Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 8-2015 Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях.
ИТС 8-2015
ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКЦИИ (ТОВАРОВ), ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ И ОКАЗАНИИ УСЛУГ НА КРУПНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Wastewater treatment in manufacture of products (goods), performance of works and provision of services in large enterprises
Дата введения 2016-07-01
Введение
Краткое содержание справочника НДТ
Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" (далее - справочник НДТ) содержит следующие разделы.
Введение. Во введении приводятся краткое содержание справочника НДТ и обзор документов, использованных при его разработке.
Предисловие. В предисловии указываются цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, описание конкретной проблемы межотраслевого характера, решаемой справочником НДТ, описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также порядок его применения.
Область применения. В разделе приводятся области применения НДТ, на которые распространяется действие справочника НДТ. Указываются предприятия, технологии очистки сточных вод для которых не включены в справочник НДТ.
Раздел 1. В разделе 1 приводится общая информация о рассматриваемой межотраслевой проблеме - очистке сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях. Приводится описание актуальности проблемы очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях, её количественных и качественных характеристик и приоритетных аспектов.
Раздел 2. В разделе 2 приводится описание технологических процессов, используемых в настоящее время для очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг в приоритетных областях применения НДТ. Приоритетные области применения НДТ были выделены из Перечня областей применения наилучших доступных технологий (утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р) исходя из объёмов образования сточных вод, объёмов сброса неочищенных сточных вод, наличия экологических проблем и проч.
2.1 Общие подходы к водопользованию и обращению со сточными водами на предприятиях. В подразделе 2.1 приводится описание общих подходов к водопользованию и обращению со сточными водами на предприятиях, включая повторное использование очищенных сточных вод в оборотном водоснабжении.
2.2 Характеристика сточных вод в приоритетных областях применения НДТ. В подразделе 2.2 приводится характеристика сточных вод в приоритетных областях применения НДТ: чёрной и цветной металлургии, химической промышленности, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, целлюлозно-бумажной промышленности, лёгкой промышленности, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, а также на металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях.
2.3 Описание применяемых подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку производственных сточных вод. В подразделе 2.3 приводится описание безреагентных методов физико-механической обработки, физико-химических методов биологической очистки сточных вод, обеззараживания сточных вод.
2.4 Подходы, методы, меры и мероприятия, направленные на очистку производственных сточных вод от основных загрязняющих веществ. В подразделе 2.4 приводится описание подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку сточных вод от взвешенных веществ, минеральных масел и нефтепродуктов, фенолов, солей тяжёлых металлов, СПАВ, биогенных элементов, цианидов и мышьяка.
Раздел 3. Определение наилучших доступных технологий. В разделе 3 проводится определение подходов, методов, мер и мероприятий в качестве НДТ для очистки сточных вод (образующихся при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях) в соответствии со статьёй 28.1 Федерального закона "Об охране окружающей среды" от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ, методическими рекомендациями по определению технологии в качестве наилучшей доступной, утверждёнными приказом Минпромторга России от 31 марта 2015 г. N 665, а также с учётом положений ГОСТ Р 54097-2010 "Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Методология идентификации".
Раздел 4. Наилучшие доступные технологии, относящиеся ко всей области применения справочника НДТ. В разделе 4 приводится описание НДТ, позволяющих сократить эмиссии в окружающую среду, потребление сырья, воды, энергии и снизить образование отходов при очистке сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях. Приводится описание универсальных НДТ, подходящих для большинства областей применения НДТ, в том числе НДТ организационно-управленческого характера; энергосбережения и ресурсосбережения; производственного экологического контроля; предотвращения негативного воздействия обработки сточных вод на окружающую среду; недопущения сбросов и утечек неочищенных сточных вод из систем их транспортирования на очистные сооружения; предотвращения и сокращения образования запахов; предотвращения и сокращения шумовых выбросов.
Проводится комплексная оценка преимуществ, которые могут быть достигнуты при внедрении НДТ; по возможности приводятся данные о сокращении выбросов, сбросов сточных вод, образования отходов, потребления ресурсов и повышении энергоэффективности.
Приводятся данные по ограничению применимости НДТ (возможность использования НДТ на действующих предприятиях; возможность внедрения НДТ только на новом предприятии).
По возможности приводятся экономические показатели, характеризующие применение НДТ.
Раздел 5. Наилучшие доступные технологии, относящиеся к приоритетным областям применения НДТ.
5.1 Наилучшие доступные технологии очистки сточных вод в приоритетных областях применения НДТ. В подразделе 5.1 приводится краткое описание НДТ очистки сточных вод в приоритетных областях применения НДТ, указанных в подразделе 2.2.
5.2 Наилучшие доступные технологии очистки сточных вод от основных загрязняющих веществ. В подразделе 5.2 приводится краткое описание НДТ очистки производственных сточных вод от основных загрязняющих веществ, подходы к которой указаны в подразделе 2.4:
- приводятся данные по ограничению применимости НДТ (возможность использования НДТ на действующих предприятиях; возможность внедрения НДТ только на новом предприятии);
- по возможности приводятся экономические показатели, характеризующие применение НДТ;
- приводится перечень перспективных технологий и сроки, в течение которых они могут стать коммерчески доступными.
Раздел 6. Перспективные технологии. В разделе 6 приводится описание технологий, применяемых для очистки сточных вод и находящихся на стадии научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, опытно-промышленного внедрения, а также зарубежных технологий, не получивших в настоящее время широкого внедрения на территории Российской Федерации.
Заключительные положения и рекомендации. В разделе приводятся сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ, их взаимное согласие по отдельным положениям справочника НДТ. Приводятся рекомендации о направлениях проведения дальнейших исследований и сбора информации в области НДТ для очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях.
Приложения. В приложениях к справочнику НДТ приводится дополнительная информация.
Библиография. Библиография содержит перечень источников, использованных при разработке справочника НДТ.
Обзор документов, использованных при разработке справочника НДТ
При разработке справочника НДТ были использованы следующие законодательные и нормативные документы:
- Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды";
- Федеральный закон от 31 декабря 2014 г. N 488-ФЗ "О промышленной политике в Российской Федерации";
- постановление Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям";
- распоряжение Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р
- распоряжение Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р
- распоряжение Правительства Российской Федерации от 19 марта 2014 г. N 398-р
- приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 г. N 665 "Об утверждении Методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии";
- ПНСТ 21-2014 "Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника";
- ПНСТ 22-2014 "Наилучшие доступные технологии. Термины и определения";
- ПНСТ 23-2014 "Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий".
Справочник НДТ разработан с учётом имеющихся в Российской Федерации технологий, оборудования, сырья, других ресурсов, а также с учётом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации.
При разработке справочника НДТ были использованы положения 30 отраслевых ("вертикальных") европейских справочников НДТ, перечень которых приводится в библиографии. Использование не всех отраслевых европейских справочников НДТ при разработке справочника НДТ объясняется отсутствием в них разделов, посвящённых НДТ в области очистки сточных вод, либо сведению НДТ к организационно-управленческим подходам.
В качестве источников информации об областях применения НДТ, о применяемых на практике технологиях, относящихся к НДТ, были использованы сведения, полученные в результате анкетирования предприятий, статистические сборники, результаты научно-исследовательских и диссертационных работ, иные источники, а также информация, полученная в ходе консультаций с экспертами в соответствующей области.
Предисловие
Основной целью разработки справочника НДТ является создание базового инструмента для внедрения НДТ в области очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях. Справочник НДТ предназначен как для регулирующих органов (использование при выдаче хозяйствующим субъектам комплексных экологических разрешений), так и для хозяйствующих субъектов (использование при формировании экологической политики предприятия и внедрении НДТ).
1 Статус документа
Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации.
2 Информация о разработчиках
Справочник НДТ разработан технической рабочей группой N 8 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" (ТРГ 8), созданной приказом Росстандарта от 17 июля 2015 г. N 835 (ред. от 06.11.2015 г.) "О технической рабочей группе "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях".
Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).
3 Краткая характеристика
Справочник НДТ является межотраслевым ("горизонтальным") и, вследствие этого, носит методический характер и содержит обобщенную информацию, сведения общего характера, общие подходы к межотраслевым технологиям, техническим и управленческим решениям по очистке сточных вод. Справочник НДТ, содержит описания применяемых в настоящее время в Российской Федерации универсальных подходов и методов, применимых при очистке сточных вод на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ, определённым распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р. Из этих подходов и методов выделены решения, признанные наилучшими доступными технологиями для приоритетных областей применения НДТ, включая, по возможности, соответствующие параметры экологической результативности, ресурсо- и энергоэффективности, а также экономические показатели.
4 Сбор данных
Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых в сфере обезвреживания отходов термическим способом в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки справочника НДТ и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. N 863.
5 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ
Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведена в разделе "Область применения".
6 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие
Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2015 г. N 1578.
Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2016 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).
Область применения
Настоящий межотраслевой справочник НДТ разработан во взаимосвязи с отраслевыми справочниками, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р, и включает в себя описание универсальных подходов и методов, применимых при очистке сточных вод на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ, определённым распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р.
- Справочник НДТ носит методический характер и содержит обобщённую информацию, сведения общего характера, общие подходы к межотраслевым технологиям, техническим и управленческим решениям по очистке сточных вод. Справочник НДТ не содержит перечней маркерных веществ для каких-либо отраслей промышленности. Рекомендации, содержащиеся в настоящем межотраслевом ("горизонтальном") Справочнике НДТ, подлежат применению в случае отсутствия соответствующих рекомендаций в отраслевом ("вертикальном") справочнике НДТ, к области применения которого относится рассматриваемое предприятие (объект).
- Для областей применения НДТ в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 24.12.2014 N 2674-р разрабатываются соответствующие отраслевые ("вертикальные") справочники.
В рамках справочника НДТ особо рассматриваются технологии очистки сточных вод на предприятиях приоритетных областей применения НДТ применительно к целям настоящего справочника НДТ, в которых:
- объёмы образования сточных вод сравнительно велики;
- проблемы, связанные с обращением со сточными водами, достаточно специфичны, однако обладают и общими с другими отраслями характеристиками.
В справочнике НДТ особо не рассматриваются технологии очистки сточных вод на тех предприятиях:
- основной целью которых является обеспечение национальной и международной безопасности либо единственной целью которых является защита объектов и (или) территорий от природных катастроф;
- очистка сточных вод которых осуществляется исключительно с помощью универсальных НДТ очистки сточных вод, приведённых в разделе 4, и (или) НДТ, специфичных для одной или нескольких областей применения НДТ, рассмотренных в разделе 5, и (или) предприятия, состав сточных вод которых максимально приближен к составу хозяйственно-бытовых сточных вод;
- очистка специфических сточных вод которых, по имеющейся информации, подробно рассматривается в соответствующих отраслевых ("вертикальных") справочниках;
- обращение которых со сточными водами и (или) с загрязняющими веществами, содержащимися в таких сточных водах, регулируется специальным законодательством;
- основной целью которых является обеспечение энергетической безопасности населения и предприятий Российской Федерации путем бесперебойного энергоснабжения электрической и тепловой энергией в режиме комбинированного производства.
Справочник НДТ подлежит применению на объектах, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и отнесенных к объектам I и II категории в соответствии с критериями, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2015 N 1029 "Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий".
Раздел 1. Общая информация об очистке сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях
_______________
Вместе со сточными водами в поверхностные водные объекты Российской Федерации ежегодно поступает около 11 млн т. загрязняющих веществ. На долю промышленности приходится 25% общего объёма сброса загрязнённых сточных вод.
В каждом гидрографическом районе преобладают предприятия разных видов промышленности, имеющих значительное водопотребление и, соответственно, значительные расходы сбрасываемых сточных вод. К таким предприятиям относятся прежде всего нефтеперерабатывающие, металлургические, целлюлозно-бумажные, химические, металлообрабатывающие, машиностроительные, рудодобывающие, пищевые предприятия, а также предприятия лёгкой промышленности, энергетики, сельского хозяйства.
К основным загрязняющим веществам, содержащимся в большинстве промышленных сточных вод, относятся взвешенные вещества, масла и нефтепродукты, ионы тяжёлых металлов, а также органические загрязнения, характеризующиеся показателем БПК, и химические загрязнения, характеризующиеся показателем ХПК. Указанные вещества не следует рассматривать как маркерные, поскольку для каждой отрасли промышленности специфичны различные загрязняющие вещества, определённые в качестве маркерных в соответствующих отраслевых справочниках.
На многих предприятиях очистные сооружения пришли в негодность из-за значительного срока эксплуатации; имеются предприятия, на которых промышленная канализация принимает хозяйственно-бытовые и фекальные стоки; существуют предприятия, на которых отсутствует локальная очистка с повторным использованием очищенной воды и утилизацией выделенных полезных компонентов. Отсутствие локальной очистки с объединением сточных вод, имеющих разные загрязнения, часто делает невозможной или затруднительной очистку общего потока сточных вод перед его сбросом в городской коллектор или водоём.
На многих предприятиях (например, целлюлозно-бумажных, металлургических, нефтеперерабатывающих, химических, горнодобывающих) отсутствуют сооружения по обработке осадков, выделенных на очистных сооружениях, с последующей их утилизацией. При этом отходы направляются в шламонакопители, которые занимают большие площади и имеют открытую поверхность, что приводит к значительному негативному воздействию на окружающую среду.
Кроме того, значительное воздействие на водные объекты оказывают рассредоточенный (диффузный) сток с сельскохозяйственных и селитебных территорий, также занятых отвалами, шламонакопителями и свалками с отходами промышленного производства, и трансграничные загрязнения.
Сложившийся уровень антропогенного загрязнения является одной из основных причин, вызывающих деградацию рек, водохранилищ, озёрных систем, накопление в донных отложениях, водной растительности и водных организмах загрязняющих веществ, в том числе токсичных, и ухудшение качества вод поверхностных водных объектов, используемых в качестве источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения и являющихся средой обитания водных биологических ресурсов.
На рисунке 1 показана интегральная схема Российской Федерации с отображением доли загрязнённых сточных вод в общем объёме водоотведения в поверхностные водные объекты для каждого субъекта, ранжированные по категориям, за 2013 г.
Рисунок 1 - Доля загрязнённых сточных вод в общем объёме водоотведения в поверхностные водные объекты в 2013 г.
Одним из существенных факторов, определяющих величину негативного воздействия на водные объекты, является необеспечение достаточного уровня очистки всего объёма образующихся сточных вод, что показано в таблице 1.
