Очистные сооружения промышленных стоков и производственных сточных вод

Законы и подзаконные нормативные правовые акты, регламентирующие очистку промстоков:

• Постановление правительства РФ № 644 от 29.07.2013 — сброс вод в канализацию.

• Водный Кодекс РФ, Приказ Минсельхоза России № 552, СанПиН 2.1.3684-21 — сброс вод в водный объект.

Что такое очистные сооружения

Промышленные очистные сооружения (далее ОС) — это комплекс оборудования для очистки промышленных стоков на предприятиях до требуемых нормативов. Например, в составе ОС встречаются флотаторы, фильтры, усреднители, осветлители.

ОС бывают двух видов — для водоподготовки и водоочистки. ОС для водоподготовки обрабатывают воду для использования в питьевых или технических целях. Водоочистные сооружения подготавливают воду к сбросу в водный объект или возврату в цикл производства. 

Работа ОС на скотоводческом предприятии: стоки направляются в резервуары, механическое оборудование отделяет твердые частицы от жидкости, и затем она очищается для повторного использования

Схема и принцип работы 

Каждое предприятие подбирает свою схему очистки и очистное оборудование на основании следующих факторов:

• Состав стоков. Это помогает выбрать оптимальную технологию обработки и оборудование.

• Объём стоков. Это помогает определить нужные размеры и производительность ОС.

• Наличие существующей инфраструктуры — канализационные коллекторы, насосные станции и прочее.

• Нормативные требования законодательства к качеству очищенных стоков. 

Последовательность этапов в схеме очистки называется линией очистных сооружений и может отличаться от предприятия к предприятию. Классическая линия ОС подразумевает два этапа обработки промстоков: механический и физико-химический.

Механический — это очистка жидкости от крупных загрязняющих частиц, которые оседают на дне ёмкости или всплывают на поверхность. Для этого используют решётки, песколовки, жироловки, отстойники.

Вид сверху на отстойники — круглые или прямоугольные по форме резервуары, где отделяются взвешенные загрязняющие вещества, оседая под действием силы тяжести (фото Ivan Bandura, Unsplash)

Физико-химический — это снижение концентрации опасных веществ до норм предельно допустимой концентрации. Для этого сток обрабатывают реагентами — коагулянтами, флокулянтами, сорбентами и применяют оборудование — флотаторы, центрифуги, лампы УФ-обеззараживания. 

Дополнительно или вместо физико-химического этапа может быть биологический. Это очистка промстоков от органики с помощью микроорганизмов, которые перерабатывают её в безвредные вещества. Для этого используют биопруды, поля орошения или фильтрации, аэротенки, биофильтры.

Требования и технологические регламенты

Требования и технологические регламенты для промышленных ОС зависят от типа промышленности, характера загрязнений и местных нормативов. 

Однако, в целом, существуют общие требования к проектированию, строительству и эксплуатации промышленных ОС:

• Соответствие местным нормативам и стандартам качества воды, которые устанавливаются законодательством.

• Эффективность очистки промстоков от всех опасных загрязнений: токсичных веществ, нефтепродуктов, тяжелых металлов и других.

• Безопасность и экологичность для персонала и окружающей среды.

• Регулярное техническое обслуживание для поддержания эффективной работы.

• Соблюдение требований законодательства по утилизации отходов

• Проектирование ОС по принципам ресурсосбережения и энергоэффективности.

• Автоматизация процессов: оснащение промышленных ОС системами автоматизации и контроля для обеспечения надёжной и эффективной работы.

Эффективность очистных сооружений промстоков

Эффективность ОС промышленных стоков оценивается по различным параметрам: степень очистки, сроки эксплуатации, энергозатраты и т.д. Эти параметры зависят от конструкции сооружений, их технических характеристик, правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.

Основными показателями эффективности являются:

• Качество очищенной воды — её соответствие требованиям нормативных документов и безвредность для экологии.

• Экономическая целесообразность — ОС должны обеспечивать минимальные затраты на эксплуатацию и обслуживание.

• Соответствие ОС нормам и требованиям законодательства в области охраны окружающей среды.

Проектирование, строительство и запуск ОС — это масштабный дорогостоящий проект. Однако он приносит предприятию не только затраты, но и выгоды:

• Уменьшение экологических рисков. Загрязнение окружающей среды может привести к серьезным экологическим последствиям, которые могут повлечь за собой штрафы, судебные исковые требования и ущерб репутации предприятия. Применение ОС позволяет снизить риски загрязнения окружающей среды и предотвратить возможные экологические последствия.

