Очистка сточных вод промышленных предприятий

Нормальный режим работы производственной организации приводит к появлению большого числа разнообразных видов отходов, мусора, загрязнений. Один из этих видов — промышленные стоки. Они часто содержат вредные и опасные примеси, которые при попадании в окружающую среду могут нанести серьёзный ущерб как природе, так и здоровью людей. Чтобы это предотвратить, на предприятиях организуют систему очистки, которая позволяет удалять из воды загрязняющие её вещества.

Требования к очистке промышленных стоков

При отведении промышленных стоков в централизованную систему канализации очистные сооружения производственного предприятия должны обеспечивать качество воды соответствующее санитарным нормам. Промышленные стоки должны отвечать следующим критериям:

• Отсутствие абразивных веществ, способных осаждаться и повреждать трубопроводы.
• В составе стоков не должно быть агрессивных компонентов, таких как щёлочи, кислоты.
• Отсутствие радиоактивных и токсичных компонентов.
• Температура не более 40°С.
• pH 6,5-8,5.

Нормативами определяются предельные допустимые концентрации различных веществ, в сточных водах, которые сбрасываются в открытые водоёмы, вода которых предназначена для питья. При нарушении данных требований, на производственное предприятие накладываются значительные штрафы.

Компонент	Предельная допустимая концентрация, мг/л*
Взвешенные частицы	30
Хлоридсодержащие вещества	350
Железо	0,3
Цинк	1
Сульфаты	500
Фенолы	0,1
Аммоний	1,5

*Данные из норматива местного оператора водоотведения ГН 2.1.5.1315-03.

В стоках предприятий аграрного типа — растениеводческих, животноводческих — наблюдается повышенное содержание фенолов и масел. На металлургических производствах превышается количество нефтепродуктов и металлов. Если в сточных водах предприятия содержание опасных или вредных веществ выше установленного санитарными нормами, то на территории организации необходимо строить очистные сооружения.

Виды промышленных загрязнений

Так как для удаления различных видов загрязнений подходят различные методы, то в соответствии с данным критерием разработана следующая классификация примесей, попадающих в промышленные сточные воды:

• Взвешенные загрязнения: песок, камни.
• Эмульгированные вещества.
• Мелкодисперсные элементы.
• Металлы.
• Эмульсии.
• Органика.
• Поверхностно-активные вещества.

Многие из промышленных загрязнителей относятся к 4 или более высоким классам опасности, поэтому жидкие отходы производств необходимо обрабатывать, обезвреживать прежде чем утилизировать.

Методы очистки промышленных стоков

Комбинируя различные методы очистки удаётся максимально эффективно избавляться от вредных и опасных веществ. Удаление загрязнений проходит в несколько этапов:

Механические

При механической очистке из стоков убирают твёрдые компоненты, части растительного происхождения, масла, нефтепродукты, жиры. Лучше всего удаётся отфильтровать крупные элементы, такие как камни и песок. Вода, прошедшая механическую очистку, считается технической. Её нельзя пить и применять для обработки пищевых продуктов, но она может использоваться на промышленном предприятии в технологических процессах. Все способы механической очистки делятся на три вида: фильтрование, отстаивание, процеживание.

Фильтрование

Метод даёт возможность удалить из стоков мелкие фракции загрязняющих веществ. Воду льют на пористую структуру, которая способна пропускать жидкость, но задерживает твёрдые частицы. Применяются следующие типы фильтрующих веществ: щебень, гравий, песок, хлопок, полипропилен. Мембраны обратного осмоса позволяют добиться высокой степени очистки воды.

Отстаивание

Способ позволяет устранить из стоков как взвешенные компоненты, которые тяжелее воды, так и частицы, которые легче воды — они всплывают на поверхность. Для очистки используются такие виды оборудования, как:

• Жироуловители (кроме них: нефте и масло уловители).
• Песколовки.
• Гидроциклоны.
• Центрифуги.

Методика отсеивания основана на принципе разделения фракций за счёт действия центробежной силы или силы гравитации. В ходе обработки стоков тяжёлые элементы оседают на дно, а лёгкие скапливаются на поверхности, откуда их легко можно удалить. Для лучшего осаждения примесей на дно движение жидкости может осуществляться медленно. Чтобы повысить эффективность отделения лёгких частиц, используются химические реагенты. Их применение повышает интенсивность отделения лёгкой фракции, способствует склеиванию всплывающих частиц, а также формированию из мелких элементов крупных структур, которые проще собирать механическим способом.