Таблица 1 - Водоотведение по видам ОКВЭД (данные Росводресурсов)
Объем сточных вод, млн м /год | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 |
Общий объем сточных вод, в том числе: | 49191,3 | 48095,44 | 45525,71 | 42895,53 |
- в земледелии, лесоводстве и рыболовстве (р.А+В ОКВЭД) | 5078,09 | 4623,03 | 3986,43 | 3620,39 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 4342,37 | 4220,59 | 4068,2 | 3729,5 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 35713,9 | 35333,19 | 33503,19 | 31516,56 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 4056,94 | 3918,63 | 3967,89 | 4029,08 |
Общий объем загрязнённых (без очистки и недостаточно очищенных) сточных вод, в том числе: | 16515,83 | 15966,07 | 15678,34 | 15189,24 |
- в земледелии, лесоводстве и рыбоводстве (р.А+В ОКВЭД) | 932,05 | 947,25 | 899,16 | 872,93 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 3055,88 | 3077,73 | 2881,83 | 2710,45 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 9204,81 | 8778,98 | 8730,9 | 8407,75 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 3323,09 | 3162,11 | 3166,45 | 3198,1 |
Объем загрязнённых сточных вод, сброшенных без очистки, в том числе: | 3416,61 | 3298,39 | 3084,9 | 2962,96 |
- в земледелии, лесоводстве и рыбоводстве (р.А+В ОКВЭД) | 887,41 | 910,31 | 867 | 836,92 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 554,31 | 578,3 | 456,38 | 425,81 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 1270,14 | 1170,15 | 1151,31 | 1098,36 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 704,75 | 639,63 | 610,21 | 601,87 |
Доля загрязнённых сточных вод, сброшенных без очистки в общем объёме стоков (%), из неё в: | 6,95 | 6,86 | 6,78 | 6,91 |
- в земледелии, лесоводстве и рыбоводстве (р.А+В ОКВЭД) | 17,48 | 19,69 | 21,75 | 23,12 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 12,77 | 13,7 | 11,22 | 11,42 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 3,56 | 3,31 | 3,44 | 3,49 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 17,37 | 16,32 | 15,38 | 14,94 |
Сброшено нормативно-очищенной на сооружениях очистки воды в том числе: | 1877,74 | 1839,87 | 1709,87 | 1709,14 |
- в земледелии, лесоводстве и рыбоводстве (р.А+В ОКВЭД) | 19,68 | 20,95 | 29,91 | 28,9 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 305,55 | 332,63 | 276,44 | 209,38 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 1258,72 | 1154,22 | 1055,68 | 1081,26 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 293,79 | 332,07 | 347,84 | 389,6 |
Доля нормативно-очищенной на сооружениях очистки воды в общем объёме стоков (%), из неё в: | 3,82 | 3,83 | 3,76 | 3,98 |
- в земледелии, лесоводстве и рыбоводстве (р.А+В ОКВЭД) | 0,39 | 0,45 | 0,75 | 0,8 |
- в обрабатывающих производствах (р.D ОКВЭД) | 7,04 | 7,88 | 6,8 | 5,61 |
- в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды (р.Е ОКВЭД) | 3,52 | 3,27 | 3,15 | 3,43 |
- в остальных видах экономической деятельности (р.C+F...Q ОКВЭД) | 7,24 | 8,47 | 8,77 | 9,67 |
Сброс неочищенных или недостаточно очищенных производственных сточных вод является основной причиной возникновения чрезвычайных экологических ситуаций, вызванных периодическим накоплением в одной среде большого набора загрязняющих веществ.
Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем требованиям законодательства Российской Федерации, регламентируется путём установления и соблюдения нормативов допустимого воздействия на водные объекты, которые определяются нормами статьи 35 Водного кодекса Российской Федерации от 3 июня 2006 г. N 74-ФЗ в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. В развитие положений указанных документов были разработаны методические документы Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации.
С 1 января 2014 г. полностью вступил в силу Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении", который обязывает предприятия обеспечивать очистку сточных вод до их отведения (сброса) в централизованную систему водоотведения с использованием локальных очистных сооружений. В рамках закона ответственность промышленных компаний чётко установлена, и, таким образом, обеспечен основной принцип природоохранного законодательства "загрязнитель платит".
В то же время, несмотря на развитую нормативную базу в области водоотведения, адекватного повышения эффективности рационального использования водных ресурсов не происходит вследствие:
- применения устаревших водоёмких производственных технологий;
- высокого уровня потерь воды при транспортировке;
- недостаточной степени оснащённости водозаборных сооружений системами учёта;
- отсутствия эффективных экономических механизмов, стимулирующих бизнес к активному внедрению прогрессивных водосберегающих технологий производства, систем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения и сокращению непроизводительных потерь воды;
- низкой платы за водопользование.
Поскольку технологии, необходимые для достижения установленных требований, в большинстве случаев отсутствуют, а остальные имеют очень высокую стоимость, наметился ряд отрицательных для российской экономики тенденций:
- отношение ко всем нормативным требованиям как к невыполнимым;
- отказ ответственных и профессиональных компаний от участия в создании очистных сооружений в условиях предъявления нереализуемых требований;
Это приводит к нарушению конкурентной среды, снижению конкурентоспособности добросовестных российских предприятий и в конечном итоге к ухудшению качества поверхностных вод.
Выходом из сложившейся ситуации является внедрение системы нормирования на основе НДТ в соответствии с нормами Федерального закона Российской Федерации от 21 июля 2014 г. N 219-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации", который совершенствует систему экологического нормирования, вводит в российское правовое поле понятие "наилучшая доступная технология" и меры экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших реально используемых и доступных технологий.
В контексте настоящего справочника НДТ следует учитывать, что технологические подходы к очистке сточных вод, применяемые в Российской Федерации, не только не отличаются от подходов, внедрённых за рубежом, но в отдельных случаях имеют более высокую экологическую результативность и экономическую эффективность. Многие НДТ, разработанные и используемые в государствах - членах ЕС, уже успешно применяются на российских предприятиях.
Настоящий справочник НДТ создаёт информационную основу для внедрения системы нормирования на основе НДТ, стимулирует российские предприятия к снижению антропогенного воздействия на водные объекты, помогает российским компаниям вернуть утраченные за счёт неоптимальной системы нормирования конкурентные позиции на мировом рынке и устранить искажения рыночной среды, способствуя импортозамещению посредством внедрения хорошо зарекомендовавших себя отечественных технологий в области очистки сточных вод.
Раздел 2. Описание технологических процессов, используемых в настоящее время для очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг в приоритетных областях применения НДТ
Количество предприятий, отнесённых к области применения настоящего справочника НДТ, определяется постановлением Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2015 г. N 1029 "Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий". По экспертным оценкам, к области применения справочника НДТ могут относиться 2000-5000 предприятий. При формировании справочника НДТ были использованы анкеты, заполненные представителями 123 предприятий, полученные в результате рассылки по 742 предприятиям, а также информация ещё по 200 предприятиям, собранная экспертным сообществом. Уровень предоставления информации в полученных анкетах значительно различался. Не представляется возможным вычленить общие причины непредоставления предприятиями информации: часть из них мотивировала нежелание предоставлять информацию корпоративной политикой, часть - отсутствием достижений в области очистки сточных вод.
Таким образом, при разработке справочника НДТ данные, содержавшиеся в вышеуказанных анкетах, составили информационную основу для описания технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, применяемых при очистке сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях в Российской Федерации. Установленные требования к анонимизации представленной предприятиями информации не допускают возможности ссылок на наименования промышленных объектов, на которых были внедрены те или иные технологические подходы, в тексте справочника НДТ. Вместе с тем представляется некорректным приводить конкретные данные о количестве внедрений из проанализированных анкет вследствие отсутствия репрезентативности выборки. Исходя из этого, авторы справочника НДТ при описании количества внедрений тех или иных технологических подходов сочли возможным оперировать примерными оценками количества внедрений. Таким образом, далее по тексту в случаях, когда речь идёт о внедрении на большинстве предприятий, подразумевается внедрение на 50% проанализированных предприятий или более, на многих предприятиях - от 15% до 50%, на ряде предприятий - от 5% до 15%, на нескольких предприятиях - от 2% до 5%, на отдельных предприятиях - до 2%, но не менее 2 предприятий.
По результатам рассмотрения анкет, поступивших от предприятий, выявленные технологические подходы были разделены на три группы, что определило логику изложения настоящего раздела.
В первую группу, представленную в пункте 2.1, были выделены общие подходы, осуществлённое внедрение которых на предприятиях не было обусловлено ни их отраслевой принадлежностью, ни особенностями образующихся на предприятиях сточных вод.
Подходы второй группы определялись технологическими особенностями предприятий, поэтому до их описания авторы справочника НДТ сочли необходимым кратко описать особенности сточных вод для различных областей применения НДТ (по данным, предоставленным предприятиями) в пункте 2.2. Наиболее общие подходы второй группы описаны в пункте 2.3.
К третьей группе, представленной в пункте 2.4, были отнесены технологические подходы, направленные на удаление из сточных вод наиболее значимых загрязняющих веществ.
