Состав сточных вод и методы их очистки

Образуются при атмосферных осадках, в процессе жизнедеятельности человека, проведения технических мероприятий и промышленного производства. Их прямой слив в водоемы или сброс на рельеф могут нанести огромный ущерб экологии. В бытовых отходах много органических веществ, способствующих активному распространению бактерий. В технических и промышленных стоках содержатся опасные химикаты и различные включения, которые при попадании в пруд отравляют все живое. Нужно разделять сточные воды по составу и выбирать способ очистки для каждого их вида.

Классификация стоков по происхождения

В зависимости от источника загрязненных жидкостей существенно меняется и их состав. В отдельных случаях это может быть относительно чистая вода – например, дождевая и талая. Но в бытовых и промышленных стоках содержится целый перечень небезопасных компонентов.

Атмосферные сточные воды

Считаются наименее загрязненными и наиболее безопасными даже при прямом сливе в водоем или на рельеф. Это вода не только после осадков, но и после полива газонов и улиц. На загородных участках и городских территориях обустраивают ливневую (дождевую) канализацию. Состоит из несколько компонентов. По желобам вода собирается с крыш и перенаправляется в водосточные трубы, а внизу попадает в дождеприемники с решетками. Они могут располагаться точечно под трубами или линейно по периметру дома или площадки. Благодаря пескоулавливателю происходит механическая очистка стоков от веток и листьев .

Если это только дождевая или талая вода без примесей, то грубой механической очистки достаточно. После этого стоки либо движутся по лоткам, проложенным в грунте на небольшой глубине, либо по трубопроводу к месту слива или сбора. Отсутствие вредных веществ в составе позволяет использовать их повторно для полива и других нужд. Но если это жидкость после мытья улиц мыльными и иными растворами, то потребуется ее дополнительна очистка. Это же касается ливневой воды с проезжих частей и промышленных площадок, на которых могут оставаться бензин, масла и химикаты. Отводится в городскую дождевую канализацию.

Бытовые сточные воды

Раньше имели и второе название – хозяйственно-фекальные. Состоят из двух видов стоков: 1) жидкостей, поступающих с кухни и/или ванной; 2) физиологических отходов из туалетов. Первые почти на 99% состоят из грязной жидкости, но без крупных включений и резкого запаха, что отличает их от второго вида стоков. Схожими по составу являются и коммунально-бытовые сточные воды, образующиеся при работе душевых, прачечных, заведений общепита, отелей, больниц и других объектов. В целом состав жилых бытовых и коммунально-бытовых стоков очень схож. Могут содержать: а) нерастворимые крупные взвеси размером от 0,1 мм; б) коллоидные с частицами до 0,1 мм; в) растворимые молекулярно-дисперсные до 0,01 мкм. Если приводить процентное соотношение, то больше 50% приходится на растворимые примеси, на коллоидные – до 20%, а оставшаяся часть – это нерастворимые частицы.

В составе бытовых сточных вод преобладают органические вещества (до 70%). К ним относятся жиры, белки, углеводы, клетчатка. Если имеют растительное происхождение, то их основным элементом является углерод, а если животное, то азот. Органические загрязнения – наиболее проблемные, так как быстро начинают пахнуть, гнить и создавать условия для распространения микроорганизмов. Содержащиеся в них вещества питают бактерии и способствуют быстрому росту их колоний. Эффективным способом очистки органики считается биологический метод. Сточные воды поступают в специальные очистные резервуары, где находится биомасса из бактерий. Они начинают поедать органические примеси и разлагать их на безопасные составляющие. Аэробным бактериям для жизни нужен постоянный приток кислорода, а анаэробные разлагают органику без него. 

В состав бытовых стоков входят и минеральные вещества. Это песок, глина, соли и шлаки, удаляемые механическим способом.

Промышленные сточные воды

К этой категории относятся жидкости, образующиеся в результате производственной деятельности в разных сферах. Самыми загрязненными являются сточные воды, образующиеся после производственных процессов. Это самые опасные отходы с точки зрения их воздействия на экологию и жизнь человека. Их состав зависит от отрасли промышленности:

• Нефтехимическая. В жидкостях обнаруживаются нефтепродукты (бензин, мазут, солярка) и тяжелые металлы (железо, медь). Стоки имеют повышенную вязкость и специфический запах.
• Автомобильная. В жидких отходах этих предприятий также могут содержаться продукты нефтепереработки. Помимо этого, в них встречаются масла, цианиды, хром, красители.
• Целлюлозно-бумажная. В процессе изготовления продукции образуются отходы и стоки, содержащие древесные волокна, фенолы, полимеры и много твердых взвешенных частиц.
• Текстильная. В состав сточных вод входят как минеральные, так и органические вещества. Это плохо растворяемые в воде синтетические волокна, токсичные красители, ионы металлов.
• Сельскохозяйственная. Состав стоков отличается высоким содержанием растительных волокон, остатков фруктов и овощей. Это органика, которая гниет и размножает бактерии.

Помимо отходов, возникающих непосредственно в процессе производства продукции, промышленные стоки включают в себя и другие жидкости. Образуются от охлаждающего оборудования и являются пригодными для повторного использования даже без очистки. Небольшую часть составляют также стоки из подсобных цехов, обсуживающих площадок и других зон. Необходимость в очистке определяется входящими в их состав примесями.

Способы очистки сточных вод

Основные технологии уже упоминались при описании каждого вида стоков в зависимости от их происхождения и состава. Широкое практическое применение получили три способа:

1. Механический. Основной метод для дождевых и талых вод, а также для стоков от охлаждающего промышленного оборудования. Для задержки крупных частиц чаще всего используют различные фильтры и решетки, которые могут иметь ячейки разного диаметра.
2. Биологический. Приоритетный метод очистки стоков с высоким содержание органических веществ. Относительно чистые жидкости могут сливаться в биопруды. Используют также биофильтры, но наибольшее распространение получили станции очистки (аэротенки).
3. Химический. Этот способ обычно применяется для сильно загрязненных и токсичных промышленных сточных вод, в которых есть вредные вещества. Для их нейтрализации применяют окислители (кислород, хлор, фтор) или различные реактивы (соли, щелочи).