Меню Рубрики

Превышение спав в анализе сточных вод

Проблема очистки сточных вод уже давно является одним из основных вопросов экологической безопасности. К сожалению, и в промышленных масштабах, и в условиях применения бытовых канализационных сетей достаточно часто уделяется недостаточное количество внимания на предварительную подготовку стоков.

Поэтому в систему центральной канализации зачастую попадают всевозможные отходы, в которых значительно превышаются ПДК сточных вод (предельно допустимые показатели) по различным критериям.

Основной задачей мониторинга состояния стоков является недопущение загрязнения поверхностных вод. Требования СанПиН сточные воды в этом вопросе ставят достаточно жесткие условия по содержанию вредных примесей в стоках, сброс которых производится в водоемы.

Основными характеристиками являются:

  • Количество взвешенных и плавающих примесей.
  • БПК сточных вод, характеристика определяющая количество кислорода, необходимого для биохимического окисления веществ органического происхождения, имеющихся в стоках. То есть, чем более загрязнены стоки, тем большим будет это значение.
  • ХПК сточных вод, определяет количество кислорода, необходимого для химического разложения органических примесей.
  • Содержание различных химических веществ, способных нанести вред как человеку, так и окружающей среды.
  • Кислотность стоков.

Допустимые значения показателей по СанПиН 2.1.5.980-00

Исходя из этих показателей, определяется, возможно ли осуществлять выпуск сточных вод в водоемы.

Так что же это такое — ПДК стоков?

Это установленный законодательно показатель, который характеризует максимально возможное содержание различных веществ в воде, атмосфере, почве.

Если в воде подобные показатели не превышены, то человек может применять ее без последствий на протяжении длительного времени. Понятно, что касаемо стоков, речь о непосредственном применении не идет. Здесь играет роль другой фактор.

Любая канализационная система является системой открытого типа. Да, существует ряд предприятий, технологический цикл которых предполагает повторное применение стоков, но достичь абсолютной ликвидации сброса отходов производства в канализацию практически невозможно.

Поэтому и были утверждены ПДК сброса сточных вод. Они были рассчитаны из условия безопасного сброса стоков.

В сточных водах перед сбросом в канализацию должно контролироваться содержание множества веществ. Особое внимание должно уделяться содержанию тяжелых металлов в чистом виде, их солей.

Именно такие вещества оказывают наиболее губительное воздействие.

Согласно действующим нормативным документам, кроме этого, нельзя сбрасывать в городскую канализационную систему сточные воды, которые содержат:

  • Вещества, разложение которых может вызвать образование взрывоопасных газов в системе канализации (оксид углерода, сероводород, различные цианиды и другие). Нормы ПДК в сточных водах не допускают нахождения подобных веществ в стоках.
  • Горючие вещества, в том числе и различные виды горюче-смазочных материалов, смол, нерастворимых жиров.
  • Вещества, обладающие радиоактивными свойствами.
  • Различные включения биологического характера, которые могут вызвать бактериальное загрязнение.
  • Химические элементы, которые будут оказывать разрушающее воздействие на материалы, которые применялись в строительстве канализационной системы.
  • Разного рода загрязнения, которые способствуют нарушению работы канализации и приводят к образованию засоров, отложений на стенках труб и коллекторов.
  • Вещества, которые трудно поддаются окислению биологическим способом.
  • Химические соединения, для которых не определены ПДК сточных вод, в канализацию сбрасывать также недопустимо. Исключение составляют вещества, для которых определены предельно допустимые концентрации содержания в водоемах, которые предназначены для бытового применения.

Предельно допустимые концентрации сточных вод измеряются в мг/литр, и составляют:

  • Вещества во взвешенном состоянии — 500.
  • БПК (полный) — 500.
  • ХПК — 800.
  • Остаток плотный — 2000, в том числе:
    • Сульфаты —500.
    • Хлориды — 350.
    • Вещества, из которых возможно извлечение эфира — 20.

Кроме того, сточные воды должны иметь температуру не более 40 градусов, нейтральную кислотность (6,5-8,5 рН).

Превышение ПДК сточных вод ведет к наложению на предприятие или частное лицо штрафных санкций.

Абсолютно неправильным является мнение, что данные требования распространяются только на производственные предприятия. Достаточно часто работниками городских водоканалов обнаруживаются незаконные врезки в системы отвода ливневых вод, дренажные системы.

И если в бытовых стоках нет смысла искать тяжелые металлы или радиоактивные вещества, то от наличия органического материала они не избавлены. Поэтому ПДК так же законно распространяются на бытовые стоки.

А если речь заходит о крупных комплексах частных сооружений, отопление которых осуществляется при помощи котельных, технологический процесс которых предполагает сброс технологических жидкостей в систему канализации, тут уже стоит вопрос и о содержании в стоках и сульфатов, и хлоридов. То есть вполне возможно может стать вопрос о том, что будет необходима очистка сточных вод от фосфатов и других солей.

При подключении канализационной сети предприятия к системе городской канализации необходимо обеспечить наличие специального контрольного канализационного колодца. При этом он должен находиться за пределами предприятия, чтобы обеспечить свободный доступ к нему контролирующих органов.

Такие колодцы должны быть оборудованы приспособлениями для отбора проб стоков. При необходимости, на потенциально опасных предприятиях должны быть смонтированы системы автоматического контроля над состоянием сточных вод.

Сброс в городскую систему стоков, в которых хотя бы по одному показателю превышена ПДК, не допускается.

В случае наличия в канализационных стоках большого количества солей, необходимо предусмотреть их предварительную очистку или выполнять процедуру обессоливания.

Только общее ответственное отношение к проблемам очистки бытовых и промышленных стоков может привести к улучшению экологической обстановки в вашей местности. Особенно это актуально для районов с высокой техногенной нагрузкой.