2.1 Общие подходы к водопользованию и обращению со сточными водами на предприятиях
Крупные промышленные предприятия используют для технологических нужд как воду из поверхностных источников и артезианских скважин, так и сточные воды, очищенные на своих очистных сооружениях. В структуре водопотребления большей части наиболее крупных предприятий, предоставивших информацию, на использование воды из поверхностных источников приходится от 90% до 97%; сброс очищенных сточных вод в поверхностные источники составляет от 92% до 98%. Повторное использование воды в технологическом цикле на предприятиях достигает более 90%. Большинство предприятий, осуществляющих водозабор преимущественно из поверхностных источников, отмечают, что во многих случаях допустимые концентрации загрязняющих веществ, установленные для сброса сточных вод в водоёмы рыбохозяйственного назначения, оказываются ниже концентраций загрязняющих веществ в тех же водоёмах, из которых предприятия осуществляли забор воды.
Поскольку технологические подходы к выбору методов водоподготовки и водоочистки на промышленных предприятиях остаются одинаковыми и отличаются лишь решениями по использованию очищенной воды, многие виды очистного оборудования применяют как для водоподготовки, так и для водоотведения. К примеру, традиционные методы обработки загрязнённой воды - отстаивание и фильтрование - предприятия применяют и в том, и в другом случае. Предприятия применяют одни и те же общепринятые методы и при необходимости глубокой очистки воды при выделении какого-либо специфического компонента или обессоливания.
При этом очевидно, что требования к степени очистки воды при водоподготовке, направленной на использование воды в технологическом процессе, отличаются от требований, предъявляемых к очистке сточных вод при сбросе их в водоёмы, особенно рыбохозяйственного назначения. Так, на ряде предприятий вода, направляемая на технологические нужды, очищается до уровня качества, минимально приемлемого для существующего технологического процесса, при исключении некоторых этапов очистки, требующихся при сбросе в водоём. На отдельных предприятиях очищенные сточные воды используются для подпитки оборотных систем, связанной с потерями воды на испарение в оборотных системах и необходимой промывкой в целях предупреждения накопления солей.
На ряде предприятий на основе анализа загрязнений образующихся сточных вод и эффективности действующих очистных сооружений, а также с учётом требований к качеству очищенной воды для повторного использования, отвода в городскую канализацию или сброса в водоём разрабатывают и внедряют системы управления очистными сооружениями с возможностью их совершенствования и модернизации, автоматизированного управления, повышения эффективности очистки. Многие предприятия разработали и осуществляют инвестиционные программы реконструкции и технического перевооружения производства, направленные прежде всего на повышение объёмов производства и улучшение качества продукции. За счёт использования более современного оборудования одновременно снижаются и негативные воздействия на окружающую среду.
На многих предприятиях внедряют системы экологического менеджмента, сертифицированные на соответствие ГОСТ Р ИСО 14001. Хотя на ряде предприятий подобные системы внедряются исключительно с целью достижения соответствия требованиям внешних рынков или по иным причинам, не имеющим отношения к улучшению экологических составляющих работы, на большинстве предприятий целью внедрения систем экологического менеджмента является повышение эффективности управления природоохранной деятельностью и обеспечение экологической безопасности. Предприятия сообщают о позитивных результатах внедрения как с точки зрения финансовых показателей (снижение платы за негативное воздействие на окружающую среду), так и по натуральным показателям: сокращение объёма сбрасываемых сточных вод, сокращение водопотребления, повышение объёма воды, используемого в оборотном водоснабжении. Данные, приводимые предприятиями, свидетельствуют об изменениях значений указанных показателей; в некоторых случаях эти изменения значительны. Однако следует учитывать, что системы экологического менеджмента, как правило, внедряются на экологически ответственных предприятиях; их внедрение может сопровождаться технологическими мероприятиями вплоть до полной модернизации очистных сооружений. Таким образом, на основе данных, представленных предприятиями, трудно вычленить позитивные изменения, произошедшие исключительно за счёт внедрения систем экологического менеджмента, однако факт наличия позитивных тенденций неоспорим. Исследования в странах, располагающих более продолжительным опытом внедрения систем экологического менеджмента и, соответственно, большим сроком изучения их эффективности, показывают, что количественно измеримые воздействия внедрения систем экологического менеджмента на качество результатов обработки сточных вод присутствуют, причём наблюдаются уже после первого года внедрения таких систем и во многих случаях достаточно значительны.
На ряде предприятий проводят мероприятия по предотвращению чрезвычайных ситуаций. Например, оборудуют резервные хранилища на случай чрезвычайной ситуации, позволяющие аккумулировать любые сбросы сточных вод и (или) воды для обеспечения противопожарных мер для их последующей очистки, обработки и использования.
На нескольких предприятиях в целях сокращения энергопотребления при обращении с технологическими и сточными водами применяют рекуперацию тепла экзотермических реакций посредством выработки пара низкого давления, использования избыточного пара, энергетически зависимой дистилляции.
Отдельные предприятия системно реализуют программы сокращения энергопотребления, в том числе и на объектах обработки сточных вод, проводя энергетический аудит основных технологических операций, осуществляя модернизацию оборудования, а также обучая персонал, занятый в области обработки сточных вод, основам организации энергопотребления.
На многих предприятиях в целях сокращения водозабора и образования сточных вод и, соответственно, повторного использования очищенных сточных вод в оборотном водоснабжении производят отделение технологических сточных вод от условно чистых атмосферных или иных вод, а также проводят мероприятия по предупреждению смешения условно чистой охлаждающей воды с загрязнённой технологической водой.
В целях сокращения водопотребления технологических процессов до минимально возможного уровня и повышения степени повторного использования очищенной воды на предприятиях создают замкнутые циклы системы водооборота, применяют системы рециркуляции воды, а также используют в технологических процессах условно чистую атмосферную воду, отводимую с крыш и навесов.
Многие предприятия создают системы сбора и разделения сточных вод, в том числе атмосферных поверхностных вод в производственных коллекторах водостока для их обработки и последующего использования. На отдельных предприятиях осуществляется разделение потоков воды по степени загрязнённости и последующая очистка на локальных очистных установках посредством создания локальных очистных установок, что, в свою очередь, снижает гидравлическую нагрузку на водосборные объекты и объекты по обработке сточных вод.
На отдельных предприятиях для упрощения повторного использования воды производят раздельный отвод технологических вод (например, конденсата и охлаждающих вод). Перед повторным использованием воды проводится контроль растворенных солей методом измерения электропроводности.
На отдельных предприятиях уделяют внимание максимально возможному извлечению из сточных вод загрязняющих веществ, возникающих вследствие потерь сырья или продукта, для их последующего использования.
В целях постоянной оптимизации процесса обработки сточных вод и обеспечения стабильного и бесперебойного функционирования объекта обработки сточных вод на многих предприятиях применяется производственный экологический контроль (на предприятиях-экспортёрах - преимущественно автоматизированный производственный экологический контроль); при этом показатели, подлежащие контролю, а также периодичность контроля различаются в зависимости от предприятия и зависят, в частности, от объёма сточных вод, видов и количества загрязнений и требований к качеству их очистки. Постоянный контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляют в коллекторе, сборной камере или колодце на выпуске с очистных сооружений.
На большинстве предприятий для определения расходов воды применяют традиционные методы; на отдельных предприятиях используют более современные ультразвуковые или индукционные расходомеры.
Только на нескольких предприятиях налажены системы контроля целостности и (или) герметичности оборудования для очистки сточных вод, включая трубопроводные системы с запорной арматурой и насосные установки. То же относится и к оснащению отстойников и других узлов обработки сточных вод, где могут иметь место утечки. На отдельных предприятиях осуществляют профилактическую прочистку канализационных сетей, а также оборудуют насосные станции резервным электропитанием.
