Состав сточной воды химического производства. Сточные воды тэс и их очистка. Очистка при помощи добавления реагентов

Энергетическая промышленность является крупнейшим потребителем воды. ТЭС мощностью 2 400 МВт только для установок обессоливания расходует около 300 т/ч воды.
При работе энергетических установок образуется большое количество сточных вод различного состава. Промышленные стоки разделяют по категориям и подвергают локальной очистке.
В энергетической промышленности выделяют следующие категории сточных и отработанных вод: «горячие» стоки - воды, полученные после охлаждения оборудования; сточные воды, содержащие повышенные концентрации неорганических солей; нефте- и маслосодержащие стоки; отработанные растворы сложного состава, содержащие неорганические и органические примеси.
Разберем более подробно методы очистки и утилизации различных категорий сточных вод.
Очистка и утилизация «горячих» стоков. Такие стоки не имеют механических или химических загрязнителей, но их температура на 8- 10 °С превышает температуру воды в природном водоеме.
Мощность крупнейших электростанций России составляет от 2 400 до 6 400 М Вт. Средний расход охлаждающей воды и количество отводимой с этой водой теплоты, приходящейся на 1 000 МВт установленной мощности, составляет для ТЭС 30 м3/ч и 4 500 ГДж/ч (для АЭС, соответственно, 50 м3/ч и 7 300 ГДж/ч).
При сбросе такого количества воды в природные водоемы температура в них повышается, что приводит к снижению концентрации растворенного кислорода. В водоемах нарушаются процессы самоочищения воды, что приводит к гибели рыбы.
Согласно нормативным документам Российской Федерации, при сбросе горячих вод в водоемы температура в них не должна повышаться более чем на 3 К по сравнению с температурой воды самого жаркого месяца года. Дополнительно установлен верхний предел допустимой температуры. Максимальная температура воды в природных водоемах не должна быть выше 28 °С. В водоемах с холодолюбивыми рыбами (лососевые и сиговые) температура не должна превышать 20 °С летом и 8 °С зимой.
Аналогичные запреты действуют и в западных странах. Так, в США допустимый подогрев воды в природных водоемах не должен превышать 1,5 К. По федеральному закону США максимальная температура сбросной воды должна быть не более 34 °С для водоемов с теплолюбивыми рыбами и 20 °С - для водоемов с холодолюбивыми рыбами.
Во многих странах ограничивают верхний предел температуры сбросной воды. В западноевропейских странах максимальная температура воды при сбросе ее в реку не должна быть выше 28 - 33 °С.
Для предотвращения вредного теплового воздействия на естественные водные объекты используют два пути: строят отдельные проточные водохранилища, в которые сбрасывают теплую воду, обеспечивая интенсивное перемешивание сбросной воды с основной массой холодной воды; применяют циркуляционные оборотные системы с промежуточным охлаждением нагретой воды.
На рис. 7.1 приведена схема прямоточного охлаждения воды со сбросом ее в водоемы в летнее и зимнее время.
Вода после турбины 1 поступает в конденсатор 2 и оттуда направляется в устройство для охлаждения воды 4 (обычно градирню). Затем через промежуточную емкость вода попадает в источник водоснабжения.
На рис. 7.2 приведена схема оборотного охлаждения воды, отличительной особенностью которой является организация замкнутого контура циркуляции воды. После охлаждения в градирне 5 вода насосом 4 вновь подается в конденсатор. В случае необходимости предусмотрен забор воды из природного источника насосом 3. Оборотные системы водоснабжения с испарительным охлаждением циркуляционной воды позволяют в 40 - 50 раз уменьшить потребности электростанций в свежей воде из внешних источников.
Очистка сточных вод, содержащих примеси солей. Такие сточные воды образуются при работе установок по подготовке обессоленной воды (ВПУ), а также в системах гидрозолоудаления (ГЗУ).
Сточные воды в системах ВПУ. При работе водоочистительных установок на электростанциях образуются стоки от промывок механических фильтров, удаления шламовых вод осветлителей и в результате регенерации ионообменных фильтров. Промывочные воды

Рис. 7.2. Схема оборотного охлаждения воды:

содержат нетоксичные примеси - карбонат кальция, гидроксиды магния, железа и алюминия, кремнекислоту, гуминовые вещества, частицы глины. Концентрации солей невелики. Поскольку все эти примеси не являются токсичными, после осветления воду возвращают в головную часть водоочистки и используют в процессе водоподготовки.
Регенерационные стоки, содержащие значительные количества солей кальция, магния и натрия, обрабатывают на установках с использованием электродиализа. Схемы таких установок были приведены ранее (см. рис. 5.19 и 5.23). После электрохимической обработки получают очищенную воду и небольшой объем высококонцентрированного раствора солей.
Утилизация сточных вод систем гидрозолоудаления (ГЗУ). Для удаления золошлаковых отходов на большинстве электростанций применяется гидротранспорт. Степень минерализации воды в системах ГЗУ бывает достаточно высокой. Например, при удалении золы, полученной при горении таких видов топлива, как сланцы, торф и некоторые сорта углей, вода насыщается Са(ОН)2 до концентрации 2 - 3 г/л и имеет pH gt; 12.
Сброс воды из систем ГЗУ во много раз превышает суммарный объем всех остальных загрязненных жидких стоков ТЭС. Организация замкнутого водооборота сточных вод в системах ГЗУ позволяет существенно снизить количество сбросной воды. В этом случае осветленная на золоотвале вода возвращается на электростан
цию для повторного использования. В России с 1970 г. все строящиеся электростанции, работающие на твердом топливе, оборудуются системой замкнутых циклов оборота, забирающих воду с установок ГЗУ.
Сложность работы этих систем обусловлена образованием отложений в трубопроводах и аппаратуре. Наиболее опасными с этой точки зрения являются отложения CaC03, CaS04, Са(ОН)2 и CaS03. Они образуются в коммуникациях осветленной воды при pH gt; 11 и пульпопроводах при гидротранспорте золы, содержащей более 1,4% свободного оксида кальция.
Основные мероприятия по предотвращению отложений направлены на снятие перенасыщения осветленной воды. Воду выдерживают в бассейне золоотвала в течение 200 - 300 ч. При этом часть солей выпадает в осадок. После отстоя воду из бассейнов забирают на повторное использование.
Очистка сточных вод, загрязненных нефтепродуктами. Загрязнение воды нефтепродуктами на ТЭС происходит при ремонте мазутного хозяйства, а также за счет утечек масла из маслосистем турбин и генераторов.
В среднем содержание нефтепродуктов составляет 10 - 20 мг/л. Многие потоки имеют гораздо меньшую загрязненность - 1 - 3 мг/л. Но бывают и кратковременные сбросы вод с содержанием нефти и масла до 100 - 500 мг/л.
Очистные установки аналогичны тем, которые применяются на нефтеперерабатывающих заводах (см. рис. 9.11). Стоки собирают в приемные резервуары, в которых их выдерживают 3 -5 ч, а затем направляют в двухсекционную нефтеловушку, представляющую собой горизонтальный отстойник, оборудованный скребковым транспортером. В отстойнике в течение 2 ч происходит разделение загрязнений - легкие частицы всплывают на поверхность и удаляются, а тяжелые оседают на дно.
Затем стоки проходят через флотационную установку. Флотацию производят с помощью воздуха, подаваемого в аппарат под давлением 0,35 - 0,4 МПа. Эффективность удаления нефтепродуктов во флотаторе составляет 30 - 40%. После флотатора вода поступает в двухступенчатую напорную фильтровальную установку. Первой ступенью являются двухкамерные фильтры, загруженные дробленым антрацитом с размером зерен 0,8 -1,2 мм. Скорость фильтрации при прохождении этих фильтров равна 9-11 м/ч. Эффект очистки воды достигает 40%. Второй ступенью служат фильтры с активированным углем марок ДАК или БАУ-20 (скорость фильтрации 5,5 -6,5 м/ч; степень очистки - до 50 %).
Исследованиями последних лет установлена хорошая адсорбция нефтепродуктов частицами золы, получаемыми на ТЭС при горении углей. Так, при исходной концентрации нефтепродуктов в воде 100 мг/л остаточное содержание их после контакта с золой не превышает 3 - 5 мг/л. При исходной концентрации нефтепродуктов 10 - 20 мг/л, что встречается при эксплуатации ТЭС наиболее часто, их остаточное содержание не выше 1 -2 мг/л.
Таким образом, при контакте сточной воды с золой практически достигается тот же эффект, как и при использовании дорогих очистительных установок. Обнаруженный эффект послужил основой для ряда проектных разработок по очистке сточных вод, загрязненных нефтью. Предложено организовать замкнутые циклы по использованию нефте- и маслосодержащих сточных вод в системах ГЗУ без их предварительной очистки.
Очистка сточных вод сложного состава после консервации и промывки теплосилового оборудования. Сточные воды, получаемые после промывки и консервации оборудования, имеют разнообразный состав. В них входят минеральные (соляная, серная, плавиковая) и органические (лимонная, уксусная, щавелевая, адипиновая, муравьиная) кислоты. Веточные воды переходят комп- лексообразователи - трилон и ингибиторы коррозии.
По своему влиянию на санитарный режим водоемов примеси в этих водах разделяют на три группы: неорганические вещества, содержание которых в сточных водах близко к ПДК, - сульфаты и хлориды кальция, натрия и магния; вещества, содержание которых значительно превышает ПДК, - соли железа, меди, цинка, фторсодержащие соединения, гидразин, мышьяк. Эти вещества не могут быть переработаны биологическим путем в безвредные продукты; все органические вещества, а также аммонийные соли, нитриты и сульфиды. Общим для всех этих веществ является то, что они могут быть окислены биологическим методом до безвредных продуктов.
Исходя из состава сточных вод, их очистку проводят в три стадии.
Первоначально воды направляют в усреднитель. В этом аппарате происходит корректировка раствора по pH. При создании щелочной среды образуются гидроксиды металлов, которые должны выпадать в осадок. Однако сложный состав сточных вод создает трудности при образовании осадков. Например условия осаждения железа определяются формой его существования в растворе. Если в воде не содержится трилон (комплексообразователь), то осаждение железа происходит при pH 10,5-11,0. При этих же значениях pH будут разрушены трилонатные комплексы трехвалентного железа Fe3+. В случае присутствия в растворах комплекса двухвалентного железа Fe2+ последний начинает разрушаться только при pH 13. Трилонатные комплексы меди и цинка сохраняют устойчивость при любом значении pH среды.
Таким образом, для того чтобы выделить металлы из стоков, содержащих трилон, необходимо провести окисление Fe2+ до Fe3+ и добавить щелочь до pH 11,5- 12,0. Для цитратных растворов достаточно добавление щелочи до pH 11,0-11,5.
Для осаждения меди и цинка из цитратных и комплексонатных растворов подщелачивание неэффективно. Осаждение может быть осуществлено только при добавлении сульфида натрия. При этом образуются сульфиды меди и цинка и медь может быть осаждена практически при любом значении pH. Для цинка необходимо, чтобы значение pH было выше 2,5. Железо может быть выделено в осадок в виде сульфида железа при pH gt; 5,7. Достаточно высокую степень осаждения для всех трех металлов можно получить только при некотором избытке сульфида натрия.
Технология очистки стоков от фтора заключается в обработке их известью с сернокислотным глиноземом. На 1 мг фтора должно быть добавлено не менее 2 мг А1203. При соблюдении этих условий остаточная концентрация фтора в растворе будет не более 1,4- 1,6 мг/л.
Гидразин (NH2)2 является высокотоксичным веществом (см. табл. 5.20). Он присутствует в стоках только в течение нескольких суток, поскольку со временем происходит окисление гидразина и его разрушение.
Большинство органических соединений, имеющихся в стоках, разрушается при биологической очистке. Для сточных вод, содержащих неорганические вещества, этот метод может быть применен для окисления сульфидов, нитритов, аммонийных соединений. Хорошо поддаются биологической очистке органические кислоты и формальдегид. «Жесткими» соединениями, не окисляющимися биохимическим путем, являются трилон, ОП-Ю и ряд ингибиторов.
На заключительном этапе очистки сточные воды направляют в систему коммунальных стоков. При этом большинство загрязняющих веществ окисляется, а те вещества, которые не изменили свой состав, при разбавлении бытовыми водами будут иметь значение ниже ПДК. Такое решение узаконено санитарными нормами и правилами, в которых указываются условия приема на очистные сооружения промышленных стоков ТЭС.
Таким образом, технология очистки стоков, имеющих сложный состав, проводится в следующей последовательности.
Воды собирают в емкость, в которую добавляют щелочь до заданного значения pH. Осаждение сульфидов и гидроксидов происходит медленно, поэтому после добавления реагентов жидкость выдерживают в реакторе в течение нескольких суток. За это время совершается полное окисление гидразина кислородом воздуха.
Затем прозрачную жидкость, содержащую только органические вещества и избыток реагентов-осадителей, откачивают в магистраль хозяйственно-бытовых стоков.
На ТЭС, располагающих гидрозолоудалением, стоки после химических очисток оборудования могут быть сброшены в пульпопровод. Частицы золы обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к примесям. После отстоя такая вода направляется в систему ГЗУ.

5.21.1. Основные проблемы сточных вод в энергетике

Эксплуатация современных тепловых электрических станций сопряжена с появлением ряда жидких отходов сточных вод. К ним относятся воды после охлаждения различных аппаратов - конденсаторов турбин, масло- и воздухоохладителей, движущихся механизмов и пр.; сбросные воды из систем гидрозолоудаления (ГЗУ); отработавшие растворы после химических очисток теплосилового оборудования или его консервации; регенерационные и шламовые воды от водоочистительных установок; нефтезагрязнённые стоки; растворы, возникающие при обмывках наружных поверхностей нагрева главным образом воздухоподогревателей и водяных экономайзеров котлоагрегатов, работающих на сернистом мазуте. Составы всех этих стоков и их количества весьма различны; они определяются типом ТЭС и установленного на ней оборудования, её мощностью, видом используемого топлива, составом исходной воды, принятым способом водоподготовки в основном производстве и другими менее существенными обстоятельствами. За последние годы в энергетике проведена значительная работа по уменьшению количества сточных вод, содержания в них различных загрязнений и по созданию оборотных систем водопользования. Намечены пути создания полностью бессточных ТЭС, что требует решения ряда сложных технических и организационных задач, а также определенных капиталовложений.

Создание ТЭС, не загрязняющих природные водоемы, возможно двумя путями - глубокой очисткой всех стоков до предельно допустимых концентраций (ПДК) или организацией систем повторного использования стоков. Первый путь неперспективен, так как органы охраны водоёмов непрерывно повышают требования к степени очистки сбрасываемых производственными предприятиями вод. Так, несколько лет назад очистка стоков от нефтепродуктов до остаточного содержания 0,3 мг/л считалась достаточной. Позже была принята в качестве предельно допустимой концентрация 0,1 мг/л. Ныне эта норма снижена до 0,05 мг/л, и не исключено, что для рыбохозяйственных водоемов произойдет дальнейшее её сокращение. Надо также иметь в виду, что применение в технологии водообработки новых материалов и реагентов потребует и для них установления ПДК. Повышение же глубины очистки стоков потребует значительного увеличения затрат как на сооружение соответствующих установок, так и на их эксплуатацию. Все эти обстоятельства делают первый путь весьма мало перспективным. Более реален второй путь создание оборотных систем с многократным использованием воды. При этом глубокой очистки стоков уже не требуется, достаточно довести их качество до уровня, приемлемого для осуществления соответствующих технологических процессов. Такой путь даёт существенное сокращение водопотребления, т. е. резко уменьшается то количество воды, которое предприятие забирает из водоисточника. Кроме того, при таком подходе резко сокращается число вопросов, подлежащих согласованию с органами, контролирующими качество стоков. Именно поэтому пути и идёт разработка бессточных ТЭС.

