Сточные воды промышленных предприятий и способы их нормирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы экологии и природопользования»

тема: Сточные воды промышленных предприятий и способы их нормирования

Минск 2020



Введение

Загрязнение Мирового океана на сегодняшний день является одной из глобальных экологических проблем человечества. Гора мусора в Тихом океане достигла настолько больших размеров, что её стали называть «мусорным континентом». При этом твёрдые бытовые отходы - далеко не единственный источник загрязнения мирового океана. Существенный вклад в загрязнение водных экосистем вносят сточные воды предприятий.

Например, в озеро Байкал, где сосредоточено 20 % мировых запасов пресной воды, в течение продолжительного периода времени (с 1966 г. по 2013 г.) сбрасывал промышленные отходы Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, что значительно ухудшило качество воды в озере. Заводы по производству пищевой продукции, автомобилей или пластика также наносят огромный вред окружающей среде. сброс сточный вода

Сегодня жидкие отходы предприятий стали основным источником загрязнения водных объектов. В этой статье мы рассмотрим изменение состава воды после использования её на предприятии, виды нормирования промышленных сбросов, а также методы их очистки. Кроме того, Вы узнаете, в чём заключается опасность промышленных сбросов для водоёмов и как поступать в случае, если возникают подозрения, что в водоем, который Вы используете для купания, или на территорию, рядом с которой расположен Ваш колодец или скважина, производится несанкционированный сброс промышленных отходов.



1. Сточные воды

К сточным водам предприятия относят воду, которая после использования в промышленном цикле загрязнена производственным отходами.

Почти любая промышленность использует воду в производственном процессе, который загрязняет её отходами и может менять её физические характеристики - например, температуру. Сейчас на современных предприятиях сточные воды делят на категории по составу, по условиям отведения и очистки, а также дальнейшего использования в замкнутом цикле водоснабжения.

Состав

В воде промышленные отходы образуют сложные многокомпонентные смеси, которые сложно удалить. Характер загрязнений сбросами зависит от отрасли производства и обрабатываемых материалов. Для наглядного примера приведём таблицу состава сбросов различных предприятий.

Классификация сточных вод различных предприятий
Металлургическая промышленность	Минеральные примеси, пыль, грязь, песок, окалина, масла, тяжёлые металлы, кислоты
Целлюлозно-бумажная промышленность	Волокна, селен, хлор, диоксид серы, скипидар
Машиностроительная промышленность	Нефтепродукты, фенолы, взвешенные вещества
Нефтеперерабатывающая промышленность	Нефтепродукты, сульфаты, взвешенные вещества, хлориды
Птицефабрики и мясокомбинаты	Азот, фосфор, калий, вирусы и бактерии
Рыбная промышленность	Жиры, растительные масла, белки, минеральные вещества
Нефтедобывающая промышленность	Сероводород, парафины, аммиак, меркаптаны, сульфиды, фенолы, нефтепродукты, минеральные соли, аммонийный азот
Производство пластика	Фенолы, пластификаторы
Горно-обогатительная промышленность	Тяжёлые металлы, кислоты, органические растворители
Угольная промышленность	Взвешенные вещества (угольная пыль и частицы сопутствующих пород), нефтепродукты в виде минеральных масел
Текстильная промышленность	Минеральные и органические примеси, реагенты, моющие средства, волокна и взвешенные вещества
Производство консервов	Взвешенные вещества, аммонийный азот хлориды, сульфаты, эфирорастворимые вещества, фосфор
Производство сахара и крахмала	Азот, калий, кальций и фосфор
Молочная промышленность	Молочная сыворотка

2. Нормирование

Общие положения.

Инструкция по нормированию сбросов сточных вод в поверхностные водные объекты (далее - Инструкция) регламентирует условия сброса сточных вод в поверхностные водные объекты (далее - водные объекты) и порядок расчета нормативов допустимого сброса загрязняющих веществ, содержащихся в сбрасываемых сточных водах.

Действие настоящей Инструкции не распространяется на установление условий приема производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод, отводимых в системы канализации населенных пунктов.

