Какие вещества содержаться в сточных водах
Сто́чные во́ды — атмосферные воды и осадки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.
Классификация сточных вод[править | править код]
Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:
- по источнику происхождения:
- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые — образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся, как правило, через систему ливневой канализации. Также могут называться «ливневые стоки»[1]
Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:
- по составу загрязнителей на:
- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
- загрязнённые по преимуществу органическими примесями
- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями
- по концентрации загрязняющих веществ:
- Слабо-загрязненные (с содержанием примесей 1—500 мг/л)
- Средне-загрязненные (с содержанием примесей 500—5000 мг/л)
- Сильно-загрязненные (с содержанием примесей 5000—30000 мг/л)
- Опасные (с содержанием примесей более 30000 мг/л)
- по свойствам загрязнителей
- по кислотности:
- неагрессивные (pH 6,5—8)
- слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6—6,5)
- сильноагрессивные (сильнощелочные — pH>9 и сильнокислые — pH<6)
- по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:
- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)
- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений
Состав сточных вод[править | править код]
В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей — консервативные, то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные, то есть такие, которые могут в том числе подвергаться процессам самоочищения водоёмов.
В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в том числе биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в том числе болезнетворные).
| Показатель | Металлургический комбинат | Фабрика первичной переработки шерсти | Гидролизный завод | Спирткрахмальный завод | Красильно-отделочная фабрика |
|---|---|---|---|---|---|
| Содержание, мг/л | |||||
| плотного остатка | 600 | 33500 | 8600 | 1400 | 1200 |
| взвешенных веществ | 500 | 28000 | 950 | 470 | 170 |
| азота аммонийного | — | 210 | 150 | 45 | 12 |
| фосфатов | — | — | 40 | 15 | 1 |
| нефтепродуктов | 40 | — | — | — | — |
| жиров | — | 7800 | — | — | — |
| ПАВ | 2,3 | — | — | — | 100 |
| фурфурола | — | — | 50 | — | — |
| Интенсивность окраски по разбавлению, мг/л | — | — | — | — | 1:150 |
| БПК5 | — | 6300 | 2400 | 360 | 200 |
| БПКполн | — | 17800 | 3300 | 580 | 250 |
| ХПК | 50 | 44000 | 4900 | 830 | 600 |
| pH | 8 | 9,5 | 5,5 | 7,2 | 9 |
Очистка сточных вод[править | править код]
Очистка сточных вод — это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.
Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:
- физические. Основаны на гравиметрических и фильтрационных методах разделения. Позволяют отделить нерастворимые твердые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.
- химические. Основаны на реакциях компонентов сточных вод с реагентами. Чаще всего, химические методы, используют для нормализации pH сточных вод или осаждения нерастворимых солей и гидроксидов тяжелых металлов, образующихся в результате реакции. При использовании, в качестве реагентов перекисных или содержащих активный хлор соединений (например, озон и гипохлорит) достигают обеззараживания и осветления сточных вод, за счет окисления органических примесей. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка, если же образования осадка не происходит, то повышается солесодержание сточных вод.
- физико-химические. Основаны на совмещении физических и химических методов в процессе очистки сточных вод.
Можно выделить коагуляцию, сорбцию, экстракцию, электролиз, ионный обмен, обратный осмос. Это, сравнительно, низкопроизводительные методы, отличающиеся высокой стоимостью очистки сточных вод. Позволяют очистить сточные воды от растворимых и жидких нерастворимых соединений.
- биологические. В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, разлагающих органические соединения в сточных водах. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.
Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей. Качественная очистка сточных вод не реализуема без последовательной обработки сточных вод несколькими методами.
В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.