• Экономическая выгода. Применение ОС позволяет сократить затраты на оплату штрафов за нарушение норм и требований в области охраны окружающей среды, а также снизить расходы на покупку воды для производственных нужд.

• Улучшение качества продукции. Очищенная вода, используемая в производственных процессах, может улучшить качество продукции и повысить конкурентоспособность предприятия на рынке.

• Улучшение условий труда. Применение ОС позволяет снизить уровень вредных веществ в воздухе, что создает более благоприятные условия труда для работников предприятия.

Проектирование очистных сооружений сточных вод

При проектировании промышленных ОС учитывается эффективность очистки, экономическая целесообразность, возможность использования очищенной воды для производственных нужд или ее сброса в канализацию или водный объект.

Проектирование промышленных ОС происходит в несколько этапов:

1. Сбор и анализ информации о составе сточных вод, объеме стоков, наличии существующей инфраструктуры и нормативных требованиях к очистке. При выборе помещения для ОС или площадки, нужно учесть ряд требований — доступность для транспортировки, установки и ремонта оборудования, наличие доступного источника электроэнергии, обеспечение безопасности персонала.

2. Выбор оптимальной технологии очистки, которая удовлетворяет требованиям заказчика и нормам экологической безопасности.

3. Разработка проектной документации с расчётами и выбором оборудования, размерами и габаритами сооружений, системой автоматизации.

4. Подготовка рабочей документации, включающей в себя техническое задание на проектирование, смета, технические условия и прочие необходимые документы. 

5. Согласование проектной и рабочей документации с заказчиком и компетентными органами.

Производство и строительство

Чтобы начать строительство ОС, на руках должны быть следующие документы:

• Разрешение на проектирование

• Проектная документация и расчеты

• Разрешение на строительство

• Договор строительства

• Смета

• Технический паспорт

• Договор гарантии

• Договор эксплуатации

Основные этапы строительства промышленных ОС:

1. Подготовительный этап: проведение необходимых изысканий , разработка проектной документации, получение разрешений.

2. Строительство основных сооружений: канализационных коллекторов, насосных станций, резервуаров для хранения сточных вод.

3. Монтаж оборудования: установка фильтров, реакторов, аэрационных установок, обеззараживающих систем и др.

4. Пусконаладочные работы: проверка работоспособности оборудования, настройка систем автоматизации.

5. Ввод в эксплуатацию: запуск ОС в работу, обучение персонала, ведение технической документации и учёта показателей очистки стоков.

Автоматизация очистных сооружений сточных вод 

Чтобы ОС работали эффективно и надёжно, процессами очистки нужно управлять. Для этого используют автоматику: датчики уровня и качества воды, насосы, клапаны, системы контроля и управления процессами очистки.

Системы автоматизации, используемые в ОС:

• Управления и контроля: Они позволяют автоматически контролировать параметры очистки (температуру, pH, концентрацию загрязнений и т.д.) и регулировать работу оборудования в соответствии с заданными параметрами.

• Мониторинга: Они предназначены для непрерывного мониторинга качества сточных вод и обнаружения аварийных ситуаций.

• Автоматической очистки: Они позволяют автоматически очищать оборудование и трубопроводы от отложений и загрязнений.

• Дозирования реагентов: Они позволяют автоматически дозировать реагенты для обеспечения оптимальной очистки сточных вод.

• Удаления осадка: Они позволяют автоматически удалять осадок из отстойников и других емкостей.

• Удаления газовых выбросов: Они позволяют автоматически очищать газовые выбросы от вредных веществ.

Также используются специализированные программные комплексы для мониторинга и управления системой очистки, например SCADA — Supervisory Control and Data Acquisition. Они позволяют собирать данные о процессах очистки, контролировать их и управлять ими в автоматическом режиме. Такая система сможет предупредить о возможных аварийных ситуациях. 

Вывод

Каждое предприятие подбирает свою линию ОС, основываясь на типе, составе, объёме стоков и нормативах по их очистке. Хотя проектирование, строительство и эксплуатация ОС влечёт большие затраты, само применение ОС на предприятии приносит не только экологическую выгоду, но и экономическую за счёт экономии на потенциальных штрафах за нанесение вреда окружающей среде.

Требования и технологические регламенты для проектирования и строительства промышленных очистных зависят от типа производства, характера загрязнений, местных нормативов. Однако есть ряд общих требований, цель которых — обеспечить эффективность, надёжность и безопасность работы ОС. Отчасти эти показатели зависят от автоматизации процессов очистки, и чем выше степень автоматизации, тем больше возможности контроля и управления ОС.