169953 (Эколого-экономическая оценка деятельности МУП "Сыктывкарский банно-прачечный трест"), страница 3

Имеются авторитетные указания о том, что абсолютной полноты характеристики состава получить практически невозможно и стремиться к этому не следует. Обязательными можно считать такие характеристики, которые несут «технологическую информацию», т.е. дают возможность контролировать процессы очистки и управлять ими, судить о санитарно-эпидемиологическом состоянии воды.

При полном анализе должны быть определенны следующие показатели: температура, окраска, запах, прозрачность, величина pH, сухой остаток и потери при прокаливании сухого остатка, плотный осадок и потеря при прокаливании плотного остатка, взвешенные вещества и потеря при прокаливании взвешенных веществ, оседающие вещества по объему и по весу, БПК, ХПК, содержание азота общего, аммонийного, нитритного, и нитратного, фосфатов, хлоридов и сульфатов, концентрация токсичных элементов, содержание синтетических поверхностно-активных веществ, концентрация растворенного кислорода, биологические загрязнения.

Сокращенный анализ дает лишь частичную характеристику воды. При нем определяют величину pH, прозрачность, взвешенные вещества, концентрацию растворенного кислорода и БПК.

Температура. Кроме влияния на процессы осаждения взвеси температура определяет скорость биологических процессов – основных в очистке сточных вод.

Окраска. Бытовые воды, как правило, окрашены слабо. Наличие интенсивной окраски – показатель неблагоприятный.

Запах. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет смесь запаха фекалий и продуктов разложения органических веществ.

Прозрачность – показатель степени общей загрязненности воды, определяется по методу «шрифта». Бытовые воды обычно характеризуются величиной прозрачности от 1 до 5 см; воды, очищенные биологическим путем – свыше 15 см.

Реакция среды измеряется электрометрически со стеклянными и каломельными электродами. Сточные воды, сбрасываемые в систему канализации должны иметь реакцию среды, близкую к нейтральной – от 6,5 до 8,5.

Плотный осадок определяют из фильтрата исследуемой пробы. По требованиям СниП плотный остаток не должен превышать 10 г/л.

Взвешенные вещества. Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах обычно находится в пределах 100-500 мг/л, а зольность взвешенных веществ 25-35%.

БПК и ХПК. Величина ХПК и БПК являются кислородными эквивалентами содержания органических веществ. Они выражают не количество органического вещества, а количество кислорода, потребляемое на окисление этих веществ, химическим путем (ХПК) и биологическим (БПК).

При биологическом окислении роль окислителя выполняют бактерии, которые используют органические вещества в качестве источников питания. Органические вещества перерабатываются бактериями в процессе обмена, т.е. окисляются ими с использованием кислорода или минерализуются. Химическая потребность в кислороде (ХПК) – это количество кислорода, требуемое для окисления органических веществ сточной воды до углекислого газа, воды и аммиака.

По смыслу определение ХПК должно быть всегда выше, чем БПК за любое время инкубации, вплоть до БПК полн, так как при определении БПК – только та часть, которая расходуется на энергетические нужды. Для большинства сточных вод БПК полн составляет 50-80% ХПК, а для биологически очищенных не более 40%. Соотношение тем меньше, чем глубже очищена вода.

Формы азота. Фосфор. При характеристике сточных вод рассматривают четыре формы азота: азот общий, аммонийный, нитритный и нитратный.

В городских сточных водах до их очистки можно найти лишь две формы – азот общий и аммонийный. Нитриты и нитраты могут появляться в городских сточных водах лишь после очистки этих вод в биофильтрах и аэротенках. Наличие окисленных форм является свидетельством глубоко прошедшего процесса, так как нитрификация аммонийного азота начинается после окисления углеродсодержащих соединений, т.е. после практически полного снижения БПК.

Определение азотных форм в сточных водах – важнейший элемент анализа, так как азот наряду с фосфором является необходимым элементом питания клетки. Достаточность элементов питания для бактерий в сточных водах определяется соотношением основных показателей анализа БПК полн : N:P. Согласно указаниям СниП в отечественной практике используется соотношение БПК : N: P = 100 : 5 : 1

В бытовых сточных водах доступного бактериям азота всегда достаточно, фосфор при необходимости добавляют в виде фосфатов и хлористого аммония.

