3.2 Загрязнение сточных вод. Сож как отход производства.

Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц. В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые, производственные, атмосферные.

Бытовые сточные воды (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений) образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей.

Производственные сточные воды - воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству.

Атмосферные сточные воды - дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточны е воды.

Различают загрязнения бытовых сточных вод:

К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод.

Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Количество бытовых сточных вод зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий.

Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др.

Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.

Кроме вышеуказанных групп загрязненных производственных сточных вод имеет место сброс нагретых вод в водоем, что является причиной, так называемых тепловых загрязнений. Производственные сточные воды могут различаться по концентрации загрязняющих веществ, по степени агрессивности и т.д.

Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного обоснования выбора надежного и эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Количество производственных сточных вод определяется в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности.

Норма водопотребления - это целесообразное количество воды, необходимого для производственного процесса, установленная на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. В укрупненную норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предприятий. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии. Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб.м. Состав сточных вод регулярно анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению: величины ХПК (общая концентрация органических веществ); БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим путем); концентрация взвешенных веществ; активной реакции среды; интенсивности окраски; степени минерализации; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Наиболее сложны по составы сточные воды промышленных предприятий.

На формирование производственных сточных вод влияет вид перерабатываемого сырья, технологический процесс производства, применяемые реагенты, промежуточные изделия и продукты, состав исходной воды, местные условия и др. Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия, но также сточных вод от отдельных цехов и аппаратов. Помимо определения основных санитарно-химических показателей в производственных сточных водах определяются концентрации специфических компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ. Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы.

1. Загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо и угледобывающей промышленности; заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных удобрений и др.).

2. Загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности; заводы по производству каучука, пластмасс и др.).

3. Загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству сахара, консервов, продуктов органического синтеза и др.).

На предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности одной из основных категорий сточных вод являются маслосодержащие стоки.

По концентрации основного загрязнения (масла) они делятся на малоконцентрированные и концентрированные. Малоконцентрированные стоки образуются при промывке металлических изделий после их термической обработки, и после расконсервирования.

Концентрированные сточные воды содержат масел до 50 г/л. Это отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), а также отработанные моющие растворы, представляющие собой стойкие эмульсии типа «масло в воде».

Источником загрязнения сточных вод и отходом производства является СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) применяемая на предприятии практически на всем оборудовании.

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) используют главным образом при обработке металлов резанием или давлением. Наиболее распространенные СОЖ — нефтяные масла (обычно с противоизносными и противозадирными присадками) и их 3-10 % эмульсии.

СОЖ подразделяют на следующие группы: жидкие нефтепродукты, содержащие маслорастворимые ПАВ; истинные или коллоидные водные р-ры электролитов и органических ПАВ; эмульсоры (3-10% водные эмульсии нефтяных масел, главным образом индустриальных), дающие при растворении в воде эмульсии молочно-белого цвета, и растворимые масла, которые образуют с водой коллоидные полупрозрачные растворы за счет солюбилизации масла и присадок мицеллами вод маслорастворимых ПАВ.

СОЖ состоящие из жидких нефтепродуктов - керосина,  маловязкого индустриального масла с добавкой в качестве ПАВ олеиновой кислоты, смеси нефтяных масел и др. присадок применяют главным образом для смазки режущего инструмента при протягивании, хонинговании (обработка поверхностей заготовок абразивным инструментом), развертывании, сверлении и других операциях обработки металлов.

СОЖ состоящие из водных растворов электролитов и органические ПАВ растворы  карбоната или нитрата Na, тринатрийфосфата с добавлением жидкого стекла, хромпика, буры, хлоридов Са или Mg, а также растворы глицерина, триэтаноламина, смачивателей типа ОП-7 либо ОП-10 и другие используют при черновом обтачивании металлов, предварительном фрезеровании, сверлении, распиливании и т.п.

СОЖ состоящие из эмульсолов и растворимых масел (индустриальные и иные маловязкие нефтяные масла)  обладают высокой смазывающей и охлаждающей способностью и используются при всех операциях обработки металлов.

На предприятии практически во всех цехах установлено оборудование, на котором применяют смазочно-охлаждающие жидкости различного состава. Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), обладая смазывающими свойствами, снижают трение и охлаждают как обрабатываемые поверхности, так и инструменты, используемые в процессе обработки.

За счет применения СОЖ  снижается потребляемая мощность, необходимая для производственных процессов, возрастает срок эксплуатации используемых инструментов, повышается качество обрабатываемых поверхностей. Потребляемое количество и типы СОЖ применяемые на станках предприятия представлены в табл. 1, приложение Б.

СОЖ на предприятии приготавливают, как централизовано, так и сами.

Объём приготовления централизовано СОЖ составляет 64 м³/месяц.

В процессе эксплуатации, жидкости загрязняются механическими примесями, техническими маслами и другими отходами обработки, подвергаются биопоражению, теряют свой технологический потенциал. Это приводит к необходимости частой, порой до двух раз в месяц, замены загрязненных жидкостей свежеприготовленными.

Смазочно- охлаждающие жидкости после истечения срока службы превращаются в очень опасные сточные воды которые подвергают утилизации с целю превращения в экологически безопасный сток.