Поскольку концентрация органических соединений в выбросах от систем сбора и очистки сточных вод практически не регламентируется существующими нормами в отсутствие принятых систем измерения запахов, то только несколько предприятий указали на наличие у них соответствующих специальных мер и мероприятий: использование закрытых и герметичных систем, применение химических веществ для сокращения образования и окисления сероводорода, наличие плавающих и стационарных покрытий на резервуарах, бассейнах, отстойниках и проч., отвод отходящих газов в целях их дополнительной обработки и проч. То же относится и к шумоизоляции оборудования и помещений, в которых производится очистка сточных вод.
Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку производственных сточных вод определяется составом и особенностями сточных вод конкретных областей применения НДТ, рассмотренных ниже.
2.2 Характеристика сточных вод в приоритетных областях применения НДТ
В настоящем подразделе приведена характеристика сточных вод предприятий, относящихся к приоритетным областям применения НДТ. Приоритетные области применения НДТ были выделены из Перечня областей применения наилучших доступных технологий (утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р) исходя из объёмов образования сточных вод, объёмов сброса неочищенных сточных вод, наличия экологических проблем и проч. Определение "приоритетные" в отношении областей применения НДТ используется исключительно в рамках настоящего справочника НДТ и, соответственно, не подлежит регламентированию на уровне национальной системы стандартизации и не влечёт за собой дополнительных нормативно-правовых последствий.
2.2.1 Сточные воды энергетического комплекса
Предприятия энергетического комплекса являются одним из основных потребителей природной воды. По экспертным оценкам на их долю приходится до 70% общего промышленного потребления воды, около 90% которой сбрасывается в поверхностные водоёмы в виде сточных вод, в том числе 4% загрязнённых.
Предприятия энергетического комплекса используют большой объём чистой воды, который подаётся на пополнение оборотных систем водоснабжения или при прямоточной системе после использования отводится в водоёмы.
Главные источники потоков загрязнённых вод, возникающих на предприятиях энергетического комплекса, можно разделить на следующие типы:
- охлаждающие воды;
- сточные воды от смывания шлаков и транспортировки золы и мойки оборудования;
- сточные воды систем гидрозолоулавливания (для тепловых электростанций, работающих на твёрдом топливе);
- сточные воды от регенерации фильтров на очистных установках или установках химической подготовки и блочных обессоливающих установок;
- сточные воды от промывки котлов, подогревателей воздуха и электрофильтров;
- сточные воды от кислотных промывок;
- нефтезагрязнённые сточные воды, растворы и суспензии, возникающие при обмывах наружных поверхностей нагрева (воздухоподогревателей и водяных экономайзеров котлов, сжигающих сернистый мазут, и др.);
- сточные воды моющих установок;
- сточные воды от десульфуризации и очистки отходящих газов;
- поверхностные стоки с территории предприятия, включая воды с площадок хранения топлива.
2.2.2 Сточные воды нефтеперерабатывающей промышленности
Нефтесодержащие сточные воды образуются на заводах многих отраслей промышленности, в том числе на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), нефтяных терминалах, машиностроительных и авторемонтных заводах. Большое разнообразие сточных вод, образующихся на НПЗ топливно-масляного профиля, загрязнённых разными по природе веществами, послужило основой их разделения на предприятиях на две системы канализования: в первую систему отводятся нейтральные сточные воды и стоки с поверхности территории, после очистки часть воды используется в подпитке оборотных систем; во вторую - солесодержащие воды, а также технологические сточные воды, загрязнённые различными реагентами, органическими и неорганическими загрязняющими веществами и проч.
2.2.3 Сточные воды химической промышленности
Для каждого типа предприятий химической промышленности характерен свой состав сточных вод, что требует индивидуального подхода при выборе метода и оборудования для их очистки.
При производстве аммиака наиболее загрязнёнными являются сточные воды установок медно-аммиачной и щелочной очистки газа и регенерации медно-аммиачного раствора. Очистку сточных вод от аммиака производят различными методами (электродиализ, паровая отдувка, ионный обмен и т.д.). Очищенную и подготовленную воду используют в системах оборотного водоснабжения и питании котлов теплоэлектроцентралей.
Получение карбамида, наиболее востребованного азотного удобрения, связано с образованием большого количества реакционной воды. Сточными водами при производстве карбамида являются также конденсат острого пара; вода, образующаяся при охлаждении сальников плунжерных насосов; смывы с полов и другие неорганизованные сбросы сточных вод.
При производстве серной и соляной кислот образуются сточные воды с остаточным содержанием применяемых и обрабатываемых продуктов. Для их нейтрализации применяют известковые или доломитовые фильтры.
Производство фосфорной кислоты и фосфорных удобрений сопряжено с образованием сточных вод с высоким содержанием общего фосфора.
Серьёзным источником химически загрязнённых сточных вод являются крупнотоннажные производства основного органического и нефтехимического синтеза: производство акрилонитрила, синтетических жирных кислот, бутадиена, изопрена, фенола и ацетона, производство искусственных волокон, синтетических полимеров и пластмасс, минеральных пигментов; производство масляных и водоэмульсионных красок, капролактама; производство метанола, поверхностно-активных веществ (ПАВ), горного воска и др.
2.2.4 Сточные воды чёрной металлургии
Чёрная металлургия является одним из крупнейших потребителей воды. В настоящее время на её долю приходится до 15% общего объёма промышленного водопотребления, при этом большая часть воды расходуется на охлаждение продукта, печей и машин.
Основные технологические процессы предприятий чёрной металлургии представлены цехами: аглофабрик; доменного производства; сталеплавильными цехами (мартеновскими, конвертерными, электроплавильными); цехами горячей и холодной прокатки.
Эти производства имеют оборотные циклы водоснабжения. Объём оборотных систем по заводам составляет до 98%. Образующиеся сточные воды оборотных циклов загрязнены в основном взвешенными веществами (в среднем от 100 до 10000 мг/л). Вода от горячего проката, кроме того, содержит масло (10-1000 мг/л).
Сточные воды холодного проката содержат применяющиеся в процессах смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) в виде эмульсии и мелкодисперсные механические примеси, потому система их очистки включает физико-химические методы с использованием реагентов.
Технологическое металлургическое производство включает также травильные цехи, от которых образуются сточные воды, представляющие отработанные травильные растворы и промывные воды, для очистки которых применяются нейтрализация, ионный обмен, электрохимическая очистка и др.
Заводы полного металлургического цикла включают коксохимическое производство, в котором образуются фенольные, аммиачные сточные воды, в которых, кроме того, содержатся мелкодисперсные взвешенные частицы. Сточная вода может содержать сульфиды, цианиды, сульфаты, хлориды, смолы, масла; pH изменяется от 6 до 9. Очистка сточных вод коксохимического производства производится механическими, физико-химическими и биохимическими методами. После биологической очистки вода часто отводится на городские очистные сооружения. Для возврата в оборотные системы требуется применение методов глубокой доочистки и методов обессоливания, что значительно увеличивает стоимость очистки.
Сточные воды агломерационных фабрик образуются при очистке отходящих газов, гидросмыве и гидротранспорте, мойке оборудования. Загрязнения сточных вод, представленные взвешенными веществами и солями (преимущественно кальция), способны откладываться на стенках трубопроводов, изменяя их пропускную способность и приводя к необходимости замены участков трубопроводов.
2.2.5 Сточные воды цветной металлургии
В рамках настоящего справочника НДТ под сточными водами цветной металлургии подразумеваются сточные воды металлургических заводов, отличающиеся исключительно большим разнообразием загрязняющих веществ, состав и вид которых зависит от характера перерабатываемого сырья и применяемых технологических реагентов. Эти воды могут содержать: грубодисперсные примеси в виде взвеси твёрдых частиц хвостов обогатительных фабрик и гидрометаллургических переделов литья, проката, обработки цветного металла; кислоты, применяемые в технологическом процессе в качестве регуляторов среды и растворителей; ионы меди, алюминия, хрома, никеля, свинца, цинка, кобальта, кадмия, сурьмы, ртути, титана и других элементов.
