Промышленные и бытовые стоки являются источником опасных химических соединений, тяжелых металлов и микроорганизмов. Сброс таких отходов без предварительной переработки наносит большой вред экологии. Физический и химический методы очистки сточных вод делают их безопасными для окружающей среды.
Чтобы не причинять ущерб окружающей среде и человеку, сточные воды необходимо очищать.
Разница между очищением воды и обеззараживанием
Очищение и обеззараживание — это разные этапы понижения класса опасности отработанных вод. Часто используют оба способа. При очистке из стоков удаляют химические и механические примеси. Обеззараживание проводится для уничтожения микроорганизмов, в т.ч.:
- бактерий;
- гельминтов, их яиц;
- вирусов;
- грибков и т.д.
Применяют физические, химические и комплексные методы обеззараживания. К первому способу относится воздействие ультразвука, ультрафиолета и т.д. Химические методы предполагают использование таких реагентов, как:
- озон;
- диоксид хлора;
- полимерные антисептики;
- гипохлорит натрия и т.д.
Комбинированное обеззараживание включает ряд физических и химических методов очистки. Такая технология обеспечивает наилучший результат.
Смотрите также: Реализованные проекты по водоочистке на различных объектах промышленности, ЖКХ, энергетике и др. от
Необходимость очистки сточных вод
Комплексная очистка стоков требуется для устранения биологических, механических, химических и прочих загрязнителей. Этот комплекс мероприятий необходим, чтобы сделать воду максимально безопасной для людей.
Сброс стоков без очистки приводит к сильнейшему загрязнению почвы, воды и атмосферы. Часто это провоцирует гибель целых биотопов.
Из-за уничтожения сред обитания многие виды живых существ сейчас находятся на грани вымирания. Даже если в водоем попадают неочищенные воды из канализации, это может привести к гибели рыб, земноводных и моллюсков в водоеме.
Характеристики загрязняющих веществ
Стоки включают большое количество отравляющих веществ. В классификации они подразделены в зависимости от степени опасности. Примеси по-разному действуют на живые организмы. Характеристики наиболее опасных стоков:
Классификация и состав сточных вод.
Бытовые отходы содержат много органических соединений, остатков химических моющих средств и т.д. Эти вещества губительны для рыб, но при этом являются питательной средой для зеленых бактерий. Увеличение численности этих микроорганизмов приводит к большему прогреву воды и уменьшению в ней содержания кислорода. Кроме того, сброс таких отходов без предварительной очистки способствует росту количества вредных соединений в водоемах и почве.- Отработанная вода с целлюлозно-бумажных комбинатов, не прошедшая комплексной очистки, содержит красители, фенолы, остатки лака, древесные компоненты и т.д. Разлагаясь, эти вещества провоцируют выброс сероводорода, метана, диоксида углерода и других опасных газов. В то же время такие отходы становятся причиной роста числа цианобактерий в водоемах.
- Отходы химической и нефтяной промышленности способны увеличивать уровень вязкости воды и снижать содержание в ней кислорода. В таких стоках определяется присутствие опасных токсинов, способных уничтожить всех рыб и земноводных, обитающих в водоеме, и приводить к гибели диких и домашних животных, приходящих утолить жажду. Кроме того, такие отходы могут сделать почву непригодной для хозяйственной деятельности на долгие годы.
- Отходы предприятий мясомолочной промышленности сбрасывают стоки, содержащие фрагменты шерсти, жир, кровь, сырную крошку и т.д. Эти вещества делают водную среду более щелочной. К тому же такие стоки являются питательной средой для вирусов, бактерий и грибов. Рыбы, дикие наземные животные, водоплавающие птицы и водяные растения заражаются патогенной микрофлорой и погибают, что приводит к нарушению природного баланса.
- Отходы предприятий текстильной промышленности содержат остатки синтетических и натуральных волокон, молекулы тяжелых металлов и т.д. Эти загрязнения забивают пищеварительную систему рыб и моллюсков. Кроме того, стоки изменяют ферментативную реакцию воды.
- Стоки предприятий, выпускающих продукты питания, содержат много нитратов и фосфатов, являющихся питательной средой для цианобактерий. Размножение зеленых водорослей приводит к уменьшению содержания кислорода в воде и гибели рыбы.
Требования и нормативы
Каждое предприятие должно выполнять очистку отработанных вод согласно федеральному закону от 2011 г. «О водоснабжении и водоотведении».
Со стоков должны быть устранены все виды загрязнений перед их возвращением в природные или рыбохозяйственные объекты. Это требование описано в СанПиН 2.1.5.980-00 — «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
Водоотведение через ЦСВ: кто очищает сточные воды перед сбросом, тот и отвечает за их качество
Абоненты зачастую сбрасывают в централизованную систему водоотведения (далее — ЦСВ) сточные воды ненормативного качества. Как следствие, организация водопроводно-канализационного хозяйства (далее — ВКХ) вынуждена сбрасывать в водные объекты сточные воды с нарушением нормативов допустимых сбросов. Кто отвечает за конечное загрязнение водного объекта?
