Пруд испаритель сточных вод

  • автор:

Требования к эффективности очистки сточных вод определяются общим состоянием природной среды, и в частности, качеством воды в водоемах и водотоках.

Каждый водоем в естественном состоянии населен определенным сообществом организмов, состав и интенсивность энергетического обмена которого определяются климатическими и биотическими факторами.

Именно это сообщество ответственно за процесс самоочищения, под которым подразумевается совокупность физических, химических, биологических и других процессов, приводящих к восстановлению качества воды до уровня, соответствующего уровню водоемов и водотоков, не подвергающихся загрязнению.

Для оценки самоочищающей способности водоемов в условиях незначительного загрязнения легкоразлагаемым органическим веществом при рассредоточенных выпусках сточных вод достаточно обычных санитарно-гигиенических показателей, определения разбавления сточных вод, изучения кислородного режима водоема. Однако при современных масштабах загрязнения водной среды, плотности распределения его источников, увеличении количества и номенклатуры загрязняющих веществ проблемы самоочищения водоемов существенно обострились. В конечном счете самоочищение – часть общеприродного процесса трансформации вещества и энергии, при котором происходит распад загрязняющих вещества до соединений, включаемых в круговорот вещества и энергии в биосфере. Снижение концентрации загрязнений в результате простого разбавления, переноса в другие районы акватории нельзя считать самоочищением.

Основную роль в самоочищении водоемов играют бактерии, обладающие огромным разнообразием форм метаболизма и развивающиеся при крайне разнообразных условиях среды: температуре, pH, концентрациях кислорода, требующих в качестве питательного субстрата только органические или только минеральные вещества и т.д. Именно широкие метаболические возможности бактерий и позволяют вовлекать в круговорот практически все вещества естественного происхождения и многие вещества, синтезированные человеком.

Антропогенное загрязнение водных объектов происходит за счет двух основных источников:

  • – организованного сброса городских сточных вод;
  • – неорганизованного сброса сточных вод с территорий населенных пунктов, площадок промышленных предприятий, с территорий, занятых под сельское хозяйство, луга, пастбища и др.

При этом доля последних значительно большая, чем городских сточных вод, даже несмотря на то, что не все они проходят через очистные сооружения.

Основными документами, определяющими требования к качественному и количественному составу очищенных вод, являются: Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения (СанПиН 4630–88) от 01.01.1989, Правила охраны поверхностных вод (типовые положения), Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов, ГОСТы, регламентирующие вопросы охраны природы.

Санитарные правила и нормы служат для предупреждения загрязнения водных объектов, устанавливают гигиенические требования и нормативы качества поверхностных вод, регламентируют различные виды хозяйственной деятельности, которые могут оказать неблагоприятное воздействие на качество воды в водоемах.

Водоемы и водотоки, предназначенные для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в пунктах водопользования изменились под прямым или косвенным воздействием хозяйственной деятельности человека и стали частично или полностью непригодными для использования населением. Пригодность поверхностных вод для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования определяется их соответствием требованиям и нормативам, изложенным в Санитарных правилах и нормах.

Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов включает более 900 наименований веществ. Требования, предъявляемые к воде рыбохозяйственных водоемов, значительно жестче, чем для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования. Так, например, ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого использования по азоту аммонийному составляет 2 мг/л, а для воды рыбохозяйственных водоемов – мг/л; по хлоридам – 350 мг/л и т.д.

К первой категории водоемов рыбохозяйственного использования относятся водные объекты, предназначенные для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, особо чувствительных к концентрации кислорода, ко второй категории – водные объекты для других рыбохозяйственных целей. На участках массового нереста, нагула рыб, расположения зимовальных ям выпуск сточных вод не разрешается.

