Охрана вод часть 1

2

УДК 628.33 ББК 26.22

Рецензенты: д.т.н., профессор А.И. Альхименко (СПГТУ); к.т.н., профессор Н.Н. Лимарь, каф. гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики (СПГУВК).

Зубрилов С.П., Растрыгин Н.В. Охрана вод. Ч. 1. Очистка сточных вод: Учебное пособие. – СПб.: СПГУВК, 2001. - 124 с.

Предназначено для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности: 320600 Комплексное использование и охрана водных ресурсов.

Может быть использовано студентами других факультетов в рамках дисциплин природоохранного направления «Охрана вод», «Экология техногенных объектов» и др.

Печатается по решению редакционно-издательского совета СанктПетербургского государственного университета водных коммуникаций.

УДК 628.33 ББК 26.22

© Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций, 2001.

3

СОДЕРЖАНИЕ

5

1. СОСТАВ И СВОЙСТВА СТОЧНЫХ ВОД

Для определения опасности тех или иных сточных вод, а также для выбора технологии их очистки, наиболее важными являются сведения о химическом составе этих вод, т.е. о наличии в них различных примесей (загрязняющих веществ). Эта информация должна носить как качественный, так и количественный характер. Получить качественную характеристику стока можно двумя путями:

1)путём анализа источников образования стока (т.е. необходимо проследить весь процесс образования сточной воды от момента начала использования чистой воды до момента поступления её на очистные сооружения или сброса в водоём, с учетом всех возможных источников загрязняющих веществ);

2)путём непосредственного отбора проб воды и их химического анализа.

Для наиболее эффективного определения химического состава вод необходимо сочетание этих двух путей, т.к. химический анализ подразумевает, что к моменту его проведения должна иметься информация о том, какие вещества мы хотим обнаружить. Без этих сведений, определение состава воды химическим способом бессмысленно, т.к. анализ может продолжаться бесконечно долго.

Количественное определение химического состава сточной воды может быть осуществлено только с помощью лабораторных исследований с использованием химических, физических и биологических методов анализа и их различных сочетаний.

6

1.1.ВИДЫ СТОЧНЫХ ВОД

Вгородах и других населённых пунктах образуются жидкие загрязнения различного характера. К ним относятся физиологические выделения человека и животных, вода из бань, прачечных, от мытья помещений, улиц

ит.п.

При наличии производственных предприятий к ним добавляются загрязнения, образовавшиеся в результате технологических процессов, разбавленные водой в той или иной степени.

Исходя из этого можно сказать, что сточные воды (стоки) – это жидкости, которые были использованы человеком для удовлетворения тех или иных нужд и получили при этом дополнительные примеси (загрязняющие вещества), изменившие их химический состав и физические свойства. В зависимости от происхождения их можно разделить на следующие группы (рис. 1.1): бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные и атмосферные.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ

СМЕШАННЫЕ

Рис. 1.1. Классификация сточных вод в зависимости от их образования

7

Бытовые сточные воды подразделяют по природе их образования на фекальные (загрязнённые в основном физиологическими отходами) и хозяйственные (поступающие из бань, раковин, прачечных и т.д.). Состав бытовых вод в целом однообразен и характеризуется количественным содержанием органических веществ в растворенном и нерастворенном состоянии.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Состав (качественный и количественный) этих вод крайне разнообразен и зависит от характера производства, вида выпускаемой продукции и особенностей технологических процессов. Производственные сточные воды в зависимости от количества содержащихся примесей подразделяются на загрязненные (подлежат обязательной обработке перед сбросом в водоём или водоотводящую сеть населенного пункта, а также перед их повторным использованием) и условно чистые (могут отводиться в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта, а также использоваться повторно без предварительной обработки).

Кроме того, сточные воды от промышленных предприятий можно представить двумя категориями стоков:

1)технические, использовавшиеся для обеспечения работы технологического оборудования;

2)технологические, которые были задействованы непосредственно в тех-

нологических процессах.

Атмосферные сточные воды являются результатом выпадения дождей, таяния снегов; они содержат преимущественно минеральные загрязнения и, в меньшей степени, органические. Их подразделяют, соответственно, на дождевые и талые. К ним также относят воду, использованную для мытья улиц и зданий.

8

В последнее время новым источником загрязнения водоёмов стало сельское хозяйство. Это связано с применением минеральных и органических удобрений, ядохимикатов и т.п.

Кроме того, можно выделить ещё одну группу сточных вод, так называемые смешанные сточные воды. Они образуются в результате перемешивания перечисленных выше видов сточных вод в системах канализации.

1.2. ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА СТОЧНЫХ ВОД

Вода – химическое соединение, состоящее на 11,11% из водорода и на 88,89% из кислорода (по массе). Химически чистая вода не имеет цвета, запаха и вкуса. В природных условиях такой воды не существует. Природная вода всегда содержит растворённые и взвешенные вещества: частицы песка, глины, остатки растительных и животных организмов, а также различные микроорганизмы.

Оценка состава воды производится по физическим, химическим и санитарно-биологическим показателям.

К физическим показателям относят температуру воды, содержание в ней взвешенных веществ, цветность, запахи и привкусы. Наличие в воде взвешенных веществ обуславливает её мутность, их количество выражают в мг/л и определяют весовым методом.

Вода поглощает большую часть оранжевых и красных компонентов видимого света, что объясняет голубую окраску ее большой толщи. Степень прозрачности часто используют для измерения содержания определённых видов примесей и эффективности очистки. Прозрачность выражается толщиной слоя воды (см), через который ещё возможно чтение стандартного шрифта (прозрачность по Снеллену) или различение креста.

9

Обратной величиной прозрачности является мутность, которая определяется путём сравнения с мутностью стандартных растворов или нефелометрами; она выражается в мг SiO2/л.

Прозрачность воды, а значит, и её мутность, зависят не только от количества взвешенных частиц, но также от их размеров, формы и цвета. Связь между массовым содержанием взвешенных веществ в воде и её прозрачностью в каждом конкретном случае может быть представлена графически. Присутствие в воде гуминовых, таниновых веществ создает цветность воды. Цветность принято измерять в градусах по платинокобальтовой шкале (10 цветности – цветность раствора, содержащего в 1 литре 2,49 мг хлорплатината калия (1 мг Pt) и 2 мг хлористого кобальта (CoCl2

·6H2O)).

Характер запаха определяется органолептически. Интенсивность его определяется по пятибалльной шкале. Для оценки интенсивности запаха указывается разбавление воды, при котором он исчезает.

Химический состав воды характеризуется следующими показателями: ионным составом, жесткостью, щёлочностью, окисляемостью, активной концентрацией ионов водорода (рН), сухим и прокалённым остатком, общим солесодержанием (суммой катионов и анионов), содержанием растворённого кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора.

1.2.1. Классификация загрязняющих веществ по фазово-дисперсному составу

Сточные воды имеют в своём составе различные виды загрязняющих веществ, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом фазовых состояниях. Эти примеси в конечном итоге создают в воде различные типы растворов.