Организация ВКХ не является источником образования сточных вод, которые принимаются в ЦСВ, поскольку:
1) загрязненные сточные воды образуют абоненты ЦСВ;
2) организация ВКХ обращается с поступающими в ЦСВ сточными водами, качество которых, по большому счету, изначально не зависит от самой организации ВКХ;
3) мощность очистных сооружений ЦСВ всегда ограничена, следовательно, качество сбрасываемых в ЦСВ сточных вод напрямую влияет на качество сточных вод, сбрасываемых организацией ВКХ в водный объект.
Кстати
Если бы ситуация обстояла иначе и организации ВКХ гипотетически могли обеспечивать требуемую очистку сточных вод вне зависимости от их исходного качества, то не существовало бы: • нормативов водоотведения по составу сточных вод/нормативов состава сточных вод; • требований к составу и свойствам сточных вод, устанавливаемых в целях предотвращения негативного воздействия на ЦСВ; • платы абонентов за сверхнормативный сброс; • платы абонентов за негативное воздействие на ЦСВ.
Учитывая пределы возможностей очистных сооружений и то обстоятельство, что абоненты зачастую сбрасывают в ЦСВ сточные воды ненормативного качества, весьма распространена следующая проблема: организации ВКХ сбрасывают в водные объекты сточные воды с нарушением нормативов допустимых сбросов.
В случае если абоненты сбрасывают в ЦСВ сточные воды, качество которых не соответствует установленным требованиям (это может быть и превышение нормативов водоотведения по составу сточных вод/нормативов состава сточных вод, и нарушение требований, установленных правилами холодного водоснабжения и водоотведения), это затрагивает и нарушает интересы организации ВКХ.
Какие интересы организации ВКХ могут быть нарушены? Прежде всего экономические (хотя велика вероятность наступления для организации ВКХ негативных административно-правовых последствий).
В пределах рассматриваемой темы экономическими интересами организации ВКХ будут являться интересы, связанные с отсутствием необходимости:
• нести затраты на ликвидацию последствий негативного воздействия сточных вод на объекты ЦСВ;
• вносить плату за негативное воздействие на окружающую среду (далее — НВОС) в «сверхлимитном» размере;
• возмещать вред, причиненный окружающей среде (водным объектам).
Для защиты перечисленных экономических интересов организаций ВКХ, а также в целях охраны окружающей среды от негативного воздействия сточных вод, сбрасываемых в водные объекты через ЦСВ, законодателем придуманы специальные механизмы, которые хорошо известны хозяйствующим субъектам.
Механизмы защиты
Первая группа требований, составляющих механизм защиты интересов организации ВКХ, — различные требования к качеству сточных вод.
Далее идут требования о необходимости внесения разных видов платы за нарушение требований к качеству сточных вод.
Также законом предусмотрен компенсационный механизм, возлагающий на абонентов обязанности по возмещению «внештатных издержек» организации ВКХ:
• фактически причиненный ущерб — если сброс сточных вод абонента повлек разрушение конструкций, сооружений и оборудования ЦСВ и нарушение работы очистных сооружений, случившихся в результате допущенных абонентом нарушений;
• дополнительные расходы, связанные с увеличением платы за сверхнормативный сброс сточных вод (платы за НВОС), — если сброс сточных вод абонента повлек нарушение работы очистных сооружений и сверхнормативные сбросы сточных вод в водный объект;
• расходы, связанные с возмещением вреда, причиненного водному объекту, — если сброс сточных вод абонента повлек нарушение работы очистных сооружений и причинение вреда водному объекту.
Перечень механизмов защиты можно продолжить, но в настоящем материале мы не преследуем цель подробного раскрытия этого вопроса.
Мы лишь пытаемся продемонстрировать следующее:
• организации ВКХ обладают различными инструментами воздействия на абонентов в части регулирования качества сточных вод, сбрасываемых в ЦСВ;
• закон предполагает, что расходы организации ВКХ, связанные с последствиями сброса в ЦСВ сточных вод ненормативного качества, должны компенсироваться.
Означает ли это, что роль организации ВКХ сводится к минимуму:
• принять сточные воды в ЦСВ;
• проконтролировать их качество;
• очистить, насколько это возможно;
• сбросить в водный объект, не неся ответственность за то, на что организация ВКХ как будто не в силах повлиять?
И организациям ВКХ, и абонентам ЦСВ, и тем более надзорным органам наверняка известно, что это не так. Напомним определение понятия «водоотведение»:
Словарь
Водоотведение — прием, транспортировка и очистка сточных вод с использованием ЦСВ[1].
Организация ВКХ является водопользователем, НВОС которого нормируется и ограничивается разрешительной документацией. А значит, в первую очередь организация ВКХ отвечает за качество сточных вод, сбрасываемых в водный объект.
Всевозможные механизмы воздействия на абонентов ЦСВ придуманы не только для того, чтобы защитить интересы организации ВКХ, но и в природоохранных целях.