Для целей настоящей Инструкции используются следующие понятия и их определения:

ассимилирующая способность водного объекта - способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения нормативов качества воды в контрольном створе;

допустимая концентрация химических и иных веществ, содержащихся в сточных водах (далее - допустимая концентрация), - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, допустимая при сбросе сточных вод с установленным режимом в водный объект, обеспечивающая нормативы качества воды водного объекта в контрольном створе;

загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, поступление которых в водный объект вызывает его загрязнение;

источник загрязнения вод (далее - источник загрязнения) - источник, вносящий в водный объект загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или тепло;

контрольный створ - условное поперечное сечение водотока, в котором производят комплекс работ для получения данных о показателях качества воды;

временный норматив допустимого сброса химических и иных веществ, содержащихся в сточных водах, в поверхностные водные объекты (далее - временный норматив допустимого сброса) - масса загрязняющего вещества в сточных водах, допустимая к сбросу в установленном режиме в водный объект в единицу времени, устанавливаемая на ограниченный период времени в целях поэтапного достижения норматива допустимого сброса;

норматив допустимого сброса химических и иных веществ, содержащихся в сточных водах, в поверхностные водные объекты (далее - норматив допустимого сброса) - масса загрязняющего вещества в сточных водах, максимально допустимая к сбросу в установленном режиме в водный объект в единицу времени с целью обеспечения нормативов качества воды водного объекта в контрольном створе;

нормируемые загрязняющие вещества - загрязняющие вещества, по которым устанавливаются нормативы допустимых сбросов и временные нормативы допустимых сбросов;

норматив предельно допустимой концентрации химических и иных веществ в воде водного объекта (далее - норматив предельно допустимой концентрации) - концентрация вещества в воде водного объекта, выше которой вода непригодна для установленного вида пользования;

расход воды - объем воды, протекающий через живое сечение потока в единицу времени;

состав воды - совокупность примесей в воде минеральных и органических веществ в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав содержащихся в ней радионуклидов;

свойства воды - совокупность физических, химических, физико-химических, органолептических, биохимических и других показателей воды;

фоновая концентрация вещества в воде (далее - фоновая концентрация) - концентрация вещества в воде, рассчитываемая (фактическая) применительно к данному источнику примесей в фоновом створе водного объекта при расчетных (фактических) гидрологических условиях, учитывающая влияние всех источников примесей, за исключением данного источника;

фоновый створ - сечение водного объекта, в котором определяется фоновая концентрация вещества в воде.

3. Общие требования к нормированию сбросов сточных вод в поверхностные водные объекты

В зависимости от целей использования водного объекта для каждого проектируемого и действующего выпусков сточных вод, в том числе коммунально-бытовых, промышленных, сельскохозяйственных, дождевых, дренажных, карьерных и шахтно-рудничных вод, с учетом допустимых концентраций определяются нормативы допустимых сбросов, соблюдение которых должно обеспечить нормативы качества воды в контрольном створе водного объекта.

Нормативы допустимых сбросов устанавливаются для каждого нормируемого загрязняющего вещества с учетом фоновой концентрации, целей использования водного объекта, нормативов качества воды водного объекта, его ассимилирующей способности. Нормативы допустимых сбросов определяются как произведение максимального часового расхода сточных вод на допустимую концентрацию.

При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, нормативы качества воды водных объектов должны выдерживаться в контрольном створе, расположенном на расстоянии одного километра выше ближайшего по течению водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения, мест купания, организованного отдыха или территории населенного пункта.

При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для рыбохозяйственных целей, нормативы качества воды в водных объектах должны соблюдаться на протяжении всего водного объекта или его участка, начиная с контрольного створа, расположенного на расстоянии 500 метров ниже сброса сточных вод.

При использовании водного объекта одновременно для различных целей применяются нормативы качества воды для рыбохозяйственного водного объекта.

Сброс нормативно-чистых и ливневых сточных вод в водные объекты в черте населенного пункта, а также сброс сточных вод в водоемы (озера, пруды, водохранилища) допускается в исключительных случаях по согласованию с городскими или районными инспекциями природных ресурсов и охраны окружающей среды и территориальными центрами гигиены и эпидемиологии. В этих случаях нормативы качества воды водного объекта должны относиться к самим сбрасываемым сточным водам.

При сбросе в водные объекты сточных вод после охлаждения оборудования допустимая концентрация устанавливается на уровне концентрации веществ в воде водного объекта в месте забора воды для охлаждения оборудования при условии пользования одним и тем же водным объектом. Температура сбрасываемых сточных вод не должна приводить к повышению температуры воды водного объекта выше допустимой нормы.

Если фактическая масса сброса загрязняющих веществ со сточными водами меньше расчетных нормативов допустимого сброса, то в качестве нормативов допустимого сброса принимается фактическая масса сброса.

Если показатели состава и свойств воды водного объекта в фоновом створе превышают нормативы качества воды для данного вида водопользования, то нормативы допустимого сброса по этим показателям устанавливаются исходя из нормативов качества воды принимающего водного объекта.

