Кафедра гигиены труда лекция методы очистки сточных вод

Учреждение образования
«Белорусский государственный медицинский университет»
Кафедра гигиены труда
лекция
источники загрязнения водных
объектов. гигиеническая
характеристика сточных вод.
методы очистки промышленных
сточных вод
Заведующий кафедрой гигиены труда,
доцент, к.м.н.
Семёнов Игорь Павлович
Закон Республики Беларусь
от 24 июня 1999 г. №271-З
«О питьевом водоснабжении»
(с изм. и доп.)
И
ВОДНЫЙ КОДЕКС РЕСПУБЛИКИ
БЕЛАРУСЬ
30 апреля 2014 г. № 149-З
регулируют все виды отношений в
области водопользования
ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ сосредоточение природных вод на
поверхности суши либо в горных
породах, имеющее характерные
формы распространения и черты
режима.




реки
озёра
водохранилища
подземные водные объекты
Проблемы охраны
- индустриализация во 2-й половине ХХ
века (антропогенное и техногенное
воздействие на среду обитания – 1/3
речного стока)
- неравномерное распределение воды на
планете
- водный дефицит испытывает ½
человечества
- канализование хозяйственно-бытовых
сточных вод и промышленных сточных
вод (раздельные системы канализации,
совмещенное)
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ






промышленные сточные воды
хозяйственно-бытовые
дренажные воды с орошаемых земель
организованный водосток водосток в
городах (ливневая и дренажная
канализация в городах)
неорганизованный водосток (с с/х
угодий и промплощадок)
водный транспорт и др.
Особенности хозяйственнобытовых сточных вод:







загрязнены физиологическими
выделениями человека, бытовыми,
кухонными отходами
много взвешенных частиц
содержат неорганические (кислоты,
щелочи, соли) и органические
(соединения углерода, азота) вещества
много ПАВ
высокая микробная обсемененность
имеют неравномерный режим
образования
объем зависит от санитарной культуры,
традиций, доступности воды
Этапы очистки хозяйственнобытовых сточных вод:



механическая очистка
биологическая очистка
обеззараживание (при необходимости)
Промышленные
сточные воды –
один из самых опасных
источников
загрязнения водоемов
1 особенность промышленных
сточных вод:
большие объемы образования
- в 2 -3 раза больше бытовых
-
вода включена в технологический
процесс
или
используется
для
промывки оборудования и изделий
- количество промстоков постоянно растет
с увеличением объемов производства
вытекающие выводы:
- выбор очистных сооружений при
устройстве канализации должен
определяться большим количеством
промстоков
- для уменьшения объемов промстоков
необходимо внедрять оборотное
водоснабжение
- отвод промстоков крупных предприятий
за черту населенных пунктов
2 особенность промышленных
сточных вод:
неравномерный режим
образования и выпуска
коэффициент неравномерности
образования
составляет 4-5 и более
(для бытовых:
1,5-2)
вытекающие выводы:
- существуют промежутки времени с
максимальным выпуском, следовательно, и
интенсивным загрязнением водоемов
- для уменьшения интенсивности «залповых»
выбросов стоков в водоем необходимо
устраивать регулирующие накопительные
емкости для равномерного выпуска
- для характеристики концентраций
загрязнителей необходимо отбирать
среднепропорциональную пробу (отбор
порциями пропорционально расходу стоков)
3 особенность промышленных
сточных вод:
разнообразная качественная
характеристика
сколько существует видов производств –
столько и видов стоков по их составу
(бытовые сточные характеризуются
относительно постоянным составом)
вытекающие выводы:
- выбор методов и способов очистки
промышленных стоков должен
учитывать характеристику загрязнения
(качественную и количественную)
- появление новых производств требует
разработки новых комбинаций
существующих методов или разработки
новых подходов к очистке
промышленных сточных вод
для облегчения выбора способа очистки
промышленные сточные воды условно делят на
3 вида в зависимости от концентрации
загрязнителей:



«чистые» –образуются после охлаждения
двигателей, компрессоров, поверхностей
аппаратуры, отработанные воды ТЭЦ и др.
условно-чистые (малозагрязненные)образуются в основном после промывки
готовой продукции, в пищевой
промышленности
«грязные» - высокие концентрации
загрязняющих веществ, вода включается в
технологических процесс
Общие принципы очистки
промышленных стоков:
1 Усреднение состава стоков по
режиму образования и
качественному составу
2 Предварительная очитка для
извлечения ценных отходов и
подготовки к выпуску в
общегородской канализационный
коллектор
Общие принципы очистки
промышленных стоков:
3 Объединение промышленных стоков с
бытовыми для разведения и их
последующая биологическая очистка
(физико-химическая значительно
дороже)
4 Использование очищенных вод в
оборотных системах водоснабжения
5 Использование естественных методов
очистки (биопруды, поля орошения и
др.)
Разнообразие состава и свойств
стоков, многочисленность
предприятий, связанных со сбросом
сточных вод осложняют охрану
водоемов от загрязнений
Полная очистка и обеззараживание
промышленных стоков практически не
представляется возможным
мероприятия общего характера:
1 Выбор площадки для предприятия
- свободные площади для почвенной
очистки
- рельеф
- использование водоема как
источника хозяйственно-питьевого
водоснабжения
мероприятия общего характера:
2 Оборотное водоснабжение повторное использование
технической воды в
производственном процессе
мероприятия общего характера:
3 Раздельное канализование цехов
для предупреждения
распространения загрязненных
стоков из цеха на весь объем
стоков предприятия
(гальванические цеха)
мероприятия общего характера:
4 Изоляция водоема (выпуск в водоем
недопустим)
Две причины:
*Состав стоков не позволяет их обезвредить:
-нет надежных методов очистки
-невозможно организовать оборотное водоснабжение
-стоки непригодны для полей орошения
-стоки пагубно действуют на водоем
**Мощность водоема не позволяет достигнуть такого разведения
стоков, чтобы обезвредить их, а использование водоема в
месте или ниже выпуска связано с его использованием
(питьевая вода, купание, разведение рыбы)
мероприятия общего характера:
5 Утилизация стоков и извлечение
ценных отходов
Пример: орошение земель для повышения
урожайности сельскохозяйственных культур.
Пригодны сточные воды предприятий с
органическими веществами –
свеклосахарных, винокуренных, консервных,
молочных предприятий, мясокомбинатов.
Санитарно-технические мероприятия:
1 Охлаждение
Нормируется повышение температуры
воды в водоеме после выпуска сточных
вод не более чем на 3 градуса наиболее
жаркого месяца
Санитарно-технические мероприятия:
2 Уловление жиров, смол, нефти
Легче воды, всплывают на поверхность и
могут быть задержаны плавающими или
полупритопленными предметами
Фильтры для тонкодисперсных смол
Нефтеловушки
Санитарно-технические мероприятия:
3 Нейтрализация
Серная кислота применяется при
травлении (удаление ржавчины и
окалины), нейтрализуется гашеной
известью (наиболее часто).
Санитарно-технические мероприятия:
4 Удаление взвешенных веществ
(отстаивание)
- может быть единственным и
самостоятельным приемом очистки
- играет роль в подготовке стоков к более
сложным методам очистки
Санитарно-технические мероприятия:
5 Удаление органического загрязнения
Высокие концентрации органических веществ и
присутствие токсических веществ могут
парализовать ход биологической очистки. Все
это требует предварительной подготовки
промышленных стоков к биологической
очистке (разбавление, смешение с фекальнохозяйственными водами и др.)
Санитарно-технические мероприятия:
6 Очистка от специфических
загрязнителей
Химические методы, основанные на:
- преобразовании токсических вредных
соединений в нетоксические с применением
реагентов
- перевод в нерастворимые соединения
- прямое окисление или восстановление с
последующим окислением
ЭТАПЫ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ
ПСВ:

Предварительная обработка

Механическая очистка

Физико-химическая очистка
Предварительная обработка



усреднители
смесители (могут добавляться
реагенты)
накопители (в виде прудов)
задача: усреднить состав стоков по
концентрации загрязнителей и по
режиму образования
Механическая очистка:





отстаивание (отстойники, песколовки)
процеживание (решетки, сита)
фильтрация (через песок, толченый
антрацит и др.)
выделение взвеси (центрифугирование)
сооружения для улавливания
плавающих примесей (нефтеловушки,
жироловки, смолоотстойники)
Физико-химическая очистка:
1 Регенеративные методы
(извлечение ценных веществ)
2 Деструктивные методы
(разрушение загрязнителей)
регенеративные методы:
1 Сорбция (sorbeo - поглощение) –
физико-химический процесс
поглощения растворенных
загрязнителей сорбентом
(активированный уголь, торф, кокс,
коалин, зола)
- адсорбция
- абсорбция
- химсорбция
регенеративные методы:
2 Экстракция – извлечение
растворенных в сточных водах
загрязнителей путем ввода в них
экстрагента, в котором
растворяются загрязнители
регенеративные методы:
3 Эвапорация (evaporo – испаряю) –
отгонка загрязняющих сточные
воды летучих веществ путем
пропускания пара через нагретые
сточные воды
регенеративные методы:
4 Коагуляция – процесс
хлопьеобразования при добавлении
реагентов-коагулянтов для абсорбции
тонкодиспергированных и коллоидных
веществ с последующим их выпадением
в осадок
коагулянт – сульфат алюминия (III)
регенеративные методы:
5 Флотация – выделение
загрязнений путем их подъема на
поверхность сточной жидкости и
последующего удаления (с
образовавшейся пеной)
Подаются пузырьки воздуха и
флотореагенты
регенеративные методы:
6 Ионный обмен – извлечение анионов и
катионов из растворенных в сточных водах
загрязнителей с помощью ионитов
Загрязнители не разрушаются, а концентрируются и могут быть
утилизированы.
Обессоливание, извлечение мышьяка, цианистых соединений, хрома,
никеля, цинка
Сульфоугольные ионообменные смолы, катиониты, аниониты
Условие: сточные воды должны быть освобождены от нерастворенных
веществ
регенеративные методы:
7 Электролиз – пропускание через
электроды , погруженные в
сточные воды, электрического
тока, который приводит к
растворению материала
электродов в воде и образованию
хлопьев коагулянта,
способствующих осаждению
загрязнителей сточных вод
регенеративные методы:
8 Кристализация – выделение из
сточных вод кристаллов
загрязняющего вещества,
образующихся при естественном
или искусственном ускорении
испарения жидкости
регенеративные методы:
9 Выпаривание – подогрев сточных
вод для перехода жидкости в пар с
последующей конденсацией,
загрязняющие вещества
концентрируются в остатке
жидкости или сухом остатке
деструктивные методы:
1 Химическая очистка (химическое окисление) –
разрушение загрязнителей путем введения в
сточные воды соответствующих реагентов для
химического окисления
Газообразный хлор, озон, перманганат калия
Загрязнители в результате химической реакции трансформируются в
новые безвредные соединения
деструктивные методы:
2 Аэрация - очистка путем
окисления загрязнителей
кислородом воздуха или
переводом растворенных
летучих веществ в газовую
фазу
деструктивные методы:
3 Сжигание:
- сухое (сжигают осадок сточных вод)
- мокрое (сжигают нативную сточную
жидкость путем смешивания в
определенной пропорции с нефтью)
деструктивные методы:
4 Биохимическая очистка –
биохимическое окисление вредных
веществ с помощью микроорганизмов
Условия:
- загрязнитель должен быть биохимически окисляем
- в сточных водах должны содержаться биогенные элементы (азот,
фосфор, калий и др.)
- в сточных водах должны отсутствовать токсические для
микроорганизмов вещества
- рН 7-8,5
- температура сточных вод 6-30 градусов Цельсия
- биохимическая очистка осуществляется в сооружениях такого типа, что
и бытовых сточных вод (поля орошения, фильтрации, биологиечские
пруды, биофильтры, аэротенки и др.)
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Тел. (017) 365 71 50
е-mail: gt@bsmu.by