2.2.6 Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности
В технологическом отношении различают кислотный (сульфитный) и щелочной (сульфатный) способы получения целлюлозы. При всех технологических операциях сульфатно-целлюлозных предприятий образуются сточные воды, содержащие много взвешенных веществ, растворенных органических соединений, включая стабильные и дурно пахнущие соединения серы.
Сточные воды предприятий целлюлозно-бумажной промышленности представляют собой многокомпонентную водную систему, содержащую следующие основные группы веществ: взвешенные вещества; растворенные неорганические компоненты; растворенные органические компоненты.
2.2.7 Сточные воды предприятий пищевой промышленности и сельского хозяйства
Сточные воды предприятий пищевой промышленности образуются при мойке сырья, оборудования, производственных помещений, а также после использования воды и пара в технологических процессах. Образующиеся сточные воды содержат (как в виде локальных потоков, так и в виде смешанных потоков, в различном сочетании, в разных концентрациях) агрегативно-устойчивые коллоиды, в состав которых входят животные и растительные жиры, белки (в т.ч. кровь), крахмал, сахар, а также соли, углеводы, красители, загустители, ПАВы, консерванты, ароматизаторы, усилители вкуса и пр. Переработка некоторых продуктов как животного (морепродукты, рыба и др.), так и растительного происхождения (картофель и др.) приводит к обильному пенообразованию.
Неравномерность поступления на очистные сооружения сточных вод предприятий пищевой промышленности, а также значительные колебания качественного и количественного состава содержащихся в сточных водах загрязняющих веществ требуют обязательного усреднения потоков сточных вод после их механической очистки и отстаивания.
При сбросе очищенных сточных вод предприятий пищевой промышленности в централизованные системы водоотведения, а также при малой и средней степени загрязнённости сточных вод используют физико-химические методы очистки: механическую очистку, усреднение, напорную реагентную флотацию и др. При необходимости используют доочистку в аэротенках или биологических фильтрах от растворенных органических веществ.
При сбросе сточных вод предприятий пищевой промышленности в водоём или на рельеф используют глубокую аэробную биологическую очистку, нитрификацию, денитрификацию и обеззараживание.
Технологические процессы предприятий пищевой промышленности требуют использования только питьевой воды, что практически исключает повторное использование очищенных сточных вод после соответствующей очистки.
Основной проблемой является образование поднавозных стоков и птичьего помета в больших объёмах. Птичий помет (как клеточный, так и подстилочный), не приводящий к образованию сточных вод при хранении, вывозится на полигоны.
В поверхностных и подземных водах, находящихся вблизи животноводческих и птицеводческих комплексов, отмечается наличие нитратов, солей, других вредных элементов, высокая бактериальная обсеменённость, в том числе и патогенными микроорганизмами.
2.2.8 Сточные воды лёгкой промышленности
Основные воздействия на окружающую среду оказывают сточные воды текстильной и кожевенной промышленности.
Сточные воды текстильной промышленности содержат: взвешенные вещества, соединения фосфора и азота, металлов (железа, меди, цинка, никеля, хрома и др.), нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), сульфаты, хлориды и др. Экологической проблемой является загрязнение сточных вод красителями, хорошо заметными визуально. При окрашивании тканей обычно достигается фиксация красителей, равная 90%. Однако при набивке тканей (с использованием химически активных красителей) уровень фиксации может составлять менее 60%, что приводит к попаданию в сточные воды более одной трети химически активного красителя. При отбелке тканей гипохлоритом натрия в сточных водах образуется значительное количество галогенизированных углеводородов. Использование для отбелки тканей водных растворов хлорида и гипохлорита натрия ("жавелевой воды") может привести к появлению в сточных водах диоксинов. Эти вещества образуются в текстильной промышленности при хлорировании технологической воды, содержащей фенол и другие органические соединения, а также в тех технологических процессах, где ионы хлора, брома взаимодействуют с активным углеродом в кислородной среде.
2.2.9 Сточные воды машиностроительного комплекса
К предприятиям машиностроительного комплекса относят: механические, машиностроительные, автомобильные, машино-, тепловозо- и вагоноремонтные, подшипниковые, авторемонтные, электровозоремонтные заводы, заводы по производству электронного и оптического оборудования, радиозаводы и др. Также следует принимать во внимание автохозяйства, депо и проч.
Технологические процессы предприятий машиностроительного комплекса включают механическую обработку металла; обработку поверхностей, предметов или продукции органическими растворителями; обработку поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов (в том числе гальваническое производство), травильное производство, литейное производство, пескоструйные установки, моющие установки и др.
Количественный и качественный состав образующихся сточных вод зависит от технологических процессов, используемых в производственном цикле. В основном они содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ и ионы тяжёлых металлов, что особенно характерно для сточных вод гальванического производства, часто включаемого в технологический состав цехов заводов.
Сточные воды большинства предприятий машиностроительной промышленности можно разделить на следующие основные категории:
- условно чистые сточные воды, образующиеся от охлаждения технологического оборудования (50%-80% общего количества);
- сточные воды, загрязнённые механическими примесями и маслами (10%-15%);
- сточные воды, загрязнённые кислотами, щелочами, солями, соединениями хрома, циана и другими химическими веществами (5%-10%);
- отработавшие СОЖ или эмульсии (до 1%);
- сточные воды, загрязнённые пылью вентиляционных систем и горелой землёй литейных цехов (10%-20%);
- поверхностные (ливневые) сточные воды.
Из всех видов сточных вод машиностроительных предприятий наиболее опасными являются сточные воды гальванических цехов; при этом концентрации загрязнений существенно зависят от вида технологического процесса нанесения гальванопокрытий: например, концентрация загрязнений сточных вод промывных ванн после нанесения покрытий не превышает 200 мг/л, а в периодически сбрасываемых сточных водах ванн нанесения покрытий может достигать 100000 мг/л.
Сточные воды гальванических цехов загрязнены различными кислотами (при травлении, обезжиривании, декапировании, электрополировании, анодировании); щелочами и азотной кислотой (при осветлении); цианидами (при латунировании, кадмировании, цинковании, серебрении); медью, никелем, хромом, кадмием, цинком, серебром, оловом (при нанесении металлических покрытий, в зависимости от вида покрытия) и т.п.
В механических цехах сточные воды загрязняются СОЖ, минеральными маслами, мылами, металлической и абразивной пылью и эмульгаторами.
В остальных цехах машиностроительных предприятий (монтажных, испытательных, лакокрасочных и т.п.) сточные воды содержат механические примеси, маслопродукты, кислоты и т.д.
2.3 Описание применяемых технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку производственных сточных вод
2.3.1 Безреагентные методы физико-механической обработки
2.3.1.1 Процеживание
Для улавливания крупных загрязнений и мусора предприятия применяют процеживание, представляющее собой процесс фильтрования воды через сетки и решётки. На большинстве предприятий используют решётки с механизированным и ручным удалением задержанных загрязнений. На рассмотренных предприятиях зазор между прутьями решёток варьируется от 2 мм до 16 мм. На ряде предприятий использование решёток с меньшим зазором позволяет оптимизировать дальнейшую очистку сточных вод за счёт размещения решёток с малым зазором (2-4 мм) после решёток с большим зазором, что предотвращает переполнение подводящего лотка.
Наряду с традиционными решётками на ряде предприятий используют решетки-дробилки (комминуторы), в которых одновременно с удалением загрязняющих веществ производится их измельчение.
На нескольких предприятиях для улавливания волокнистых загрязнений из сточных вод используют барабанные сетки. На одном из предприятий для улавливания волокнистых загрязняющих веществ перед основными решётками установили решётку с прутьями из круглых стержней, вокруг которых наматываются волокна и нитки, образуя клубки. При этом стержневая решётка периодически поднимается вверх, стержни проходят через отверстия для снятия клубков; клубки попадают в поток сточных вод, направляемый на рабочую решётку, где и задерживаются.