Использование сточных вод[править | править код]
Производственные сточные воды после соответствующей очистки могут быть повторно использованы в технологическом процессе, для чего на многих промышленных предприятиях создаются системы оборотного водоснабжения либо замкнутые (бессточные) системы водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких-либо вод в водоёмы. Большое народно-хозяйственное значение имеет внедрение технологии комплексной безотходной переработки сырья (особенно на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и горно-обогатительной промышленности). Перспективны методы физико-химической очистки (коагулирование, отстаивание, фильтрация) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы т. н. дополнительной обработки (сорбция, ионообмен, гиперфильтрация, удаление азотистых веществ и фосфатов и др.), обеспечивающей весьма высокую степень очистки сточных вод перед спуском их в водоёмы или при использовании сточных вод в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Эффективны методы термического обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.
Имеющиеся в сточных водах (преимущественно бытовых) в значительном количестве вещества, содержащие азот, калий, фосфор, кальций и др. элементы, являются ценными удобрениями для сельскохозяйственных культур, в связи с чем сточные воды используются для орошения сельскохозяйственных земель. Целесообразно обезвреживание сточных вод на станциях биологической очистки производить с подачей очищенных сточных вод на поля. Осадки сточных вод после соответствующей обработки (сбраживание, сушка) обычно используют в качестве удобрений.
Методы очистки сточных вод[править | править код]
- Без очистки
- Механический
- Химический
- Физико-химический:
- — пенная флотация, коагуляция;
- — отстаивание, коагуляция и адсорбция
- Ультрафильтрация, обратный осмос
- Полная биологическая очистка
- Полная биологическая очистка и коагуляция
- Реагентная
- Биологический [ Дождевые черви ]
См. также[править | править код]
- Нормирование качества воды
- Загрязнение океанов
- Эксплуатация биологических очистных сооружений на пивоваренном предприятии
Примечания[править | править код]
- ↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/emergency/1192 Словарь чрезвычайных ситуаций]
- ↑ Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 73—74
Литература[править | править код]
- Водохозяйственный словарь / Совет экономической взаимопомощи. — М., 1974
- Гарин В. М., Клёнова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов Серия «Высшее образование». Под ред. В. М. Гарина. Ростов н/Д:Феникс, 2003. — 384 с. ISBN 5-222-03768-1 стр. 145—175
- Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 72—74
- Черкинский С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М.: Стройиздат, 1977. — 224 с.
Ссылки[править | править код]
- Качественный состав сброса загрязняющих веществ в составе сточных вод в р. Волгу
- Исследование влияния продукта переработки илового осадка сточных вод на почву. Министерство сельского хозяйства.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных ссылок
|
Источник
Вода в обычном понимании отличается от сточной наличием бытового или производственного загрязнения. Важные различия – это происхождение, биологическая активность и химический состав сточных вод.
Вода, поступающая из домов или предприятий, гетерогенна. Она наполнена загрязняющими веществами, которые находятся в разном физико-химическом состоянии (однородно растворенные, коллоидные смеси, нерастворенный осадок).
Состав бытовых сточных вод
Норматив состава сточных вод определяется удельным водоотведением из расчета на 1 жителя. Этот показатель учитывает ежедневное количество потребляемой воды с перерасчетом на годовые данные.
Сточные воды включают минеральные и органические компоненты, при этом органические бывают безазотистыми и азотсодержащими. В норме каждый элемент должен сохранять свое нормативное процентное содержание.
| Минеральные компоненты | Органические элементы | |
| Содержание минералов должно соответствовать следующим критериям: · доля нерастворимого вещества – 5%, · суспензии – 5%; · коллоидные растворы – 2%; · полностью растворенные вещества – 30%. К минеральным соединениям относятся соли аммония, фосфаты, хлориды, гидрокарбонаты. | Если посмотреть органическую часть, то их процентное содержание отличается: · доля нерастворимого основания – 15%; · суспензий – 15%, · промежуточных дисперсных систем – 8%; · однородно растворенных элементов – 20%. | |
| Безазотистые включение | Азотсодержащие частицы | |
| · углеводы; · жиры. | · белки; · продукты гидролиза протеинов. | |
Отдельно выделяют биологическую составляющую – бактерии, вирусы и других виды микроорганизмов. Они представляют особую опасность, становятся источником эпидемий при неправильной очистке.
