Методов очистки сточных вод промышленных предприятий от различных загрязнений придумано много. Они постоянно усовершенствуются, чтобы соответствовать ужесточающимся требованиям к уменьшению сбросов вредных веществ в окружающую среду.
В этой статье описаны распространенные способы и технологии, применяемые на предприятиях.
Автор: Родион Магомедов
Время прочтения: 10 мин.
Часть 1. Методы механической очистки
Подбор технологии и методов очистка стоков промышленных предприятий – сложная задача и вызов для производителей очистных сооружений и инжиниринговых компаний. Главная сложность заключается в том, что разные предприятия генерируют разные стоки как по составу, так и по количеству, и каждый раз технологию очистки нужно подбирать исходя из конкретных показателей загрязнений и производительности.
Таблица 1: Примерный объем сточных вод на одну тонну готовой продукции, генерируемых некоторыми отраслями промышленности (международные данные)
| Тип отрасли | Сточные воды, м3/тонну продукции | ХПК, кг/м3 | ||
| Среднее | Диапазон | Среднее | Диапазон | |
| Очистка спирта | 24 | 16–32 | 11 | 5–22 |
| Пиво и солод | 6.3 | 5,0–9,0 | 2,9 | 2–7 |
| Кофе | н/д | н/д | 9 | 3–15 |
| Молочные продукты | 7 | 3–10 | 1,5 | 1,5–5,2 |
| Переработка рыбы | н/д | 8–18 | 2,5 | |
| Мясо и птица | 13 | 8–18 | 4,1 | 2–7 |
| Органические химические вещества | 67 | 0–400 | 3 | 0,8–5 |
| Нефтеперерабатывающие заводы | 0,6 | 0,3–1,2 | 1,0 | 0,4–1,6 |
| Производство изделий из пластмасс | 0,6 | 0,3–1,2 | 3,7 | 0,8–5 |
| Целлюлоза и бумага (вместе) | 162 | 85–240 | 9 | 1–15 |
| Мыло и моющие средства | н/д | 1.0–5.0 | н/д | 0,5–1,2 |
| Производство крахмала | 9 | 4–18 | 10 | 1,5–42 |
| Производство сахара | н/д | 4–18 | 3,2 | 1–6 |
| Растительные масла | 3,1 | 1,0–5,0 | н/д | 0,5–1,2 |
| Овощи, фрукты и соки | 20 | 7–35 | 5,0 | 2–10 |
| Вино и уксус | 23 | 11–46 | 1,5 | 0,7–3,0 |
Сточные воды промышленных предприятий условно делят на три больших класса в зависимости от характера примесей, которые генерируют определенные отрасли промышленности.
Таблица 2: Характер загрязнений для разных видов промышленности
| Характер загрязнений | Вид предприятий |
| Минеральные примеси | Машиностроительные, угледобывающие, производство строительных изделий, металлургия, производство минеральных удобрений |
| Органические примеси | Пищевая, молочная, рыбная, мясная промышленности; производство химических компонентов, литье пластмасс. |
| Смешанные (органические и минеральные) | Нефтеперерабатывающие и нефтедобывающие производства; производства бумаги, консервов, текстильных изделий; фармацевтическая промышленность. |
Однако, в случае, если завод только планируется строить и точных анализов стока просто не существует, можно ориентироваться на более точные данные, на основе похожих производств. Это поможет более точно оценить и подобрать технологию для строительства очистных сооружений для строящегося промышленного предприятия.
Таблица 3: Примерная оценка загрязнений, генерируемых разными видами промышленности.
| Отрасль промышленности | Показатель | ||||||||||||||||||||||||
| СПАВ | СФ | Х | НП | Ф | Жиры | Мн | ММКН | ДМ СФ | Фдг | Кр | Fe | Ni | Cu | Cr | Zn | Sn | Pb | Cd | Co | Ti | Al | Цианиды | As | Hg | |
| Электроэнергетика | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||||||
| Машиностроение | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||||
| Химическая | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| Нефтехимическая | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||
| Легкая | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||
| Пищевая | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||
| Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозная | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||
| Цветная металлургия | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||
| Транспорт | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||
| Черная металлургия | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||||||||||||
| Стройматериалы | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||
| Топливная | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||
| Электронная | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||
Условные обозначения: СФ – Сульфаты, ММКН – метилмеркаптан, Х – Хлориды, ДМСФ – диметилсульфид, НП – нефтепродукты, Фдг – формальдегид, Ф – фенолы, Кр – Красители, Мн – метанол
Когда известен характер загрязнений, следующий вопрос – выбор технологии. В разных странах существуют разные подходы к строительству очистных сооружения для промышленности. Даже в Российской Федерации существует большой выбор разных методов очистки.
Однако, несмотря на разные виды промышленных стоков, все эти методы можно разделить на несколько больших классов очистки:
В качестве специальных методов (либо как дополнительная стадия для утилизации отходов) могут использоваться:
Если углубляться в эти классы, то можно выделить набор конкретных методов, подходящих для разных видов загрязнений
Основные методы обезвреживания промышленных стоков
Рассмотрим подробнее наиболее распространенные методы очистки промышленных сточных вод.
Назначение метода - удаление из воды примесей минерального или органического происхождения размером более 0,1мм.
Часто механическая очистка используется как предварительный этап очистки, но подобное оборудование также может применяться и для глубокой доочистки. Перечислим основные виды оборудования, которое используют в строительстве очистных сооружений для очистки промышленных стоков, а также их назначение и особенности.
Довольно простой и понятный метод, используется, как правило, чтобы подготовить сток к последующей очистке.
Существует большое разнообразие разнообразных сеток, решеток, сит, но все они используются похожие принципы, либо комбинируют их. Два основных элемента, которые используются чаще всего это:
Применяется в основном для выделения песка и минеральных частиц размеров 0,2-0,25 мм. Чаще всего используются песколовки, которые имеют разные форму и несколько вариантов конструкцию либо отстойники.
Важно понимать, что скорость осаждения сильно зависит от размеров частиц, поэтому данным методом можно выделить только относительно крупные частицы. А для ускорения времени осаждения могут использоваться специальные компоненты: коагулянты и флокулянты (см. дальше, в разделе физико-химических методов)
Таблица 4: зависимость времени осаждения от размера частиц в слое воды высотой 1 метр.
| Размер части, мм | Пример примесей | Время осаждения |
| 1 | Грубый песок | 3 сек |
| 0,1 | Мелкий песок | 38 сек |
| 0,01 | Пыль | 33 мин |
| 0,001 (1 мкр) | Бактерии | 55 часов |
| 0,0001 (0,1 мкр) | Коллоиды | 230 дней |
| 0,00001 (0,01мкр) | Коллоиды | 6,3 года |
Примечание: существуют и другие научные данные по времени осаждения, см. статью "Очистка воды коагуляцией и фильтрацией"
Существуют большое количество видов песколовок, но в основе, как правило, лежит принцип осаждения песка и его отвод шнеком или сброс вручную.
Схема осаждения и отвода песка в тагненциальной песколовке
Принцип работы: сток с песком подается под напором. Внурти песколовки поток движется по спирали и песок остается внизу, а вода отводится вверх и уходит на дальнейшие этапы очистки.
Наиболее надежный и распространенный способ отстаивания взвесей. По виду отстойники делятся на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Но наиболее совершенными являются отстойники с тонкослойными модуляим. Их преимущество – устойчивость работы и отсутствие колебаний.
Таблица 5: эффективность очистки сточных вод на тонкослойных (ламельных) отстойниках марки СТОВ.
| Показатель | Единица измерения | На входе в установку | На выходе из установки |
| Взвешенные вещества | мг/л | 100-1500 | 10-30 |
| Нефтепродукты | мг/л | 5-50 | 0,5-3 |
На нефтеперерабатывающих предприятиях используются специальные нефтеловушки для очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Эти установки используются при концентрациях нефтепродуктов в сточных водах более 100 мг/л. При этом на поверхности зеркала воды образуется устойчивая нефтянная пленка, которая удаляется скребковым механизмом или скиммером
Однако нефтеловушки – не единственный способ очистки нефтесодержащих вод. Ниже сравнение эффективности нескольких методов:
| Способ очистки | Максимальная концентрация нефтепродуктов, мг/л | Глубина очистки, мг/л | Особенности метода |
| Механические методы (включая нефтеловушки) | Более 1000 | 40-1000 | Не удаляет эмульгированные примеси |
| Флотация | 200 | 20-60 | Эффективность зависит от флотации |
| Коалесценция | 100 | 10-15 | Частичное удаление эмульгированных примесей |
| Адсорбция | 100 | 1-3 | Удаляет эмульгированные примеси |
| Химические методы | 50 | 1-10 | Требует отстаивания и фильтрации |
| Биологические | 100 | 1-10 |
Обязательное наличие предварительного отстаивания. Эмульгированние примеси - удаляются |
Итого, преимущества и недостатки нефтеловушек:
Еще одним видом оборудования, используемого на промышленных предприятиях, являются жироловки. Их конструкция, как правило, представляет собой горизонтальную емкость, в которой жир задерживается и отводится по щелевым трубам.
Жироловки особенно актуальны для пищевых производств, где может генерироваться большое количество жиров.
Таблица 6: примерный состав сточных вод некоторых пищевых производств (данные по российской промышленности).
| Вид производства/ПДК | Взвешенные вещества, мг/л | pH | ХПК, мг/л | БПК, мг/л | Содержание жира, мл/л |
| ПДК | 3000 | 6,5-8,5 | 500 | 300 | 50 |
| Пивоваренные | 500-600 | 7,0-7,5 | 1200-1500 | 800-1000 | - |
| Хлебопекарные | 100-150 | 6,0-8,0 | 550-680 | 400-450 | - |
| Мясоперерабатывающие | 1500-2000 | 6,5-8,5 | 1600-2000 | 800-1500 | 200 |
| Молокоперерабатывающие | 300-600 | 6,0-8,0 | 1500-3000 | 1200-1400 | 100 |
| Кондитерские цеха | 1380 | 7,0-7,5 | 2500-3000 | 2000-2500 | 110 |
| Плодоовощные цеха | 160-2180 | 6,0-7,5 | 190-1610 | 150-1610 | - |
| Рыбоперерабатывающие | 1300-1350 | 7,0-8,0 | 1080-2000 | 590-1300 | 98-110 |
Для осветления сточных вод можно применять также циклоны. Они хорошо подходят для многих промышленных секторов.
Однако этот метод используется реже, по сравнению с фильтрами и отстойниками, поскольку центробежное разделение является энергоемким способом. Но этот способ более эффективен, так как центробежные силы в сотни раз превышают гравитационные (силу тяжести). К тому же, как правило, подобные установки имеют небольшие размеры, поэтому и используются для строительства очистных сооружений в промышленности.
Основные виды центробежного разделения
Где используются гидроциклоны.
| Вид промышленности | Удаляемые загрязнения |
| Стекольные заводы и автобазы | Песок, глина, минеральные компоненты |
| Литейные производства | Земля (при заливке в землю) |
| Нефтяные производства | Шлам, нефтепродукты |
| Мясокомбинаты | Жир, кости, твердые примеси органического характера |
| Свинофермы | Частицы минерального происхождения |
Где используются центрифуги и сепараторы:
Фильтрование – процесс отделения примесей с использованием пористых перегородок или слоя зернистого материала.
Фильтры - распространенный элемент очистных сооружений промышленных предприятий. Существует довольно большое разнообразие моделей фильтров и типов засыпки.
Наиболее практичные – механические фильтры с засыпкой таких материалов, как кварцевый песок, керамзит, дробленый антрацит и другие недорогие материала. Процесс фильтрации происходит за счет улавливания частиц примесей между частицами засыпки.
Когда фильтр забивается – он промывается обратным током воды под напором. Чаще всего вода в механические фильтра также подается под напором, для ускорения процесса фильтрации.
Как правило, фильтры используются для глубокой очистки или доочистки.
Мембраны - один из видов фильтрации. Различают обратный осмос, микро, ультра и нанофильтрацию. Данные фильтры используются на финальных этапах очистки для удаления мельчайших примесей, в том числе и растворенных.
Сравнение мембранных технологий с более грубыми песчаными фильтрами
Важно: при использовании обратного осмоса вода делится на пермиат (чистая вода) и концентрат, который нужно утилизировать и для многих промышленных предприятий это серьезная задача.
Конец первой части.
Во второй части рассмотрим химические методы очистки. Перейти ко второй части >>>
Спасибо! Консультант перезвонит через несколько минут
Или позвоните сами
Предыдущая статья