ВИЗНАЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОЧИСНИХ СПОРУД КАНАЛІЗАЦІЇ

Методика розрахунку ГДВ  та ефективності атмосфероохоронних споруд. Методика розрахунку ГДС та ефективності водоохоронних споруд.

Підвищення якості очистки стічних вод і зниження затрат на очистку у значній мірі залежить від рівня експлуатації очисних споруд каналізації. Всебічна грамотна оцінка технологічної ефективності роботи очисних споруд каналізації необхідна під час пуску і наладки після будівництва, ремонту або реконструкції; зміні розходу і складу стоків; розробці заходів щодо інтенсифікації і реконструкції споруд; розробці технологічних регламентів очистки стічних вод; одержання дозволу на спецводокористування і регламентування окремих стадій очистки, а також для встановлення нормативних показників очистки.

Оцінка технологічної ефективності роботи споруд потрібна також для організації раціональної експлуатації споруд і для вияснення причин незадовільних показників очистки.

Технологічна ефективність очисних споруд визначається співставленням проектних показників ступеня очистки стічних вод з фактичними. При відсутності проектних даних, а також при відхиленні розходу і складу стічних вод, які поступають на очистку, від проектних параметрів розробляються нормативні показники роботи очисних споруд, які включаються у клопотання для одержання дозволу на спеціальне водокористування.

Новозбудовані очисні споруди працюють ефективно, якщо показники якості очищених стічних вод відповідають проектним показникам. Ці показники слід встановлювати  розрахунковим шляхом, виходячи із складу споруд, умов очистки, розходу і якісних характеристик стоків. Встановлені нормативні показники можуть не відповідати вимогам Правил охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами. В такому випадку розробляються заходи з інтенсифікації роботи споруд або їх реконструкції для доведення нормативних показників до вимог, встановлених органами з регулювання використання і охороні вод.

Фактичні показники ефективності очистки визначаються на основі хімічних аналізів середньодобових проб стоків, відібраних в контрольних точках.

При необхідності оцінки ефективності роботи кожної окремої споруди (пісковловлювача, відстійника, аеротенка), які входять в склад очисних споруд, відбір проб проводиться на вході і на виході кожної споруди і розраховується  стосовно кожного окремого етапу очистки.

При перевищенні числових значень показників фактичної якості очистки стічних вод над проектними або нормативними величинами контрольованих показників, а також у випадках, скидання очищених стічних вод, які внаслідок перевантаження очисних споруд не забезпечують додержання вимог «Правил охорони поверхневих вод» (1991), власники очисних споруд повинні розробити план заходів щодо забезпечення ефективної очистки стічних вод, реалізація якого повинна забезпечити додержання цих вимог.

В план заходів, у відповідності з місцевими умовами, включається перелік водоохоронних заходів, в тому числі проектування споруд, їх будівництво, реконструкція діючих споруд, терміни їх реалізації (вводу в експлуатацію), об’єми фінансування і нормативні показники якості очистки стічних вод в даний період до здійснення заходів і які будуть досягнуті за рахунок вводу в дію водоохоронних заходів, передбачених планом. Вказаний план заходів погоджується з органами державного нагляду, затверджується Радами народних депутатів і включається в план економічного і соціального розвитку галузі.

При виявленні поступлення на очисні споруди токсичних промислових стоків, внаслідок чого може виникнути порушення режиму роботи очисних споруд або при проведенні аварійно-відновних робіт, які привели до скидання неочищених або недостатньо очищених стічних вод у водні об’єкти, власники очисних споруд повинні негайно інформувати органи з регулювання використання та охорони вод.

Стічні води підприємства хіміко-фармацевтичної промисловості, які забруднені мікроорганізмами, необхідно постійно знезаражувати.

На підприємстві (згідно МВ 64У–1–97) повинна бути розроблена стандартна робоча методика, яка встановлює порядок відбору проб стічних вод. Підприємство повинно регулярно проводити відбір проб стічних вод і їх контрольні дослідження. Характеристика скиду повинна бути запротокольована.  Крім цього, необхідно контролювати і реєструвати кількість стічних вод, додержання питомих норм водоспоживання і водовідведення та скидання стічних вод в каналізацію і поверхневі водойми або їх передачу на очисні споруди.

При виборі очисних споруд необхідно керуватись характеристикою і складом стічних вод, які залежать від специфіки виробничих процесів і повинні бути наведені в технологічних регламентах виробництва.

Забруднення природних вод України

 

Для оцінювання природних вод існують певні показники, головними серед яких є гігієнічні ГДК (гранично допустимі концентрації)/іх дотримання забезпечує нормальний стан здоров´я населення і сприятливі умови для санітарно-побутового використання. Вони також є критеріями ефективності заходів з охорони водойм від забруднення, а також стимулами прогресу в галузі промислової технології.^Ці гігієнічні нормативи використовуються також для оцінки комплексного забруднення поверхневих вод. Вони визначалися з урахуванням запаху, кількості завислих речовин, прозорості, кольору, окислюваності, вмісту розчинного кисню, біологічної потреби кисню (БПК), щільного залишку, кількості солей, хлоридів, фенолів, нафтопродуктів, жорсткості тощо/-^

Аналіз ситуації показав, що малі річки України забруднені більше, ніж великі. Це пояснюється не тільки їхньою малою водністю, але й недостатньою охороною. Найбільш забруднені Південнй Буг, річки Донецької і Луганської областей, Чорноморського узбережжя півдня України.

Щороку до водоймищ України потрапляє 5 млн тонн солей і значна частина стоків від тваринницьких комплексів. Майже половина мінеральних добрив і отрутохімікатів змивається з полів у ріки. В табл. 2,13 проілюстровано обсяги скидання забруднених зворотних вод у природні поверхневі об´єкти за регіонами.

Рівень очищення води надзвичайно низький. Існуючі очисні споруди навіть при біологічному очищенні вилучають лише 10— 40 % неорганічних речовин (40 % азоту, ЗО % фосфору, 20 % калію) і практично не вилучають солі важких металів.

У басейні Дніпра — найбільшої водної артерії країни — крім Чорнобильської атомної електростанції діють також Запорізька, Південно-Українська, Хмельницька, Рівненська,

Таблиця 2.13. Скидання забруднених зворотних вод у природні поверхневі об´єкти за регіонами у 2003 р.

Курська і Смоленська АЕС//Через греблі косяки осетрових риб не можуть піднятися на свої природні нерестилища.

У Дніпро щорічно скидається 370 млн кубометрів забруднених стоків, або 14 % від їх обсягу по країні.

Значна частина річного стоку Дніпра використовується промисловими підприємствами при гранично допустимих 20 %. Це дуже знижує якість води, а також рибопродуктивність і може призвести до втрати Дніпра як постачальника питної води.

36 мільйонів жителів України, що споживають води Дніпра, можуть залишитися без питної води вже в XXI столітті. Наслідки забруднення водного середовища можуть бути дуже різноманітними для здоров´я людини. Шкоди можуть завдати такі поширені забруднювачі як фторо-, хлоро- і фосфороорганічні забруднювачі, нітрати, нітрити, нітросполуки, пестициди, гербіциди тощо.

Ці та інші негативні явища відбуваються на тлі низьких запасів води в Україні, які складають 97,3 куб. км (у маловодні роки — 66 куб. км). Дефіцит води в Україні вже зараз складає 4 млрд кубометрів.

Деградація, висихання малих річок невідворотно призведе до деградації великих рік, тому проблема їхнього збереження й оздоровлення є однією з най гостріших для нашої молодої держави.

У країні проводиться значна робота з охорони вод від забруднення^ Розробляються схеми комплексного використання і охорони вод, згідно з цими схемами здійснюється вибір ділянок під будівництво об´єктів, кожен проект будівництва і реконструкції промислових та інших об´єктів проходить екологічну експертизу.

Що стосується очищення стічних вод, то в Україні діє понад 2,8 тис. очисних споруд з самостійним випусканням стічних вод у водні об´єкти. Серед них споруд біологічного очищення — 60 %, механічного — 36 % і фізико-хімічного — 5 %. Понад 300 міст мають споруди повного біологічного очищення.

З метою охорони вод від забруднення потрібно пришвидшити введення нового порядку лімітування скидів, плати за скиди забруднюючих речовин.

 

Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери

Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та антропогенними джерелами. До числа домішок, котрі виділяються природними джерелами, належать: пил (рослинного, вулканічного, космічного походження, внаслідок ерозії ґрунту, частинки морської солі тощо); туман, дим, гази від лісових та степових пожеж; гази вулканічного походження; різноманітні продукти рослинного, тваринного та мікробіологічного походження. Природні забруднювачі бувають розподіленими, наприклад, випадання космічного пилу, або короткочасними стихійними, наприклад, лісові та степові пожежі, виверження вулканів тощо. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і несуттєво змінюється з плином часу.

Ще п´ятдесят років тому природа досить успішно ліквідовувала різноманітні забруднення, оскільки атмосфера має могутні властивості самоочищення, але нині вона з цим завданням вже не справляється.

Основними джерелами забруднення атмосфери є природні, промислові та побутові процеси. їх об´єднують у такі групи:

— забруднювачі природного походження (мінеральні, рослинні, тваринні, мікробіологічні);

— забруднювачі, які утворюються при згорянні палива для потреб промисловості, опалення житлових будинків, при роботі всіх видів транспорту.

— забруднювачі, які утворюються в результаті промислових викидів.

— забруднювачі, зумовлені згорянням і переробкою побутових і промислових відходів.

За останні кілька років у світі спалюється в середньому 10 млрд тонн палива на рік. При цьому викидається 22 млрд тонн вуглекислого газу, 150 млн тонн двоокису сірки, близько 300 млн тонн оксиду вуглецю, 50 млн тонн оксиду азоту, 200—700 млн тонн пилу і диму та багато інших речовин, з якими надходять в атмосферу шкідливі, хвороботворні, в тому числі канцерогенні та мутагенні речовини.

Найбільш поширеними токсичними речовинами, котрі забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю СО, діоксид сірки в SO2, оксид азоту NO, вуглеводні СnНm та пил. Основні джерела забруднення атмосфери та їхні щорічні викиди наведено в табл. 2.14.

Таблиця 2.14. Джерела викидів в атмосферу

Крім згаданих вище речовин та пилу, в атмосферу викидаються й інші, більш токсичні речовини (табл. 2.15). Зараз налічується більше 500 шкідливих речовин, котрі забруднюють атмосферу, і їхня кількість зростає.

Таблиця 2.15. Кількість щорічних викидів в атмосферу

Високі концентрації домішок та їхня міграція в атмосферному повітрі призводять до утворення більш токсичних речовин (смог, кислоти) або до таких явищ, як парниковий ефект та руйнування озонового шару.

Загальна схема реакцій утворення фотохімічного смогу досить складна і у спрощеному вигляді може бути подана такими реакціями:

NO₂ + hv → NO +O

O + O₂ → O₃

C_nH_m + O → ПАН (пероксіацилнітрати)

C_nH_m + O₃ → ПАН (пероксіацилнітрати)

Смог досить токсичний, оскільки його склад знаходиться в таких межах: 08— 60 … 75 %; ПАН, Н202-альдегіди тощо — 25 … 40 %.

Основна маса забруднень повітря припадає на спалювання органічних енергоносіїв (вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, деревини), у містах до 60 % забруднень дає автотранспорт. Забруднення повітря стало великою соціальною й економічною проблемою для багатьох розвинених країн, особливо для великих міст, промислових агломератів. Сьогодні в містах забруднення повітря в 15 разів вище, ніж у сільській місцевості, й у 150 разів вище, ніж над океаном. У промислових районах за добу випадає понад 1 тонну пилу на 1 км2, у забруднених містах за рік — більше 1 кг/м2 пилу і сажі.

Пил складається з частинок вугілля та попелу, а сажа — з частинок вугілля або інших видів палива, які не згоріли.

Справжнім лихом для міст є автомобілі. Більш як 300 млн автомашин щодня викидають в повітря 800 тис. тонн окису вуглецю, 1 тис. тонн свинцю. Більшість з 200 компонентів вихлопних газів автомашин згубно впливає на організм людини, а оксид азоту є одним із компонентів смогу.

Хімічні реакції, які відбуваються в повітрі, призводять до виникнення димних туманів — смогів. Смоги виникають за таких умов: по-перше, великої кількості пилу і газів, які міста викидають у повітря, по-друге, довгого існування антициклонів, коли забруднювачі нагромаджуються в приземному шарі атмосфери. Смоги бувають декількох типів. Найбільш вивчений вологий смог. Він характерний для країн з морським кліматом, де дуже часто спостерігаються тумани і висока вологість повітря. Сухий, або лос-анджелеського типу, смог відрізняється від вологого смогу своїми властивостями. Клімат в Лос-Анджелесі (США) сухий, тому смог тут утворює не туман, а синювату імлу.

