Drenážní systémy a stavby jsou jedním z typů inženýrských zařízení a zlepšování obydlených oblastí, obytných, veřejných a průmyslových budov, které poskytují potřebné hygienické a hygienické podmínky pro práci, život a rekreaci obyvatelstva. Systémy likvidace a úpravy vody se skládají ze souboru zařízení, sítí a konstrukcí určených pro příjem a odvádění domácích průmyslových a atmosférických odpadních vod potrubím, jakož i pro jejich čištění a neutralizaci před vypuštěním do nádrže nebo likvidací.
Objekty nakládání s vodou jsou stavby pro různé účely, ale i nově budovaná, stávající a rekonstruovaná města, obce, průmyslové podniky, sanitární areály atd.
Odpadní voda je voda využívaná pro domácí, průmyslové nebo jiné potřeby a kontaminovaná různými nečistotami, které změnily své původní chemické složení a fyzikální vlastnosti, a dále voda vytékající z území obydlených oblastí a průmyslových podniků v důsledku srážek nebo pouličních zálivek.
V závislosti na původu typu a složení se odpadní voda dělí do tří hlavních kategorií:
domácnost (z toalet, sprch, kuchyní, koupelen, prádelen, jídelen, nemocnic; pocházejí z obytných a veřejných budov, jakož i z domácích prostor a průmyslových podniků);
průmyslové (vody používané v technologických procesech, které již nesplňují požadavky na svou jakost; do této kategorie vod patří voda čerpaná na povrch země při těžbě);
atmosférické (déšť a tání; spolu s atmosférickou vodou se odstraňuje voda z pouličních závlah, fontán a kanalizace).
V praxi se využívá i koncept komunálních odpadních vod, což je směs domovních a průmyslových odpadních vod. Domácí, průmyslové a atmosférické odpadní vody jsou vypouštěny společně i odděleně. Nejpoužívanější jsou celolegované a samostatné odvodňovací systémy. S obecným slitinovým systémem jsou všechny tři kategorie odpadních vod vypouštěny jednou společnou sítí potrubí a kanálů mimo městskou oblast do čistíren. Oddělené systémy se skládají z několika sítí potrubí a kanálů: jedna z nich vede dešťovou a nekontaminovanou průmyslovou odpadní vodu a druhá nebo několik sítí vede domácí a kontaminovanou průmyslovou odpadní vodu.
Odpadní voda je komplexní heterogenní směs obsahující nečistoty organického a minerálního původu, které jsou v nerozpuštěném, koloidním a rozpuštěném stavu. Míra znečištění odpadních vod se posuzuje koncentrací, tzn. hmotnost nečistot na jednotku objemu mg/l nebo g/mXNUMX. Složení odpadních vod je pravidelně analyzováno. Pro stanovení hodnoty CHSK (celkové koncentrace organických látek) se provádějí sanitární a chemické rozbory; BSK (koncentrace biologicky oxidovatelných organických sloučenin); koncentrace nerozpuštěných látek; aktivní reakce okolí; intenzita barvy; stupeň mineralizace; koncentrace živin (dusík, fosfor, draslík) atd. Složení odpadních vod z průmyslových podniků je nejsložitější. Na vznik průmyslových odpadních vod má vliv druh zpracovávaných surovin, výrobní proces, použitá činidla, meziprodukty a produkty, složení zdrojové vody, místní podmínky atd.
Pro vytvoření racionálního schématu likvidace vody a posouzení možnosti opětovného využití odpadních vod je studováno složení a způsob likvidace vod nejen obecného odtoku průmyslového podniku, ale také odpadních vod z jednotlivých dílen a zařízení.
Kromě stanovení hlavních hygienických a chemických ukazatelů v průmyslových odpadních vodách se zjišťují koncentrace specifických složek, jejichž obsah je předurčen technologickými předpisy výroby a rozsahem používaných látek. Protože průmyslové odpadní vody představují pro vodní útvary největší nebezpečí, podíváme se na ně podrobněji.
Průmyslové odpadní vody se dělí do dvou hlavních kategorií: znečištěné a nekontaminované (podmíněně čisté).
Kontaminované průmyslové odpadní vody se dělí do tří skupin.
