Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выпускная квалификационная работа

Очистка сточных вод на автотранспортном предприятии на примере управления механизации филиал ОАО «Мостелефонстрой»

Введение

Целью выпускной квалификационной работы в соответствии с выданным заданием является изучение организации и технологии очистки технологических сточных вод на предприятии на примере управления механизации филиал ОАО «Мостелефонстрой».

Основные задачи:

1. Изучить документы, на основании которых осуществляется очистка сточных вод.

2. Изучить очистные сооружения, предназначенные для очистки производственных стоков от мойки машин.

3. Изучить комплексы очистных сооружений ливневых стоков.

4. Изучить комплекс доочистки «Волна».

В выпускной квалификационной работе дан общий краткий анализ методов очистки технологических сточных вод и основных нормативных документов, а также сточных вод предприятий г. Москвы по мойке автомашин. На основе изучения материалов конкретного предприятия - управления механизации филиала ОАО «Мостелефонстрой», дана характеристика очистных сооружений производственных стоков от мойки машин, очистных сооружений ливневых стоков и комплекса доочистки «Волна».

Приведены основные технологические показатели очистных сооружений, на основании анализа которых сделаны выводы об эффективности очистки технологических сточных вод на предприятии.

При написании выпускной квалификационной работы изучены также нижеследующие нормативные документы, регулирующие данный вид природоохранной деятельности:

Водный кодекс РФ

Федеральный закон «Об охране окружающей среды».

Постановление Правительства РФ «О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей»

Приказ Министерства природных ресурсов РФ «Об утверждении типовой формы решения о предоставлении водного объекта в пользование»

Постановление Правительства РФ «Об утверждении положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов»

Приказ Министерства природных ресурсов РФ «Об утверждении порядка учёта объёма забора (изъятия) водных ресурсов из водных объектов и объёма сброса сточных вод и (или) дренажных вод, их качества собственниками водных объектов и водопользователями»

Приказ Министерства природных ресурсов РФ «Об утверждении Методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей»

Приказ Министерства природных ресурсов РФ «Об утверждении форм и порядка предоставлении сведений, полученных в результате наблюдений за водными объектами заинтересованными федеральными органами исполнительной власти, собственниками водных объектов и водопользователями»

РД 52.24.643-2002 МУ. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям.

ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб.

СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.

ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

1. Проблема загрязнения поверхностных и подземных вод

сточный очистка вода комплекс

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;

химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых (дренажные воды шахт, рудников), обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г. нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

На жизнь биоценоза водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме - беспозвоночных - неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут.

Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1 л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

Нагретые сточные воды тепловых ЭС и других производств причиняют «тепловое загрязнение», которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого «цветения воды». Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

2. Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других отраслях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.).

Биологический метод дает хорошие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Таким образом, существующие способы очистки сточных вод весьма разнообразны и требуют специальных исследований для выбора наиболее эффективных в конкретных условиях загрязнения.

Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды: при сбросе в водоем - ПДС (предельно допустимые сбросы) и ПДК (предельно допустимые концентрации веществ), а при использовании очищенных сточных вод в производстве - те требования, которые необходимы для осуществления конкретных технологических процессов.

Для приготовления из сточных вод технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных вод водоемов большое значение имеет технико-экономическая оценка способов подготовки воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы водоиспользования^. Однако процесс замены современных производств безотходными, в том числе и с полностью замкнутой системой водоиспользования, достаточно длительный. Поэтому часть очищенных сточных вод сбрасывают в водоемы. В этих случаях необходимо соблюдать установленные нормативы для относительной концентрации вредных веществ в очищенных сточных водах.

Применяемые схемы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных вод в основных технологических процессах и минимальный их сброс в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса сточных вод в водоемы (совершенствование технологических процессов, повышение эффективности очистки сточных вод). Сточные воды являются чистыми, если их отведение в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе или пункте водоиспользования.

Степень очистки сточных вод при сбросе их в водоемы определяется нормативами качества воды водоема в расчетном створе и в большой степени зависит от фоновых загрязнений. Для снижения концентраций вредных примесей, присутствующих в сточных водах, до требуемых величин необходима достаточно глубокая очистка. Поэтому большое значение имеет надежный контроль степени очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству очищенных вод значения ПДК большинства вредных веществ снижаются и, следовательно, возрастают трудности их определения. Кроме того, контроль усложняется при определении концентраций вредных веществ в сильно разбавленных сточных водах.

