Для охраны рек и озер от загрязнения и предотвращения негативного воздействия, на канализационные системы для предприятий, осуществляющих отведение сточных вод, устанавливаются нормативы их состава.

За превышение концентрации загрязняющих веществ в СВ, нарушение надежности и бесперебойности работы городских сетей они обязаны компенсировать вред, нанесенный коммуникациям и водоемам.

Рассмотрим, из чего состоят стоки различных категорий, какие показатели подлежат нормированию, анализу и контролю.

Классификация сточных вод

Все категории СВ отличаются большим разнообразием. Чтобы систематизировать их характеристики, предусмотрена классификация по составу и фазово-дисперсному состоянию содержащихся в стоках загрязняющих примесей.

Фото 2

Состав и свойства

Качества СВ определяет их источник.

Рассмотрим 3 категории стоков:

  • хозяйственно бытовые;
  • атмосферные;
  • производственные.

Хозяйственно бытовые

Хозяйственно-бытовые (коммунально-бытовые) СВ образуются при эксплуатации душевых, прачечных, санитарных узлов, а также в результате деятельности заведений пищевой обслуживающей инфраструктуры – столовых, кафе, ресторанов. Состав этих стоков аналогичен составу СВ от населенных пунктов.

Бытовые воды разделяются на 2 категории:

  1. Фекальные стоки. Основные загрязняющие примеси – физиологические выделения.
  2. Хозяйственные стоки. Загрязнены хозяйственными отбросами, моющими средствами.

У этих вод наблюдается относительно постоянный состав и высокая концентрация загрязненности.

Основные примеси – органические вещества растительного и животного происхождения, а также большое количество микроорганизмов (в том числе патогенных) – продуктов жизнедеятельности человека, самых опасных с эпидемиологической точки зрения.

Для очистки хозбытовых стоков, как правило, применяются биологические технологии, предприятия направляют воды этой категории на городские ОС и не отвечают за их качество.

Фото 6

Хозбытовые стоки составляют около 85 % общего объема городского водоотведения. Большинство очистных сооружений ориентировано именно на этот вид СВ.

Кроме бытовых, в канализационную городскую систему городов поступают производственные стоки и небольшой объем атмосферных вод. Типичный состав бытовых стоков с малой примесью промышленных СВ представлен в таблице выше.

Атмосферные

Атмосферные (дождевые или ливневые) воды собираются с промышленных площадок, городских территорий, объектов транспортной инфраструктуры. СВ этой категории образуются в результате смыва загрязняющих веществ с территории при таянии снега и выпадении дождя.

В их составе, кроме обычных загрязнений, могут присутствовать специфические примеси, характерные для производственных процессов, в том числе попадающие на покрытия промплощадок в случае разливов и аварий.

Фото 4Кроме того, на качественный и количественный составы поверхностного стока оказывают влияние:

  • степень благоустройства территории;
  • интенсивность движения транспорта;
  • плотность населения.

Эти стоки отводятся в наружную (дождевую) городскую сеть.

Стоки с территорий предприятий более сложные по составу, а концентрация ЗВ в них выше, чем в городском поверхностном стоке.

Атмосферные воды с незагрязненных производственных территорий отводятся отдельной системой канализации или сбрасываются в водный объект неочищенными. Загрязненные воды перед отведением в водоем очищаются.

Одним из вариантов регулирования загрязненного поверхностного стока является стимулирование благоустройства территорий.

Промышленные

Производственные стоки образуются на промышленных предприятиях, в них входят такие категории, как:

  1. Производственные, образующиеся в результате основных технологических процессов. Самые загрязненные, имеющие значительный объем.
  2. Воды от охлаждаемого и вспомогательного оборудования, к примеру, от теплообменных аппаратов. Характеризуются большим расходом, слабой загрязненностью. Считаются условно чистыми.
  3. Стоки подсобных цехов и участков обслуживания. Имеют небольшой объем сброса и большой объем загрязняющих примесей.

Источники образования

В технологических процессах источниками СВ являются воды:

  • образующиеся в результате химических реакций;
  • выделяющиеся в процессах промывки и переработки исходного сырья;
  • водные экстракты и абсорбенты;
  • охлаждающие оборудование и готовую продукцию;
  • другие воды, слитые с производственных аппаратов — вакуум-насосов, конденсаторов, систем гидрозолоудаления, а также после мытья помещений, оборудования, тары.

Качество СВ

Количество, состав и концентрация промышленных СВ отличаются непостоянством, большим разнообразием и находятся в прямой зависимости от отрасли, особенностей и режимов технологических процессов.

Например, в электросталеплавильном производстве на формирование качества стоков влияет стадия выплавки стали, состав шихты, удельный расход воды на очистку газа и множество других параметров.

Состав СВ, образующихся при химической обработке тканей, определяется объемом и качествами примесей волокна, красителей и реагентов, а концентрация СВ – нормой водоотведения.

В формирование состава СВ значительный вклад вносит обрабатываемое сырье. Большинство предприятий имеет в составе СВ и минеральные, и органические загрязнения в различных пропорциях.

Фото 7К примеру, основным загрязняющим компонентом стоков являются:

  • на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки – нефть и ее производные;
  • на металлургических заводах – в основном вещества минерального происхождения, в частности, известь, силиций, железо.
  • на обогатительных комбинатах – руда;
  • на мясокомбинатах – животные жиры, отходы крови, мяса, непереваренной пищи животных, поваренная соль.

В состав СВ шелковых красильно-отделочных фабрик входят углеводороды, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, органические и минеральные кислоты и ароматические соединения.

Уровень загрязненности

Концентрации ЗВ в СВ различных предприятий неодинаковы.

Уровень загрязнения промышленных стоков можно разделить на 3 категории:

  1. Условно чистые. Они не нуждаются в очистке, поскольку в результате поступления СВ в водоем физико-химические свойства воды остаются неизменными.
  2. Нормативно очищенные. Стоки, подвергнутые очистке до предельно допустимых концентраций (ПДК) ЗВ. Сброс СВ, содержащих незначительный объем примесей, неспособен повлиять на качество воды в водоеме.
  3. Загрязненные. Это стоки, выпущенные в водный объект без очистки или недостаточно очищенные. Уровень ЗВ превышает ПДК, но в расчет берутся процессы разбавления и самоочищения в водоеме.

Производственные СВ наиболее опасны для водоемов. Перед выпуском в канализационную систему или в водные объекты стоки подлежат очистке на локальных очистных сооружениях до достижения нормативных показателей.

Для очистки нужны сложные и дорогостоящие инженерные сооружения, использование сочетания разных методов (химических, физико-химических, биологических). Такие стоки принимают в централизованную систему водоотведения с определенными ограничениями.

Химические и физические показатели

Для определения состава СВ проводят химический анализ по показателям:

  1. Температура.
  2. Окраска. Определяется в градусах.
  3. Прозрачность. Указывает на степень загрязненности СВ нерастворенными и коллоидными примесями.
  4. Запах. Органолептический показатель присутствия пахнущих веществ. Запах определяют в баллах и описывают как «гнилостный», «землистый», «затхлый» и прочее.
  5. Водородный показатель рН.
  6. Сухой остаток (общая минерализация). Показатель концентрации растворенных органических и минеральных примесей. Измеряется в мг/л.
  7. Прокаленный остаток (зольность), мг/л. Отражает уровень минеральных веществ.
  8. Взвешенные вещества, мг/л. Это крупные частицы (более 10-4см) глины, песка, силикатов, не проходящие сквозь бумажные фильтры.
  9. Окисляемость, мг О2/л. Показатель суммарной концентрации окисляемых компонентов. Определяется расходом окислителя (кислорода).

Если при анализе используется бихромат калия, бихроматную окисляемость называют химическим потреблением кислорода (ХПК).

Фото 5Когда окисление выполняется при участии аэробных бактерий, определяется биохимическая потребность в кислороде (БПК) – показатель загрязнения воды, характеризующий способность бактерий переваривать органические вещества.

Величина БПК почти абсолютно совпадает с истинным расходом кислорода на процесс очистки стоков.

Загрязняющими примесями в СВ плодоовощных консервных заводов являются частицы земли, овощные и фруктовые отходы. Они отличаются высокой биологической потребностью кислорода.

Способность загрязняющих примесей в СВ к биохимическому окислению характеризуется соотношением БПКполн и ХПК, это важный показатель – чем выше показатель, тем больше органики будет изъято при биологической очистке.

Соотношение БПКполн и ХПК после биоочистки заметно сокращается, что говорит об удалении биологически окисляемых веществ.

Показателями качества СВ также являются:

  • азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный);
  • хлориды;
  • сульфаты;
  • фосфаты;
  • тяжелые металлы;
  • ПАВ;
  • нефтепродукты;
  • растворенный кислород.

Объем последнего показателя говорит о гигиеническом состоянии водного объекта – при присутствии в СВ ЗВ показатель уменьшается, поскольку расходуется на окисление этих веществ.

Состав СВ бумажной фабрики характеризуется следующими аналитическими данными (в мг/л):

  • общий остаток – 2285;
  • минеральные вещества –1571;
  • волокна –717;
  • известь (оксид кальция) –233;
  • оксид магния – 95;
  • хлориды – 69;
  • сульфаты – 100.

Микробное число – санитарно-бактериологический показатель, характеризующий загрязнение (обсемененность) СВ микроорганизмами.

Если в СВ присутствуют характерные для конкретного предприятия или населенного пункта элементы, проводят анализ для определения концентрации данных веществ.

Подводим итог

Основные ЗВ, поступающие в водоемы в составе сбросов СВ – биогенные соединения азота и фосфора, тяжелые металлы, органические загрязнители, ксенобиотики (чужеродные для живых организмов химические вещества, не входящие в биотический водоворот), пестициды, токсины, а также поллютанты (вещества, концентрация которых превышает фоновые значения).

Сброс загрязненных СВ в водные объекты приводит к нарушению их естественных процессов. Высокие концентрации азота и фосфора приводят к эвтрофированию – бурному развитию сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Чаще всего явление наблюдается в озерах и водохранилищах – водоемах с медленным течением.

В результате эвтрофирования продуцируются опасные для жизни обитателей и растений токсические вещества, создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры, нарушается кислородный режим, что в результате приводит к гибели рыб и ракообразных, изменению биоценоза водных экосистем.

Именно поэтому аналитические показатели сбросов должны постоянно контролироваться и корректироваться в результате более тщательной очистки сточных вод.