcкогоТехнологическогоУниверситета»г.Казань[email protected];

Кaрaтаев Оскар Робиндaрович,

кaндидат технических наук, доцент кaфедры. мaшинoведения «КaзaнскогоНaучного ИсследовательскогоТехнологическогоУниверситета», г. Кaзaнь[email protected];

Тенденции загрязнения окружающей среды сточными водами различных промышленных предприятий

Аннотация:В данной статье рассматриваетсяодна из наиболее важных проблем современности, проблема загрязнения сточных вод. Обсуждаются причины загрязнения, типы загрязнений, источники, а также их дальнейшие последствия. Основные требования к очистке, тенденции развития технологий российских очистных сооружениях.Ключевые слова: типы загрязнения, методы очистки, индекс загрязнения воды, индекс сапробности.

Паводковые воды и атмосферные осадки, выпадающие в зонах влияния промышленных предприятий, причиняют вред окружающей среде, особенно опасный для территорий прилегающих населенных пунктов.Очистка сточных вод является одной из главных задач для всего человечества, т.к сброс неочищенных вод создаёт серьезную экологическую проблему, загрязняя почвы и водоёмы.

Существуетдостаточноеколичество очистных сооружениий,разнообразныхметодов для очистки сточных вод. Немаловажным является способ замкнутого водоснабжения, при котором можно устранить сбрасывание вод в поверхностные, а очищенную воду использовать в качестве пополнения безвозвратных потерь.

Существующие комбинированные приёмы, используются на нескольких этапах разных методов очистки. Использование каждого из приёма зависти от вредности и состава примесей. Без поэтапной обработки сточных вод несколькими методами, качественная очистка невозможна.Из низкопроизводительных методов,которые отличаются высокой стоимостью очистки сточных вод,выделяют: сорбцию(поглощение в твёрдом или жидком состоянии вещества из окружающей среды), экстракцию(удаление из жидкости определённых веществ), коагуляцию(ввод в сток определённых веществ), электролиз(распадхимических соединений посредством электрического тока на их составные части), обратный осмос(принуждение давления проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор), ионный обмен(обратимый процесс). При использовании перечисленных методов, возможна очистка воды от растворимых и нерастворимых соединений.Минеральные масла и взвешенные примеси, которые содержатся в сточных водах полидисперсны. Эффект очистки от взвесей с помощью отстаивания составляет 5060%,а от нефтепродуктов –5070%. Если отстаивать в флотационных установках сточные воды 2040 мин. , то результатомбудетвысокаястепень очистки до 9098%Чаще всего подвергаются загрязнениюрайоны, вкоторых расположены предприятия нефтяной и нефтехимической промышленности. Кроме этого современные технологии производства предполагают использование замкнутого круга водоснабжения, когда сброс воды не является заключительным этапом. При этом загрязненные воды попадают в отстойники и пройдя цикл очистки продолжают использоваться во многих технологических процессах, где подвергаются повторному загрязнению, представляя еще большую опасность.В современном мире очистка сточных вод это одна из глобальных проблем, над которой работают во всех развитых странах. Необходимо отметить, что разрабатываются новые и совершенствуются существующие технологии очистки промышленных сточных вод.Отстаивание, является основным способом очистки от нефтепродуктов, но такой степени очисткибывает недостаточно, и в рядеслучаевприменяют метод фильтрования через слой пористого или зернистого материала.Тем не менее,большинство предлагаемых технологий не совершенно или не может быть использовано из за высокой стоимости илисложности таковых. В этой связи немаловажным фактором является бережное отношение к окружающей среде.Так в Центральном федеральном округе наблюдается прогресс загрязнения сточных вод. К этому, как показал проведенный анализ экологической ситуации, привела высокая степень износа существующего оборудования. А в Дальневосточном и Южном федеральных округах была выявлена, как большая перегруженность очистных сооружений, так в ряде случаевих полное отсутствие.

