ПОНЯТИЯ СТОЧНЫХ ВОД, КЛАССИФИКАЦИЯ
НИИ природных газов и газовых технологий, Московская обл ., Ленинский р-н, пос. Развилка, Россия
Законом Российской Федерации «О техническом регулировании» предполагается разработка значительного количества общих и специальных технических регламентов. В соответствии с ним разрабатываются проекты Федеральных законов «Общий технологический регламент. Водоотведение» и «Специальный технологический регламент. О коммунальном водоотведении» . В них должны использоваться понятия с терминами и определениями как существующие, включая стандартизированные, так и вновь разработанные. Эти понятия, термины и определения должны основываться на существующих в науке и технике классификациях, а также на новых, учитывающих потребности развития науки и производства.
Понятие определяется термином и соответствующим ему определением. Разработка терминов и определений осуществляется в сферах стандартизации и законодательства, в научно-технической документации, научно-исследовательских разработках и публикациях.
Используемые в стандартах и законодательстве определения одноименных терминов, как правило, не корреспондируют между собой. Это объясняется тем, что у стандартизации и законодательства разные задачи, а следовательно, и понятия с одинаковыми терминами в части определений не только могут, но и должны существенно отличаться друг от друга. Основной целью стандартизации научно-технической терминологии является установление однозначно понимаемой и непротиворечивой терминологии во всех видах документации и литературы, входящих в сферу работ по стандартизации или использующих результаты этих работ.
Если стандартизированное понятие направлено на использование его в науке и технике, а именно: при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений, в научных исследованиях и прогнозах, в технической литературе и т. д., то понятия, используемые в законодательных актах за исключением специальных технических регламентов имеют, как правило, правовое назначение и предназначены для использования в юридической практике и зачастую направлены, например, на установление налогооблагаемых объектов.
Так согласно Ст. 1 Водного кодека Российской Федерации «сточные воды - воды, сброс которых в водные объекты осуществляется после их использования или сток которых осуществляется с загрязненной территории ». В этом понятии не конкретизирован вид «использования » сточных вод (СВ), а основной акцент сделан на «сброс» СВ в приемники СВ, в качестве которых рассматриваются только водные объекты: поверхностные или подземные. Поэтому оно не может быть применено в случаях использования других видов приемников СВ, например: при сбросе СВ в другие системы канализации, а также при утилизации СВ, включая использование их на земледельческих полях орошения или доочистку на полях фильтрации и т. д. Это понятие не применимо также к СВ на этапах их образования, транспортировки, очистки и использования.
Однако, ввиду того, что и сбросы СВ и сток с загрязненных территорий сопровождаются привнесением загрязняющих веществ в водные объекты, понятие, использованное в Водном кодексе, четко определяет сброс СВ как объект налогообложения , в соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей среды », предполагающего «платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде» .
По Гост 17.1.1.01-77 «сточные воды - воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека ». Термин составлен по принципу охвата всех видов СВ, образующихся в результате жизнедеятельности человека. В этом понятии конкретизированы виды «использования » СВ, как «в бытовой и производственной деятельности человека ». Однако, отсутствует вид использования - «в хозяйственной » деятельности человека. Отличительный признак «отводимые » можно понимать довольно широко, например, как отводимые от: санитарно-технических приборов (мойки кухонные, ванны купальные, умывальники, унитазы и др.), канализуемых зданий, районов и поселений, различных производств, включая орошаемые и осушенные земли и др. Этот признак позволяет использовать понятие «сточные воды» на любом этапе от их образования до сброса или использования, включая сбор, транспортирование, очистку, контроль состава и т. д.
Поэтому из двух рассмотренных понятий предпочтительным для использования в науке и технике является второе - стандартизированное, а не законодательное. При этом ни о каком главенстве понятия, использованного в законодательном акте, над стандартизированным понятием или научно-техническим не может идти речи. Следует заметить, что в законодательных определениях понятий очень часто используются юридические термины и словосочетания, не допускающие конкретное толкование, например: «иных сооружений», «иных объектов», «если иное не установлено законом» , «иной деятельности» , «иных целях» и др.
Однако, определение понятия «сточные воды» по ГОСТ 17.1.1.01-77 для использования в современных условиях нуждается в корректировке.
Во-первых в части учета «хозяйственно -бытовой деятельности … человека». Быт человека неразрывно связан с хозяйственной деятельностью или ведением домашнего хозяйства, направленного на удовлетворение бытовых или хозяйственных потребностей, не связанных с физиологией человека: приготовление пищи, стирка, мойка квартиры, обуви, домашних животных и др., а также с деятельностью не связанной с производством товарной продукции. Например, если СВ, отводимые от унитазов и душевых кабин , относятся к бытовым, то СВ, отводимые при стирке, мойке обуви и животных - к хозяйственным. С точки зрения канализования это деление условно, так как в системах канализации эти виды СВ, практически, всегда присутствуют как смесь бытовых и хозяйственных СВ. К тому же словосочетание «хозяйственно-бытовое» широко и правомерно используется в законодательных актах, санитарных правилах и научно-технических документах, например: «питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение » «хозяйственно-бытовое водопользование» , а в специальные технические регламенты включено понятие «хозяйственно-бытовые сточные воды» .
Во-вторых в части учета «поверхностного стока с территорий поселений и объектов производственной деятельности », так как из определения не следует, что СВ, образующиеся «… в … производственной деятельности человека» , включают в себя дождевые СВ с территорий поселений и производственных объектов , особенно при неполной раздельной системе канализации. При неполной раздельной системе канализации дождевая система канализации не предусматривается, поверхностный сток, который в соответствии с СНиП 2.04.03-85 является поверхностными СВ, отводится по открытым каналам, лоткам, кюветам и канавам, а также в ряде случаев в виде неорганизованного стока в понижения местности: овраги, балки и т. п.
С учетом высказанных соображений обсуждаемое понятие примет следующий вид: «сточные воды - воды, отводимые после использования в хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека, включая поверхностный сток с территорий поселений и объектов производственной деятельности». Это понятие охватывает все виды СВ, которые образуются или могут образоваться в результате бытовой, хозяйственной и производственной деятельности человека и в тоже время является для других смежных видов СВ родовым понятием.
В основном документе, регламентирующем проектирование, строительство и, в некоторой степени, эксплуатацию систем канализации поселений и производственных объектов, СНиП 2.04.03-85 отсутствует четкая классификация СВ и соответствующая ей терминология. В нем используются такие понятия как: «бытовые», «производственные», «поверхностные» и «городские» СВ. Но отсутствуют «хозяйственно-бытовые», «дождевые», «талые» и «поливомоечные» СВ. Хотя упоминаются такие термины как: «дождевые воды » (п. п. 1.1), «дождевая канализация» (п. п. 1.2), «талые воды » (п. п. 2.27), а также «режим полива и мойки территории» (п. п. 3.23), который подлежит обязательному учету при определении объема водоотведения в проектах канализационных систем .
На рисунке представлена предлагаемая классификация основных видов СВ, которая включает во втором уровне три вида СВ, а именно: «хозяйственно-бытовые» (бытовые и хозяйственные СВ), «производственные» и «поверхностные» (дождевые, талые и поливомоечные СВ, состоящие, в свою очередь, из поливочных и моечных СВ).