2.3.1.2 Отстаивание
Для выделения взвешенных загрязнений на большинстве предприятий применяют отстаивание - процесс выделения в отстойниках взвешенных загрязнений под действием гравитационных сил за счёт разности плотностей загрязнений и воды; на ряде предприятий при малых объёмах образования сточных вод отстойники могут выполнять функции усреднителей.
Для удаления песка и крупнодисперсных загрязнений используют песколовки.
На ряде предприятий используют большое количество конструктивных разновидностей тонкослойных отстойников, особенностью которых является деление объёма отстаивания параллельными пластинами на отдельные ярусы, в которых процесс выделения загрязнений вследствие малой высоты отстаивания протекает значительно быстрее. На ряде предприятий тонкослойными модулями-блоками оборудуют существующие отстойные сооружения, что повышает эффективность очистки и увеличивает её производительность.
Отстойники рассчитывают на выделение частиц загрязнений определённой гидравлической крупности, являющейся, по существу, скоростью (мм/с) осаждения частиц, выделение которых обеспечивает требуемый эффект очистки.
2.3.1.3 Гидроциклонирование
Для выделения взвешенных загрязнений отдельные предприятия применяют гидроциклонирование, представляющее собой процесс выделения взвешенных загрязнений во вращающемся потоке, образованном тангенциальным впуском исходной воды, в цилиндрический корпус аппарата. На предприятиях используют открытые безнапорные и напорные гидроциклоны.
В напорных гидроциклонах процесс выделения взвесей протекает под действием центробежных сил; при этом в аппаратах малых диаметров эти силы могут превосходить гравитационные в сотни и тысячи раз. Однако при уменьшении диаметра сокращается производительность одного аппарата, поэтому на ряде предприятий для обеспечения обработки большого количества воды гидроциклоны малых размеров (диаметром 40-100 мм) объединяют в блоки с целью повышения компактности установки. При значительных уменьшениях диаметра аппарата может наблюдаться снижение эффективности выделения механических загрязнений вследствие сокращения продолжительности пребывания воды в его объёме.
Несколько предприятий применяют напорные гидроциклоны при локальной очистке сточных вод для снижения потерь применяемого сырья и производимого продукта. Кроме того, на отдельных предприятиях напорные гидроциклоны используют для сгущения осадков перед их обезвоживанием, а также для предупреждения абразивного износа применяемых при этом шнековых центрифуг.
2.3.1.4 Центрифугирование
2.3.1.5 Флотационные методы очистки воды
Для очистки сточных вод от жидких (масел, нефтепродуктов и проч.) и иных загрязнений многие предприятия применяют флотационные методы, основанные на выделении из жидкости веществ с помощью диспергированного воздуха. Кинетику процесса флотации определяют физико-химические характеристики твёрдых или жидких частиц, в том числе смачиваемость поверхности загрязняющих веществ, способность адсорбироваться на поверхности пузырьков воздуха (газа), возможность образовывать с реагентами устойчивые гидрофобные соединения, а также поверхностное натяжение жидкой фазы (воды). Эффективность флотации определяется не только свойствами извлекаемых частиц, твёрдых и жидких загрязнений (масла, нефтепродукты, жиры, СПАВ и проч.), применяемых реагентов, но и гидравлической характеристикой аппаратов (флотокамер).
На большинстве предприятий при очистке сточных вод применяют напорную, импеллерную флотацию и электрофлотацию, использование которых зависит от объёма поступающих сточных вод, исходного качества загрязнений, а также необходимой степени очистки.
Образующийся в процессе флотационной очистки воды поверхностный продукт (флотопена), содержащий выделенные загрязнения и часто полезные компоненты, например нефтепродукты, жиры и т.д., несколько предприятий направляют на утилизацию. Выделившийся во флотаторе донный осадок несколько предприятий также направляют на обработку.
Для интенсификации и повышения эффективности очистки воды процесс флотации на ряде предприятий используют в сочетании с реагентами (коагуляция, флокуляция), поскольку при этом обеспечивается высокий эффект очистки и сокращаются потери воды с отводимыми выделенными загрязнениями (в виде пены) в сравнении с процессом отстаивания.
2.3.1.6 Фильтрование
Для глубокой очистки воды от загрязнений большинство предприятий используют фильтрование, представляющее собой процесс улавливания загрязнений в пористой среде, которая может быть образована зернистыми минеральными, искусственными полимерными и волокнистыми материалами. Процесс очистки происходит за счёт адгезии загрязнений к поверхности загрузки, а также вследствие их механического улавливания в её порах.
В качестве зернистых загрузок несколько предприятий используют песок, керамзит, цеолит, гравий, горелые породы, антрацит и проч.; многие предприятия используют искусственные загрузки (полистирол, пенополиуретан, волокнистые отходы синтетических волокон).
На ряде предприятий, очистные сооружения которых оборудованы в последнее десятилетие, предусмотрена регенерация искусственных материалов, использованных в качестве загрузок. От эффективной регенерации фильтровальных загрузок зависит эффективность и продолжительность использования загрузки. На нескольких предприятиях зернистые фильтры дооснащали узлом интенсивной регенерации.
На рассмотренных предприятиях фильтры работают при подаче на них сточных вод как под давлением, так и без него. В первом случае они имеют герметичный корпус. Особую роль в конструкции фильтра играет дренажная система, через которую отводится очищенная в фильтре вода.
2.3.1.7 Магнитная сепарация
Для безреагентной очистки сточных вод отдельные предприятия используют высокоградиентные магнитные сепараторы. Для очистки сточных вод, образующихся, например, при производстве стали и проката, механической обработке металлов, подпитке котлов и тонкой очистке конденсата и содержащих ферромагнитные или парамагнитные вещества, используют электромагниты либо постоянные магниты.
2.3.2 Физико-химические методы
Для удаления из сточных вод коллоидных и растворенных загрязнений, исходя из свойств удаляемых веществ, характеристик обрабатываемых сточных вод, технико-экономических соображений, а также местных условий, большинство предприятий применяют физико-химические методы.
Физико-химические методы подразделяют на регенеративные и деструктивные.
Регенеративные методы основаны на применении химических, физических и физико-химических процессов, в которых удаляемое вещество извлекается из воды без изменения структуры, свойств и химического состава с целью дальнейшего использования. К ним относят коагулирование, флокулирование с отстаиванием и флотацией, редко - с фильтрованием, а также ионообменное извлечение и концентрирование, мембранные методы извлечения и концентрирования, адсорбцию, экстракцию, отгонку, отдувку с поглощением (дегазацию), отгонку с паром (эвапорацию), ректификацию, кристаллизацию и др.
Деструктивные методы базируются на химических и физико-химических процессах, в результате которых удаляемые вещества претерпевают изменения, превращаясь в другие соединения или вещества, часто переходящие в иное фазовое состояние. К ним относят нейтрализацию кислот и оснований; химическое осаждение загрязняющих воду веществ в виде труднорастворимых соединений; электрохимическое и гальванохимическое осаждение; химическое окисление; электрохимическое окисление; жидкофазное окисление; сжигание; химическое восстановление; электрохимическое и гальванохимическое восстановление.
2.3.2.1 Регенеративные методы очистки сточных вод
2.3.2.1.1 Адсорбция
Для глубокой очистки и доочистки сточных вод от неполярных и полярных, мало-диссоциированных органических соединений (алифатических, ароматических, алициклических углеводородов, их галогенпроизводных и нитропроизводных, синтетических красителей, СПАВ, фенолов, аминов, пестицидов, высших жирных и ароматических кислот) при исходных концентрациях извлекаемых веществ <15 мг/л многие предприятия применяют адсорбцию. На ряде предприятий адсорбция применяется при наличии в сточных водах механических примесей с концентрациями более 5 мг/л, что приводит к резкому сокращению сорбционной ёмкости адсорбционных фильтров вследствие сорбции механических загрязнений. Это значительно сокращает срок эксплуатации сорбционной загрузки.