Количество вод, образующихся после охлаждения аппаратуры, определяется в основном количеством отработавшего пара, поступающего в конденсаторы турбин. Воды после охлаждения конденсаторов турбин и воздухоохладителей несут, как правило, только так называемое тепловое загрязнение, так как их температура на 8-10 °С превышает температуру воды в водоисточнике. Однако в некоторых случаях охлаждающие воды могут вносить в природные водоемы и посторонние вещества. Это обусловлено тем, что в систему охлаждения включены также и маслоохладители, нарушение плотности которых может приводить к проникновению нефтепродуктов (масел) в охлаждающую воду.

Наиболее надежным направлением решения этой задачи является выделение охлаждения таких аппаратов, как маслоохладители и им подобные, в особую автономную систему, отделенную от системы охлаждения «чистых» аппаратов.

На ТЭС, использующих твердое топливо, удаление значительных количеств золы и шлака выполняется обычно гидравлическим способом, что требует большого количества воды. Так, ТЭС мощностью 2400 МВт, работающая на экибастузских углях, сжигает до 2500 т/ч этого топлива, при этом образуется до 1000 т/ч золы и шлака. Для эвакуации этого количества со станции на золошлаковые поля требуется не менее 5000 м 3 /ч воды. Поэтому основным направлением в этой области является создание оборотной системы ГЗУ, когда освободившаяся от частичек золы и шлака осветленная вода вновь направляется по обратному трубопроводу на ТЭС для выполнения той же функции. Часть воды при этом обороте выходит из системы, так как задерживается в порах осевшей золы, вступает в химические соединения с компонентами этой золы, а также испаряется и в некоторых случаях просачивается в грунт. В то же время в систему происходит и поступление воды за счет главным образом атмосферных осадков. Поэтому важнейшим вопросом при создании оборотных систем ГЗУ является обеспечение баланса между поступлением и расходом воды, что необходимо учитывать в различных технологических процессах, в том числе в золоулавливании. Например, при использовании мокрых золоуловителей главную роль в решении этой задачи играет организация их питания осветленной водой. Отсутствие же сбалансированности создает необходимость систематического сброса части воды из системы ГЗУ.

Необходимость создания оборотных систем ГЗУ обусловлена также тем, что такие воды содержат в ряде случаев повышенную концентрацию фторидов, мышьяка, ванадия, реже ртути и германия (донецкие угли) и некоторых других элементов, обладающих вредными свойствами. Воды ГЗУ также часто содержат канцерогенные органические соединения, фенолы и т. п.

Стоки после химической промывки или консервации теплосилового оборудования весьма разнообразны по своему составу вследствие обилия рецептов промывочных растворов. Кроме минеральных кислот - соляной, серной, плавиковой, сульфаминовой, применяется много органических кислот (лимонная, ортофталевая, адипиновая, щавелевая, муравьиная, уксусная и т. д.). Наряду с ними используются трилон и различные смеси кислот, являющиеся отходами производств, а в качестве ингибиторов коррозии вводятся каптакс, поверхностно-активные вещества, сульфированные нафтеновые кислоты и т. д. Для связывания в комплекс меди в промывочные смеси вводится тиомочевина. Консервационные растворы содержат гидразин, нитриты, аммиак.

Большинство органических соединений, применяемых в промывочных растворах, поддается биологической переработке и, следовательно, может быть направлено вместе с хозяйственно-бытовыми сточными водами на соответствующие установки. Перед этим необходимо удалить из отработавших промывочных и консервационных растворов токсичные вещества, пагубно действующие на активную микрофлору. К таким веществам относятся ноны металлов - меди, цинка, никеля, железа, а также гидразин и каптакс. Трилон относится к биологически «жестким» соединениям, к тому же он подавляет активность биологических факторов, но в форме кальциевых комплексов допустим в довольно высоких концентрациях в стоках, направляемых на биологическую переработку. Все эти условия диктуют определенную технологию переработки стоков от химической очистки оборудования. Они должны быть собраны в ёмкость, в которой осуществляется нейтрализация кислотной смеси, причём происходит осаждение гидратов окисей железа, меди, цинка, никеля и т. д. Если для очистки применялся трилон, то при нейтрализации может быть осаждено только железо, комплексы же меди, цинка и никеля не разрушаются даже при высоких значениях рН. Поэтому для разрушения этих прочных комплексов применяют осаждение металлов в виде сульфидов, вводя в жидкость сернистый натрий.

Осаждение сульфидов или гидратов окисей происходит медленно, поэтому после добавления реагентов выдерживают жидкость в течение нескольких суток. За это время совершается также полное окисление гидразина кислородом воздуха. Затем прозрачную жидкость, содержащую только органические вещества и избыток реагентов-осадителей, постепенно откачивают в магистраль хозяйственно-бытовых стоков.

Освободившуюся емкость заполняют стоками от следующей промывки и повторяют операцию осаждения. Накопившиеся после нескольких очисток осадки эвакуируют; эти осадки часто содержат значительное количество ценных металлов, которые могут быть извлечены металлургами. В тех случаях, когда ТЭС расположена в отдалении от поселений, имеющих устройства для биологической переработки хозяйственно-бытовых сточных вод, осветленная жидкость может быть направлена для полива участков или в систему замкнутого охлаждения в качестве добавочной воды. На ТЭС, располагающих гидрозолоудалением, стоки после химических очисток оборудования, часто даже без предварительного осаждения металлов (железа, меди, цинка и др.), могут быть сброшены в пульпопровод. Измельченные частички золы обладают высокой абсорбционной способностью по отношению к примесям отработавших растворов после химических очисток оборудования.

Воды от обмывки наружных поверхностей нагрева образуются только на ТЭС, использующих в качестве основного топлива сернистые мазуты. Зольные элементы, образующиеся при сгорании мазута, обладают большой липучестью и оседают преимущественно на поверхности элементов воздухоподогревателей, которые вследствие этого приходится регулярно очищать. Периодически очистка совершается путем обмывок; их результатом является обмывочная жидкость, содержавшая свободную серную кислоту и сульфаты железа, ванадия, никеля, меди и натрия. В качестве незначительной примеси в этой жидкости присутствуют и другие металлы.

Обезвреживание этих обмывочных растворов сопровождается получением шламов, содержащих ценные вещества - ванадий, никель и т. д.

При эксплуатации водоочисток на электростанциях возникают стоки от промывок механических фильтров, от удаления шламовых вод осветлителей и в результате регенерации катионитных и анионитных материалов.

Промывочные воды содержат только нетоксичные осадки - карбонат кальция, гидроокиси магния, железа и алюминия, кремнекислоту, органические, преимущественно гуминовые вещества, глинистые частицы. Поскольку все эти примеси не обладают токсичным свойством, то эти стоки могут быть сброшены после отделения шлама в водоёмы. На современных ТЭС эти воды после некоторого осветления возвращают на водоочистку, а именно - в головную её часть.

Регенерационные стоки содержат в растворе значительное количество солей кальция, магния и натрия.

С целью уменьшения соленых сбросов от химводоочисток предлагаются различные способы предварительной обработки воды, поступающей на водоочистку. Например, на электродиализных установках или на установках обратного осмоса минерализация исходной воды может быть несколько уменьшена. Однако количество соленых стоков и при этих способах остается значительным, так как во всех случаях отбирается чистая вода, а соли, в ней содержавшиеся, возвращаются в водоём с тем или иным количеством реагентов.