Процеживание

Является самым простым методом механического удаления загрязнителей. В процессе очистки стоки пропускают сквозь сито или решётки, где остаются крупные твёрдые фракции. Полностью технология выглядит следующим образом:

• Жидкость направляют на крупную решётку. Вода проходит её насквозь, а большие компоненты остаются.
• Затем сток пропускают через более мелкий фильтр, где также остаются твёрдые частицы.
• Далее вода идёт в сборную ёмкость, а с решёток и сит удаляют отфильтрованные элементы, чтобы подготовить оборудование для последующего применения.

Для очистки могут применяться фильтры практически любого размера, в том числе и очень мелкие. Они позволят убрать из воды даже самые маленькие частички микроскопических размеров.

Химические

Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворённых элементов. Воздействие на вещества происходит на молекулярном уровне, что позволяет не просто извлечь примеси, но и провести дезинфекцию, а также обесцветить воду. Для удаления загрязнений из промышленных сточных вод существует три основных способа:

• Нейтрализация. В этом случае происходит обработка стоков кислотами и щелочами. Устанавливается оптимальный уровень pH.
• Окисление. Используется несколько окислителей, таких как хлор, кислород, диоксид хлора, гипохлориды. Метод эффективен при обработке жидкостей в состав которых входят цинк, цианид меди.
• Коагулирование. Используются вещества (коагулянты), которые вступают в реакцию с загрязнителями и заставляют их выпадать в осадок.

Химические методы очистки считаются одними из наиболее эффективных. С их помощью удаётся добиться соответствия очищенной воды санитарным нормам по химическому составу.

Физико-химические

Физико-химические методы удаления загрязнений из сточных вод необходимо применять, так как после использования механических способов в жидкости остаётся большое количество вредных элементов в виде взвешенных или растворённых частиц. Чтобы их убрать применяются следующие методы:

• коагуляция,
• флокуляция,
• флотация,
• сорбция,
• экстракция,
• электрохимические методы,
• озонирование,
• фотокаталитический метод,
• метод каталитического мокрого окисления.

Широкое распространение физико-химические способы удаления загрязнений получили по той причине, что они обладают большим количеством преимуществ:

• Глубокая очистка.
• Устраняют неокисляемые элементы.
• Не нужны большие очистные сооружения.
• Возможна полная автоматизация.
• Возможна рекуперация.
• Технологии хорошо изучены и отработаны.

Физико-химические методы позволяют выводить из стоков тонкодисперсные и растворённые в воде фракции, что повышает эффективность очистки, делая воду пригодной для повторного использования.

Биологические

В основе биологических способов очистки промышленных стоков лежит способность микроорганизмов перерабатывать вредные загрязняющие вещества в безопасные, простые элементы, такие как вода, метан, азот, углекислый газ. Переработка осуществляется в устройствах, называемых биореакторами. Выделяют два вида бактерий: аэробные и анаэробные.

Применение аэробных бактерий

С помощью данного типа микроорганизмов очистка возможна, если есть неограниченный доступ к кислороду. Очистка осуществляется, применяя:

• Биофильтры,
• биологические пруды,
• поля фильтрации,
• биотенки.

Бактерии представляют собой «активный ил», который использует загрязнители как пищу. Метод позволяет устранить до 90% загрязняющих веществ. Процесс удаления вредных элементов происходит в специально приспособленных баках или резервуарах. Недостаток очистки с помощью аэробных бактерий в том, что на удаление загрязнений требуется очень много времени. Для ускорения работы используют ёмкости, сконструированные таким образом, что в них стоки принудительно насыщаются кислородом за счёт работы аэраторов.

Применение анаэробных бактерий

Используются микроорганизмы, которым не нужен кислород. Загрязнитель разлагается за несколько шагов:

• Сложные органические вещества преобразуются в мономеры.
• За счёт ферментативного распада вещества превращаются в короткоцепочные кислоты.
• При дальнейшей работе бактерий образуется метан и диоксид углерода. Получается биогаз, который можно сжечь.

Метод широко используется в химической и пищевой промышленности. Его эффективность не зависит от концентрации загрязнителя. При обработке стоков бактериями остаётся осадок, который затем захоранивают на полигонах, сжигают или выделяют из него полезные для промышленности вещества.

Заключение

Использование проверенных традиционных способов очистки стоков, а также применение инновационных технологий удаления загрязнений, позволяют качественно устранять вредные и опасные примеси. В процессе очистки из стоков можно извлечь ценные вещества, а очищенную воду можно вторично использовать. Также следует помнить, что за нарушение санитарных норм предусмотрены значительные штрафы. Поэтому реализация природоохранных мероприятий не только помогает защитить окружающую среду от загрязнений, но и позволяет организации избежать лишних расходов.