1. Kontaminované převážně minerálními nečistotami (hutnictví, strojírenství, rudný a uhelný průmysl; továrny na výrobu kyselin, stavebních výrobků a materiálů, minerálních hnojiv apod.)
2. Kontaminované především organickými nečistotami (podniky masné, rybí, mlékárenské, potravinářské, celulózo-papírenské, mikrobiologický, chemický průmysl; továrny na výrobu pryže, plastů atd.)
3. Kontaminované minerálními a organickými nečistotami (podniky těžby ropy, rafinace ropy, textilní, lehký, farmaceutický průmysl; továrny na výrobu cukru, konzervy, produkty organické syntézy atd.).
Kromě výše uvedených 3 skupin kontaminovaných průmyslových odpadních vod dochází k vypouštění ohřáté vody do nádrže, která je příčinou tzv. tepelného znečištění.
Průmyslové odpadní vody se mohou lišit koncentrací znečišťujících látek, stupněm agresivity atd. Složení průmyslových odpadních vod se velmi liší, což vyžaduje pečlivé zdůvodnění volby spolehlivé a účinné metody čištění v každém konkrétním případě. Získání návrhových parametrů a technologických předpisů pro čištění odpadních vod a kalů vyžaduje velmi zdlouhavý vědecký výzkum jak v laboratorních, tak i v poloprůmyslových podmínkách.
Množství průmyslových odpadních vod je stanoveno v závislosti na produktivitě podniku podle integrovaných norem pro spotřebu vody a likvidaci odpadních vod pro různá průmyslová odvětví. Míra spotřeby vody je přiměřené množství vody potřebné pro výrobní proces, stanovené na základě vědecky podložených výpočtů nebo osvědčených postupů. Konsolidovaná míra spotřeby vody zahrnuje veškerou spotřebu vody v podniku. Normy spotřeby průmyslových odpadních vod se používají při projektování nově budovaných a rekonstrukcí stávajících odvodňovacích systémů průmyslových podniků. Integrované standardy umožňují posoudit racionalitu využívání vody v jakémkoli provozním podniku.
Inženýrské komunikace průmyslového podniku zpravidla zahrnují několik odvodňovacích sítí. Nekontaminovaná ohřátá odpadní voda proudí do chladicích zařízení (odstřikovací nádrže, chladicí věže, chladicí nádrže) a poté se vrací do systému recyklace vody.
Kontaminované odpadní vody vstupují do čistíren a po vyčištění je část vyčištěných odpadních vod přiváděna do systému recyklace vody v těch dílnách, kde svým složením vyhovují regulačním požadavkům.
Efektivnost využívání vody v průmyslových podnicích je hodnocena takovými ukazateli, jako je množství použité recyklované vody, její míra využití a procento jejích ztrát. Pro průmyslové podniky se sestavuje vodní bilance včetně nákladů na různé druhy ztrát, výpustí a doplnění kompenzačních nákladů na vodu do systému.
Projektování nově budovaných a rekonstruovaných kanalizací sídel a průmyslových podniků by mělo být prováděno na základě schémat rozvoje a umístění odvětví národního hospodářství, průmyslových odvětví a schémat rozvoje a rozmístění výrobních sil v ekonomických regionech. schváleny stanoveným způsobem. Při výběru systémů a schémat nakládání s vodou by se mělo vzít v úvahu technické, ekonomické a hygienické posouzení stávajících sítí a staveb a měla by být zajištěna možnost zintenzivnění jejich práce.
Při výběru systému a schématu odvodnění průmyslových podniků je třeba zvážit:
1) požadavky na kvalitu vody používané v různých technologických procesech;
2) množství, složení a vlastnosti odpadních vod z jednotlivých výrobních provozů a podniku jako celku, jakož i režimy nakládání s vodou;
3) možnost snížení množství kontaminovaných průmyslových odpadních vod racionalizací výrobních procesů;
4) možnost opětovného využití průmyslových odpadních vod v recyklačním vodovodním systému nebo pro technologické potřeby jiné výroby, kde je přípustné používat vodu nižší kvality;
5) proveditelnost těžby a využití látek obsažených v odpadních vodách;
6) možnost a proveditelnost společné likvidace a čištění odpadních vod z několika blízko umístěných průmyslových podniků, jakož i možnost integrovaného řešení pro čištění odpadních vod z průmyslových podniků a obydlených oblastí;
7) možnost využití vyčištěných domovních odpadních vod v technologickém procesu;
možnost a proveditelnost využití domovních a průmyslových odpadních vod pro zavlažování zemědělských a průmyslových plodin;
9) proveditelnost místního čištění odpadních vod jednotlivých dílen podniku;
10) samočistící schopnost nádrže, podmínky pro vypouštění odpadních vod do ní a požadovaný stupeň jejich čištění;
11) proveditelnost použití konkrétní metody čištění.