При сбросе воды в черте населенного пункта требования, установленные к составу и свойствам воды водоема, относятся и к самим сточным водам. При поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковыми лимитирующими показателями вредности сумма отношений концентраций (С1, С2, …, Сп) каждого из веществ в этом водоеме к соответствующим ПДК не должна превышать единицу:

Из-за невозможности достичь на сооружениях биологической очистки требуемых природоохранными органами нормативов сброса для каждого очистного сооружения устанавливается временно согласованный сброс (ВСС) на определенный период, в течение которого допускаются несколько повышенные концентрации загрязняющих веществ в сбрасываемой воде. В последние годы получает применение ряд модификаций классической биологической очистки, которые характеризуются как наилучшие существующие технологии очистки городских сточных вод (процессы с нитрификацией и денитрификацией, с прикрепленной микрофлорой, полного окисления и др.). По показателям очищенной воды (кроме фосфатов) они значительно превосходят нормы ЕС.

Нормативы состава и свойств воды водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей, в зависимости от местных условий могут относиться или к району выпуска сточных вод при быстром смешении их с водой водоема, или к району ниже спуска сточных вод с учетом возможной степени их разбавления в водоеме на участке от места выпуска сточных вод до ближайшей границы рыбохозяйственного участка водоема.

В зимний период количество растворенного кислорода не должно быть ниже 6 и 4 мг/л для водоемов соответственно первого и второго видов, в летний период во всех водоемах – не ниже 6 мг/л в пробе, отобранной до 12 ч дня. Величина химической потребности в кислороде (при 20 °С) не должна превышать 2 мг/л в водоемах обоих видов. Ядовитые вещества в сточных водах не должны содержаться в концентрациях, которые могут оказать прямо или косвенно вредное воздействие на рыб и водные организмы, служащие кормом для рыб.

Пруды-отстойники, пруды-накопители (буферные пруды), пру-ды-накопители-испарители, аварийные емкости, пруды ливневых вод, шламонакопители имеются в системах канализации предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, пищевой промышленности и др. Все они представляют собой земляные емкости полностью или частично заглубленные и обвалованные, в которых постоянно или периодически содержатся промышленные сточные воды различной степени загрязненности. Эти воды в той или иной мере являются источниками загрязнения подземных вод. Конструкция пруда-накопителя-испарителя приведена на рис. 11.

Пруды-накопители размещаются в неудобных и непригодных для сельскохозяйственных целей местах: в оврагах, балках, на уступах террас или на косогорах. Для создания необходимой емкости пруды ограждаются дамбами, а в случае размещения в оврагах и балках — плотинами. В прудах-накопителях одновременно происходят процессы самоочищения, аналогичные процессам естественной аэрации в биологических прудах, а также дополнительное осветление воды. Одной из серьезных задач при создании прудов-накопителей является борьба с цветением воды, так как одноклеточные организмы лучше развиваются в малоподвижной воде и дают вторичное загрязнение прудов.

Пруды-накопители могут применяться только к таким сточным водам, которые не претерпевают существенных изменений при хранении. Эти пруды служат для хранения сточных вод в течение какого-то определенного критического периода, чтобы предотвратить их выпуск. При сооружении этих прудов не ставится никаких особых требований, в том числе и в отношении удаления ила. Все же нужно следить за тем, чтобы сточные воды не загрязняли грунтовые воды. Пруды-накопители часто используются для отработанных растворов калийной промышленности, в отдельных случаях для сульфитных щелоков целлюлозной промышленности и т. д.

Пруды-накопители являются источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами. Опытами ЛИСИ установлено, что в летнее время в среднем с поверхности испарения этих прудов выделяются углеводороды в количестве 2,4 мг/ (с • м2).

Пруды-накопители и нефтепромысловые амбары объемом от 20— 50 до 50000 м3 использовались до последнего времени. Несмотря на то, что количество прудов-накопителей невелико, площадь засоления ими подземных вод, в зависимости от геолого-гидрогеологических условий, достигает нескольких квадратных километров.

Пруды-накопители для шлама и нефтегрязи, а также пло- щадки для биологического ила быстро заполняются; надежных и экономичных методов по выгрузке шлама из накопителей, его перевозке, переработке и утилизации до сих пор нет.