Сегодня в Федеральном законе № 416-ФЗ содержится важное указание:
Извлечение из Федерального закона № 416-ФЗ
Статья 30.2. Исчисление платы за сброс загрязняющих веществ сверх установленных нормативов состава сточных вод и взимание указанной платы с абонентов […] 4. Средства, полученные организацией, осуществляющей водоотведение, в виде платы за сброс загрязняющих веществ сверх установленных нормативов состава сточных вод, используются на внесение платы за негативное воздействие на окружающую среду, возмещение вреда, причиненного водным объектам, а также в качестве источника финансирования[2] инвестиционной программы организации, осуществляющей водоотведение, в части осуществления мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Однако процитированная норма вступила в силу 01.01.2019. До указанной даты можно было выводить обязанность организации ВКХ по строительству, реконструкции, модернизации, техническому перевооружению очистных сооружений лишь из общих требований к охране водных объектов, которые должны соблюдаться любыми водопользователями.
Надо сказать, что требования эти на практике подчас обнаруживали свою несостоятельность (несмотря на весьма императивный характер, как, например, у требований, связанных с установлением лимитов на сбросы только при наличии планов снижения сбросов).
Когда же дело доходит до претензий надзорных органов, адресованных организациям ВКХ по вопросу качества сбрасываемых сточных вод, возмещения вреда, причиненного водному объекту в результате сброса сточных вод ненормативного качества, нередко ключевым аргументом в споре организации ВКХ является довод «вины водоканала в нарушении требований к качеству сточных вод и причинении вреда водному объекту нет».
Если точнее и формальнее: отсутствует причинно-следственная связь между действиями организации ВКХ и наступившими в результате последствиями в виде ухудшения качества воды в водном объекте.
Логика основана, в частности, на том, что качество сточных вод не совсем подвластно организации, осуществляющей водоотведение; качество сточных вод — в первую очередь дело рук абонентов (в совокупности и по отдельности). Следовательно, организация ВКХ не должна нести ответственность за причинение вреда водному объекту.
Многие арбитражные суды считают иначе, указывая, что организации, осуществляющие водоотведение, должны обеспечивать очистку сточных вод, а также должны совершенствовать системы очистных сооружений — на то они и организации ВКХ.
Рассмотрим в качестве примера одно из дел.
Постановление Арбитражного суда Дальневосточного округа от 28.11.2019 по делу № А51-8049/2018
Во время проверки, проведенной в отношении водоканала, орган госэконадзора обнаружил, что сточные воды, принимаемые от абонентов и сбрасываемые в водный объект, содержат загрязняющие вещества в концентрациях, превышающих установленные требования.
Сброс сточных вод в водный объект приводит к нарушению нормативов качества вод в водных объектах рыбохозяйственного значения.
Водоканал, в числе прочего, настаивал на отсутствии причинно-следственной связи между его действиями и наступившими в результате последствиями в виде ухудшения качества воды в водном объекте.
Однако арбитражные суды апелляционной и кассационной инстанций постановили:
1) факт причинения водному объекту вреда именно водоканалом доказан самим фактом сброса сточных вод в водный объект с превышением ПДК;
2) действия водоканала носят противоправный характер;
3) имеется причинно-следственная связь между неправомерными действиями водоканала и причиненным вредом водному объекту.
Интересно, как арбитражные суды объяснили наличие причинно-следственной связи, а также вины организации ВКХ в причинении вреда водному объекту:
Суд апелляционной инстанции отметил, что предприятие, зная о реальных последствиях и фактическом негативном воздействии на окружающую среду своей хозяйственной деятельности, халатно бездействует, не предпринимая реальных действий для устранения нарушения природоохранного законодательства.
Почвой для этого вывода, на наш взгляд, послужил один из доводов надзорного органа:
[Предприятие — прим. автора] на протяжении 9 лет, взимая плату с абонентов за предоставление услуг водоотведения, не производит очистку принятых сточных вод, не проводит мероприятия, направленные на нейтрализацию негативного воздействия на окружающую среду. Зная о реальных последствиях и фактическом негативном воздействии на окружающую среду своей хозяйственной деятельности, халатно бездействует, не предпринимая реальных шагов и действий для устранения нарушения природоохранного законодательства.
Таким образом, и надзорный орган, и арбитражные суды фактически признали организацию ВКХ виновной в том, что она ненадлежащим образом выполняет возложенные на нее функции по водоотведению: прием, транспортировка и, обязательно, очистка сточных вод.
[1] Пункт 2 ст. 2 Федерального закона от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» (в ред. от 25.12.2018; далее — Федеральный закон № 416-ФЗ).
[2] Здесь и далее выделено автором.
Технологическая схема работы водоочистных сооружений
Отработанная жидкость должна пройти долгий путь для избавления от всех вредных химических, органических, механических, биологических и других примесей. Технологическая схема системы очистки сточных вод достаточно сложная. Сначала проводятся подготовительные мероприятия, включающие:
- Процесс усреднения, занимающий 18-24 часов, при котором смешиваются воды, содержащие разное количество загрязнителей.
