Программа обучения операторов СБО. Программа курса ежегодного обучения операторов очистных сооружений на предприятии ООО ук пвэсиК
Скачать 82.04 Kb.
|
Программа курса ежегодного обучения операторов очистных сооружений на предприятии ООО «УК ПВЭСиК»
с. Светлогорье 2019 Курс ежегодного обучения операторов очистных сооружений Тема №1: Состав и свойства сточных вод Для определения опасности тех или иных сточных вод, а также для выбора технологии их очистки, наиболее важными являются сведения о химическом составе этих вод, т.е. о наличии в них различных примесей (загрязняющих веществ). Эта информация должна носить как качественный, так и количественный характер. Получить качественную характеристику стока можно двумя путями: путём анализа источников образования стока (т.е. необходимо проследить весь процесс образования сточной воды от момента начала использования чистой воды до момента поступления её на очистные сооружения или сброса в водоём, с учетом всех возможных источников загрязняющих веществ); путём непосредственного отбора проб воды и их химического анализа. Для наиболее эффективного определения химического состава вод необходимо сочетание этих двух путей, т.к. химический анализ подразумевает, что к моменту его проведения должна иметься информация о том, какие вещества мы хотим обнаружить. Без этих сведений, определение состава воды химическим способом бессмысленно, т.к. анализ может продолжаться бесконечно долго. Количественное определение химического состава сточной воды может быть осуществлено только с помощью лабораторных исследований с использованием химических, физических и биологических методов анализа и их различных сочетаний. 1.1. Виды сточных вод В городах и других населённых пунктах образуются жидкие загрязнения различного характера. К ним относятся физиологические выделения человека и животных, вода из бань, прачечных, от мытья помещений, улиц и т.п. При наличии производственных предприятий к ним добавляются загрязнения, образовавшиеся в результате технологических процессов, разбавленные водой в той или иной степени. Исходя из этого можно сказать, что сточные воды (стоки) – это жидкости, которые были использованы человеком для удовлетворения тех или иных нужд и получили при этом дополнительные примеси (загрязняющие вещества), изменившие их химический состав и физические свойства. В зависимости от происхождения их можно разделить на следующие группы (рис. 1.1): бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные и атмосферные. Рис. 1.1. Классификация сточных вод в зависимости от их образования Бытовые сточные воды подразделяют по природе их образования на фекальные (загрязнённые в основном физиологическими отходами) и хозяйственные (поступающие из бань, раковин, прачечных и т.д.). Состав бытовых вод в целом однообразен и характеризуется количественным содержанием органических веществ в растворенном и нерастворенном состоянии. Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Состав (качественный и количественный) этих вод крайне разнообразен и зависит от характера производства, вида выпускаемой продукции и особенностей технологических процессов. Производственные сточные воды в зависимости от количества содержащихся примесей подразделяются на загрязненные (подлежат обязательной обработке перед сбросом в водоём или водоотводящую сеть населенного пункта, а также перед их повторным использованием) и условно чистые (могут отводиться в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта, а также использоваться повторно без предварительной обработки). Кроме того, сточные воды от промышленных предприятий можно представить двумя категориями стоков: технические, использовавшиеся для обеспечения работы технологического оборудования; технологические, которые были задействованы непосредственно в технологических процессах. Атмосферные сточные воды являются результатом выпадения дождей, таяния снегов; они содержат преимущественно минеральные загрязнения и, в меньшей степени, органические. Их подразделяют, соответственно, на дождевые и талые. К ним также относят воду, использованную для мытья улиц и зданий. В последнее время новым источником загрязнения водоёмов стало сельское хозяйство. Это связано с применением минеральных и органических удобрений, ядохимикатов и т.п. Кроме того, можно выделить ещё одну группу сточных вод, так называемые смешанные сточные воды. Они образуются в результате перемешивания перечисленных выше видов сточных вод в системах канализации. 