За чотири дні Лондонського смогу в 1952 році загинуло понад 4 тис. чоловік.

Американець Луїс Батонн у книзі “Чисте небо” писав: “Одне з двох — або люди зроблять так, що буде в повітрі менше диму, або дим зробить так, що на Землі стане менше людей”.

Третій вид смогу — льодяний смог, або смог аляскинського типу. Він виникає в Арктиці й Субарктиці при низьких температурах в антициклоні. Смоги характерні для таких міст, які розташовані в гірських котловинах, де застоюється повітря, наприклад, в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чикаго, Токіо, Мілані.

Особливо небезпечні сірчисті сполуки й оксиди азоту, які спричиняють кислотні дощі. Кислотні дощі стали дуже поширеним явищем, причому вони можуть випадати на відстані багатьох сотень і тисяч кілометрів від джерела первісного викидання речовини.

Кислотні дощі призвели до закислення природного середовища на великих територіях Європи та Північної Америки. Тут показник кислотності опадів рН в 4,5, тоді як його звичайне значення — 5,6—5,7.

Кислотні дощі залишають на листі дерев чорні плями, закислюють озера і ґрунти, змінюють їхній хімічний оклад. Так, за останні десять років у Швеції з 90 тис. озер закислено 20 тис, у Канаді — 50 тис. Близько половини озер у Норвегії мертві, там загинула риба (рН = 5). Серйозно уражені кислотними дощами близько 1 млн га вічнозелених лісів у Центральній Європі, близько 100 тис. га гинуть. Кислотні опади посилюють корозію різних матеріалів і конструкцій. Особливо небезпечні вони для унікальних історичних пам´яток, зокрема мармурових.

Процес закислення опадів триває. Розрахунки показують, що при сталих концентраціях оксиду сірки 80 мкг/м3 і оксидів азоту 50 мкг/м3, що відповідає гранично допустимим концентраціям цих речовин у більшості промислово розвинених країн, рН опадів становить 2,7. Якби такі дощі випадали постійно, то все живе загинуло б. Очевидно, це і є межею закислення.

Промислові викиди в атмосферу порушують озоновий шар, який, немов щит, прикриває Землю від сильного ультрафіолетового опромінення. Виявлено різке зменшення шару озону над Антарктидою — своєрідну “озонову дірку”. Вміст озону над Антарктидою дедалі зменшується, межі “озонової дірки” розширюються. “Озонова дірка” існує не постійно, а близько місяця на рік, переважно в жовтні. Вона розширюється в бік Австралії, Південної Америки й Африки, що викликає тривогу. У грудні 1986 року з цього приводу було проведено міжнародний семінар метеорологів і геофізиків. Демонструвалися наукові фільми, які показали, що “озонова дірка” — це гігантський атмосферний вихор, який циркулює проти стрілки годинника. Щодо причин цього явища є три припущення:

— взаємодія оксидів азоту з озоном;

— реакція антропогенного хлору з озоном;

— антропогенні фреони реагують з озоном.

Фреон-12, фреон-11 містять вуглець, фтор і хлор. Вони працюють у холодильниках, балонах з лаком, дезодорантах і під впливом ультрафіолетових променів розкладаються, а молекулярний хлор руйнує озон каталітично. Якщо викиди фреону в атмосферу не припинити, то кількість озону в 2000 році зменшиться на 10 %. Різко зросте ультрафіолетове опромінення, помітно зросте кількість захворювань на рак шкіри у людей і тварин.

Постійне збільшення кількості спалюваного органічного палива призводить до підвищення концентрації С02 в атмосферному повітрі. В 1860 році його вміст становив 0,027 %, на початку XX ст. — 0,029 %, а сьогодні — 0,034 %. Прогнози показують, що до середини XXI ст. його вміст подвоїться” Це призведе до різкого посилення парникового ефекту. Моделювання на ЕОМ показало, що до цього часу середня температура на планеті підвищиться на 2—4 °С, у помірних широтах — на 10—15 °С, і в Арктиці — на 15—20 °С. У Львові середня температура січня -5 °С буде сягати +5 — +10 °С, липня — +18 °С і навіть може зрости до +28 —1-33 °С. Що ж чекає людство, якщо опадів буде лише 100—200 мм на рік, до того ж кислотних?

Виникають ще дві не менш небезпечні проблеми: потепління в Арктиці і Антарктиці призведе до швидкого танення льодовиків. Якщо їхній об´єм зменшиться на 50 %, то рівень Світового океану підніметься на 25—35 м. Багато прибережних міст буде затоплено водою. Зміна клімату супроводитиметься зміною погодних умов, які навіть важко передбачити. Справжнім екологічним катаклізмом на планеті є посуха в Африці, де пустеля наступає на савану зі швидкістю 50 км на рік замість 1 км на рік в минулому.

Охорона природи нерозривно пов´язана також з боротьбою проти термоядерної війни. Адже вона загрожує людству не тільки фізичним винищенням, а й жахливими змінами клімату, що стануться після неї. Вчені багатьох країн світу провели моделювання наслідків термоядерної війни на ЕОМ, яке отримало назву “ядерної зими”. Опубліковано кілька її сценаріїв. У перший день війни в північній півкулі (тут мешкає 85 % населення світу) в атмосферу підніметься 300 млн тонн диму і пилу. Протягом тижня на поверхню планети доходитиме менше 1 % сонячного світла, а протягом наступних трьох тижнів — не більше ніж 10 %.

Вміст озону зменшиться на 50 %, що збільшить надходження ультрафіолетового проміння до смертельних для людини доз. Якщо війна відбудеться весною або влітку, температура на 20—ЗО °С знизиться, тобто літо перетвориться на зиму. Низька температура утримуватиметься кілька місяців, що порушить нормальний хід процесів фотосинтезу. Люди гинутимуть від голоду, отруйних газів,

які утворюються під час пожеж, кислотних дощів і радіоактивного зараження.

Ядерну війну можна викликати за допомогою лазерних установок з термоядерною заправкою. Кілька сотень таких лазерів, спрямувавши на Землю тисячі смертоносних променів, можуть викликати гігантські пожежі міст і сіл. Ефект від цього може бути таким же катастрофічним, як від атомного вибуху.

 

Оцінка технологічної ефективності

роботи пісковловлювачів

Пісковловлювачі призначені для затримки крупних забруднюючих речовин, в основному неорганічного походження (головним чином пісок розмірами  понад 0,25 мм).

Після проходження стічної води через пісковловлювачі, де вона затримується на 5–7 хв, її хімічні показники не змінюються, але в санітарному і технологічному відношенні якість води поліпшується.

Величина фракцій піску, який знаходиться в стічних водах, в основному коливається в межах 0,05–0,5 мм. Проте, встановлено, що не обов’язково виділяти весь пісок для гарантованої і безпечної роботи наступних очисних споруд, достатньо лише видаляти пісок величиною 0,2–0,25 мм і більше. Пісок більш дрібних фракцій не мішає роботі наступних стадій очистки і вловлюється в первинних відстійниках.

Швидкість руху стічних вод при максимальному припливі повинна бути не більше 0,3 м/с, а при мінімальному – не менше 0,15 м/с.

Технологічна ефективність роботи пісковловлювачів визначається кількістю затриманого піску, а також вмістом у піску частинок фракціями 0,25 мм і більше, зольності піску (осаду пісковловлювачів), наявністю піску в осаді первинних відстійників.

При технологічно ефективній роботі пісковловлювачів процент затримання піску фракціями 0,25 мм і більше повинен складати не менше 70 %, зольність піску не менше 70 %, а вміст піску в осаді первинних відстійників не повинен перевищувати     8 %.

Додатково технологічну ефективність роботи пісковловлювачів визначають порівнянням процентного вмісту піску в осаді пісковловлювачів і його зольністю. Чим менше відрізняються ці показники між собою (в середньому на 5–7 %), тим ефективніше працює пісковловлювач за якістю осаду, який затримується.

У випадку перевантаження пісковловлювачів великою кількістю води, ефективність затримки піску фракціями  0,25 мм і більше (Е, %) горизонтальним пісковловлювачем визначається за формулою:

Е = F(U_o / f),                                           (5)

 

де  f = H_p / T – поверхневе навантаження, мм/с; H_p – робоча глибина пісковловлювача, мм; T = L / V – час перебування стічної рідини у пісковловлювачі, с; L – довжина пісковловлювача, м; V = q / w – швидкість руху стічних вод, м/с; q – розхід стічних вод, м³/с; w – площа живого перерізу пісковловлювача, м²; U_o – гідравлічна крупність піску, мм/с.

Значення U_o наведені в табл. 1.

Таблиця 1

Гідравлічна крупність піску

 

 

 

Оцінка технологічної ефективності роботи  первинних відстійників

Первинні відстійники призначені для зменшення концентрації нерозчинних забруднюючих речовин стічних вод, які здатні, в залежності від питомої ваги, осідати під дією сили тяжіння або спливати (завислі речовини).  Відстійники бувають різних конструкцій.

Технологічну ефективність роботи первинних відстійників слід оцінювати за відношенням концентрації завислих і осілих речовин в припливній і вихідній (освітленій) стічній воді (ефект осадження), за абсолютною концентрацією вказаних речовин в освітленій воді, а також за кількістю і вологістю затриманого осаду.

Ефект осадження в первинних відстійниках залежить в основному від вихідних концентрацій завислих і осілих речовин, їх співвідношення, часу відстоювання, температури стічних вод, конструктивних особливостей споруди.

Для кінцевого визначення технологічної ефективності роботи первинних відстійників треба у величину ефекту освітлення внести поправки на нерівномірність припливу і температуру стічної води

При оцінці роботи відстійника при різних температурах величину ефекту затримання завислих речовин, визначену при 20 ⁰С слід зменшити (при t реальної води більше 20 ⁰С) або збільшити (при t менше 20 ⁰С) на величину температурної поправки на 1 ⁰С, помножену на число градусів відхилення реальної температури води від 20 ⁰С.

Технологічно ефективно працює такий відстійник, у якого фактичний ефект освітлення відрізняється від розрахованого за даною методикою не більше , ніж на 10 % в сторону зменшення. Зниження ефективності роботи відстійника допускається за рахунок ряду неврахованих факторів. Звичайно у добре працюючих вертикальних відстійниках при тривалості перебування 1,5 год ефект затримання завислих речовин складає близько 40 %, в радіальних та горизонтальних – близько 50 %. При збільшенні часу відстоювання до 2–2,5 год. Ефект осадження відповідно збільшується на 5–10 %.

Вологість вивантаженого осаду в технологічно ефективно працюючих відстійниках не повинна бути більше 95 % при самопливному видаленні і більше 94 % при видаленні (відкачуванні) насосами.

Оцінка технологічної ефективності

роботи аеротенків та біофільтрів

Спорудам біологічної очистки належить головна роль в загальному комплексі споруд і здійснюється на аеротенках  та біофільтрах.

Аеротенки і біофільтри повинні забезпечувати біологічну очистку вод від забруднюючих речовин в основному органічного походження, які знаходяться у завислому, колоїдному стані або стані розчинності.

Очистка здійснюється складним угрупованням мікроорганізмів: бактеріями, найпростішими, рядом вищих організмів в умовах аеробіозу. При цьому очисна споруда є біологічною нішею зі специфічними умовами існування, які впливають на формування біоценозу живих організмів. При стабільній роботі очисних споруд біоценоз є стійкою саморегульованою системою зі сформованими трофічними та іншими зв’язками, що забезпечують видовий склад і чисельність мікроорганізмів, які присутні в активному мулі.

Технологічну ефективність роботи аеротенків і біофільтрів слід визначати за якістю очищеної води, вираженою узагальненим показником – біологічним споживанням кисню (БСК).

Якість стічної води, очищеної в аеротенках, за БСК₅  в залежності від навантаження на 1 г беззольної речовини з врахуванням температури і відношення ХСК/БСК₅ води, слід визначати за графіком, показаним на рис. 13. Дана залежність складена для  t = 15 ⁰С, і ХСК/БСК₅ = 2. ХСК – це показник хімічного споживання кисню.

Для визначення якості очищеної води при зміні величини відношення ХСК/БСК₅ і температури в порівнянні зі значеннями, прийнятими при складанні графіка на рис. 13, рекомендується розрахунок технологічної ефективності проводити за формулою:

 

               (6)

 

де – БСК₅ відстояної очищеної води, мг/л; ХСК/БСК₅ – величина хімічної і біологічної потреби в кисні стічної води, яка поступає в аеротенки; N  –  навантаження на 1 г беззольної сухої речовини активного мулу, мг БСК₅/г·добу; t – температура стічної води, яка поступає на аеротенк.