Предлагается замена химического обессоливания испарителями или применение их для выпаривания соленых стоков. Установка испарителей взамен химобессоливания возможна на чисто конденсационных ТЭС, но весьма обременительна на ТЭЦ с большой отдачей пара производственным его потребителям. Выпаривание же соленых стоков, очевидно, не решает задачу их удаления, а только сокращает объёмы объектов, подлежащих эвакуации.

Несколько более привлекательной представляется следующая схема переработки стоков: после смешивания кислых (от Н-катионита) и щелочных (от анионита) стоков проводится обработка их известью и содой для осаждения ионов кальция и магния. Раствор после отделения от образовавшихся осадков содержит только соли натрия, хлориды и сульфаты. Этот раствор подвергают электролизу, получая при этом кислые и щелочные растворы. Они направляются взамен привозных кислот и щелочей на регенерацию соответствующих фильтров. Расчёты показывают, что таким способом количество избыточных солей может быть уменьшено в несколько раз.

Данная статья несет ознакомительную информацию. Компания Квант Минерал разделяет не все положения данной статьи.

Классификация промышленных сточных вод

Так как на различных предприятиях используются разнообразные технологии, то и перечень вредных веществ, попадающих в ходе технологических процессов в промышленные воды, очень различается.

Принято условное деление промышленных стоков на пять групп по видам загрязнений. при данном классификации различается в пределах одной и той же группы, а за систематизирующий признак взято сходство используемых технологий очистки:

группа 1: примеси в виде взвешенных веществ, механические примеси, в т.ч. гидроксиды металлов.
группа 2: примеси в виде масляных эмульсий, нефтесодержащие примеси.
группа 3: примеси в виде летучих веществ.
группа 4: примеси в виде моющих растворов.
группа 5: примеси в виде растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами (цианиды, соединения хрома, ионы металлов).

Методы очистки промышленных стоков

Для удаления загрязняющих веществ из промышленных сточных вод разработано несколько методов. Выбор в каждом конкретном случае осуществляется, основываясь на и требуемом качественном составе очищенной воды. Так как в некоторых случаях загрязняющие компоненты относятся к различным видам, то для таких условий целесообразно применение комбинированных методов очистки.

Методы очистки производственных стоков от нефтепродуктов и взвешенных веществ

Для очистки промышленных стоков первых двух групп наиболее часто используется отстаивание, для чего могут применяться отстойники или гидроциклоны. Также в зависимости от количества механических примесей, размера взвешенных частиц и требований к очищенной воде в очистных сооружениях осуществляется флотация и . При этом следует учитывать, что некоторые виды взвешенных примесей и масел обладают полидисперсными свойствами.

Несмотря на то, что отстаивание является широко используемым методом очистки, оно обладает рядом недостатков. Отстаивание промышленных стоков для получения хорошей степени очистки, как правило, требует очень продолжительного времени. Хорошими показателями очистки при отстаивании считаются 50-70% и масел и 50-60% очистки для взвешенных веществ.

Более эффективным методом осветления сточных вод является флотация. Флотационные установки позволяют значительно сократить время очистки стоков, при этом степень очистки для загрязнений нефтепродуктами и механическими примесями достигает показателя в 90-98%. Такая высокая степень очищения получается при флотации в течение 20-40 минут.

На выходе из флотационных установок количество взвешенных частиц в воде составляет около 10-15 мг/л. В тоже время это не соответствует требованиям, предъявляемым для оборотных вод ряда промышленных предприятий, и требованиям экологического законодательства для сброса промстоков на рельеф. Для более качественного удаления загрязняющих факторов из производственных стоков на очистных станциях используют фильтры. Фильтрующим наполнителем выступает пористый, либо мелкозернистый материал, например, кварцевый песок, антрацит. В фильтровальных установках последних модификаций часто применяются наполнители из пеноуретанов и пенополистиролов, которые обладают большей емкостью и способны многократно регенерировать для повторного использования.

Реагентный метод

Фильтрование, флотация и отстаивание позволяют удалять из сточных вод механические примеси от 5 мкм и больше, удаление более мелких частиц можно осуществить только после предварительной . Добавление в промышленные стоки коагулянтов и флокулянтов вызывает образование хлопьев, которые в процессе осаждения вызывают сорбацию взвешенных веществ. Некоторые виды флокулянтов ускоряют процесс самокоагуляции частиц. Наиболее распространены в качестве коагулянтов хлорное железо, сернокислый алюминий, железный купорос, в качестве флокулянтов – полиакриламид и активированная кремниевая кислота. В зависимости от технологических процессов, применяемых на основном производстве, для флокуляции и коагуляции можно использовать образующиеся на предприятии вспомогательные вещества. Таким примером может служить применение в машиностроительной отрасли отработанных травильных растворов, содержащих сульфат железа.

Реагентная обработка увеличивает показатели очистки сточных вод промышленного предприятия до 100% от механических примесей (включая мелкодисперсные), и до 99,5% от эмульсий и нефтепродуктов. Минусом данного метода является усложнение обслуживания и эксплуатации очистной станции, поэтому на практике он применяется только в случаях повышенных требований к качеству очистки стоков.

На сталелитейных производствах взвешенные вещества в сточных водах могут более чем на половину состоять из железа и его оксидов. Такой состав промышленной воды позволяет использовать для очистки безреагентную коагуляцию. В данном случае коагуляция загрязняющих железосодержащих частиц будет осуществляться за счет магнитного поля. Очистные станции на таком производстве представляют собой комплекс из магнитокоагулятора, магнитных фильтров, магнитных фильтроциклонов и прочих установок с магнитным принципом действия.

Методы очистки промышленных стоков от растворенных газов и ПАВ

Третья группа промышленных стоков представляет собой растворенные в воде газы и летучие органические вещества. Удаление их из сточных вод осуществляется методом отдувки или десорбции. Данный метод заключается в пропускании через жидкость мелких пузырьков воздуха. Поднимающиеся к поверхности пузырьки захватывают с собой растворенные газы и удаляют их из стоков. Барботирование воздуха через промышленные сточные воды не требует специальных дополнительных устройств, кроме самой барботажной установки, а утилизация освобожденных газов может осуществляться, например, . В зависимости от количества отработанного газа в ряде случаев целесообразно его сжигание в каталитических установках.

Для очистки стоков, содержащих моющие вещества, применяется комбинированный метод очистки. Этот могут быть:

адсорбция на инертных материалах или природных сорбентах,
ионный обмен,
коагуляция,
экстракция,
пенная сепарация,
деструктивное разрушение,
химическое осаждение в виде нерастворимых соединений.

Комбинация используемых способов удаления загрязнений из воды подбирается по составу исходных стоков и требованиям к очищенным стокам.

Методы очистки растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами

В большинстве своем стоки пятой группы образуются на гальванических и травильных линияхи представляют собой концентраты солей, щелочей, кислот и промывной воды с различными показателями кислотности. Сточные воды такого состава на очистных установках подвергаются реагентной обработке с тем, чтобы:

понизить кислотность,
понизить щелочность,
коагулировать и осадить соли тяжелых металлов.

В зависимости от мощностей основного производства концентрированные и разбавленные растворы могут либо смешивать, а затем нейтрализовать и осветлять (малые травильные отделения), либо в крупных травильных отделениях производить раздельную нейтрализацию и осветление растворов различной .

Нейтрализация кислых растворов обычно выполняется 5-10%-ным раствором гашеной извести, при этом происходит образование воды и выпадение осадка нерастворимых солей и гидроксидов металлов:

Кроме гашеной извести в качестве нейтрализатора могут использоваться щелочи, сода, аммиачная вода, но их применение целесообразно только, если они образуются в качестве отходов на данном предприятии. Как видно из уравнений реакций, при нейтрализации сернокислотных стоков гашеной известью образуется гипс. Гипс имеет свойство оседать на внутренних поверхностях трубопроводов и вызывать тем самым сужение проходного отверстия, особенно подвержены этому трубопроводы из металла. В качестве профилактики в такой ситуации возможно производить очистку труб промывкой, а также использовать трубопроводы из полиэтилена.

