Определение загрязнения сточных вод

Характеристика сточных вод

Сточные воды — это пресные воды, изменившие свои физико-химические свойства в результате деятельности человека в бытовой и производственной сферах и подлежащие отведению. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды. В основном это проявляется в изменении ее физических свойств, в частности, в появлении неприятных запахов, привкусов и т. д.; химического состава, в частности, в появлении в ней вредных веществ; в наличии плавающих веществ на поверхности воды, которые откладываются на дне водоемов.

По природе своего происхождения сточные воды подразделяются на бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в результате всех аспектов жизнедеятельности человека и поступают в водо-отводящую сеть от санитарнобытовых приборов (унитазы, умывальники, ванны и т. д.) из жилых, административных и коммунальных (прачечные, бани и др.) зданий и бытовых помещений промышленных предприятий.

Производственные сточные воды образуются в результате проведения различных технологических процессов, связанных с производством изделий, продуктов, материалов или оказания услуг. Эту категорию жидких отходов составляют отработанные технологические растворы, водные растворы от мытья технологического оборудования и производственных помещений, водные растворы от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки и транспортирования твердых отходов.

Атмосферные сточные воды являются следствием выпадения осадков и таяния снега на жилой территории населенных пунктов и промышленных предприятий.

В инженерной практике довольно широко используют понятие городских сточных вод, под которыми понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. Более того, в реальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает. Широкое использование средств бытовой химии, новых материалов для ремонта жилых помещений и т. п. привело к тому, что в бытовых сточных водах, поступающих от населенных пунктов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, синтетические поверхностно-активные вещества и др.).

Загрязнения в бытовых сточных водах находятся в виде взвесей, коллоидов и растворов. До 40% загрязнений составляют минеральные вещества: частицы грунта, пыли, минеральные соли, такие как фосфаты, азот аммонийный, хлориды, сульфаты и др.

Органические загрязнения очень разнообразны и образуются за счет поступлений отходов жизнедеятельности человека и животных, поступления в воду остатков продуктов питания, сырья. В состав органических загрязнений входят жиры, белки, углеводы, клетчатка, спирты, органические кислоты и т. д.

Содержание органических загрязнений в сточных водах определяется косвенными показателями: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биохимическая потребность в кислороде), о которых более подробно речь пойдет ниже. Особый вид загрязнения бытовых сточных вод — бактериальный. Сточные воды содержат большое количество бактерий, в том числе патогенных, и вирусов. Патогенные бактерии приспособлены к существованию в организме человека, животных, птиц. Попадая в сточные воды (или непосредственно в водоем), часть этих бактерий гибнет из-за отсутствия специфического субстрата или оптимальной температуры. Часть бактерий сохраняет свою болезнетворную активность в сточной воде или в водоеме. В сточной воде могут содержаться туберкулезные бактерии, лептоспиры, бруцеллы, бактерии туляремии, вибрион холеры и т. п. Все эти бактерии сохраняются в воде в течение разного периода времени. Поэтому в качестве индикаторного показателя фекального загрязнения воды выбрана кишечная палочка Escherichia coli. Концентрация клеток бактерий группы кишечной палочки в воде определяет степень загрязнения воды бактериями и пригодность ее для использования в качестве питьевой или для культурно-бытовых целей.

Кроме бактерий в сточной воде присутствуют яйца гельминтов: аскариды человеческой, власоглава и др. Яйца гельминтов обладают большой стойкостью и долго сохраняются в окружающей среде. Активный хлор в обычных для дезинфекции сточных вод дозах на яйца гельминтов не действует. Яйца гельминтов гибнут под действием прямых солнечных лучей (от высыхания), под действием высоких температур. Установлено, что яйца аскарид гибнут при температуре 50—55°С через 5—10 мин, при 60 °C — через 5 мин, при 70 °C — через 10 с.

В состав сточных вод населенных пунктов входят ингредиенты, поступающие от промышленных предприятий. В отличие от бытовых сточных вод состав производственных сточных вод более разнообразен и зависит от вида производства и используемых технологических процессов. Так, например, сточные воды заводов черной и цветной металлургии загрязнены большим количеством взвешенных минеральных веществ, содержат цветные металлы и железо, сульфаты, хлориды, смолы и масла, серную кислоту, железный купорос. Нефтеперерабатывающие заводы и нефтепромыслы сбрасывают нефть и нефтепродукты, хлориды, взвешенные вещества, возможно присутствие железа и сероводорода. Большую опасность представляют сточные воды коксохимических предприятий, так как кроме взвешенных веществ они содержат смолы, масла, фенолы, аммиак, цианиды, роданиды, большое количество солей неорганических кислот. Одним из видов сильно загрязненных сточных вод, трудно поддающихся очистке, являются сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов, которые содержат растворенные органические вещества, волокно, каолин и др. Машиностроительные и автомобильные заводы сбрасывают цианиды, хром, масла и нефтепродукты, окалину. Основные загрязнители текстильных предприятий — красители, синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Сточные воды промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые должны удаляться до смешения со стоками другого предприятия или населенного пункта, поскольку увеличение объема воды, в котором содержится отдельный ингредиент, существенно затруднит его удаление и потребует гораздо больших затрат, чем при очистке на месте образования стоков. По этой причине сточные воды промышленных предприятий должны подвергаться локальной очистке в месте их образования, основной целью которой является:

• • максимальное снижение потерь сырья со сточными водами;
• • снижение потребления чистой воды;
• • сокращение сброса сточных вод по объему и количеству загрязняющих веществ в водоемы;
• • снижение объема городских очистных сооружений и капитальных вложений в их строительство.

Многие из компонентов сточных вод промышленных предприятий содержатся в таком количестве, что из-за высокой токсичности их совместная очистка с бытовыми сточными водами невозможна.

Температура сточных вод определяется климатическими условиями, источником водоснабжения, степенью благоустройства жилых и общественных зданий (наличие газа, централизованного горячего водоснабжения и пр.), промышленными предприятиями. Температура существенно влияет на эффективность очистки сточных вод. Так, например, одинаковый эффект удаления взвешенных веществ при прочих равных условиях зимой достигается при времени отстаивания на 30% большем, чем летом. Эффективность биологической очистки снижается при уменьшении температуры сточных вод ниже 9 °C; по действующим нормативам на биологическую очистку нельзя подавать воду с температурой ниже 6 °C.

При определении концентрации загрязняющих веществ, сбрасываемых в систему канализации, необходимо учитывать условия сброса очищенных вод в водоемы, эффективность удаления этих веществ на очистных сооружениях, соотношение количества бытовых и производственных сточных вод. Концентрации веществ, которые не удаляются на очистных сооружениях, определяются из расчета соотношения объемов бытовых и производственных сточных вод и предельно допустимых концентраций (ПДК) в воде водоемов.