Навантаження на 1 г беззольної сухої речовини активного мулу (N) визначають за формулою:

 

                                    (7)

 

де  – навантаження на 1 м³ аеротенка за БСК₅, г/добу; Q_ср– середньодобовий приплив стічної води, м³/добу; БСК₅ – величина біологічного споживання кисню стічної води, яка поступає в аеротенк, г/м³; W – об’єм аеротенка і регенератора, м³;      а_cp – середня доза мулу у споруді, г/л;  S_л – зольність мулу в частках одиниці.

Для спрощення розрахунків рекомендується користуватись графіком,  представленим   на   рис. 14,   який    дає    можливість      одержати       значення (ХСК/БСК₅)^2/3.

Якість стічної води, очищеної на біофільтрах, за БПК₅, слід розраховувати за формулою:

 

                      (8)

 

де  – БСК₅ відстояної очищеної води, мг/л; ХСК/БСК₅ – величина хімічної і біологічної потреби в кисні стічної води, яка поступає на біофільтр, мг/л;  L_a – БСК₅ води, яка поступає на біофільтр, мг/л; К – коефіцієнт.

Коефіцієнт К для розрахунку високозавантажуваних біофільтрів слід визначати за табл. 2.

 

Таблиця 2

 Значення коефіцієнта К

 

 

Коефіцієнт  К  при відхиленні значень В, H, q, наведених в  табл. 2, розраховують за «Методикою оцінки технологічної ефективності міських очисних споруд каналізації» (1987) [17].

Технологічно ефективно працюючими аеротенками та біофільтрами слід вважати такі, у яких  якість очищеної стічної води за БСК_5відст (відстояної) відрізняється від розрахованої за даною методикою не більше, ніж на 30 %. Зниження ефективності роботи аеротенка і біофільтра на вказану величину допускається за рахунок ряду не врахованих в розрахунках факторів.

Оцінка технологічної ефективності роботи вторинних відстійників та мулоущільнювачів

Вторинні відстійники повинні забезпечувати видалення активного мулу та біоплівки з очищеної води. Якість роботи вторинних відстійників, які є завершальним етапом очистки стічних вод на станціях аерації, в значній мірі визначає ефективність роботи станції в цілому.

Технологічну ефективність роботи вторинних відстійників оцінюють за концентрацією залишкової частини активного мулу та біоплівки в очищеній воді.

Винос активного мулу та біоплівки (завислих речовин) із вторинних відстійників з очищеною водою в залежності від БСК₅ відстояної очищеної води та часу відстоювання у відстійнику слід визначати за  табл. 3.

 

Таблиця 3

Величина виносу активного мулу з вторинних відстійників

 

 

Табл. 3 складена за формулою:

 

                                         (9)

 

де  – винос активного мулу з очищеною водою, мг/л;    – БСК₅  відстояної очищеної води, мг/л; Т – час перебування води у відстійнику, год.

Таблицею можна користуватись при муловому індексі не більше 150 см³/г та відсутності процесу денітрифікації у вторинних відстійниках.

Технологічно ефективно працюючими вторинними відстійниками слід вважати такі, у яких винос активного мулу не перевищує розраховану за даною методикою величину більше, ніж на 10 %.

Мулоущільнювачі повинні забезпечувати максимальне зменшення об’єму надлишкового активного мулу, який видаляється на дальшу обробку.

Технологічну ефективність роботи мулоущільнювачів оцінюють за вологістю ущільненого мулу та якістю мулової води. Недостатня ефективність роботи споруди щодо ущільнення активного мулу приводить до збільшення об’єму споруд з обробки осаду.

Технологічно ефективно працюючі мулоущільнювачі активного мулу повинні забезпечувати вологість ущільненого мулу у вертикальних мулоущільнювачах 96–98 % (при тривалості ущільнення t = 10–12 год) і радіальних – 96,5–97,5 % (при t = 9–11 год).

Оцінка технологічної ефективності

роботи споруд знезараження очищеної води

Споруди знезаражування повинні забезпечувати зниження бактеріальних забруднень в очищеній воді до нормативних. Технологічну ефективність роботи споруд знезараження оцінюють за кількістю бактерій кишкової групи, які знаходяться у воді після знезараження, а також за концентрацією залишкового хлору, якщо знезараження проводиться хлором або його похідними.

Технологічно ефективно працюючі споруди знезараження  повинні зменшувати кількість бактерій кишкової групи в 1 л стічної води до 1000 шт., не більше. Кількість залишкового хлору повинна бути 1,5 мг/л при обов’язковому контакті води з хлором не менше 30 хв.

Приклад розрахунку

Визначити ефективність роботи очисних споруд каналізації продуктивністю за проектом Q = 220 тис. м³/добу, та фактичною – Q_факт = 242,5 тис. м³/добу.

Якість очищеної води за проектом: БСК_повн = 15 мг/л; завислі речовини – 15 мг/л.

Визначення технологічної ефективності роботи пісковловлювачів

Визначення ефективності роботи пісковловлювачів щодо затримання піску величиною d = 0,25 мм. Довжина пісковловлювача  L = 15 м, швидкість протікання  V = 0,3 м/с; робоча глибина H_p = 1,3 м.

Ефект затримання піску крупністю 0,25 мм за експлуатаційними даними складає Е = 72 %.

Час перебування стічної води у пісковловлювачі:

T = L/V = 15/0,3 = 50 c.

Поверхневе навантаження:

F = H_p/T = 1300/50 = 26 мм/с.

Знаходимо відношення: U_o/f = 26/26 = 1.

За графіком (рис. 7) ефект затримання піску крупністю         0,25 мм для U_o/f = 1 складає: Е = 70 %.

Розходження ефекту затримання піску за графіком та експлуатаційними даними складає: 72 % – 70 % = 2 %,  що свідчить про задовільну роботу пісковловлювача.

Визначення ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ефективності роботи

первинного відстійника

 Визначення ефективності роботи первинного відстійника  щодо зниження завислих речовин при таких умовах експлуатації: тривалість відстоювання 1,9 год, концентрація завислих речовин у припливній воді С_о = 320 мг/л, осілих речовин – 230 мг/л, у освітленій воді завислих речовин С = 128 мг/л, осілих – 69 мг/л. Ефект зниження завислих речовин Е = 60 %, вологість осаду  95 %, температура води t = 20 ⁰С.

Розходження ефекту освітлення за графіком та експлуатаційними даними складає 61,2 % – 60 % = 1,2 %, що свідчить про добру роботу відстійника. Підтвердженням цьому є вологість осаду на рівні 95 %.

Визначення технологічної ефективності роботи аеротенка

 Визначення технологічної ефективності роботи аеротенка при таких значеннях експлуатаційних даних: БСК₅  води, яка поступає в аеротенки, – 127 мг/л;  тривалість аерації – Т = 3,4 год.; середня доза мулу в аеротенку – а_ср = 1,75 г/л;  зольність активного мулу  S_л = 35 %; ХСК припливної в аеротенки води – 245 мг/л; температура води в аеротенку t = 20 ⁰С; БСК_5відст очищеної води  = 13 мг/л; БСК_5збов очищеної води – 19,5 мг/л.

Навантаження за БСК₅ на 1 г беззольної сухої речовини     N  = 789,6 мг БСК₅/г·добу.

Знаходимо за номограмою значення ХСК/БСК₅, відкладаючи на осі абсцис 245/127 = 1,9. З цієї точки проводимо вертикальну пряму до пересічення з кривою, а потім з точки пересічення горизонтальну лінію до пересічення з віссю ординат, де знаходимо значення (ХСК/БСК₅)^2/3 =  1,5.

Розраховуємо    = 4 + (ХСК/БСК₅)^2/3 + 0,015 N (15/t)  =   = 4 + 1,5 + 0,015 · 789,6 (15/20) = 13,8 мг/л.

Розходження значення БСК_5відст очищеної стічної води між експлуатаційними даними та розрахованими складає 13,8 – 13 =    = 0,8 мг/л (або 5,8 %), що свідчить про задовільну роботу аеротенка.

Визначення ТЕХНОЛОГІЧНОЇ

ефективності роботи вторинного відстійника

 Визначення ефективності роботи вторинного відстійника щодо затримання завислих речовин (активного мулу) при таких умовах експлуатації:  час перебування води у відстійнику  = 1,27 год; БСК₅ збовтаної очищеної води – 19,5 мг/л; БСК₅ відстояної очищеної води = 13 мг/л; концентрація завислих речовин в очищеній воді   = 23 мг/л.

За табл. 3 шляхом інтерполяції знаходимо, що для Т = 1,27 год та БСК_5відст = 13 мг/л концентрація завислих речовин в очищеній воді складе 24 мг/л.

Розходження концентрації завислих речовин за таблицею та експлуатаційними даними складає 24 – 23 = 1 мг/л (або 4 %), що свідчить про добру роботу відстійника.

Таким чином, проведені розрахунки показують, що всі основні споруди експлуатуються задовільно, про що свідчать невеликі розходження розрахункових та фактичних показників якості очищеної води. Проте, на станції не можуть бути досягнуті проектні показники з очистки стічних вод внаслідок перевантаження очисних споруд. У зв’язку з цим тимчасово до здійснення будівництва додаткових очисних споруд у відповідності з планом заходів досягнуті на даний час показники очистки води за завислими речовинами – 23 мг/л та БСК_5збов – 19,5 мг/л повинні бути тимчасово включені в дозвіл на спеціальне водокористування.

Для підвищення ступеня очистки стічних вод у відповідності з проектними показниками необхідно розробити заходи щодо розширення станції та будівництва додаткових споруд.

ВИЗНАЧЕННЯ КІЛЬКОСТІ ШКІДЛИВИХ

ВИКИДІВ У АТМОСФЕРУ НА

ХІМІКО-ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВАХ

Підприємство хіміко-фармацевтичної промисловості (згідно МВ 64У–1–97) з метою захисту атмосферного повітря від забруднень при виробництві лікарських засобів повинно здійснювати такі заходи:

а) вказувати у технологічних регламентах всі речовини, які використовуються і утворюються на виробництві та виділяються в атмосферу, незалежно від того, чи визначені для них значення ГДК_м.р. або орієнтовно безпечного рівня впливу (ОБРВ), а також ступінь їхнього впливу на зміну складу повітря в атмосфері, зокрема, в її приземному шарі;

б) відображати у відповідних документах параметри викидів шкідливих та забруднюючих речовин від усіх джерел;

в) визначати значення максимальних концентрацій шкідливих речовин, які викидаються в атмосферу, в її приземному шарі;

г) здійснювати контроль за ефективністю роботи газоочисного та пиловловлювального обладнання у відповідності з графіком;

д) проводити інвентаризацію джерел викидів речовин, які забруднюють атмосферу;

е) якщо кількість забруднюючих речовин у викиді перевищує величину ГДВ, повинні бути передбачені заходи щодо її зменшення нижче величини ГДВ або щодо виключення даного забруднення з вентиляційних викидів шляхом зміни технологічного процесу або перепрофілювання виробництва протягом встановленого терміну;

є) застосовувати заходи для того, щоб при виділенні в атмосферу (від стаціонарних і пересувних джерел забруднення) шкідливих і забруднюючих речовин дотримувались нормативи ГДК_., ОБРВ, ГДВ, ТПВ;

ж) застосовувати заходи щодо очистки і зниження рівня забруднень вентиляційних викидів, які виділяються в атмосферу;

з) мати дозволи та ліміти, видані відповідними державними органами, на викид шкідливих і забруднюючих речовин в атмосферу.

Для визначення кількості шкідливих викидів в атмосферу і характеристики їх якості використовують матеріальні баланси, які складаються на всі виробництва даного підприємства, в тому числі на споруди для очистки води, спалювання відходів, котельні, сушарки тощо.

В матеріальний баланс включають всі види сировини і допоміжних речовин, які використовуються у виробництві продукції, із зазначенням складу сировини, вмісту в ній основної речовини і домішок. За даними аналізу матеріальних балансів всіх виробництв одержують зведену таблицю, в якій наведені вид викидів і об’єм газів (повітря), що відводяться за добу, перелік речовин, які викидаються з газами (повітрям), кількість цих речовин і їх концентрація, а також джерело викидів.