Пруд-накопитель запроектирован на рабочую емкость 4000000 м3. Однако в процессе рекогностировочного обследования площадки и согласований с заинтересованными организациями под пруд отведено 36,3 га земли, в том числе 17 га пахотных. При устройстве пруда на указанной площади путем отсыпки плотины, дамбы обвалования и срезки откосов балки на 0,5 м выше уровня грунтовых вод (из условия производства работ по укладке пленки) максимально возможным оказалось создание емкости 3400000 м3. Пруд-накопитель устраивается возведением плотины и ограждающей дамбы, а также выемкой в чаше пруда. Габариты сооружений определены расчетами согласно СНиП П-5—74. Конструкция пруда представлена на рис. 35.

Пруд-накопитель должен состоять из двух секций: первой, предназначенной для первоначального отстаивания от основного количества взвешенных частиц и нефтепродуктов, и второй, играющей роль аккумулятора. Объем секций первичного отстаивания принимают равным 20 % от общего объема пруда. Уменьшенный объем секций первичного отстаивания вызывается необходимостью сокращения поверхности, на которой могут скапливаться нефтепродукты и нефть.

Схема пруда-накопителя-испарителя приведена на рис. 3.27. Основу его составляют дамба обвалования и противофильтрационная завеса из водонепроницаемого материала, заглубляемая до слоя глины. Конструкция пруда в большой степени зависит от рельефа местности, геологического строения и гидрологических условий района. В зависимости от рельефа пруды могут быть овражными, равнинными, пойменными, косогорными и котлованными.

Расчет пруда-накопителя следует вести в двух вариантах: на константу скорости потребления кислорода органическими загрязнениями в холодный и теплый периоды года.

Основу пруда-накопителя-испарителя составляют дамба и противо-фильтрационная завеса из водонепроницаемого материала, заглубленная до слоя глины (рис. 7.9).

Пруд-накопитель-испаритель

Пример 2. Пруд-накопитель жидких отходов. Пруд-накопитель располагается в средней части балки с захватом отрогов балки. Склоны балки — умеренно крутые, изредка разделенные овражной сетью. Абсолютные отметки колеблются в пределах 142,5—160,0 м. Тальвег балки местами заболочен.

В качестве прудов-накопителей используются заболоченные места и озера. Так, например, осадок с Восточной и Рублевской станций Москвы сбрасывается в расположенные вблизи озера. Этот метод из-за низких капитальных и эксплуатационных затрат является экономически целесообразным при наличии вблизи водопроводной станции свободных земельных угодий и может служить как временное мероприятие для удаления осадка. В целом пруды-накопители не дают окончательного решения для эффективного обезвоживания водопроводного осадка, так как на поверхности пруда образуется твердая корка, под которой осадок в тиксотропном состоянии находится многие годы. Добавление извести к таким осадкам практически не интенсифицирует процесс их обезвоживания на прудах-накопителях, а лишь увеличивает стоимость обработки водопроводных осадков.

При расчете пруда-накопителя величину К принимают равной БПК сточных вод после дополнительной их очистки путем фильтрования; константу К скорости потребления кислорода органическими загрязнениями сточных вод определяют по табл. 1.13.

Разложение в прудах-накопителях не рекомендуется из-за неизбежно появляющегося при этом неприятного запаха.

Ввиду больших объемов накопителей их устраивают в виде прудов, вырытых в грунте или обвалованных дамбами. Расчет требуемой емкости прудов-накопителей производится с учетом расходов воды в реках в период половодья по средним данным за 10 лет.

В аридной зоне строительство прудов — накопителей стоков холодного периода года — составная часть системы ЗПО, так как они способствуют дополнительной очистке сточных вод и позволяют значительно расширить посевные площади кормовых культур. При наличии дренажной сети они принимают сброс от понижения уровня ГВ.

Для подсушки осадка применяют и пруды-накопители. Наибольшие трудности наблюдаются при подсушивании в прудах-накопителях осадка гидрооксида алюминия (III). В процессе подсушки осадка и слива осветленной воды на поверхности осадка образуется сухая корка, препятствующая дальнейшему его подсыханию. Осадок под коркой находится в разжиженном виде и сохраняет такое состояние длительное время. Добавление к осадку извести позволяет повысить концентрацию твердой фазы в нижних слоях до 25%, а в мелких прудах до 50%.

Необходимое расчетное время для пруда-накопителя и степень насыщения в нем воды кислородом можно определить исходя из следующего.

Третье предложение — ликвидация прудов — накопителей и сооружение коммуникаций для подготовки и закачки сточных вод в продуктивные горизонты цоказалось вначале очень уж капиталоемким процессом, Проще было через имеющиеся пруды и трубу, имеющимися насосами, закачивать эти воды в поглощающий горизонт, в скважину 403. А то, что ядовитые сточные воды просачивались в речку или иногда вынужденно, при переполнениях прудов, производился аварийный сброс с них в ствол маленькой речушки — это в те годы считалось вполне нормальным явлением.

На Киришском НПЗ эксплуатируются пруды-накопители, в которых сточные воды накапливаются в течение гола и сбрасываются в водоем во время весеннего паводка в точение 45 дней. В прудах происходит также усреднение состава и доочистка сточных вод; содержа.те эфиро -извлекаемых снижаются на 46%, а фенолов — на 72%.

Затем стоки самотеком поступают в пруд-накопитель, из которого откачиваются в Волгу. Ил из первичных и вторичных отстойников направляется в метантенки с мезофильным процессом сбраживания.

Повторное изучение грунтов основания пруда-накопителя, выполненное нами через 19 лет после его ликвидации (1984 г.), показало (см. рис. 52, разрез 1), что под первой надпойменной террасой и дном пруда, ежегодно затапливаемыми талыми водами, произошло существенное рассоление глинистых отложений.

Водопропускные сооружения. При строительстве пруда-накопителя в отрогах балки образуются пруды, заполнение которых происходит поверхностными стоками. Для отвода поверхностных стоков в нижний бьеф пруда-накопителя укладывают трубы по дну пруда., Учитывая химизм стоков, а также обеспечение необходимой надежности приняты две водопропускные стальные трубы диаметром 500 мм, переходящие в одну трубу диаметром 1000 мм, из которой вода сбрасывается в отводящий канал, расположенный в тальвеге балки. Емкость прудов создается, путем строительства отсечных плотин высотой более 15,0 м.

Донный водоспуск. Для возможности опорожнения пруда-накопителя и подачи воды в насосную станцию предусматривается устройство донного водоспуска, который представляет собой стальную трубу диаметром 500 мм в бетонной обойме, уложенной в теле плотины. Для предотвращения контактной фильтрации на трубе устраивают бетонные противофильтрационные диафрагмы.

Процесс самоочищения навозных стоков начинается в пруду-накопителе. В нем происходит бактериальное разложение органических веществ, выпадают в осадок яйца гельминтов. Поступление навозных стоков в рыбоводно-биологические пруды сначала вызывает цветение воды, а позже массовое развитие ракообразных. В рачковых прудах биомасса зоопланктона изменяется с определенной периодичностью. В среднем через 10 сут после по ступления навозных стоков биомасса зоопланктона достигает 100 мг/л, т. е. среднесуточный прирост составляет 10 мг/л.

Было это в воскресенье. Я сошел с горы и оказался рядом с прудом накопителем сточных вод цеха подготовки нефти и илонакопителями. С пруда сочилась пластовая вода и попадала в речку Самсык, протекающую тут, рядом. В илонакопителях накопилось солидное количество нефти, в которой комками выделялись трупы разнообразных пернатых, судя по величинам, от диких уток и гусей до мелких свиристелей и воробьев. Это было то узкое место в промысловом сборе, подготовке нефти и утилизации, отделенных от нефти пластовых вод, где надо было приложить инженерную мысль. Все оставшееся время дня, да и много последующих дней я посвятил изучению этого узла.

Подготовку сточных вод осуществляли в земляных амбарах и прудах-накопителях, глиняные затворы которых не предотвращали фильтрацию сточных вод в пресноводные горизонты, что приводило к увеличению коррозионной активности сточных вод вследствие их насыщения кислородом воздуха.

Схема I. Сточные воды после механической очистки поступают в пруды-накопители. Из прудов-накопителей по каналу — в биологические пруды, из прудов — на земледельческие поля орошения.

Для очистки сточных вод с успехом используются также большие пруды-накопители, в которых сточные воды находятся несколько дней и даже недель, при этом наряду с отстаиванием в них протекают также и биологические процессы .

Нерешенной проблемой в нефтепереработке остается ликвидация прудов-накопителей кислого гудрона. Существующая технология производства базовых масел связана с обработкой сырья концентрированной серной кислотой, в результате чего образуется побочный продукт, представляющий собой вязкую горючую жидкость из смеси тяжелых углеводородов (до 70 %) и серной кислоты (до 30 %) — кислый гудрон.

В системах гидрозолоудаления гидропульпа поступает в большие пруды накопители золы; осветленная в этих прудах вода может быть подана обратно на гидрозолоудаление или сброшена в водоем.

Вариант 1. Сточные воды после механической очистки поступают в пруды-накопители, а затем по каналу —в пруды-испарители и на поля орошения. Вариант 2. Сточные воды после физико-химической очистки направляют в биологические пруды, затем на поля орошения или сначала на поля фильтрации, а потом на поля орошения. Вариант 3. Сточные воды после механической, физико-химической и биохимической очистки направляют на поля орошения, а в неполивной период сбрасывают в водоем.

Смешение и усреднение неравномерного поступления сточных вод в прудах-накопителях представляет собой самый простой и дешевый способ, чтобы получить сток однородного состава и свойств. Эти пруды могут в такой степени усреднить неравномерный выпуск концентрированных промышленных стоков, мешающий очистке сточных вод, что дальнейшая обработка коагулянтами или биологическая очистка не будет представлять серьезных затруднений. Габариты этих прудов следует рассчитывать исходя из однодневного расхода сточных вод. Тогда наряду с усреднением состава сточных вод достигается также и хорошее осветление. При этом достигается взаимная нейтрализация кислых и щелочных стоков, взаимный обмен и осаждение вредных компонентов сточных вод и разложение сероводорода кислородом воздуха.

На промышленных предприятиях для очнстки сточных вод используют пруды-отстойники, шламовые пруды, пруды-накопители, пруды-испарители, хвостохранилшца, золоотвалы и др. В ряде случаев они также могут быть источником, загрязнения подземных вод. При использовании земледельческих полей орошения и полей фильтрации для очистки сточных вод также не исключено загрязнение подземных вод вредными химическими веществами.

Таким образом, данные натурных наблюдений свидетельствуют о том, что пруды-накопители нефтепромысловых сточных вод являются источниками загрязнения подземных вод и геологической среды в целом на длительное время.

Исследование распределения твердых примесей (в основном песок) по глубине прудов-накопителей позволили сделать заключение, что 80 % жидких отходов может быть использовано как котельно-печное топливо, а 20 % донных отложений целесообразней сжигать в специальных установках, предусматривающих утилизацию теплоты продуктов сгорания и обожженного песка для производственных нужд.

Из-за отсутствия технологий по утилизации и переработке кислый гудрон хранится в прудах — накопителях открытого типа.

К техногенным относятся условия нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли (пруды-накопители, шламохранилища, поля фильтрации, орошаемые сточными водами, и пр.) и определяемый этими условиями характер проникновения загрязняющих веществ в подземные воды.

Однако гораздо более тяжелой, хотя и менее известной проблемой являются отходы, хранящиеся в прудах-накопителях и загрязнения грунтов в результате утечек.

Изменение с глубиной емкости поглощенного комплекса и состава поровых растворов пород пруда-накопителя в долине р. Манчарки

Значительную часть образующихся кислых гудронов пока не используют. Их складируют в заводских прудах-накопителях, занимающих большие площади.

Схема использования сточных вод на внутреннем нефтезаводе малой мощности с минимальным сбросом в пруд-испаритель. Это относительно несложная схема разработана применительно к небольшому нефтезаводу с оборотной системой производительностью 500 м3/ч. Подпитка ее осуществляется термохимически умягченной и фильтрованной водой (15,2 м3/ч), продувочной водой парогенератора после дополнительного испарения части ее для получения пара давлением 1,4 кг/см2 (и,68 м3/ч) и при необходимости — водами из ливневого пруда и скважин без какой-либо их обработки. Потери воды на градирне составляют: за счет испарения — 3, уноса — 0,045; продувки в пруд-накопитель — 0,136%. Нефтесодержащие сточные воды (включая очищенные технологические конденсаты, промывные и поверхностные воды и т.д.) собираются в усреднительном котловане. При увеличении их расхода в период дождей (максимально в 8 раз) избыток загрязненных ливневых вод направляется в ливневый пруд, оборудованный нефтезадерживающими перегородками, из которого вода забирается для противопожарных нужд, и может также откачиваться для подпитки оборотной системы. Сточные воды, прошедшие нефтеловушку АНИ и флотатор, характеризующиеся величиной БПК =145 мг 02/л, смешиваются с водой от отрывки ионитных фильтров, а также со свежей водой и подвергаются термохимическому умягчению СаО и МдО и фильтрованию. Часть умягченной воды (5,7%) используется (в дополнение к обессоленной воде) для получения пара. Сбросу в пруд-испаритель площадью 3,2 га подлежат регенерационные расгворы (3,2 м3/ч) и продувочные воды оборотной системы (0,6В м3/ч) . Химический состав свежей, оборотной и сточной воды для данного примера приведен а табд.9.

Если стоки содержат повышенное содержание минеральных веществ, то их не направляют на биологическую очистку, а через буфферный пруд-накопитель спускают в водоем (одна из схем Рубежанского комбината) во время весенних паводков. Отработанный активированный антрацит из углеуплотнителей-адсорберов собирается в приемник, откуда его в виде 10—15%-ной суспензии перекачивают на ленточный фильтр.

На предприятиях, где территория промышленной площадки может загрязняться вредными веществами, дождевые и талые воды должны направляться в пруд-накопитель и подвергаться соответствующей очистке. Вместимость прудов-накопителей рекомендуется рассчитывать на прием талых вод 20% обеспеченности. Для предохранения прудов-накопителей от переполнения необходимо предусматривать аварийный выпуск.

Наконец, четвертая группа — это очистка воды путем ее фильтрования или адсорбирования (активным углем) оставшихся следов загрязнений. Очищенная вода затем поступает в пруд-накопитель и оттуда спускается в водоемы, но до сброса в водоем вода проходит еще и стадию хлорирования.

Наконец, четвертая группа — это очистка воды путем ее фильтрования или адсорбирования (активным углем) оставшихся следов загрязнений. Очищенная вода затем поступает в пруд-накопитель и оттуда спускается в водоемы, но до сброса в водоем вода проходит еще и стадию хлорирования.

С точки зрения сохранности водоема такая очистка представляет собой самый действенный способ очистки и одновременно обеспечивает значительное повышение урожая. Пример красильни Флеминг и К° в Шпарнеке (округ Мюнхберг) показывает, что этот метод можно осуществить даже при неблагоприятных местных условиях. Там ежедневно дождевалось 800 м3 сточных вод на площади 76 га. Почва на этой территории — песчано-глини-стая, глинисто-песчаная и болотистая. Естественные осадки составляют 1000—1200 мм. Часть территории в 10 га нужно было осушить. Из очистных сооружений был предусмотрен только пруд-накопитель емкостью 650 м3. Уже после первого года орошения можно было четыре раза за лето скашивать траву вместо обычных 1,5 покосов. Поскольку сточные воды сами по себе лишь в незначительной степени удобряли почву, успех нужно было приписать в первую очередь за счет их физического тепла. Предприятие по облагораживанию текстильных изделий в Виндельсблейхе около Билефельда орошает 10 000—11 СС0 м3 сточных вод в сутки площадь в 84 га после предварительного 8—10-часового осветления. Дренажные воды орошаемой территории попадают в пруд площадью в 4 га. Орошение происходит при 10-дневном периоде оборота с интенсивностью обработки 100 мм за 2 дня .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *