Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Очистка промышленных сточных вод — это многоступенчатый процесс удаления взвешенных и растворённых загрязнений механическими, физико-химическими и биологическими методами с целью обеспечения сброса в водоприёмник или централизованную систему водоотведения в пределах нормативных требований. Состав промышленных стоков определяется отраслью производства и сильно отличается по содержанию взвешенных веществ, минеральных солей, нефтепродуктов, тяжёлых металлов, биогенных элементов и ПАВ. Поэтому типовая схема очистных сооружений строится последовательно: задержание крупных и тяжёлых примесей, осаждение и удаление коллоидных и эмульгированных загрязнений реагентами, минерализация органики микроорганизмами активного ила, доочистка до требуемого качества и обеззараживание. Ниже разобраны этапы — механическая очистка (решётки, песколовки, отстойники), физико-химическая (коагуляция, флокуляция, флотация, нейтрализация), биологическая (аэротенки, биофильтры, мембранные биореакторы) и доочистка — с действующими нормативными требованиями.
В зависимости от происхождения и характера загрязнений промышленные стоки делятся на несколько категорий, каждая из которых требует своего набора процессов очистки.
Для проектирования очистных сооружений необходимо знать характеристики стока: расход (среднесуточный, максимально-часовой), содержание взвешенных веществ (мг/л), биохимическое потребление кислорода (БПК), химическое потребление кислорода (ХПК), концентрации специфических загрязнений (нефтепродукты, тяжёлые металлы, аммонийный азот, фосфаты, СПАВ), активная реакция (pH), температура.
Типовая схема построена по принципу последовательного удаления загрязнений всё более тонких фракций: от крупного мусора и песка через коллоидные и эмульгированные примеси до растворённых органических веществ и биогенов.
Качество и состав исходной воды определяют состав ступеней. Универсальной «правильной» схемы не существует — каждая компоновка выбирается под конкретный сток и требуемое качество на выходе.
Решётки задерживают крупные включения, попадающие в сточные воды — фрагменты упаковки, текстиль, бумагу, фрагменты сырья. По СП 32.13330.2018 в составе очистных сооружений предусматриваются решётки с прозорами не более 16 мм, скорость движения сточных вод в прозорах — не более 1 м/с при максимальном притоке. На современных станциях применяются ступенчатые, шнековые и барабанные решётки тонкой очистки с прозорами 2–6 мм. Снятые отбросы дробятся и направляются совместно с осадком или вывозятся как отход. Снижение содержания взвешенных веществ на решётках — порядка нескольких процентов.
Песколовки задерживают тяжёлые минеральные частицы (песок, окалину, бой стекла), которые иначе осаждались бы в отстойниках и осложняли работу шнековых конвейеров и насосов осадка. Применяются три основных типа: горизонтальные (для расходов свыше 10 000 м³/сут), тангенциальные и аэрируемые.
Отстойники удаляют оседающие и всплывающие взвеси. Различают первичные (после песколовок) и вторичные (после биологической очистки) отстойники; по конструкции — горизонтальные, вертикальные, радиальные, тонкослойные.
Параметры — гидравлическая нагрузка, время отстаивания, расчётная гидравлическая крупность задерживаемых частиц — назначаются по СП 32.13330.2018 в зависимости от категории стока, требуемой эффективности задержания и характеристик взвешенных веществ. Эффективность первичных отстойников по взвешенным веществам обычно достигает 40–60 %, по БПК — 20–30 %.
Сетчатые барабанные и микрофильтры, гидроциклоны, тонкослойные модули применяются как замена или дополнение к классическим отстойникам, особенно для условно-чистых вод оборотных систем.
Физико-химические методы удаляют коллоидные, эмульгированные и часть растворённых загрязнений, которые не оседают самопроизвольно. Применяются перед биологической ступенью или вместо неё — для стоков с высокой минерализацией, малой биоразлагаемостью или специфическими загрязнениями (нефтепродукты, тяжёлые металлы, фосфаты).
Усреднители выравнивают мгновенные колебания расхода и состава, что критично для последующих процессов с биологией. Нейтрализаторы доводят pH до значений, благоприятных для коагуляции (как правило, в диапазоне, оптимальном для применяемого коагулянта) и биологической очистки. Кислые стоки нейтрализуются известью или каустиком, щелочные — кислотой или дымовыми газами.
Коагуляция — введение реагента, нейтрализующего электрический заряд коллоидных частиц и инициирующего их объединение в микрохлопья. Типовые коагулянты — сульфат алюминия Al2(SO4)3, оксихлорид алюминия (полиоксихлорид, PAC), хлорное железо FeCl3, сульфат железа(II) и (III).
Флокуляция — добавление высокомолекулярного флокулянта (катионного, анионного или неионогенного полиакриламида) для укрупнения хлопьев до размеров, пригодных к разделению. Доза подбирается экспериментально по пробному коагулированию (jar-test). Эффективность сильно зависит от pH, температуры, перемешивания и времени флокуляции.
Флотация удаляет лёгкие и эмульгированные загрязнения (нефтепродукты, жиры, ПАВ, хлопья после коагуляции), которые плохо оседают. Принцип — прилипание пузырьков газа к частицам и всплытие комплекса «пузырёк-частица» к поверхности, откуда пенный слой удаляется скребком.
Для отдельных категорий загрязнений применяются целевые методы:
Биологическая очистка использует сообщества микроорганизмов, окисляющих растворённые органические вещества до диоксида углерода, воды и биомассы и трансформирующих биогенные элементы (азот, фосфор). Условие применимости — биоразлагаемость стока (стандартный ориентир — отношение БПК5/ХПК выше 0,5 указывает на хорошую биологическую разлагаемость).
Активный ил — флоккулированное сообщество бактерий и простейших, поддерживаемое в аэротенке в виде взвеси при подаче воздуха. В аэротенках реализуются процессы окисления органики, нитрификация и денитрификация. Для биологического удаления фосфора предусматривают анаэробную зону.
Типичная эффективность биологической очистки в правильно работающем аэротенке: по БПК до 95...98 %, по ХПК — 80...90 %, по аммонийному азоту — 90...98 % при обеспеченной нитрификации.
В биофильтрах биомасса закреплена на загрузке (керамзит, пластиковые блоки), сточная вода орошает её сверху, воздух подаётся снизу. Биопруды используют естественные биологические процессы в открытых водоёмах с большим временем пребывания; применяются как ступень доочистки.
МБР объединяет аэротенк и мембранный модуль (ультрафильтрация или микрофильтрация) вместо вторичного отстойника. Это позволяет работать с дозой ила 8...12 г/л и выше, существенно сокращая объём сооружений; на выходе — вода практически без взвешенных веществ. Ограничения — повышенное энергопотребление, требования к предочистке и периодической химической промывке мембран.
Анаэробные реакторы (UASB и аналогичные) применяются для высококонцентрированных по органике стоков пищевой, целлюлозно-бумажной, спиртовой промышленности. Конечный продукт — биогаз, который может использоваться как топливо. Анаэробная очистка обычно служит первой биологической ступенью, после которой остаточная органика и биогены доочищаются аэробно.
Доочистка снижает концентрации остаточных загрязнений до требуемых нормативами значений и применяется, когда после биологической ступени их уровень не соответствует условиям сброса (особенно при сбросе в водоприёмники рыбохозяйственного значения).
Для оценки состава и эффективности очистки используют интегральные показатели и группы специфических загрязнений.
Нормативы качества сточных вод для сброса в централизованную систему водоотведения устанавливаются абонентским договором в рамках Правил холодного водоснабжения и водоотведения, утверждённых постановлением Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 №644 (в действующей редакции). Нормативы сброса в водные объекты рыбохозяйственного, питьевого и хозяйственно-бытового назначения устанавливаются на основании нормативных правовых актов в области охраны окружающей среды и категории водоприёмника.
Выбор схемы определяется четырьмя группами факторов: характеристики исходного стока, требования к качеству очищенной воды, ограничения площадки и капитально-эксплуатационные параметры.
В качестве методической основы при выборе технологии используется информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 8-2022 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях», утверждённый приказом Росстандарта от 23.12.2022 №3248 и введённый в действие с 01.09.2023 взамен ИТС 8-2015.
Механические (решётки, песколовки, отстойники, фильтры), физико-химические (усреднение, нейтрализация, коагуляция, флокуляция, флотация, реагентное осаждение, сорбция, ионный обмен, мембранные методы) и биологические (аэротенки с активным илом, биофильтры, мембранные биореакторы, анаэробные реакторы), а также доочистка и обеззараживание. На реальных объектах применяется их комбинация в составе многоступенчатой схемы, подобранной под состав стока и требуемое качество выпуска.
Механическая основана на физических процессах разделения: задержание сетками и решётками, гравитационное осаждение и всплытие, фильтрация. Удаляются крупные включения, минеральные частицы и оседающие взвеси, частично — лёгкие примеси типа нефтепродуктов. Физико-химическая использует реагенты и физико-химические эффекты для удаления коллоидных, эмульгированных и растворённых загрязнений: коагуляция, флокуляция, флотация, реагентное осаждение тяжёлых металлов и фосфатов, нейтрализация, сорбция, ионный обмен, мембранные процессы.
Коагуляция — введение реагента-коагулянта (сульфат алюминия, оксихлорид алюминия, хлорид железа), который нейтрализует заряд коллоидных частиц и инициирует их объединение в микрохлопья. Флокуляция — последующее введение высокомолекулярного флокулянта (полиакриламида) для укрупнения хлопьев до размеров, пригодных к разделению отстаиванием, флотацией или фильтрацией. Эти операции выполняются последовательно при заданном pH и контролируемом перемешивании.
Сточная вода поступает в аэротенк, в котором поддерживается взвешенная биомасса (активный ил) — флоккулированное сообщество бактерий и простейших. Аэратор подаёт воздух; микроорганизмы окисляют растворённые органические вещества до диоксида углерода, воды и собственной биомассы. Из аэротенка иловая смесь поступает во вторичный отстойник; осевший активный ил частично возвращается в аэротенк (рециркуляция), избыточный — направляется на обработку осадков. Для удаления азота организуются аэробная зона (нитрификация) и аноксидная (денитрификация); для биологического удаления фосфора — анаэробная.
Биохимическое потребление кислорода (БПК) — количество кислорода, потребляемое микроорганизмами при окислении органических веществ в стоке за определённый период; БПК5 — за 5 суток, БПКполн — до завершения процесса. Характеризует биоразлагаемую органику. Химическое потребление кислорода (ХПК) — количество кислорода, эквивалентное окислителю, расходуемому на полное химическое окисление органических и неорганических восстановителей. Оба показателя — в мгО2/л. Отношение БПК5/ХПК ориентирует на биоразлагаемость стока: значения выше 0,5 указывают на хорошую биоразлагаемость.
Можно, если сток беден биоразлагаемой органикой или содержит токсичные компоненты, угнетающие активный ил. Тогда основой схемы становится физико-химическая очистка с заключительной доочисткой сорбцией, мембранами и ионным обменом. Также биологическая ступень неприменима к высокоминерализованным стокам и стокам с высокими концентрациями токсичных металлов.
Взвешенные вещества, БПК, ХПК, аммонийный азот, нитриты, нитраты, фосфор, нефтепродукты, СПАВ, тяжёлые металлы, pH, минерализация, сухой остаток. Для сброса в централизованную систему водоотведения нормативы устанавливаются по абонентскому договору в рамках Правил холодного водоснабжения и водоотведения (ПП РФ от 29.07.2013 №644). Для сброса в водные объекты нормативы зависят от категории водоприёмника и регламентируются природоохранным законодательством.
Отстаивание удаляет частицы, плотность которых выше плотности воды, путём гравитационного осаждения. Флотация удаляет частицы, более лёгкие, чем вода, или близкие к ней по плотности (нефтепродукты, жиры, ПАВ, флокулированные хлопья), путём прилипания к ним микропузырьков газа и всплытия комплекса «пузырёк-частица». Обычно применяется напорная флотация: часть рециркулируемой воды насыщается воздухом под давлением и при сбросе в флотатор образует микропузырьки.
МБР — установка, объединяющая аэротенк с активным илом и мембранный модуль (ультра- или микрофильтрация) вместо вторичного отстойника. Иловая смесь фильтруется через мембраны под небольшим разрежением; очищенная вода удаляется фильтратом, активный ил остаётся в реакторе. Это позволяет поддерживать высокую дозу ила (8...12 г/л и выше), уменьшить объём сооружений и получить на выходе воду без взвешенных веществ. Минусы — повышенное энергопотребление, требования к предочистке и регулярная химическая промывка мембран.
Основной свод правил — СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85), действующий с изменениями. Правила приёма сточных вод от абонентов в централизованные системы водоотведения — постановление Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 №644. Технологический выбор и нормирование сбросов по технологическим показателям — на основе ИТС 8-2022 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях» (введён в действие с 01.09.2023). Эксплуатация регулируется отраслевыми руководящими документами и правилами технической эксплуатации.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.