источник

Анализ неочищенных сточных вод позволяет узнать характер и степень их загрязнения, чтобы затем применить подходящие способы очистки перед повторным использованием или сбросом в водоем-приемник. Анализ очищенных сточных вод предприятия (после системы водоочистки, после нефтеуловителей) может показать, пригодна ли эта вода для дальнейшего использования в производственном цикле после очистки, например, в технических целях). Кроме того, этот анализ позволяет определить степень очистки, работоспособность всей системы водоочистки в целом.

Сточные воды, сброшенные в водоем-приемник, часто изменяют состав подземных вод, которые затем попадают к нам в качестве источника питьевой воды. Вот почему важно провести исследование, по результатам которого сточные воды будут приведены к безопасному составу. Оказываясь в озерах, реках, водохранилищах, сточные воды загрязняют их, приводят к зарастанию, вредят флоре и фауне водоемов, приводят к избыточному размножению сине-зеленых водорослей (цианобактерий), которые сами по себе безвредны для человека, но ухудшают органолептические свойства воды, меняют цветность, мутность, придают неприятный запах). Также образуя пленки на поверхности воды, цианобактерии нарушают ее насыщение кислородом, что пагубно сказывается на обитателях водоемов (рыбах и т.д.).

Таким образом, проведение анализа сточных вод необходимо, чтобы защитить от загрязнения окружающую среду и позаботиться о здоровье человека.

Сточные воды бывают трех видов:

1. Бытовые, то есть образуемые в процессе жизнедеятельности человека (удаляемые после использования человеком в ванной, туалете, на кухне, в прачечной и т.д.).

2. Производственные — использованные на предприятиях в процессах производства, при строительстве, добыче полезных ископаемых и т.д.

3. Ливневые (поверхностные) — воды, образуемые атмосферными осадками (дождь и растаявший снег).

1. Выберите чистую пластиковую бутылку объемом не менее 5 литров. Она должна быть не из-под пива, сладких напитков, кваса и алкогольных напитков.

2. Хорошо вымойте бутылку изнутри 2 раза.

3. Слейте воду в течение 10-15 минут, чтобы в бутылку не попала застоявшаяся вода.

4. Наберите полную бутылку воды.

5. Закройте крышкой бутылку.

6. Доставьте пробу к нам в лабораторию как в тот же день.

Обычно требуется сделать анализ проб сточных вод двух типов: химический и микробиологический. Иногда бывает нужно провести и радиационный анализ. Химический анализ сточных вод показывает превышение предельно допустимых концентраций некоторых элементов и содержание недопустимых веществ. Микробиологическое исследование помогает выявить болезнетворных бактерий, паразитов, вирусов.

Важность анализа бытовых и производственных сточных вод очевидна, но не нужно забывать и об анализе поверхностных сточных вод. Дело в том, что атмосферные осадки стекают с поверхностей, которые могут быть сильно загрязнены (например, с автодорог и на предприятиях). К тому же снег и дождь содержат вещества, попавшие в них из воздуха, в котором могли находится промышленные выбросы и другие загрязнения.

Список показателей стандартного и расширенного анализа сточных вод приведен в таблице ниже. Мы сделаем исследование по тем параметрам, которые необходимы именно вам.

Исследование сточных вод в Уральской комплексной лаборатории промышленного и гражданского строительства

Предлагаем заказать в нашей лаборатории анализ сточных вод по доступным ценам. Стоимость анализов сточных вод зависит от перечня показателей для проверки, который можно согласовать по телефону 8(351)735-97-17 (старший специалист Алена Михайловна). Срок проведения испытаний — 1-3 рабочих дня. Также вы можете заказать в нашей лаборатории любые другие виды испытаний в рамках инженерно-экологических изысканий.

ПОКАЗАТЕЛЬ СТОИМОСТЬ
Органолептический анализ
Вкус (привкус) 70
Запах 70
Цветность 180
Мутность (каол.) 180
Мутность (форм.) 180
Температура 50
Обобщенные показатели
рН 110
Минерализация 110
Жесткость общая 180
Окисляемость перм 130
Окисляемость бихр 130
Нефтепродукты 190
АПАВ (СПАВ) 180
Щелочность 150
Фенолы 190
Неорганические вещества
Алюминий 180
Аммоний 180
Барий 240
Бериллий 240
Бор 240
Ванадий 240
Висмут 240
Гидрокарбонаты 150
Гидросульфиды 180
Железо 240
Кадмий 240
Калий 180
Кальций 130
Карбонаты 150
Кобальт 240
Литий 240
Магний 240
Марганец 240
Медь 180
Молибден 240
Мышьяк 240
Натрий 190
Никель 240
Нитраты 180
Нитриты 180
Олово 240
Полифосфаты 180
Ртуть 240
Свинец 240
Селен 240
ПОКАЗАТЕЛЬ СТОИМОСТЬ
Серебро 240
Сероводород 180
Стронций 240
Сульфаты 180
Сульфиды 180
Сурьма 236
Титан 236
Фосфаты 178
Фториды 180
Хлориды 130
Хром 240
Цианиды 180
Цинк 240
Органические вещества
Бенз(а)пирен 240
Метанол 300
Полиакриламид 240
Формальдегид 180
Линдан (ГХЦГ) 300
ДДТ 300
ДДЭ 300
2,4-Д 300
Бактериологический анализ
ОМЧ 210
ОКБ 235
ТКБ 210
Колифаги 210
Клостридии 210
Синегнойная пал-ка 210
Паразитологический анализ
Цисты лямблий 330
Яйца гельминтов 330
Радиологический анализ
Альфа-активность 510
Бета-активность 510
ОА радона-222 260
Стронций-90 535
Цезий-137 535
Плутоний-239 (240) 1100
Полоний-210 535
Свинец-210 535
Радий-226 (228) 375
Торий-232 (228 230) 750
Показатели водоподготовки
Хлор свободный 130
Хлор связанный 130
Хлороформ 300
Озон остаточный 100

Предназначен для измерения атмосферного давления в диапазоне от 80 до 106 кПа, Используется для контроля условий проведения лабораторных испытаний

Предназначены для взвешивания в пределах от 0,0001 г до 210 г. Используются для взвешивания сыпучих реактивов, навесок проб с точность до тысячных долей грамма .

Читайте также:  Анализ на фосфаты в воде

Предназначены для взвешивания сыпучих реактивов, навесок проб с точность до сотых долей грамма в пределах от 0,5 г до 1500 г.

Предназначены для взвешивания сыпучих реактивов, навесок проб в пределах от 1 г до 500 г. Предел допускаемой погрешности 20 мг.

Предназначены для взвешивания сыпучих реактивов, навесок проб в диапазоне от 20 г до 2 кг с погрешностью 2 г.

Предназначены для взвешивания в пределах от 0,0001 г до 210 г. Используются для взвешивания сыпучих реактивов, навесок проб с точность до тысячных долей грамма .

Предназначен для измерения относительной влажности и температуры воздуха в диапазоне 20-90 % и 15-40 град С. Применяется для контроля микроклиматических условий проведения лабораторных испытаний

Предназначен для экспрессноых измерений проводимости растворов и анализа содержания солей в чистой воде (до 100мкСим/см) с автоматической температурной компенсацией как в лабораторных, так и в полевых условиях в диапазоне 0,1- 99,9 мкСим/см с точностью 2% от диапазона.

Используется в комплексе с экстрактором ЭЛ-1 и предназначен для экстракционного концентрирования и определения массовой концентрации нефтепродуктов в пробах питьевых, природных, сточных и очищенных сточных вод, в пробах почв и донных отложений, определения жиров в пробах природных и очищенных сточных вод, определения НПАВ в пробах питьевых, природных и сточных вод, определения суммы предельных и непредельных углеводородов в атмосферном воздухе и промышленных выбросах в атмосферу.

Дозаторы пипеточные предназначены для забора и точного дозирования малых объемов жидкостей с минимальной погрешностью (0,5-2%). При работе с дозаторами используются одноразовые наконечники из обесцвеченного полипропилена, который считается материалом свободным от контаминации.

Предназначен для измерения кислотности, окислительно-восстановительных потенциалов и температуры водных растворов. Измерения осуществляются с помощью измерительного преобразователя и набора электродов: электродов сравнения, комбинированных электродов, ионоселективных. Измерение активности ионов водорода осуществляется в пределах от 1 до 14 ед рН с точностью до 0,01 ед рН.

Предназначены для измерения коэффициента пропускания и оптической плотности биологических жидкостей с целью определения содержания растворенных в них компонентов, а также для измерения коэффициента пропускания и оптической плотности твердых и жидких проб различного происхождения.

Предназначен для измерения концентраций химический элементов в растворах путем измерений интенсивности эмиссионных линий при распылении анализируемого раствора в пламени. Используется для одновременного измерения концентраций в пробе кальция, калия, натрия и лития в диапазоне 0,5 -40 мг/л. Прибор автоматизирован и позволяет достигнуть высокой точности пр работе с малыми концентрациями искомых элементов — менее 2,5%.

Представляет собой аналитический комплекс функционально объединенных устройств, обеспечивающих разделение жидких смесей веществ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, детектирование с помощью двулучевого УФ-детектора, идентификацию и колическтвеный анализ компонентов.

Предназначен для сушки стеклянной, металлической посуды, чашек Петри, колб, лабораторных инструментов, термостойких порошков и других материало. Шкаф обеспечивает непрерывное поддержание температуры внутри рабочей камеры от 50 до 350 град С.

Центрифуга лабораторная предназначена для разделения суспензий, шламов, эмульсий на составляющие под действием центробежных сил. Центрифуга обеспечивает центрифугирование в диапазоне от 1000 до 8000 оборотов в минуту. Применяется для подготовки проб в соответсвии с методиками выполняемых измерений.

Термостат предназначен для получения и поддрежания внутри рабочей камеры стабильной температуры при проведении бактериологических и токсикологических испытаний в диапазоне от 3 до 40 град. С с погрешностью не более 0,5 град С. Время непрерывной автоматической работы составляет не менее 1000 часов.

Аквадистиллятор предназначен для получения высококачественной дистиллированной воды по принципу конденсации тщательно отсепарированного пара.

Применяются для взвешиваний с высокой точностью, а также для калибровки весов перед началом взвешиваний. Номинальные значения масс определены с точностью до 5-го знака после запятой.

Орбитальный шейкер является вспомогательным оборудованием, предназанченным для перемешивания жидкостей в лабораторной посуде в сответствии с используемой методикой выполнения измерений. Благодаря автоматическому перемешиванию обеспечивается необходимая степень контакта реагирующих веществ, более эффективны процессы экстракции, адсорции и др. Исключается человеческий фактор.

Роторный испаритель предназначен для проведения физико-химических процессов, сопряженных с быстрым удалением растворителей из растворов или суспензий органических и неорганических соединенйи путем пленочного испарения при нормальном и пониженном давлениях и контролируемых температурах.

Предназначен для измерения показателя активности (Ph, Px) и массовой (С) или полярной (Cm) концентрации ионов, окислительно-восстановительного потенциала (Eh), температуры (Т) и концентрации растворенного кислорода (О2) в воде и водных средах

Предназначен для измерения показателя (Ph, Px) и массовой (С) и молярной (Cm) концентрации ионов, окислительно-восстановительного потенциала (Eh), температуры (T) в воде и водных средах.

Предназначены для высокоточного статического взвешивания грузов в различных лабораториях

Предназначен для определения следовых количеств тяжелых металлов в почвах отходах, донных отложениях, водных растворах, пробах пищевых продуктов, пробах воздуха, промышленных выбросов, сточной, питьевой, природной водах.

Предназначена для перемешивания жидкостей с помощью магнитного якоря

Предназначен для измерения активности (pX, в том числе pH), концентрации ионов любой валентности, окислительно-восстановительного потенциала (Eh), а также температуры водных растворов.

источник

Промстоки образуются на предприятиях и выводятся с их территории через специальные канализационные коллекторы.

Спектр их загрязнителей зависит от характера деятельности того или иного предприятия. В них могут содержаться неорганические и органические загрязнители.

Наибольшую опасность в настоящее время для человека и гидросферы представляют нефтепродукты, фенолы, органические красители, сульфаты, поверхностно-активные вещества, тяжёлые металлы и хлориды.

Указанный анализ позволяет выявить специфику и спектр загрязнителей промстоков, сбрасываемых в канализацию. При повторном анализе на выходе из комплекса сооружений, выполняющих очистку, обнаруженные ранее специфические загрязнители должны полностью отсутствовать, либо их количество должно быть понижено до минимально разрешённого минимума.

Запах, цветность, прозрачность и температура. Данные физические показатели, по которым может проводиться анализ, малоинформативны. Они воспринимаются на уровне интуиции, поэтому анализируются поверхностно.

Все сточные воды обладают повышенными температурами, имеют пониженную прозрачность и специфический запах. Прозрачность определяется по стандартным шрифтам. Изменение цветности – по градусам платинокобальтовой шкалы. Степень изменения зависит от профиля производственной деятельности предприятия.

Базовая реакция рН промышленных стоков меняется в диапазонах от рН 11).

Его значение определяется при анализе нефильтрованной пробы. Указанный показатель информирует о количестве примесей, имеющихся в воде, как взвешенных (окалина, руда, кокс, известняк и т.п.) и растворённых. В зависимости от содержания этих примесей все промышленные стоки подразделяют на 4 категории:

  • первая — величина сухого остатка менее 500 мг/л (сюда входят коммунальные сточные воды);
  • вторую и третью категорию разделяет показатель в 5000 мг/л;
  • четвёртая – более 30000 мг/л.

Выявленные взвешенные примеси могут быть удалены механическими методами выполнения очистки. Самый простой из них – элементарное отстаивание.

Определить действенность данного метода позволяет использование показателя «оседающие вещества». Для его получения проба воды набирается в цилиндр и выполняется оценка количества взвешенных веществ, выпавших в осадок за два часа. Может измеряться в процентах от сухого остатка, либо в мг/л. В городских стоках он составляет от 65 до 75 процентов.

Необходимость выявления сухого остатка важна потому, что промышленные стоки требуют очистки с использованием бактерий (биологическая очистка). Кроме того, на указанной стадии величина взвешенных веществ не может превышать 10г/л. В противном случае очистка не достигнет требуемой эффективности.

Более точно говорить, что речь идёт не о сухом, а о плотном остатке, который представляет собой количество твёрдых веществ, содержащихся в фильтрованной пробе.

Значение указанного показателя определяется следующим образом. При температуре порядка 600 градусов имеющийся сухой остаток прокаливается. В результате часть из них сгорает и улетучивается, в результате вес пробы становится меньше. Масса полученного остатка делится на массу первоначальную. В результате получается значение зольности в процентах.

Указанный санитарный показатель является весьма актуальным не только в отношении сточных вод. Он позволяет получить представление о степени загрязнения воды веществами органического и неорганического происхождения. Фактически этот показатель применяется для оценки степени только органического загрязнения. Он может определяться двумя основными типами исследований:

  • проведением определённых химических реакций (вычисляется химическая окисляемость – иодатная etc, бихроматная и т.п.);
  • с использованием гетеротрофных аэробных бактерий (так называемая биохимическая окисляемость).

Величина окисляемости измеряется потребляемым количеством кислорода: ХПК (химическое) и БПК (биохимическое) потребление кислорода, показатель которого определяется в миллиграммах молекулярного кислорода на литр. Очень важным является отношение БПК/ХПК, так как оно позволяет прогнозировать вероятное количество загрязнителей, которое можно удалить, применяя биологические методы очистки.

Этот показатель считается одним из важнейших для обеспечения высокой эффективности процессов биоочистки и сохранности гидросферы. В промышленных стоках определяется содержание нитритного, нитратного, и аммонийного азота.

От количества соединений указанного вещества во многом зависит степень эффективности проводимой биоочистки. Если азота в промстоках мало, то на этапе биоочистки в воду добавляется хлористый аммоний. Но, как правило, этот показатель превышает норму.

Содержание фосфора всегда многократно превышает ПДК. Объясняется это тем, что фосфаты широко представлены в составе моющих и чистящих средств.

В промышленных стоках значение показателей существенно выше, чем в бытовых. К тому же, к ним добавляются аммиак, цианиды и роданистые соединения.

Эти показатели считаются важными не только в плане определения степени загрязнения, но и для объективной трактовки иных данных, полученных в результате анализов.

Простой пример. Если уровень хлоридов превышает 200 мг/л, то в значение соответствующего ХПК вносится поправка. Иначе придётся осаждать хлориды до того, как приступить к определению бихроматной окисляемости взятой пробы.

Естественные водоёмы максимально страдают именно от указанных типов загрязнений. СПАВ приводят к возникновению эвтрофикации озёр и рек, угнетают процессы, благодаря которым водоёмы самоочищаются, тормозят любые биохимические процессы в них. СПАВ инициируют снижение процентного содержания кислорода в водоёмах и иные процессы, являющиеся губительными для любого биоценоза.

Во время очистки промышленных стоков ПАВ замедляют процессы, обуславливающие осаждение твёрдых взвесей и провоцируют появление в очистных сооружениях пены, а также препятствуют качественной биологической очистке сбрасываемых стоков.

Поэтому содержание СПАВ в промышленных стоках, на момент их поступления в зону биологической очистки, не может превышать 20мг/л. А отдельные фракции (например, жёсткие СПАВ) необходимо предварительно полностью убрать любыми методами.

Специфические элементы, которые определяются в промышленных стоках, делятся на органические и неорганические. К первым относятся нефтепродукты, карбоциклические соединения, смолы, красители, пестициды, фенолы, кетоны, спирты и СПАВ.

Читайте также:  Анализ на чистоту воды очищенной

Ко вторым причисляются щёлочи, соли, кислоты, иные химические элементы, в числе которых следует отметить свинец, алюминий, хром, фтор, никель, железо, бор, ванадий и т.п.

Перечень обязательных тестов, которые должны проводиться с промышленными стоками, определён действующими нормативами. В первую очередь, он увязан с характером производственного процесса.

Чаще всего присутствуют в стоках животноводческих предприятий. Выполняемый на выходе данный анализ даёт возможность оценить, насколько эффективно действуют очистные сооружения, и позволяет уточнить, какие коррективы следует внести в процесс обработки.

Это заключительный показатель, характеризующий степень загрязнения промышленных стоков и результативность работы очистных сооружений предприятия. В сточной воде концентрация кислорода, как правило, не превышает 0,5 мг/литр, либо он отсутствует совсем. После очистки показатель возрастает до 8 мг/литр.

Выполнение оценки состава загрязнений по качеству и количеству требуется не только для того, чтобы составить план проведения очистных мероприятий, но и для того, чтобы существенно повысить эффективность последних.

источник

Начиная с 50-60-х годов прошлого века в технически развитых странах стали в массовом порядке производиться новые химические соединения — синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). В настоящее время различные по составу они широко применяются в быту и промышленном производстве.

Под этот термин попадают различные по структуре и классам вещества, общее свойство которых — способность адсорбироваться на поверхности разделов фаз и уменьшать поверхностное натяжение.

Области промышленного использования — приготовление смазочных жидкостей, антикоррозийных составов, нанесение электролитических покрытий, в качестве компонентов лакокрасочных составов, в нефтедобыче, в горнорудной флотации, для получения противопожарной пены, для крашения и замасливания текстильных волокон и др. Наиболее широкая и экологически значимая область использования СПАВ — приготовление синтетических моющих и чистящих веществ (детергентов) для использования в быту.

Детергентом считается такое вещество, один конец которого растворим в воде, а другой — в углеводородах или жирах. Детергенты усиливают моющее действие воды. В отличие от природных детергентов (мыла), синтетические детергенты способны проявлять моющие свойства даже в жесткой воде.

Таким образом, СПАВ поступают в природные водоемы:

  • с хозяйственно-бытовыми стоками;
  • с промышленными стоками текстильной, нефтяной, химической промышленности;
  • со сточными водами прачечных хозяйств и автомоек;
  • со смывами от сельхозугодий, обработанных химическими реагентами с эмульгаторами (гербициды, инсектициды, фунгициды).

Специфические физико-химические свойства поверхностно-активных веществ сильно затрудняют известные методы химической и биологической очистки стоков.

В сточных водах ПАВ находятся в виде растворимых соединений или сорбатов. Часть детергентов распределяется по поверхности водной пленки. Если сорбированные СПАВ оседают и накапливаются в донных отложениях, то в анаэробных условиях они могут становиться источником вторичного загрязнения водоемов.

Наиболее высокие концентрации синтетических поверхностно-активных веществ наблюдаются в сточных водах от процессов стирки и мойки различных изделий, прачечных, красильно-отделочных производств, автомоек. Причем в состав этих сточных вод входят анионоактивные и неионогенные поверхностно-активные вещества, наиболее трудно поддающиеся естественному биохимическому разложению [4].

В зависимости от свойств синтетического поверхностно-активного вещества при растворении в воде и его характеристик, различают следующие виды СПАВ [3]:

  • анионоактивные;
  • катионоактивные;
  • амфолитные;
  • неионогенные.

Анионоактивные — в воде образуют отрицательно заряженные ионы. К ним относятся соли сернокислых эфиров и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал может быть алкильным, алкилакрильным, алкилнафтильным. В соединениях могут быть двойные связи и функциональные группы.

Катионоактивные — в водном растворе ионизируются с образованием положительных органических ионов. Это четвертичные аммониевые соли, обычно состоящие из углеводородного радикала с прямой цепью (количество атомов углерода — от 12 до 18); метил- , этил- , или бензильного радикала; атома брома, хлора, йода или остатка этил- или метилсульфита.

Амфолитные — проявляют разные свойства в зависимости от pH среды. В кислом растворе они проявляют катионоактивные свойства, в щелочном — анионоактивные.

Неионогенные — в водном растворе не диссоциируют на ионы.

По степени биохимической устойчивости и структуре молекул синтетические поверхностно-активные вещества подразделяют на мягкие, промежуточные и жесткие. Легче всего окисляются первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения. В соединениях с более разветвленной цепью скорость окисления снижается. К числу трудноразрушаемых СПАВ относят алкилбензолсульфонаты на основе тетрамеров пропилена.

C понижением температуры снижается и скорость окисления полимеров СПАВ. При температуре окружающей среды 0-5 °С окисление в природных водах происходит очень медленно. Для процессов окислительного самоочищения наиболее благоприятна нейтральная или слабощелочная среда природной воды — pH 7-9.

В природных водоемах СПАВ ухудшают кислородный режим и органолептические свойства воды, а из-за медленных процессов окисления они могут долгое время негативно влиять на экосистему. Высокое пенообразование — еще один отрицательный фактор воздействия. По данным [1] уже при повышенных концентрациях СПАВ (5-15 мг/дм³) у рыб разрушается слизистый покров, а при более высоких концентрациях наблюдается кровотечение жабр. Опытные данные показывают, что загрязнение природных водоемов синтетическими ПАВ ведет к снижению численности моллюсков за счет гибели их эмбрионов [3].

Показатель БПК для различных СПАВ находится в диапазоне от 0 до 1,6 мг/дм³. В процессе биохимического окисления эти вещества распадаются с образованием вторичных продуктов загрязнения — спиртов, альдегидов, органических кислот, а при распаде СПАВ с бензольным кольцом в структуре молекулы — фенолов.

Таким образом, синтетические поверхностно-активные вещества являются значимыми загрязнителями водных сред и оказывают негативное воздействие на организмы-гидробионты [3].

Имеются данные о негативном влиянии таких веществ на неорганическую среду: эрозию почв, коррозию металлов, ускорение процессов старения железобетонных сооружений [4].

В ходе работы прачечного хозяйства образуется большое количество сточных вод. Основные объемы стоков дает сам процесс стирки. Незначительное количество солесодержащих промывных вод получается в процессе умягчения воды.

Процесс стирки включает семь или восемь операций:

  • предварительное прополаскивание водой, содержащей умягчающие реагенты (сода и смачивающие вещества);
  • стирка горячей водой с кипячением в присутствии соды, мыла и синтетических моющих средств;
  • многократное прополаскивание горячей или холодной водой.

Длительность процесса стирки — около 1 часа. В соответствии с удельными нормативами принимается, что на каждые 100 кг белья образуется 3,75 м³ сточных вод [6].

Примерный состав загрязнителей сточных вод прачечных:

  • Анионные и неионогенные СПАВ (моющие средства, детергенты, отбеливатели).
  • Соли жесткости.
  • Взвешенные вещества (эмульгированная грязь).
  • Механические частицы, волокна ткани.
  • Красители и нефтепродукты.

По сравнению со средним составом городских канализационных сточных вод, концентрации специфических загрязнений в сточных водах прачечных выше в 2-3 раза. Сточные воды прачечной от стирки 100 кг белья эквивалентны суммарным канализационным стокам населенного пункта с 35 жителями [6].

При смешении с городскими канализационными стоками сточные воды от прачечных дают стойкое пенообразование.

СПАВ, попадающие на городские очистные сооружения, затрудняют работу отстойников, повышают нагрузку на очистные сооружения и снижают общую эффективность очистки хозяйственно-бытовых стоков.

Выпуск сточных вод от прачечных в городскую канализационную сеть, с учетом специфики из загрязнений, возможен при соблюдении температурных условий и усреднения состава, но нежелателен. В настоящее время существуют методы предварительной обработки сточных вод, а также технологические схемы оборотного водоснабжения прачечных предприятий для повторного использования части воды.

Схема очистки сточных вод и оборотного водоснабжения прачечных с применением методов флотации и нанофильтрации функционирует следующим образом (по данным [7]).

Применяемый метод очистки является многоступенчатым. На первом этапе из сточной воды удаляются взвеси и нефтепродукты методом флотации; второй этап (фильтрация) убирает из воды остаточные нерастворимые взвешенные вещества; третий этап (мембранная нанофильтрация) удаляет из воды растворимую органику.

Стоки от прачечной поступают в усреднительный резервуар. Туда же заливают вторичные оборотные воды — фильтрат из установки обезвоживания, концентрат из узла мембранной фильтрации и промывные воды фильтра.

Усредненные стоки поступают в многоступенчатый реактор коагуляции. В реактор подаются реагенты из реагентного хозяйства — флокулянты и коагулянты. Под действием реагентов в реакторе идет процесс хлопьеобразования.

Затем сточные воды вместе со взвешенными хлопьями поступают на установку флотации. Во флотаторе поддерживается постоянная аэрация смеси сточных вод и происходит удаление взвешенных хлопьев, которые отделяются от воды и подаются на установку обезвоживания осадка. Здесь хлопья обезвоживаются и направляются на дальнейшую утилизацию.

Осветленная после флотации сточная вода проходит сначала стадию грубой фильтрации, а затем поступает на узел мембранной нанофильтрации. Это основная стадия очистки, на которой происходит мембранное фильтрование и очищение воды.

Вода после стадии тонкой фильтрации (пермеат) является чистой водой высокого качества и возвращается в оборотное водоснабжение прачечного хозяйства.

Система очистки стоков и оборотного водоснабжения прачечной регулируется в автоматическом режиме и управляется с диспетчерского пульта.

Функциональные узлы и оборудование описанной схемы:

Эффективность подобного комплекса очистных сооружений по СПАВ составляет: 98% — для неионогенных, 16% — для анионных. Эффективность очистки по БПК — 99%.

Другая схема очистки сточных вод прачечной предложена на основе опытно-лабораторных разработок методов очистки воды от СПАВ [4]. Технологическая схема предусматривает очистку сточных вод крупной механизированной прачечной производительностью 4140 кг белья в сутки. Очистка сточных вод реализована по одноступенчатой схеме с применением метода электрофлотокоагуляции. Очищенные до нормативных показателей стоки сбрасываются в городскую канализационную сеть.

Сточные воды прачечной из усреднителя подаются насосами в электрофлотокоагулятор (ЭФК). Сточная вода протекает между электродами и взаимодействует с гидроксидом железа, который выделяется в камеру с анода под действием электрического тока. Дисперсные частицы укрупняются. Вода со взвешенными частицами отводится в отстойник, где хлопья с адсорбированными загрязнениями выпадают в осадок.

Одновременно в камере ЭФК происходит гидролиз воды и выделение газообразных кислорода и водорода, активирующих процесс флотации. Результатом флотации является пена, которая собирается в лоток и отводится на мешалку. Там к ней подмешивается глиняная суспензия, а образовавшийся ил поступает в иловый колодец. Суспензия ила подвергается обезвоживанию, полученный шлам отправляют на утилизацию. Фильтрат после обезвоживания возвращают в усреднитель и подмешивают к новым порциям очищаемой сточной воды.

При оптимальном режиме работы расчетная эффективность очистной установки составляет 95% по СПАВ и 72% по взвешенным веществам.

Законодательство устанавливает, что стоки, образовавшиеся на автомойке, запрещается сбрасывать без очистки в окружающую среду (в том числе на грунт), а система водоснабжения автомойки должна включать очистку и систему рециркуляции сточных вод.

Методы очистки и конкретные технологии для стоков автомоек подбираются с учетом специфики загрязняющих веществ.

Читайте также:  Анализ на гепатит в воду выпила

Примерное содержание основных загрязняющих веществ в сточных водах автомоек от разных категорий транспорта (по данным [7]):

  • взвешенные вещества: 400-4000 мг/л;
  • нефтепродукты: 20-150 мг/л;
  • тетраэтилсвинец: 0,01-0,1 мг/л;
  • СПАВ: 100 мг/л.

Основные загрязнители в стоках автомоек — смывы с корпусов автомобилей, содержащие большое количество взвешенных веществ, нефтепродуктов и токсичных соединений свинца. СПАВ в стоках автомоек появляются в том случае, если в процессе мойки применяются специальные моющие составы.

Готовая схема водоочистки автомойки [8] включает в себя несколько этапов:

  • грубая механическая очистка;
  • гравитационное осаждение;
  • реагентная обработка;
  • напорная флотация;
  • фильтрация.

На предварительном этапе стоки очищаются от грубых механических примесей и взвешенных веществ в пескоуловителях и нефтеловушках. Дальнейшая очистка стоков происходит в гравитационных отстойниках. В описанной схеме очистки используются тонкослойные отстойники, в которых осаждение взвешенных примесей происходит более эффективно.

Основные методы очистки сточных вод автомоек— реагентный и метод напорной флотации.

Эти методы позволяют очистить сточные воды до показателей, допускающих их повторное использование в оборотной системе водоснабжения. Недостатки реагентных и флотационнных методов — высокие затраты на расходные материалы и реагенты.

На практике высокие рекомендации получил комплексный метод очистки стоков автомоек с использованием водооборотной системы «Скат» [8]. Установка состоит из трех блоков:

  1. Блок БПО — для удаления грубых примесей.
  2. Блок ОТБ — флотационная очистка от мелкодисперсных взвесей.
  3. Блок ДСБ— доочистка воды на угольном фильтре.

Подбор оборудования для очистной системы ведется в зависимости от объемов воды, циркулирующей в системе оборотного водоснабжения, и подпитки свежей водой (15% от объема оборотной).

Подобные системы очистки и оборотного водоснабжения автомоек не только эффективны в плане улавливания выбросов, но и выгодны, поскольку значительно сокращают водопотребление. Очищенная вода повторно используются в процессе мойки машин, а свежая вода применяется лишь для конечного ополаскивания.

Методы очистки сточных вод от СПАВ условно можно разделить на методы, подходящие для очистки сточных вод с невысоким содержанием веществ (10-100 мг/л) и на методы, подходящие для очистки стоков с высокими концентрациями поверхностных активных веществ (100-1000 мг/л).

  1. Для очистки стоков с невысоким содержанием можно применять методы адсорбции на углях; сорбционные методы с использованием ионообменных смол и полимерных адсорбентов; методы обратного осмоса; биохимические методы очистки (биоокисление и биосорбция); флокуляцию; методы электрокоагуляции; метод озонирования.
  2. Для очистки сточных вод с высоким содержанием больше подходят методы коагуляции; флокуляции; экстракции; ионного обмена; а также электрические и комбинированные методы — электрофлотация, электрокоагуляция, гальванокоагуляция, электрофлотокоагуляция.

Каждый из перечисленных методов имеет свои недостатки и ограничения по использованию. Сочетание нескольких технических приемов при очистке сточных вод позволяет получить наиболее высокую степень извлечения СПАВ [4].

  1. Адсорбция
    В установках очистки стоков от СПАВ может быть использован гранулированный активированный уголь. В отличие от порошкообразного угля, у гранулированного угля меньше потери при регенерации, а стоимость регенерации гранулированного угля ниже, чем порошкообразного. Адсорбцию углем целесообразно использовать на стадиях доочистки стоков с содержанием СПАВ не более 100-200 мг/л. При этом достигается высокая степень очистки, до 95%.
  2. Ионный обмен
    Сорбция ионитами наиболее эффективна для сточных вод с содержанием поверхностно-активных веществ не более 100 мг/л. Для удаления анионоактивных СПАВ используют среднеосновные и сильноосновные иониты. Регенерируют иониты водно-органическими растворами солей. Недостаток метода ионного обмена — необходимость установки большого количества ионитовых фильтров с коротким рабочим циклом, и их частая регенерация. Очистка воды от СПАВ методами ионного обмена может быть целесообразна лишь в случаях, когда к очищенной воде предъявляются высокие требования. Степень очистки методом ионного обмена порядка 80-90%.
  3. Коагуляция
    В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий или сернокислое железо. Этот метод подходит для очистки слабоконцентрированных растворов анионных СПАВ (1-20 мг/л), и является достаточно затратным из-за высоких капитальных расходов, необходимости использования больших доз коагулянтов, переработки большого объема выпадающего осадка. Степень очистки составляет порядка 90%.
  4. Пенная флотация
    Методы пенной флотации эффективны для слабоконцентрированных растворов СПАВ, потому что при росте концентрации происходит резкое увеличение объема пены [1]. Эффективность метода очистки пенообразованием зависит от многих факторов: pH среды, размеров пузырьков газа, высоты слоя раствора, температуры, присутствия в растворе других ионов. Создание оптимальных условий для протекания процесса пенообразования — достаточно сложная задача. Зачастую метод пенной очистки требует предварительной обработки сточных вод.
  5. Электрохимические методы
    Электрохимические методы имеют много преимуществ перед классическими методами очистки сточных вод от СПАВ и имеют хорошие перспективы к практическому использованию. Методы с использованием электричества позволяют отказаться от проектирования и содержания реагентного хозяйства, так как не предусматривают использования химических реагентов. При условии, что стоимость электроэнергии не будет возрастать, можно прогнозировать широкое распространение электрохимических методов очистки.
    Метод электрокоагуляции эффективен для очистки сточных вод от алкилсульфонатов высокой концентрации при pH сточных вод 11-11,5 (по данным [1]). Для подщелачивания сточных вод применяется оксид кальция. В методе используются алюминиевый анод и медный катод, плотность тока составляет 3 А/дм², длительность обработки —20-30 минут. По данным [9] эффективность очистки от алкилсульфонатов составляет свыше 98%.
    Если концентрации СПАВ в растворе невысоки (до 100 мг/л) используют прямую электрокоагуляцию без добавления нейтрализующих агентов.
    По данным [4] наиболее эффективны для очистки сточных вод от СПАВ комбинированные методы, сочетающие в себе несколько процессов: электролиз, коагуляцию, сорбцию и флотацию. Вода подается в реакционную камеру с электродами. На поверхности электродов генерируются ионы металлов и образуются гидроксиды. Одновременно идет процесс гидролиза воды с выделением газообразных водорода (на катоде) и кислорода (на аноде). Хлопья коагулянта и пузырьки газа в стесненных условиях интенсивно подвергаются коагуляции загрязнений, что повышает эффективность флотации. Образующийся пенный продукт отводится в карман сбора пены, а очищенная вода отводится на отстаивание. Оптимальное время обработки — 20 минут, плотность тока 85 А/м².
  6. Физические методы
    Это методы очистки воды, основанные на воздействии ультразвука, электростатического, радиационного и магнитного поля. По данным [1], физические методы могут дополнять основные методы очистки воды от синтетических поверхностно-активных веществ высоких концентраций, повышая их общую эффективность.
    При воздействии на сточную воду магнитного поля ускоряется процесс флотации, осаждения и агрегации взвешенных веществ, изменяется структура осадка. Методы электромагнитной обработки стоков перспективны из-за невысокой стоимости оборудования и малой энергоемкости.
  7. Биохимические методы
    Поверхностно активные вещества (ПАВ) являются органическими веществами, способными подвергаться биохимическому окислению. В процессе очистки ПАВ частично сорбируются активным илом или удаляются из воды вместе с осаждением взвешенных веществ. При значительных концентрациях поверхностно-активных веществ в аэротенках наблюдается активное пенообразование. Также пена присутствует в очищенных стоках, выпускаемых в водоем.
    При первоначальном поступлении стоков, содержащих ПАВ, в аэротенки или биофильтры, сразу происходит интенсивная адсорбция этих веществ. Количество ПАВ, удаляемых адсорбцией, зависит от химического строения этих веществ. Если их биохимическое окисление идет недостаточно активно, они накапливаются в активном иле, что может привести к его деградации.
    Самым негативным воздействием обладают «жесткие» СПАВ, которые уже в концентрациях порядка 15 мг/л ухудшают течение биохимических процессов. При концентрации 10 мг/л наблюдается интенсивное пенообразование очищаемой воды. Активный ил начинает деградировать, микроорганизмы измельчаются. При концентрациях 20 мг/л жизнедеятельность микроорганизмов подавляется, наблюдается отмирание коловраток и свободно плавающих инфузорий [1].
    Удаление ПАВ на биофильтрах менее эффективно, чем в аэротенках. Вероятно, это связано с процессами аэрации и выноса части ПАВ в виде пены.
    Неионогенные (так называемые «мягкие» СПАВ), также оказывают отрицательное влияние на процессы биохимической очистки, но это проявляется при более высоком их содержании. При их концентрации в стоках свыше 50 мг/л они вызывают незначительное повышение БПК очищенных стоков. Если в сточных водах присутствуют СПАВ, относимые к промежуточной группе, наблюдаются процессы пенообразования в аэротенках и ухудшение эффективности очистки при концентрации этих веществ свыше 20 мг/л.
    Как видно, степень влияния ПАВ на процессы биохимического окисления сильно зависит от особенностей их строения и способности молекул к адсорбции и биохимическому распаду. Поэтому существуют рекомендуемые нормативы предельного содержания ПАВ в сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Сточные воды с высоким содержанием поверхностно-активных веществ необходимо подвергать разбавлению, либо предварительной очистке.
  8. Озонирование
    Озон — сильнейший природный окислитель, вступающий в реакцию со многими органическими и неорганическими соединениями и имеющий высокую растворимость в воде. На его свойствах основана группа окислительных методов очистки сточных вод.
    По данным [1] озонирование является перспективным методом для очистки сточных вод от СПАВ в невысоких концентрациях. В результате воздействия озона образуются нетоксичные продукты, не оказывающие негативного влияния на экосистемы. Есть предположения, что озонирование можно применять и для очистки более высоконцентрированных стоков (до 200 мг/л).
    При озонировании стоков с содержанием СПАВ 26 мг/л при щелочной реакции среды (pH=9-10), полное их разложение происходило в течение 3-5 минут. При слабокислой среде реакция идет в 5-6 раз медленнее. Степень очистки составляет порядка 90% [9].
    Кроме непосредственного озонирования, для очистки стоков перспективно использовать редокс-системы, в которых озон сочетается с другими окислителями. Это дает повышение эффективности очистки и снижение расхода реагентов. Один из перспективных методов — деструкция СПАВ совместным воздействием озона и пероксида водорода.

Повсеместная распространенность синтетических поверхностно-активных веществ остро ставит вопрос нахождения наиболее приемлемых и экономически выгодных методов очистки сточных вод от них. Физико-химические особенности СПАВ и разделение этих веществ на группы по способности к биохимическому разложению существенно затрудняют подбор наиболее оптимального метода очистки.

Выбор актуального способа очистки сточных вод должен вестись в зависимости от концентрации поверхностно-активных веществ в воде, его способности к разложению («жесткое» или «мягкое» СПАВ), наличия в сточной воде других загрязняющих примесей (нефтепродуктов, взвесей), а также требуемого качества воды на выходе.

При однородном составе сточных вод и невысоких концентрациях ПАВ возможно реализовать схему одноступенчатой очистки с использованием методов сорбции, флотации, коагуляции, биологического окисления или мембранного фильтрования.

Для многокомпонентных сточных вод, вод с высоким содержанием ПАВ или при наличии трудноразрушаемых соединений СПАВ, рекомендуется использовать многоступенчатые технологии с последовательной очисткой стоков несколькими методами или комбинированные методы очистки (электрофлотация, электрофлотокоагуляция и др.).

источник