Состав производственных сточных вод
Рассматривают несколько вариантов классификаций. Признаком дифференцировки становятся источники, концентрация примесей, кислотность и токсическое воздействие.
| Классифицирующий критерий | Виды |
| Источник появления | 1. Производственные, формирующиеся в результате технологических процессов, при добыче ресурсов. Отводят в канализацию промышленную или общесплавную. 2. Бытовые, возникающие в жилых домах и бытовых помещениях на территории заводов. Например, слив из душевых кабин, туалетов относится к бытовым даже при расположении на предприятии. Сток осуществляют в канализационную систему хозяйственно-бытовую или общесплавную. 3. Поверхностные воды, образующиеся после дождя, весеннего таяния льда. Отведение происходит в ливневую канализацию. |
| Химические компоненты загрязнителей | · преобладание минеральных примесей; · преимущественно органические компоненты; · равное содержание примесей минерального и органического характера. |
| Концентрации загрязняющих примесей | · 1—500 мг/л; · 500—5000 мг/л; · 5000—30000 мг/л; · свыше 30000 мг/л. |
| Уровень кислотности | · нейтральные, при pH 6,5—8; · минимально агрессивные: pH 8—9 – слабощелочные, pH 6—6,5 – слабокислые; · выраженно агрессивные: pH>9 – сильнощелочные, pH<6 – сильнокислые. |
| Характер токсического воздействия на водные ресурсы | 1. Вещества, содержащиеся в стоках, изменяют скорость самоочищения водоема. 2. Обнаруженные примеси ухудшают органолептические показатели воды (вкус, запах); 3. Загрязнители, обладающие токсическими для человека и животных действиями. |
Если посмотреть на загрязнители с предприятий в общем смысле, то они подразделяются на 2 группы:
- Консервативные, которые слабо подвергаются химическим реакциям и естественному разложению. К ним принадлежат соли тяжелых видов металлом, пестициды, фенолы.
- Неконсервативные – доступные самоочищению в водоемах.
В состав производственных стоков входят:
- неорганические компоненты – фрагменты грунта, руда, пустая порода, шлак;
- органические элементы – нефтепродукты, органические формы кислот;
- биологические включения – бактерии, дрожжи, микроорганизмы.
На примере таблицы, описывающей физико-химические показатели, видно различие стоков с различных по направлению деятельности промышленных предприятий:
| Показатель | Металлургический комбинат | Фабрика первичной переработки шерсти | Гидролизный завод | Спиртокрахмальный завод | Красильноотделочная фабрика |
| Плотный остаток (мг/л) | 600 | 33500 | 8600 | 1400 | 1200 |
| Взвешенные вещества (мг/л) | 500 | 28000 | 950 | 470 | 170 |
| Азот аммонийный (мг/л) | 210 | 150 | 45 | 12 | |
| Фосфаты (мг/л) | 40 | 15 | 1 | ||
| Нефтепродукты (мг/л) | 40 | ||||
| Жиры (мг/л) | 7800 | ||||
| ПАВ (мг/л) | 100 | ||||
| Фурфурол (мг/л) | 50 | ||||
| Интенсивность окраски по разбавлению (мг/л) | 1:150 | ||||
| БПК5 | 6300 | 2400 | 360 | 200 | |
| БПКполн | 17800 | 3300 | 580 | 250 | |
| ХПК | 50 | 44000 | 4900 | 830 | 600 |
| pH | 8 | 9,5 | 5,5 | 7,2 | 9 |
Деление по содержанию и характеристике частиц
Выделяют несколько способов дифференцировки загрязняющих примесей в сточной воде. В одном случае их различают по содержанию основных компонентов (минеральные, органические или биологические), в другом – по характеру частиц. Во втором варианте получаются смеси, способные полностью раствориться в воде или образовать дисперсные растворы.
