Перш ніж почати розмову про промислових стічних водах, давайте звернемо нашу увагу на побутові стоки (каналізацію), так як проектувальники очисних споруд часто починають кар'єру і, майже напевно, свою освіту в сфері інженерного забезпечення охорони навколишнього середовища, спостерігаючи за пристроєм каналізації та станцій очистки побутових стічних вод. Останнє дозволить відтворити в уяві звичну схему, яку читач може використовувати для порівняння з промисловими стічними водами і спорудами по їх очищенню.
Побутові стічні води
Побутові стоки (каналізація) - це стічні води, які спускалися з санвузлів житлових приміщень, офісів, комерційних об'єктів, підприємств і різних державних організацій і установ. Побутові стоки представляють собою складну суміш, що складається, головним чином, з води (приблизно на 99%) разом з органічними і неорганічними речовинами. Ці речовини або домішки включають в себе зважені, колоїдні і розчинені компоненти. Так як побутові стічні води містять продукти життєдіяльності людини, вони також містять велику кількість мікроорганізмів, і деякі з них можуть виявитися патогенними. У стічних водах можуть бути присутнім такі бактеріальні захворювання як холера, тиф і туберкульоз. Серед вірусних захворювань - інфекційний гепатит. Неорганічні складові включають в себе:
- хлориди і сульфати
- різні форми азоту і фосфору
- карбонати і бікарбонати
Протеїни і вуглеводні складають близько 90% органічною складовою побутових стічних вод.
Всі ці речовини надходять в стоки з екскрементами, сечею, харчовими відходами, також зі стічними водами після купання, миття або прання, і, завдяки останньому, в побутові стічні води потрапляють мила, миючі засоби та інші засоби для чищення. Побутові стічні води являють модель потоку з двома піками інтенсивності - вранці, до початку робочого дня, і ввечері, коли люди повертаються додому. Особливо помітні ці піки збільшення стічних вод при невеликому населенні і, отже, менших каналізаційних мережах.
Зміни характеристик каналізаційних вод в таких спільнотах відносно малі, хоча відмінності їх характеристик між спільнотами легше виявити. Незважаючи на ці варіації, склад побутових стічних вод такий, що вони з легкістю підлягають біологічної очистки , Виходячи з доступності та наявності балансу між вуглецевими компонентами і поживними речовинами. Здатність даних стічних вод до биоразложению можна обчислити, знаючи їх хімічне споживання кисню (ХСК) і відповідне значення БСК5 (п'ятиденний БПК) і задається співвідношенням:
Як правило, показник здатності до биоразложению дорівнює відповідно 1.5: 1 і 25: 4: 1.
- Азот (N) найчастіше представлений у формі органічного азоту і амонійного азоту (Amm-N). Присутність нітратів (NO3-N) малоймовірно, тому що цьому не сприяють умови каналізації, більш ймовірний викликаний безкисневими реакціями розпад нітратів.
- Фосфор (P) представлений у вигляді комбінації органічного фосфору і фосфатів (PO4).
- Рівень pH в стічних водах знаходиться в межах 6-9, подібний показник pH вважається придатним для протікання біологічних процесів.
- БСК5, ДВЧ (загальна кількість зважених часток) і Осака (загальний вміст азоту по Кьельдалю), що використовуються для потреб проектування станції дорівнюють відповідно 250, 300 і 40 мг / л-1. Як вже говорилося раніше в цьому параграфі, характеристики побутових (каналізаційних) стічних вод можуть змінюватися в залежності від спільноти або району, таким чином, можна зустріти показник БСК5 неочищених стічних вод рівний 500 мг / л-1.
Промислові стічні води
Промислові стічні води, включаючи агропромислові стоки, мають різний склад, в залежності від типу промисловості і оброблюваних матеріалів. Деякі стічні води можуть бути вельми насиченими органічними сполуками, мати високу здатність до биоразложению, мати в основному неорганічний склад або бути потенційно ингибирующими. Це означає, що показники ДВЧ, БСК5 та ГПК можуть становити десятки сотень мг / л - 1.
Завдяки таким високих концентрацій органічних речовин, промислові стічні води можуть також мати недолік поживних речовин. На відміну від побутових (каналізаційних) стічних вод показники рівня pH промислових стічних вод часто бувають більше 6-9. Такі показники відповідають стічних вод з високим вмістом розчинених солей металу. Картина потоку промислових стічних вод буде також відрізнятися від каналізаційних, в зв'язку з тим, що на природу потоку промислових стоків впливає характер проведених на підприємстві операцій, ніж дій, звичайних для побутової обстановки. Найбільш значущим чинником, що впливає на характер потоку промислових стічних вод, є змінний характер роботи на заводі або фабриці.
Тривалість зміни може досягати 8 або 12 годин, число змін на добу може досягати трьох. Це означає, що потік промислових стічних вод може мати більше двох піків інтенсивності, а в деякі частини дня потік може зовсім відсутніми. Робочий тиждень на заводах може тривати від п'яти до семи днів, отже, в ті дні, коли промислове підприємство не працює, інтенсивність потоку дорівнює нулю. На відміну від більш вузького діапазону варіацій характеристик різних зразків побутових стічних вод, промислові стічні води можуть мати корінні відмінності, навіть в тому випадку, якщо зразки взяті з підприємств одного і того ж типу промисловості, але з різних районів. Причиною таких відмінностей є адаптація технологій під різний тип місцевості, а також характеристики використовуваного сировини. Крім усього вищезгаданого, характеристики стічних вод одного і того ж підприємства також можуть з часом змінюватися, в зв'язку з тим, що промислове підприємство може працювати в режимі циклічного виробництва / кампанії або ж здійснювати залпові викиди на додачу до регулярних скидів стічних вод. Крім цих регулярних операцій, на промисловому підприємстві можуть відбуватися витоку і незаплановані скиди, які можуть відбуватися не часто, але, тим не менш, надають досить несприятливий вплив на роботу очисних споруд .
Тому, розумним буде провести ретельний аналіз стічних вод, а також уважно вивчити вимоги до їх попереднього очищення та очищення, перш ніж робити висновок про те, що характеристики даних стічних вод і вимоги до їх очищення повністю відповідають раніше зустрінутому зразком. Також важливим буде розуміння суті функціонування промислового підприємства.
У деяких випадках промислові стічні води скидаються в каналізаційні системи, які обслуговують комерційні об'єкти та житлові приміщення. Така комбінація потоків стічних вод називається міськими стічними водами, і якість цієї суміші може варіюватися в залежності від частки промислових стоків в ній і типу промислових підприємств, які здійснюють подібний скидання. Зазвичай відбувається буферизація побутових і комерційних компонентів в міських стічних водах в рамках характеристик комбінованого потоку. Тим самим, здійснення очистки комбінованих стічних вод відбувається легше, ніж очищення тільки промислових стоків. Однак, навіть в разі наявності можливості скидання промислових стоків у каналізацію, необхідна певна ступінь попереднього очищення стічних вод, перш ніж дозвіл на подібний скидання буде отримано.
Процедура попередньої очистки стічних вод може полягати у приведенні показників рівня pH від 6 до 9 і скорочення показників БСК5 до 400 мг / л - 1, подібна процедура практикується в даний час в Сінгапурі (Pakiam et al., 1980). Подібні операції проводяться з метою запобігання корозії приймають каналів каналізації, а також захисту приймають очисних споруд від переповнення органічним субстратом.