- Нейтрализацию — добавление в стоки сульфатной кислоты, известкового молока, углекислого газа и других реагентов для устранения растворенных кислот и щелочей.
- Охлаждение горячих стоков для удаления взрывоопасных газов.
Технологическая схема работы очистных сооружений.
Следующим этапом становится механическое устранение примесей. Основные стадии очистки:
- помещение в отстойники;
- обработка в центрифуге;
- удаление нефтепродуктов, жира и масел;
- фильтрация;
- коагуляция стоков;
- аэрация;
- мембранная фильтрация.
Затем выполняется деструктивная очистка, которая предполагает окисление органических веществ аэробными и анаэробными микроорганизмами, а также химическими реактивами или термической обработкой. Далее проводится глубокая очистка вод. Она включает следующие методы:
- осветление;
- фильтрацию;
- дезинфекцию.
После такого очищения стоки могут быть возвращены в природный водоем или же повторно использованы в производственном цикле.
Что это такое и для чего необходима?
Очистка сточных вод – мероприятия, с помощью которых из промышленных и бытовых стоков извлекаются загрязнения. Комплекс проводится перед спуском жидкости в водоемы.
Каждое предприятие обязано проводить очистку стоков, это прописано в Водном кодексе РФ и Федеральном законе от 2011 года «О водоснабжении и водоотведении».
Если мероприятиями пренебречь, загрязнения попадут в природный водоем и почву, и отравят локальную экосистему. Численность растений и животных уменьшится. Опасные вещества накапливаются в биоте и по пищевой цепи попадают в организм человека.
Промышленные и бытовые сточные воды
могут отправляться на одни очистные сооружения.
Их смешивание оптимизирует соотношение карбона и натрия, карбона и фосфора, что повышает эффективность биологической очистки.
Процесс происходит на производственных или городских очистных сооружениях.
Справка. Если жилые постройки не подключены к центральной канализации, для очистки сточных вод используются бытовые локальные сооружения (ЛОС).
Производственные ЛОС необходимы, если в стоках содержатся агрессивные или биотоксические загрязнения. Основная масса примесей удаляется, затем воды поступают на общепроизводственные сооружения.
Механические методы очистки сточных вод
Существует немало механических методов очистки стоков, которые помогают удалить мусор разной фракции. Это первичная стадия устранения загрязнений.
Решетки
Решетки — достаточно простое оборудование, на которое попадают стоки при водоотведении. В зависимости от конструкционных особенностей, такие устройства бывают радиальными, вертикальными и горизонтальными. Аппарат захватывает крупные твердые элементы.
Механизированные решетки необходимы для устранения крупных частиц в сточных водах.
Такие установки перемещают мусор в специальный сборник. Часто решетки оснащены особыми отстойниками, задерживающими взвешенные частицы, опускающиеся под действием силы тяжести. Это обеспечивает более глубокую первичную очистку стоков.
Отстаивание
На большинстве очистных станций присутствуют специальные отстойники. В процессе переработки наблюдается расслоение отработанной воды. Вниз опускаются тяжелые примеси, на поверхности появляется пленка легких соединений, а в середине резервуара формируется прослойка относительно чистой водной среды с содержанием загрязнителей в виде взвеси. После отстаивания удается устранить твердый мусор и пленку. В дальнейшем стоки перемещаются на более глубокую очистку.
Гидроциклон
Устранение загрязнений в этой установке основано на физических свойствах центробежной силы. Вода поступает в аппарат и начинает двигаться по спирали. В результате этого механические частицы отделяются от основного потока и оседают в накопителе шлама. Чистая жидкость отводится через трубу. В нижней части гидроциклона накапливаются твердые отходы, которые нужно периодически устранять.
Схема очистки сточных вод с помощью гидроциклона.
Песколовки
Такие приборы используются для устранения мелких загрязнителей, взвеси и минеральных соединений. Чаще на очистных сооружениях применяют тангенциальные песколовки, оснащенные касательным подводом воды. В периферической части стоки двигаются вниз, а в центре — вверх. Вращение медленное, поэтому песок осаждается в конусовидной конструкции. Периодически прибор очищают. Отфильтрованный песок вывозят на специальную площадку или утилизируют.
Центрифугирование
Этот метод устранения примесей основан на действии центробежной силы. Сток помещают в специальный аппарат, обеспечивающий вращение жидкости. Из одной трубы после переработки вытекает предварительно очищенная от твердых частиц вода, а из другой отводится мусор. Такой метод обеспечивает высокую степень устранения механических загрязнителей.
Фильтрация
Для проведения фильтрации в отдельной емкости устанавливается система перфорированных перегородок, на которых размещают материал, задерживающий твердые частицы. В зависимости от конструкции такие приборы могут быть с нисходящим или восходящим потоком. Первые являются более надежными, обеспечивают максимальное удаление твердых примесей.
Схема очистки с помощью фильтрации.
