שפכים ממפעלי תעשייה ושיטות להסדרתם

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 13:54

הטבע הוא אורגניזם מתפתח כל הזמן, חכם, ייחודי, מרפא את עצמו. עם זאת, עבור התאוששות כזו, זמן מסוים חייב לעבור. בתנאים של התקפה אנתרופוגנית מתמדת, לטבע אין מספיק כוח ומשאבים כדי לשקם את עצמו. בגלל זה נוצרות בעיות סביבתיות גלובליות. אחד מהם הוא זיהום האוקיינוסים וכתוצאה מכך המחסור במי שתייה נקיים באזורים רבים בעולם. בשל זיהום מקווי המים, סובלים גם תושביהם. מאמר זה יתמקד בשפכים של מפעלים תעשייתיים, שיטות לקיצוב וטיהור שלהם.

בעיות סביבתיות בערים גדולות

קשה לדמיין עיר שאין לה השפעה על הסביבה הטבעית. הדבר הראשון והעיקרימה שצריך לעשות כדי להקים יישוב הוא ניכור של שטח גדול והפיכתו מיער או שדה לג'ונגל בטון מזוין. זה לא נגמר שם. פסולת אנושית מזהמת את הטבע ולעתים קרובות גורמת נזק בלתי הפיך לעולם החי והצומח.

בין הבעיות הסביבתיות העיקריות של ערי תעשייה הן:

• זיהום נהרות, ימים ואגמים עקב הזרמת שפכים תעשייתיים המכילים מזהמים רעילים;
• זיהום אוויר מפליטות תעשייתיות;
• זיהום קרקע, מים ואוויר (ריח) עם פסולת תעשייתית מסוכנת;
• הרס שטחים ירוקים ותושביהם;
• מחסור במי שתייה נקיים;
• שינויי אקלים ודלדול האוזון.

כל התהליכים הללו מתרחשים בהשפעת הגורם האנתרופוגני, ולכן בכוחו של האדם לשנות את המצב לטובה. שפכים ממפעלי תעשייה והטיפול בהם צריכים להיות בראש סדר העדיפויות של המדיניות הפנימית של הערים ותמיכה במפעלים העוסקים בפעילות מסוג זה.

סוגי שפכים

במקרה זה, הסיווג מבוסס על ההרכב הכימי על מנת לבחור שיטות סילוק. שפכים תעשייתיים מחולקים לשלושה סוגים:

• פסולת ביתית;
• פסולת תעשייתית;
• נגר משטח וחדיר.

לכל סוגהפרשות מסופקות בדרך כלל עבור מערכת הביוב שלהם, אם כי לפעמים בערים מסוימות הם עדיין מערבבים הכל יחד. זה רק מחמיר את בעיית הניקוי שלאחר מכן.

שפכים ביתיים

סוג זה של הפרשות אופייני לכל בניין ומבנה המצויד בחדר אמבטיה, ולכן הרכב הפרשות כאלה, ככלל, תמיד זהה. שפכים ביתיים מאופיינים בתכולה גבוהה של חומרים אורגניים, נוכחות של חנקן, זרחן וזיהומים גסים. ניקוי מסוג זה של זיהום, ככלל, הוא ביולוגי ואינו גורם לקשיים, עלויות אנרגיה גבוהות, ולכן מתבצע על ידי מערכות השירותים.

הרכב השפכים ממפעלי תעשייה מסוג זה שונה רק בכך שעובדים יכולים לשפוך נוזלים לאסלה ולכיור שלא ניתן לנקז שם. זה נפוץ מאוד במעבדות, מפעלים כימיים, מפעלי ציפוי אלקטרוני, מפעלי תרופות.

מי שפכים עיליים

כל הגשמים שיורדים בערים דרך מערכת הביוב הסערה נכנסים למיכלי אגירה, ולאחר מכן למתקני טיפול. שפכים מסוג זה, למעשה, מזוהמים רק במוצקים מרחפים ובמוצרי נפט, ולכן מנקים את כל ניקוז הסערה בעיר על פי עקרון שיקוע ופינוי מוצרי נפט.

חשוב להבין כאן שהפליטות הללו מהגג, ריצוף אספלט נאספות, ואפילו נגר מאדמה ודשא נלקח בחשבון. ההבדל העיקרי בין שפכים ממפעלי תעשייה מסוג זהבעובדה שבמקרה של ניקוי גזים חסרי מצפון ושפכים (תאונות), הם יכולים להיות מזוהמים בחומרים ספציפיים האופייניים לייצור מסוג זה. לכן, יש לנקות מראש גם פריקה מסוג זה.

שפכים תעשייתיים

אין טכנולוגיות נטולות פסולת לחלוטין. אפילו המפעל הקטן ביותר שמשתמש במים בתהליך הייצור שלו מייצר שפכים. אופי הזיהום של הזרמות כאלה משתנה מתעשיית המפעלים.

• תעשיית העיסה והנייר מאופיינת בשפכים מזוהמים מאוד. לכן הניקיון במקרה זה אמור להיות רב שלבי ואיכותי. המזהמים העיקריים הם סיבים, סלניום, כלור, טרפנטין, SO_2.
• מפעלי הובלה ממונעים מייצרים שפכים במהלך שטיפה, צביעה, תיקון, ולכן הם מזוהמים מאוד במוצרי נפט, פנולים, מוצקים מרחפים.
• בתי הזיקוק משתמשים במערכות מיחזור מים. שפכים של כמה מפעלים תעשייתיים מכילים מלחי קשיות, מוצרי שמן, סולפטים, מוצקים מרחפים, כלורידים.
• חוות עופות ומפעלים לעיבוד בשר מייצרים הזרמות המזהמות את גופי המים ומערכות הביוב בחנקן, זרחן, אשלגן, וירוסים וחיידקים.

כפי שניתן לראות מהרשימה, טיפול בשפכים של מפעלים תעשייתיים תלוי אך ורק בהיקף המפעל ובהרכב המזהמים.

מערכת הרגולציה הסביבתית

לכדי למנוע תאונות והשלכות שליליות, יש צורך בשליטה בכל ענף. על מנת להגן על הסביבה, הטיפול בשפכים ממפעלים תעשייתיים והשיטות להסדרתם נקבעים בחקיקה הסביבתית של הפדרציה הרוסית. הוא מבוסס על עקרונות של שימוש רציונלי במשאבי טבע, על זכותו של כל אדם לסביבה בריאה ועל עקרון הפיתוח בר-קיימא.

הבסיס לרגולציה סביבתית הוא הרעיון של ריכוז מקסימלי מותר (MPC), כמו גם פליטות ופליטות מקסימליות (MPD). תקנה זו מאפשרת לקבוע ערכים מרביים למזהמים הניתנים להזרמה לגוף מים או למערכת ביוב. יחד עם זאת, חשוב להבין שהמצ"ח להזרמה למאגר יהיה מחמיר בהרבה מהמצ"ח להזרמה לביוב עירוני, שכן במקרה האחרון, יצטברו וטופלו תחילה שפכים במכוני טיהור שפכים עירוניים., ולאחר מכן היכנס רק למאגר.

רגולציה משפטית בתחום הגנת משאבי מים מבוססת על החוק הפדרלי 416-FZ "על אספקת מים ותברואה" מתאריך 29 בנובמבר 2011, חוקי עזר ו-GOSTs, SP, SanPiNs. האחרון מפרט את הריכוזים המותרים ומציע המלצות ספציפיות.

SanPiN עבור MPC של שפכים ממפעלים תעשייתיים של הפדרציה הרוסית קובעת סטנדרטים להרכב האיכותי של שפכים להזרמה לגופי מים ודרישות להגנה סניטרית של שפכים. מסמך זה הוא בעל אופי מעשי, ולכןזיהומים, צבע, טמפרטורה, pH, מינרליזציה, BOD5, סוכנים זיהומיים מנורמלים בו. כללים ונורמות תברואתיות 2.1.5.980-00 "סילוק מים של אזורים מאוכלסים, הגנה תברואתית על מקווי מים. דרישות היגייניות להגנה על מי עילי" אומצו ביום 01.01.2001. הם מבוססים על עקרונות של שימור משאבים, כלומר, הם אינם מאפשרים הזרמות אם ניתן לעשות שימוש חוזר במים בטיהור מקדים.

אם אנחנו מדברים על MPCs ספציפיים עבור מזהמים, אז SanPiN עבור שפכים ממפעלים תעשייתיים אינו תקף כאן. על מקרים כאלה חלה צו הממשלה מס' 644 שקיבלה ביום 29.7.2013, הקובעת את עקרונות היסוד לשימוש במערכות ביוב. המסמך פיתח רשימה של חומרים האסורים להזרמה, וכן מצ ח לשפכים ממפעלי תעשייה להזרמה לביוב. אם אנחנו מדברים על סגסוגת כללית ומערכות ביוב ביתיות, אז הריכוז של כמה מזהמים לא יעלה על הסימנים הבאים (mg/dm3):

• מוצקים מרחפים ≦ 300;
• סולפידים ≦ 1, 5;
• סולפטים ≦ 1000;
• chlorides ≦ 1000;
• כולל זרחן ≦ 12;
• כולל חנקן ≦ 50;
• מוצרי נפט ≦ 10;
• כלוראמינים וכלור ≦ 5;
• פנולים (סה"כ) ≦ 5;
• ברזל ואלומיניום ≦ 5;
• אבץ, נחושת, מנגן ≦ 1;
• כרום משושה ≦ 0.05;
• עופרת, ניקל ≦ 0.25;
• cadmium ≦ 0.015;
• ארסן ≦ 0.05;
• mercury ≦ 0, 005;
• STS (לא-ניוני, אניוני) ≦10;
• VOC ≦ 20;
• fats ≦ 50.

במקרה זה, טמפרטורת מי השפכים לא תעלה על +40°С. כשמדובר בהזרמה למערכות ביוב סערה, ה-MPC עבור חומרים מסוימים נעשים מחמירים בצורה ניכרת:

• סולפטים ≦ 500;
• מוצרי נפט ≦ 8.

שיטות ניקוי

הנדסת שפכים וטכנולוגיה היא תחום די רחב ומתפתח כל הזמן. הבסיס של כל שיטות הניקוי הוא הפרדה והפרדה של מזהמים לשלב המוצק ויצירת מים נקיים. ישנן הדרכים הבאות לעשות זאת:

• defending;
• סינון מכני;
• פיזיקלי וכימי (ציפה, קצף, קרישה, טיפול מגיב);
• sorption;
• אוסמוזה הפוכה ואולטרה סינון;
• חיטוי (UV, אוזון, הכלרה).

חשוב להבין שלא נעשה שימוש בכל השיטות הללו בנפרד, אלא בשילוב. התכנית הטכנולוגית הקלאסית כוללת שיקוע, סינון מכני, שיטה פיזיקלית וכימית, ספיגה וחיטוי. כל אחד מהם יתואר בקצרה להלן.

Settling

השלב החשוב ביסודו והראשון של טיפול בשפכים תעשייתיים הוא התיישבות (הבהרה). בשלב זה נעשה שימוש בציוד הנקרא מיכלי שיקוע. הם מיכל בטון מזוין (לעיתים פיברגלס), עם שיפוע קל של התחתית לכיוון הבור. בשלב זה המיםממש מתיישב (נשאר בבור) לפחות 3 ימים. במהלך הזמן הזה, כל הלכלוכים הלא מומסים משתחררים: מוצקים מרחפים כבדים מתיישבים בתחתית וגולשים לתוך הבור, בעוד שמוצרי שמן צפים למעלה ומוסרים על ידי מכשיר מיוחד (רחפן) או מגרד מכני.

שלב הניקוי הזה הוא באמת החשוב ביותר, שכן כל הציוד הנוסף לא יוכל לעבוד אם זיהומים גסים (חול, חלודה) ייכנסו אליו וישהו בבור האדמה.

שיטות פיזיקליות-כימיות

טכנולוגיות לטיפול בשפכים של מפעלים תעשייתיים תמיד מספקות את מודול העיבוד הראשי, המפריד בין החומרים המומסים במים וממיר אותם לצורה בלתי מסיסה. הוא משמש בדרך כלל כשיטה פיסיקלית-כימית לטיפול בשפכים. זה נעשה במשטים ומקרישים.

מפזרים

כדי לבודד חומרים בלתי מסיסים, משתמשים בבועות אוויר באגרגטים אלה. צפים הם מיכלים שבהם מצטברים מים, ותערובת של מים ואוויר מוזנת מלמטה באמצעות מכשיר מבעבע מיוחד. בועות אוויר לוכדות מזהמים בגלל הדביקות שלהם ומובילות אותם לחלק העליון, ויוצרות קצף הנקרא בוצת ציפה. ברור, שיטה זו מתאימה לזיהומים מומסים קלים. ניתן להוסיף כאן גם חומרי קרישה, שמגדילים את חלקיקי המזהמים, אם הם קטנים מאוד. מינון הריאגנטים נבחר בצורה מיטבית,כדי שהם לא ישמידו את בועת האוויר.

Coagulators

כדי לבודד חומרים בלתי מסיסים, אגרגטים אלה משתמשים בעקרונות ההדבקה והקרישה, כלומר הידבקות והגבהות של זיהומים. קריש (או electrocoagulator) הוא מיכל עם מחיצות מתאחות, שאליו מוזנים חומר קרישה-פקק על מנת לגסוס זיהומים. חלקיקים כבדים של מזהמים מתיישבים בסופו של דבר בתחתית החרוטית ומוסרים. ריאגנטים אינם מתווספים לקריש האלקטרוני, פעולתם מוחלפת באלקטרודות אלומיניום או ברזל.

שיטות אלו מספקות את אפקט הניקוי המקסימלי והן נמצאות בשימוש כמעט בכל מתקני טיהור שפכים.

סינון

שיטת ניקוי זו משמשת ללכוד שאריות של זיהומים במים. הסינון מחולק באופן מותנה לשני סוגים: מכני וספיגה.

מסנן מכני הוא מיכל מלא בחצץ או בד סינון. במקרה זה, קיים ניקוי מכני של מזהמים והחזקה שלהם בנקבוביות החומר. בזמן זה, מים זורמים דרך הנקבוביות ומטוהרים.

מסנן הספיגה מלא בפחם פעיל, סיליקה ג'ל, שונגיט וכל חומר סופח אחר שנראה שהוא סופג זיהומים. עומס זה משתנה לחלוטין או נשטף ונעשה בו שימוש שוב.

טיהור

שיטת ניקוי זו מותקנת בסוף כל תרשים זרימה. החיטוי מתבצע באמצעות מנורות אולטרה סגול,יחידת היפוכלוריט או אוזון. סוג זה של טיפול הכרחי כדי להסיר שאריות וירוסים וחיידקים בשפכים תעשייתיים.

ניקוי "בתחילת הצינור"

העיקרון המרכזי של האקולוגיה הוא מניעה ואומר שאם ניתן למנוע זיהום, ניתן למנוע תאונה, ולעשות שימוש חוזר במשאב, אז המשתמש בטבע מחויב לעשות זאת. ניקוי "בתחילת הצינור" בנוגע לשפכים כרוך במערך האמצעים הבא:

• מערכות אספקת מים במחזור וסגורות עם שימוש חוזר במים לצרכי בית;
• קומפילציה של מאזן המים וטביעת הרגל של המים, המציג את הפרשות המים הספציפיות, על מנת לצמצם אותם ככל האפשר;
• למידת שיטות עבודה מומלצות לטיפול בשפכים;
• שיפור של ציוד תעשייתי להפחתת צריכת המים.

היום הבעיה של מתן מים נקיים לאוכלוסייה היא אחד מסדר העדיפויות של המדיניות של מדינות רבות. מים הם מקור החיים.