3. Очистка поверхностных и моечных сточных вод на примере Москвы

Рост числа автолюбителей и увеличение грузоперевозок автоматически приводят к тому, что увеличивается число предприятий по обслуживанию транспорта. Это организации с приставками авто: автосервис, автостоянка, автомойка, автозаправка. Помимо обычных, бытовых сточных вод, такие предприятия имеют дело со специфическими сточными водами.

Сточные воды организаций, обсуживающих автотранспорт, содержат много примесей, главным образом нефтепродуктов. Такие примеси очень серьезно загрязняют окружающую среду, и опасны для здоровья и жизни человека. Поэтому существуют санитарные нормы по очистке сточных вод на таких предприятиях. Значит, очистные сооружения для автопредприятий должны быть ориентированы на специфику их сточных вод и на существующие санитарные нормы.

Как правило, очистные сооружения, устанавливаемые на автомойках, автозаправках, автосервисах, автостоянках, состоят из двух основных блоков. Эти конструкции предназначены для разной очистки воды. В первом очистном сооружении вода очищается от твердых частиц. Обычно, это песок, мелкий гравий, частицы тканей. Под действием гравитации, эти вещества оседают на дно септика, или пескоотделителя.

Далее, уже частично очищенные сточные воды, необходимо отделить от нефтепродуктов: масел, бензина, дизельного топлива и т.д. Это происходит во втором блоке очистных сооружений, как правило, в масло-бензоотделителе. В этих модулях происходит укрупнение частиц нефтепродуктов, благодаря чему они всплывают на поверхность, образуя пленку, установленные датчики фиксируют, когда уровень нефтепродуктов достигнет максимального, и запускается самоочищение.

Специфика очистных сооружений на автопредприятиях предполагает так же установку специальных колодцев, на выходе воды в канализацию, или ливневые стоки. Эти колодцы оснащены дисковым затвором, и предназначают для сбора проб на степень очистки сточных вод.

Очистные сооружения для автопредприятий обязаны максимально очищать сточные воды, насыщенные нефтепродуктами. Поэтому к ним необходимо относится со всей серьезностью.

Для большинства современных городов России одной из первоочередных задач охраны окружающей природной среды и здоровья населения является проблема организации сбора, отведения и очистки сточных вод. Водоотводящая система Москвы является неполной раздельной и включает в себя две самостоятельных системы водоотведения: хозяйственно-фекальную и водосточную.

Весь хозяйственно-фекальный сток Москвы собирается единой хозяйственно-фекальной канализационной сетью и отводится на централизованные канализационные станции аэрации. Такая организация сбора, транспортировки и очистки хозяйственно-фекальных сточных вод исключает возможность попадания неочищенных сточных вод в поверхностные водоисточники, являющиеся приемниками очищенных хозяйственно-фекальных сточных вод.

Поверхностный сток с территории Москвы собирается и отводится водосточной сетью, которая сориентирована на Москва-реку и малые реки города как приемники поверхностных стоков и элементы городской водоотводящей системы.

Среднемноголетний расход современного суммарного стока с территории Москвы составляет 18,1 мі/с. В этот расход входят следующие компоненты:

· поверхностный сток от атмосферных осадков;

· грунтовый сток от атмосферных осадков;

· дренажный сток, формирующийся из потерь в водонесущих коммуникациях, аварийных и технологических сбросов, а также расходов на пожаротушение и т.п.;

· промышленные нормативно-чистые сбросы (в том числе моечные стоки);

· поливочные воды.

По данным ГУП «Мосводосток» более половины водовыпусков не имеют никаких устройств очистки сбрасываемых вод. Существующие сооружения представлены тремя основными видами:

· пруды-отстойники;

· щитовые заграждения;

· сооружения камерного типа.

Результаты измерений, проведенных лабораторией ГУП «Мосводосток», показывают, что из 21 показателя загрязнений, по которым проводились измерения, случаи превышения значений над допустимыми (ПДК) наблюдались по следующим 7 показателям: взвешенные вещества, нефтепродукты, марганец, железо, азот аммиака, ХПК, БПК.

Данные по оценке качества поверхностного стока приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Оценка качества поверхностного стока в г. Москва

Бассейн Взвешенные вещества, мг/л Эфирорастворимые вещества, мг/л БПК20, мг/л ХПК, мг/л Нефтепродук-ты, мг/л ПДК 0,25 мг/л+Ср* - 3 15 0,05 I 440 44 40 600 17,6 II 520 35 - - 14,0 III 2200 44 - - 17,6 IV 1100 57 80 650 22,8

Сильное влияние на качественные и количественные характеристики отводимых поверхностных вод оказывает состояние территории города. На сегодняшний день состояние территории Москвы является неудовлетворительным. Часть поверхностного стока отводится в водоотводящую водосточную сеть и непосредственно в водоприемники неорганизованно. Этот сток, как правило, представляет собой небольшие рассредоточенные, не увязанные в единую систему водостока потоки с территорий открытых стоянок, АЗС, гаражных комплексов, производственных площадок и т.д. Образующиеся таким образом сточные воды оказывают серьезное воздействие на санитарно-эпидемиологическое состояние столицы. Разбрызгиваемые колесами транспортных средств поверхностные сточные воды образуют аэрозоли, которые, находясь в атмосферном воздухе, наносят значительный ущерб населению и растительности города.