Визначення гранично допустимого

викиду шкідливих речовин

В атмосферу

 

Гранично допустимий викид шкідливих речовин у атмосферу (ГДВ) встановлюється згідно ОНД–86 [19] для кожного джерела забруднення атмосфери таким чином, що викиди шкідливих речовин від даного джерела і від сукупності джерел міста або іншого населеного пункту з врахуванням перспективи розвитку промислових підприємств і розсіювання шкідливих речовин в атмосфері створюють приземну концентрацію, яка не перевищує їх ГДК для населення, рослинного і тваринного світу (ГОСТ 17.2.3.02–78). Значення ГДВ встановлюються як для діючих підприємств, так і для тих підприємств, що будуються.

Рівень приземної концентрації залежить від багатьох факторів, які визначають закономірності поведінки забруднень у приземному шарі атмосфери. Велике значення має величина викиду. Це головний фактор, який визначає рівень приземної концентрації. Чим більша величина викиду, тим більше (за інших рівних умов) забруднюючих речовин поступає в атмосферне повітря, створюючи високі концентрації забруднень.

Великий вплив на величину викиду чинить ефективність роботи очисних споруд. Так, зниження ефективності з 98 % до 96 %, тобто всього на 2 %, збільшує викид у 2 рази.

Приземна концентрація залежить у значній мірі від метеорологічних факторів: напряму вітру, його швидкості, температурної стратифікації атмосфери тощо. Для низьких холодних викидів «небезпечна» швидкість вітру становить 1–2 м/с, для високих нагрітих викидів – 4–6 м/с (рис. 15).

 

 

 

Рис. 15. Забруднення повітря в залежності від швидкості вітру [12]:   V – швидкість вітру, м/с; С – концентрація атмосферного забруднення, мг/м³

Значний вплив на приземну концентрацію забруднень має температурна стратифікація атмосфери (вертикальний розподіл температури). У звичайних умовах з підйомом вверх температура повітря знижується (на 1 ⁰С на кожні 100 м підйому вверх). Іноді температура повітря з висотою не завжди знижується і вище розміщені шари повітря можуть мати вищу температуру, ніж нижче розміщені. Це явище  називають температурною інверсією. На рис. 16  схематично зображено різні температурні профілі атмосфери. З нього видно, що накопичення шкідливих викидів у приземному шарі атмосфери в період приземних інверсій буде відбуватись при низьких викидах. Особливо зростають концентрації забруднень у випадку припіднятих інверсій безпосередньо над джерелом викиду, тобто над устям труби.

 

 

Рис. 16. Схема забруднення приземного шару атмосфери від джерел різної висоти в залежності від стратифікації атмосфери [12]: на горизонталі відкладена температура повітря, на вертикалі –  висота у метрах; 1 – відсутність температурної інверсії; 2 – приземна інверсія різної висоти; 3 – припіднята інверсія різної висоти

 

У залежності від швидкості вітру та температурної стратифікації виділяють основні типи димового факелу, які визначають ступінь забруднення приземного шару атмосфери (рис. 17).

«Конусоподібний» струмінь, поступово розширяючись, досягає поверхні землі приблизно на відстані, яка дорівнює 20 висотам труби. «Хвилеподібний» струмінь створює короткочасні значні концентрації і на близьких відстанях від труби (2–3 висоти труби). «Припіднятий» струмінь виникає у шарі інверсії нижче устя труби, у зв’язку з чим розсіювання викиду відбувається вище шару інверсії. У випадку викиду в шарі інверсії спостерігається «ниткоподібний» струмінь. Найнесприятливіші такі стани атмосфери, при яких спостерігається  «задимлений» струмінь. У цьому випадку шар інверсії розташовується над трубою і компоненти викиду концентруються у вузькому приземному шарі атмосфери. Особливо це характерно для стійкої антициклонічної погоди, низьких швидкостей повітря.

Певне значення для розподілу забруднень має вологість повітря.  Для більшості забруднювачів відмічається пряма залежність, тобто з ростом вологості зростають їхні концентрації. У зв’язку із збільшенням маси частинок за рахунок конденсації вологи вони опускаються і концентруються в приземному шарі атмосфери.

Отже, при  однаковій величині викиду забруднюючих речовин їхня концентрація може значно змінюватись у залежності від метеорологічних факторів.

Ступінь розсіювання викиду атмосферним повітрям знаходиться в прямій залежності від відстані, яке пройшов викид до даної точки. Це пов’язано з тим, що з віддаленням від джерела викиду збільшується поперечний переріз факела.

Рис. 17. Типи димового факела (струменів) у залежності від вертикального розподілу температури повітря [12]: 1 –  «конусоподібний»; 2 –  «хвилеподібний»; 3 –  «припіднятий»; 4 –  «ниткоподібний»; 5 – «задимлений»; пунктиром показано адіабатичний стан атмосфери. Суцільною лінією позначена температурна стратифікація, яка зумовлює форму факела

 

 

 

 

 

Рис. 18. Схема залежності концентрації атмосферних забруднень від відстані до джерела викиду [12]

У дійсності концентрації забруднювачів знижуються повільніше, бо торкаючись землі факел деформується. Значення цієї поправки наростає у міру віддалення від джерела.

Певний вплив на величину приземної концентрації має і висота викиду. Чим вище від поверхні землі здійснюється викид забруднюючих речовин, тим (при інших рівних умовах) нижчою є їхня приземна концентрація. Зниження концентрації з підвищенням висоти викиду пов’язане із двома закономірностями розподілу забруднень у факелі: зниженням концентрації внаслідок збільшення поперечного перерізу факела і віддаленням його від осьової лінії, яка несе основну масу забруднень, від якої вони поширюються до периферії факела (рис. 19).  Поряд з цим слід враховувати, що висока труба збільшує радіус задимлення, хоча і при більш низьких концентраціях. Зона максимального забруднення знаходиться у межах відстані, яка дорівнює 10–40 висотам труби при  нагрітих високих викидах і 5–10 висотам труби – при холодних і низьких.

 

 

 

 

 

 

Рис. 19. Схема залежності рівня концентрації від висоти викиду [12]

Таким чином, рівень приземної концентрації забруднюючих речовин залежить від багатьох факторів, тому встановлення ГДВ проводиться із застосуванням методів розрахунку забруднення атмосфери промисловими викидами і з врахуванням перспектив розвитку підприємства, фізико-географічних і кліматичних умов місцевості, розташування промислових площадок і ділянок існуючої і проектованої житлової забудови, санаторіїв, зон міського відпочинку, взаємного розташування промислових площадок і сельбищних територій.

ГДВ (г/с) встановлюється для умов повного навантаження технологічного і газоочисного обладнання і їхньої нормальної роботи. ГДВ не повинні перевищуватись в будь-який 20-хвилинний період часу.

ГДВ встановлюють окремо для кожного джерела викиду.

Поряд з ГДВ для одиничних джерел, встановлюють ГДВ підприємства в цілому. При постійних викидах їх визначають як суму ГДВ від одиничних джерел і груп дрібних джерел. При непостійних в часі викидах від окремих джерел ГДВ підприємства менше суми ГДВ від окремих джерел і відповідає максимально можливому сумарному викиду від усіх джерел підприємства при нормальній роботі технологічного і газоочисного обладнання.

ГДВ визначається для кожної речовини окремо, в тому числі і у випадках врахування сумації шкідливої дії декількох речовин.

При встановленні ГДВ враховують фонові концентрації с_ф.

Значення ГДВ (г/с) для одиничного джерела з круглим устям у випадках    визначають за формулою:

.                       (10)

 

У випадку  або  (холодні викиди) ГДВ визначають за формулою:

 

,                      (11)

 

де ГДК – гранично допустима концентрація шкідливих речовин, мг/м³ (додаток 4); с_ф – фонова концентрація шкідливих речовин в атмосферному повітрі міста або іншого населеного пункту, мг/м³;   А – коефіцієнт, який залежить від температурної стратифікації атмосфери;   F – безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі; m і n – коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з устя джерела викиду; H – висота джерела викиду над рівнем землі (для наземних джерел при розрахунках приймається H = 2 м), м;  – безрозмірний коефіцієнт, який враховує вплив рельєфу місцевості, у випадку рівної або слабопересіченої місцевості з перепадом висот, що не перевищує 50 м на 1 км,  = 1 (в інших випадках розрахунок

слід проводити згідно розділу 4 ОНД–86); – різниця між температурою газоповітряної суміші Т_г, яка викидається, і температурою навколишнього атмосферного повітря Т_в, ⁰С; V₁ – розхід газоповітряної суміші, м³/с, який визначається за формулою:

 

                                      (12)

 

де D – діаметр устя джерела викиду, м; w₀ – середня швидкість виходу газоповітряної суміші з устя джерела викиду, м/с.

Значення коефіцієнта А, яке відповідає несприятливим метеорологічним умовам, при яких концентрація шкідливих речовин в атмосферному повітрі максимальна, і для України дорівнює: 180 – для джерел, розташованих в зоні від 50⁰ до 52⁰  північної широти, 200 – для джерел, розташованих південніше 50⁰ північної широти.

При визначенні значення   слід приймати температуру навколишнього атмосферного повітря Т_в, яка дорівнює максимальній температурі зовнішнього повітря найбільш жаркого місяця року (за даними Держкомгідромету), а температуру газоповітряної суміші Т_г – за діючими для даного виробництва нормативами.

Значення безрозмірного коефіцієнта F приймають:

а) для газоподібних шкідливих речовин і дрібнодисперсних аерозолів (пилу, золи і т. п., швидкість упорядкованого осідання яких практично дорівнює нулю) – 1;

б) для інших дрібнодисперсних аерозолів при середньому експлуатаційному коефіцієнті очистки викидів не менше 90 % – 2;  від   75 % до 90 % – 2,5; менше 75 % та при відсутності очистки – 3.

Значення коефіцієнтів  m і n визначають в залежності від параметрів f, v_m,   та f_e за формулами:

 

                                    (13)

           

                                     (14)

 

                                     (15)

 

                                     (16)

 

Величину v_m визначають також за графіком, показаним на    рис. 20.

рис. 20.

Рис. 20. Графік для визначення значень  v_m [14]

 

При  або  (холодні викиди) коефіцієнт n розраховують (якщо ) за формулами:

 

n = 1      при ;                                     (17)

 

 при ;            (18)

 

n = 4,4v_m      при .                               (19)

 

 

Визначення потужності викиду шкідливих речовин в атмосферу

Визначення фактичної потужності викиду М (г/с) проводять на основі заданої максимальної приземної концентрації c_m (мг/м³) при інших фактичних фіксованих параметрах викиду за формулами:

 

,                             (20)

 

у випадку  або  (холодні викиди):

 

                                  (21)

 

Порівнюючи фактичний викид в атмосферу шкідливих речовин з допустимим, розрахованим виходячи з гранично допустимих концентрацій) ГДК цих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів, визначають ту кількість шкідливих речовин, яку слід ліквідувати [27]. На основі одержаних даних розробляють відповідні організаційно-технічні заходи щодо захисту повітряного басейну від забруднення промисловими викидами.

Поряд з максимальними разовими ГДВ (г/с) з оперативною метою для виконання проектних оцінок темпів зниження викидів і можливостей утилізації шкідливих речовин встановлюються річні значення ГДВ_р   (т/рік) для окремих джерел і підприємства в цілому.

Для окремого (і-го) джерела із N джерел підприємства ГДВ_рі визначають із врахуванням тимчасової нерівномірності викидів, в тому числі за рахунок планового ремонту технологічного і газоочисного обладнання.

Для підприємства в цілому ГДВ_р знаходять за формулою:

                              

.                               (22)

 

Для діючих підприємств, якщо у повітрі міст або інших населених пунктів концентрації шкідливих речовин перевищують ГДК, а значення ГДВ в даний час не можуть бути досягнуті, за погодженням Держкомгідромету та МОЗ передбачається поетапне, із зазначенням тривалості кожного етапу, зниження викидів шкідливих речовин до значень ГДВ, які забезпечують досягнення ГДК, або до повного припинення викидів. На кожному етапі до забезпечення значень ГДВ встановлюються тимчасово погоджені викиди (ТПВ) шкідливих речовин з врахуванням значень викидів підприємств з найліпшою (в частині охорони навколишнього середовища) досягнутою технологією виробництва, аналогічних за потужністю і технологічними процесами. При встановленні ТПВ слід користуватись тими ж прийомами розрахунку, що й при встановленні ГДВ.