Подразделяют не только по показателю кислотности, но и по их химическому составу. В данной классификации выделяется три группы:

Такое разделение обусловлено специфичными технологиями очистки стоков в каждом случае.

Очистка хромсодержащих стоков

Сульфат железа – очень дешевый реагент, поэтому в прошлые годы такой способ обезвреживания был очень распространен. В тоже время хранение сульфата железа (II) очень затруднительно, так как он быстро окисляется до сульфата железа (III), поэтому рассчитать правильную дозировку для очистной установки тяжело. Это один из двух недостатков данного способа. Вторым недостатком является большое количество осадков в данной реакции.

Современные используют газ – диоксид серы, либо сульфиты. Протекающие при этом процессы описываются следующими уравнениями:

На скорость данных реакций влияет pH раствора, чем выше кислотность, тем быстрее восстанавливается шестивалентный хром до трехвалентного. Самым оптимальным показателем кислотность для реакции восстановления хрома является pH=2-2,5, поэтому при недостаточной кислотности раствора его дополнительно смешивают с концентрированными кислотами. Соответственно смешивание хромсодержащих стоков со стоками меньшей кислотности необоснованно и экономически невыгодно.

Также с целью экономии хромистые сточные воды после восстановления не следует нейтрализовать отдельно от остальных стоков. Их соединяют с остальными, включая циансодержащие, и подвергают общей нейтрализации. Для профилактики обратного окисления хрома за счет избытка хлора в цианистых стоках можно воспользоваться одним из двух способов – либо увеличить количество восстановителя в хромистых стоках, либо удалить избыточный хлор в цианистых стоках тиосульфатом натрия. Выпадение в осадок происходит при pH=8,5-9,5.

Очистка циансодержащих стоков

Цианиды являются очень токсичными веществами, поэтому технология и методы должны соблюдаться очень строго.

Производится в основной среде с участием газообразного хлора, хлорной извести, либо гипохлорита натрия. Окисление цианидов до цианатов происходит в 2 этапа с промежуточным образованием хлорциана – очень токсичного газа, при этом в очистной установке должны постоянно поддерживаться условия, когда скорость второй реакции превышает скорость первой:

Расчетным путем были выведены, а позже и подтверждены практически, следующие оптимальные условия для данной реакции: pH>8,5; t сточных вод < 50°C; концентрация цианидов в исходной сточной воде не выше 1 г/л.

Дальнейшая нейтрализация цианатов может выполняться двумя способами. Выбор способа будет зависеть от кислотности раствора:

при pH=7,5-8,5 осуществляется окисление до углекислого газа и газообразного азота;
при pH<3 производится гидролиз до солей аммония:

Важным условием для применения гипохлоритного метода обезвреживания цианидов является соблюдение их не выше 100-200 мг/л. Большая концентрация токсичного вещества в стоках требует предварительного понижения данного показателя путем разбавления.

Завершающим этапом очистки цианистых гальванических стоков выполняется удаление соединений тяжелых металлов и нейтрализация по показателю pH. Как уже отмечалось выше, нейтрализацию цианистых стоков рекомендуется выполнять совместно со стоками двух других видов – хромсодержащими и кислыми со щелочными. Гидроокиси кадмия, цинка, меди и прочих тяжелых металлов также целесообразнее выделять и удалять в виде взвесей на смешанных стоках.

Очистка разных стоков (кислых и щелочных)

Образуются при обезжиривании, травлении, никелировании, фосфатировании, лужении и прочем. В них не содержатся соединения циана или , то есть они не являются токсичными, а загрязняющими факторами в них выступают детергенты (поверхностно-активные моющие вещества) и эмульгированные жиры. Очистка кислых и щелочных сточных вод гальванических цехов заключается в их частично взаимной нейтрализации, а также в нейтрализации с помощью специальных реагентов, таких как растворы соляной или серной кислоты и известковое молоко. Вообще нейтрализацию стоков в данном случае правильней называть коррекцией pH, так как разные по кислотно-щелочному составу растворы в итоге будут приведены к среднему показателю кислотности.

Наличие ПАВ и масляно-жировых включений в растворах не мешает реакциям нейтрализации, но снижает общее качество очистки стоков, поэтому жиры удаляются из стоков методом фильтрования, а в качестве ПАВ необходимо применять только мягкие детергенты, которые способны биологически разлагаться.

Кислые и щелочные сточные воды после нейтрализации в составе смешанных стоков направляют направляются для осветления в отстойники или центрифуги. На этом завершается химический метод очистки стоков гальванических линий.

Кроме химического метода очистка гальванических стоков может осуществляться электрохимическим и ионообменным методами.

Введение

Энергетика и окружающая среда

Характеристика сточных вод

Обоснование выбора схемы очистки сточных вод

Схема очистки сточных вод

Заключение

Литература

Приложение

Введение

На протяжении тысячелетий человечество оказывало крайне ограниченное влияние на окружающую среду, но во второй половине ХХ века в связи с резким увеличением антропогенной нагрузки на нее и тяжелыми экологическими последствиями наиболее остро встала проблема охраны окружающей среды, нахождения равновесия между обеспечением экономических и социальных потребностей общества и сохранением окружающей среды. В условиях растущей угрозы окружающей среде и здоровью населения практически во всех странах мира были приняты законодательные акты, ограничивающие и регулирующие антропогенное давление на природу. Одновременно разрабатываются и внедряются новые технологии, исключающие или минимизирующие вредное воздействие производственных процессов на воздух, воду и почву.

Проблема утилизации промывной воды является актуальной для крупных станций водоподготовки в России. В процессе водоподготовки на фильтровальных станциях образуется большое количество промывной воды фильтров и контактных осветлителей (15 - 30 % от объема обрабатываемой воды). Для промывной воды, сбрасываемой со станций, характерны высокие значения концентраций алюминия, железа, взвешенных веществ, окисляемости, что негативно сказывается на состоянии водоемов, принимающих данный вид сточных вод.

Согласно СНиП 2.04.02-84 промывные воды следует направлять на повторное использование, однако на практике не удается таким образом полностью утилизировать промывные воды по ряду причин: ухудшение процессов хлопьеобразования и отстаивания взвеси, сокращение продолжительности фильтроциклов. В настоящее время большая часть (~75%) промывных вод либо сбрасывается в бытовую канализацию, либо, после предварительного отстаивания (или без него), в природный водоем. При этом в первом случае значительно возрастает нагрузка на канализационные сети и сооружения биологической очистки, нарушается их нормальный режим работы. Во втором случае происходит загрязнение природных водоемов токсичным осадком, что негативно сказывается на их санитарном состоянии.

Таким образом, необходимы новые подходы, исключающие загрязнение окружающей среды и позволяющие получить дополнительное количество очищенной воды без увеличения водозабора.

В данной работе мы исследуем схему очистки сточных вод тепловых электроцентралей и влияние их на окружающую среду.

Проблематика данной работы: исследование выбросов сточных вод промышленных предприятий, влияние сточных вод на окружающую среду.

1. Энергетика и окружающая среда

Современный период развития человечества иногда характеризуют через три параметра: энергетика, экономика, экология.

Энергетика среди данных показателей занимает особое место. Она является определяющим показателем, как и для экономики, так и для экологии. От энергетических показателей зависит экономический потенциал государств и благосостояние людей.

Спрос на электроэнергию и тепло растет с каждым годом, и в нашей стране и за рубежом, соответственно.

Появляется необходимость увеличения мощностей существующих производств и модернизация оборудования для того, чтоб повышения получения энергии и тепла.

Между тем, получение большего количества электроэнергии негативно влияет на природные ресурсы.

Производство электроэнергии в больших масштабах, влияет на:

атмосферу;

гидросферу;

литосферу;

биосферу.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую энергию.

Основные виды производства электроэнергии в РФ

Современный энергетический комплекс РФ включает почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 220 тыс. МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: 21% - это объекты гидроэнергетики, 11% -атомные электростанции и 68% - тепловые электростанции.