В соответствии с предлагаемой классификацией основных видов СВ системы канализации могут иметь названия по виду отводимых СВ: «хозяйственно-бытовая», «производственная» и «дождевая», а также комбинированные - «производственно-дождевая» или «производственно-хозяйственно-бытовая».
Следует отметить, что название «дождевая система канализации», предназначенная для отвода поверхностных СВ с территорий поселений и объектов производственной деятельности, соответствует своему названию по количественным и качественным критериям. Пропускная способность этой системы определяется расходом дождевых СВ с учетом режима таяния снега и льда. Качественный состав талых и поливомоечные СВ идентичен дождевым СВ, так как в процессе стекания (стока) поверхностных СВ с твердых покрытий они загрязняются одними и теми же веществами, а именно: взвешенными веществами преимущественно минерального происхождения, нефтепродуктами, асфальтовой и резиновой крошкой и т. д.
В таблице приведены смежные понятия, термины и определения основных видов СВ: стандартизированные , использованные в проектах технических регламентов , а также предлагаемые, включая определения талых и поливомоечных СВ. На основании анализа существующих терминов и определений следует заключить следующее:
· термины «ливневые воды» или «ливневые сточные воды» , «городские» и «промышленные сточные воды» являются некорректными. В соответствии СТ СЭВ 2263-80 ливень является видом дождя («ливневой дождь»), который характеризуется небольшой продолжительностью и «… сравнительно высокой и резко меняющейся интенсивностью …». По ГОСТ следует использовать один стандартизированный термин - «дождевая вода - вода, образованная из атмосферных осадков, в которую еще не поступили растворимые вещества из поверхностного слоя земли ». Регламентированные стандартом «… определения можно, при необходимости изменить, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте …». Из этого следует, что использование таких терминов как «ливневая вода», «ливневые сточные воды» недопустимо в отличие от «дождевые сточные воды», «дождеприемник» и др. Применительно к канализованию населенных пунктов, к которым относятся не только города, но и другие населенные пункты, включая поселки городского типа, термин «сточные воды поселений» по сравнению с термином «городские сточные воды» имеет больший охват населенных пунктов и поэтому более перспективен в использовании. Законом Российской Федерации «О техническом регулировании» не предусмотрена «промышленная» деятельность и поэтому в процессе производства могут образовываться производственные СВ, но не «промышленные»;
· в определение понятия «ливневые сточные воды» включены «поливомоечные воды», которые не имеют никакого отношения к дождевым сточным водам, как только то, что отводятся с помощью дождевой системы канализации;
· в определениях используются неудачные термины и словосочетания: «иная деятельность» , «иные цели» , которые подлежат исключению из определений, а также «дренажные воды» , «дренажные и производственные сточные воды» , «жизнедеятельность и бытовая деятельность» и др. Дренажные СВ являются смежным видом производственных СВ. Бытовая деятельность является одной из составляющих жизнедеятельности человека;
· в ряде определений проектов технических регламентов и используются без особого смысла три варианта одного и того же отличительного признака (причастия в разных временах): «образующиеся» , «образовавшиеся» и «образовавшихся» ;
· в ряде смежных определений вместо родового понятия «сточные воды» используется понятие «воды»;
· кроме того используется значительное количество других терминов и словосочетаний, включая синонимы, которые не являются определяющими в понятиях смежных видов СВ, а именно: «система канализации» , «система водоотведения» , «система коммунального водоотведения» , «городская канализация» , «жилые и общественные здания » , «объекты коммунально-бытового назначения» , «технологические процессы» , «абонент» и др.;
· отсутствуют понятия: «дождевые», «талые» и «поливомоечные» СВ.
В отличие от понятий, стандартизированных и использованных в проектах технических регламентов , в предложенных понятиях определения составлены с использованием единого подхода, заключающегося в следующем:
· понятие первого уровня «сточные воды» включает родовое понятие «воды»;
· все определения смежных понятий (второго и третьего уровня) включают родовое понятие «сточные воды»;
· во все определения включен видовой отличительный признак «отводимые», который также определяет понятие «канализация», как «отведение сточных вод»;
· в определениях понятий использованы три вида деятельности человека: «бытовая», «хозяйственная» и «производственная», а также два вида территорий, с которой отводятся поверхностные СВ: территория поселений и территория объектов производственной деятельности.
Предложенные определения основных понятий СВ, в соответствии с представленной классификацией, включены в раздел «Термины и определения по охране поверхностных и подземных вод» стандарта организации СТО Газпром 2-1.19– . Термины, установленные в стандарте, обязательны для применения во всех видах документации и литературы структурными подразделениями, организациями и дочерними обществами.
Рис. 1: Классификация основных видов сточных вод
Таблица 1. Термины и определения основных видов сточных вод
Существующее определение
Источник
Предлагаемое определение
Сточные воды
Воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека
Воды, отводимые после использования в хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека, включая поверхностный сток с территорий поселений и объектов производственной деятельности
Воды, направляемые в системы канализации или в водные объекты с применением специальных сооружений и устройств после их использования в производственных, коммунально-бытовых и иных целях, включая ливневые и дренажные воды
Хозяйственно - бытовые сточные воды
Сточные воды из жилых и общественных зданий, объектов коммунально-бытового назначения, характеризующиеся сходным составом и свойствами
Сточные воды, отводимые после использования в бытовой и хозяйственной деятельности человека
Сточные воды, образующиеся в результате жизнедеятельности и бытовой деятельности человека, характеризующиеся сходным составом и свойствами
Производственные сточные воды
Все виды сточных вод, образовавшихся в технологических процессах объектов хозяйственной и иной деятельности, кроме хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод
Сточные воды, отводимые после использования в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг), включая поверхностный сток с территорий объектов производственной деятельности
Воды, образовавшиеся в технологических процессах производства продукции и оказания услуг, а также на других объектах хозяйственной деятельности абонента, за исключением дренажных и поверхностных сточных вод
Поверхностные сточные воды
Дождевые, талые, поливомоечные воды, образующиеся на территориях поселений, объектов хозяйственной и иной деятельности
Сточные воды, отводимые с территорий поселений и объектов производственной деятельности, при выпадении дождей, таянии снега и льда, а также при поливке и мойке
Дождевые сточные воды
Ливневые сточные воды - дождевые, талые, поливомоечные воды, поступающие в системы водоотведения с территорий поселений, объектов хозяйственной и иной деятельности
Сточные воды, отводимые с территорий поселений и объектов производственной деятельности, при выпадении дождей
Талые сточные воды
Сточные воды, отводимые с территорий поселений и объектов производственной деятельности, при таянии снега и льда
Поливомоечные сточные воды
Сточные воды, отводимые с территорий поселений и объектов производственной деятельности, при поливке и мойке
Сточные воды поселений
Хозяйственно-бытовые сточные воды или смесь хозяйственно-бытовых сточных вод с производственными сточными водами объектов хозяйственной и иной деятельности
Хозяйственно - бытовые сточные воды, отводимые от поселений или их смесь с производственными и (или) поверхностными сточными водами
Хозяйственно-бытовые, поверхностные, дренажные и производственные сточные воды, отводимые в системы коммунального водоотведения
Городские сточные воды - смесь бытовых и промышленных сточных вод, допущенная к приему в городскую канализацию
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
О техническом регулировании. Закон Российской Федерации от 01.01.01 г. .