Частично или полностью проблему неорганизованного стока на территории города можно решить минимизацией таких потоков, устройством локальных водосточных систем и очистных установок.

На сегодняшний день к качеству очищенных поверхностных сточных вод перед их сбросом предъявляются достаточно жесткие требования. Лимитирующими показателями загрязнений являются нефтепродукты и взвешенные вещества.

В процессе разработки технологической схемы очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, необходимо учитывать агрегативное состояние этих загрязнений в стоках.

Нефтепродукты в поверхностных сточных водах чаще всего находятся в трех основных состояниях:

· в молекулярно-растворенном, с крупностью частиц 10^-5>d>10^-7 м;

· эмульгированном, с крупностью частиц 10^-3>d>10^-5 м;

· дисперсном, с крупностью частиц d>10^-3 м.

Загрязнения, содержащиеся в виде дисперсия способны осаждаться, а также выделяться в виде пленки на поверхности воды в процессе отстаивания. Эмульгированные загрязнения (коллоидные системы и эмульсии) стабильны в воде и практически не выделяются при отстаивании.

Молекулярно-растворенные загрязнения образуют с водой растворы.

В основе всех существующих технологических систем очистки нефтесодержащих сточных вод, как уже было отмечено в разделе 2, заложены следующие группы методов:

· механические;

· биохимические;

· физико-химические и электрохимические.

На рисунке 1 представлены результаты исследования состояния нефтепродуктов в сточных водах и, соответственно, правильности выбора метода очистки этих вод.

Области эффективного применения различных методов очистки характеризуются различием состояния нефтепродуктов в сточных водах.

Рисунок 1 - Выбор метода очистки в зависимости от состояния нефтепродуктов в сточных водах

Механические методы очистки поверхностных сточных вод

Общим признаком данной группы методов очистки является то, что в их основе лежит гравитационная сепарация нефтепродуктов, взвесей и воды.

Механическая очистка является самым распространенным методом обработки воды, содержащей нефтепродукты и взвеси. В процессе механической очистки из сточных вод удаляются крупные загрязнения и крупнодисперсные примеси, находящиеся как в твердом, так и в жидком состоянии (в т. ч. нефтепродукты).

К сооружениям механической очистки следует отнести песколовки, нефтеловушки, отстойники, пруды накопители, гидроциклоны и центрифуги.

В процессе механической очистки из обрабатываемой воды удаляются загрязнения, имеющие крупность более 60 мкм.

Физико-химические методы очистки поверхностных стоков

В технологических схемах очистки поверхностных сточных вод широкое практическое применение нашли разделительные процессы, такие как: пенная сепарация (компрессионная, барботажная и импеллерная); сорбция; коагулирование; коалесцирующая сепарация; электрохимические процессы (электрокоагуляция и электрофлотация); мембранные процессы.

Физико-химические процессы очистки нефтесодержащих сточных вод являются наиболее эффективными. С их помощью возможно доведение качества очистки поверхностных сточных вод до концентраций загрязнений в них (сточных водах), удовлетворяющих требованиям, предъявляемым при сбросе в систему водостока или непосредственно в водоприемник.

Биохимические методы очистки нефтесодержащих сточных вод

Биохимическая очистка применяется, как правило, после сооружений механической и физико-химической очистки. Биохимические процессы (в т. ч. биосорбция) - это универсальный способ удаления из предварительно очищенных сточных вод растворенных органических веществ. Наиболее простыми и дешевыми сооружениями биохимической очистки поверхностных сточных вод в естественных условиях являются биологические пруды и биологические плато.

Современные технологические схемы очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, включают комбинацию нескольких методов (как механических, так и физико-химических). Таким образом, достигается необходимая степень очистки сточных вод.

Еще одной экологической проблемой сегодняшнего дня являются сточные воды, образующиеся в процессе мойки автомобилей. Такие сточные воды содержат поверхностно-активные вещества - ПАВ, которые входят в состав всех моющих средств.

Несмотря на производство биоразлагаемых поверхностно-активных веществ, водоемы продолжают загрязняться этими веществами, причем это относится как к поверхностным, так и к подземным водам.

