Комарова Л.Ф. и др. Экологическая безопасность хозяйственной деятельности

Подождите немного. Документ загружается.

131

Кроме того, вода используется для целей гидроэнергетики,

здравоохранения, транспорта, рекреации, лесного хозяйства, по-

жарной безопасности и иных целей.

Классификация вод по основному целевому назначению при-

ведена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Классификация вод по целевому назначению

Хозяйственно-питьевая вода должна быть безвредна для здо-

ровья человека, иметь хорошие органолептические показатели и

быть пригодной для использования в быту. Качество такой воды

регламентировано СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиени-

ческие требования к качеству воды централизованных систем пить-

евого водоснабжения. Контроль качества", в которых приводится

целый ряд показателей. Среди них мутность, цветность, запахи,

привкусы, рН, общая жесткость, содержание различных элементов

(железо, марганец, медь, цинк, алюминий, мышьяк, молибден и др.),

анионов (нитраты, фтор, сульфаты, хлориды, полифосфаты).

Требования к воде для сельскохозяйственных нужд обусловле-

ны целями, для которых она предназначена, например, в живот-

новодстве требуется вода с минерализацией до 3 г / л , на орошение

качество воды не нормируется, но она не должна вызывать засоле-

ние почвы.

В промышленности техническая вода служит для технологиче-

ских и энергетических целей, а также для охлаждения.

Технологическую воду подразделяют на средообразующую,

промывающую и реакционную. Вода может служить в качестве хи-

132

мического реагента или промышленного сырья; среды, в которой

протекают те или иные химические реакции. Средообразуюшую

воду используют для растворения и образования пульп, при обога-

щении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов

производства. Промывающая вода применяется для промывки газо-

образных, жидких и твердых продуктов и изделий в таких процес-

сах, как, например, абсорбция, экстракция, в этом случае требования

к ней определяются технологией производства.

Технологическая вода непосредственно контактирует с продук-

тами и изделиями и поэтому загрязняется в большей степени по

сравнению с другими видами вод.

Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагре-

ва оборудования, помещений, продуктов и обязательно подвергает-

ся специальной обработке. Эта вода не должна содержать примесей,

вызывающих образование накипи, вспенивания котловой воды, унос

солей с паром и коррозию металла. Основные требования к ней:

предельно малые значения общей жесткости, растворенного кисло-

рода, минимальное солесодержание, отсутствие взвешенных ве-

ществ и соединений кремния.

Наибольшее количество воды в промышленности (от 65% до

80%) используется для охлаждения жидких и газообразных про-

дуктов в теплообменных аппаратах. Эта вода должна быть ста-

бильной, иметь малую карбонатную жесткость, предельно малые

концентрации ионов железа и сероводорода, содержать минималь-

ное количество биологических загрязнений и грубых взвешенных

частиц. Охлаждающая вода не соприкасается с материальными по-

токами и не загрязняется, а лишь нагревается.

В соответствии с назначением воду в системах производствен-

ного водообеспечения можно также подразделить на четыре кате-

гории:

– вода I категории используется для охлаждения жидких и

конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппара-

тах без соприкосновения с продуктом, вода нагревается и практи-

чески не загрязняется;

– вода II категории служит в качестве среды, поглощающей и

транспортирующей растворимые и нерастворимые примеси без

нагрева, вода загрязняется, но не нагревается (гидротранспорт,

обогащение полезных ископаемых);

– вода III категории используется также как среда, поглощаю-

133

щая и транспортирующая механические и растворенные примеси,

но подвергается нагреву (улавливание и очистка газа, гашение

кокса и т.п.);

– вода IV категории применяется в качестве экстрагента и рас-

творителя реагента, например, при флотационном обогащении

полезных ископаемых.

Для получения исходной воды с заданными потребителями

свойствами необходима предварительная очистка или обработка

воды.

Обработка воды с целью сделать ее пригодной для питья, хо-

зяйственных или производственных целей представляет собой ком-

плекс физических, химических и биологических методов изменения

ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не

только ее очистку от ряда нежелательных и вредных примесей,

но и улучшение природных свойств путем обогащения недос-

тающими ингредиентами.

Все многообразие методов обработки потребляемой воды

можно подразделить на следующие основные группы:

– улучшение органолептических свойств воды (осветление,

обесцвечивание, дезодорация и др.);

– обеспечение эпидемиологической безопасности (хлориро-

вание, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами и т.п.)

– кондиционирование минерального состава (фторирование и

обесфторивание, обезжелезивание и деманганация, умягчение и

обессоливание и др.).

Метод обработки воды выбирают на основе предварительного

изучения состава и свойств воды источника и их сопоставления с

требованиями потребителя. Выбор метода производят по данным

технико-экономического анализа, руководствуясь минимальными

затратами и высоким технологическим эффектом.

Количество воды, подаваемой на производственные нужды,

должно соответствовать технологическим требованиям с учетом

ее влияния на выпускаемую продукцию и обеспечения надлежащих

санитарно-гигиенических условий для обслуживающего персонала.

Определение количества воды, необходимой потребителю осу-

ществляется по удельным нормам водопотребления.

Нормой водопотребления считается целесообразное количест-

во воды, необходимое для производственного процессу, установ-

134

ленное (или рекомендуемое) на основании передового опыта или

научно-обоснованного расчета.

В укрупненную норму водопотребления входят все расходы

воды на предприятии: производственные, хозяйственно-питьевые,

бытовые и т.п.

Средние удельные расходы воды на производство некоторых

видов продукции (нормы водопотребления) приведены в таблице 3.

Промышленные предприятия потребляют воду исходя из ха-

рактера и объема производства, состава исходного сырья и по-

лучаемого продукта, роли воды в технологических процессах, ус-

ловий ее использования, физико-химических показателей, схемы

водоснабжения.

Таблица 3 – Удельные расходы воды на производство

различных видов продукции

Вид продукции или технологиче-

ский процесс

Расход воды,

/т продукта

Переработка нефти 15 – 25

Производство: стали

чугуна

никеля

220 – 245

250 – 300

4000

Получение: серной кислоты

каустической соды

синтетического волокна

пластмассы

бумаги и картона

цемента

95 – 115

2500 – 5000

500 – 1000

400 – 800

2 – 13

Наиболее крупными производственными потребителями во-

ды являются металлургические и нефтеперерабатывающие за-

воды, теплоэлектростанции, предприятия химической и целлю-

лозно-бумажной промышленности.

Нормой водоотведения является установленное среднее коли-

чество сточных вод, отводимое от производства в водоем при целе-

сообразной норме водопотребления. Укрупненная норма водоотве-

дения включает количество выпускаемых в водоем сточных вод -

очищенных производственных и бытовых; производственных, не

135

требующих очистки; фильтрационных из прудов-осветлителей,

хвостохранилищ и шламонакопителей.

Укрупненные нормы водоотведения в различных отраслях

промышленности колеблются в широких пределах. Например, при

добыче 1 т нефти образуется 0,4 м

сточных вод, 1 т угля в шахтах -

0,3 м

, при выплавке 1 т стали или чугуна - 0,1 м

, производстве 1 т

кальцинированной соды - от 8 до 10 м

, вискозного штапельного

волокна - 233 м

, при выработке 1 МВт.ч электроэнергии - 5 м

сточных вод.

8.4 ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД

Сточная вода - это вода, бывшая в бытовом, сельскохозяйст-

венном или производственном употреблении, а также прошедшая

через какую-либо территорию, когда загрязнения изменяют ее пер-

воначальный химический состав или физические свойства.

Сточные воды, отводимые с территории промышленных пред-

приятий, в зависимости от условий образования делятся на сле-

дующие виды:

1) производственные (промышленные) - использованные в

технологических процессах производства или получающиеся при

добыче полезных ископаемых;

2) бытовые (хозяйственно-фекальные) - от санитарных узлов

производственных и непроизводственных корпусов и зданий, ду-

шевых установок, прачечных и др.;

3) атмосферные (ливневые) - дождевые и от таяния снега.

Хозяйственно-бытовые стоки достаточно однообразны, со-

держание в них органических примесей около 58 %, минеральных

42 %, в том числе биогенные элементы (азот, фосфор, калий).

Атмосферные воды, стекающие с территории предприятий, за-

грязнены органическими и минеральными веществами.

Производственные сточные воды делятся на две категории: за-

грязненные и незагрязненные. Загрязненные содержат различные

примеси и подразделяются на три основные группы:

– загрязненные преимущественно минеральными примесями

(предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и уг-

ледобывающей промышленности; заводы по производству мине-

136

ральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и

др.);

– загрязненные преимущественно органическими примесями

(предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-

бумажной, химической, микробиологической промышленности;

заводы по производству пластмасс, каучука и др.);

– загрязненные минеральными и органическими примесями

(предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефте-

химической, текстильной, легкой, фармацевтической промышлен-

ности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов орга-

нического синтеза, бумаги, витаминов и др.).

По концентрации загрязняющих веществ производственные

сточные воды разделяются на четыре группы, содержащие 1-500,

500-5000, 5000-30000 и более 30000 мг/л примесей.

Примеси в воде разделяются по агрегатному состоянию на

твердые, жидкие и газообразные. По классификации Всемирной

организации здравоохранения химические загрязнители воды могут

быть биологически нестойкими органическими соединениями, ма-

лотоксичными неорганическими солями, нефтепродуктами, био-

генными соединениями и веществами со специфическими токсич-

ными свойствами, например, соли тяжелых металлов.

Исходя из анализа закономерностей, которым подчиняются

процессы очистки воды была предложена классификация примесей

по фазово-дисперсному состоянию с учетом физико-химических

свойств, которая в известной степени определяется дисперсностью

вещества. По этим признакам все примеси разделены на четыре

группы: взвеси, коллоидные растворы, органические молекулы и

растворенные газы, электролиты. Каждому такому состоянию при-

месей соответствуют определенные технологические приемы и ме-

тоды их удаления.

Производственные сточные воды могут различаться по физи-

ческим свойствам загрязняющих их продуктов, по степени агрес-

сивности (слабоагрессивные рН-6-6,5 и рН=8-9, сильноагрессивные

рН=6-6,5 и рН=8-9, и неагрессивные рН=6,5-8).

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от

холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме

того они образуются при охлаждении основного производственного

оборудования и продуктов производства.

137

На различных предприятиях, даже при одинаковых технологи-

ческих процессах, состав производственных сточных вод, режим

водоотведения и удельный расход на единицу выпускаемой про-

дукции весьма разнообразны. Большое значение в формировании

состава производственных сточных вод имеет вид перерабатывае-

мого сырья.

В анализируемых сточных водах должны определяться: содер-

жание компонентов, специфичных для данного вида производства

(фенолов, нефтепродуктов, ПАВ и т.п.); общее количество органи-

ческих веществ, выражаемое величинами БПК и ХПК; активная

реакция; степень минерализации; интенсивность окраски и др. Фи-

зико-химические показатели производственных сточных вод свиде-

тельствуют о широком диапазоне колебаний состава этих вод, что

вызывает необходимость тщательного обоснования выбора опти-

мального метода очистки для каждого из них.

В технологических процессах образуются следующие основ-

ные виды сточных вод:

Реакционные воды, получающиеся при протекании химических

реакций, они загрязнены исходными веществами и продуктами ре-

акции.

Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах в виде

свободной или связанной влаги и выделяющиеся в процессах пере-

работки.

Промывные воды образуются при промывке сырья и оборудо-

вания, продуктов, получаемых в технологических процессах.

Маточные водные растворы, получающиеся при проведении

процессов в водных средах.

Водные экстракты и абсорбционные жидкости образуются

при использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента.

Охлаждающие воды - от охлаждения продуктов и аппаратов;

вода, не соприкасающаяся с технологическими продуктами, приме-

няется в системах оборотного водоснабжения.

Другие воды сточных вод образуются от вакуум-насосов, кон-

денсаторов смешения, при гидрозолоудалении, от мойки оборудо-

вания, тары, помещений.

Отведение производственных сточных вод по общей или от-

дельным сетям, а также смешение этих вод с бытовыми стоками во

многом зависит от характера загрязняющих веществ и будет ли в

дальнейшем принята их совместная или раздельная очистка.

138

Количество производственных сточных вод находится в зави-

симости от производительности предприятия по укрупненным

нормам водоотведения для различных отраслей промышленности.

8.5 КАЧЕСТВО ВОДЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

При решении вопроса об отведении сточных вод в водный

объект и о мерах по его охране от загрязнения следует исходить из

степени его загрязненности и водности. Для оценки допустимой

степени снижения качества поверхностных вод служат требования

к составу и свойствам воды и предельно допустимые концентра-

ции (ПДК) веществ в воде водных объектов в соответствии с видом

водопользования (питьевого, культурно-бытового, рыбохозяйст-

венного и др.). Водные объекты следует считать загрязненными,

если в расчетном пункте (створе) не соблюдаются установленные

для данного вида водопользования требования к составу и свойст-

вам воды и нормативы ПДК, приведенные в «Санитарных правилах

и нормах охраны поверхностных вод от загрязнения» (СанПиН №

2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана

водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхност-

ных вод», именуемые в дальнейшем Правилами).

В Правилах рассматриваются нормативы качества воды для

водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового, а также рек-

реационного водопользования, требования к охране вод различных

видах хозяйственной деятельности, к условиям отведения сточных

вод, к размещению, проектированию, строительству, реконструк-

ции и эксплуатации хозяйственных и других объектов, способных

оказать влияние на состояние поверхностных вод, а также требова-

ния к организации контроля за качеством воды водоемов.

Правила устанавливают нормативы качества воды для водо-

емов по двум категориям водопользования. К первой категории

относится использование водных объектов или их участков в каче-

стве источника питьевого и хозяйственно-бытового водопользова-

ния, а также для водоснабжения предприятий пищевой промыш-

ленности. Ко второй категории относится использование водных

объектов или их участков для рекреационного водопользования

(купание, занятия спортом и отдых). Вид водопользования и гигие-

нические требования определяется органами санитарно-

139

эпидемиологической службы. В случае одновременного использо-

вания воды водного объекта для различных нужд народного хозяй-

ства, следует исходить из более жестких требований в ряду одно-

временных нормативов качества воды.

Правила устанавливают также гигиенические требования к

размещению, проектированию, строительству, реконструкции и

эксплуатации хозяйственных и других объектов и проведению лю-

бых работ, способных оказать влияние на качество воды водных

объектов.

Загрязняющие вещества подразделяются на три группы по ли-

митирующему показателю вредности (ЛПВ), соответственно харак-

теру их воздействия на организм человека и внутриводоемные био-

логические процессы: общесанитарный, санитарно-

токсикологический и органолептический показатели.

Пригодность источника для водоснабжения определяется на

основании данных его санитарного обследования с учетом резуль-

татов гидрогеологических, гидрологических и топографических

изысканий. Вода источников водоснабжения должна соответство-

вать СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». В этой воде не должно

быть нежелательных примесей, которые не могут быть удалены

методами обработки, а концентрация загрязнений должна соответ-

ствовать эффективности применяемых методов очистки. В воде

также не должны содержаться возбудители заболеваний, ядовитые

вещества, оказывающие прямо или косвенно вредное воздействие

на рыб и водные организмы, а также химические вещества в кон-

центрациях, превышающих ПДК или ОДУ.

Запрещается сбрасывать в водные объекты вещества, для кото-

рых не установлены ПДК или ОДУ или отсутствуют методы анали-

тического контроля; неочищенные или недостаточно очищенные

производственные, хозяйственно-бытовые стоки и поверхностный

сток с территории промплощадок и населенных мест. Запрещается

сброс сточных вод в водные объекты в черте населенных пунктов, а

также содержащих радионуклиды, концентрированные кубовые

остатки, осадки, пульпы, нефтепродукты, запрещается молевой

сплав леса.

Для водоемов рыбохозяйственного назначения устанавливают-

ся два вида водопользования: для сохранения и воспроизводства

ценных видов рыб и для всех других рыбохозяйственных целей. Вид

140

рыбохозяйственного использования водного объекта определяется

государственными органами рыбоохраны.

Состав и свойства воды водоемов должны соответствовать

нормативам в створе, расположенном на проточном водоеме на 1

км выше ближайшего по течению пункта водозабора, а на непро-

точных водоемах - в радиусе 1 км от пункта водопользования.

Основные требования к качеству воды водоемов, используе-

мых для различных целей, приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Требования к качеству воды водоемов

Показатели состава

и свойства воды

водоема

Допустимая норма для категорий водопользова-

ния

питьевого и

хозяйственно-

бытового

рекреационно-

го

рыбохозяйст-

венного высшей

категории

1 2 3 4

Взвешенные

вещества

Содержание взвешенных веществ не должно уве-

личиваться больше, чем на

0,25 мг/л 0,75 мг/л 0,25 мг/л

Плавающие

примеси

На поверхности воды не должны обнаруживаться

плавающие пленки, пятна масел и скопления дру-

гих примесей

Запахи и привкусы

Вода не должна приобретать

запахов и привкусов интенсив-

ностью более 2 баллов

Вода не должна

приобретать

посторонних

запахов, прив-

кусов и окраски

и сообщать их

мясу рыб

Окраска

Не должна обнаружи-

ваться в столбике:

20см 10см