Производственные сточные воды различного ряда отраслей промышленности содержат ядовитые вещества,на которые большое влияние оказывает количество примесей содержащихся в сточных водах. Свойства воды такого рода, противоположны физическим свойствам обыкновенной воды. Также существуют, сточные воды с содержанием неорганических примесей, их можно обнаружить на содовых и азотнотуковых заводах,цинковых и никелевых фабриках. Главным вопросом на сегодняшний день встаёт, вопрос одезинфицированииочищенных стокови установке сооруженийочистки от биогенных загрязнений.Также,остается открытым вопроси о системахдоочистки. Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями сточных вод, самая малая доза нефти, а это одна капля(12г.), способна привести к негодности однутоннуводы. Наносят серьёзный вред окислительныепроцессы, причинами которыхявляется уменьшениесодержанияв воде кислородаиувеличениябиохимическойпотребность в нем. Вследствие этогоухудшаются органолептические показатели воды.Сточные воды бывают двух типов: загрязнённые и слабозагрязнённые.Загрязненные сточные воды поддаются очистки с помощью ультразвука, ионообменных смоли озона,также нельзя исключить методочисткипутем хлорирования.Предельное внимание предоставляется увеличению эффективности очистки производственных сточных вод.Нельзя сброс водот промышленных предприятий считать постоянным, т.к. он зачастуюподдаётся значительным изменениям. Перед тем, как начать проектировать и строить очистные сооружения,необходимо следует знатьобъём сточных вод.Идеального результата достичь невозможно, необходимы нормативы качества сброса производственных вод в стоки и разработанный по годам план достижения результата. Сводныйобъем, сбрасываемых производственными предприятиями сточных вод по сравнению с 2012г.был уменьшендо0,8% . А в середине 2013г.составлял590,1 млн. м3, в то число входило560,6 млн. м3сброшенныхв поверхностные воды. Загрязненных(73 %)–398, 3 млн. м3, очищенных(0,1%),

0,6млн. м3которые соответствуют нормам,не требующих очистки(27,9 %).–151,6 млн. м3.Если сточные воды содержат,такиевещества,как:детергенты, пестициды, маcла, фенолыи д.р;то они оказывают токсический, отрицательный иэстетический эффект,что пагубно влияет на окружающую среду.

А те, которые имеют радиоактивность (100 кюри на 1л и т.д. это говорит о повышенной радиоактивности), подлежат ингумации в специальные резервуары и подземные бессточные бассейны.К процессубиоаккумуляции приводитсодержание таких металлов,как:Hg, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni.При разработке современнейших очистных сооружений, учёные рассчитывают на удаление азотаи химическое удаление фосфора. А уничтожениевсех остальных более вредных веществ: сероводорода, аммония и щёлочи не более чем полезный результатдействия. Полученный результат можно назвать побочным, т.к. онни при каких условиях не поддаётся

расчёту изза сложности протекающих процессов. Микроорганизмы способны разрушать органические соединения, и сопутствовать биохимическим реакциям.К процессу абсорбциизагрязнений поверхностью активного ила можно отнести микроорганизмы(в числокоторыхвходят червяные яйца,грибы патогенные бактерии, водорослии вирусы).

При попадание сточных вод в реки и озёра, они оказывают отрицательное влияние: уменьшается насыщенность вод кислородом, приостанавливается деятельность бактерий, которые минерализуют активные вещества. Увеличение количества активного ила, возрастает с каждым годом, его биомасса составляет несколько миллионов тон. Исходя из этого появилась потребность в разработке, таких методов переработки, которые позволили бы увеличить спектр употребления активного ила.На химических предприятияхактивный илчаще всегосжигают, при этом получают заменитель каменного угля и нефти.это называется оборотным методом.Приблизительныеподсчёты показали,что при сжигании 400 тыс. активного ила, удастся получить нефтетопливо, равноценное 800 тыс. баррелей нефти и 180 тыс. тонн угля.

Существуеттеснаясвязь между качеством очистки и специфическимиорганизмами, это можно объяснить

с помощью биоценеза активного ила,который позволяет совершенствоваться видам,не отличавшимися друг от другаи находящихсяв разных экологических зонах,оказывающие влияние на совершенствование сложнейшего комплекса биотических и абиотических факторов.

Технология всех химическихи нефтехимическихизготовленийразрабатывается зачастуюбез учетаее влияния на окружающую среду. Практически невозможнопроверить содержаниеи огромнуючисленность загрязняющих веществкаждого изпромышленныхпредприятий,но теоретическиможно, выделив при этом основную

группу приоритетных загрязняющих компонентов.Таблица 1Приоритетные загрязняющие компонентысточных водГруппа приоритетных загрязнителей

СоединенияХлорooрганические пестицидыАлдрин, дибензофуран и др.Фoсфорорганические пестицидыДисульфотон,паратион и др.Пестициды на ocнoве феноксиуксусной кислоты2,4Д, 2,4,5ТЛетучие хлорорганические coединенияХлoрбензолы, хлоральдиград и др.Азотосодержащие пестицидыДихлорбензолы, хлоруксусная кислота и др..«Малолетучие» хлорорганические соединенияО, п, мхлoрфенолы и др.Хлоранилины и хлорнитроароматические coединенияХлoранилины, хлорнитротолуолы и др.Полихлорированные и полибромированные бифенилыХлoрбифенилы, бромбифенилы и др.Ароматические углевoдорoдыБензoл, тoлуoл, этилбензол и др.ПАУАнтрацен, флуорен и др.ПрочиесоединенияБензидин, пиразoн и др.

Очень значительный ущерб наносятнагретыесточные водыи воды, содержащие в себе, синильную кислоту,анилин,ртуть,свинец,соли медии различные соединения мышьяка.

Нагретые сточные воды тепловых и нефтеперерабатывающих производств доставляют"тепловое загрязнение",при котором возникает угроза для водоёмов сдовольно серьезными последствиями: т.к. в нагретой воде кислородана много меньше, а значит можно наблюдать резкоеизменениетермическогорежима.Около 80% приоритетных загрязняющих компонентов относитсяк хлори брoмcoдержащим соединениям. Тесная связь междувысокой персистентностью и липофильностьюговорит о том что,вследствие этого происходитбиоаккумулирование,накопление галогенсодержащих органических соединений в водных экocистемах иэкoлoгическаямaгнификация.В природе существуютшесть типовзагрязненияповерхностныхи подземныхвод:

Тепловой

спусканиев реки и озёранагретыхвод атомныхи тепловыхэлектростанций.

Механический (поверхностный вид загрязнения) увеличениесодержания механических примесей.Химический

присутствие в воде органических и неорганических веществ.Бактериальныйибиологическийприсутствиев воде различныхмикроорганизмов.Радиоактивный

наличие радиоактивных веществ в подземныхили поверхностныхводах.. Более результативными являются механический и химический методы. Главный принцип механического метода заключаетсяв том, что из сточных вод методомфильтрациии отстаивания возможноуничтожениемеханических примесейв большом количестве. Благодаря такой очистки, выделяется из промышленных сточных вод до 90% нерастворимых примесей.При химической декрипитации в сточные воды добавляют химические реагенты, которые реагируютс загрязнителями, конечным итогом является осаждение загрязнителей в виде нерастворимых осадков. Данной очисткой можно достичь уменьшение растворимыхпримесейдо 30%,а нерастворимых примесей до 90% .Значительнымиисточниками загрязненияи засоренияводоемов является не достаточноочищенные сточные воды промышленных заводов, к ним относят:остаткипроизводства при разработке ископаемых,отделке и сплаве лесоматериалов,воды шахт, рудников.Кболеезаметнымизменениям водыприводятзагрязняющие вещества,попадающиечерезприродные водоемы.

Измененияв основном можно наблюдатьвфизических свойствахводы,ав частности:появление привкусов, неприятных запахов, изменениехимическогосоставаивозникновение в водевредныхплавающихвеществоткладывании их на дне водоёмовиприсутствиена поверхности воды.На нефтехимических предприятиях в сбрасываемые сточные воды попадает большое количество фенола, что приводит к снижению биологических процессов и процессов самоочищения водоёмов. Ко всему этому вода обретает запах карболки, становящийся специфическим.

Таблица2Типы загрязнителей сточных вод.Источники загрязненийВиды загрязнителейЗаводыцветной и черной металлургииМинеральные вещества, cмoлы и т.д.Нефтеперерабатывающие предприятияНефть, нефтепродуктыКoксoхимичеcкие предприятияСмoлы, аммиак, цианидыи т.д.Предприятия целлюлoзнобумажнойпрoмышленнocтиРaстворенные органические вещества, каолин.Машиностроительные и aвтомoбильные заводыЦианиды, oкалинaи т.д.Текстильные предприятияКрасители, ПАВ.

По предoставленнымданнымВсемирной ОрганизацийЗдравоохранения(ВОЗ) ,вода сoдержит 14тысяч токсичных элементов, отсюда, можно сделать вывод,что85% зaболеваний передается вoдoй; 28млн. человек ежегодно погибаютот них. После очистки стоков остается шлам, обретённыйиз первоначальныхи дальнейшихотстойников.В 1990 году,осадокначали использоватьв качестве удобрения, т.к. в его состав входят тяжёлые металлы, но со значительным появлением крупных,промышленных нефтехимических предприятий, такое количество шлама, стало неразумным решением сбрасывать в литосферу в качестве удобрения. Поэтому,из за недопустимого количествашлама и содержания в нём тяжёлых металлов,стали прибегатьк сжиганиюосадков.

Были проведены токсикологические исследования, из которых учёные сделали вывод, что возможнапереработкасырых осадков и избыточного активного ила. На данный момент изучено достаточно много эффективных и простых способов извлечение примесей в сточных водах. Осадок сточных вод от нефтеперерабатывающих заводов широко нашёл своё применение в целях удобрения. Именно поэтому появляется необходимость в проверке вероятного воздействия в них токсичных веществ,а именно тяжёлых металлов на рост и развитие накопления их в почве и растениях.Существуют разнообразные способы очистки сточных вод: механизированное дегидратирование осадка, применение центрифуги,и использованиекамерного или ленточногофильтрпресса. Из всего перечисленного, механизированное дегидратирование осадка, шламаявляется более усовершенственным и технологичнымметодом очистки сточных вод.

Комплексные сооружения очистки сточных вод надёжны и долговечны в использовании. Основную часть осадка, отправляют на полигоны депонирования, где укладывают его многометровым слоем, или другой способ, более современный и технологичный по утилизации осадка,это его сжигание.В примерможно привести московские очистные, где за год образуется более 13млн.тонн осадка, данную цифру можно сопоставить с250тысячамижелезнодорожных цистерн.

Благодаря индексам и нескольким формулам, которые приведены нижемы сможем определитьне толькостепеньзагрязнения, но икласс качества воды.Гидрoхимический индекс загрязнения вoды (ИЗВ).Гидрохимический индекс загрязнения воды является специфическимаддитивным коэффициентом.ИЗВотносится к группепоказателей, которые применяютсядля оценки качества водных объектов,при подсчётах необходимо учитывать, что ни одним из опубликованных позже официальных нормативных документов, обязательностьего применения не подтверждена.Аддитивный коэффициент представляет собой среднюю долю превышения ПДК поограниченному числу индивидуальных ингредиентов:

где: Ci–концентрация компонента; n–числопoказателей, которые применяетсядля расчета индекса, n= 6; ПДКi–введённаявеличина норматива для соответствующеготипа водного объекта.

Таблица3Классы качества вoды в зависимости oт значения ИЗВВодыЗначения ИЗВКлассы качества водКрайнечистыедо 0,3IЧистые0,3–1,0IIВ меру загрязненные1,0–2,0IIIЗагрязненные1,0–2,0IVГрязные4,0–6,0VКрайнегрязные6,0–10,0VIБезгранично грязные10,0VII

Из гидробиологических показателей качества в России частoиспользуется индекс сапрoбности вoдных объектов.Егообосновываютисхoдя из специальных, изученныхучёнымихарактеристик сапробности,видoв, кoторыемогут бытьпредставлены в тех или иныхводных объединениях.

Hi, -относительная численность вида,Si-индикаторная значимость вида i, N -число видовиндикаторов.В

олигосапробных 1,5 -1, полисапробных водоемах (зонах) он равен 4-4,5, αи β-мезосапробных 2,5 -1,5 и 3,5 -2,5, в котаробных -меньше 1.Для достоверногорезультата необходимо, чтобы виспытуемойпробе содержалось не менее тринадцатиособей в поле наблюденияи не менее двенадцати индикаторных организмов.

Значение индивидуального индекса

сапробностипринадлежит каждому из видов организмов, которые мы исследуем.Полученное значениеозначает суммуего физиологобиохимических особенностей,которые определяютспособность обитать в воде сразнообразнымсодержанием органическихвеществ. Загрязненные производственныесточные воды идентифицируют по физическим свойствам(в пример можно взять температурукипения,кипящиевеществапри температуре ниже 120. °С, 115250. °Си выше 250 °С),нельзя не учитывать,что всё зависит от свойств примесей содержащихся в них:стоки загрязнены по большей частиорганическими или минеральными примесями.Сточные водымогут различаться ипо степени агрессивности: неагрессивные (рН 6,58). слабоагрессивные (слабокислые, Рн66,5 и слабощелочные, рН 89); сильноагрессивные (сильнокислые рН 9);Для кардинальногоформирования состава производственных сточныхвод, огромное значение имеет вид сырья, которого подготавливает к обработке.Состав сточных вод

зависитотпромежуточных продуктовтехнологического процесса,составаисходной воды,

исходных компонентов,выпускаемых продуктов, эндемических условийи других многочисленных факторов, которые оказывают влияние на состав и вредность сточных вод.Нефтьи нефтепродукты,являютсясущественнымизагрязняющимикомпонентамисточныхвод нефтеперерабатывающих предприятий.На различныхзаводахдаже при одинаковых технологических процессахсостав сточныхвод, режим водоотведения и удельный расход на единицу выпускаемой продукции будутсильноотличаться друг от друга. В нефтехимическойпромышленности выделено наиболее масштабное введение безотходных и малоотходных процессов, которые дают максимальный экологический эффект.

Качественная характеристика производственных сточных вод важна для выбора способа ихдеферризации, решения вопросов о возможности повторного использования стоков, контроля эксплуатации очистных сооружений и сбросом сточных вод, а также,извлечения и переработкивеществ, загрязняющихводу.Через керамические мембраныможет реализовыватьсяочистка сточных вод от нефтепродуктов с помощью спецприменения

очищающегосооружения, как электрофлотатор, либо флотатора с диспергированием.Флотатор предназначен для очистки нефтесодержащих ливневой канализации и сточных вод. Фильтрат должен соответствоватьвсемзапросамкачества воды для многооборотноговодоснабжения. Излишки, которые образовываются от работыфильтрата сбрасываются в систему канализации, далее впроцессе флотациипроисходитизвлечение нефтепродуктов, бензина, масел, эмульсолов и другихвеществ.Работа данной системы основана на сочетаниипроцессов электрофлотации,ультрафильтрации води сорбции на активированном угле.Состав флотатора: электродный блок с нерастворимыми электродами, автоматическая система сборакомпрессора, нефтешлам, пластиковый корпус, система диспергирования воздуха, накопительная емкость из полипропилена для воды, эссенциикоагулянта, перекачивающие насосы.

Таблица 4Технические характеристики установокдля очистки сточных вод от нефтепродуктов.ПараметрыПосле флотатораПосле фильтраПервоночальнаясточная вoдаНефтепрoдукты

Взвешенные веществa

500 2000 мг/лОчищенная водаНефтепрoдукты0,5 5 мг/л0,05 мг/лВзвешенные вещества5 20 мг/л0,5 5 мг/лХимическое потребление кислорода

Потребление электроэнергии

0,353,5 кВт · ч/м3

Габаритные размеры

2000х1200х1115 мм

Срокработымембран для распылениявоздуха

На сегодняшний день,нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями.Проникаяв водоемы,через сточные воды, oни образовываютмножественныевидызaгрязнениий: не только плавающую на воде нефтяную пленку,но и растворенные или эмульгированныев воде нефтепрoдукты, кoтoрые основываютсянатяжелой фрaкции. При этом можно наблюдатьуменьшение объёмакислорода,изменения вкуса, запаха, oкраски,вязкости воды,а такжепoверхностного нaтяжения. Загрязненностьсбрасываемых сточных вод нефтеперерабатывающими и промышленными предприятиями,можнозаметно сократить методом выделения приоритетных примесей. Затруднение на нефтехимических заводах может состоять в разнообразие получаемых продуктов и технологических процессов. Необходимо заметить, что на охлаждение в отрасли расходуется существенное количество воды.Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 7090 % расходы воды в разных отраслях промышленности. Вследствие этого, превыше всего являются разработка и внедрение современного спецоборудования, которое затрачиваетнаименьшееколичество воды для охлаждения.

На сегодняшний день во всем мире,и в России, существуют проблемы различных загрязнений воды, почвы, воздуха. Технический прогресс в этой сфере будет, заметен тогда, когда все проблемы станут решёнными, но идеального результата достичьпрактическиневозможно. Проанализировав все методы очистоксточных вод,можно сделать вывод,что механический метод, является самым простым и не дорогостоящим, по сравнению с биологическим и химическим методами. А рассмотренный процесс флотации, является одним из главныхдля очистки сточных води, заключается в молекулярном взаимодействии примесейи воды с пузырьками тонкодиспергированноговоздуха. На данный момент происходит промышленное внедрение современных технологий очистки сточных вод с использованиемсооруженийобратного осмоса и нанофильтрации. Для утилизациизагрязнений с поверхности мембран применяютсягидравлические промывки особымимоющими растворами.

Ссылки на источники1. КучеренкoЛ.В., Угрюмова С.Д., Мороз Н.Ю., Современное техническое решение проблемы oчистки производственных стоков. Вестник Камчатского государственного технического университетa. 2002. № 1. С. 1861902Ермаков П.П., Журавлев П.С. Высокоинтенсивные электрохимические аппараты очистки воды, с. 20 213Лютоев А.А., Смирнов Ю.Г.Разработка технологической схемы очистки сточных вод от нефтяных зaгрязнений с испoльзованием мaгнитных нaночастиц. Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2013. № 4. С. 4244354.Ксенофонтов Б.С., Капитонова С.Н., Таранов Р.А.Разработка новой техники флотации для очистки вод. Водоснабжение.

Водоочистка.2010. Т. 33. № 9. С. 2832

Barasheva Svetlana ValerievnaStudent, «Kazan Scientific Research Technological University» [email protected];Karataev Oscar RobindarovichCandidate of technical Sciences, associate Professor. mechanical engineering, Kazan Scientific Research Technological University, [email protected];Trends of environmental pollution by sewage various industrial enterprises.Abstract:his paper discusses one of the most important problems of our time , the problem of sewage pollution . The causes of pollution , types of pollution sources , as well as their further consequences . Basic requirements for cleaning technology trends Russian treatment plants.Keywords: types of pollution , cleaning methods , water pollution index , the index saprobity .

Сточные воды – это загрязненные различными производственными отходами воды, для удаления которых с территории населенных пунктов и предприятий промышленности оборудуются специальные канализационные системы.

В данной статье будет рассказано о том, какие бывают сточные воды, какие меры принимаются для защиты водоемов от загрязнения сточными водами и какие способы очистки стоков существуют.

Помимо отходов, образующихся в результате деятельности населения и предприятий, к сточным водам относятся также воды, образование которых стало следствием выпадения различных атмосферных осадков на территории объектов промышленности и населенных пунктов.

Различные органические вещества, содержащиеся в стоках, при попадании в водоемы начинают гнить и вызывают ухудшение санитарного состояния как самих водоемов, так и окружающего воздуха, а также становятся источниками распространения болезнетворных бактерий.

Поэтому важнейшими вопросами охраны окружающей среды являются водоотведение и очистка сточных вод,позволяющие предотвратить нанесение вреда здоровью населения и экологической ситуации населенных пунктов.

Классификация и состав сточных вод

Классификация сточных вод включает три основные категории в зависимости от их состава, происхождения и качественных показателей примесей и загрязнений:

• Бытовые, или хозяйственно-фекальные, к которым относятся сточные воды, удаляемые из различных бытовых помещений, таких как туалеты, душевые и ванные комнаты, кухни, прачечные, бани, больницы, столовые и т.д.
  Основными их загрязнениями являются хозяйственно-бытовые и физиологические отходы, а для их сброса действуют специальные правила приема сточных вод в городскую канализацию;
• Промышленные или производственные, использованные при выполнении разнообразных технологических процессов, таких промывание сырья и продукции, охлаждение оборудования и т.д., а также откачанные на поверхность в процессе добывания полезных ископаемых.
  Чаще всего промышленные стоки загрязнены производственными отходами, в которых могут содержаться такие вредные и отравляющие вещества, как азот аммонийный в сточных водах, синильная кислота, соли свинца, ртути и меди, фенолы, анилин и т.д., а также отходы, которые могут иметь ценность при использовании в качестве вторичного сырья.
  Промышленные стоки могут быть разделены на две категории: загрязненные, для которых перед повторным использованием или выпусканием в водоемы производится предварительная , и слабозагрязненные или условно чистые, которые не требуют предварительной обработки.
• Атмосферные сточные воды, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц.
  Данная категория сточных вод содержит в себе в основном загрязнения минерального происхождения и представляет меньшую санитарную опасность, чем производственные и бытовые стоки, поэтому очистка ливневых сточных вод является наименее требовательной процедурой.

Уровень загрязнения сточных вод рассчитывается в зависимости от концентрации в них различных примесей, выражающейся в массе на единицу объема (г/м 3 или мг/л).

Бытовые сточные воды являются относительно однообразными по своему составу, а концентрация в них загрязнений зависит от того, какой объем воды расходуется на одного человека, проще говоря – от норм водопотребления.

В зависимости от того, какое значение принимает разбавление сточных вод, загрязнения бытовых стоков подразделяют на следующие категории:

• Нерастворимые, в которых образуются крупные взвеси, размеры частиц в которых превышают 0,1 мм;
• Пены, суспензии и эмульсии, размеры частиц которых составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм;
• Коллоидные – размер частиц от 1 нм до 0,1 мкм;
• Растворимые, в состав которых входят молекулярно-дисперсные частицы, размер которых не достигает 1 нм.

Кроме того, отличают органические, минеральные и биологические загрязнения бытовых стоков:

• Минеральные загрязнения включают в себя частицы песка, глины и шлака, растворы солей, щелочей, кислот и прочие вещества.
• Органические загрязнения могут быть как животного, так и растительного происхождения. Растительные загрязнения – это различные остатки плодов, растений и овощей, а также бумага, масла растительные и т.д., характеризующиеся повышенным содержанием углерода.
  К животным загрязнениям можно отнести различные человеческие и животные физиологические выделения, остатки органической ткани, клейкие вещества и т.д., для которых характерно высокое содержание азота.
• Биологические же загрязнения включают в себя различные грибки (плесневые и дрожжевые), микроорганизмы, водоросли и бактерии, среди которых довольно большое количество возбудителей таких болезней, как паратиф, тиф брюшной, дизентерия, сибирская язва и т.д.
  Такие загрязнения могут быть характерны не только для бытовых сточных вод, но и для части промышленных стоков, например – отходов мясокомбинатов, скотобоен и т.д.
  Несмотря на то, что химический состав данных загрязнений является органическим, создаваемая ими при поступлении в водоемы санитарная опасность требует их выделения в отдельную категорию.

В состав бытовых стоков входят следующие загрязнения (значения приведены в процентах от общего числа загрязнений):

• Минеральные вещества – 42%;
• Органические вещества – 58%;
• Взвешенные осаждающиеся вещества – 20%;
• Коллоидные смеси – 10%
• Растворимые вещества – 50%.

Полезно: общее количество бытовых стоков прежде всего зависит от норм водоотведения, определяемых уровнем благоустроенности зданий.

В соответствии с действующими нормативами среднее суточное количество сточных вод на одного человека (в случае оснащения здания водопроводом, горячим водоснабжением и канализацией) составляет от 275 до 350 литров в сутки.

Состав промышленных сточных вод и их степень загрязнения могут варьироваться в зависимости от характера конкретного производства и различных условий применения воды в технологическом процессе.

На количество же атмосферных сточных вод существенное влияние оказывает рельеф и климат конкретной местности, а также такие показатели, как характер застройки, вид дорожного покрытия и т.п.

Интересно: в среднем в городах, расположенных в европейской части России, количество дождевых сточных вод раз в год достигает значения 100-150 литров в секунду на 1 гектар.

При этом годовое значение стока дождевой воды для застроенных площадей превышает годовое значение бытовых территорий до 15 раз.

Защита водоемов от загрязнений сточными водами

Сточные воды предприятий промышленности и населенных пунктов являются основным источником загрязнения водоемов.

Так, не очищенные поверхностные сточные воды с высоким содержанием микроорганизмов и органических веществ, при попадании в естественные водоемы, такие как реки и озера, приводят к нарушению их естественного режима.

При этом происходят следующие негативные процессы:

• поглощение кислорода, растворенного в воде;
• снижение качества воды в водоемах;
• оседание на дно водоемов различных отложений;
• вода становится непригодной для питья, а зачастую даже для технического использования;
• происходит вымирание рыбы в водоемах и т.д.

Загрязнение естественных и искусственных водоемов сточными водами также приводит к ухудшению их внешнего вида и существенно снижает их пригодность для купания, туризма, водного спорта и т.д., поэтому биоочистка сточных вод является обязательной процедурой.

Степень очистки и условия выпуска сточных вод в водоемы регламентируют специальные «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Данные Правила устанавливают два вида нормативов, которым должно соответствовать качество воды в водоеме в соответствии с характером ее использования (водоемы питьевого или культурно-бытового использования, а также водоемы, использующиеся в целях рыбного хозяйства), а также предельные допустимые концентрации различных веществ в воде, которые используются как исходные данные в процессе определения условий сбрасывания сточных вод в водоемы.

Действующим законодательством также запрещен выпуск в водоемы неочищенных сточных вод, а также регламентируются надзор за качеством спускаемых в водоемы стоков и такие дополнительные мероприятия, как доочистка сточных вод.

Утилизация и очистка сточных вод

Очистка и утилизация сточных вод из канализационных систем населенных пунктов производится в специальных очистных сооружениях, в которых из стоков удаляются следующие вещества:

• Взвешенные;
• Коллоидные;
• Растворенные;
• Осевший в первичных отстойниках осадок;
• Избыток активного ила, появившийся в результате биологической очистки.

Кроме того, в данных сооружениях производятся обработка и , позволяющие выполнить в дальнейшем их утилизацию.

Наиболее эффективным методом удаления различных загрязнений из бытовых стоков является .

Промышленные сточные воды могут использоваться в технологическом процессе повторно после того, как была произведена их соответствующая очистка, поэтому многие предприятия оборудуют системы либо оборотного водоснабжения, либо замкнутого водоснабжения и канализации, исключающие сбрасывание стоков в водоемы.

Существенное значение имеют также технологии безотходной переработки материалов и сырья, особенно это касается предприятий горной, целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Кроме того, довольно эффективными являются физико-химическая очистка стоков (фильтрация, коагуляция, отстаивание и т.д.) используемые в отдельности или совмещаемые с биологической очисткой, флокулянты для очистки сточных вод, и методы дополнительной обработки (ионообмен, сорбция, гиперфильтрация, удаление фосфатов и азотистых веществ и т.д.).

Данные методы способны обеспечить довольно качественную очистку стоков, после чего они могут быть спущены в водоемы или использованы в системе оборотного водоснабжения предприятия.

Следует также заметить, что сточные воды, в которых присутствует значительное количество веществ, содержащих фосфор, калий, азот, кальций и т.д. (в основном такие стоки имеют бытовое происхождение) представляют собой довольно ценные удобрения для различных сельскохозяйственных культур и применяются для полива и орошения земель сельскохозяйственного назначения.

В связи с этим очищенные биологическим путем сточные воды целесообразно направлять на поля.

В данной статье были сточные воды и их классификация, а также методы их очистки и утилизации. Следует помнить, что от качества очистки сточных вод зависит качество воды в водоемах, используемой для питья или в хозяйственных целях, а также общая экологическая ситуация в прилегающей местности.