1.2. Показатели состава сточных вод Вода – химическое соединение, состоящее на 11,11% из водорода и на 88,89% из кислорода (по массе). Химически чистая вода не имеет цвета, запаха и вкуса. В природных условиях такой воды не существует. Природная вода всегда содержит растворённые и взвешенные вещества: частицы песка, глины, остатки растительных и животных организмов, а также различные микроорганизмы. Оценка состава воды производится по физическим, химическим и санитарно-биологическим показателям. К физическим показателям относят температуру воды, содержание в ней взвешенных веществ, цветность, запахи и привкусы. Наличие в воде взвешенных веществ обуславливает её мутность, их количество выражают в мг/л и определяют весовым методом. Вода поглощает большую часть оранжевых и красных компонентов видимого света, что объясняет голубую окраску ее большой толщи. Степень прозрачности часто используют для измерения содержания определённых видов примесей и эффективности очистки. Прозрачность выражается толщиной слоя воды (см), через который ещё возможно чтение стандартного шрифта (прозрачность по Снеллену) или различение креста. Обратной величиной прозрачности является мутность, которая определяется путём сравнения с мутностью стандартных растворов или нефелометрами; она выражается в мг SiO2/л. Прозрачность воды, а значит, и её мутность, зависят не только от количества взвешенных частиц, но также от их размеров, формы и цвета. Связь между массовым содержанием взвешенных веществ в воде и её прозрачностью в каждом конкретном случае может быть представлена графически. Присутствие в воде гуминовых, таниновых веществ создает цветность воды. Цветность принято измерять в градусах по платинокобальтовой шкале (10 цветности – цветность раствора, содержащего в 1 литре 2,49 мг хлорплатината калия (1 мг Pt) и 2 мг хлористого кобальта (CoCl2 ·6H2O)). Характер запаха определяется органолептически. Интенсивность его определяется по пятибалльной шкале. Для оценки интенсивности запаха указывается разбавление воды, при котором он исчезает. Химический состав воды характеризуется следующими показателями: ионным составом, жесткостью, щёлочностью, окисляемостью, активной концентрацией ионов водорода (рН), сухим и прокалённым остатком, общим солесодержанием (суммой катионов и анионов), содержанием растворённого кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора. Тема №2 Охрана водоемов от загрязнения сточными водами Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смываются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме. Искусственное загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние: 1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы); 2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне); 3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.); 4) уменьшается в воде содержание растворенного кислорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ; 5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба. В практике санитарной охраны водоемов пользуются гигиеническими нормативами — предельно допустимыми концентрациями (ПДК) веществ, влияющих на качество воды. За ПДК принимают ту максимальную концентрацию вещества, при которой не нарушаются (не ухудшаются) процессы минерализации органических веществ, органолепгические свойства воды и промысловых организмов (рыб, раков, моллюсков) и не допускаются токсичные свойства веществ, которые могут вызвать нарушения в жизнедеятельности (выживаемость, рост, размножение, плодовитость, качество потомства) основных групп водных организмов (растений, беспозвоночных животных, рыб), играющих важнейшую роль в формировании качества воды, создании и трансформации органического вещества. Следовательно, ПДК должна обеспечивать нормальный ход биологических процессов, формирующих качество воды, и не ухудшать товарные качества промысловых организмов. При одновременном присутствии нескольких вредных веществ ПДК каждого должна быть соответственно уменьшена в связи с их аддитивным действием. Более строго считается, что единственно правильным критерием чистоты вод является полная сохранность биоценоза водоема. Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки: 1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом; 2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры; 3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры; 4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активированный уголь; 5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом; 6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэрации с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры; 7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с активным илом для задержания фосфора; 8) доочистку в прудах; 9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК; 10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических веществ; 11) метод обессоливания; 12) сепарацию пены для удаления детергентов. Для рационального использования водных ресурсов и усиления охраны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения. В пределах крупных городов необходимо учитывать загрязнения рек не только бытовыми и производственными сточными водами, но и дождевыми, стекающими с территории города по водостокам. Считается, что минимальный расход воды в реке для разбавления дождевых вод должен составлять не менее 0,016 л/с на одного жителя города, в ином случае кислородный режим и физические свойства речной воды будут неудовлетворительными. Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР разработаны два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек на 1980 г. Первый вариант. Сточные воды после очистки сбрасываются в реки. Расходная часть баланса — безвозвратные потери воды. Приняты четыре минимальных значения кратности разбавления К сбрасываемых в реки очищенных сточных вод —1 : 3, 1:5, 1:10, 1 : 20. Второй вариант. Производственные и большая часть бытовых сточных вод в реки не возвращаются (за счет повторного использования стоков на полях орошения, полях фильтрации и т. п.). Расходная часть баланса возрастает по сравнению с первым вариантом, но сокращаются резервы воды, необходимые для разбавления сточных вод. Кратность разбавления К составляет 1 : 5. Водохозяйственные мероприятия, определяющиеся соотношением водопотребления и водности рек, а также минимальной кратностью разбавления сточных вод, сбрасываемых в реку, приведены в табл. 4.6. По данным составленного водохозяйственного баланса установлено, что для необходимого разбавления сбрасываемых в реки сточных вод требуются более сложные водохозяйственные мероприятия, чем для отбора необходимого объема воды при сокращении сброса сточных вод в реки. Поэтому рекомендуется сокращать сброс сточных вод в реки в тех случаях, когда требуется значительное их разбавление водой. Общепринятая методика определения обводнительных расходов до настоящего времени отсутствует. Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитывается нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешенными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает. Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонентов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а также полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточных вод и ниже по течению реки. Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы самоочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности. Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные водоемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них. В осуществлении контроля главную роль должны играть автоматические станции с измерительными приборами. Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества воды в полевых условиях, а также для автономной регистрации применяют автоматические станции, которые работают на принципе электрометрии. Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды состоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой расположены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещаемые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистрации. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Передающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на центральный пункт. Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних — результаты измерений записываются на специальной ленте, которая через определенные промежутки времени (неделя, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других — результаты сразу же передаются на центральный пункт. На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, БПК. и др. Тема №3 Методы очистки сточных вод и обработки осадка Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы: 1) механические; 2) физико-химические и 3) биологические. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание (дезинфекцию). Развитие техники очистки сточных вод должно идти в направлении интенсификации приемов биологической очистки, создания высокоэффективных методов физико-химической очистки, разработки технологических процессов, сочетающих принципы биологической и физико-химической очистки с одновременным изысканием путей повторного использования очищенных городских сточных вод в различных отраслях народного хозяйства и, в первую очередь, в промышленности. Повышение требований к степени полной биологической очистки определило развитие так называемой доочистки сточных вод. Образующийся при очистке сточных вод осадок подвергается обработке с целью утилизации в качестве органо-минерального удобрения. Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования. Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различного рода решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, чем плотность воды, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы осаждаются на дно под действием силы тяжести, а легкие всплывают на поверхность. Взвешенные частицы минерального происхождения, главным образом песка, выделяют из сточных вод путем осаждения в сооружениях, называемых песколовками. Основную массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяют из сточных вод в отстойниках. Вещества, более легкие, чем вода, — жиры, масла, нефть, смолы и другие всплывающие на поверхность вещества — выделяются в сооружениях, называемых жироловушками, маслоуловителями, нефтеловушками и смолоуловителями; эти сооружения применяются для очистки производственных сточных вод. Отдельные жироловушки для выделения жиров из бытовых сточных вод в настоящее время не применяют, так как эту задачу выполняют отстойники, оборудованные специальными устройствами. Наконец, для освобождения сточных вод от частиц очень мелкой суспензии, находящейся во взвешенном состоянии, применяют фильтрование сточных вод путем пропуска их через ткань (сетку) или слой зернистого материала, на поверхности и в толще которого задерживается выделяемая из сточных вод взвесь. Фильтрование находит применение при механической очистке главным образом производственных сточных вод. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют в тех случаях, когда достигаемое при ее применении освобождение сточных вод от загрязнений позволяет (по местным условиям и в соответствии с санитарными правилами) использовать осветленную воду для тех или иных производственных целей или спускать эти воды в водоем. Во всех других случаях механическая очистка служит предварительной стадией перед биологической очисткой. Как показали данные эксплуатации отстойников на ряде очистных станций, в осадок выпадает не более 80% осаждающихся взвешенных веществ, т. е. не более 60% общей массы взвешенных веществ, находящихся в сточных водах. Более высокий эффект может быть получен путем применения различных средств интенсификации процесса осветления. К числу их относятся биокоагуляция, осветление со взвешенным фильтром и преаэрация с избыточным илом или без него. Физико-химические методы очистки заключаются в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество — реагент (коагулянт и флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, эти вещества способствуют более полному выделению нераство - ренных примесей, коллоидов и части растворенных соединений и тем самым уменьшают их концентрацию в сточной воде; переводят растворимые соединения в нерастворимые или в растворимые, но безвредные; изменяют реакцию сточных вод, в частности нейтрализуют их; обесцвечивают окрашенную воду и пр. Современные исследования свидетельствуют о возможности обеспечения глубокой очистки сточных вод физико-химическими методами. Освоение такой очистки по стадиям позволяет резко интенсифицировать механическую очистку сточных вод или заменить биологическую очистку. Физико-химические методы чаще всего применяют при очистке производственных сточных вод. При этом в зависимости от местных условий тот или иной метод может явиться окончательной стадией (если достигаемая степень очистки достаточна для использования сточных вод повторно) либо предварительной стадией (например, при удалении ядовитых соединений или каких-либо других веществ, препятствующих нормальной работе последующих очистных сооружений). Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе и являющихся для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений. Существующие в настоящее время сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа: 1) сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным; 2) сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях. Сооружения для биологической очистки в естественных условиях, в свою очередь, могут быть разделены на сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации), и на сооружения, представляющие собой водоемы (биопруды), заполненные протекающей очищаемой сточной водой. В сооружениях первого типа питание кислородом идет за счет непосредственного поглощения его микроорганизмами из воздуха. В сооружениях второго типа питание кислородом идет главным образом за счет Диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации. Климатические условия и большая занимаемая площадь ограничивают развитие естественных приемов биологической очистки сточных вод (биопруды, поля орошения, поля фильтрации). Для биологической очистки сточных вод в искусственных условиях применяют аэротенки, биофильтры и аэрофильтры. В этих сооружениях очистка протекает более интенсивно, чем на полях орошения, полях фильтрации и прудах, потому что искусственным путем создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов. Интенсивностью процесса очистки сточных вод в том или ином сооружении определяется окислительная мощность сооружения, под которой понимается число граммов кислорода, получаемое с 1 м3 сооружения в сутки и используемое для снижения биологической потребности в кислороде сточных вод, окисления аммонийных солей до нитритов и нитратов, а также для повышения содержания в сточных водах растворенного кислорода. Окислительная мощность для различных сооружений колеблется в широких пределах. При повышенных требованиях к степени очистки биологически очищенная вода подвергаетсядоочистке. Наиболее широкое распространение в качестве сооружений для доочистки получили песчаные фильтры, главным образом двух - и многослойные, а также контактные осветлители; микрофильтры применяются реже. Снижение концентрации труд- ноокисляемых веществ, фиксируемое значением ХПК очищенных вод, возможно методом сорбции, например активированным углем, и химическим окислением, например путем озонирования. Снижение концентрации солей возможно методами обессоливания, применяемыми впракТике водоподготовки. Очистка от биогенных элементов. Биологически очищенная вода содержит аммонийный азот и фосфор в значительной концентрации. Азот и фосфор способствуют усиленному развитию водной растительности, последующее непременное отмирание которой приводит к вторичному загрязнению водоема. Подсчитано, что 1 мг азота продуцирует 10 мг водной растительности, а 1 мг фосфора — 115 мг. Азот удаляют физико-химическими и биологическим методами. Первый метод заключается в повышении рН воды до 10—11 путем известкования (в результате получения NH4OH) с последующей отдувкой аммиака воздухом в градирнях. Биологический метод осуществляется в две ступени. На первой ступени в аэротенке длительной аэрации при отсутствии углеродсодержащих загрязнений (удаленных в обычном аэротенке) интенсивно проходят процессы нитрификации. На второй ступени применяется денитрификатор — сооружение, изолированное от доступа воздуха. В анаэробных условиях бактерии-денитрификаторы используют для своей жизнедеятельности химически связанный кислород нитритов и нитратов и разрушают, таким образом, эти соединения, в результате чего выделяется молекулярный азот. Фосфор удаляют химическим осаждением солями железа, алюминия, известью. Реагенты подают либо в сточную воду перед первичными отстойниками, либо в очищенный сток перед вторичными отстойниками, либо в аэротенк. Наиболее эффективным является последний вариант. Эффект удаления фосфора достигает 80%. Дезинфекция очищенных сточных вод. В практике очистки сточных вод дезинфекцию осуществляют теми же приемами и средствами, что и при очистке природных вод.Наиболее часто применяют хлорирование газообразным хлором,а на станциях пропускной способностью до1000 м3/сутки используюти хлорную известь. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается обеззараживание биологически очищенных вод гипохлоритом натрия, а также путем электролиза раствора NaCl. Методы обработки осадка. При очистке сточных вод любым из описанных выше методов образуется осадок вследствие выпадения нерас - творенных веществ в первичных отстойниках. Кроме того, в результате биологической очистки образуется большое количество осадка, который выделяется во вторичных отстойниках. Осадок состоит из твердых веществ, сильно разбавленных водой. В сыром состоянии при очистке бытовых и некоторых производственных вод этот осадок имеет неприятный запах и является опасным в санитарном отношении, так как содержит огромное количество бактерий (в том числе могут быть и болезнетворные) и яиц гельминтов. Для уменьшения количества органических веществ в осадке и придания ему лучших санитарных показателей осадок подвергают воздействию анаэробных микроорганизмов (сбраживанию) и аэробной стабилизации ила в соответствующих сооружениях. К анаэробным сооружениям относятся септики, двухъярусные отстойники, метантенки. Первые два типа сооружений выполняют одновременно две задачи: 1) выделение из сточных вод нерастворенных веществ путем отстаивания; 2) сбраживание образующегося осадка. Метантенки предназначаются преимущественно для сбраживания осадка; реже они применяются для предварительной анаэробной очистки высококонцентрированных сточных вод. Для уменьшения влажности осадка сточных вод и его объема служат иловые пруды (для небольших станций) и иловые площадки. Для обезвоживания осадка применяются различные механические приемы — вакуум-фильтрация, фильтрпрессование, центрифугирование. Создаются эффективные аппараты по термической сушке и сжиганию осадков. Важное значение приобретает утилизация осадков в качестве оргаио-мине - рального удобрения и белково-витаминиых добавок к рационам питания сельскохозяйственных животных. В отдельных случаях при благоприятных местных условиях устраивают накопители осадка, выделяемого из производственных сточных вод. При выборе метода очистки и обработки осадка сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий, а также места расположения и типов очистных сооружений необходимо в первую очередь выявлять возможность и целесообразность промышленного использования очищенных сточных вод и осадка. При определении необходимой степени очистки сточных вод, сбрасываемых в водоемы, следует руководствоваться «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» |