Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности

Промышленное использование пресной воды в 3 — 4 раза превышает бытовое. Стоки от предприятий загрязнены опасными для экосистемы веществами. Для уменьшения нагрузки на городские очистные системы производят предварительную очистку промышленных сточных вод и затем повторно их используют.

Жидкие отходы от предприятий, сбрасываемые в общую канализационную систему, должны соответствовать строгим требованиям безопасности для коммуникаций и окружающей среды.

Методы очистки

Каждый вид загрязнений требует особого подхода. В зависимости от химического состава стоков используют разные методы очищения.

В процессе очистки промышленных сточных вод происходит образование коллоидных растворов.

Очищение промышленных стоков с изменением их химического состава

Распространённый способ очистки промышленных сточных вод — химический. Дорогостоящий метод, так как требует применения реактивов.

После реакций нейтрализации, окисления или восстановления растворённые вещества выпадают в осадок, который затем удаляется механическим способом.

• Нейтрализация.
  Восстанавливает нормальный уровень pH 6,5-8,5. Если в производстве образуются кислотные и щелочные стоки, их совмещают для нейтрализации. При очистке щелочных сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности их окисляют серной кислотой до уровня pH 8. Применяется и в горнодобывающей промышленности.
• Окисление.
  В качестве реагентов используют озон, бихромат калия, хлор, пиролюзит. Это один из способов очистки сточных вод предприятий от железа.
• Восстановление.
  Эффективно при очищении от мышьяка, ртути, хрома. Используются диоксид серы, гидросульфит натрия, водород и сульфат железа.

Применение биологических способов для очищения стоков промышленных предприятий

Наилучший результат биологические методы очистки дают, когда в искусственных условиях для микроорганизмов создают благоприятную среду. Размножающиеся микроорганизмы употребляют органические загрязняющие вещества в пищу и очищают стоки. Методы эффективны для очищения сточных вод животноводческих ферм.

Применяется на мясоперерабатывающих производствах.

Биологическим способом производят очищение сточных вод молочной промышленности: в них высоко содержание органических веществ, в том числе масло-жировых. Перед сбросом в водоём проводят аэробную фильтрацию в биофильтре, затем очищение в аэротенках, фильтрационную доочистку. Завершает процесс ультрафиолетовое обеззараживание.

Воду, не прошедшую весь цикл очищения, используют для орошения сельскохозяйственных посадок: они содержат азот, ценное минеральное удобрение.

Очистка сточных вод гальванических производств

На предприятиях металлургического комплекса, где применяют гальванические покрытия, образуется большое количество жидких отходов, загрязнённых тяжёлыми металлами, кислотами и щелочами.

Кислотные и щелочные стоки совмещают для взаимной нейтрализации производственных сточных вод, а растворённые соли металлов восстанавливают для образования осадка. Первичная обработка позволяет использовать стоки в чёрной металлургии вторично, уменьшая потребление чистой воды.

Методы очистки производственных стоков от нефтепродуктов и взвешенных веществ

В различных отраслях химической промышленности образуются сточные воды, загрязнённые нефтепродуктами. Для очищения используются методы в комплексе.

Механический способ (отстаивание, центрифугирование, фильтрация). Применение современного оборудования на этом этапе позволяет удалить 90% загрязнений. Затем применяются физико-химические методы: коагуляция, флотация, сорбция.

[info-box type=»info»]Биологические методы — самые современные. Основаны на использовании микроорганизмов, питающихся нефтью и её производными. На выходе получаются углекислый газ, безвредные соли и чистая вода. Очищение производится в железобетонных аэротенках размером до 100 метров.[/info-box]

Методы очистки промышленных стоков от растворённых газов и ПАВ

Растворённые в воде газы удаляют методом отдувки или десорбции. Пузырьки воздуха выносят газ на поверхность. Затем его сжигают.

Химическая очистка применяется как метод удаления ПАВ. Моющие вещества из промышленных сточных вод удаляют методами адсорбции, ионного обмена, коагуляции, экстракции, сепарации.

Методы очистки растворов органических и неорганических веществ, обладающих токсичными свойствами

Токсичные стоки с высоким содержанием солей, кислот и щёлочей образуются в гальванических и травильных цехах. Применяются химические способы очистки промышленных сточных вод. Очищение предполагает понижение уровня кислотности или щёлочности и выделение солей тяжёлых металлов.

Очистка хромсодержащих стоков

Растворённый шестивалентный хром высокой токсичности при добавлении диоксида серы или сульфитов восстанавливается до трёхвалентного соединения хрома с натрием. Менее токсичный образовавший осадок удаляют.

Очистку сточных вод от хрома можно выполнить за счет применения взаимной нейтрализации. Используют щелочность вод для осаждения катионов хрома (III). Образуется гидроксид хрома, адсорбирующий органические частицы сточных вод. Сточные воды, содержащие хром смешивают с загрязненными щелочными, рН среды будет = 8.5. При таком pH не все катионы хрома осаждаются, поэтому в среду вводят щелочь с массовой долей 5 %, доводя рН до 10. Экспозиция составит 1.5 часа, затем раствор фильтруют. В среднем, при таком методе очистки можно избавиться от хрома на 60 – 70%.

Очистка циансодержащих стоков

При выплавке чугуна сточные воды сильно загрязняются цианидами.

Цианиды высоко токсичны, поэтому требования к очистке таких стоков строгие. Распад цианидов производится в щелочной среде с добавлением хлора или его соединений (например, хлорной извести). На этом этапе образуется хлорциан (крайне токсичный газ) и цианита. Они нейтрализуются путём гидролиза до солей аммония или окисляются до углекислого газа и азота.

Очистка разных стоков (кислотных и щелочных)

Кислотные и щелочные сточные воды образуются на гальванических производствах. Загрязнители, которые они содержат — это ПАВ и жиры в виде эмульсий. Проводят взаимную нейтрализацию или добавляют реагенты (соляную, серную кислоты или известковое молоко). Жиры отфильтровывают.

Стадии очистки сточных вод промышленных предприятий

Очищение производят в несколько этапов: перед тонкой очисткой обязательно удаляют крупнодисперсные частицы. Механическая очистка промышленных сточных вод необходима для дальнейшего очищения.

• 1 этап.
  Удаление крупных и масляных частиц, обезвреживание токсинов. Применяются методы коагуляции, флокуляции, смешивания, отстаивания, просеивания.
• 2 этап.
  Освобождение сточных вод от оставшихся механических примесей путём осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
• 3 этап.
  Удаление части загрязняющих веществ. Включает химическое окисление, обезвреживание, электрокоагуляцию, электрофлотацию, электролиз, мембранную очистку.
• 4 этап.
  Очистка от растворённых веществ. Методы: сорбция активированным углем, обратный осмос, ионный обмен.

Требования к промышленным стокам для сброса в центральную канализацию

Промышленные стоки включают концентрированные вещества, разъедающие системы канализации и очистные сооружения. Поэтому перед сбросом в общегородскую канализационную сеть они проходят обязательное предварительное очищение.

Стоки, попадающие с предприятий в центральную канализацию, должны отвечать требованиям:

• БПК, соответствующее документации;
• уровень pH сточных вод в пределах 6,5 — 9, температура до 40° С;
• не должны нарушать работу канализационной сети и очистной станции;
• не должны содержать песок, опилки, абразивы, образующие осадок в трубах;
• не должны содержать примеси, забивающие решётки и трубы;
• не должны содержать вещества, разъедающие трубы и другие части систем;
• не должны содержать радиоактивных, токсичных, биологически опасных и взрывоопасных примесей.

Современные технологии очистки сточных вод промышленных предприятий позволяют спускать их в централизованную канализацию.

Оборудование для очистки сточных вод промышленных предприятий

Используемые на предприятии методы определяют список необходимого оборудования для очистки сточных вод.

Наиболее часто используются:

• песколовки и жироловки;
• фильтры.
  Используются на первом этапе механического очищения. Применяют дисковые, вакуумные, ленточные, пластинчатые, сетчатые фильтры, работающие под напором и без;
• отстойники.
  В горизонтальных, вертикальных или радиальных ёмкостях проводят физико-химическое очищение;
• центрифуги.
  В цилиндрических вращающихся ёмкостях разделяются твёрдая и жидкая фракции;
• аэротенки.
  Резервуары для применения биологических методов.