V případě alternativního řešení drenážních systémů a čistíren je přijata optimální varianta na základě technických a ekonomických ukazatelů.
3.5 Důsledky vstupu odpadních vod do vodních útvarů
V důsledku vypouštění odpadních vod se mění fyzikální vlastnosti vody: – (zvyšuje se teplota, klesá průhlednost, objevují se barvy, chutě a vůně);
– na hladině nádrže se objevují plovoucí látky a na dně se tvoří sediment;
– mění se chemické složení vody (zvyšuje se obsah organických a anorganických látek, objevují se toxické látky, snižuje se obsah kyslíku, mění se aktivní reakce prostředí atd.);
– mění se kvalitativní i kvantitativní bakteriální složení, objevují se patogenní bakterie. Znečištěné vodní útvary se stávají nevhodnými pro pitnou a často i pro technické zásobování vodou;
– ztrácejí rybářský význam atd.
Obecné podmínky pro vypouštění odpadních vod jakékoli kategorie do útvarů povrchových vod jsou dány jejich národohospodářským významem a charakterem užívání vod. Po vypuštění odpadních vod je povoleno určité zhoršení kvality vody v nádržích, což by však nemělo výrazně ovlivnit její životnost a možnost dalšího využití nádrže jako zdroje zásobování vodou, pro kulturní a sportovní akce, popř. rybářské účely.
Kontrolu plnění podmínek pro vypouštění průmyslových odpadních vod do vodních útvarů provádějí hygienicko-epidemiologické stanice a odbory povodí.
Normy kvality vody pro vodní útvary pro domácí, pitnou a kulturní vodu stanovují kvalitu vody pro nádrže pro dva typy využití vody:
– první typ zahrnuje plochy nádrží využívaných jako zdroj pro centralizované nebo necentralizované zásobování domácností a pitnou vodou, jakož i pro zásobování potravinářských podniků vodou;
– k druhému typu – plochy nádrží využívaných ke koupání, sportu a rekreaci obyvatelstva a dále ty, které se nacházejí v hranicích obydlených oblastí.
Přiřazení nádrží k jednomu nebo druhému druhu využití vody provádí orgány Státní hygienické inspekce s přihlédnutím k vyhlídkám na využití nádrží.
Normy kvality vody pro nádrže uvedené v pravidlech platí pro lokality umístěné na tekoucích nádržích 1 km nad nejbližším odběrným místem vody po proudu a na neprůtočných nádržích a nádržích 1 km po obou stranách odběrného místa vody.
Velká pozornost je věnována prevenci a eliminaci znečištění pobřežních oblastí moří. Normy kvality mořské vody, které musí být zajištěny při vypouštění odpadních vod, platí pro oblast využívání vody v určených hranicích a pro lokality vzdálené 300 m po stranách od těchto hranic. Při využívání pobřežních oblastí moří jako příjemce průmyslových odpadních vod by obsah škodlivých látek v moři neměl překročit nejvyšší přípustné koncentrace stanovené sanitárně-toxikologickými, obecnými sanitárními a organoleptickými limitními ukazateli nebezpečnosti.
Požadavky na vypouštění odpadních vod jsou přitom diferencovány ve vztahu k charakteru užívání vod. Moře není považováno za zdroj vody, ale za terapeutický, zdraví zlepšující, kulturní a každodenní faktor.
Znečišťující látky vstupující do řek, jezer, nádrží a moří výrazně mění nastavený režim a narušují rovnovážný stav vodních ekologických systémů. V důsledku procesů přeměny látek znečišťujících vodní útvary, ke kterým dochází pod vlivem přírodních faktorů, dochází u vodních zdrojů k úplné nebo částečné obnově jejich původních vlastností. V tomto případě mohou vznikat sekundární produkty rozkladu kontaminantů, které mají negativní dopad na kvalitu vody.