Сульфаты. Хлориды. Содержание сульфатов и хлоридов – показатель, не изменяющийся в процессе механической и биологической обработки воды. И постоянно может служить своеобразным контролем степени точности выполненных анализов.

В городских сточных водах концентрация сульфатов находится на уровне 100 мг/л. Количество хлоридов в сточных водах не имеет существенного значения ни для физико-химических процессов очистки воды, ни для биохимических. Можно говорить лишь о верхнем приделе концентрации хлоридов, которым определяется возможность существования бактерий. По данным разных исследований, порог существования микроорганизмов определен в 5000 – 20000 мг/л хлоридов. Такие высокие концентрации хлоридов в бытовых сточных водах производственных стоков. В городских стоках концентрация хлоридов находится на уровне 150 – 300 мг/л.

При определении ХПК важно знать концентрацию хлоридов. Если их содержание больше 200 мг/л, то вводится поправка, так как часть взятого окислителя расходуется на окисление хлоридов до молекулярного хлора. Второй вариант определения ХПК предусматривает предварительное осаждение хлоридов из раствора в виде AgCl. В процессе очистки концентрация хлоридов не изменяется.

Токсичные элементы. На жизнедеятельность организмов заметное отрицательное влияние оказывают некоторые элементы и вещества, которые, в связи с этим, отнесены в группу токсичных. Контроль содержания этих веществ ведется с целью определения, не окажется ли их концентрация выше величины предельно допустимой концентрации (ПДК). К группе токсичных веществ относятся ртуть, свинец, кадмий, медь, сульфиды, цианиды, ряд красителей, многие СПАВ и ряд других веществ.

Синтетические поверхностно–активные вещества (СПАВ). Присутствие этих соединений в сточных водах особенно угрожает санитарному состоянию водоемов и отрицательно сказывается на работе очистных сооружений. СПАВ делятся на анионоактивные, неионогенные, катионоактивные и амфотерные. Анионоактивные вещества составляют примерно три четверти общего производства СПАВ во всем мире. На втором месте находятся неионогенные СПАВ. В городских сточных водах находятся СПАВ именно этих двух типов. Присутствие СПАВ в стоках снижает эффект работы первичных отстойников, ухудшая процесс седиментации взвеси, тормозит биохимические процессы и способствует возникновению пены в сооружениях. В водоемах наличие СПАВ ухудшает процессы их самоочищения от остаточных загрязнений, вносимых с очищенными водами. Вне зависимости от типа СПАВ их рассматривают в трех категориях по отношению к степени биохимической окисляемости этих веществ: «мягкие» СПАВ – с удалением и окислением при биоочистке 75-85%, «промежуточные» СПАВ – 60% и «жесткие» СПАВ – менее 60%. ПДК для большинства СПАВ, за небольшим исключением, равны 10-20 мг/л для сооружений биологической очистки. Сброс в канализацию «жестких» СПАВ по нормам СНиП не допускается.

Растворенный кислород. В загрязненных сточных водах растворенного кислорода либо не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5-1 мг/л. Определение количества растворенного кислорода имеет смысл при характеристике очищенных сточных вод и оценке степени насыщения кислородом биоокислителя. Минимальное содержание кислорода для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов составляет 2 мг/л. Контролю наличия кислорода в требуемой концентрации придается очень большое значение, т.к. спуск очищенных сточных вод не должен нарушать кислородного режима в водоеме.

Биологические загрязнения. При анализе на биологические загрязнения определяют количество бактерий, растущих на среде МПА; бактерий , растущих на среде Эндо; гельминтов. Определяют число бактерий «общего счета» и CoLi. Количество бактерий - сапрофитов и CoLi – в сточной воде находится в прямой зависимости от температуры воды и степени ее загрязнения. По среднегодовым данным число бактерий, растущих на МПА, в городских стоках составляет несколько сотен тысяч в 1 мл; а бактерии CoLi – несколько десятков тысяч в 1мл воды. Станции биологической очистки обезвреживают воду более чем на 95%, при этом первичное отстаивание воды снижает концентрацию бактерий примерно на 50% (за счет сорбции микробов на оседающих частицах взвеси). Содержание гельминтов характеризует общую и видовую зараженность населения гельминтами. На станциях полной биологической очистки процесс освобождения сточных вод от яиц гельминтов - дегельминтизация – проходит на 90% и более. Сооружения механической очистки снижают концентрацию гельминтов примерно на 40-55%. [6]

При поступлении в водоемы сточных вод без очистки наблюдается дефицит кислорода и накопления сероводорода, усиленное размножение цианобактерий и сине-зеленых водорослей («цветение» воды или эвтрофикация), что в свою очередь вызывает массовый замор водных организмов, особенно промышленных видов рыбы. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах восстановительную среду, в которой возникает особенный тип иловых вод, которые содержат сероводород, аммиак, ионы металлов. Такая вода становится непригодной не только для питьевых целей, но и для рекреационных потребностей.