Общий технологический регламент. Водоотведение. Закон Российской Федерации. Проект № .
Специальный технологический регламент. О коммунальном водоотведении. Закон Российской Федерации. Проект.
Водный кодекс Российской Федерации. Закон Российской Федерации от 3 июня 2006 .
Об охране окружающей среды. Закон Российской Федерации от 01.01.01 г. .
Гост 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. - Введ. 01.07.78. - М.: Изд-во стандартовс.
СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 20с.
СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 19с.
Гост. Канализация. Термины и определения. - Введ. 01.07.83. - М.: Изд-во стандартов. - 9 с.
СТ СЭВ 2063-80. Водное хозяйство. Гидрология суши. Термины и определения.
ГОСТ. Вода и водоподготовка. Термины и определения. - Введ. 01.01.2004. - М.: ИПК Изд-во стандартовс.
СТО Газпром 2-1.. Охрана окружающей среды. Термины и определения. - М.: Газпром», 20с.
Сто́чные во́ды – воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.
История решения проблемы обращения со сточными водами как основным отходом естественной жизнедеятельности человека насчитывает более 5 тыс. лет. Одна из древнейших канализационных систем была сконструирована в III тыс. до н.э. в индийском городе Мохенджо-Даро, расположенном в нижнем течении р. Инд. Городские дома были оборудованы ванными и туалетами, а сточные воды отводились самотёком по каменным каналам . В Вавилонии при проведении раскопок были обнаружены канализационные каналы, выложенные из обожжённого кирпича, обмазанного битумом. При раскопках в Саргонском дворце в г. Дур-Шаррукин (территория современного Ирака) был обнаружен канализационный канал глубиной 1,4 и шириной 1,2 м. В Афинах через весь город был проложен канализационный канал шириной до 4 м, преобразованный из небольшой речушки. Такие каналы были и в других городах древней Греции. Во времена правления императора Нервы в Риме насчитывалось около 2 млн жителей, ежедневно потреблявших около 1 млн м 3 воды, или 500 л на человека в сутки. Для отведения сточных вод в р. Тибр использовались русла ручьёв. Часть таких ручьёв перекрывалась, и получались канализационные каналы, в т.ч. известная «клоака максима», использовавшаяся вплоть до начала ХХ в.
В средние века сложившийся в античном мире санитарно-гигиенический уклад был надолго утрачен. Нечистоты сливались прямо на улицы. Канализация вновь появилась в Европе лишь в XIX в.
В России первые подземные каналы, подобные древнеримским, для отведения сточных вод были построены в XI–XIV вв. в Великом Новгороде и Москве. В эпоху Ивана Грозного и в последующие десятилетия Смутного времени водостоки засорились. И сразу, как и в Европе, начался мор. Ситуация стала налаживаться при Петре I, но лишь в городах. В начале XX в. в России канализация была лишь в 11 городах. Растущие потребности развивающихся городов и промышленности в отводе сточных вод привели к массовому строительству систем канализации. Однако полностью решить проблему водоотведения в городах удалось лишь к середине XX в.
Сточные воды чрезвычайно разнообразны по составу и санитарно-экологической опасности; их можно классифицировать, разделив на семь групп:
Из рассмотренных типов сточных вод выведены жидкие радиоактивные отходы, которые изолируются и подлежат специальной очистке и захоронению радиоактивного концентрата.
Все типы СВ отличаются большим разнообразием. Они могут быть классифицированы по составу и фазово-дисперсному состоянию содержащихся в них загрязняющих веществ.
| Классификация сточных вод по типу загрязнений | ||
| Минеральные загрязнения | Песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворимые неорганические соли, кислоты и щёлочи | |
| Органические загрязнения | Загрязнения растительного происхождения: растительные остатки, бумага, растительные жиры | |
| Загрязнения животного происхождения: продукты жизнедеятельности человека и животных, животная биомасса | ||
| Бактериальное и биологическое загрязнение: простейшие, грибы, водоросли, бактерии (в т.ч. патогенные) | ||
| Биологические загрязнения | Бактерии, грибы, яйца гельминтов, вирусы | |
| Классификация сточных вод по фазово-дисперсному состоянию | ||
| Растворённые вещества | Молекулярно-дисперсные частицы. Размер частиц не более 0,01 мкм | |
| Коллоидные вещества | Размер частиц от 0,01 до 0,1 мкм | |
| Нерастворённые примеси | Всплывающие, оседающие и взвешенные вещества. Размер частиц более 0,1 мкм | |
В канализационную систему городов поступают хозяйственно-бытовые сточные воды, сточные воды промышленных предприятий и незначительное количество поверхностного стока городских территорий. Ниже приведён типичный состав коммунально-бытовых сточных вод с незначительной примесью промышленных сточных вод.
| Параметр | Концентрация, мг/л | ||
| Максимальная | Средняя | Минимальная | |
| Общие параметры | |||
| Сухое вещество | 1200 | 720 | 350 |
| Взвешенные вещества | 600 | 400 | 250 |
| Биохимическое потребление кислорода (БПК) | 560 | 350 | 230 |
| Химическое потребление кислорода (ХПК) | 1200 | 750 | 500 |
| Хлориды | 100 | 50 | 30 |
| Сульфаты | 50 | 30 | 20 |
| Жиры | 150 | 100 | 50 |
| Биогенные компоненты | |||
| Азот общий | 100 | 60 | 30 |
| Аммонийный азот | 75 | 45 | 20 |
| Нитраты + нитриты | 0,5 | 0,2 | 0,1 |
| Азот органический | 25 | 15 | 10 |
| Фосфор общий | 25 | 15 | 6 |
| Ортофосфаты | 15 | 10 | 4 |
| Фосфор органический | 10 | 5 | 2 |
| Тяжёлые металлы | |||
| Алюминий | 1 | 0,6 | 0,35 |
| Кадмий | 0,004 | 0,002 | 0,001 |
| Хром | 0,04 | 0,025 | 0,01 |
| Медь | 0,1 | 0,07 | 0,03 |
| Свинец | 0,08 | 0,06 | 0,025 |
| Ртуть | 0,003 | 0,002 | 0,001 |
| Никель | 0,04 | 0,025 | 0,01 |
| Серебро | 0,01 | 0,007 | 0,003 |
| Цинк | 0,3 | 0,2 | 0,1 |
Сбор и очистка сточных вод
Организованный сбор сточных вод от абонентов, включая население, объекты инфраструктуры и промышленности, осуществляется посредством канализации – сложной инженерной системы коммуникаций и насосных станций, обеспечивающих отведение и транспортировку сточных вод на очистные сооружения. Основная функция очистных сооружений – доведение сточных вод до нормативных показателей по составу загрязняющих веществ при помощи различных технологических этапов очистки, среди которых выделяют следующие:
- механическая очистка – первичная стадия очистки сточных вод, на которой удаляются крупнодисперсные загрязняющие вещества (твёрдые примеси) в процессах отстаивания, фильтрации или флотации с использованием решёток, сит, песколовок, жироловок, нефтеловушек, отстойников и др.;
- химическая очистка – добавление в сточные воды различных химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами (реакции окисления и восстановления, осаждения; реакции, сопровождающиеся газовыделением);
- физико-химическая очистка – удаление из состава сточных вод тонкодисперсных, растворённых неорганических и органических веществ с использованием различных физико-химических методов: электролиза (выделения веществ на электродах при прохождении электрического тока через раствор), коагуляции (объединения мелких частиц в бо́льшие по размеру агрегаты при введении некоторых реагентов), флокуляции (уплотнения образовавшихся при коагуляции агрегатов) и др.;
- биологическая очистка основывается на способности консорциума микроорганизмов использовать органические загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания, приводя к полному (минерализация) или частичному разрушению структуры веществ. Биологическая очистка сточных вод может осуществляться в биопрудах, полях фильтрации, аэротенках (резервуарах с принудительной аэрацией и высокой плотностью сообществ аэробных микроорганизмов, беспозвоночных), метантенках (анаэробных резервуарах, содержащих сообщества анаэробных микроорганизмов), мембранных биореакторах.