Для загрязняющих веществ, концентрации которых нормируются по приращению к фоновым концентрациям, нормативы допустимого сброса устанавливаются с учетом допустимых приращений к фоновым концентрациям.

Нормативы допустимых сбросов устанавливаются Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды (далее - Минприроды), областными и Минским городским комитетами природных ресурсов и охраны окружающей среды в разрешениях на специальное водопользование в соответствии с пунктом 3 Инструкции по оформлению разрешений на специальное водопользование, утвержденной постановлением Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь от 2 апреля 2003 г. N 14 "О некоторых вопросах оформления разрешений на специальное водопользование и представляемых для их получения документов" (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2003 г., N 46, 8/9399).

Если установленные согласно расчету нормативы допустимого сброса по техническим причинам не могут быть достигнуты, Минприроды или областными и Минским городским комитетами природных ресурсов и охраны окружающей среды в разрешениях на специальное водопользование могут быть установлены временные нормативы допустимого сброса исходя из необходимости поэтапного достижения расчетных нормативов допустимого сброса.

Временные нормативы допустимого сброса устанавливаются по наилучшим результатам, которые могут быть достигнуты водопользователями, исходя из наличия и эффективной работы существующих сооружений для очистки сточных вод и других водоохранных сооружений.

В целях достижения нормативов допустимого сброса водопользователями разрабатываются планы водоохранных мероприятий по снижению сбросов загрязняющих веществ, которые должны быть обеспечены финансовыми и материально-техническими ресурсами.

По мере осуществления отдельных этапов планов водоохранных мероприятий по достижению нормативов допустимых сбросов установленные значения временных нормативов допустимых сбросов снижаются Минприроды или областными и Минским городским комитетами природных ресурсов и охраны окружающей среды с учетом возможности внедрения наилучших имеющихся технологий по очистке сточных вод, а также с учетом возможности внедрения малоотходных и иных экологически чистых технологий основного производства, включая ограничение применения опасных веществ и материалов.

Продолжительность осуществления плана водоохранных мероприятий по достижению нормативов допустимого сброса и его этапов устанавливается Минприроды, областными и Минским городским комитетами природных ресурсов и охраны окружающей среды в каждом конкретном случае в зависимости от степени риска для здоровья населения, экологического состояния водного объекта и его биоресурсов, социально-экономических факторов, наилучших имеющихся технологий.

Проведение расчетов по определению нормативов допустимых сбросов и временных нормативов допустимых сбросов обеспечивается водопользователями.



4. Исходные данные для расчета нормативов допустимого сброса и допустимой концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водотоки

Исходными данными для расчета нормативов допустимого сброса и временных нормативов допустимого сброса являются:

- нормативы качества воды водотока;

- фоновые концентрации воды водотока;

- гидрометрические и расчетные гидрологические характеристики водотока в контрольном створе;

- места расположения выпусков сточных вод;

- фактические и / или проектные объемы сбрасываемых сточных вод, а также характеристика состава сточных вод, образующихся на объекте, по нормируемым показателям;

- характеристика объемов и состава сточных вод основных предприятий - абонентов (для юридических лиц, эксплуатирующих водопроводные и канализационные системы).

Дополнительными данными для расчета временных нормативов допустимого сброса являются:

- состав и фактическая эффективность работы очистных сооружений;

- нормативная эффективность снижения концентраций загрязняющих веществ в сточных водах на очистных сооружениях;

- показатели качества воды, используемой водопользователем в системах водоснабжения;

- технико-экономические характеристики реализованных и планируемых водоохранных мероприятий.

Фактические расходы сбрасываемых сточных вод принимаются по данным измерений, производимых водопользователем.

При расчете нормативов допустимого сброса и временных нормативов допустимого сброса используются средние значения показателей состава и свойств сточных вод за предыдущие 5 лет, полученные на основе результатов испытаний, выполненных аккредитованными аналитическими лабораториями водопользователя и аккредитованными аналитическими лабораториями Минприроды по аттестованным методикам, при помощи средств измерения, прошедших государственный метрологический надзор и метрологический контроль в порядке, установленном законодательством.

В случае расхождения между средними значениями одного и того же показателя по данным аккредитованных аналитических лабораторий водопользователя и Минприроды в качестве достоверного принимается среднее значение показателя, полученного на основе результатов испытаний, выполненных аккредитованными аналитическими лабораториями Минприроды.