ВИЗНАЧЕННЯ  НЕОБХІДНОГО СТУПЕНЯ

ОЧИЩЕННЯ ВИРОБЛЕНИХ СТІЧНИХ

ВОД НА ХІМІКО-ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВАХ

Умови та вимоги до скидання стічних вод у водойми регламентується «Правилами охорони поверхневих вод» (1991), «Санітарними правилами і нормами охорони поверхневих вод від забруднення. СанПіН № 4630–88», «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами» (1999). В ці правила включені основні положення охорони поверхневих вод від забруднення, нормативи якості води водних об’єктів, які використовуються для господарсько–питних та культурно–побутових потреб населення, а також для рибогосподарської мети; технічні умови відведення стічних вод у водойми, порядок їх погодження та контроль за їх виконанням. Правила поширюються  на підприємства, які проектуються, реконструюються і розширюються, а також на діючі підприємства.

При встановленні вимог для спуску стічних вод слід враховувати такі особливості:

– розхід і якісний склад стічних вод та режим їх відведення;

– характер використання водного об’єкта в сучасних умовах і на перспективу (для господарсько–питних і культурно–побутових потреб, рибогосподарської мети, зрошування сільськогосподарських земель тощо);

– гранично допустиму концентрацію (ГДК) шкідливих речовин у воді водойм відповідно до категорії водойми і виду водокористування;

– стан водного об’єкта в районі проектованого та діючого підприємства, якості води, її гідрологічної характеристики (розхід, швидкість течії, глибина тощо) вище та нижче місця скидання стічних вод у водойму, конструкції пристроїв для скидання стічних вод.

При комплексному використанні водойми нормативи і умови скидання стічних вод установлюються стосовно найбільш жорсткого водокористувача. У всіх випадках, у відповідності з діючим водним законодавством, враховуються переважні інтереси водокористування населення.

При відсутності встановлених нормативів для тих чи інших інгредієнтів стічних вод, призначених для скидання у водойму, повинна бути забезпечена їх розробка; вимоги та регламенти щодо охорони водних ресурсів, які тимчасово встановлюються контролюючими організаціями, повинні виконуватись.

При визначенні умов скидання стічних вод у водойму в першу чергу розглядають такі можливості (в залежності від місцевих, конкретних умов):

– удосконалення технології виробництва, направлене на скорочення виробничого водоспоживання і скидання стічних вод у водойму (впритул до його ліквідації); використання стічних вод в системах оборотного та повторного водопостачання виробництва в цілому або його окремих цехів та агрегатів, а також зменшення ступеня забруднення стічних вод, що викидаються;

– використання очищених та знезаражених міських стічних вод у технічному водопостачанні підприємства;

– спільна очистка і знезараження стічних вод даного підприємства зі стічними водами інших підприємств району та з міськими стічними водами;

– самостійна очистка і відведення стічних вод підприємства.

Висока технічна ефективність самого методу очистки не визначає повністю можливість скидання стічних вод у конкретну водойму. Скидання стічних вод недопустиме у ряді випадків, а саме:

– при розміщенні підприємства біля малопотужної водойми, коли можливість розведення в ній стічних вод і їх самоочищення досить обмежені;

– при наявності в стічних водах високотоксичних речовин, ГДК яких у воді надзвичайно низькі;

– коли мова йде про водойму, на якій уже розміщені інші об’єкти, які забруднюють її воду і створюють високий хімічний фон забруднень у водоймі, тобто внесення в неї додаткових, хоча і невеликих забруднень без проведення відповідних водоохоронних заходів на діючих об’єктах або повного виключення скидання стічних вод підприємством, яке проектується, недопустиме.

Забороняється скидати у водойми стічні води, які можна виключити за рахунок раціоналізації виробничого процесу, використання водообороту і повторного водопостачання та проведення інших заходів, а також стічні води, які містять цінні продукти, які можна утилізувати. Вирішальним при проектуванні є визначення надійності рекомендованої схеми очистки з врахуванням місцевих умов скидання очищених стічних вод у водойму. У відповідності з діючими правилами, критерієм обґрунтованості прийнятих проектом рішень служать вимоги до складу і властивостей водойми біля найближчих пунктів господарсько–питного водопостачання і культурно–побутового водокористування населення нижче місця скидання у водойму стічних вод, а також на найближчих ділянках водойми, які використовуються з рибогосподарською метою. При цьому якість води у водоймі на даній ділянці повинна відповідати встановленим для цих водокористувачів нормативам. Для контролю за якістю води і санітарним станом водойми використовують автоматичні станції контролю.

Підприємство хіміко-фармацевтичної промисловості (згідно з   МВ 64У–1–97) повинно мати відповідні системи каналізації для скидання стічних вод і здійснювати такі заходи з метою запобігання забрудненню водного басейну:

– додержуватись затверджених індивідуальних норм водоспоживання і водовідведення, а також мати паспорт «Водного господарства», виданий відповідними державними органами;

– застосовувати заходи щодо зниження норм водоспоживання і водовідведення шляхом раціонального використання водних ресурсів за рахунок удосконалення технологічних процесів виробництва лікарських засобів, розвитку систем повторно-послідовного використання умовно чистих і очищених стічних вод в системах оборотного водопостачання, а також впровадження маловідхідних і безстічних  виробництв.

На підприємстві необхідно проводити оцінку і здійснювати контрольні випробування стічних вод, які, в залежності від ступеня їх забруднення, повинні або скидатись у міську каналізацію і поверхневі водойми, або йти на зрошення сільськогосподарських земель згідно з вимогами відповідних санітарних правил, або направлятись на локальні очисні споруди і споруди біохімічної очистки підприємства.

Підприємство має право скидати стічні води в систему каналізації населеного пункту згідно правил діючих нормативів при наявності відповідного дозволу і договору з виробничим управлінням каналізаційного господарства цього населеного пункту.

Підприємство має право скидати стічні води у поверхневі водойми тільки у відповідності до вимог нормативних документів, які регламентують правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами.

Найближчі до місця випуску стічних вод пункти водокористування встановлюються органами санітарної служби; розрахунковий створ для водойм, які використовуються з рибогосподарською метою, – органами рибоохорони.

В розрахунках умов скидання стічних вод у водойму необхідно враховувати можливість спільної дії шкідливих речовин при забрудненні води комплексом речовин з однаковими лімітуючими показниками шкідливості. При цьому беруть до уваги як скидання самого підприємства, так і домішки, які поступають у водойму від розташованих вище випусків стічних вод.

Лімітуючий показник шкідливості – це такий показник, який характеризується найменшою пороговою величиною. Наприклад, при концентрації фтору 5 мг/дм³ і вище порушується хід процесів самоочищення водойм, при концентрації 25 мг/дм³ змінюються органолептичні властивості води і при концентрації вище 1,5 мг/дм³ проявляються токсичні властивості фтору. Отже, лімітуючим показником для фтору буде санітарно-токсикологічний (1,5 мг/дм³).

Гранично допустимою концентрацією (ГДК) є концентрація, при якій шкідливий вплив речовини за лімітуючим показником шкідливості ще не проявляється.

ГДК кожної з речовин з однаковими лімітуючими показниками шкідливості, які входять в комплекс і намічаються до скидання зі стічними водами у водойму, повинна бути знижена у стільки разів, щоб сума відношень концентрацій кожної речовини (С₁, С₂, …, С_n) до її ГДК не перевищувала в розрахунковому пункті водойми одиниці:

 

С₁/ГДК₁ + С₂/ГДК₂ + … + С_n/ГДК_n 1.               (1)

 

Така умова справедлива як для водойм господарсько–питного і культурно-побутового призначення, так і для тих, що використовуються з рибогосподарською метою. Якщо сума відношень концентрацій всіх речовин однієї лімітуючої ознаки шкідливості до своїх ГДК виявилась більшою одиниці, слід при проектуванні розглянути можливі способи зниження концентрацій кожної із речовин у воді: за рахунок технологічних, санітарно-технічних заходів, зарегулювання стоку рік шляхом створення водосховищ, аж до розгляду питання про розміщення підприємства на іншій ділянці водойми.

Якщо у промислових стічних водах містяться речовини, різні за лімітуючою ознакою шкідливості, то вони групуються за кожною ознакою шкідливості. Тоді  розрахунки умов скидання і заходи щодо їх зниження здійснюють для кожної групи речовин, причому повинні бути враховані і домішки у воді, які створюють хімічний фон водойми в контрольному створі вище підприємства.

Вихідними для розрахунків повинні бути дані лабораторних досліджень щодо складу та властивостей води водойми, гідрологічні дані про водойму, а також дані щодо розходу та складу стічних вод. При розрахунках враховується можливість змішування і розведення стічних вод з водою водойми на шляху від місця їх випуску до розрахункового пункту водоспоживання. При цьому випуск стічних вод слід розміщувати за течією ріки  нижче населеного пункту, у якому розміщується підприємство.

 

За цією схемою найближчим пунктом водокористування є місто Н. Якщо випуск стічних вод здійснюється за схемами «в» або «в», тоді найближчим  пунктом водокористування стає той населений пункт, в якому розміщене підприємство.

Враховується також інтенсивність процесів самоочищення води у водоймі, якщо вони можуть мати практичне значення. Якщо в результаті розрахунків виявиться, що склад і властивості води біля найближчого пункту водокористування не відповідають нормативним показникам (додатки 1, 2), в проектах обов’язково передбачаються технологічні, санітарно-технічні та інші заходи щодо захисту водойми від забруднення. Для діючих підприємств розрахункові (або натурні) дані служать обґрунтуванням для проведення заходів щодо захисту водойми від забруднення.

Для того, щоб визначити, до якого ступеня очищення необхідно очищати і знезаражувати або знезаражувати стічні води, щоб на підході до перших пунктів водокористування ступінь забруднення води водойми не порушував нормальні умови водокористування і не загрожував здоров’ю населення, необхідно користуватись такою формулою:

 

      ,                       (2)

 

де С_с.в – допустима концентрація речовини в стічних водах, при якій виключається забруднення водойми біля розрахункового пункту водокористування, яке перевищує встановлений норматив; а – коефіцієнт, який враховує ступінь змішування стічних вод з водою водойми і який визначає таким чином частку розрахункового розходу водойми, яка може реально брати участь у розведенні стічних вод; Q і q – розхід води у водоймі й розхід стічних вод, які скидаються у водойму; ГДК_н – це ГДК забруднюючої речовини у воді водойми, нормативний показник (додаток 3); С_ф – концентрація шкідливої речовини у воді водойми вище місця скидання стічних вод, фонова концентрація.

Як гранично допустима концентрація скидання (ГДС) у водойму даним підприємством, у відповідності з правилами, встановлюється концентрація, знайдена за розрахунками (С_с.в).

 Таким чином, встановлені на підприємстві обмеження щодо скидання стічних вод повинні забезпечувати додержання нормативу для даної речовини у воді водойм біля найближчого розрахункового пункту водокористування.

Коефіцієнт а для проточних водойм визначають за рівнянням Фролова-Родзілера:

 

  .                                 (3)

 

Величину  знаходять із співвідношення:

 

      ,                                    (4)

 

де L – відстань за фарватером від місця скидання стічних вод до розрахункового пункту, км;  – коефіцієнт, який враховує гідравлічні умови змішування і дорівнює ;  – коефіцієнт, який залежить від місця випуску стічних вод у водойму (при випуску біля берега =1, при випуску в стрижень ріки =1,5;  – коефіцієнт звивистості ріки, який дорівнює відношенню відстані за фарватером від місця випуску стічних вод до розрахункового пункту і до відстані l до цього ж пункту по прямій; D – коефіцієнт турбулентної дифузії, який для рівнинних рік знаходять за формулою: D=vH/200 (v – середня швидкість ріки на ділянці між місцем випуску стічних вод і розрахунковим пунктом, м/с; H – середня глибина водойми на тій же ділянці ріки, м).

В ріку намічені до скидання стічні води, які містять бензол, нафтенові кислоти, фенол і толуол. З цих речовин бензол лімітується за санітарно-токсикологічною ознакою, інші – за органолептичною ознакою шкідливості. Водойма з рибогосподарською метою не використовується.

Вихідні дані:

Фонові концентрації речовини у водоймі, мг/дм³:

–  бензолу ;

–  нафтенових кислот ;

–  фенолу ;

–  толуолу .

 

ГДК речовин, мг/дм³:

–  бензолу ГДК^б. = 0,5;

–  нафтенових кислот ГДК^н.к. = 0,3;

–  фенолу ГДК^ф. = 0,001;

–  толуолу ГДК^т. = 0,5;

Q = 120 м³/с;  q =  1 м³/с;  L = 75 км;  l = 50 км;  v = 0,5 м/с;     H = 5 м;  = 1.

За відповідними формулами знаходять коефіцієнт а, для чого спочатку вираховують:

 

D = vH / 200 = 0,5 ·5 / 200 = 0,0125;

= L / l = 75 000 / 50 000 = 1,5;

;

;

.

