книги / Химия водных растворов, природных и сточных вод

где Si – значение сапробности гидробионта, которое задается специальными таблицами; hi – относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); N – число выбранных индикаторных организмов.

Каждому виду исследуемых организмов присвоено некоторое условное численное значение индивидуального индекса сапробности, отражающее совокупность его физиолого-биохимических свойств, обусловливающих способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ. Для статистической достоверности результатов необходимо, чтобы в пробе содержалось не менее двенадцати индикаторных организмов с общим числом особей в поле наблюдения не менее тридцати. В табл. 5.2 приведена классификация водных объектов по значению индекса сапробности S, который также нормируется.

Таблица 5.2

Классы качества вод в зависимости от индексов сапробности

Индекс загрязнения воды и индекс сапробности следует отнести к интегральным характеристикам состояния.

111

Уровень загрязненности и класс качества водных объектов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей (табл. 5.3).

Таблица 5.3 Классы качества воды по микробиологическим показателям

Выбор метода очистки сточных вод определяется химическим составом и требованиями к качеству очищенной воды.

5.4. Классификация методов очистки природных и сточных вод

5.4.1.Системы водоотведения городских и промышленных сточных вод

Системы водоотведения промышленных предприятий и городских сточных вод подразделяются на общесплавные и раздель-

ные.

Общесплавная система водоотведения городов имеет единую водоотводящую сеть для отведения сточных вод всех типов: хозяй- ственно-бытовых, производственных и ливневых.

Раздельная система водоотведения имеет несколько водоот-

водящих сетей, каждая из которых предназначена для отведения определенного типа сточных вод.

112

Ряд производственных сточных вод, например сточные воды пищевой промышленности (молокозаводов, хлебопекарен и др.), могут отводиться совместно с хозяйственно-бытовыми стоками после их предварительной очистки на заводских очистных сооружениях.

Неполная раздельная система водоотведения подразумевает совместное отведение хозяйственно-бытовых и очищенных промышленных сточных вод (городские сточные воды). При этом отведение ливневых сточных вод и их очистка проводится по открытым лоткам и кюветам.

Полураздельная система водоотведения состоит из двух во-

доотводящих систем: производственно-бытовой и дождевой. В местах пересечения этих сетей устраиваются разделительные камеры.

При больших расходах дождевых вод камеры перепускают в производственно-бытовую канализацию наиболее загрязненную часть ливневых вод, образующихся в начальный период дождя.

При выборе системы водоотведения промышленных предприятий необходимо учитывать возможности:

совместной и раздельной очистки отдельных видов сточ-

ных вод;

извлечения из сточных вод ценных компонентов;

повторного использования сточных вод без очистки или частичной очистки в системе оборотного водоснабжения;

использования для производственных целей очищенных бытовых и ливневых сточных вод.

5.4.2. Условия сброса сточных вод в водоемы

Выбор методов и технологий очистки сточных вод зависит от требований к качеству их очистки и условий сброса очищенных сточных вод в водоем.

Самоочищающая способность водоема зависит от условий смешения и разбавления сточных вод водой водоема. Для каждого вида загрязняющего вещества устанавливается нормативно-допус- тимый сброс (НДС) – сброс загрязняющих веществ в соответствии с нормативами качества окружающей среды с учетом природных особенностей территорий и акваторий.

113

При расчете НДС необходима информация о санитарной характеристике водоема, основанная на санитарно-топографическом обследовании, об условиях водопользования на участках водного объекта, расположенных ниже сброса сточных вод; условиях смешения и разбавления сточных вод с водой водного объекта; самоочищающей способности водного объекта; расходе, составе и свойствах сточных вод, намеченных к сбросу.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами» устанавливаются нормативы качества воды водоемов по категориям водопользования (табл. 5.4).

Таблица 5.4 Показатели качества воды по категориям водопользования2

2 СанПиН 2.1.5.980–00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод, санитарные правила и нормы».

114

Окончание табл. 5.4

Первая категория – использование водных объектов или их участков для рыбохозяйственного назначения

Вторая категория – использование водных объектов или их участков в качестве источника централизованного и нецентрализованного водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

Третья категория – использование водных объектов или их участков для рекреационного водопользования. Требования к сани- тарно-эпидемиологической безопасности воды, установленные для третьей категории водопользования, распространяются также на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

В соответствии с «Методикой разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» (Приказ от 17 декабря 2007 г. N 333) установлены следующие основные требования к сбросу очищенных сточных вод.

При сбросе сточных вод, влияющих на состояние водных объектов, используемых для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, нормативы качества воды или их природный состав и свойства выдерживаются на водотоках начиная со створа, расположенного на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п. вплоть до самого места водопользования), а на водоемах – на акватории в радиусе 1 км от пункта водопользования.

115

При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние водных объектов рыбохозяйственного значения, нормативы качества поверхностных вод или их природные состав и свойства (в случае природного превышения этих нормативов) соблюдаются на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа (контрольный створ – поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды), но не далее чем 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на водном объекте и т.п.).

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта НДС определяются исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам.