Основные методы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод

Очистка бытовых сточных вод представляет собой серьезную задачу, направленную на изменение качества жизни и заботу об окружающей среде.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). [7]

Относительная чистота сточных вод, сбрасываемых в водо­емы, обеспечивается главным образом их очисткой, которая не должна допускать превышения ПДК загрязняющих веществ в во­доемах.

Существует два вида очистки: местная (локальная), когда очис­тные сооружения располагаются на предприятии, и общая, когда сточные воды от предприятия спускаются в канализацию, где они смешиваются с городскими сточными водами и очищаются перед сбросом в водоемы. В первом случае очистные сооружения, как правило, находятся в ведении предприятия, во втором — комму­нальных служб.

Местная очистка производится обязательно, если сточные воды предприятия могут нарушить работу городской канализа­ции, например оказать разрушающее действие на материал труби элементы очистных сооружений. Не допускается также спуск сточных вод предприятия в канализацию, если они содержат: бо­лее 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ; вещества, спо­собные засорять сети или отлагаться на стенках труб; горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные обра­зовывать взрывоопасные смеси; вредные вещества, препятствую­щие биологической очистке, имеющие температуру свыше 40 °С Такой очистке могут подвергаться сточные воды от одного цеха или даже от отдельных видов технологического оборудования и процессов. И только после очистки такие сточные воды могут сбрасываться в городскую сеть.

В последнее время применение местной очистки значительно расширилось. Дело в том, что при тех высоких концентрациях вредных веществ, которые могут содержаться в местных сточных водах, дешевле очищать их от вредных веществ сразу, чем после смешения и разбавления городскими сточными водами.

Принцип действия местных и общих очистных сооружений идентичен. Последние отличаются большими размерами, часто конфигурацией, применением механизации для их обслужива­ния. [8]

Методы, используемые для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, условно можно разделить на механические, химические и биологические.

При механической очистке происходит отстаивание и фильтрация сточных вод. Но при этом не происходит очистки стоков от растворенных загрязнений. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей. Поэтому сооружений механической очистки недостаточно, и они являются предварительными.

Химическая очистка основана на применении различных реагентов, которые переводят растворимые примеси в труднорастворимое состояние. Далее происходит осаждение этих веществ. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. Но ни химический, ни механический метод очистки не решает проблему утилизации отходов. Хозяйственно-бытовые сточные воды характеризуются большим содержанием органических веществ.

Самый оптимальный способ очистки хозяйственно – бытовых сточных вод на сегодняшний день – биологическая очистка. Биологическая очистка с применением эффективной технологии может решить практически все проблемы сточных вод. [9]

Биологическая очистка сточных вод представляет собой биологическое окисление – широко применяемый на практике ме­тод очистки сточных вод для хозяйственно-бытовой и производственной деятельности, позволяющий очистить их от многих органических примесей с использованием установки биологической очистки воды.

Биологическая очистка воды происходит в результате жизнедеятельности сообщества микроорганизмов (биоценоза), включающего множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов — водорослей, грибов и т. д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

В последние годы биологическая обработка сточных вод в анаэробных условиях (помимо аэробных), как дополнительная стадия очистки при глубоком удалении соединений азота и фосфора, широко применяется в мире и, наблюдается тенденция расширения этой практики. Объясняется это не только тем, что получены положительные результаты при использовании данной технологии, но и тем, что анаэробная очистка сточных вод имеет ряд преимуществ перед аэробной, и при ее применении решается часть проблем, которые не имеют положительного решения при использовании только аэробных организмов ила. Облигатные (строгие) анаэробы, по-видимому, являются представителями наиболее ранних форм жизни на Земле, когда условия обитания для микроорганизмов были значительно сложнее, что объясняет особенности их метаболизма и устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды.