Промышленные и производственные очистные сооружения: очистка стоков и сточных вод

Канализование промышленных объектов в целом было и остается наиболее сложным комплексом инженерно-технических мероприятий и любые сооружения очистки сточных вод почти всех предприятий разных отраслей промышленности за вряд ли корректно рассматривать, как типичные цепочки типовых установок очистки сточных вод с типовыми технологиями очистки стоков.

По факту сооружения очистки сточных вод промышленных объектов – это сугубо индивидуальные системы очистки стоков, проектируемые на базе усредненных данных по загрязнениям от промышленных технологических и производственных процессов типовых предприятий конкретной отрасли, но корректируемых и на этапе разработки проекта очистки промышленных сточных вод, и в период эксплуатации сооружений очистки сточных вод в зависимости от объемов и специфики производства конкретного предприятия, в том числе с учетом загрязняющего влияния производства на поверхностные воды, наличия/отсутствия в загрязнениях ядовитых, радиоактивных, канцерогенных веществ, а также объемов стоков, используемых в оборотном водоснабжении после очистки. Условным исключением, пожалуй, можно считать отдельно стоящие предприятия, вахтовые комплексы и т.д. с нагрузкой по концентрации/объему загрязнений в ЭЧЖ (эквивалентное число жителей по ГОСТ 25150-82 «Канализация. Термины и определения») менее 5000 условных жителей, сооружения очистки сточных вод которых СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85) относит к сооружениям малой производительности.

Справка: СП 32.13330.2012 в разделе 9.2.13 выделяет сооружения для очистки сточных вод малой производительности, ориентированные на поселения отдельно стоящие предприятия, фермерские хозяйства и т.д. с ЭЧЖ менее 5000 условных жителей, и допускает использование в качестве таких сооружений комплектных установок биологической (либо физико-химической очистки при неблагоприятных климатических условиях/при сезонной работе) заводского изготовления, но только при условии гарантии изготовителем (или поставщиком) комплектной установки получения согласованного с местными органами надзора эффекта очистки.

Вместе с тем, концентрации/объем загрязнений в ЭЧЖ при выпуске аналогичной условной единицы продукции на предприятиях одной отрасли колеблются в широких пределах, а объемы производства в периоды пиковых загрузок могут быть значительными и поэтому даже комплектные (блочные) очистные сооружения малой производительности de facto должны быть гибкими – наращиваемыми по мощности, используемым технологиям, модернизируемыми по конструкции, т.е. адаптируемыми под конкретное производство до индивидуальности.

Таблица. Концентрации/объемы загрязнений в ЭЧЖ при выпуске условной единицы продукции некоторых предприятий различных отраслей промышленности.

Типовые методы и сооружения очистки производственных сточных вод.

За исключением ограниченного числа предприятий, производственные стоки которых по химическому, бактериальному составу и концентрации сходны с бытовыми сточными водами и поэтому отводятся в общесплавной канализационной сети на локальные сооружения очистки сточных вод (или при возможности и получении разрешительной документации сбрасываются в общесплавную сеть централизованной канализационной системы муниципального образования), все остальные промышленные объекты ориентируют свою систему очистки стоков преимущественно на очистку производственных сточных вод.

Для очистки производственных стоков в зависимости от характера, химического состава и концентрации загрязнений, а также объемов отводимых сточных вод и используемого (разрешенного) сброса очищенных стоков (в поля почвенной фильтрации, биологические пруды, водоемы, канализационную сеть ВКХ муниципального образования) могут в разных долях общего процесса применяться различные методы очистки стоков – механическая, химическая, биологическая и/или физико-химическая очистка сточных вод.

Таблица. Эффективность разных методов очистки производственных сточных вод.

Как правило, очистка промышленных стоков начинается с удаления крупных твердых фракций загрязнений в решетках, решетках-дробилках, песколовках и т.д. с обработкой (обеззараживанием) осадка, а число и производительность очистных сооружений такого типа подбирается в зависимости от специфики загрязнения вод в производственно-технологическом процессе и объемов водоотвода, причем в сооружениях очистки сточных вод малой производительности для механической очистки могут использоваться септики или отстойники.

Таблица. Типовые сооружения механической очистки сточных вод при разных объемах водоотвода.

На крупных предприятиях в линии сооружений очистки сточных вод интегрируют усреднители – регулирующие емкости с барботерами, мешалками, насосами для сточных вод, в которых характерные для производства стоки с разной концентрацией загрязнений и поступающие в различных объемах смешиваются для усреднения концентрации загрязнений и, соответственно снижения неравномерности нагрузки на сооружения очистки сточных вод.

Как до усреднителей, так и после них в зависимости от агрессивности и степени концентрации токсичных, ядовитых, канцерогенных загрязнений (или ценных веществ) в стоках и реализуемой технологии процесса в систему очистки стоков внедряют установки для нейтрализации, обезвреживания и/или регенерации сточных вод, где удаляются (при их наличии) соли меди, хрома, олова, свинца, ртуть и пр., извлекаются нефть, жиры, химические продукты, древесное волокно, хром и т.д.

Важно: В усреднителях и канализационных сетях недопустимо смешивание: кислых вод с цианид содержащими стоками, что может вызвать образование ядовитых паров синильной кислоты; кислых вод с сульфидсодержащими стоками из-за выделения сероводорода; кислых вод со стоками, содержащими вискозу, из-за больших рисков выделения опасных концентраций сероуглерода; кислых стоков с известь содержащими стоками из-за активного образования сульфата кальция, выпадающего в осадок и провоцирующего зарастание труб и стенок емкостей канализационной сети.

Химическая очистка стоков выполняется при необходимости добавлением специальных реагентов в отстойниках, метатенках, аэраторах и т.д., физико-химическая очистка сточных вод на предприятиях различных отраслей промышленности осуществляется методами коагуляции (осветление и обесцвечивание сточных вод), сорбции (выделение растворенных органических веществ и газов путем их концентрации на поверхности твердого тела), экстракции (удаление растворенных органических примесей обработкой не смешивающимся с водой растворителем), эвапорации (отгонка растворенных загрязнений с водяным паром), флотацией (выделение примесей за счет плавучести флотореагента), ионного обмена (удаление из водных растворов катионов и анионов при помощи ионитов), кристаллизации, диализа (разделение растворенных веществ и коллоидов фильтрацией через мелкопористые перегородки), дезактивации (выдержкой стоков для распада короткоживущих изотопов), обессоливания (выпаривание, вымораживание, ионный обмен, метод обратного осмоса), деминерализации, дезодорации и пр.

Для биологической очистки производственных сточных вод в зависимости от объемов водоотведения и наличия/отсутствия площадей могут использоваться сооружения очистки сточных вод, приведенные в таблице ниже.

Таблица. Типовые сооружения биологической очистки производственных сточных вод в зависимости от объемов водоотведения.

Перед сбросом стоков на поля почвенной фильтрации, орошения, вы водоемы, в канализационную сеть муниципального образования, а также в систему рециркуляции оборотных вод предприятия все производственные стоки проходят процесс обеззараживания (см. подробнее об обеззараживании и дезинфекции сточных вод в этом материале).

Кроме того, на любом промышленном предприятии с локальными сооружениями очистки сточных вод или собственными станциями полной очистки стоков (комплексами очистки сточных вод) предусматриваются сооружения, установки и логистические мероприятия для обработки, обезвреживания, утилизации осадков, регенерации активного ила сооружений биологической очистки, удаления/утилизации газов из отстойников и т.д.