В исследованиях, выполненных многими авторами, показано существенное влияние этих веществ практически на все виды живых организмов, растений и человека. В животном организме даже незначительные концентрации ПАВ изменяют проницаемость мембран, оказывают влияние на кумуляцию различных веществ, в том числе токсических, изменяют токсичность последних. Заслуживает внимание также влияние ПАВ на обмен в организме аминокислот, глюкозы и других веществ.

Значительный ущерб эти вещества наносят открытым водоемам как сложившимся природным экологическим системам, нарушая в них процессы самоочищения, и как источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения, ухудшая целый ряд санитарно-химических показателей. В силу высокой капиллярной проницаемости ПАВ ими интенсивно загрязняются и подземные водоносные горизонты.

Характерным признаком ПАВ является изменение качества воды по таким показателям, как пенообразование, запах, привкус, окисляемость и др.

Весьма существенным, специфичным для ПАВ является эмульгирование некоторых видов загрязнений, например, нефтепродуктов, которое существенно повышается даже при малых концентрациях ПАВ. Это является неблагоприятным фактором с точки зрения хозяйственно-питьевого водоснабжения, процессов самоочищения водоема.

Следует отметить способность ПАВ воздействовать на другие виды загрязнений сточных вод, повышая их агрегативную устойчивость и усложняя последующую очистку. При этом собственно ПАВ являются трудноудаляемыми компонентами.

Известно отрицательное влияние ПАВ и на неорганическую среду - интенсивная эрозия почв, повышение коррозии металлов, ускорение процессов старения железобетонных конструкций и т.д. В большинстве городов России установлена норма ПАВ в сточных водах, сбрасываемых в городскую водоотводящую сеть, на уровне ПДК водоема рыбохозяйственного назначения.

Широчайшее распространение этих веществ в производственных процессах и быту делает проблему очистки воды от ПАВ значимой и своевременной.

Обширная область применения ПАВ в производственных процессах обусловливает наличие этой группы загрязнений в самых различных категориях сточных вод. В общем случае, сточные воды, содержащие ПАВ, могут быть разделены на три категории по концентрации и составу сопутствующих загрязнений.

1. В большинстве случаев использование ПАВ связано с приготовлением моющих растворов высокой начальной концентрации. По мере снижения моющих свойств растворов и накоплением в них примесей эти растворы сбрасываются в системы водоотведения. Уже на этой стадии ПАВ начинают оказывать отрицательное воздействие на комплекс соединений, входящих в сточные воды, стабилизируя агрегативную устойчивость системы. Концентрация ПАВ в таких водах может достигать сотен и тысяч граммов на кубический метр. Это характерно для всех водоемких производств предприятий легкой промышленности, коммунально-бытового обслуживания и др.

2. Многие производственные процессы включают использование ПАВ в качестве эмульгаторов, смачивателей, собирателей, стабилизаторов, которые также переходят в сточные воды, однако в концентрациях, сопоставимых с другими загрязнениями. Концентрация ПАВ в таких сточных водах изменяется в пределах от десятков до сотен граммов на кубический метр. Эти категории сточных вод присутствуют практически во всех промышленных отраслях, использующих воду.

3. Широкое использование ПАВ в препаратах бытового назначения и стиральных порошков обусловливает тенденцию резкого возрастания количеств этих веществ в хозяйственно-бытовых сточных водах. Причем, концентрации ПАВ в этих водах приближаются ко второй группе производственных сточных вод.

Исследования и разработки, выполненные на кафедре Водоотведения МГСУ совместно с фирмой «КУБОСТ», охватывают практически все категории сточных вод, содержащих ПАВ, на разных этапах их формирования - от концентрированных растворов в промышленном производстве до биологически очищенных сточных вод населенных пунктов перед выпуском их в водоем.

Разработан ряд технологических схем и конструкций оборудования для очистки воды от ПАВ с использованием химических, физико-химических, биохимических и других процессов. Большой объем работ выполнен по разработке и интенсификации методов флотации, сорбции, коагулирования, деструкции различными окислителями, экстракции, ионного обмена и мембранной технологии, комплекса методов электрохимической очистки сточных вод. Однако, необходимость очистки сточных вод от ПАВ до уровня ПДК водоема рыбохозяйственного назначения возникла в последнее время.

Существующие процессы очистки воды, сооружения и аппараты, как правило, не отвечают условиям, обеспечивающим эффективное и экономичное решение этой проблемы. В зарубежной практике очистки сточных вод также отсутствует единство концепций защиты природных вод от ПАВ.

Основываясь на тенденциях ужесточения норм ПДК для сброса сточных вод в системы водоотведения населенных пунктов и поверхностные водоемы, возникает задача максимального сокращения сброса ПАВ со сточными водами и существенного повышения степени очистки воды от этих веществ.

Решение проблемы возможно при комплексном подходе, основанном на развитии двух направлений научно-исследовательских, проектно-конструкторских и производственных работ:

· разработка рациональных систем водопользования в производственных (моечных) процессах, использующих ПАВ;

· разработка высокоэффективных технологий и оборудования по извлечению ПАВ из сточных вод.

Первое направление предполагает разработку процессов и аппаратов для селективной очистки сточных вод, содержащих ПАВ, от мешающих примесей и возврат их в производство в качестве технологических растворов ПАВ. Селективной очисткой достигается значительное сокращение сброса ПАВ в систему водоотведения, а также экономия этих реагентов и воды в основном производстве.

Вторым направлением должна быть разработка процессов и аппаратов для глубокой очистки сточных вод от ПАВ, обеспечивающих качество очищенных вод, удовлетворяющее требованиям ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения.

Известные методы очистки промышленных сточных вод условно делятся на две основные группы: деструктивные и разделительные. Имеющейся в настоящее время «палитры» методов достаточно для решения большинства практических задач очистки сточных вод. Однако техническая реализация этих методов путем оснащения предприятий сооружениями или установками индивидуального изготовления в масштабе России представляется мало реальной.

При всем многообразии условий образования сточных вод, их количеств и составов может быть выработан общий подход к решению проблемы сокращения сброса ПАВ, к изучению и разработке эффективных процессов и аппаратов для реализации в малых установках и крупных очистных комплексах России.

Это позволит надежно решить проблему очистки сточных вод населенных мест и предприятий с малым и средним объемом водопотребления, а также осуществить локальные водообороты для крупных потребителей воды.

Сегодня на рынке экологического оборудования России широко представлены установки малой производительности, предназначенные для очистки поверхностных и моечных сточных вод.

Работа большинства из представленных установок основывается на применении гравитационной сепарации и последующей сорбционной фильтрации. При такой схеме очистки сорбционная загрузка фильтров быстро теряет сорбционную емкость и нуждается в замене, так как регенерация таких материалов, как правило, трудоемкий и продолжительный процесс.

Фирма «КУБОСТ» в течение последних двадцати лет занимается разработкой и применением технологических схем очистки сточных вод различного происхождения. Особое внимание уделяется разработке принципиально новых локальных установок очистки сточных вод, содержащих эфироизвлекаемые примеси. На базе проведенных исследований была создана и опробована в производственных условиях на реальных водах установка очистки поверхностных и моечных сточных вод «КУБОСТ 3-КФ». Данная установка выгодно отличается от существующих аналогов:

· многоступенчатая схема очистки гарантирует стабильность получения требуемого качества очистки воды;

· универсальность;

· возможность изменения последовательности технологических циклов;

· компактность;

· возможность перенастройки под сточные воды различного состава;

· возможность использования новых материалов;

· возможность включения в существующие системы водоочистки;

· возможность применения в системах технического водоснабжения.

Установка «КУБОСТ 3-КФ» может использоваться в системах оборотного использования воды на мойках автотранспорта, для очистки поверхностного стока с территории АЗС, стоянок, предприятий автосервиса, для совместной очистки поверхностных и моечных сточных вод.

4. Технология очистки ливневых и сточных вод Управления механизации филиал ОАО «Мостелефонстрой»

4.1 Общие сведения о предприятии

сточный очистка вода комплекс

ОАО «Мостелефонстрой» расположено в СЗАО г. Москвы в водоохраной зоне р. Москвы (водоем рыбохозяйственного назначения 1-й категории). Согласно договора субаренды №М-08-065-А от 26.12.2000 г. земельного участка и бессрочного договора аренды №M-08-000389 от 10.01.94 г. площадь занимаемой территории составляет 1,5980 га.

Основной вид деятельности предприятия - транспортные перевозки, ремонт и хранение автомобилей.

Территория, занимаемая ОАО «Мостелефонстрой», граничит:

- с севера - река Москва;

- с запада - ЗАО «ХДУ №8»;

- с юга - улица Нижние Мневники;

- с востока - автобаза и склады РСУ.

В соответствии с санитарной классификацией данное предприятие относится к IV классу производств с санитарно-защитной зоной 100 м.

Водопотребление предприятия производится из горводопровода на основании договора с МГП «Мосводоканал». На входе установлен водомер марки ВВ-50.

Объем водопотребления составляет - 27,964 мі/сутки, в т.ч.: на хозяйственно-питьевые нужды - 5,644 мі/сутки, производственные нужды - 20,62 мі/сутки (котельная, мойка машин и агрегатов), полив территории - 1,7 мі/сутки.

Для экономии воды на предприятии задействован ряд систем оборотного водоснабжения (СОВ). Общая производительность систем оборотного водоснабжения составляет 67,0 мі /сут.

Безвозвратные потери составляют 10,42 мі /сутки.

Производственной и хозяйственной канализации на предприятии нет. Сбор хозяйственно-фекальных стоков осуществляется в 2-е выгребные ямы емкостью 12,0 мі и 8,0 мі. Технологические сточные воды поступают в сеть ливневой канализации предприятия с последующей очисткой на очистных сооружениях по одному выпуску с поверхностным стоком и сбрасываются в реку Москву. Согласно балансу водопотребления и водоотведения расход сточных вод составляет 5,64 мі/сут.

Гидрологические данные реки Москва в районе сброса производственно-поверхностных сточных вод, полученные из МосЦГМС, представлены следующими параметрами:

расстояние от устья, (L) - 201,3 км;

площадь водосбора, (F) - 7920 кмІ;

средняя ширина реки (В) - 137,5 м;

средняя глубина реки (H_cр) - 1,65 м,

средняя скорость течении реки (V_cp) - 0,11 м/с;

извилистость (Ф) - 1,2

расход наименьший среднемесячный (Q_95%) - 32,50 м^З/c

Пространственные координаты выпуска: СШ 55^? 45' 20» ВД 37^? 28' 05»

Для анализа фоновой загрязненности реки-приемника использовано распределений присутствующих в сточных водах загрязняющих веществ по группам лимитирующего показателя вредности (ЛПВ).

Предприятие имеет лицензию серии МСК, 00601, Вид ДРИВХ от 06.05.2002 г. сроком действия до 01.04.2013 г., на пользование водным объектом для сброса очищенных производственно-ливневых сточных вод, а также согласованные с МОБВУ условия водопользования и договор с УЖКХ Правительства Москвы от 17.09.2000 г. на пользование водным объектом.

Аналитический контроль над составом сточных вод, поступающих в р. Москва, рыбохозяйственный водоем I (первой) категории, осуществляется лабораторией ГП «Промотходы», имеющей аттестат аккредитации №РОСС RU 0001.510426 от 03.11.2003 г. действителен до 03.11.2013 г.

В соответствии с требованиями водного законодательства и нормативных документов разработана и действует Программа регулярных наблюдений за водными объектами и их водоохранными зонами Московского района гидротехнических сооружений ФГУП «Канал имени Москвы» (таблица 2).

4.2 Расчет годового объема поверхностных сточных вод для проекта ПДС

Поверхностные сточные воды - сточные воды, образующиеся на поверхности земли за счет выпадения атмосферных осадков и полива территории.

Расход поверхностных сточных вод, поступающих в водный объект определяется по формуле:

W_пс= W_ji + W_t+ W_пoл,

где W_ji - годовое количество ливневых сточных вод, м^З/год); W_t - годовое количество талых сточных вод, м^З/год; W _пол, - годовое количество поливо-моечных вод, м^З\год.

Годовой объем ливневых сточных вод определен в соответствии с «Временными рекомендациями по проектированию сооружении для очистки поверхностного стока с территории промышленного предприятия» как сумма дождевых (W_д и талых (W_t) вод.

I. Годовой объем ливневых сточных вод рассчитывается по формуле:

W_л = Н_л • У_л • F_общ,

где: Н_л - слой осадков, выпавших за теплый период года. По данным Гидрометцентра для Московской области среднегодовое количество выпавших осадков составляет 0,677 м, в том числе за теплый период выпадает около 70% осадков, т.е. 0,474 м;

Таблица 2. Сведения о точках отбора воды. Водопользователь: Управление механизации филиал ОАО «Мостелефонстрой»

Краткое описание пункта (точки) контроля	Opиентировоч-ные координаты (географ.) CШ/ВД	Расстояние от берега, м	Глубина отбора, м	Количество параметров контроля	Категория вод	Вид пробы	Пробоотборное устройство	Периодичность контроля
Т.1 Выпуск после ОС в р. Москва	СШ 55°45'20» ВД 37°28'05»	-	Падающая струя	14	Сточная: ЛС	Простая	Ручной емкостный пробоотборник	Ежемесячно Ежеквартально
Т.2 Створ №1 р. Москва, в месте сброса сточных вод	СШ 55°45'20» ВД 37°28'05»	0,3-0,5	0,2-0,5	14	Природная	Простая	Ручной емкостный пробоотборник	Ежеквартально
Т.3 Створ №2 р. Москва, выше сброса сточных вод	СШ 55°45'20» ВД 37°28'05»	0,3-0,5	0,2-0,5	14	Природная	Простая	Ручной емкостный пробоотборник	Ежеквартально
Т.4 Cтвор №3 р. Москва, ниже места сброса	СШ 55°45'20» ВД 37°28'05»	0,3-0,5	0,2-0,5	14	Природная	Простая	Ручной емкостный пробоотборник	Ежеквартально

У_л - коэффициент стока дождевых вод. Значение У_л определяется как средневзвешенная величина для всей площади водосбора с учетом средних значений коэффициента стока для разного рода поверхностей. Значение У_л принимается в пределах 0,6-0,8 для водонепроницаемых покрытий (крыши, асфальтовые покрытия) и 0,1 для водопроницаемых (газонов):

F_oбщ - общая площадь бассейна водосбора, мІ

W_ji = 0,474 • 0,69031 • 15980=5228,767 м^З/год

2. Годовой объем талых сточных вод определяется по формуле:

W_т = Н_т • У_т • F_общ,

где Н_т - слой осадков, выпавших за холодный период года. По данным Гидрометцентра для Московской области среднегодовое количество выпавших осадков составляет 0,677 м, в том числе за холодный период выпадает около 30% осадков, т.е. 0,203 м.

У_t - коэффициент стока талых вод. Значение У_t принимается в пределах 0,5 - 0,7;

F_oбщ - общая площадь бассейна водосбора, мІ

W_t = 0,203 • 0,6 • 15980 = 1946,364 м^З\год

3. Годовой объем поливомоечных вод рассчитывается как сумма произведений нормы полива на величину поливаемой плошали с учетом коэффициента стока с этой территории и количества поливов в течении года

W_пол = m • К • F_пол • У_ст,

где m - расход воды на один полив дорожных покрытий, равный 1,2•10^-3 м^З\мІ при механизированных поливомоечных работах на асфальтовых покрытиях проездов; К - среднее количество поливов в году, равное 100 для средней полосы; F_пол - площадь поливаемой территории (площадь асфальтовых покрытий = 9861 мІ); У_ст - коэффициент стока, принят равным 0,5.

W_пол = 1,2 • 10^-3 • 100 • 9861 • 0,5 = 591,66 м^З\год

Результаты расчетов годового количества поверхностных сточных вод территории предприятия сведены в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты расчетов годового количества поверхностных сточных вод

Ливневые сточные воды, мЗ\год	Талые сточные воды, мЗ/год	Сточные воды от полива территории, мЗ/год	Всего поверхностных сточных вод, мЗ/год
5228,767	1946,364	591,66	7766,791

Кроме того, в сеть ливневой канализации поступают технологические сточные воды.

Годовой объем технологических сточных вод равен:

W_m = P • 365,

где Р - объем технологических вод, сбрасываемых в ливневую канализацию ежедневно, м^З; 365 - количество дней в году.

W_m = 11,22 • 365 = 4095,3 м^З/год

Годовой объем поверхностно-производственных сточных вод равен

Q = W_пс + W_m = 7766,791 + 4095,3 = 11862,091 м^З/год

Для расчета ПДС принято значение годового объема сточных вод, сбрасываемых на рельеф площади водозабора р. Москва, равное 11,862 тыс. мі.

Расчет предельно-допустимого сброса загрязняющих веществ произведен по максимальному часовому расходу сточных вод.

Проектная производительность блока доочистки «Волна» 72,0 мі/сут или 3,0 м^З/час.

Согласно паспорту установки ее пиковая производительность составляет 17,0 м^З/час, поэтому для расчета ПДС в качестве максимального часового расхода производственно-поверхностных сточных вод принято значение максимальной часовой производительности установки, т.е. 17 м^З/час.

Предельно допустимый сброс загрязняющих веществ, поступающих с производственно-ливневыми сточными водами в р. Москва при утвержденном расходе сточных вод - 17 мі/час, 11862 мі/год составляет:

Показатели состава сточных вод	Фактический сброс, г/час	Утвержденный сброс, г/час
Взвешенные вещества	138,04	138,04
БПК полн.	42,5	42,5
Сухой остаток	4131,0	4131,0
Хлориды	697,0	697,0
Сульфаты	758,2	758,2
Железо общее	7,48	1,7
Нефтепродукты	4,25	0,85
ХПК	309,4	309,4

Расчет ПДС загрязняющих веществ выполнен с учетом ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

4.3 Расчет очистных сооружений

Территория автохозяйства асфальтирована, имеет уклон в сторону реки. На территории имеются сети водопровода, канализации. Имеется два выпуска ливневой канализации со сбросом в реку. Один проходит от котельной завода железобетонных изделий, по которому спускаются стоки при опорожнении системы отопления - незагрязненная вода. Второй выпуск - от мойки автомобилей.

