Контроль сточных вод заключается в измерении органолептических показателей воды, концентрации водородных ионов, содержании грубодисперсных (взвешенных) частиц, химического потребления О2 (ХПК), количества растворенного в воде О2, биохимического потребления О2 (БПК) и концентрации вредных веществ, для которых определена ПДК.
Из органолептических показателей определяют цвет и запах. Цвет – по оптической плотности на спектрофотометре, фотометре или электрофотокалориметре. Запах носит качественный характер, его анализируют при комнатной температуре или при 320-3400К.
Концентрация водородных ионов – величина pН определяется электрометрическим способом. Грубодисперсные примеси и фракционный состав – методом фильтрования, а также измерением « сухого» остатка.
Под ХПК понимается величина, характеризующая общее содержание в воде восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. Выражается ХПК количеством О2, необходимым для окисления всех содержащихся в воде восстановителей.
Под БПК подразумевается количество О2 (мг), необходимое для окисления в аэробных условиях в результате происходящих в воде биологических процессов, содержащихся в 1 л сточной воды.
Различают 4 основных метода очистки сточных вод:
1-механические(отстаивание) с эффективностью по нерастворимым примесям 60-90%, по БПК-30-40%
2 – механо-химические (коагуляция, нейирализация) с эффективностью соответственно 80-85% и 40-50%
3 – физико-химические(ионный обмен, сорбция) с эффективностью соответственно 90% и 50-75%
4 – биохимическиес эффективностью соответственно 90% и 80-90%.
Механическаяочистка используется для отделения нерастворимых веществ; основные методы: отстаивание, процеживание, фильтрация, цинтрифугирование; используются решетки, волокноуловители, песколовки, гидроциклоны, центрифуги, зернистые фильтры.
Механо-химическаяочистка используется для очистки от растворенных примесей, в ряде случаев и от взвешенных веществ, при этом требуется предварительный процесс коагуляции. Основные методы: флотация, экстракция, нейтрализация. Флотация – всплывание маслопродуктов путем обволакивания частиц пузырьками газа. Экстракция – перераспределение примесей сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточные воды и экстрагента), напрмер, очистка от фенола производится бензолом или бутилацетатом. Нейтрализация – выделение кислот, шелочей, солей металлов. Нейтрализацию кислот осуществляют едким натрием, калием, известью, известняком, доломитом, мрамором, мелом, магнезитом, содой, отходами шелочей. Нейтрализацию щелочей и их солей производят серной, соляной, азотной, фосфорной и др. кислотами.
Физико-химическаяочистка применяется для глубокой очистки от растворенных примесей, обессоливания и очистки от ионов металлов, от летучих органических веществ. Основные методы: сорбция, ионно-обменная очистка, гиперфильтрация, эвапорация, электрохимическая очистка. Сорбция – очистка от растворимых примесей за счет использования мелкодисперсных материалов: зола, торф, опилки, шлаки, глина, очень хорош активированный уголь. Ионно-обменная очистка – для обессоливания и очистки от ионов металлов и др. примесей; осуществляют ионитами синтетическими ионно-обменными смолами в виде гранул размером 0,2-2 мм; реализуют последовательным фильтрованием через катиониты и аниониты (в-ва, имеющие на своей поверхности подвижный ион), происходит обмен анионов кислот на ОН¯¯.. Электрохимическая очистка (в частности, окисление) осущесталяется электролизом, ее применяют для очистки гальванических сбросов: на аноде происходит окисление цианидов в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианиты, карбонаты, диоксид углерода, азот), а на катоде – разряд ионов меди, цинка, кадмия. Гиперфильтрация – (обратный осмос) – разделение растворов фильтрованием их через мембраны, поры которых размером ~1 нм пропускают молекулы воды, задерживая гидратированные ионы солей или молекулы недиссоциированных соединений; отличается малыми энергозатратами. Эвапорация – обработка паром сточных вод с содержанием летучих органических веществ, переходящих в паровую фазу и вместе с паром удаляющихся из сточных вод.
Биологическая очистка , самая эффективная и дорогая, используется для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т.п.). Стадии процесса:
1) адсорбция из сточных вод примесей
2) разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов или протекающих в них биохимических процессах (окисление или восстановление).
Биохимическая очистку осуществляют в природных и искусственных условиях, используют для бытовых и производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала применяют шлак, известь, керамзит, пластмассу, гравий. Нормальный ход процесса устанавливается после образования на загрузочном материале биофильтра биологической пленки, микроорганизмы которой адаптировались к органическим примесям (от 2 - 4
недель до нескольких мецяцев). Образующуюся биомассу микроорганизмов – деструкторов (активный ил) периодически удаляют и обрабатывают.
При организации хозяйственной деятельности предприятия, использующего в производстве воду и производящего затем сброс стоков, производится экологическая экспертиза. На основании данных экологической экспертизы определяется состав сточных вод и делается расчет их выпуска в водоемы или системы конализации, исходя из требований ГОСТа 17.1.1.01-77. Этот ГОСТ регламентирует предельно-допустимый сброс (ПДС). Исходными данными для разработки нормативов ПДС являются характеристики сточных вод и приемника сточных вод, фоновые концентрации загрязняющих веществ и категория водопользования. В настоящее время в России на нормативах ПДС работают лишь 15-20% загрязняющих производств и 40-50% на ВСС- временно согласованные сбросы (стоки) вредных веществ, а остальные осуществляют сброс сточных вод на основе лимитных сбросов, которые определяют по фактическим данным на определенном отрезке времени. На данный момент в России действует более 1900 ПДК вредных химических веществ для сточных вод. Основные составляющие ПДК: по нефтепродуктам – 0,1мг/л, железо – 0,5, медь – 1,0, ПАВ – 0,5, хром – 0,5, фенол – 0,001, кобальт – 1,0, никель – 0,1, азот нитратов – 10, свинец – 0,1, форальдегид – 0,05, цинк – 1,0, азот аммиака – 2,0 мг/л. За содержанием вредных, загрязняющих веществ в сточных водах ведется постоянный экологический контроль. В слеуаях превышения ПДК или «залповых сбросах» неочищенных сточных вод на нарушителей налагаются штрафы в установленном порядке.