| песок; глина; шлак; соляные, щелочные смеси. | Растительные | Животные | плесневые, дрожжевые грибы; микроорганизмы; водоросли; бактерии. |
| отходы плодов, растений и овощей; бумага; растительные масла. | физиологические выделения; фрагменты тканей; клейкие вещества. |
Биологические загрязнители зачастую выносят в отдельную группу, потому что они могут являться источником развития тяжелых заболеваний, распространяющихся инфекций. Попадают в стоки из жилых домов, предприятий (мясокомбинаты, скотобойни).
Растворимые
Если размер частиц в сточной воде не превышает 1,0 нм, то в воде такие загрязнители образуют однородную растворимую структуру.
Пены, суспензии и эмульсии
Если частицы попадают в диапазон от 0,1 мм до 0,1мкм, то образуются нерастворимые соединения по типу пены, суспензии или эмульсии.
Коллоидные
Коллоидными считаются промежуточные по степени растворимости растворы, где присутствуют частицы от 0,1 мкм до 1,0 нм.
Нерастворимые
Когда размер частиц в загрязнителях превышает 0,1 мм, то полного растворения в жидкостной среде не наступает. Такие смеси относятся к нерастворимым вариантам.
Контроль за составом и свойствами сточных вод
Правительством Российской Федерации была разработана программа контроля состава и свойств сточных вод. На ее основании совместно с ФЗ №416 (п. 1 ст. 30) компания, занимающаяся водоотведением, или уполномоченная организация контролирует сбрасываемую воду.
Перечень предъявляемых требований к составу воды прописан в «Правилах холодного водоснабжения» (подпункты 113, 114, приложения №2, №3). Установленные правила за осуществлением контроля состава и свойств сточных вод предупреждают отрицательное влияние на деятельность централизованной системы водоотведения.
Декларация о составе сточных вод
Подавать декларацию о свойствах и составе сточных вод требуется в Водоканал города до 1 июля. Регламентируется данное правило:
- ФЗ №416 – «О водоснабжении и водоотведении»;
- ФЗ №644 – «Правила холодного водоснабжения и водоотведения».
Декларация о свойствах и составе сточных вод введена для выявления физических качеств стоковых вод. Важна для характеристики степени отрицательного влияния на водные объекты (природные ресурсы и центральную систему водоотведения). С помощью лицензированной лаборатории руководители организаций определяют фактические (реальные) концентрации загрязняющих веществ и показатели свойств в спускаемой воде. Для анализа берут 3 образца с каждого канализационного спуска за последние 5 лет.
Заполнять форму декларации о составе и свойствах сточных вод требуется следующим абонентам (на основании п. 124 части VIII ППРФ № 644):
- лица, осуществляющие производство, переработку товаров;
- лица, самостоятельно спускающие воду в систему централизованного водоотведения;
- при превышении объема более 30 м3 по всем точкам спуска.
Декларация становится неактуальной в ситуациях, прописанных в п.п.38,39 ППРФ от 29.07.2013г. №645, что требует повторной подачи:
- установление новых нормативов разрешенного сброса;
- введение дополнительных технологий, приведших к изменению состава и природных свойств воды;
- выявление сверхнормативного выведения загрязняющих веществ.
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Источник
Сбрасываемые в канализацию бытовые сточные воды состоят в основном, как это ни удивительно, из воды (99,9%). Остальную часть (0,1 %)составляют твердые вещества. Стоки, проходящие не слишком долгий путь по трубам (от частного дома, например), не успевают подвергнуться разложению и почти не пахнут, а внешне похожи на воду от мытья полов.
Все находящиеся в стоках загрязнения можно условно разделить на 3 группы: твёрдые осаждающиеся, которые могут достигать нескольких сантиметров по величине, полурастворённые и растворённые. Некоторые загрязнения можно обнаружить только при помощи микроскопа. Твердые частицы в стоках находятся во взвешенном состоянии: от крупного песка до мельчайшей взвеси.
Загрязнения, содержащиеся в сточных водах – это большей частью органические вещества, то есть продукты живой природы. Остальные загрязнения являются неорганическими (песок, глина и т.д.). Органика может быть растительного (остатки овощей, фруктов, растений, бумаги, растительные масла и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки тканей и пр.) происхождения. Основным химическим элементом растительной органики является углерод (С), животная органика содержит также большое количество азота (N).
Все органические вещества в природе рано или поздно разлагаются. Можно провести небольшой эксперимент: оставить на некоторое время ёмкость со взятой пробой сточной жидкости. Твёрдые частицы через некоторое время осядут, а полученный осадок загниёт, издавая очень неприятный запах, знакомый любому человеку, побывавшему в деревенском сортире типа «домик с сердечком». Но гниёт не только осадок, загнивает и слой воды над ним, так как в этой мутной воде также растворены органические вещества. Если эту воду пропустить через тонкий бумажный фильтр, то на нём останутся полурастворённые вещества, а вода перестанет быть мутной. Однако, если оставить эту прозрачную воду на некоторое время, от неё тоже скоро начнет исходить тухлый запах. Это говорит о том, что в фильтрованной воде остались органические примеси в растворённом (не подлежащем фильтрации) виде. Это говорит о том, что очистка сточной воды от загрязнений не может быть ограничена простым отстаиванием и даже фильтрацией.
Если сточные воды образуются от обычной бытовой деятельности человека (готовка, уборка, стирка, гигиена, отправление естественных надобностей), то их называют бытовыми или хозяйственно-бытовыми. Такой сток давно изучен и состав его по всему земному шару довольно универсален. Приблизительный состав таких стоков можно узнать из справочников. Например, «Методические рекомендации по расчёту количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населённых пунктов» (Госстрой РФ от 06.04.2001 г., приказ №75.
Таблица 2. Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов
В этом списке из 24 загрязнений мы видим как суммарные показатели (взвешенные вещества, жиры, СПАВ (моющие средства), БПК и ХПК (биологическая и химическая потребность в кислороде – сколько кислорода необходимо для полного окисления содержащейся в стоке органики), так и отдельные концентрации различных веществ и тяжёлых металлов (цинк, свинец, ртуть и др.), а также биогенные элементы (азот, фосфор). На самом деле, загрязнений в стоках гораздо больше, в таблице приведены основные. Весь этот список веществ в небольших вариациях можно найти в стоке от любого жилого дома в тех же самых концентрациях, если каждый проживающий человек будет расходовать 150-250 литров воды в сутки. Величина удельного водоотведения зависит от многих факторов: благоустройства жилья, времени года, привычек жильцов. Там, где воду расходуют экономно, средний расход составит около 150 л от человека в сутки. Если в доме нет водопровода, расход сократится до 50…60 л от человека в сутки, но при этом станет более концентрированным. 
Если мы имеем дело с большим благоустроенным коттеджем, расход от одного человека может возрасти до 250 и даже 300 л/сутки, концентрация загрязнений в сточной воде при этом уменьшится (разбавится). Все эти данные учитываются при расчете и подборе очистных для частного дома. Ориентировочные нормы удельного водоотведения даны в таблице А2 (приложение А) к СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий», однако, они представляются специалистами завышенными.
Все рассмотренные выше вещества невозможно в полной мере удалить из сточной воды, не применяя дорогостоящего и технологически сложного оборудования, не используя огромный комплекс методов очистки, включающих и физические, и физико-химические, и просто химические методы. Поэтому человек пошёл по более простому пути, взяв идею очистки у самой природы. Это так называемый биологический метод очистки сточных вод.
Источник