Тепловая энергия

Тепловые электроцентрали - это комплекс сооружений и оборудования для вырабатывания электроэнергии и тепла.

Тепловые электроцентрали различают:

По степени загрузки:

· базовые;

· пиковые.

По характеру потребляемого топлива:

· на твердом;

· жидком;

· газообразном.

Данные типы электростанций, большой мощности, требуют огромного количества воды, необходимой для охлаждения пара.

При этом поступающая охлаждающая вода, проходит через охлаждающие устройства и возвращается в источник.

В РФ используется паротурбинные виды ТЭС.

Энергетика г. Екатеринбург

Основным видом развития электрической энергии в Екатеринбурге припадет на тепловые электростанции.

Энергосбережение г. Екатеринбурга обеспечивает 6 ТЭЦ и 172 котельные различной мощности от 0,1 до 515 Гкал/час.

Установленная электрическая мощность ТЭЦ составляет 1 906 МВт (выработка более 6,1 млрд. кВт часов в год).

Общая тепловая мощность энергоисточников составляет 9 200 Гкал/час. В год производится более 19 млн. Гкал тепловой энергии, в том числе:

56% - на станциях «Свердловэнерго»;

39% - котельными промышленных предприятий;

5% - муниципальными котельными.

Годовой расход топлива составляет 3 млн. т.у.т., более 99% из которых приходится на природный газ, остальное - каменный уголь, мазут (последнее в качестве резервного топлива).

Протяженность магистральных тепловых сетей в г. Екатеринбурге составляет 188км, разводящих и квартальных тепловых сетей - более 3200 км.

Характеристика сточных вод

Сточными водами принято называть пресные воды, изменившие вследствие хозяйственно-бытовой и промышленной деятельности человека свои физико-химические и биохимические свойства. По происхождению сточные воды разделяют на следующие классы: хозяйственно-бытовые, промышленные и дождевые сточные воды.

Степень равномерности распределения (периодичность) загрязняющего компонента.

Таблица 1 Состав и концентрация загрязнений в сточных водах ТЭЦ

Показатели		Качество воды приемника сточных вод	Система гидрозолоудаления
			До очистки	После очистки	Метод очистки	Дальнейшее использование	Приращение концентрации загрязняющих воду веществ в стоках после очистки
Взвешенные вещества
Нефтепродукты					Очистные сооружения отсутствуют	Сброс в водоемы
Щелочность общая	мг-экв/дц3
Жесткость общая	мг-экв/дц3
Сульфаты




Сухой остаток

Таблица 2 Показатели сточных вод ТЭЦ

Показатели	Концентрация вещества	До очистки	После очистки	Метод очистки	Дальнейшее использование	Приращение концентрации загрязняющих воду веществ в стоках до очистки
Взвешенные вещества
Нефтепродукты		8,64×10-4/1,44×10-4	2,16×10-3/0,36×10-3	8,64×10-41,44×10-4
Щелочность общая	мг-экв/дц3
Жесткость общая	мг-экв/дц3
Сульфаты


		2,05×10-4/0,34×10-4	2,16×10-4/0,36×10-4	2,05×10-4/0,34×10-4
		6,48×10-4/1,08×10-4	8,64×10-4/1,44×10-4	6,48×10-4/1,08×10-4
Сухой остаток

Обоснование выбора схемы очистки сточных вод

Как мы уже выяснили, основным видом развития электроэнергии в Екатеринбурге - это тепловые электростанции. Потому в данной работе мы анализируем влияние развития тепловых электростанций и влияние их на окружающую среду.

Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие на:

атмосферу;

гидросферу;

литосферу;

биосферу.

В настоящее время это воздействие приобретает глобальный характер, затрагивая все структурные компоненты нашей планеты.

Важнейшими факторами функционирования окружающей среды является живое вещество биосферы, которое играет существенную роль в естественном круговороте почти всех веществ.

Влияния ТЭС на окружающую среду

Соединения азота практически не взаимодействуют с другими веществами в атмосфере и существование их почти не ограничено.

Сернистые соединения - токсический газообразный выброс ТЭЦ, и при пребывании в атмосфере, в присутствии кислорода окисляется до SO 3 и, вступает в реакцию с водой, и образует при этом слабый раствор серной кислоты.

В процессе горения в атмосфере кислорода воздуха азот, в свою очередь образует ряд соединений: N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 и N 2 O 5 .

В присутствии влаги окись азота (IV) легко вступает в реакцию с кислородом, образуя при этом НNO 3 .

Рост выбросов токсичных соединений в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения, ухудшает качество продукции сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климатические условия отдельных регионов мира, состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны.

Физико-химические методы очистки

Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

флотация;

ионообменная и электрохимическая очистка;

гиперфильтрация;

нейтрализация;

экстракция;

эвапорация;

выпаривание, испарение и кристаллизация.

Производственные сточные воды

Производственные сточные воды в основном загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав таких стоков разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. По составу сточные воды делятся три основные группы, содержащие:

Неорганические примеси (в том числе токсические);

Органические примеси;

Неорганические и органические загрязняющие примеси.

Сточные воды тепловых электростанций

Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

Методы очистки сточных вод можно разделить на:

механические;

химические;

физико-химические;

биологические.

Схема очистки сточных вод

Очистка сточных вод проходит последовательно.

На начальном этапе, сточные воды очищают от нерастворенных загрязнений, а потом от растворенных органических соединений.

Химической очисткой очищают производственные сточные воды (химическое производство, ТЭС).

Физико-химические методы очистки сточных вод можно проводить до биохимической очистки и после биохимической очистки.

Дезинфекцию, как правило, проводится уже в конце процесса обработки сточных вод.

электростанция сточный вода

Рис. 1. Схема механической и биохимической очистки сточных вод

Осадок сбраживается в метантенках, обезвоживается и сушится на иловых площадках.

Механическая очистка заключается в процеживании сточной жидкости через решетки.

Загрязнения, уловленные на решетках, дробятся на специальных дробилках и возвращаются в поток очищаемой воды до или после решеток.

Биохимическая очистка осуществляется аэробными микроорганизмами.

Осадок из вторичных отстойников также направляют в метантенки.

Для дезинфекции воды используют хлор.

Обеззараживание воды происходит в контактных резервуарах.

Рис. 2. Схема механической и биохимической очистки сточных вод

В этой схеме для биохимической очистки применены аэротенки.

Принцип очистки воды в них такой же, как и в биологических фильтрах. Вместо биологической пленки здесь используют активный ил, представляющий собой колонии аэробных микроорганизмов.

По этой схеме осадок обезвоживают на вакуум-фильтрах, а сушат в термических печах.

Схема химической очистки производственных сточных вод наряду с сооружениями, применяемыми при механической очистке сточных вод, включает ряд дополнительных сооружений: реагентов, а также смешения их с водой.

Заключение

В данной работе мы исследовали схемы очистки сточных вод.

Промышленные сточные воды образуются в ходе производственной деятельности предприятий, заводов, комплексов, электростанций, автомоек и т.д.

Основными характеристиками сточных вод являются:

Виды загрязнений и их концентрация (содержание) в сточных водах;

Количество сточных вод, скорость их поступления, расход;

Степень равномерности распределения (периодичность) загрязняющего компонента.

Как мы выяснили, на производство электроэнергии приводит к массовым выбросам вредных соединений, которые в свою очередь вредно влияют на атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу.

В приложениях приведены нормативные показатели по составу и перечням веществ, что сбрасываются в водоем.

Для снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду, человечеству надо переходить на альтернативные источники энергии.

Альтернативные источники энергии направлены на разрешение глобально - экологических проблем.

Стоимость альтернативных источников энергии значительно ниже стоимости традиционных источников, причем строительство альтернативных станций окупается быстрее. Альтернативные источники энергии позволят сэкономить топливные ресурсы страны для использования их в других промышленностях, поэтому здесь решается экономическая причина.

Альтернативные источники энергии помогут сохранить здоровье и жизнь многим людям.

Литература

1. В.И. Кормилицын, М.С. Цицкшивили, Ю.И. Яламов «Основы экологии», изд-во - Интерстиль, Москва 1997.

2. Н.А. Воронков «Экология - общая, социальная, прикладная», изд-во - Агар, Москва 1999.

3. В.М. Гарин, И.А. Клёнова, В.И. Колесникова «Экология для технических ВУЗов», изд-во - Феникс, Ростов-на-Дону 2001.

4. Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. - М.: Энергия, 1975. -131 с.

5. Романенко В.Д. и др. Методика экологической оценки качества поверхностных вод по соответствующим критериям. - К., 1998.

6. Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения АЭС. Контроль за радиоактивным загрязнением природной среды в окрестностях АЭС / Под ред. К.П. Махонько. - Обнинск: НПО «Тайфун», 1989. - 350 с.

7. Семенов И.В. и др. Мониторинг в системе обеспечения экологической безопасности гидротехнических объектов // Гидротехническое строительство. - 1998. - № 6.

8. Скалин Ф.В., Канаев А.А., Кооп Л.З. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 280 с.

9. Тарханов А.В., Шаталов В.В. Новые тенденции развития мировой и российской минерально-сырьевой базы урана // Минеральное сырье. Серия геолого-экономическая. - М.: ВИМС, 2008. - № 26. - 79 с.

10. Толковый словарь экологических терминов / Г.А. Ткач, Э.Г. Братута и др. - К.: 1993. - 256 с.Тупов В.Б. Охрана окружающей среды от шума в энергетике. - М.: МЭИ, 1999. - 192 с.Ходаков Ю.С. Оксиды азота и теплоэнергетика. - М.: ООО «ЭСТ-М», 2001. - 370 с.

Приложение

Перечень загрязняющих веществ, удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки

Вещество

Макс. конц. для биолог. очистки мг/л

Эффективность удаления, %

При сбросе очищ. сточных вод в водный объект хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

При сбросе очищ. сточных вод в водный объект рыбохозяйственного водопользования

Класс опасности

Акриловая кислота

Акролеин

Аллиловый спирт

Алюминий

Аммонийный азот(ион)хх)

Ацетальдегид

Бензойная кислота

Бутилакрилат

Бутилацетат

Бутиловый спирт нормальн.

-"- вторичный

-"- третичный

Винилацетат

Гидразин

Гидрохинон

Гликозин

Глицерин

Дибутилфталат

Диметилацетамид

Диметилфенил-карбинол

Диметилфенол

Динитрил адипиновой кислоты

Дициандиамид

Диэтаноламид

Диэтиламин

ЖелезоFe+3

Жиры (растит, и животн.)

Нормируются по БПК

нормируются по БПК

Изобутиловый спирт

Изопропиловый спирт

Капролактам

Карбометил-целлюлоза

Карбомол

Кротоновый альдегид

Нормируется по БПК

Малеиновая кислота

Марганец2+

Масляная кислота

Метакриламид

Метакриловая кислота

Метилметакрилат

Метилстирол

Метилэтилкетон

Молибден

Молочная кислота

нормируются по БПК

Моноэтаноламин

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

Мочевина (карбамид)

Муравьиная кислота

Нефть и нефтепродукты в раств. и эмульгир. виде

Нитробензол

Нитраты (по NО3)

Нитриты (по NО2)

Октанол (спирт октиловый)

Пирокатехин

Полиакриламид

Поливиниловый спирт

Пропиленгликоль

Пропиловый спирт

Резорцин

Сероуглерод

Синтамид

СПАВ (анионные)

Стронций

Сульфиды (натрия)

Тиомочевина

Трикрезилфосфат

Триэтаноламин

Уксусная кислота

Формальдегид

Фосфатыхх)

токс сан-токс

2 (поР) 00,5-0,2

Фталевая кислота

Фториды (анион)

Хромолан

Цианиды (анион)

Этиловый спирт

Эмукрил С

Этамон ДС

2-этилгексанол

Этиленгликоль

Этилен-хлоргидрин

х) ЛПВ - лимитирующий показатель вредности: "с-т" - санитарно-токсикологический; "токс" - токсикологический; "орг." - органолептический; "общ." - общесанитарный; "рыб.-хоз." - рыбохозяйственный; "сан" - санитарный. хх) эффективность удаления аммонийного азота и фосфора дана для существующей обычной технологии биологической очистки. При использовании специальных технологий (схем с нитрификацией-денитрификацией, реагентного или биологического удаления фосфатов и др.), требующих реконструкции очистных сооружений, эффективность удаления может быть повышена до 95-98%. ПДК для рыбохозяйственных водоемов зависит от трофности водоемов прочерк - означает отсутствие данных

ПЕРЕЧЕНЬ агрязняющих веществ, не удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки

Вещество	При сбросе в водный объект хоз-питьевого и культурно-бытового водопользования		При сбросе в объект рыбохозяйственного водопользования
		Класс опасности		Класс опасности
Анизол (метоксибензол)
Ацетофенон
Бутилбензол
Гексахлоран (гексахлорциклогексан)
Гексахлорбензол
Гексахлорбутадион
Гексахлорбутан
Гексахлорциклопентадиен
Гексахлорэтан
Гексоген
Диметилдиоксан
Диметилдитиофосфат
Диметилдихлорвинилфосфат
Дихлоранилин
Дихлорбензол
Дихлорбутен
Дихлоргидрин
Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ)
Дихлорнафтохинон
Дихлорпропионат натрия
Дихлофос
Дихлорэтан
Диэтиланилин
Диэтиленгликоль
Диэтиловый эфир
Диэтиловый эфир малеиновой кислоты
Диэтилртуть

Изопропиламин

Карбофос
В-меркаптодиэтиламин

Метилнитрофос
Нитробензол
Нитрохлорбензол
Пентаэритрит
Петролаум (смесь твердых углеводородов)
Пикриновая кислота (тринитрофенол)
Пирогаллол (триоксибензол)
Полихлорпинен
Полиэтиленимин
Пропилбензол
Тетрахлорбензол
Тетрахлоргептан
Тетрахлорметан (четыреххлористый углерод)
Тетрахлорнонан
Тетрахлорпентан
Тетрахлорпропан
Тетрахлорундекан
Тетрахлорэтан
Тиофен (тиофуран)

Трибутилфосфат
Триэтиламин
Фосфамид
Фурфурол
Хлорбензол
Хлоропрен
Хлорофос
Хлорциклогексан
Этилбензол
Циклогексан
Циклогексанол
Сульфаты

Перечень веществ и материалов, запрещенных к сбросу в системы канализации населенных пунктов

1. Вещества и материалы, способные засорять трубопроводы, колодцы, решетки или отлагаться на их стенках:

металлическая стружка;

строительные отходы и мусор;

твердо-бытовые отходы;

производственные отходы и шламы от локальных (местных) очистных сооружений;

всплывающие вещества;

нерастворимые жиры, масла, смолы, мазут и др.

окрашенные сточные воды с фактической кратностью разбавления, превышающей нормативные показатели общих свойств сточных вод более чем в 100 раз;

биологически жесткие поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Вещества, оказывающие разрушительное действие на материал трубопроводов, оборудования и других сооружений систем канализации:

щелочи и др.

Вещества, способные образовывать в канализационных сетях и сооружениях токсичные газы, взрывоопасные, токсичные и горючие газы:

сероводород;

сероуглерод;

окись углерода;

цианистый водород;

пары летучих ароматических соединений;

растворители (бензин, керосин, диэтиловый эфир, дихлорметан, бензолы, четыреххлористый углерод и т.п.).

Концентрированные и маточные растворы.

Сточные воды с зафиксированной категорией токсичности "гипертоксичная";

Сточные воды, содержащие микроорганизмы - возбудители инфекционных заболеваний.

Радионуклиды, сброс, удаление и обезвреживание которых осуществляется в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод" и действующими нормами радиационной безопасности

Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов

	Перечень загрязняющих веществ	Усредненная характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод (концентрация, мг/л)
	Взвешенные вещества
	БПК полн.


	Азот аммонийный

	Сульфаты
	Сухой остаток
	Нефтепродукты
	СПАВ (анионные)

	Железо общее








	Алюминий
	Марганец

	Фосфор фосфатов

Примечание: При необходимости данные, приведенные в таблице, могут уточняться и корректироваться на основе проведенных натурных исследований.

Запасы воды на планете колоссальны - около 1,5 млрд км3, однако объем пресных вод составляет немногим > 2%, при этом 97% их представлено ледниками в горах, полярными льдами Арктики и Антарктики, которая не доступны для использования. Объем пригодных для применения пресных вод составляет 0,3% от общего запаса гидросферы. В настоящее время населением мира ежесуточно потребляем 7 млрд.т. воды, что соответствует количеству полезных ископаемых, добываемых человечеством за год.

С каждым годом потребление воды резко увеличивается. На территории промышленных предприятий образуется сточные воды 3-х типов: бытовые, поверхностные, производственные.

Хозяйственно-бытовые сточные воды - образуются при эксплуатации на территории предприятий душевых, туалетов, прачечных и столовых. Предприятие не отвечает за количество данных сточных вод и направляет их на городские станции очистки.

Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевой поливочной водой примесей, скапливающие на территории, крышах и стенах производственных зданий. Основными примесями этих вод являются твердые частицы (песок, камень, стружки и опилки, пыль, сажа, остатки растений, деревьев и т.п.); нефтепродукты (масла, бензин и керосин), используемый в двигателях транспортных средств, а так же органических и минеральных удобрений, используемых в заводских скверах и цветниках. Каждое предприятие отвечает за загрязнение водоемов, поэтому необходимо знать объем сточных вод данного типа.

Расход поверхностных сточных вод рассчитывается в соответствии со СН и П2.04.03-85 «Нормы проектирования. Канализация. Наружные сети и сооружения» по методу предельной интенсивности. Для каждого сечения водостока расчетный расход определяют по формуле:

где - параметр, характеризующий интенсивность осадков в зависимости от климатических особенностей местности, где расположено предприятие;

Расчетная площадь стока.

Площадь территории предприятия

Коэффициент зависящий от площади;

Коэффициент стока, определяющий в зависящий от проницаемости поверхности;

Коэффициент стока, учитывающий особенности процессов сбора поверхностных сточных вод и движения их в лотках и коллекторах.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Их количество, состав, концентрация примесей определяется типом предприятия, его мощностью, видами используемых технологических процессов. Для покрытия нужд водопотребления предприятиями области производится забор воды из поверхностных источников предприятиями промышленности и теплоэнергетики, сельскохозяйственными объектами водопользования, в основном на цели орошения.

В хозяйстве Республики Беларусь используются водные ресурсы рек: Днепр, Березина, Сож, Припять, Уборть, Случь, Птичь, Уть, Немыльня, Терюха, Уза, Виша.

Из артезианских скважин забирается приблизительно 210 млн. м3/ год, причем вся эта вода - питьевая.

Общий объем сточных вод образует за год около 500 млн. м3. Около 15% стоков являются загрязненными (недостаточно очищенными). В Гомельской области загрязнено около 30 рек и речек.

Особые виды промышленного загрязнения водоемов:

1) тепловое загрязнение, обусловленное выпуском тепловых вод от различных энергетических установок. Тепло, поступающее с нагретыми сбросными водами в реки, озера и искусственные водохранилища, оказывает существенное влияние на термический и биологический режим водоемов.

Интенсивность влияния теплового загрязнения зависит от t нагревания воды. Для лета выявлена следующая последовательность воздействия температуры воды на биоценоз озер и искусственных водоемов:

при t до 26 0С не наблюдается вредного воздействия

свыше 300С - вредное воздействие на биоценоз;

при 34-36 0С возникает летальные условия для рыб и др. организмов.

Создание различных охладительных устройств для сброса вод тепловых электростанций при огромном расходе этих вод приводит к значительному удорожанию строительства и эксплуатации ТЭС. В связи с этим изучению влиянию теплового загрязнения уделяется большое внимание. (Владимиров Д.М., Ляхин Ю.И., Охрана окружающей среды ст. 172-174);

2) нефть и нефтепродукты (пленка) - разлагаются за 100-150 дней при благоприятныхных условиях;

3) синтетические моющие средства - трудноудалимы из стоков, увеличивают содержание фосфатов, что ведет к увеличению растительности, цветению водоемов, истощению кислорода в водной массе;

4) сброс Zu и Cu - не удаляются полностью, а меняются формы соединения и скорость миграции. Только за счет разбавление можно снизить концентрацию.

Вредное воздействие машиностроения на поверхностные воды обусловлено большим водопотреблением (около 10 % общего водопотребления в промышленности) и значительным загрязнением стоков, которые подразделяются на пять групп:

с механическими примесями, в том числе и гидроксидами металлов; с нефтепродуктами и эмульсиями, стабилизированными ионогенными эмульгаторами; с летучими нефтепродуктами; с моющими растворами и эмульсиями, стабилизированными неионогенными эмульгаторами; с растворенными токсичными соединениями органического и минерального происхождения.

На первую группу приходится 75 % объема сточных вод, вторую, третью и четвертую - еще 20 %, пятую группу - 5 % объема.

Основным направлением в рациональном использовании водных ресурсов являются оборотное водоснабжение.

Сточные воды машиностроительных предприятий

Литейные цехи. Вода используется на операциях гидравлической выбивки стержней, транспортировки и промывки формовочной земли в отделения регенерации, на транспорт отходов горелой земли, при орошении газоочистного оборудования, охлаждении оборудования.

Сточные воды загрязняются глиной, песком, зольными остатками от выгоревшей части стержней смеси и связующими добавками формовочной смеси. Концентрация этих веществ может достигать 5 кг/м3.

Кузнечно-прессовые и прокатные цехи. Основными примесями сточных вод, используемых для охлаждения технологического оборудования, поковок, гидросбива металлической окалины и обработки помещения, являются частицы пыли, окалины и масла.

Механические цехи. Вода используемая для приготовления смазочно-охлаждаемых жидкостей, промывки окрашиваемых изделий, для гидравлических испытаний и обработки помещения. Основные примеси - пыль, металлические и абразивные частицы, сода, масла, растворители, мыла, краски. Количество шлама от одного станка при черновом шлифовании 71,4 кг/ч, при чистовом - 0,6 кг/ч.

Термические участки: Для приготовления технологических растворов, используемых для закалки, отпуске и отжиге деталей, а так же для промывки деталей и ванн после сброса отработанных растворов используют воду. Примеси сточных вод - минерального происхождения, металлическая окалина, тяжелые масла и щелочи.

Участки травления и гальванические участки. Вода используемая для приготовления технологических растворов, применяемая при травлении материалов и нанесение на них покрытий, для промывки деталей и ванн после сброса отработанных растворов и обработки помещения. Основные примеси - пыль, металлическая окалина, эмульсии, щелочи и кислоты, тяжелые масла.

В сварочных, монтажных, сборочных цехах машиностроительных предприятий сточные воды содержат металлические примеси, маслопродукты, кислоты и т.п. в значительно меньших количествах, чем в рассмотренных цехах.

Степень загрязненности сточных вод характеризуется следующими основными физико-химические показателями:

количеством взвешенных веществ, мг/л;

биохимическим потреблением кислорода, мг/л O2/л; (БПК)

Химическим потреблением кислорода, мг/л (ХПК)

Органолептическими показателями (цвет, запах)

Активной реакцией среды, рН.