 

Оскільки бензол – єдина речовина, лімітована за токсикологічною ознакою шкідливості, його концентрація в пункті водокористування   не повинна перевищувати ГДК.

Концентрації інших речовин в пункті водокористування повинні бути знижені в порівнянні з їх ГДК і в сумі задовольняти нерівність:

 

.

 

Виходячи з цього, при проектуванні вибирають концентрації речовин, які піддаються зниженню найбільш доступними технологічними прийомами. Якщо, наприклад, в даному випадку вибирають

 

        ,

 

то

 

;

;

;

.

 

Тепер знаходять допустимий вміст забруднень із врахуванням їх комбінованої дії, а також фону, який склався у водоймі на підході до підприємства за формулою (2). Для цього спочатку розраховують:

 

і результат підставляють у формулу (2) для визначення допустимої концентрації окремо для кожної речовини:

 

;

;

;

.

 

Таким чином, допустима концентрація в стічних водах, при якій виключається забруднення водойми біля розрахункового пункту водокористування складає для бензолу – 1,652 мг/дм³, для нафтенових кислот – 0,388 мг/дм³, для фенолу – 0,0049 мг/дм³ і для толуолу – 0,941  мг/дм³.

 

ОХОРОНА ГІДРОСФЕРИ

ОРГАНІЗАЦІЙНІ ЗАХОДИ

Організаційні заходи щодо охорони гідросфери базуються на законодавчій основі і передбачають перш за все нагляд і контроль за охороною навколишнього середовища. Відповідно до законодавства про охорону природи, всі організації, діяльність яких впливає на водний режим, зобов’язані: проводити на територіях, що використовуються, гідромеліоративні, лісомеліоративні, агротехнічні й санітарні заходи, що поліпшують водний режим і виключають можливість шкідливої дії води на ґрунт; використовувати водні джерела, не перевищуючи встановлених норм, дбайливо використовувати поливні, ґрунтові і артезіанські води, не допускаючи їх марних витрат; споруджувати на всіх підприємствах, які викидають у водойми стічні води, очисні обладнання зі штучною чи природною очисткою; не допускати забруднення чи замулювання нерестових вод, а також засмічення прохідних шляхів до них продуктами мольового сплаву; при проектуванні будівництва гідротехнічних споруд передбачати заходи, що забезпечують охорону й відновлення рибних запасів. Введення в експлуатацію підприємств, цехів і агрегатів, які скидають стічні води без їх відповідної очистки, забороняється.

Велике значення має проведення лабораторного контролю за станом водних ресурсів. Санітарну чистоту вод контролюють установи міністерств охорони здоров’я (санітарно-епідеміологічні заклади).

Органи, які регулюють використання води і, які здійснюють їх охорону, мають право накладати штрафи на керівників підприємств і окремих осіб за порушення правил охорони, закривати окремі цехи або цілі підприємства, стічні води яких забруднюють водні об’єкти.

ПЛАНУВАЛЬНІ ЗАХОДИ

При проектуванні водозабірних споруд для використання поверхневих і підземних вод на питні потреби встановлюють зони санітарної охорони.

Зона санітарної охорони – це територія, на якій установлений спеціальний режим і проводяться заходи, направлені на охорону джерел водопостачання та водопровідних споруд. 

Перший пояс (зона суворого режиму) створюється з метою охорони місця забору води з джерела, прилеглої до нього території і головних споруд водопроводу. Територія першого поясу загороджується, охороняється, благоустроюється. На ній забороняється проживання, дозволяється тільки будівництво технологічних споруд водопроводу.

Другий пояс (зона обмежень) включає в себе всю ту територію, із якої внаслідок природних умов та в результаті промислового, будівельного, побутового або іншого користування може бути погіршення якості води в місці її забору з джерела. У другому поясі встановлюється обмежувальний режим. Використання його території для промисловості, сільського господарства, для цивільного і будь-якого іншого будівництва допускається тільки після погодження із санітарними органами на умовах, які оберігають джерело води від несприятливого впливу, а іноді зовсім забороняється.

Третій пояс (зона спостережень)  виділяється для постійного спостереження за епідемічною обстановкою. Оскільки в даний час ведеться ефективна протиепідемічна робота, то третій пояс практично втрачає своє значення.

ТЕХНОЛОГІЧНІ ЗАХОДИ

Особлива роль у боротьбі із забрудненням гідросфери відводиться удосконаленню технології виробництва, при якій можливо повністю виключити скидання стічних вод. Для цього технологічні процеси з рідкої фази переводять у газову, воду замінюють іншими розчинниками, здійснюють комплексну обробку сировини, забезпечують вилучення зі стічних вод цінних речовин, застосовують «сухі» процеси, водяне охолодження замінюють повітряним.

Дуже ефективне в боротьбі із забрудненням водойм повторне й оборотне водопостачання на підприємствах усіх галузей промисловості. При цьому свіжа вода повинна забиратися на поповнення безповоротних утрат, а скидання у водойми стічних вод припиняється. Оборотні системи водопостачання можна використовувати і в сільському господарстві, де потрібно багато води на зрошування. Дуже перспективним є використання придатних за своїм складом стічних вод для зрошування сільськогосподарських культур при сприятливих місцевих умовах (ґрунт, рельєф, гідрогеологія).

Меліоративні заходи, які здійснюють охорону водних ресурсів від забруднення, поділяють на лісові, агротехнічні й гідротехнічні. Проведення комплексу меліоративних заходів дозволяє суттєво зменшити забруднення природних вод.

САНІТАРНО-ТЕХНІЧНІ ЗАХОДИ

До санітарно-технічних заходів, які передбачають ліквідацію забруднення водних об’єктів стічними водами, у першу чергу відноситься каналізування населених пунктів та очистка стічних вод (рис. 101, 102). Очистка стічних вод здійснюється механічним, фізико-хімічним і біологічним методами. Для ліквідації бактеріального забруднення застосовується знезараження стічних вод (дезінфекція).

Метод механічної очистки. Суть методу полягає в механічному видаленні зі стічних вод нерозчинних домішок. Для механічної очистки застосовують спеціальні споруди. Крупні домішки розміром більше 5 мм затримують на решітках, більш дрібні виловлюють ситами.

Для затримки мінеральних забруднень стічних вод, переважно піску, служать пісковловлювачі, а забруднень, що спливають на поверхню, – жировловлювачі, масло- і нафтовловлювачі, смоловловлювачі.

У горизонтальних або вертикальних відстійниках проходить осадження завислих речовин із питомою вагою більше одиниці, а легкі речовини спливають на поверхню води відстійників.

Широко використовуються також радіальні відстійники, відстійники-септики, двох’ярусні відстійники. Механічною очисткою можна досягти видалення з побутових стічних вод до 60 % нерозчинних домішок, а з виробничих – до 95 %.05.  Радіальний відстійник [34]

Метод фізико-хімічної очистки. Хімічна очистка стічних вод полягає в додаванні до них таких хімічних реагентів, які вступають у реакцію із забруднюючими речовинами, сприяють видаленню нерозчинних і частково розчинних речовин. З хімічних методів очистки  використовуються: нейтралізація, окислення, коагуляція, сорбція, флотація, іонний обмін, мембранні методи тощо. Ці методи дають можливість зменшити кількість нерозчинних забруднюючих речовин стічних вод до  95 % і розчинних до 25 %.

Нейтралізація. Виробничі стічні води від технологічних процесів багатьох галузей промисловості містять кислоти та луги, а також солі важких металів. Для попередження корозії матеріалів каналізаційних споруд, порушення біохімічних процесів у біологічних окислювачах і водоймах, а також для осадження зі стічних вод солей важких металів кислі й лужні стоки нейтралізують.

Реакція нейтралізації – це хімічна реакція між речовиною, яка має властивість кислоти, і речовиною, яка має властивість основи, що призводить до втрати характерних особливостей обох сполук. Найтиповіша реакція нейтралізації у водних розчинах відбувається між гідратованими іонами водню та іонами гідроксилу, які містяться відповідно у сильних кислотах і основах:

Н⁺ + ОН^– = Н₂О.

У результаті концентрація кожного з цих іонів дорівнює тій, яка властива самій воді (біля 10^–7), тобто активна реакція водного середовища наближається до рН=7,0.

Найчастіше стічні води забруднені мінеральними кислотами: сірчаною Н₂SO₄, азотною  HNO₃, соляною HCl, а також їхніми сумішами.

У практиці хімічної очистки застосовують такі способи нейтралізації: а) взаємна нейтралізація кислих і лужних стічних вод; б) нейтралізація реагентами (розчини кислот, негашене вапно СаО, гашене вапно Са(ОН)₂ тощо; в) фільтрування через матеріали, які нейтралізують (вапно, вапняк, доломіт, магнезит, крейда тощо).

Під час нейтралізації стічних вод найчастіше мають справу зі стічними водами, які містять сірчану кислоту. У цьому випадку реакція нейтралізації у залежності від реагенту протікає за такими рівняннями:

H₂SO₄ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + 2H₂O;

H₂SO₄ + CaCO₃ = CaSO₄ + H₂O + CO₂.

Сульфат кальцію (гіпс), який утворюється внаслідок реакції, кристалізується із розведених розчинів у вигляді CaSO₄^.2H₂O.

Процеси реагентної нейтралізації виробничих стічних вод здійснюють на нейтралізаційних установках або станціях.

Окислення. Метод окислення застосовують для знешкодження стічних вод, які містять токсичні домішки (ціаніди, комплексні ціаніди міді та цинку) або сполуки, які недоцільно витягати зі стічних вод, а також очищати іншими методами (сірководень, сульфіди).

Окислення – це реакція сполучення речовини з киснем, а в більш широкому розумінні – хімічна реакція, суть якої полягає у відніманні електронів від атомів чи іонів. У практиці знешкодження стічних вод використовують окислювачі: хлор, гіпохлорит кальцію, гіпохлорит натрію, хлорне вапно, озон, технічний кисень і кисень повітря.

Окислення отруйних ціанідів СN^– здійснюють їхнього шляхом переводу в нетоксичний ціанат CNO^–, який потім гідрозізується з утворенням іонів амонію та карбонат-іонів:

CN^– + 2OH^– – 2e ® CNO^– + H₂O;

CNO^– + 2H₂O ® NH₄⁺ + CO₃^2–.

Можливе переведення токсичних сполук у нетоксичний комплекс або осад (у вигляді нетоксичних ціанідів) з наступним видаленням його зі стічних вод відстоюванням або фільтруванням.

Конструкція установок для обробки стічних вод методом хлорування залежить від агрегатного стану хлору чи хлорвмісних реагентів. Якщо воду обробляють газоподібним хлором чи діоксидом хлору, то процес окислення відбувається в абсорберах; якщо вони знаходяться у розчині, то їх подають у змішувач, а потім у контактний резервуар, в яких забезпечується їхнє ефективне змішування і необхідна тривалість контакту зі стічною водою.

Для окислення сульфідних стоків застосовують кисень. Реакція окислення проходить у рідкій фазі при підвищеній температурі й тиску.

Багато органічних речовин і домішок руйнуються у водних розчинах при застосуванні озону. Перспективність застосування озонування як методу окислення зумовлена тим, що озонування не призводить до збільшення сольового складу стічних вод і не забруднює воду продуктами реакції, а сам процес піддається повній автоматизації.

Коагуляція. У процесі механічної очистки стічних вод досить легко видаляються частинки розмірами 10 мкм і більше. Дрібнодисперсні та колоїдні частинки практично не видаляються. Тому після механічної очистки стічні води представляють собою агрегативно-стійку систему. Для очистки таких стоків застосовують методи коагуляції та флокуляції. Агрегативна стійкість при цьому порушується, утворюються більш крупні агрегати частинок, які видаляються зі стічних вод механічними методами.

Коагуляція – це злипання частинок колоїдної системи при їхніх зіткненнях у процесі теплового руху, перемішування чи спрямованого переміщення у зовнішньому силовому полі.

Під час введення в стічні води мінеральних коагулянтів (солей алюмінію й заліза тощо) внаслідок реакції гідролізу утворюються малорозчинні у воді гідроксиди заліза й алюмінію у вигляді пластівців, які сорбують на своїй поверхні завислі, дрібнодисперсні та колоїдні речовини і при сприятливих гідродинамічних умовах осідають на дно відстійника з утворенням осаду:

Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O ® 2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄;

FeCl₃ + 3H₂O ® Fe(OH)₃ + 3HCl;

FeSO₄ + 2H₂O ® Fe(OH)₂ + H₂SO₄.

Коагуляційний метод очистки використовують при невеликих кількостях стічних вод, при наявності дешевих коагулянтів, необхідності знебарвлення стоків і неповної їхньої очистки.

Для інтенсифікації процесів коагуляції й осадження пластівців широко застосовують природні або синтетичні реагенти – високомолекулярні речовини, які називаються флокулянтами, а сам процес – флокуляцією. Як флокулянти використовують активну кремнієву кислоту, ефіри, крохмаль, целюлозу, синтетичні органічні полімери (поліакриламід, поліоксиетилен, поліакрилати, поліетиленаміни тощо).

Електролітичний метод очистки стічних вод. Суть його полягає в пропусканні електричного струму через забруднену воду. Утворені іони електролітів направляються до анода й катода. Тут вони розряджаються і утворюють нові сполуки як між собою, так і з матеріалом електроду. Якщо застосовуються залізні електроди, то утворюється гідрат окису заліза, який діє як коагулянт. Електричний метод очистки здійснюється в спеціальних спорудах – електролізерах.

Сорбція. Сорбція – це процес поглинання забруднень твердими та рідкими сорбентами (активоване вугілля, зола, дрібний кокс, торф, силікагель, активована глина тощо). Є такі види сорбції: абсорбція – поглинання речовини всією масою сорбенту; адсорбція – поглинання речовини тільки поверхневим шаром сорбенту; хемосорбція – поглинання речовини сорбентом відбувається з утворенням на поверхні поділу нового компонента або фази.

Сорбційну очистку застосовують спільно з методом біологічної очистки як метод передочистки, доочистки або самостійно. Сорбційні методи досить ефективні для відбору зі стічних вод цінних розчинених речовин з їхньою наступною утилізацією і для використання очищених стоків у системі оборотного водопостачання промислових підприємств.

Найпростішою спорудою для сорбції є насипний фільтр, що представляє собою колону з нерухомим шаром сорбенту, через який фільтрується стічна вода. Найчастіше для очистки застосовують циліндричні одноярусні адсорбери, в які завантажують активоване вугілля шаром заввишки 2,5–2,7 м і крупністю фракцій 0,25–1 мм.

Флотація. Вона представляє собою процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода-тверда речовина, вода-повітря). Застосовують для очистки стічних вод від синтетичних поверхнево-активних речовин, нафти, нафтопродуктів, масел, волокнистих матеріалів. Процес очистки полягає в утворенні комплексів “частинка-бульбашка”, які спливають на поверхню й утилізуються. Розрізняють такі види флотації: а) флотація з виділенням повітря із розчину (вакуумні, напірні та ерліфтні флотаційні установки); б) флотація з механічним диспергуванням повітря (безнапірні і пневматичні флотаційні установки); в) флотація з подачею повітря через пористі матеріали; г) електрофлотація; д) біологічна і хімічна флотація.

Іонний обмін. Іонний обмін – це процес обміну між іонами, які знаходяться у розчині, та іонами, які є на поверхні твердої фази – іоніта. Очистка цим методом стічних вод (переважно виробничих) дає можливість відбирати й утилізувати цінні домішки (хром, цинк, свинець, мідь, ртуть та інші метали), поверхнево-активні  й радіоактивні речовини та використовувати очищену воду в технологічним процесах або в системах оборотного водопостачання.

За знаком обмінних іонів іоніти поділяють на катіоніти та аніоніти, які проявляють відповідно кислі або лужні властивості. Найчастіше застосовують природні іоніти (алюмосилікати, гідроокисли та солі багатовалентних металів, іоніти з вугілля й целюлози) та штучні (синтетичні іонообмінні смоли).

Мембранні методи. Процес мембранного розділення рідких сумішей за допомогою селективних проникних мембран є технологією нового покоління. Основні переваги мембранної технології: невисокі затрати, простота й компактність установок, можливість створення безвідхідних схем і їхньої повної автоматизації, висока ефективність очистки, можливість повторного використання фільтрату та утилізація одержаного концентрату (не забруднених хімічними реагентами).

Зворотний осмос (гіперфільтрація) – процес фільтрування стічних вод під тиском через напівпроникні мембрани; ультрафільтрація – мембранний процес розділення розчинів з  малим осмотичним тиском (очистка від високомолекулярних речовин, завислих частинок та колоїдів); електродіаліз – процес сепарації іонів солей у мембранному апараті під впливом постійного електричного струму (демінералізація стічних вод).

Метод біологічної очистки. Суть біологічної очистки полягає в мінералізації органічних забруднень стічних вод із допомогою аеробних біохімічних процесів. У результаті біологічної очистки вода стає прозорою, незагниваючою, містить розчинний кисень і нітрати.

Завдання біологічної очистки полягає в тому, щоб домогтись мінералізації органічних речовин до такого ступеня, при якому стічні води можна було б скинути у водний об’єкт не порушуючи його санітарного режиму. У залежності від місцевих умов, тобто від виду й мети використання водного об’єкта, без шкоди для санітарного стану може бути використана і його асимілююча здатність, під якою розуміють процес розведення стічних вод водою водного джерела і процес самоочищення водойми.

Розпад і мінералізація органічних речовин у процесі біологічної очистки відбувається  як у природних умовах (у воді та ґрунті) внаслідок життєдіяльності сапрофітної мікрофлори, її біохімічних, ферментативних процесів. Звільнення води від органічних речовин включає дві фази. Перша – фаза сорбції. В її основі лежать фізико-хімічні процеси адсорбції органічних речовин і колоїдів поверхнею мікробної клітини. Друга фаза – послідовне окислення розчинених і адсорбованих органічних речовин, в основі якого лежать власне біологічні процеси засвоєння мікробами органічних речовин як пластичного та енергетичного матеріалу.

Розпад органічних сполук різних класів здійснюється у певній послідовності і з різною швидкістю. Розкладання вуглеводів до вуглекислого газу й води проходить надзвичайно швидко, протягом кількох годин. Повільніше протікають процеси окислення жирів. Найскладніше й найдовше (у три етапи) відбувається мінералізація білкових речовин, які поступають у стічні води переважно у вигляді сечовини.

На першому етапі сечовина гідролізується під впливом ферменту уреази уробактерій до карбонату амонію:

CO(NH₃)₂ + 2H₂O = (NH₄)₂CO₃.

На другому етапі під впливом мікробів Nitrosomonas амонійні солі окислюються в нітрити:

(NH₄)₂CO₃ +3O₂ = HNO₂ + CO₂ + 3H₂O + 0,62 кДж.

На третьому етапі під впливом мікробів Nitrobacter утворюються азотнокислі солі – нітрати.

2HNO₂ + 3O₂ = 2HNO₃ + 0,18 кДж.

Як видно з наведених рівнянь, нітрифікація є процесом екзотермічним, що значно полегшує  експлуатацію очисних споруд у зимовий період.

Процеси мінералізації здійснюються в природних умовах у ґрунті та воді і є основою самоочищення водойм.

Технічно організація процесу біологічної очистки основана на моделюванні природних умов і за цим принципом методи і споруди біологічної очистки поділяють на  дві групи:

а) біологічна очистка, яка відтворює хід процесу мінералізації в ґрунтових умовах (поля фільтрації, поля зрошення, біологічні фільтри);

б) біологічна очистка, яка відтворює хід процесу мінералізації у водному середовищі (біологічні ставки, аеротенки)

Поділ на природні і штучні методи біологічної очистки, який наводиться в деяких літературних джерелах, не зовсім правомірний, оскільки метод у всіх випадках залишається той самий і має природний характер, а не штучно створюється.

Використання ґрунтових методів основане на його здатності розкладати органічні речовини. Ефект очистки досягається за рахунок життєдіяльності мікрофлори, яка населяє ґрунт. Кількість бактерій в 1 г ґрунту становить від сотень тисяч до мільярда. При зрошенні стічною водою, у ґрунт вноситься живильний субстрат, він зволожується і  обігрівається, внаслідок чого створюються умови для інтенсивного розмноження і підвищення рівня обмінних реакцій ґрунтового біоценозу. Кожна структурна одиниця ґрунту на полях покривається суцільним шаром мікроорганізмів – так званою біологічною плівкою. На поверхні біологічної плівки адсорбуються й мінералізуються розчинені і колоїдні речовини стічної рідини. Сорбційна поверхня такої плівки надзвичайно велика: десятки і сотні тисяч квадратних метрів на 1 м³ найактивнішого верхнього 20-сантиметрового шару ґрунту. Мінералізація органічної речовини здійснюється аналогічно як у водних умовах і відновлює адсорбційну здатність біологічної плівки. Для успішного перебігу очистки необхідно дотримувати дві умови: забезпечувати аеробний характер процесу та відповідність кількості стічної рідини, яка подається на поля, їхній окислювальній здатності.

Розподіл забруднень, які поступають зі стічними водами, розподіляється таким чином: у верхньому 10-сантиметровому шарі затримуються яйця гельмінтів, мікробне забруднення поглинається шаром ґрунту заввишки 25–30 см. Мінералізація органічної речовини в основному відбувається в півметровому шарі. У тій чи іншій мірі в очистці стічних вод бере участь шар ґрунту 1,5–2 м. Тому рівень стояння ґрунтових вод має бути на глибині не менше 2 м від поверхні землі.

Поля фільтрації і зрошення складаються із карт, спланованих горизонтально або з незначним нахилом і розділених земляними огороджувальними валиками. Стічна вода розподіляється по картах зрошувальною сіткою; вода, профільтрована через шар ґрунту, відводиться осушувальною сіткою.

Поля фільтрації – це ділянки землі, призначені для повної біологічної очистки попередньо освітлених стічних вод. На них проводиться розподіл і фільтрація стічних вод через ґрунт. Ніяких інших завдань, крім очистки стічних вод поля фільтрації не виконують.

Поля зрошення використовуються одночасно для очистки стічних вод та вирощування сільськогосподарських культур.

Вони поділяються на комунальні та землеробські. На комунальних основним завданням (поряд з вирощуванням культур) залишається очистка стічних вод, а на землеробських – вирощування городніх і кормових культур, сіяних трав.

Площу полів зрошення розділяють на ділянки – карти. На картах на відстані 1 м одна від другої влаштовують борозни завглибшки 0,5 м, а між ними висаджують сільськогосподарські культури.

Норми навантаження на землеробські поля зрошення невеликі: 5–15 м³/га на добу, що у 5–15 разів менше, ніж на комунальних полях зрошення.

Ділянки для полів зрошення і фільтрації вибирають на відстані не менше 1 км від житлових будівель з підвітряної сторони від них.

Біологічна плівка ґрунту на полях зрошення, яка несе основне функціональне навантаження, не може повністю проявити свою окислювальну здатність внаслідок недостатнього припливу кисню. З метою інтенсифікувати процес окислення, найповніше використати окислювальну здатність біоценозу, який створюється під час очистки стічних вод, були створені біофільтри.

Біофільтрами називаються споруди, в яких біологічна очистка стічних вод здійснюється при їх фільтрації через шар грубодисперсного матеріалу. Поверхня зерен цього матеріалу покрита біологічною плівкою, заселеною аеробними мікроорганізмами. Сутність біологічної очистки стічних вод на біофільтрах не відрізняється від процесу очистки на полях зрошення або полях фільтрації, проте біохімічне окислення при цьому проходить досить інтенсивно.

Висота завантаження біофільтра має бути до 1,5–2 м. Загальна поверхня біологічної плівки досягає 500 м² на 1 м³ завантаження, тобто в багато разів менша, ніж у ґрунті. Проте окислювальна здатність біофільтра значно вища внаслідок хорошої аерації фільтра через пори між частинками фільтраційного матеріалу. Стічна вода просочується через тіло фільтра протягом 2–3 год, і вже за цей час у ній появляються нітрити. У ґрунтових умовах на цей процес витрачаються тижні.

З метою підвищення окислювальної здатності біофільтра влаштовується штучна аерація тіла фільтра шляхом подачі компресором стисненого повітря в дренажний простір. При цьому висоту завантаження збільшують з 2 до 4 м, а окислювальна здатність збільшується в 3–4 рази. Такі споруди одержали назву аерофільтрів або високозавантажуваних біофільтрів.

Біологічні ставки представляють собою неглибокі земляні резервуари від 0,5 до 1 м, в яких проходять ті ж процеси, що і при самоочищенні водойм. Біологічні ставки працюють при температурі не менше 6 ⁰С. Невелика глибина сприяє добрій аерації і перемішуванню води. Внаслідок цього створюються сприятливі умови для масового розмноження водних організмів, які асимілюють біогенні елементи і в результаті процесів синтезу збагачують воду киснем, необхідним для окислення органічних речовин бактеріями.