Осадок сточных вод
На этапе механической очистки образуется осадок сточных вод – осевшие органические и неорганические взвеси; на этапе биологической очистки – избыточный активный ил. Осадок сточных вод – биологически нестабильная субстанция, обладающая высокой степенью санитарно-эпидемиологической опасности и нуждающаяся в надлежащей утилизации. Применяются такие способы как почвенная утилизация, захоронение, термическое сжигание. Ввиду высоких мелиоративных и удобрительных свойств осадка сточных вод почвенная утилизация является основным экологически и экономически рациональным методом утилизации осадков сточных вод. Применению метода почвенной утилизации мешает наличие в городских сточных водах производственных стоков, содержащих токсичные, часто неутилизируемые вещества (например тяжёлые металлы). Поэтому в настоящее время в развитых странах почвенная утилизация составляет примерно 20%, а основная часть осадка сточных вод (около 60%) сжигается; остальные 20% подлежат захоронению.
Воздействие на окружающую среду
Основные типы загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты в составе сбросов сточных вод – это биогенные вещества, содержащие азот и фосфор, тяжёлые металлы (кадмий, медь, хром, железо, свинец, ртуть и др.), различные типы стойких органических загрязнителей и другие группы опасных загрязняющих веществ, так называемых ксенобиотиков. Источниками образования таких загрязнителей в городской среде являются как предприятия лёгкой и пищевой промышленности, так и жилищно-коммунальный сектор и предприятия обслуживающей инфраструктуры – прачечные, парикмахерские, кафе, рестораны и др.
Сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты приводит к нарушению естественных процессов функционирования биоты. Повышенные объёмы поступлений соединений азота и фосфора в водные объекты способны привести к эвтрофированию, т.е. цветению (бурному развитию цианобактерий – сине-зелёных водорослей), в особенности в водоёмах с медленным течением (водохранилищах, озёрах).
Негативные последствия эвтрофирования водных объектов:
- продуцирование токсических веществ, опасных для живых организмов;
- создание благоприятных условия для развития патогенной микрофлоры;
- ухудшение кислородного режима после отмирания водорослей;
- возникновение массовых локальных заморов рыб, ракообразных и т.д.;
- изменение биоценозов водных экосистем.
Регулирование сбросов сточных воды
Для ограничения поступления в водные объекты недостаточно очищенных сточных вод и неконтролируемого стока с поверхности водосбора применяются экономические и административные меры государственного регулирования состава и объёмов сбросов посредством методов, в том числе:
- платежи за сброс сточных вод, содержащих загрязняющие вещества и микроорганизмы;
- запрет на сброс определённых групп загрязняющих веществ;
- разработка программ снижения объёмов сбросов загрязняющих веществ в водные объекты и канализацию.
Для решения проблемы регулирования загрязнённого поверхностного стока применяются экологически эффективные практики: стимулирование благоустройства территорий, применение эффективных сельскохозяйственных технологий и т.д.
Человек не может обойтись без воды во всех отношениях. Водопотребление осуществляется для поддержания жизни, в быту, при добыче полезных ископаемых и производстве большого разнообразия наименований продукции. Огромное количество жидкого ресурса в процессе использования загрязняется. Такие жидкости называются сточными водами.
Неочищенные сточные воды несут опасность для людей
Их выведению через канализацию и последующей очистке уделяется большое внимание, так как содержащиеся в жидкости загрязнители несут угрозу для окружающей среды и человека. Сточные воды и их классификация должны быть рассмотрены детально и подробно.
Определение и классификация
Для того чтобы давать детальную характеристику всем загрязнённым жидкостям, нужно точно определить, что такое сточные воды. Сточные воды это все виды вод с территорий производственных объектов и населённых пунктов с ухудшенными характеристиками и свойствами в результате деятельности человека, а также атмосферные осадки (дождь, снег, град), которые бесконтрольно или через систему канализации выводятся для переработки, вторичного применения и сброса в природу.
Классификация сточных вод достаточно разнообразна и обширна. Все стоки классифицируются на виды и типы по следующим параметрам:
- источник происхождения;
- по составу загрязнений;
- по концентрации загрязнений;
- по кислотности и токсичности.
По источнику образования выделяются следующие виды сточных вод:
- Производственные.
- Бытовые.
- Поверхностные.
Бытовые и поверхностные стоки имеют состав близкий к неизменному. Промышленные же жидкости обладают широким разнообразием и могут классифицироваться на подвиды.
По составу загрязнений стоки разделяются на следующие виды жидкостей:
- с органическими примесями;
- с минеральными;
- смешанные, минерально-органические.
По концентрационным показателям стоки подразделяются на четыре типа: слабо-загрязнённые, средне-загрязнённые, сильно-загрязнённые, опасные. Критерием меры служит параметр pH. По кислотности и токсичности также используется подразделение по степени концентрации, от слабой до сильной.
Характеристика
Ключевые параметры, по которым производится характеристика сточных вод:
- Объём взвесей.
- Плотность осадочных элементов.
- Концентрация продуктов нефтепереработки.
- Содержание отдельных элементов: фосфатов, аммонийного азота.
- Концентрация жиров и ПАВ.
Ключевые показатели качества сточных вод – ХПК, БПК и pH.
Химическое потребление кислорода (ХПК) – показатель концентрации в жидкости веществ органического характера. Рассчитывается в миллиграммах кислорода, количество которого было израсходовано для осуществления окислительных процессов органики в одном литре H2O. Определяется многочисленными лабораторными методами и является ключевым показателем степени загрязнения стоков.
Биологическое потребление кислорода (БПК) - количественные показатели кислорода, израсходованные на биологические окислительные процессы аэробного характера под действием микроорганизмов. Ключевой параметр определения загрязнённости жидкости органическими соединениями.
Показатель рассчитывается за определённый временной промежуток (БПК 5 – расход кислорода за 5 суток). Процессы окисления за установленное время производятся в условиях без доступа света, с температурными показателями в 20 градусов.
Водородный показатель pH – показатель активности ионов водорода в жидкости. С помощью показателя определяется кислотность стоков. Кислотной среда является при pH меньше 7, щелочной – при pH больше 7.
