Сточные воды

Сто́чные во́ды — атмосферные воды и осадки, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Классификация сточных вод

Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

по источнику происхождения:
- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые — образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся, как правило, через систему ливневой канализации. Также могут называться «ливневые стоки»^[1]

Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:

по составу загрязнителей на:
- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
- загрязнённые по преимуществу органическими примесями
- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями
по концентрации загрязняющих веществ:
- Слабо загрязненные (с содержанием примесей 1—500 мг/л)
- Средне загрязненные (с содержанием примесей 500—5000 мг/л)
- Сильно загрязненные (с содержанием примесей 5000—30000 мг/л)
- Опасные (с содержанием примесей более 30000 мг/л)
по свойствам загрязнителей
по кислотности:
- неагрессивные (pH 6,5—8)
- слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6—6,5)
- сильноагрессивные (сильнощелочные — pH>9 и сильнокислые — pH<6)
по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:
- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)
- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
- содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений

Состав сточных вод

В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей — консервативные, то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды, аммония^[2]) и неконсервативные, то есть такие, которые могут в том числе 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 том числе биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в том числе болезнетворные).

Физико-химические показатели сточных вод некоторых промышленных предприятий^[3]
Показатель	Металлургический комбинат	Фабрика первичной переработки шерсти	Гидролизный завод	Спирткрахмальный завод	Красильно-отделочная фабрика
Содержание, мг/л
плотного остатка	600	33500	8600	1400	1200
взвешенных веществ	500	28000	950	470	170
азота аммонийного	—	210	150	45	12
фосфатов	—	—	40	15	1
нефтепродуктов	40	—	—	—	—
жиров	—	7800	—	—	—
ПАВ	2,3	—	—	—	100
фурфурола	—	—	50	—	—
Интенсивность окраски по разбавлению, мг/л	—	—	—	—	1:150
БПК₅	—	6300	2400	360	200
БПК_полн	—	17800	3300	580	250
ХПК	50	44000	4900	830	600
pH	8	9,5	5,5	7,2	9

Очистка сточных вод

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:

физические. Основаны на гравиметрических и фильтрационных методах разделения. Позволяют отделить нерастворимые твердые примеси. По стоимости механические методы очистки относятся к одним из самых дешёвых методов.
химические. Основаны на реакциях компонентов сточных вод с реагентами. Чаще всего, химические методы, используют для нормализации pH сточных вод или осаждения нерастворимых солей и гидроксидов тяжелых металлов, образующихся в результате реакции. При использовании, в качестве реагентов перекисных или содержащих активный хлор соединений (например, озон и гипохлорит) достигают обеззараживания и осветления сточных вод, за счет окисления органических примесей. В процессе химической очистки может накапливаться достаточно большое количество осадка, если же образования осадка не происходит, то повышается солесодержание сточных вод.
физико-химические. Основаны на совмещении физических и химических методов в процессе очистки сточных вод.

Можно выделить коагуляцию, сорбцию, экстракцию, электролиз, ионный обмен, обратный осмос. Это, сравнительно, низкопроизводительные методы, отличающиеся высокой стоимостью очистки сточных вод. Позволяют очистить сточные воды от растворимых и жидких нерастворимых соединений.

биологические. В основе этих методов лежит использование микроорганизмов, разлагающих органические соединения в сточных водах. 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. Качественная очистка сточных вод не реализуема без последовательной обработки сточных вод несколькими методами.

В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.

Использование сточных вод

Производственные сточные воды после соответствующей очистки могут быть повторно использованы в технологическом процессе, для чего на многих промышленных предприятиях создаются системы оборотного водоснабжения либо замкнутые (бессточные) системы водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких-либо вод в водоёмы. Большое народно-хозяйственное значение имеет внедрение технологии комплексной безотходной переработки сырья (особенно на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и горно-обогатительной промышленности). Перспективны методы физико-химической очистки (коагулирование, отстаивание, фильтрация) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы т. н. дополнительной обработки (сорбция, ионообмен, гиперфильтрация, удаление азотистых веществ и фосфатов и др.), обеспечивающей весьма высокую степень очистки сточных вод перед спуском их в водоёмы или при использовании сточных вод в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Эффективны методы термического обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.

Имеющиеся в сточных водах (преимущественно бытовых) в значительном количестве вещества, содержащие азот, калий, фосфор, кальций и др. элементы, являются ценными удобрениями для сельскохозяйственных культур, в связи с чем сточные воды используются для орошения сельскохозяйственных земель и в целях рекультевации^[4]. Целесообразно обезвреживание сточных вод на станциях биологической очистки производить с подачей очищенных сточных вод на поля. Осадки сточных вод после соответствующей обработки (сбраживание, сушка) обычно используют в качестве удобрений.

Методы очистки сточных вод

Без очистки
Механический
Химический
Физико-химический:

— пенная флотация, коагуляция;
— отстаивание, коагуляция и адсорбция

Ультрафильтрация, обратный осмос
Полная биологическая очистка
- Полная биологическая очистка и коагуляция
Реагентная
Биологический [ Дождевые черви ]

См. также

Примечания

↑ [dic.academic.ru/dic.nsf/emergency/1192 Словарь чрезвычайных ситуаций]
↑ Откуда в сточных водах появляется азот аммонийный (неопр.). Дата обращения: 4 ноября 2022. Архивировано 4 ноября 2022 года.
↑ Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 73—74
↑ A. V. Lusis, L. A. Ivanova, T. T. Gorbachyova, A. V. Rumyantseva. Establishment of an erosion-control plant cover in a sand pit under Arctic conditions using sewage sludge (есть русская версия статьи - Лусис А.В., Иванова Л.А., Горбачева Т.Т., Румянцева А.В. Формирование противоэрозионного растительного покрова на песчаном карьере в условиях Арктики с помощью осадка сточных вод. Горные науки и технологии. 2023;8(3):223-231.) // Gornye nauki i tekhnologii = Mining Science and Technology (Russia). — 2023-09-14. — Т. 8, вып. 3. — С. 223–231. — ISSN 2500-0632. — doi:10.17073/2500-0632-2023-01-73. Архивировано 12 июля 2024 года.

Литература

Водохозяйственный словарь / Совет экономической взаимопомощи. — М., 1974.
Гарин В. М., Клёнова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов / Под ред. В. М. Гарина. — Ростов н/Д: Феникс, 2003. — 384 с. (с. 145—175). — (Высшее образование). — ISBN 5-222-03768-1.
Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с. (с. 72—74). — ISBN 5-9532-0262-8.
Черкинский С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М.: Стройиздат, 1977. — 224 с.

Ссылки

[1] [dic.academic.ru/dic.nsf/emergency/1192 Словарь чрезвычайных ситуаций]

[2] Откуда в сточных водах появляется азот аммонийный (неопр.). Дата обращения: 4 ноября 2022. Архивировано 4 ноября 2022 года.

[3] Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения. — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 73—74

[4] A. V. Lusis, L. A. Ivanova, T. T. Gorbachyova, A. V. Rumyantseva. Establishment of an erosion-control plant cover in a sand pit under Arctic conditions using sewage sludge (есть русская версия статьи - Лусис А.В., Иванова Л.А., Горбачева Т.Т., Румянцева А.В. Формирование противоэрозионного растительного покрова на песчаном карьере в условиях Арктики с помощью осадка сточных вод. Горные науки и технологии. 2023;8(3):223-231.) // Gornye nauki i tekhnologii = Mining Science and Technology (Russia). — 2023-09-14. — Т. 8, вып. 3. — С. 223–231. — ISSN 2500-0632. — doi:10.17073/2500-0632-2023-01-73. Архивировано 12 июля 2024 года.

[1]

[2]

[3]

[4]