Звичайно ставки створюють у вигляді 4–5 серій на місцевості, яка має нахил. Їх розташовують ступенями, так що вода з верхнього ставка самопливом направляється в розташований нижче.

Біологічні ставки забезпечують високий ефект очистки – кількість кишкової палички знижується на 95,9–99,9 % від початкового вмісту, майже повністю затримуються яйця гельмінтів.

Аеротенки представляють собою залізобетонні резервуари, через які повільно протікають і піддаються аерації стічні води, змішані з активним мулом.

Для забезпечення нормальної життєдіяльності мікрофлори активного мулу в аеротенк безперервно подається стиснене повітря, яке спричиняє перемішування стічної води й активного мулу, що забезпечує ліпший і безперервний контакт компонентів. Розміри аеротенків: глибина 3–5 м, ширина – 8 м, довжина – декілька десятків метрів. Для компактності замість прямого довгого коридору створюються паралельні відрізки з перегородками, які не доходять до протилежної короткої стіни, і вода проходить потрібний шлях, здійснюючи два-три повороти. Використовують також двохступеневі аеротенки, аеротенки–змішувачі, аеротенки-відстійники.

Активний мул – це пластівці мулу заселені мікроорганізмами-мінералізаторами, які адсорбують на своїй поверхні й окислюють при наявності кисню повітря органічні речовини стічної рідини.

На поверхні пластівців, між ними або всередині них звичайно знаходяться різноманітні прості організми, бактеріальні клітини. Джерелом живлення організмів активного мулу служить забруднення стічних вод.

Розчинені органічні речовини переносяться ферментами-пермеазами всередину бактеріальних клітин, де вони піддаються руйнуванню і перебудові.

Завислі речовини, які поступають в аеротенк, також сорбуються поверхнею активного мулу. Частково разом з бактеріями вони служать їжею найпростіших, а частково, під впливом бактеріальних ферментів, перетворюються в розчинені речовини і засвоюються мікрофлорою. Мікробне населення (біоценоз)  активного мулу різноманітне. Найрозповсюдженіші з них – псевдомонати, за ними йдуть кокові форми і бацили. Характерна особливість мікрофлори активного мулу – слизоутворення. На склад бактерій активного мулу великий вплив мають внутрішні фактори, в тому числі і склад стічних вод.

Стічна вода, яка виходить із аеротенка, виносить весь активний мул, тому обов’язковим супутником аеротенка є вторинний відстійник, в якому активний мул осаджується, а потім його знову повертають у цикл очистки. Конструкція вторинних відстійників не відрізняється від первинних. Час перебування стічної рідини залежить від способу біологічної очистки і коливається від 0,75 до 1,5 год.

Знезараження стічних вод. Знезараження (дезінфекція) – завершальний етап обробки стічних вод. Випуск у водні об’єкти навіть біологічно очищених стічних вод неминуче пов’язаний із загрозою внесення в них патогенних бактерій і вірусів – збудників кишкових інфекцій. Тому в усіх випадках, коли водойма у зоні дії стічних вод є джерелом питного чи господарського водопостачання або місцем купання, стічні води потрібно знезаражувати. Усі попередні форми очистки хоча і знижують у різній мірі початковий вміст мікроорганізмів, не ліквідують небезпеку зараження водойми. Тільки дренажна вода полів фільтрації та зрошення не потребує дезінфекції.

Після біологічної очистки воду дезінфікують хлором або озоном.

Знезараження стічних вод озоном. Озон має вищий бактерицидний ефект, ніж хлор. Для нього характерна універсальна дія, яка проявляється в тому, що одночасно із знезараженням води відбувається поліпшення фізико-хімічних та органолептичних показників води. Синтез озону здійснюють в електричних генераторах-озонаторах, а обробку стічної води – у камерах контакту, де забезпечується інтенсивне перемішування води.

Знезаражування озоном доцільно передбачати після доочистки води на мікрофільтрах або на фільтрах. При цьому дозу озону приймають 6–10 мг/л при тривалості контакту 8–10 хв. Після біологічної очистки потрібна доза озону становить 15–30 мг/л, а тривалість контакту – 0,3–0,5 год.

Знезараження стічних вод хлором. Найчастіше стічні води рекомендують знезаражувати значно дешевшим методом із застосуванням хлору (рідкий хлор або гіпохлорит натрію, одержаний на місці в електролізерах). Використовують також хлорне вапно і гіпохлорит кальцію (при розходах до 1000 м³/добу). Тривалість контакту хлору з водою має становити 30 хв. Як контактні резервуари використовують відстійники, аналогічні первинним.

Критерієм ефективності знезараження є вміст кишкової палички у 1 л стічної води (колі-індекс). Він має складати до 1000 при концентрації залишкового хлору не менше 1,5 мг/л після 30-хвилинного контакту. У випадках, коли економічно доцільніше орієнтуватися на менші дози хлору, за критерій ефективності може бути прийнято колі-індекс 1000 при рівні вмісту залишкового хлору 1,0 мг/л після 60-хвилинного контакту.

Знешкодження мулу. Знешкодження мулу є обов’язковим елементом очистки стічних вод, оскільки в 1 г сирого осаду (мулу) містяться мільярди сапрофітних бактерій, обов’язково є патогенна мікрофлора і велика кількість життєздатних яєць гельмінтів.

Застосовують особливі методи і споруди для обробки й знешкодження осадів, які утворюються при різних способах очистки води на очисних каналізаційних станціях. Осади випадають у перших відстійниках, а також отримуються при біологічній очистці стічних вод після біофільтрів або надмірного активного мулу після аеротенків.

Для обробки осадів стічних вод застосовуються гнильні резервуари (септики), двох’ярусні відстійники, а на великих станціях очистки – метантенки.

Метантенк – це залізобетонний резервуар циліндричної форми з конічним дном. Мул на бродіння поступає трубою у верхню частину метантенка, перероблений осад випускається знизу муловою трубою. Для прискорення процесу переробки осаду в метантенку його перемішують і підігрівають за допомогою пари або гарячої води. Внаслідок бродіння утворюється газ (в основному метан), який збирається у газовому ковпаку і відводиться у газгольдер, а потім використовується як паливо у котельні очисної станції.

Розрізняють два види бродіння в метантенку: мезофільне при температурі 33 ⁰С і термофільне – при температурі 53 ⁰С.

Процес метанового бродіння осаду стічних вод протікає у дві фази. У першій фазі спочатку іде так зване кисле бродіння, яке здійснюється анаеробними мікробами, в результаті якого утворюється велика кількість жирних кислот, амінокислот, спиртів, аміаку, сірководню. Осад майже не зменшується в об’ємі, має неприємний запах і схильність до гниття. Друга фаза характеризується руйнуванням утворених у першій фазі кислот до вуглекислоти і метану, утворенням великої кількості карбонатів і гідрокарбонатів, які змінюють реакцію середовища від нейтральної до лужної. Ця фаза називається лужним, або метановим, бродінням. Сапрофіти, які беруть участь у першій фазі  процесу, пристосовуються до існування у лужному середовищі і при цьому їхня активність у процесах метаболізму зростає. Внаслідок міжвидової конкуренції відмирає патогенна мікрофлора.

Осад, оброблений у метантенку, не містить колоїдних структур, завдяки чому добре віддає воду, не має неприємного запаху. Якщо дотримується режим завантаження метантенка, осад після бродіння є безпечним в епідемічному відношенні, містить біогенні елементи (P, K, N) і більше 20 мікроелементів, що визначає його цінність як добрива і можливість застосування у сільському господарстві.

Зневоднення мулу. Для зневоднення осаду його направляють на мулові площадки, де він піддається природній сушці, після чого може бути утилізований як добре органічне добриво.

Мулові площадки – це неглибокі плоскі басейни, заповнені фільтрувальним матеріалом (пісок, щебінь) різної крупності шаром завтовшки 0,3–0,5 м. Мул на площадку напускають шаром 20–30 см. Завдяки дренуючому впливу фільтрувального матеріалу він швидко підсихає, а потім утилізується. Дренажна вода від зброженого мулу не потребує очистки, її направляють на хлорування із загальним потоком очищеної води. Дренажна вода від свіжого мулу здатна до загнивання, має високу концентрацію забруднень і слід обов’язково повертати на установки біологічної очистки.

Зневоднення осаду може проводитись і штучним шляхом на вакуум-фільтрах, вакуум-пресах, центрифугах, термічною сушкою тощо.

ГІГІЄНІЧНЕ НОРМУВАННЯ

Охорона вод від забруднення включає створення нових, більш дійових державних стандартів, санітарно-інженерних правил, згідно з якими можна було б контролювати якість води не тільки в місцях користування, але й у місцях випуску. Зокрема, «Правилами охорони поверхневих вод» (1991), «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами» (1999), «Санітарними правилами й нормами охорони поверхневих вод від забруднення» (СанПіН № 4630–88) регламентовані умови спуску стічних вод у водойми, нормативи якості води для водойм питного й культурно–побутового водокористування, а також для рибогосподарських водойм, технічні умови відведення стічних вод у водойми, порядок їх погодження та контроль за виконанням.

Зокрема, нормування якості води водного об’єкта здійснюють шляхом установлення сукупності допустимих значень показників її складу та властивостей, у межах яких забезпечуються безпечні умови водокористування і які встановлюються для води, що використовується для задоволення питних, господарсько-побутових і рекреаційних потреб, а також потреб рибного господарства. На ділянках водних об’єктів, які знаходяться в межах населених пунктів, незалежно від цілей водокористування, нормативи встановлюються як для води, що використовується для задоволення господарсько-побутових потреб.

Контрольний створ, у якому мають дотримуватися санітарно-гігієнічний та рибогосподарський нормативи якості води, визначається залежно від конкретних умов, але не нижче 500 м від місця скидання зворотних вод на ділянках водних об’єктів, які використовуються для задоволення питних і господарсько-побутових потреб, на відстані одного кілометра вище від найближчого за течією пункту водокористування, а на водоймах акваторії – у радіусі одного кілометра від пункту водокористування.

Місце скидання стічних вод має знаходитися нижче межі населеного пункту за течією водотоку на відстані, яка виключає вплив згінно-нагінних явищ. Для комунальних споруд повного біологічного очищення стічних вод “Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами” встановлені такі нормативи гранично допустимого вмісту забруднюючих речовин: біохімічне споживання кисню (БСК₅) – не більше 15 мг/л, хімічне споживання кисню (ХСК) – не більше 80 мг/л, завислі речовини – не більше 15 мг/л.

Заборонено скидання у водні об’єкти стічних вод, які містять збудників інфекційних захворювань. Стічні води, небезпечні в епідемічному відношенні, можуть скидатися у водні об’єкти тільки після відповідної очистки і знезараження до колі-індексу не більше 1000 та індексу колі-фагу не більше 1000 БУО/дм³.

При скиданні у водні об’єкти шкідливих речовин їхній вміст не має перевищувати гранично допустимих концентрацій (ГДК). ГДК – це максимальні концентрації, при яких речовина не впливає прямо чи опосередковано на стан здоров’я населення (при впливі на організм протягом всього життя) і не погіршує гігієнічні умови водокористування.

У випадку відведення виробничих стічних вод спільно з побутовими стічними водами в міську каналізаційну систему і її очисні споруди, до якості виробничих стічних вод встановлені відповідні вимоги. Зокрема, вони не повинні: порушувати роботу мережі і споруд; містити понад 500 мг/л завислих речовин; містити шкідливі речовини в концентраціях, які перешкоджають біологічній очистці стічних вод; мати температуру понад 40 ⁰С; містити речовини, для яких не встановлено ГДК у воді водойм; містити небезпечні бактеріальні забруднення; містити нерозчинні масла, а також смоли і мазут; концентровані маточні й кубові розчини тощо.

Суміш виробничих і побутових вод при поступленні на міські споруди біологічної очистки має відповідати таким параметрам: рН – 6,5–8,5; температура – 8–30 ⁰С; завислі речовини – до 500 мг/л; БПК₂₀ – до 500 мг/л (при  поступленні на біофільтри й аеротенки) або до 1000 мг/л (при поступленні на аеротенки-змішувачі); ХПК не більше ніж 1,5 БПК_повн; вміст біогенних речовин – азоту  до 5 мг/л і  фосфору – 1 мг/л на кожні 100 мг/л БПК₂₀.

Умови прийому у міську каналізацію виробничих стічних вод, які містять забруднення, що видаляються на міських очисних спорудах визначають із врахуванням: ступеня розведення виробничих стоків при поступленні у міську каналізацію; ефективності видалення виробничих забруднень на міських очисних спорудах; умов розчинення очищених стічних вод у водному об’єкті.