Промышленные сточные воды

В промышленности можно выделить четыре крупные категории сточных вод (рис. 1):

• сточные воды от производственных процессов;

• особые сточные воды;

• сточные воды вспомогательных систем;

• случайные сбросы сточных вод.

Сточные воды от производственных процессов

Большая часть производственных технологических процессов приводит к появлению загрязнений в результате контакта воды с газами, жидкостями или твердыми веществами. Потоки этих сточных вод могут быть непрерывными или периодическими. Они даже могут образовываться лишь в отдельные сезоны (например, сбор и переработка сахарной свеклы занимают два месяца в году).

В том случае, если речь идет об отлаженном и регулярном производстве, обычно известны расход сточных вод и концентрация содержащихся в них загрязнений.

Особые сточные воды

Некоторые сточные воды следует отводить, не смешивая их с другими сточными водами:

• для проведения специфической обработки, возможно, с утилизацией некоторых компонентов и/или воды с их возвратом в производство;

• для направления в промежуточные накопительные резервуары, чтобы затем равномерно вводить их в общую линию обработки сточных вод (возможно, с предварительным обезвреживанием).

К таким сточным водам относятся:

• отработанные растворы гальванических и травильных ванн, отработанные содовые растворы, аммиачные воды от коксовальной установки;

• конденсаты в производстве бумаги, маточные растворы в аграрно-пищевой и химической отраслях промышленности;

• токсичные и концентрированные сбросы сточных вод.

Сточные воды вспомогательных систем

К ним относятся:

• бытовые сточные воды (от столовых и т. д.);

• воды из систем отопления (сливы из котлов, элюаты регенерации ионитов);

• жидкие осадки от обработки подпиточных вод.

Случайные сбросы сточных вод

Случайные сбросы могут возникать в результате:

• аварийной утечки продуктов производства во время их перемещения или хранения;

• слива воды после мытья производственных помещений или оборудования;

• слива загрязненных вод, в т. ч. после ливней, вызывающих гидравлическую перегрузку очистных сооружений.

Для правильного проектирования сооружений очистки сточных вод необходимо располагать следующими параметрами:

• типы, объемы и цикличность производства, потребляемое сырье;

• состав воды, поступающей на предприятие;

• возможность разделения потоков сточных вод и/или создания оборотных систем водоснабжения;

• суточные расходы сточных вод по категориям;

• среднечасовые и максимальные потоки сточных вод (длительность и периодичность по категориям);

• средний и максимальный поток загрязнения по категориям загрязнителей и для специфического загрязнения в данной отрасли.

Как правило, бывает полезно знать о вторичном загрязнении сточных вод, даже случайном, которое может серьезно нарушить работу некоторых установок на очистных сооружениях. В рамках проектирования нового предприятия эту информацию, собранную после анализа производства, сравнивают с данными, полученными на аналогичных, уже существующих предприятиях.

Стоимость обработки ПСВ в значительной степени определяется системой водоотведения в производственных цехах и на предприятии в целом.

Организация выходящих водных потоков должна как можно точнее соответствовать схеме на рис. 2, которая в общем случае обеспечивает наилучшую технико-экономическую оптимизацию системы водоотведения промышленного предприятия.

В систему водоотведения входят:

• внутренние системы рециркуляции в производственных цехах, позволяющие по мере возможности осуществлять извлечение (в целях повторного использования) сырьевых материалов, уменьшать расход загрязненных потоков, подлежащих обработке, снижать потребление свежей воды;

• системы разделения потоков сточных вод.

Потоки сточных вод бывают:

а) периодические:

• загрязненные или незагрязненные ливневые стоки;

• воды от опорожнений, промывок и т. п.;

• загрязненные или незагрязненные охлаждающие воды;

б) постоянные:

• производственные сточные воды, требующие специфической предварительной обработки;

• производственные сточные воды, не требующие специфической предварительной обработки.

Такое разделение потоков позволяет применять накопительные, буферные, усреднительные, а также аварийные резервуары (рис. 3).

Выделяют пять основных стадий обработки сточных вод: первичная обработка, биологическая обработка, третичная обработка, обработка осадков и устранение запахов.