Назначение очистных сооружений - очистка стоков, поступающих от наружной мойки автомобилей и очистка ливневых вод с поверхности открытой стоянки автомобилей и другой территории автохозяйства.

Мойка автомобилей

Транспортная контора имеет смешанный парк автомобилей. В расчет принят худший случай - ежедневная мойка 200 грузовых автомобилей. Мойка производится на открытой асфальтированной площадке одновременно 6 шлангами. Вода на мойку подается из реки, для чего предусмотрена насосная станция.

Расчетные расходы воды приняты исходя из того, что расход воды на обмыв одного автомобиля при шланговой мойке равен 700 литров.
За 6-ти часовую смену проходит мойку 200 автомобилей. Суточный расход при этом составляет 140 мі/сутки. Часовой расход равен 23,33 мі/час. Секундный расход определяется, как 6,3 л/сек.

Расчет очистных сооружений произведен на основания данных анализов обследования гаражных хозяйств Москoвско-Окской бассейновой инспекцией, по которым среднее содержание взвешенных веществ составляет в стоках от мойки автомобилей 1200 мг/л, нефтепродуктов 850 мг/л. Характеристика взвешенных веществ - минеральное происхождение, до 80% песка.

В состав нефтепродуктов входят различные масла и частично бензин, удельный вес нефтепродуктов составляет от 0,78 до 0,94; для расчета очистных сооружений удельный вес нефтепродуктов принят 0,82.

Эффект осаждения в очистных coopужениях составляет до 40%. Осаждаются пески, имеющие скорость осаждения до 40 мм/сек, при времени пребывания в отстойнике около 30,0 сек. Количество осадка по сухому веществу, задерживаемого в приемном колодце, определяется:



где С - содержание взвешенных примесей в воде.

Объем осадка при влажности 90% и удельном весе 2,65 составляет:

мі.

Начальная концентрация взвешенных веществ при поступлении в очистные сооружения составляет:

С_х = 1200 • 480 = 720 мг/л.

Расчет отстойника производился по методу Шафрина С.Н. Исходные данные следующие.

Максимальный часовой расход 23,4 мі, секундный 6,3 л/сек. По взвешенным веществам стоки очищается в отстойнике до 90 мг/л, требуемый эффект очистки 86,6%. По данным кинетики выпадения - такой эффект достигается при задержании минимальных фракций взвеси гидравлической крупностью 1 мм/сек. Рабочая глубина отстойника 1,15 м. Горизонтальная скорость протока в отстойнике W= 0,005 м/сек. Высота входа струи в отстойнике 0,15 м.

Скорость всплывания нефтяных частиц определена расчетами как 1,8 мм/сек.

Крупность частиц, выраженная в микронах, всплывающих в отстойнике, составляет 81 мкр.

Время всплывания нефтяных частиц 522 сек или 36,5 мин. Кроме отстаивания взвесей время, равное 51 мин., обеспечит всплывание нефтяных частиц указанной крупности.

Согласно работе ВОДГЕО содержание мазута в весовом отношении частиц нефтепродуктов с диаметром 80 мкр и меньше составит около 2,8%, т.е. при содержании 800 мг/л остаточное содержание ожидается 23 мг/л.

Бензиномаслоуловитель и камеры доочистки

Пройдя отстойник, воды имеющие содержание по взвешенным веществам 80 мг/л., по нефтепродуктам - 23 мг/л, поступают в бензомаслоуловитель, в котором предусмотрен маслоотделитель, состоящий из стальных косораспаложенных пластин, на расстоянии 10 см друг от друга, увеличивающих нефтесборную поверхность и уменьшающих турбулентность потока. Таких маслоотделителей устанавливается 2 штуки.

При глубине слоя /общей/ - 2,0 м предусматривается 20 пластин.

Расход воды через каждый промежуток составит 0,31 л/сек, скорость прохода через пластины 0,0015 м/сек. При такой скорости происходит дополнительное выпадение взвешенных частиц и всплывание нефтепродуктов. На основании опытных данных эффект очистки составляет до 60%.

Таким образом, к камере доочистки поступят стоки, имеющие 36 мг/л взвешенных веществ и нефтепродуктов 9-10 мг/л. Объем бензомаслосборника принят 12 мі.

...