Vzhledem k tomu, že odpadní vody z průmyslových podniků mohou obsahovat specifické nečistoty, je jejich vypouštění do městské kanalizační sítě omezeno řadou požadavků.
Průmyslové odpadní vody vypouštěné do kanalizační sítě nesmí:
– narušit provoz sítí a struktur;
– mít destruktivní účinek na materiál potrubí a prvky úpravenských zařízení;
– obsahují více než 500 mg/l suspendovaných a plovoucích látek;
– obsahují látky, které mohou ucpávat sítě nebo se usazovat na stěnách potrubí;
– obsahovat hořlavé nečistoty a rozpuštěné plynné látky schopné tvořit výbušné směsi;
– obsahují škodlivé látky, které narušují biologické čištění odpadních vod nebo vypouštění do vodního útvaru;
– mají teplotu nad 40 C.
Průmyslové odpadní vody, které nesplňují tyto požadavky, musí být předčištěny a teprve poté vypouštěny do městské kanalizační sítě.
Podle Světové zdravotnické organizace je asi 80 % všech nemocí způsobeno konzumací nekvalitní pitné vody. V tomto ohledu je nejdůležitější podmínkou státní kontrola řádného čištění odpadních vod před jejich vypouštěním do vodních útvarů. V tomto článku se budeme zabývat typy odpadních vod, jejich možným znečištěním a způsoby čištění.
Druhy odpadních vod
Odpadní voda vzniká v důsledku lidské výroby a činností domácností. Jsou shromažďovány a po vyčištění vypouštěny do jímek a kanalizací. Úkolem státních úřadů je zajistit, aby se nevyčištěné odpadní vody nedostaly do přírodních vodních útvarů. Odpadní vody lze podle původu rozdělit do 3 skupin.
Výroba
Toto je největší skupina. Vznikají při výrobní činnosti při praní nerostů a průmyslových surovin, procesech výměny tepla (ohřev, chlazení), mytí výrobních zařízení a zásobníků surovin, polotovarů a hotových výrobků.
Průmyslové odpadní vody se mohou značně lišit ve složení a obsahují četné znečišťující látky. Může obsahovat vysoce toxické znečišťující látky, jako jsou soli těžkých kovů, kyseliny, zásady, ropné produkty, povrchově aktivní látky, halogenované organické sloučeniny a další. Představují největší nebezpečí pro životní prostředí a lidské zdraví.
Domácnost
Jedná se o odpadní vody z lidské činnosti a použití v domácnostech (koupelny, prádelny, toalety, kuchyně, stravovací zařízení apod.). Jejich hlavní kontaminanty jsou biologické povahy. Jsou to zbytky rostlin a zvířat, výkaly, bílkoviny, tuky, sacharidy a zbytky potravin. Existují také specifické škodliviny (plastové mikročástice z praní prádla vyrobeného ze syntetických tkanin, povrchově aktivní látky, fosfáty).
Povrch (déšť, tání)
Povrchové vody obsahují znečišťující látky specifické pro oblasti, ze kterých jsou shromažďovány. Povrchový odtok v obydlených oblastech má poměrně stálé složení a malé množství škodlivin (prach, saze, písek, ropné produkty, mikročástice plastů a pryže).
Venkovské odpadní vody obsahují výrazně méně škodlivin. Velké zemědělské podniky však mají své specifické znečištění (přípravky na ochranu rostlin, minerální hnojiva, rostlinné zbytky).
Ve velkých průmyslových centrech jsou povrchové vody výrazně více znečištěné. V blízkosti hutních podniků v nich převažují saze, ropné produkty, oxidy železných a neželezných kovů. Nejvýznamnější znečištění pochází z uhelných tepelných elektráren, jejichž emise tvoří téměř polovinu periodické tabulky. Roční emise těžkých kovů dosahují stovek kilogramů a arsenu, olova, rtuti – desítky kilogramů.