Первичная обработка

На этой стадии могут применяться следующие процессы:

• процеживание на решетках или ситах;

• извлечение твердых частиц или жиров;

• удаление масел;

• нейтрализация;

• охлаждение;

• коагуляция-флокуляция с последующим разделением фаз на основе традиционных методов, цель которых состоит в удалении взвешенных коллоидных частиц, в осаждении и отделении металлов и токсичных солей, в удалении эмульгированных масел.

Биологическая обработка

При выборе технологии биологической обработки (рис. 4) следует исходить:

• из способности сточных вод к биоразложению (отношение химической потребности в кислороде (ХПК) к биологической потребности в кислороде (БПК), причем особое внимание следует уделить случаям, когда это отношение превышает 3);

• из концентрации загрязнений по таким показателям, как ХПК, БПК, азот по Кьельдалю, содержание фосфора;

• из общего солесодержания, резкие изменения которого могут оказывать влияние на биологические процессы.

Третичная очистка

Цели третичной очистки сточных вод, дополняющей рассмотренные выше стадии обработки, могут быть различными. С одной стороны, необходимо повышать качество очищенной сточной воды в целях соблюдения норм по сбросам в окружающую среду путем:

• уменьшения содержания взвешенных веществ и снижения концентрации коллоидной части ХПК;

• удаления фосфора (осаждением солями железа или алюминия, реже – с помощью извести);

• снижения содержания бионеразлагаемой части ХПК;

• снижения цветности, в частности сточных вод текстильной промышленности;

• удаления специфических соединений, таких как пестициды, фунгициды, металлы, окисляющиеся хлором или его аналогами, поверхностно-активные вещества, растворимые углероды и т. п.

С другой стороны, третичная очистка может осуществляться и для последующей рециркуляции обработанной воды в производственные цеха, в системы охлаждения с градирнями, системы промывки, системы пожаротушения и даже в системы питания котельных установок.

В таблице приводится краткий перечень способов и технологий, применяемых на стадии третичной очистки.

Обработка осадка

Как правило, проект комплекса технологических линий обработки сточных вод и осадков должен являться результатом оптимизации, которая часто приводит к необходимости добиваться снижения объема образующихся осадков, поскольку, как известно, стоимость обработки и вывоза этих отходов часто составляет основную часть эксплуатационных затрат на очистных сооружениях.

Существуют различные способы снижения объема образующихся осадков:

• снижение внутрицеховых и внутризаводских потерь;

• уменьшение использования минеральных реагентов, приводящих к образованию осадков;

• по возможности – использование биологических технологий, приводящих к образованию меньших объемов осадка: метанизация или мембранные биореакторы.

При обработке ПСВ различных отраслей промышленности формируются осадки, различающиеся по своим характеристикам:

• первичные и третичные осадки, специфичные для каждой отрасли промышленности. Их конечное назначение может различаться, вследствие чего может потребоваться упоминавшееся выше разделение потоков и оптимизация обработки исходя из различных факторов – например, в зависимости от типа захоронения, на которое можно вывозить обработанные осадки, возможности их размещения на сельскохозяйственных угодьях, объемов капитальных вложений и эксплуатационных затрат;

• биологические илы: принципы обработки те же, что и в случае обработки биологических илов, образующихся при обработке городских сточных вод. В некоторых случаях илы могут характеризоваться повышенным содержанием летучих соединений в общей массе сухих веществ, вследствие чего их обезвоживание часто сопряжено с некоторыми трудностями.

Устранение запахов

Содержание дурнопахнущих веществ в ПСВ зависит от технологического процесса, реализуемого в конкретном цехе. Основная масса этих веществ удаляется на стадии предварительной обработки, в которую при необходимости включают процессы аэрации или отдувки. Технология обработки требует в каждом случае отдельного рассмотрения.

Также газы формируются непосредственно в процессе обработки (особенно при биологической очистке сточных вод и обработке осадков). По своему составу они аналогичны газам, которые образуются на станциях очистки ГСВ. Для их удаления используются дегазация, дезодорация и выпаривание.

Статья предоставлена компанией «НПЦ ПромВодОчистка»