При сбросе сточных вод в водный объект через рассеивающие выпуски, гарантирующие необходимое смешение и разбавление сбрасываемых вод, нормативные требования к составу и свойствам воды должны обеспечиваться в створе начального разбавления рассеивающего выпуска.

Запрещено сбрасывать сточные воды, которые

могут быть использованы в системах оборотного и повторного водоснабжения в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве;

содержат возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы;

содержат вещества (или продукты их трансформации), для которых не установлены гигиенические ПДК или ОДУ, а также отсутствуют методы их определения;

содержат чрезвычайно опасные вещества, для которых нормативы установлены с пометкой «отсутствие».

116

5.4.3. Классификация методов очистки сточных вод. Выбор технологий очистки сточных вод и состава очистных сооружений

При выборе методов очистки сточных вод необходимо учитывать их химический состав, объем, экономические и технические возможности.

По механизму протекания процессов очистки все методы можно разделить на следующие группы:

–механические методы, к которым относят процеживание, фильтрование, отстаивание;

–химические методы: реагентное осаждение, нейтрализация;

–физико-химические методы: коагуляция, флокуляция, флотация, адсорбция, ионный обмен, ультрафильтрация, обратный осмос и др.;

–электрохимические методы: электрофлотация, электрокоагуляция, восстановление, окисление, электродиализ и др.;

–биологические методы, из которых можно выделить аэробные и анаэробные.

В практике очистки сточных вод уже сложились определенные традиционные подходы к выбору методов и технологий очистки.

Сточные воды, содержащие взвешенные и коллоидные примеси, подвергают механической (процеживание, отстаивание), коагуляционной или флотационной очистке. В последние годы для этих целей стали применять методы микро- и ультрафильтрации.

Стоки, содержащие органические примеси, обезвреживают биохимическими или физико-химическими методами. При использовании биохимических методов в зависимости от концентраций

ихимического состава загрязняющих компонентов применяют аэробную или анаэробную очистку, или последовательную анаэробную и аэробную очистку. Для очистки и доочистки сточных вод, содержащих биорезистентные компоненты, используют методы адсорбции, экстракции, флотации, озонирования, жидкофазного окисления, электрохимического окисления, ультрафильтрации.

117

Для очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, магния, кальция и пр., используют осадительные, ионообменные или мембранные (обратный осмос) методы.

Обеззараживание воды осуществляют хлорированием, озонированием или ультрафиолетовым облучением (УФО).

Основные принципы выбора технологий и методов очистки сточных вод должны предусматривать:

–применение эффективных технических решений и технологий, адекватных химическому составу сточных вод, требованиям

кстепени очистки, экономическим возможностям;

–использование низкоэнергозатратных и малотрудоемких технологий;

–использование в технологии очистки доступных и дешевых материалов, преимущественно отходов производств, обладающих коагулирующими, сорбционными, ионообменными свойствами и др.

Вопросы для самоконтроля

1.Охарактеризуйте состав речных вод.

2.Что понимают под термином «сточные воды»?

3.Как классифицируют сточные воды по происхождению?

4.Назовите основные интегральные показатели качества воды.

5.Что характеризует соотношение БПК/ХПК?

6.При каком соотношении БПК/ХПК целесообразно использование биохимических методов очистки сточных вод?

7.Что такое сапробность водоема? Перечислите и охарактеризуйте основные сапробные зоны.

8.Перечислите основные классы качества воды по микробиологическим показателям.

9.Рассмотрите классификацию сточных вод по источнику происхождения.

10.Что понимают под общесплавной системой водоотведения городских сточных вод?

11.Представьте классификации основных методов очистки сточных вод.

118

12.Каковы условия сброса очищенных сточных вод в водоем, используемый для питьевых и хозяйственно-бытовых целей?

13.Каковы условия сброса очищенных сточных вод в водоем

вчерте населенного пункта?

14.Какие физико-химические методы используются в практи-

ке очистки сточных вод для удаления взвешенных, коллоидных

иокрашенных веществ?

15.Какие физико-химические методы используются в практике очистки сточных вод для извлечения растворенных органических соединений?

16.Какие физико-химические методы используются в практике очистки сточных вод для извлечения ионных примесей?

17.Сформулируйте принципы выбора методов и технологий для очистки сточных вод.

119

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основной

1.Воронов Ю.В., Алексеев Е.В. Водоотведение: учебник для вузов – М.: АСВ, 2014. – 416 с.

2.Управление отходами. Сточные воды и биогаз полигонов захоронения твердых бытовых отходов: моногр. / Я.И. Вайсман

[и др.]; Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина; под ред. Я.И. Вайсмана. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 258 с.

Дополнительный

1.Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А.А. Равделя и А.М.Пономарева – СПб.: Иван Федоров,2003. – 238 с.

2.Калюкова Е.Н., Петрова Л.В. Химия воды: учеб. пособие. – Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. – 48 с.

3.Исидоров В.А. Экологическая химия. – М.: Химиздат, 2001.

4.Задачи и вопросы по химии окружающей среды / Н.П. Тарасова, В.А. Кузнецов, Ю.В. Сметанников, А.В. Малков, А.А. Додоно-

ва. – М.: Мир, 2002.

120