Klasifikace podle stupně znečištění a druhů znečišťujících látek
V závislosti na složení kontaminantů se odpadní voda dělí na:
- znečištěné především minerálními látkami (půda, písek, soli těžkých kovů, anorganické kyseliny, zásady, oxidy a hydroxidy);
- obsahující převážně organické polutanty (odpadní vody z domácností);
- obsahující minerální i organické nečistoty Podle koncentrace znečišťujících látek se odpadní vody dělí na:
- mírně znečištěné, obsahující až 500 mg/l škodlivin. Vyžaduje minimální čištění, aby byly splněny expoziční limity;
- středně znečištěné (500-5000 mg/l);
- vysoce znečištěné (5000-30 000 mg/l), takové odpadní vody vyžadují velmi kvalitní čištění;
- nebezpečné, obsahující více než 30 000 mg/l, představují zvýšené nebezpečí pro vodní život a lidské zdraví.
Nebezpečí splašků
Vstup nevyčištěných odpadních vod do vodních útvarů může mít katastrofální následky:
- hromadné úhyny vodního života, včetně cenných ryb, rozvoj mutací, hromadění toxinů v potravních řetězcích;
- rychlý růst řas s vysokým obsahem dusičnanů, fosfátů a organických polutantů. To vede ke snížení obsahu rozpuštěného kyslíku a hromadnému úhynu vodních obyvatel;
- úplná eliminace biologických společenstev včetně člověka s vysokými koncentracemi toxických látek. Například masová úmrtí v Japonsku kvůli vypouštění neupravené odpadní vody obsahující rtuť do zálivu Minamata.
Metody čištění odpadních vod
Pro snížení koncentrace škodlivin na přijatelné hodnoty jsou odpadní vody podrobovány různým typům čištění. Nejčastěji se používá kombinace různých metod.
mechanický
S jejich pomocí se provádí sedimentace suspendovaných látek (usazeniny, mřížky různých provedení, síťové filtry, separátory apod.) a filmů kapalin nemísitelných s vodou (lapače oleje, lapače tuků, filmové filtry atd.). Používá se jako metoda předběžného čištění pro zefektivnění jiných metod.
Fyzický
K odstranění jemných a koloidních částic se používají fyzikální metody. K tomu se zpracování provádí s využitím dodatečné energie (centrifugace, destilace, iontová výměna atd.).
Chemické
Používá se k čištění od rozpustných nečistot pomocí chemických činidel, která srážejí nečistoty ve formě nerozpustných sloučenin. K urychlení jejich sedimentace se používají speciální přísady (koagulanty a flokulanty).
Fyzikálně-chemický
Jedná se o kombinaci chemického ošetření s fyzikálními vlivy, které mohou výrazně zvýšit účinnost čištění (flotace, reverzní osmóza, elektroflotace, elektrolýza).
Biologické
Biologické čištění je založeno na činnosti speciálních kmenů mikroorganismů, které rozkládají složité organické látky na vodu, oxid uhličitý, dusík, metan a kyslík. Pro zintenzivnění těchto procesů se provádí provzdušňování a míchání se současným nasycením kyslíkem.
Sloučeniny dusíku, fosforu, draslíku a vápníku obsažené v odpadních vodách domácností a odpadních vodách z výroby potravin jsou cennými hnojivy pro zemědělské plodiny. Takovou vodu lze po vyčištění a dezinfekci použít k zavlažování polí. Sedimenty z čištění těchto vod po speciální úpravě (kompostování, fermentace, dezinfekce) se používají jako organická hnojiva.
kombinovaný
Pro efektivní čištění odpadních vod se obvykle používají kombinace uvedených metod. Tímto způsobem je možné zajistit čištění podle přísných přípustných expozičních norem.
Dezinfekce
Po účinném čištění musí být odpadní voda dezinfikována, aby se zničila patogenní mikroflóra, helminti, houby, bakterie a viry. Riziko pro veřejné zdraví z mikrobiologického znečištění je mnohem vyšší než z chemického znečištění. K dezinfekci jsou odpadní vody čištěny silnými oxidačními činidly (chlór, chlornan sodný nebo vápenatý, ozón atd.) nebo se využívají vysoce intenzivní fyzikální vlivy (ultrazvuk, elektromagnetické čištění atd.).
Závěr
Průmyslové odpadní vody po účinném čištění lze znovu využít v technologickém procesu. Tak vznikají uzavřené (bezodtokové) systémy průmyslové cirkulace vody, které eliminují vypouštění vody do nádrží.