Перечень показателей, подлежащих нормированию, представляется водопользователем по согласованию с городскими или районными инспекциями природных ресурсов и охраны окружающей среды и должен включать все загрязняющие вещества, которые характерны для сбрасываемых сточных вод.

Фоновое значение каждого нормируемого показателя определяется путем проведения испытаний проб воды, отобранных в фоновом створе, либо на основе расчета с учетом влияния на фоновый створ всех источников загрязнения, расположенных выше места сброса сточных вод.

При определении кратности разбавления сбрасываемых сточных вод с водой водотока в контрольном створе водопользования принимаются следующие расчетные условия:

- расходы воды на незарегулированных водотоках - минимальные среднемесячные расходы года 95% обеспеченности;

- расходы воды на зарегулированных водотоках - установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный попуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе.

Данные о фоновых концентрациях воды водотока, гидрометрические и гидрологические характеристики водотока запрашиваются водопользователем в государственной гидрометеорологической службе.

При отсутствии гидрометрических и гидрологических характеристик и данных о фоновых концентрациях водопользователь по согласованию с гидрометеорологической службой должен организовать проведение специальных исследований.

Расчет нормативов допустимого сброса и допустимой концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водотоки.

Исходя из нормативов предельно допустимых концентраций, норматив допустимого сброса определяется по формуле:

ДС = q ДК,

где q - расход сбрасываемых сточных вод, кубических метров в час;

ДК - допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, миллиграммов в кубическом дециметре:

ДК = а Q / q (ПДК - Сф ) + ПДК, (1)

где ПДК - норматив предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ в воде водотока, миллиграммов в кубическом дециметре;

Сф - фоновая концентрация того же загрязняющего вещества в воде водотока выше створа выпуска сточных вод, миллиграммов в кубическом дециметре; Q и q - расходы воды в водотоке и сбрасываемых сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

a - коэффициент смешения сточных вод с водой водотока, который определяется по формуле:



(1 - 2,72-7,94A)

а = ____________________________________, (2)

(1 + (Q / q) x 2,72-7,94A)

где Q и q - расходы воды в водотоке и сбрасываемых сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

A - коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения сточных вод с водой водотока, который определяется по формуле:

А = ф*c ?(Е/q), (3)

где ф - коэффициент извилистости водотока, равный отношению расстояний между выпуском и контрольным створом по фарватеру и по прямой;

c - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа выпуска (c = 1 при береговом и c = 1,5 при русловом выпуске);

q - расход сбрасываемых сточных вод, кубических метров в секунду;

Е - коэффициент турбулентной диффузии, который определяется по формуле:

Е = Vср x Hср / 200, (4)

где Vср и Hср - соответственно средняя скорость течения воды и средняя глубина водотока на участке между выпуском сточных вод и контрольным створом, метров в секунду и метров.

Для веществ, для которых допустимая концентрация определяется величиной приращения к фоновому состоянию, используется следующая формула:



ДК <= Сф + Сдоп (1 + а (Q/q), (5)

где Сдоп - допустимое увеличение содержания загрязняющих веществ в воде водотока после сброса сточных вод, миллиграммов в кубическом дециметре;

Сф - фоновая концентрация вещества в воде водотока, миллиграммов в кубическом дециметре;

Q и q - расход воды в водотоке и сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

a - коэффициент смешения сточных вод с водой водотока.

Величина допустимого значения БПК5 в сточных водах на выпуске в водоток определяется по формуле:

ДК = (а * Q (ПДК - БПКФ * 10-kФt)) / ((q * 10-kct) + ПДК / 10-kct)

где ПДК - норматив предельно допустимой концентрации по БПК5 для водных объектов, используемых для рыбохозяйственных, питьевых и хозяйственно-бытовых целей, миллиграммов кислорода в кубическом дециметре;

БПКф - биохимическое потребление кислорода (БПК5 ) в воде водотока в фоновом створе, миллиграммов кислорода в дециметре кубическом; Q и q - расход воды в водотоке и сбрасываемых сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

a - коэффициент смешения сточных вод с водой водотока;

kф и kс - константа скорости потребления кислорода органическими веществами воды водотока и сточной воды соответственно. Принимаются равными kф = kс .

Константа скорости потребления кислорода (для смеси бытовых и природных вод) имеет различные значения в зависимости от температуры:



Температура воды, оС	0	5	10	15	20	25	30
Kс , сут. -1	0,04	0,05	0,063	0,08	0,1	0,126	0,158

t - время протекания сточных вод от места выпуска до контрольного створа, суток:

t = L / Vср, (7)

где L - расстояние по форватеру от места выпуска сточных вод до контрольного створа, метров;

Vср - средняя скорость течения воды водотока, метров в секунду.

Расчетная концентрация по БПК5 в очищенных сточных водах из условия сохранения допустимого содержания растворенного кислорода в контрольном створе находится по формуле:

Lc = (a/0,4) * (Q/q) * (Ов - 0,4 БПКф - Одоп ) - Одоп / 0,4, (8)

где Ов - содержание растворенного кислорода в воде водотока в фоновом створе, миллиграммов в кубическом дециметре;

Одоп - предельно допустимая концентрация растворенного кислорода, которая должна быть в контрольном створе после сброса сточных вод, миллиграммов в кубическом дециметре (для водотоков, используемых для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, - не менее 4 миллиграммов в кубическом дециметре, для водотоков, используемых для рыбохозяйственных целей, - не менее 6 миллиграммов в кубическом дециметре);

0,4 - коэффициент для пересчета полного потребления кислорода в двухсуточное;

Q и q - расход воды в водотоке и сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

a - коэффициент смешения сточных вод с водой водотока;

БПКф - значение БПК5 воды водотока в фоновом створе, миллиграммов кислорода в кубическом дециметре.

Температура сбрасываемых в водный объект сточных вод должна удовлетворять условию:

Т <= (а Q/q + 1) * Тдоп + Тв , (9)

где Т - температура сбрасываемых сточных вод;

Тдоп - допустимое повышение температуры воды водного объекта, градусов Цельсия;

Тв - температура воды водного объекта в фоновом створе, градусов Цельсия;

Q и q - расход воды в водотоке и сточных вод соответственно, кубических метров в секунду;

a - коэффициент смешения сточных вод с водой водотока.

5. Методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод: механические, химич, физ-хим, биологич, термические. Ввиду множества примесей и их сложного состава методы очистки ст в применяют комплексно. Существуют также рекуперационные (извлечение из ст в и дальнейшая переработка ценных в-в) и деструктивные (в-ва, загрязняющие воду, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления) методы очистки ст в.

Механические методы - приемы очистки от крупнодисперсных взвесей, применяются как первая стадия в общей схеме очистки сточных вод. Подготавливают производственные ст в к другим методам более глубокой очистки. Выбор механического метода очистки осуществляется с учётом размера взвешенных частиц. Механическая методы:

процеживание через решётки

пескоулавливания

отстаивание

фильтрование

центрифугирование

Химические методы обработки сточных вод основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков. В особую группу химических методов следует выделить хлорирование и озонирование сточных вод, содержащих органические примеси, а также цианиды и другие пахнущие не органические вещества. Хлорирование и озонирование наиболее часто применяют для доочистки и обезвреживания питьевой воды на городских водопроводных станциях.

осаждение

окисление-востановление

Физико-химические методы применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, хим и биол методами. Позволяют полностью автоматизировать процесс очистки. В большинстве случаев использование физико-химических методов выделения загрязняющих веществ из сточных вод позволяет в дальнейшем рекуперацию.

флотация (процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела 2х фаз, обычно газа и жид-ти)

коагуляция (очистка стоков от мелкодисперсных и коллоидных примесей с помощью коагулянтов и флокулянтов)

ионный обмен (процесс обмена ионами, находящимися в р-ре, и ионами, присутствующими на пов-ти твердой фазы - ионита)

сорбция (процесс поглощения вещества из окружающей среды телом или жид-тью)

электрохимические методы (электрохим окисление или восстановление. Электрофлорация, электрофорез, электродиализ, электрокоагуляция)

магнитная обработка

экстракция

Биологическая очистка - метод, позволяющий очистить ст в от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов, связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза, антагонизма). Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям.

1. аэробный

2. анаэробный

При термической очистке сжигают жидки отходы нефтепродуктов и других горючих веществ в печах и горелках.

1. огневое концентрирование

2. огневое обезвреживание



Заключение

Попадающие в водные объекты вредные вещества кардинально меняют водную экосистему. Чтобы этого не происходило, необходимо производить химический анализ сточных вод в соответствии с установленным регламентом и принимать меры по очистке и правильному сбросу сточных вод.

Регулирование сброса сточных вод, их очистка и правильное распределение - залог сохранения природного разнообразия и отсутствия серьёзных штрафов для Вашего предприятия.



Литература

1. https://kvanta.ru/ochistka-vody/promyshlennye-stochnye-vody-normativy-i-metody-ochistki

2. https://knowledge.allbest.ru/ecology

3. https://belzakon.net

Размещено на Allbest.ru