В составе стоков могут выделяться консервативные и неконсервативные загрязнители. Консервативные вещества не вступают в химические реакции, не могут быть разложены в результате очистных процессов биологического характера. Неконсервативные объекты могут быть устранены с помощью самоочистных биологических процессов.
Сточные воды содержат в своем составе различные загрязнители
Состав сточных вод определяется присутствием следующих загрязнителей:
- органических;
- биологических;
- неорганических.
К биологическим загрязнителям относят микроорганизмы (вирусы и бактерии), водоросли, дрожжи, грибковые образования и растения. Источниками загрязнения химического характера являются продукты переработки нефти, СПАВ, пестициды, тяжёлые металлы, диоксины, фенолы, азотсодержащие вещества и т. д. Грунт, шлак, песок, ил и др. – загрязнители физического характера.
Загрязнения стоков могут характеризоваться размерными параметрами загрязняющих частиц:
- Крупные нерастворимые частицы (от 0,1 мм).
- Пенообразные суспензии и эмульсии (от 0,1 мкм до 0,1 мм).
- Каллоидные элементы (до 0,1 мкм).
- Растворимые (до 0,1 нм).
Хозяйственно-бытовые стоки
Стоки, которые формируются в результате повседневной жизнедеятельности человека. Состав однообразен: каллоиндые элементы в растворённом состоянии и органические вещества в нерастворённом. Концентрация загрязнителей определяется по значению разбавления чистой водой из водопроводной системы.
Бытовые сточные воды классифицируются на два вида: фекальные и хозяйственные. Сточная вода хозяйственно-бытового назначения поступает из кухонь, туалетов, ванных, бань, прачечных, зданий общественного питания и лечебных учреждений. В состав таких жидкостей в основном входят человеческие физиологические выделения, хозяйственные отбросы органического характера (белковые вещества, жиры, углеводы и продукты разложения).
Особое место в составе имеют биологические загрязнители, несущие серьёзную угрозу для человека. Это простейшие микроорганизмы, яйца гельминтов, грибки и бактерии. Из неорганических веществ в воде содержаться соли.
В бытовых стоках загрязнения органического характера достигают показателей 45-58%. Такие жидкости отводятся к местам переработки и сброса через централизованную или частные сети канализации.
Характеристика стоков хозяйственно-бытового характера:
- Внешний вид: мутно-белый, серый цвет, низкая прозрачность, неприятный фекальный запах.
- Химический состав – минеральные и органические элементы.
- Вещества находятся во взвешенном, каллоидном и растворимом состоянии.
- Высокий уровень микробного загрязнения – дрожжи, грибы, мелкие водоросли, яйца гельминтов, бактерии, патогенные вирусы.
- Средний показатель pH равняется 7,2-7,8.
Промышленные стоки
Производственные воды стоков формируются в результате технической деятельности на предприятиях. Они подразделяются на два вида: условно чистые и загрязнённые. Условно чистые жидкости применяются для охлаждения рабочих агрегатов. Загрязнённые жидкости используются в производственных реакциях, ими промываются сырье, выпускаемая продукция и т. д. Во время этих процессов жидкость вбирает в себя различные опасные загрязнения.
Промышленные сточные воды — результат деятельности различных предприятий
Производственные жидкости неоднообразны, содержат органические и минеральные вещества, а также их смеси. Концентрация и состав загрязнений зависят от характера технологического производства, вида производимой продукции, применяемого сырья, используемого оборудования.
Для наглядного примера стоит рассмотреть состав промышленных стоков на машиностроительных и металлургических предприятиях. Жидкость поступает в канализацию из различных цехов (литейных, термических, сборочных, механических).
Основными загрязнителями выступают механические примеси (пыль, грязь, песок, окалина, а также масла, тяжёлые металлы, кислоты). Они выводятся через специальную промышленную систему сброса или через централизованную канализационную сеть.
Стоки поверхностного типа
К поверхностным стокам относятся продукты атмосферных осадков. Они подразделяются на дождевые и талые (таяние снега, льда и града). Часто именуются как ливневые стоки. К поверхностным стокам приравниваются воды от мытья улиц, фонтанов и дренажных систем. Выводятся с помощью сетей ливневой канализации.
Состав атмосферных жидкостей однообразен, он содержит преимущественно минеральные вещества с небольшим количеством органических элементов. Концентрация зависит от мест выпадения атмосферных жидкостей, наличия вредных производств, характера и состава поверхности, на которую они выпадают, продолжительности и интенсивности осадков.
Дождевые и талые воды перед попаданием в систему ливневой канализации вбирают в себя все загрязнители, которые находятся в почве и на поверхности (поля, дороги, мостовые и т. д.). Поэтому состав таких стоков может иметь небольшие концентрации неоднообразных веществ, хотя в общеколичественных рамках эти жидкости очень однородны по содержащимся загрязнителям.
Канализация
Все стоки должны выводиться к местам удаления загрязнений и сброса через канализационные сети. Применяется несколько видов канализаций в зависимости от местонахождения: промышленная, ливневые и хозяйственно-бытовая. Хозяйственно-бытовые сети сбора стоков бывают централизованными и автономными. Канализационные системы подразделяются на два типа: внутренние и наружные.
Внутренними считаются те сети, которые расположены в пределах какой-либо постройки или здания. Они включают: домовые стояки, водосточные воронки, отводные трубы, внутренние сборные лотки, ревизионные устройства и колодцы. К внешним системам относят трубы, колодцы, очистные сооружения, насосное оборудование и все другие функциональные объекты за пределами построек.
Наружная канализация подразделяется на три вида:
- общесплавная;
- раздельная;
- полураздельная.
В общесплавной системе выведения ливневые, хозяйственные и бытовые жидкости отводятся совместно, через одни и те же технические сети. В раздельной системе продукты атмосферных осадков и таяния снега выводятся отдельно от хозяйственно-бытовых жидкостей. В полураздельной системе стоки и осадки выводятся отдельно, но соединяются в едином коллекторе очистки.
Автономные канализационные сети используются для вывода стоков в загородных домах, на дачах, производственных и иных объектах, где не подведена централизованная система.
Виды автономных канализационных систем:
- Выгребные ямы.
- Биотуалеты.
- Септики.
- Фильтрующие установки.
Система централизованной канализации включает следующие составные части:
- внутренние устройства здания для отвода стоков;
- наружная внутриквартальная система;
- наружная уличная система;
- насосное и напорное оборудование;
- очистные сооружения;
- системы сброса в водоёмы и грунт.
Методы очистки и использование стоков
Для устранения загрязнений из стоков применяются различные методы удаления, разложения, разрушения и обеззараживания.
Для очистки сточных вод применяются различные способы
Методы удаления загрязнений:
- Физическая.
- Химическая (реагентная).
- Физико-химическая (флотация, коагуляция, отстаивание, адсорбция).
- Обработка ультрафиолетом.
- Биологическая.
Самые простые, дешёвые и часто используемые методы очистки – физические. Они основаны на гравитационных и фильтрационных методах. Химические методы основаны на добавлении в жидкость специальных реагентов для провоцирования разрушающих, окисляющих, расщепляющих и других процессов в загрязнённой жидкости. Под биологическими методами подразумеваются процессы с применением микроорганизмов.
Канализационные стоки после очистки могут использоваться повторно или сбрасываться в водоёмы и грунт. На предприятиях существуют круговые и замкнутые системы, где производится многократное использование и очистка стоков.
На специализированных объектах по удалению загрязнений бытовые сточные воды после полноценной очистки часто используются в качестве ресурсов поливки сельскохозяйственных площадей. Глубокая очистка с применением всех методов позволяет очищать стоки до состояния, когда вода пригодна для подачи в водопроводные сети.
Сточные воды - любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.
Состав сточных вод
В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей - консервативные , т.е. такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные , т.е. такие, которые могут в т.ч. подвергаться процессам самоочищения водоёмов.
В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в т.ч. биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в т.ч. болезнетворные).
Классификация сточных вод
Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:
· по источнику происхождения:
o производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
o бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды (образующиеся в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве, например, душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
o поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые, то есть образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»
Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:
· по составу загрязнителей на :
o загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
o загрязнённые по преимуществу органическими примесями
o загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями
· по концентрации загрязняющих веществ :
· по свойствам загрязнителей
· по кислотности :
o неагрессивные (pH 6,5-8)
o слабоагрессивные (слабощелочные - pH 8-9 и слабокислые - pH 6-6,5)
o сильноагрессивные (сильнощелочные - pH>9 и сильнокислые - pH<6)
· по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты :
Методы водоочистки.
Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.
Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:
· механические. Они основаны на процедурах процеживания, фильтрования, отстаивания, инерционного разделения. Позволяют отделить нерастворимые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.
· химические . Применяются для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, обесцвечивание и обеззараживание. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка.
· физико-химические . При этом используются процессы коагуляции, окисления, сорбции, экстракции, электролиза, ультрафильтрации, ионообменной очистки, обратного осмоса. Это высокопроизводительный способ очистки, отличающийся высокой стоимостью. Позволяет очистить сточные воды от мелко- и грубодисперсных частиц, а также растворённых соединений.
· биологические . В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, поглощающих загрязнители сточных вод. Применяются биофильтры с тонкой бактериальной плёнкой, биологические пруды с населяющими их микроорганизмами, аэротенки с активным илом из бактерий и микроорганизмов.
Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.
В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.
Механический метод очистки сточных вод. Механический очистки воды рассматривается как начальный этап очистки сточных вод предприятия, в ходе которого из сточных вод удаляются крупнодисперсные примеси с помощью фильтров грубой механической очистки.
Диапазон очистки, в котором механические методы очистки сточных вод помогают очищать воду, достаточно широк. При очистке бытовых сточных вод до шестидесяти процентов примесей может быть удалено из воды, а в случае очистки промышленных сточных вод – до девяноста процентов примесей может быть удалено из воды при помощи механических методов очистки сточных вод. Подобные технологии могут использоваться при очистке воды на автомойке или НПЗ.
Кроме того, важно понимать, что механические методы очистки сточных вод, являясь на деле самыми дешевыми среди остальных методов очистки, призваны подготовить сточные воды для участия в процессах химической и биологической очистки. Крупнодисперсные взвеси, содержащиеся в сточных водах, могут повредить дорогое оборудование, работающее на основе методов биологической и физико-химической очистки.
Для удаления из воды таких механических примесей, как песок, гидроокись железа (ржавчина), используются фильтры осветления воды или, говоря простым языком, механические фильтры. Механические фильтры представляют собой корпус из стекловолокна, наполненный фильтрующей загрузкой и блок управления, позволяющий проводить стадии взрыхления и отмывки загрузки в автоматическом режиме.
Существует три основных методы механической очистки сточных вод:
Технология очистки воды при помощи отстаивания
Метод очистки сточных вод при помощи процеживания
Метод очистки сточных вод при помощи фильтрования
Наиболее крупнодисперсные взвеси, присутствующие в сточных водах, задерживают при помощи специальных проволочных решеток, сита и др. При этом методы механической очистки воды подразумевают использование таких устройств, как песколовки и нефте/маслоуловители.
Песколовками называют сооружения, в которых при отстаивании сточных вод выпадают тяжелые частицы. Маслоуловителями и нефтеловушками называют сооружения, в которых при отстаивании загрязненных промышленных вод всплывают более легкие частицы.
Наконец, механические методы очистки сточных вод подразумевают также и фильтрование с использованием пористых и тканевых фильтров, таких как Waterboss, Waterboss 700, Waterboss 900, изготовленных из специальных материалов. Пористые фильтры, представляющие собой засыпную загрузку с пористой структурой, способны задерживать частицы диаметром 10 мкм.
Скорость фильтрования зависит от нескольких факторов: природы фильтрующего материала, характера загрязнителя, температуры воды. По мере насыщения верхних слоев загрузки процесс фильтрции переходит на нижерасположенные зоны: так происходит насыщение всего слоя загрузки.
Перечислим основные методы механической очистки сточных вод, использующиеся в наши дни:
Метод очистки сточных вод при помощи статических отстойников
На НПЗ и подобных предприятиях нередко используют так называемей статические отстойники для промышленной очистки воды. В статических отстойниках из смеси воды и нефти удаляют примерно 90 процентов так называемой легкоотделимой нефти, более глубокое очищение в рамках данного метода очистки сточных вод не происходит, так как требует значительного времени.
Метод очистки сточных вод при помощи динамических отстойников
В рамках методов механической очистки сточных вод также активно используются динамические отстойники, в которых жидкость очищается в движении. В зависимости от того. вертикально или горизонтально движется жидкость отстойники подразделяются на горизонтальные и вертикальные.
Метод очистки сточных вод при помощи тонкослойных отстойников
В ходе очистки сточных вод на станциях очистки воды используются две технологии отделения различных загрязняющих частиц от воды: более легкие частицы всплывают, более тяжелые осаждаются. Чем больше высота стенок отстойника, тем дольше, соответственно, частицы всплывают или осаждаются. Уменьшение высоты стенок отстойника приводит к увеличению площади конструкции и ее удорожанию.
Чтобы решить эту проблему, были созданы трубчатые и пластинчатые тонкослойные отстойники.
В трубчатых отстойниках используют круто наклонные трубки и трубки с малым углом наклона, в которых осадок, благодаря естественному наклону трубок и их малому диаметру сползает в нижнюю часть трубки. Диаметр трубок, как правило, составляет 2-3 см, длина – около 1 м.
В пластинчатых отстойниках для очистки сточных вод используются схожие принципы. Пластинчатый отстойник для очистки сточных вод представляет собой пакет параллельно установленных пластин, вдоль которых движется жидкость. Пластинчатые отстойники бывают прямоточные и противоточные.
Сложность в применении как пластинчатых, так и трубчатых отстойников состоит в том, что в ходе эксплуатации такие отстойники легко могут быть забиты крупными кусками отложений, и выведены ими из строя.
Методы физико-химической очистки сточных вод.
Физические схемы очистки воды основываются на взаимодействии обрабатываемой жидкости с неким реагентом (коауглянтом или флокулянтом). Данный реагент, в ходе химической очистки воды, взаимодействует с растворимыми соединениями, находящимися в очищаемой жидкости, вызывая превращение загрязнителей в нерастворимые соединения, которые затем отфильтровываются из сточных вод при помощи методов механической очистки сточных вод.
При этом те загрязнители, которые остаются в растворимой форме, в ходе применения методов физико-химической очистки переходят в какую-либо безвредную форму: таким образом возможно осуществить очистку воды от железа или солей жесткости.
Однако методы физико-химической очистки далеко не всегда обеспечивают полную очистку сточных вод от всех загрязняющих веществ. Чаще всего третьим этапом очистки сточных вод являются методы биологической очистки сточных вод.
Биологические методы очистки сточных вод. Системы биологические очистки воды основываются на способности некоторых простейших и микроорганизмов к разложению сложных и опасных для человека органических соединений на простые и безопасные вещества: воду, азот, кислород, углекислый газ.
По типу сооружения для очистки сточных вод биологическим методом поразделяются на два типа: естественные и искусственные. Естественные сооружения для очистки сточных вод –это различные пруды, поля орошения и фильтрации. Однако в наши дни естественные сооружения для биологической очистки сточных вод используются реже, так как они доказали свою невысокую эффективность по сравнению с искусственными сооружениями для очистки воды.
Искусственные сооружения для биологической очистки сточных вод представляют собой аэротенки: резервуары специальной формы, в которых происходит взаимодействие растворенных в воде опасных веществ с микроорганизмами и частичное обезжелезивание.
В ходе методов биологической очистки сточных вод в очищаемую воду подается активный ил, содержащий микроорганизмы, которые взаимодействуют с вредными веществами, содержащимися в воде.
Методы биологической очистки сточных вод позволяют осуществить превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении, а так же способствующих умягчению воды.
Методы биологической очистки воды подразумевают глубокое знание физиологических процессов и биохимических особенностей простейших, составляющих часть активного ила.
Дело в том, что методы биологической очистки подразумевают строгий контроль за температурой подающихся сточных вод, их кислотностью и щелочностью, концентрацией различных вредных веществ. Нередко в ходе практического применения методов биологической очистки сточных вод микроорганизмы гибли в результате превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в очищаемой воде. Поэтому в наши дни в ходе биологических методов очистки сточных вод используется разбавление очищаемой воды чистой водой для достижения оптимальных концентраций вредных веществ.
Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание : схемы приводятся в тексте
Вопросы для самоконтроля:
1. В чем особенности строения и функционирования гидросферы?
2. Перечислите свойства воды. Каково ее значение для окружающей среды и живых организмов?
3. Что понимают под безвозвратным водопотреблением?
4. Перечислите показатели качества вод, критерии ее оценки.
5. В чем заключается роль океана как климатообразующего фактора?
6. Назовите мероприятия способствующие предотвращению загрязнения вод.
7. Перечислите методы очистки сточных вод
Литература:
1. Тонкопий М.С., Ишанкулова Н.П. Экология и устойчивое развитие, Алматы, «Экономика», 2011 г.
2. Акимова Т.А., Хаскин В.В., Экология. Человек-экономика-биота-среда., М., «ЮНИТИ», 2007
3. Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ университеті», 2006
4. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006
ЛЕКЦИЯ 6. Рекуперация, вторичная переработка, хранение и использование твердых отходов. Оценка технологий.
Цель:
Изучить способы переработки, хранения и использования твердых бытовых и промышленных отходов
Задачи:
Освоить строение литосферы, проблемы накопления твердых отходов;
Уметь отличать, сортировать и выбирать эффективные способы переработки твердых отходов
Проблема образования твердых отходов;
Методы и технологические схемы обращения с отходами
Санитарное захоронение отходов
Экономическая и экологическая оценка вторичного использования отходов
Система отведения сточных вод и все сооружения, использующиеся для этих целей, входят в состав инженерных приспособлений, целью эксплуатации которых является благоустройство города, жилого или же производственного комплекса. Если описывать жидкость этого типа, то ее можно охарактеризовать так. Это вода, которая была использована для каких-либо целей, после чего ее свойства были значительно ухудшены, и для дальнейшего применения она стала непригодна.
Общее описание понятия
Чаще всего сточными водами становятся те потоки жидкости, у которых были изменены начальные свойства. Чаще всего такие изменения происходят из-за того, что в состав попадают разнообразные примеси. Кроме того, к этому классу относят и те воды, которые удаляются из городов и населенных пунктов при помощи канализации или же стекают с какого-либо промышленного предприятия.
Если рассматривать тип и состав сточных вод, то их можно разделить на три категории: бытовые, производственные, атмосферные.
Описание бытового вида жидкости
Сточные бытовые воды - это те потоки, которые были загрязнены в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей. Чаще всего в воде этой категории наблюдается большое содержание минеральных и органических примесей. Если говорить о минеральных смесях, то это чаще всего аммоний, хлориды и т. д. Из органических веществ чаще всего наблюдается наличие безазотистых и азотосодержащих компонентов. Чаще всего такие вещества представлены в виде белков, жиров или углеводов. Реже, но все же встречаются примеси в виде микроорганизмов или же вирусов и бактерий, несущих разнообразные болезни.
Типы производственных стоков
Если говорить о сточных водах производственной категории, то здесь важную роль играет характер промышленного предприятия, которое создает эти стоки. В зависимости от этого их можно разделить на несколько групп.
Первая группа - это жидкость, в составе которой наблюдаются примеси неорганического происхождения. Эти составы несут в себе самые разные специальные токсичные вещества. Это могут быть стоки гальванических компаний, строительных предприятий, заводы по производству минеральных веществ и прочие. Отходы с данных предприятий изменяют структуру pH воды. Сточные воды с такой структурой содержат соли тяжелого металла. Эти вещества считаются токсичными по отношению к возможным жителям водоема, куда будет спускаться отработанная вода.
Имеется группа вод, которая содержит в себе неорганические соединения, считающиеся нетоксичными. Стоки таких вод создают такие заводы, как цементные, рудообогатительные и прочие. Отходы этой промышленности не считаются слишком опасными для тех водоемов, куда спускается вода.
Еще одна категория - это промышленные сточные воды, содержащие в себе органические нетоксичные элементы. Такими отходами характеризуется пищевая промышленность. Это могут быть заводы по производству молочной, мясной, микробиологической и прочей продукции. При попадании такого рода жидкости в водоем в нем значительно увеличивается такой параметр, как окисляемость.
Последняя группа, которая считается наиболее опасной, это жидкость, содержащая органические элементы со специальными токсичными веществами. Отходами такого типа характеризуется, к примеру, нефтеперерабатывающая промышленность. Также сюда стоит добавить те заводы, которые занимаются производством сахара или консервов.
Нормы потребления
Методы очистки сточных вод также бывают разного типа. Наличие нескольких вариантов обусловлено тем, что для каждой промышленности необходимо иметь собственный способ. Для того чтобы разработать подходящий метод очищения, используются разнообразные научные методы. Еще одно важное условие заключается в том, что предприятие должно потреблять ровно столько воды, сколько необходимо для его функционирования, чтобы не создавать лишней загрязненной жидкости.
