Сточные воды. Понятие, классификация, способы очистки
Понятие о сточных водах и их классификация
Сточными называют воды, обогащенные промышленными или хозяйственно-бытовыми отходами, удаляемые с территорий населенных пунктов и предприятий через канализацию. Они загрязняются органическими и минеральными веществами.
К органическим относят микроорганизмы, физиологические выделения живых организмов, растительные и животные остатки, жировые пленки, химические соединения. Среди микроорганизмов часто встречаются болезнетворные, опасные для человека и животных.
Минеральные загрязнения – это различные отходы производства, растворы солей, а также минеральные включения: песок, ил, шлаки.
По физическому состоянию загрязнения бывают в твердом, взвешенном и растворенном виде. Твердые и взвешенные вещества сточных вод удаляют при механической очистке на специальных устройствах и в отстойниках. Органические вещества, оставшиеся в стоках, опасны в санитарном отношении и должны быть подвергнуты с помощью микроорганизмов разложению до минеральных соединений.
Сточные воды, прошедшие механическую очистку, называют осветленными, неочищенные – неосветленными.
По своему происхождению сточные воды подразделяют на хозяйственно-бытовые промышленные, смешанные, животноводческие и ливневые.
Хозяйственно-бытовые: от жилых домов, прачечных, бань, столовых и других хозяйственно-бытовых объектов.
Характеризуются бикарбонатно-сульфатным составом, нейтральной и слабощелочной реакцией, низкой минерализацией, высокими удобрительными свойствами. В 1 литре таких вод содержится 30-80 мг азота, 5-20 фосфора, 6-30 калия и 30-100 мг кальция. В сточных водах могут быть возбудители желудочно-кишечных заболеваний, поэтому подготовка к поливу должна включать в себя наряду с механической очисткой и отстаивание в течение нескольких часов в биологических прудах. Пригодные для орошения.
Промышленные –отработанные воды промышленных предприятий, разнообразные по химическому составу и качеству: стоки пищевой, легкой промышленности, заводов по производству минеральных удобрений, химико-фармацевтических, газоперерабатывающих, коксохимических. В них содержатся разнообразные вещества, которые в основном токсичны для растений. Однако после очистки с разбавлением с водой и в смеси с хозяйственно-бытовыми стоками они пригодны для орошения.
К промышленным относят и воды, откачиваемые из шахт по добыче руды и угля – шахтные воды. Они представляют собой смесь подземных вод нескольких водоносных горизонтов, обогащенную взвешенными минеральными частицами, газовыми компонентами, органическим веществом и неблагоприятным бактериологическим составом.
Шахтные воды высоко минерализованы (3-5 г/л), тип засоления - сульфатный и хлоридный, удобрительная ценность не высокая. Для орошения шахтные воды малопригодны, нужно использовать осторожно.
Смешанные –смесь хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, широко используют для орошения.
Животноводческие стоки представляют собой смесь жидкого навоза, удаляемого гидравлическим способом из животноводческого комплекса, кормовых отходов, их воды используемые для мытья животных и переработки их продукции. Содержание солей 1,3-2,0 г/л, содержат значительное количество питательных веществ: азота до 5000, фосфора – 2500, калия – 4500 мг/л, имеют благоприятное отношение катиона натрия к сумме катионов кальция и магния.
В животноводческих стоках содержится большое количество патогенных микроорганизмов, поэтому требуется специальные обеззараживающие мероприятия.
Осадок сточных вод животноводческих комплексов обладает более высокой удобрительной ценностью, чем навоз. Он содержит 2,9-4,5 азота, 1,2-2,7 фосфора и 0,2-0,5% калия.
Животноводческие стоки широко применяются для орошения.
Ливневые сточные воды – это дождевые и снеговые воды, поступающие в канализационную сеть с территорий городов, промышленных предприятий. Содержат механические примеси, после очистки используют для орошения.
Деление сточных вод по агромелиоративным показателям
По агромелиоративным показателям сточные воды делят на пять групп:
1. Сточные воды, пригодные для орошения без предварительной подготовки на всех типах почв: хозяйственно-бытовые и смешанные стоки городов, прошедшие биологическую очистку, ливневые стоки промышленных предприятий. Удобрительная ценность их низкая.
2. Стоки, имеющие высокую удобрительную ценность и пригодные для орошения на всех типах почв после небольшой подготовки – отстаивания: стоки предприятий пищевой промышленности и переработки сельхозпродукции, животноводческих комплексов с дезинфекцией.
3. Стоки предприятий текстильной промышленности. Пригодны для орошения на всех типах почвах после нейтрализации, механической очистки. Удобрительная ценность низкая.
4. Стоки, требующие большой предварительной подготовки – физико-химической и биологической очистки, разбавления: стоки химической, тяжелой и металлургической промышленности. Удобрительная ценность низкая.
5. Стоки, требующие очень сложной подготовки с изоляцией агрессивных веществ и полной биологической очистки: сточные воды предприятий по производству ядовитых химических веществ и красителей.
Пригодность стоков для орошения зависит еще и от биологических особенностей растений, типа и свойств почвы и др.
Главный показатель пригодности стоков для орошения - окультуривающее воздействие на почву, повышение ее плодородия.
Методы очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические и биологические. При их совместном применении метод очистки и обеззараживания сточных вод называется комбинированным. Использование того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредоносности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, масло- и смолоуловителями и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных – более 9/10.
При химическом методе обработки в сточных водах происходит превращение с помощью химических реагентов загрязнений в нерастворимые, газообразные (улетучивающиеся) и безвредные вещества.
Биологическая очистка основана на деятельности аэробных и анаэробных бактерий, минерализующих органические загрязнения, находящиеся в сточных водах в растворенном и коллоидном состоянии. Интенсивность нитрификации характеризует правильность функционирования почвы как биосферы и как системы по очистке стоков от органических веществ.
Стоки обеззараживают как перед сбросом в водоемы, так и перед подачей на оросительные системы сточных вод. При подпочвенном орошении дезинфекция не проводится.
Схема очистки сточных вод животноводческих комплексов крупного рогатого скота
Из животноводческого комплекса путем гидрослива навозные стоки поступают в жижесборник, в котором происходит разделение по плотности на три фракции: с плотностью меньше единицы, равной единице и меньшей единицы. Фракция с плотностью, равной единице, поступает в отстойники-накопители, где происходит дальнейшее разделение на две фракции: с плотностью, равной единице и больше единицы.
После разделения жидкая фракция из горизонтальных отстойников-накопителей поступает в резервуар осветленных стоков, а твердую фракцию после подсыхания в горизонтальных отстойниках мобильным транспортом вывозят и кагатируют на краю поля. После естественной термической обработки твердую фракцию вносят как обычный подстилочный навоз.
В резервуарах осветленных стоков происходит дальнейшее осветление жидкой фракции. Из резервуаров часть жидкой фракции подают насосами для повторного использования в животноводческом комплексе, а другую часть стоков при помощи насосов подают в смесители, где осветленные стоки смешивают с чистой водой. Разбавленные чистой водой осветленные стоки подают на поля орошения.