Микрофильтрация
Этот метод удаления примесей предполагает использование специальных мембран, выполненных из керамики, полимера, стекла и т.д. При прохождении через такой фильтр задерживаются частицы до 0,1-1 мкм. Такой способ обработки дает высокие результаты, однако его чаще применяют для финальной очистки, когда в воде присутствует мало нерастворенных примесей. Это связано с тем, что поры фильтра могут быстро забиться при попытке пропустить через него сильно загрязненные стоки.
Виды сооружений
В таблице охарактеризовано оборудование, которое применяется на разных этапах очистки стоков.
Для механического этапа:
| Установка | Что собой представляет | Принцип работы |
| Песколовки | Горизонтальные или вертикальные установки продолговатой формы. | Вода движется по оборудованию со скоростью 0,15-0,3 м/с. При таком темпе минеральные примеси диаметром от 0,25 мм оседают на дне, а мелкие частицы органики остаются в воде. |
| Отстойники | Резервуары, где вода стоит или очень медленно двигается. | Механические примеси оседают на дно под силой земного притяжения. |
| Решетки | Фильтрующее полотно из металлических стержней, которые находятся на расстоянии 2-8 мм друг от друга. | Вода проходит через стержни, а крупный мусор задерживается. |
| Нефтеловушки и нефтепескоуловители | 3-4 отдельных камеры, соединенных между собой. | В камерах стоки отстаиваются, проходят через решетку и коалесцентный фильтр, сорбционные материалы. |
Для физико-химического этапа:
| Установка | Что собой представляет | Принцип работы |
| Флотаторы | Резервуары, в которых образуются пузырьки газа. Они генерируются электронасосом / в процессе электролиза / вращающимися турбинами. | Пузырьки газов поднимаются и захватывают с собой мелкодисперсные частицы. |
| Флокуляторы | Система труб, в которых коагулянт смешивается со стоками, и происходит химическая реакция. | Коагулянты объединяются с загрязнениями, образуют крупные хлопья и выпадают в осадок. |
Для биологического этапа:
| Установка | Что собой представляет | Принцип работы |
| Аэротенки | Прямоугольный резервуар, по которому протекают стоки, смешанные с активным илом. | Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами. |
| Мембранные биоректоры | Аэротенк с мембраной, которая задерживает активный ил после переработки органики. | Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами. |
| Биофильтры | Резервуар с загрузочным материалом, на поверхности которого образуется пленка из микроорганизмов. | Воды проходят через пористый фильтр-загрузку. Биологическая пленка на гранулах расщепляет загрязнения. |
Фильтрационные системы:
| Установка | Что собой представляет | Принцип работы |
| Неподвижные перегородки | Установки с фильтрующим полотном разной пористости. | Вода проходит через фильтры, и загрязнения остаются за разделительным полотном. |
| Зернистые фильтры | Гранулированные пористые материалы, которые засыпаются в трубы, резервуары, колбы. | Вода проходит через гранулы абсорбирующего материала, и загрязнения накапливаются на их поверхности. |
| Ультрафильтрационные системы | Фильтры, оснащенные мембранами – материалами с размером пор до 0,2 мкм. | Мембраны пропускают воду, а высокомолекулярные загрязнения (99,9% примесей) задерживают. |
Оборудование для дезинфекции:
| Установка | Что собой представляет | Принцип работы |
| Озонаторы | Электрические установки с длинными шлангами. Приборы генерируют озон, который по трубкам проникает в воду. | Озон окисляет липиды и липопротеины клеточной стенки бактерий. Это приводит к структурным изменениям, несовместимым с жизнью клеток. |
| УФ-обеззараживатели | Аппараты, оборудованные несколькими лампами. Они погружаются в воду и там излучают УФ-лучи. | Лампы генерируют волны длиной 200-280 нм. Они разрушают генетический аппарат вредоносных бактерий и вирусов, что не дает им размножаться. |
Физическая фильтрация
Физические способы фильтрации помогают удалить из стоков большинство видов химических загрязнителей и патогенных микроорганизмов.
Магнитная обработка
Магнитное воздействие активизирует процессы кристаллизации солей, образующих накипь. При такой обработке в стоках снижается уровень ионов магния и кальция. Эти вещества выпадают в осадок. В прошедших такую очистку стоках уменьшено содержание органических соединений, в т.ч. парафинов.
Схема очистки стоков с помощью магнитного воздействия.
Электромагнитная обработка
При простой магнитной обработке примеси из воды оседают примерно сутки. Затем этот процесс прекращается. При электромагнитной фильтрации очистка продолжается до 3-5 суток.
Ультразвуковая и ультрафиолетовая обработка
Эти методы помогают устранить бактерии, грибки и других вредоносных микроорганизмов.
Под воздействием ультразвука в стоках образуется много маленьких пузырей, в которых находится разогретый газ. Когда эти элементы лопаются, возникает сильнейший перепад давления, уничтожающий клеточную оболочку микробов.
Воздействие ультрафиолета хорошо обеззараживает воду. Интенсивные лучи проникают внутрь оболочки микроорганизмов, разрушая ДНК. После такого воздействия патогенная микрофлора перестает размножаться и быстро погибает.
Метод обработки сточных вод с помощью ультразвука и ультрафиолета.
Ионизирующее облучение
Воздействие на стоки ионами нейтрализует большинство разновидностей токсинов и ядов. Кроме того, этот метод помогает подавить активность патогенных микроорганизмов. При такой обработке удается устранить до 99% ядовитых примесей.
Этапы извлечения загрязнений
Существует 3 степени извлечения загрязнений из сточных вод:
- Первичная – удаление мусора, крупнодисперсных примесей, поверхностных загрязнений и взвешенных веществ.
- Вторичная – разложение органических стоков.
- Третичная (доочистка) – извлечение взвешенных и коллоидных частиц, пестицидов, фунгицидов, осаждение остатков фосфора, азота, снижение ХПК. Показатели доводятся до норм ОДУ или ПДК.
На этих стадиях прибегают к помощи следующих методов:
- Механические – использование стационарных или подвижных фильтрующих установок: грубых фильтров, отстойников, ловушек поверхностных загрязнений. После механической очистки количество загрязнений в стоках снижается на 30-60%.
- Биологический – очистка с помощью живых микроорганизмов: бактерий, грибков, простейших. Микроорганизмы используют органику как пищу и превращают ее в безопасный биогаз, метан и воду. Биологические методы избавляют от 92-96% загрязнений.
- Физико-химический – очистка стоков от растворенных примесей и взвешенных веществ с помощью законов физики и химических реактивов. Из вод удаляется 96-98% мелкодисперсных частиц.
- Дезинфекция – уничтожение болезнетворных бактерий, вирусов. По нормативам сточные воды не должны содержать возбудителей заболеваний, поэтому эффективность обеззараживания достигает 99,9%.
Для очистки от бензина, мазута, керосина, нефтяных масел наиболее активно используют нефтеловушки и пористые сорбенты:
- Активированный уголь;
- Глины;
- Кокс;
- Торф;
- Золу;
- Силикагели.
Справка. ПДК нефтепродуктов в стоках не превышает 0,01-0,3 мг/л. Такие малые значения обусловлены токсичностью соединений для живых организмов.
Химические способы очистки
Реагенты используют для связывания и выведения из стоков растворенных химических веществ, которые могут негативно влиять на общий экологический фон.
Окисление и восстановление
Использование окислительных реагентов показано для удаления из жидкости ионов цинка, меди, цианидов, сероводорода и сульфидов. Наиболее часто задействуют фтор, хлор, перманганат калия, пероксид водорода и др. Такой вариант очистки используют далеко не на всех станциях, т.к. он является дорогостоящим.
Озонирование
Озонирование применяется для удаления таких опасных примесей, как мышьяк, хром, ртуть и т.д. Вода в специальной установке насыщается молекулами озона, связывающимися с опасными соединениями, провоцируя их выпадение в осадок. Это крайне эффективный метод удаления примесей.
Очистка сточных вод озонированием.
Нейтрализация
Этот способ применяют для устранения из вод щелочей и кислот. Нередко для удаления примесей используют особые реагенты, в т.ч. соду, доломит, известковое молоко и т.д.
Осаждение
При проведении осаждения в стоки вводят специальные реагенты, которые, оседая на дно, захватывают в свою кристаллическую структуру загрязнители. Метод применяют все реже, т.к. в результате его использования образуется много шлама. К тому же увеличивается содержание солей и токсинов в воде.
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ГОРОДА
Расход сточных вод поступающих на обработку, напрямую зависит от количества жителей, т.е. норма водоотведения равна норме водопотребления. Для большого объема жидкости нужны соответствующие емкости и резервуары. Этот факт формирует интерес к устройству и функционированию очистных сооружений типа БИОТОК М и БИОТОК Р.
При проектировании канализационных сетей населенного пункта учитывается нагрузка на трубопроводы, которые подбирают из расчета пропускной способности требуемого количества стока. Чтобы не проводить сложный и дорогостоящий монтаж коллекторов очень большого диаметра, в больших городах строятся несколько станций очистки.
Таким образом, мегаполис делится на несколько «городов» (районов), а уже для каждого из них проектируется и строится своя станция очистки.
Наглядным примером являются очистные сооружения в столице России, среди которых есть Люберецкие производительностью 3 млн. м3/сут (крупнейшие в Европе) и множество других. Основной блок данных КОС, это старые модернизированные ОС, обеспечивающие половину мощности станции, два других блока – 1 млн. м3/сут и 500тыс. м3/сут.
Особенностями устройства таких станций очистки сточных вод являются увеличенные размеры сооружений по сравнению с ОС других городов: отстойники диаметром 54 метра, а каналы сопоставимы с небольшими реками.
С точки зрения технологии все стандартно: механическая очистка, отстаивание, биологическая очистка, вторичное отстаивание, обеззараживание.
Основная особенность лишь в том, это какой вид имеют сооружения для данных этапов обработки. Например, Москва, как известно, строилась не сразу, но большим источником для очистных сооружений она была всегда. Строились железобетонные сооружения, которые сегодня претерпели несколько реконструкций и модернизаций. Из-за снижения количества разбавляемой чистой воды часть ранее построенных сооружений законсервирована или используется в других целях. В этом также заключается особенность устройства ОС: старые каналы песколовок становятся промежуточным резервуаром, коридор аэротенка преобразуется и немного по-другому работает.
И если раньше станция очистки сточных вод была значительно удалена от города, то сейчас располагается вблизи новых жилых комплексов.
По той же причине, на подобных ОС устанавливаются распрыскиватели, которые выпускают специальные вещества, нейтрализующие запахи стоков.
Другие методы очистки
Сейчас для устранения загрязнений из стоков активно применяют аэробных и анаэробных микробов. Кроме того, все чаще используется гиперфильтрация и электрохимическая очистка.
Анаэробные
При такой обработке используют анаэробные бактерии, которым не нужен кислород для жизнедеятельности. Метод является наименее затратным, т.к. не требуется нагнетания воздуха в емкость. Это уменьшает затраты на устранение загрязнителей из стоков. Применение таких микроорганизмов помогает удалить до 85% примесей.
Метод очистки с помощью анаэробных микроорганизмов.
Аэробные
При этом методе очистки используют специальных бактерий, которые питаются загрязнителями. Часто устанавливают 2-ступенчатые системы. В первую фазу в емкости цилиндрической формы происходит рецикл иловой смеси и увеличение биоценоза. Здесь установлены мешалки и приборы для нагнетания воздуха. На следующей фазе осадок накапливается в днище, имеющем форму конуса. Здесь доокисляются органические соединения.
Применение аэробных бактерий помогает устранить до 99% примесей.
Гиперфильтрация
Гиперфильтрацию еще называют обратным осмосом. Это высокоэффективный способ очистки. В этом случае стоки под высоким давлением пропускаются через мембрану, содержащую микропоры. Через фильтр проходят только молекулы воды. Полученная жидкость сходна свойствами с дистиллятом.
Технология очистки вод с применением гиперфильтрации.
Электрохимическая очистка
Этот метод предполагает пропускание электрического тока через отработанную воду. Могут задействоваться как нерастворимые, так и растворимые электроды. Под воздействием тока происходит кристаллизация многих видов примесей. Затем они выпадают в осадок. Путем электролиза могут быть устранены остатки нефтепродуктов, жиры и т.д.
Подробнее об очищении разных типов стоков
Есть рекомендации, касающиеся очищения бытовых, поверхностных и промышленных стоков. Отработанные воды этих видов имеют разный состав химических загрязнителей. Посмотреть реализованные проекты по очистке воды на предприятиях от компании КВАНТА+ можно тут.
Промышленные
Производственные стоки требуется обязательно очищать отдельно, т.к. их сброс в общую систему приведет к перегрузке городских сооружений. Технологическая схема устранения загрязнений с отработанной воды зависит от особенностей примесей. В одних стоках может присутствовать повышенное содержание органических соединений, а в других — тяжелые металлы. Технология очистки жидкости до рекомендованных показателей подбирается с учетом состава загрязнений.
Технология промышленной очистки сточных вод отличается в зависимости от состава стоков.
Бытовые
В бытовых стоках высоко присутствие минеральных и органических соединений.
Чаще для устранения загрязнителей применяют биологические методы очистки, а также специальные реагенты.
Поверхностные
К поверхностным водам относится жидкость, попадающая в ливневую канализацию. Такими стоками считают осадки, талый снег и т.д. Вода должна поступать в отстойник. Смытые атмосферными осадками твердые частицы выпадут в осадок. После этого стоки должны быть обработаны во флотаторе для устранения следов нефтепродуктов. В последнюю очередь выполняется финальная очистка за счет сорбционных фильтров. Только после этого стоки могут быть возвращены в природный водоем.
2. Запрещается сбрасывать в систему канализации производственные сточные воды, содержащие:
— вещества, которые способны засорять трубы, колодцы, решетки или отлагаться на стенках труб, колодцев, решеток (окалина, известь, песок, гипс, металлическая стружка, мездра, каныга и т. п.);
— вещества, оказывающие разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;
— вещества, ухудшающие очистку сточных вод; — опасные бактериальные загрязняющие вещества;
— радиоактивные вещества;
— нерастворимые масла, смолы, мазут;
— биологические трудноокисляемые органические вещества;
— биологические «жесткие» ПАВ;
— только минеральные вещества (в том числе и воды от установок водоподготовки ТЭЦ и котельных);
— вещества, для которых не установлены предельно
— допустимые концентрации (ПДК) в воде водных объектов хозяйственно
— питьевого, культурно — бытового и рыбохозяйственного водопользования. 3. Категорически запрещается сбрасывать в систему канализации:
— кислоты;
— горючие смеси;
— токсические и растворимые газообразные вещества (в частности, растворители, бензин, диэтиловый эфир, дихлорметан, бензол и др.), способные образовывать в канализационных сетях и сооружениях токсичные газы (сероводород, окись углерода, цианистоводородные кислоты, пары легко летучих ароматических углеводородов и др.);
— взрывоопасные и токсичные смеси.
4. Не подлежат сбросу в канализацию производственные сточные воды, имеющие:
— ХПК выше БПК5 более, чем в 2,5 раза или БПК полн. более, чем в 1,5 раза;
— концентрированные маточные и кубовые растворы;
— залповые сбросы производственных сточных вод. Залповым сбросом считается сброс вредных веществ в канализацию одного или нескольких нормируемых настоящими Правилами веществ в концентрациях, превышающих ПДК в 100 и более раз;
— осадки с локальных очистных сооружений, грунт, строительный и бытовой мусор, отходы производства;
— дренажные и нормативно
— чистые производственные стоки;
— поверхностный сток с территорий промышленных площадок (дождевые, талые, поливомоечные воды и др.).
5. В системах водоотведения абонентов не допускается объединение производственных сточных вод, взаимодействие которых может привести к образованию эмульсий, ядовитых или взрывоопасных газов, а также большого количества нерастворимых веществ (например, сточных вод, содержащих соли кальция или магния, или щелочных растворов; соду и кислотные воды; сульфаты и воды с чрезмерным содержанием кислот; сульфид натрия и воды с чрезмерным содержанием щелочи; хлор и фенол и т. д.
6. Сброс производственных сточных вод в канализацию должен осуществляться через самостоятельные выпуски с устройством за пределами территории предприятия контрольного колодца. Отбор проб производится сотрудниками МУП «УВКХ» совместно с представителем абонента.
7. Производственные сточные воды могут быть приняты в канализацию, если содержание в них вредных веществ не превышает значений, указанных в Приложении № 1. За ПДК веществ, отсутствующих в Приложении № 1 при сбросе их в канализацию, следует принимать соответствующее ПДК в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования.
8. ПДК вредных веществ для производственных сточных вод, указанных в Приложение № 1, определены с учетом:
— ПДК загрязняющих веществ в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей, согласно п. 19 «Правил охраны поверхностных вод», 1991 г.;
— условий сброса очищенных сточных вод в р. Рязанку после канализационных очистных сооружений;
— эффективности удаления загрязняющих веществ производственных сточных вод на очистных сооружениях канализации;
— соотношения объемов городских и производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации;
— возможности использования осадка с очистных сооружений канализации в качестве удобрения.
Согласно требованию ст. 27 Федерального закона от 07.12.2011 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» в целях предотвращения негативного воздействия на окружающую среду для объектов абонентов организации, осуществляющей водоотведение, категории которых определены постановлением Правительства РФ от 18.03.2013 г. № 230, устанавливаются нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов (далее — нормативы допустимых сбросов абонентов), а также лимиты на сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов.
Расчет нормативов допустимых сбросов загрязняющих веществ выполняется в соответствии с Методикой разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей, утвержденной приказом МПР России от 17.12.2007 г. № 333.
Информацию, необходимая для расчета НДС абонентов, предоставляемая организацией, осуществляющей водоотведения:
Нормативы допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в р. Рязанка (НДС) для МУП «УВКХ» утверждены Отделом водных ресурсов Верхне-Волжского БВУ по Нижегородской области от 02.07.2014 г. № 12-10/1370 сроком на 5 лет.
Канализационные сети МУП «УВКХ» согласно классификации относятся к централизованным бытовым системам водоотведения.Допустимые концентрации загрязняющих веществ, иных веществ, (Срас) в сточных водах, поступающих в системы водоотведения организации, осуществляющей водоотведение, приведены в Приложении 1.Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах от объектов жилищного фонда (Сж) представлены в Приложении 2.
Годовой расход сточных вод (Q), поступающих на очистные сооружения МУП «УВКХ», необходимый для расчета НДС составляет 2 355,3 тыс. куб. м, из них:
— годовой расход сточных вод абонентов, не относящихся к жилищному фонду,(Qпр) — 1 436,7 тыс. куб. м.;- годовой расход сточных вод от объектов жилищного фонда, (Qж) — 918,6 тыс. куб. м.
Какие проблемы могут возникнуть
Наиболее часто после прохождения всех ступеней фильтрации вода остается достаточно сильно загрязненной. Такая проблема особенно остро стоит в России. Это связано с износом и устареванием оборудования, предназначенного для устранения примесей.
Кроме того, аппараты для профессиональной очистки являются крайне дорогостоящими, поэтому большинство регионов не могут их приобрести. Так, ультрафиолетовые обеззараживатели установлены только в нескольких крупных городах России. Некоторые очистные сооружения недостаточно финансируются, поэтому в целях экономии электроэнергии и реагентов они не проводят всех необходимых этапов обработки отходов.
Многие предприятия оснащены устаревшей очистительной техникой, поэтому сбрасывают достаточно загрязненные стоки в реки и озера. Часто производители не хотят вкладывать деньги в установку необходимого оборудования или оплачивать утилизацию на специальных предприятиях, поэтому сбрасывают свои отходы в реки. Штрафы за вред, нанесенный окружающей среде, относительно невысоки, поэтому не пугают нарушителей.