потребления воды
Первое, что необходимо сделать для того, чтобы подобрать метод очистки сточных вод - это определить ту самую норму потребления жидкости для завода, фабрики и т. д. Для этого существует два способа: научные и обоснованные расчеты или же передовая практика. Существует также понятие укрупненного потребления воды предприятием.
Однако определение нормы подходит лишь для промышленности, а что делать с атмосферными осадками, которые смывают всю грязь с улицы, а после несут ее по канализации и сливают в определенном месте? Чтобы воздействовать на эти факторы, необходимо периодически проводить сухую уборку улицы. Однако же здесь сразу стоит сказать, что это не решит проблему на 100%. В любом случае в атмосферные подземные воды будет попадать загрязненная вода с дорог, которая несет в себе частицы органики, биогенов, нефтепродуктов, соли металлов.
Описание городских вод
На практике довольно часто используется такое понятие, как городские сточные воды. В эту категорию чаще всего объединяют бытовые и производственные потоки. Стоит обратить внимание на то, что отводить производственные, бытовые и атмосферные воды можно раздельно или же вместе. Наиболее популярными системами сточных вод стали общесплавные и раздельные конструкции. Преимуществом использования первой категории системы является то, что для нее не составит труда вывести из города по сточным трубам любые виды загрязненной воды. Чаще всего такие сети ведут на очистительные станции, сооружения. Что же касается раздельных систем, то здесь имеется несколько сетей трубопровода, по каждому из которых движется жидкость разного типа. К примеру, по первому каналу может транспортироваться дождевая и незагрязненная вода, а по второму - вода с разными вредными примесями.
Какие критерии влияют на выбор системы отвода?
При выборе сети для очистки необходимо учитывать следующие параметры: вещества сточных вод, содержащихся внутри состава жидкости, оценивается техническая, санитарная, экономическая составляющая предприятия. Также нужно предусмотреть интенсификацию деятельности выбранного объекта.
Чтобы не ошибиться с выбором системы отвода, необходимо также определить такое значение, как предельно допустимый сброс (ПДС). Под этим термином понимают массу элементов, содержащихся в воде, которые могут быть допущены к отведению через выбранную систему и в выбранном режиме за единицу времени. Это важно, чтобы обеспечить норму по качеству воды в контрольном пункте.
Чаще всего загрязнение и т. д. происходит из-за того, что сюда спускаются сточные воды от промышленных предприятий. Сброс загрязненной жидкости может вызвать изменение некоторых физических свойств, к примеру, температуры, запаха и т. д. Кроме того, такие места практически сразу становятся непригодными для водоснабжения населения.
Наблюдение за выпуском
Конечно же, имеются определенные условия выпуска грязной воды в водоем. Основным критерием выступает народная хозяйственная значимость, а также характер использования. После выпуска загрязненной жидкости качество воды в водоеме значительно ухудшается. Поэтому выпуск разрешается только в том случае, если это не слишком сильно отражается на жизни в водоеме, а также если это не вредит разведению рыб в будущем в этом месте. Кроме того, должна сохраняться возможность дальнейшего использования этого водоема в качестве источника воды для снабжения населения.
За выполнением всех требований подобного рода наблюдает санитарно-эпидемиологическая служба. Еще один важный момент заключается в том, что правила сохранения водоемов не едины. Все зависит от того, с какой целью будет в дальнейшем использоваться хранилище. Таким образом, имеется первая группа, куда входят водоемы, которые должны остаться пригодными для централизованного и нецентрализованного снабжения водой населения. Второй тип - это сохранение водоема для купания, отдыха и занятий спортом. Санитарные станции относят все водоемы к одной из этих двух групп.
Процесс самоочищения воды
На сегодняшний день известно, что возможен такой процесс, как самоочищение воды в водоеме. Под этим понимают протекание гидродинамических, химических, микробиологических и гидробиологических реакций, вследствие которых жидкость возвращается в исходное состояние.
Однако чтобы достичь такого результата, необходимо соблюдать определенные ограничения на спуск сточных вод. Во-первых, выпуск загрязненной воды не должен нарушать функционирование других объектов. Во-вторых, отходящая жидкость не должна содержать таких веществ или примесей, которые могут засорять или вовсе отлагаться внутри труб. В том случае, если сточная вода производственного типа не соответствует этим требованиям, то она предварительно проходит очистку на станции, а только потом спускается в водоем.
Процесс механической чистки
Применяется в том случае, если в воде имеются нерастворимые минеральные или органические массы. Чаще всего этот процесс является предварительным способом очищения жидкости. К использованию этого метода прибегают прежде, чем приступить к основным. Если выполнять эту процедуру по всем правилам, то можно добиться того, что количество взвешенных механических веществ уменьшится до 92%, а органических - до 23%.
Механические системы очистки воды включают в свой состав такие приспособления, как фильтры, решетки. Допустим, распространенной вещью является песколовка, которая предназначена для того, чтобы выделить из жидкости крупные минеральные примеси, в данном случае песок. Здесь используется такое оборудование, как усреднитель. Это устройство способно регулировать состав и расход сточной воды.
Широко распространены такие объекты, как первоначальные отстойники, где можно при помощи силы гравитации выделить из воды тяжелые механические примеси, которые оседают на дно отстойника. Для того чтобы очищать воду, поступающую от нефтеперерабатывающих заводов, применяют специальные нефтеловушки. Это специальный резервуар прямоугольного типа, где происходит отделение нефтяных продуктов от воды. Здесь используется принцип разности плотности этих составов.
Здесь стоит отметить, что биологический метод очищения требует дополнительных затрат, но при этом он используется довольно широко. При проведении данной процедуры все органические соединения, имеющиеся в воде, начинают окисляться. Для выполнения этой операции используются специальные микроорганизмы.
Очищение сточных вод биологическим путем можно осуществлять как в естественных условиях, то есть на полях орошения, фильтрации и т. д., так и в специальных системах, к примеру в биофильтре. Так создается благоприятная среда для развития специальных микроорганизмов, которые значительно ускоряют процедуру очищения. Однако создание таких условий потребует дополнительных финансовых затрат.
Химические и физико-химические методы
Данные методы очищения жидкости приобрели наибольшую популярность и значимость при работе с производственной сточной водой. Использовать эти методы можно как отдельно от остальных, так и совместно с механическими или биологическими. К примеру, имеется процедура нейтрализации, которая используется в тех случаях, когда необходимо очистить производственную сточную воду от кислот, содержащихся в ней. Чаще всего этот метод используется для того, чтобы избежать развития коррозии внутри металлических систем водоотвода. Также это помогает избежать нарушения биохимических процессов, проходящих в водоеме.
Осадки
Осадок сточных вод - это суспензия, которая выделяется из загрязненной жидкости путем механической, биологической, химической или физико-химической очистки.
Имеется несколько типов осадков, которые остаются после очистки. Принадлежность к определенному виду зависит от того, какое именно оборудование или метод использовались для улучшения качества жидкости. Грубые примеси, остающиеся на решетках, относятся к отбросам. Тяжелые примеси, которые остаются на песколовках - песок. Плавающие примеси, остающиеся в отстойниках, относятся к жировым веществам. Имеются также осадки, подсушенные на иловых площадках. Всего таких типов довольно много. Сброс сточных вод в водоемы должен производиться только после удаления таких осадков.