Экология техногенных объектов
Часть I
Системы водоотведения промышленных предприятий, портов и судов
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2006
УДК 628.218
ББК
Рецензенты:
Растрыгин Н.В. Экология техногенных объектов. Ч. 1. Системы водоотведения промышленных предприятий, портов и судов: Учебное пособие. – СПб.: СПГУВК, 2006. – 67 с.
Предназначено для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности: 320600 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».
Может быть использовано студентами других факультетов в рамках дисциплин природоохранного направления.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.
УДК 628.218
ББК
Санкт-Петербургский государственный
Университет водных коммуникаций, 2006.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Системы водоотведения промышленных предприятий......................... 5
1.1. Состав и свойства производственных сточных вод......................... 5
1.1.1.Классификация сточных вод........................................................ 5
1.1.2. Состав и свойства сточных вод................................................... 6
1.1.3. Количество сточных вод на предприятии.................................. 8
1.2. Режим водоотведения...................................................................... 11
1.3. Схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий 11
1.3.1. Схемы водообеспечения............................................................ 11
1.3.2. Балансовые схемы водообеспечения........................................ 15
1.3.3 Оценка эффективности использования воды на промышленных предприятиях....................................................................................... 16
1.3.4. Особенности водоотводящих систем промышленных предприятий 18
Системы водоотведения.................................................................... 18
Схемы водоотведения промышленных предприятий..................... 19
Основные требования к системам водоотведения промышленных предприятий........................................................................................................... 21
1.4. Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты и водоотводящую сеть населенных пунктов............................................ 23
1.4.1. Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты 23
1.4.2. Условия выпуска сточных вод в водоотводящую сеть населенного пункта.............................................................................................................. 23
2. Системы водоотведения портов........................................................... 26
2.1. Хозяйственно-бытовая канализационная сеть............................... 26
2.2. Производственная канализация..................................................... 28
2.3. Ливневая канализация..................................................................... 28
3. Системы водоотведения судов............................................................. 29
3.1. Состав судовых сточных вод.......................................................... 30
3.1.1. Хозяйственно-бытовые сточные вод........................................ 30
3.1.2. Нормы водопотребления.......................................................... 33
3.1.2. Подсланевые воды..................................................................... 34
3.2. Источники загрязнения................................................................... 37
3.2.1. Хозяйственно-бытовая сточная вода........................................ 37
3.2.2. Подсланевые воды..................................................................... 37
3.3. Выбор технологических схем очистки судовых сточных вод...... 38
3.3.1. Подсланевые воды..................................................................... 38
3.3.2 Хозяйственно-бытовые сточные воды....................................... 39
3.4. Испытания судовых установок очистки сточных вод................... 41
3.4.1. Подсланевые воды..................................................................... 41
3.4.2. Хозяйственно-бытовые сточные воды...................................... 45
4. Повторное использование сточных вод.............................................. 47
Рис.4.3. Малоотходная технология – аналог трофической цепи... 49
4.1. Современный производственно-технологический цикл................ 50
4.2. Малоотходная и безотходная технологии..................................... 51
4.3. Основные методы очистки сточных вод при их повторном использовании 53
4.4. Борьба с биологическим обрастанием, коррозией и отложениями в системах оборотного водообеспечения................................................................ 55
4.5. Применение городских сточных вод на промышленных предприятиях 56
4.6. Системы водообеспечения предприятий с минимальным сбросом сточных вод................................................................................................................. 57
4.7. Основные природоохранные цели повторного использования очищенных сточных вод............................................................................................ 59
4.8. Совместная очистка производственных и бытовых сточных вод. 60
4.9. Блокированные очистные сооружения.......................................... 61
4.10. Схема использования сточных вод территориально-производственных комплексов.............................................................................................. 62
Контрольные вопросы........................................................................... 65
Список литературы................................................................................ 67
Системы водоотведения промышленных предприятий
Состав и свойства производственных сточных вод
Классификация сточных вод
Сточные воды от промышленных предприятий, в зависимости от условий образования, подразделяют на три основные группы:
- Производственные сточные воды. Их наличие непосредственно связано с выпуском продукции или обеспечением работы технологического оборудования. Эти воды, в свою очередь следует разделить на технические и технологические.
Технические сточные воды являются следствием использования воды для обеспечения нормальной работы технологического оборудования (например, охлаждение).
Технологические сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах (например: гидротранспорт, растворы реактивов и т.д.)
- Бытовые сточные воды. Образуются в результате использования воды для бытовых целей (т.е. воды от санитарных узлов, душевых и т.д.)
- Атмосферные (поверхностные) сточные воды. Являются результатом выпадения осадков (дождевые и талые). К этой группе следует отнести воду, используемую для полива газонов, проездов, а также, для мытья зданий и т.п.
По степени загрязненности сточные воды могут быть двух категорий:
- загрязненные, т.е. сброс которых в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта без предварительной обработки запрещен;
- незагрязненные (условно-чистые), т.е. сброс которых в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта, в данных условиях, разрешен без предварительной обработки.
В зависимости от назначения, воду в системах производственного водоснабжения разделяют на 4 категории:
I категория - вода используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом, а также вода, используемая для охлаждения технологического оборудования; вода нагревается, но практически не загрязняется (загрязнение химическими веществами такой воды наблюдается в результате аварий или неисправности теплообменных аппаратов и технологического оборудования);
II категория - вода используется в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворенные примеси; при этом не нагревается, но загрязняется механическими и растворенными примесями (например: обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт);
III категория - вода используется также, как и вода II категории; при этом загрязняется и нагревается (например: улавливание и очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т.д.)
IV категория - вода используется в качестве растворителя реагентов или экстрагента (например: при флотационном обогащении природных ископаемых) и др.
Состав и свойства сточных вод
Загрязненные производственные сточные воды (как правило, технологические воды) содержат различные примеси и могут быть разделены в связи с этим на три группы:
- загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, горнодобывающей промышленностей; заводы по производству минеральных удобрений, кислот, стройматериалов и др.)
- загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.);
- загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, фармацевтической промышленностей; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.)
В зависимости от концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды можно представить 4 группами: 1 - 500; 500 - 5000; 5000 - 30000; и более 30000мг/л.
По степени агрессивности выделяют:
- слабоагрессивные (слабокислые с рН=6,0¸6,5 и слабощелочные с рН=8¸9);
- сильноагрессивные (сильнокислые с рН<6 и сильнощелочные с рН>9);
- неагрессивные (с рН=6,5 ¸8,0).
Кроме того, загрязненные производственные сточные воды классифицируют по содержанию токсичных и опасных в эпидемиологическом отношении веществ и примесей; по наличию концентрированных отходов производства, не подлежащих выпуску в водоотводящую сеть; по физическим свойствам загрязняющих их органических примесей.
Состав и свойства производственных сточных вод определяются конкретными условиями их образования. Даже на предприятиях с одинаковыми технологическими процессами эти характеристики будут различными. Кроме того, различаться будут режимы водоотведения и удельный расход воды на единицу выпускаемой продукции.
Основное значение в формировании состава производственных сточных вод имеет вид перерабатываемого сырья, а также технологические процессы, промежуточные продукты, выпускаемая продукция, состав и свойства свежей воды и др.
При разработке схем водоотведения, а также при оценке возможности повторного использования воды или при создании оборотных систем водообеспечения, необходимо знать состав и режим отведения сточных вод. Для этого необходимо производить анализ физико-химических показателей и режимов поступления различных видов сточных вод, образующихся на предприятии по отдельным производствам и цехам, а в некоторых случаях - по отдельным технологическим процессам и аппаратам. В сточных водах должны определяться:
- содержание компонентов, специфичных для данного производства;
- общее количество органических веществ, выражаемое через БПКполн(БПК5) и ХПК;
- активная реакция (рН);
- степень минерализации;
- наличие биогенных элементов.
В зависимости от специфики производства и технологических процессов анализ состава и свойств сточных вод может производиться по разовым часовым, среднесменным и среднесуточным пропорциональным пробам. Следует также составлять графики колебания концентраций загрязнений по часам смен, суток, дням недели. Необходимо устанавливать такие параметры, как кинетика осаждения и всплытия механических примесей и их объем; возможность коагулирования примесей и т.д. с целью определения наиболее целесообразных и экономически обоснованных системы водоотведения и технологии очистки сточных вод на данном предприятии.
Значительное влияние на качество и состав производственных сточных вод оказывают особенности системы водообеспечения. Чем больше используется воды в оборотных циклах или повторно (на этом же предприятии либо на соседнем), тем меньше абсолютное количество сточных вод и тем выше содержание в них загрязняющих веществ.