Адсорбция, выполняемая на конечных стадиях очистки, обеспечивает высокое качество очищенной воды, соответствующее требованиям выпуска её в водоёмы рыбохозяйственного назначения.
2.3.2.1.2 Ионный обмен
Для очистки сточных вод от ионов металлов (в том числе тяжёлых), анионов минеральных и органических кислот с их концентрированием и утилизацией или обезвреживанием деструктивными методами, а также для умягчения и обессоливания воды при исходном солесодержании менее 3000 мг/л на ряде предприятий применяют технологии ионного обмена.
2.3.2.1.3 Дегазация
2.3.2.1.4 Мембранные методы
На многих предприятиях для очистки сточных вод применяют мембранные методы, к которым относятся ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос.
Ультрафильтрацию применяют для удаления из воды взвешенных веществ, органических веществ, коллоидных частиц нефтепродуктов, а также снижения мутности, окисляемости и т.д. При этом применяют аппараты с мембранами с внутренней поверхностью фильтрования. Установки ультрафильтрации могут быть собраны на основе трубчатых синтетических, керамических элементов, рулонных элементов или полых волокон. На отдельных предприятиях ультрафильтрацию применяют в биологических процессах очистки сточных вод, при этом используют блоки мембран, погруженных в объем аэрированной воды.
На отдельных предприятиях для очистки предварительно отфильтрованных сточных вод (обычно с микрофильтрацией) применяют нанофильтрацию, обеспечивающую удаление из воды многозарядных ионов и молекул размером 0,01-0,001, молекул органических веществ массой более 200 а. е. м. и вирусов. Селективность при очистке воды от тяжёлых металлов и солей жёсткости составляет 98%-99%, при удалении однозарядных ионов порядка 50%.
Обратный осмос отдельные предприятия применяют при обессоливании для выделения и концентрирования ионов минеральных солей (в том числе ионов тяжёлых металлов) и низкомолекулярных органических веществ при исходных концентрациях от 2-5 до 20-35 г/л. Установки обратного осмоса обеспечивают возможность очистки воды одновременно от растворимых неорганических (ионных) и органических загрязняющих примесей, высокомолекулярных соединений, взвешенных веществ, вирусов, бактерий и других вредных примесей.
Мембранные технологии могут обеспечивать наивысшую степень очистки воды, удаляя из неё не только привнесённые загрязнения, но и растворённые вещества, приближая качество воды к дистилляту.
2.3.2.1.5 Электродиализ
Для обессоливания, а также для выделения из сточных вод кислот, щелочей и других ионизированных веществ при переработке и регенерации отработанных технологических растворов с целью их утилизации несколько предприятий применяют электродиализ при исходном солесодержании 2500-15000 мг/л.
2.3.2.1.6 Отгонка с паром (эвапорация)
На отдельных предприятиях при небольших сбросах концентрированных сточных вод, содержащих фенолы, амины, анилин и его производные, а также аммиак, несколько предприятий (преимущественно химической промышленности) применяют эвапорацию, основанную на отгонке летучих веществ с водяным паром с последующей их конденсацией или поглощением специальными поглотителями и утилизацией концентрированных растворов. Область применения метода - вещества, образующие с водяным паром смеси, кипящие при температуре ниже 100°С. Наряде предприятий эффективность метода достигает 85%-95% в зависимости от исходной концентрации удаляемых веществ.
2.3.2.1.7 Ректификация
При небольших сбросах концентрированных сточных вод, содержащих органические вещества и растворенные органические жидкости, отдельные предприятия, преимущественно химической промышленности, применяют ректификацию (азеотропную или в присутствии перегретого водяного пара). При этом установки перегонки и ректификации сточных вод, как правило, входят в состав технологических схем основных производств, а выделенные из сточных вод вещества обычно используют на этих же производствах.
2.3.2.1.8 Кристаллизация
Для регенерации отработанных травильных растворов путём выделения солей соответствующих металлов из пересыщенных растворов после частичного испарения воды на отдельных предприятиях применяют кристаллизацию. При этом полученные кристаллы солей отделяют от жидкой фазы фильтрованием или центрифугированием, а регенерированные растворы возвращают в производство.
2.3.2.1.9 Экстракция
Для очистки небольших сбросов концентрированных сточных вод от органических примесей (летучих и нелетучих фенолов, нефтепродуктов, пестицидов) на отдельных предприятиях применяют экстракционный метод. Его применяют при значительных концентрациях извлекаемых веществ или высокой их товарной ценности, а также при обработке сточных вод, содержащих высокотоксичные вещества, когда неприемлемы либо неосуществимы другие известные методы. Область применения - извлекаемые вещества с исходными концентрациями 2000-30000 мг/л. В связи с высокими остаточными концентрациями извлекаемых веществ (300-800 мг/л) и экстрагента сточные воды после извлечения основного количества вещества подвергают доочистке другими методами.
2.3.2.2 Деструктивные методы очистки сточных вод
2.3.2.2.1 Нейтрализация
Если в промышленных сточных водах присутствуют свободные кислоты или основания, обуславливающие кислую (pH<7) или щелочную (pH>7) реакцию среды, то многие предприятия применяют нейтрализацию, поскольку отведение сточных вод в водоёмы и в системы канализации недопустимо, если величина pH их ниже 6,5 (кислая вода) или выше 8,5 (щелочная вода). Кроме того, регулирование pH используют при обработке воды методами коагуляции и флокуляции при осаждении, окислении, восстановлении.
2.3.2.2.2 Нейтрализация кислых сточных вод
- взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод при их смешении;
- нейтрализация щелочными реагентами: едкий натр, кальцинированная сода, гидроксид кальция (известь), карбонат кальция (известняк, доломит);
- нейтрализация отходами производства, например карбидный шлам ацетиленовых станций, шламы от установок химического умягчения воды и др.;
2.3.2.2.3 Нейтрализация щелочных сточных вод
В зависимости от местных условий при очистке сточных вод предприятия применяют следующие способы нейтрализации щелочных сточных вод:
- взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод при их смешении (если таковые имеются на предприятии, производстве);
- нейтрализация минеральными кислотами (серная, соляная, азотная);
2.3.2.2.4 Химическое осаждение
Для удаления из сточных вод сульфатов, сульфитов, сульфидов, фосфатов, фторидов, арсенатов многие предприятия применяют их перевод в труднорастворимые соединения с помощью солей кальция, железа и алюминия с учётом требований к качеству очищенной воды по остаточным концентрациям удаляемых веществ.
Для удаления из сточных вод ионов тяжёлых металлов, фторидов, фосфатов, хроматов на многих предприятиях применяют электрохимическое и гальванохимическое осаждение.
2.3.2.2.5 Окислительные и восстановительные методы
- окисление активным хлором (применяют на многих предприятиях для деструкции цианидов, фенолов, роданидов, сернистых соединений);
- окисление озоном (применяют на отдельных предприятиях для деструкции цианидов, роданидов, фенолов, нитритов, СПАВ, пестицидов, альдегидов, лигнинов, сернистых соединений);
- окисление пероксидом водорода (применяют на ряде предприятий для деструкции цианидов, роданидов, красителей, СПАВ);
- окисление кислородом на катализаторах (применяют на нескольких предприятиях для деструкции цианидов, роданидов, сульфидов, меркаптанов);
- окисление перманганатом калия (применяют на ряде предприятий для деструкции цианидов, роданидов, неионогенных СПАВ);
- электрохимическое окисление на аноде (применяют на отдельных предприятиях для обезвреживания незначительных объёмов концентрированных сточных вод от цианидов, роданидов, красителей и других органических соединений);
- жидкофазное окисление, сжигание в циклонных печах, в печах с псевдоожиженным слоем (применяют на нескольких предприятиях для обезвреживания незначительных объёмов высококонцентрированных сточных вод, загрязнённых различными органическими веществами).
Для перевода некоторых токсичных веществ в соединения, более легко удаляемые из воды осаждением или в виде газообразных продуктов, многие предприятия применяют восстановительные методы.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.