Не всегда целесообразно совместное отведение даже сточных вод одинакового состава, но различных по концентрации в них загрязняющих веществ. Если эти вещества представляют собой товарную ценность, то экономичнее извлекать их из наиболее концентрированных сточных вод и уже потом, смешивать слабо концентрированные сточные воды для их последующей очистки. Такой прием применим при использовании крепких щелоков сульфатцеллюлозного производства, при утилизации шерстного жира из промывных вод после моечной машины, а также при получении медного и железного купороса из травильных растворов цехов металлообработки и т, д.

Раздельная очистка сточных вод предпочтительна и в том случае, если в каких-либо сточных водах загрязняющее вещество легко удаляется из воды. Например, в некоторые кислых сточных водах содержится сероводород, который весьма эффективно удаляется с помощью отдувки и последующего поглощения его щелочью. Если же такие сточные воды с целью нейтрализации смешать с каким-либо щелочным стоком, то в этом случае сероводород связывается в сульфиды или гипосульфиды, что осложняет последующую очистку вод.

При ионообменном способе очистки слабоконцентрированные сточные воды нельзя смешивать с сильноминерализованными, поскольку это приводит к сокращению рабочего цикла фильтров и увеличению объема регенерационных растворов.

Нецелесообразно также объединение сточных вод, содержащих значительное количество механических примесей минерального происхождения, а также нефть и масло, с бытовым и сточными водами. Такое объединение усложняет технологию очистки, препятствует возможности повторного использования производственных сточных вод и извлечению из них ценных примесей. Поэтому на большинстве промышленных предприятии (металлургических, химических, нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных, пищевых) канализация проектируется по полной раздельной системе (рис. 1.4, г) с устройством производственных, бытовых и дождевых сетей. По этой схеме производственные и бытовые сточные воды очищаются раздельно, а дождевые отводятся в водоем. Незагрязненные производственные сточные воды могут проходить очистку (охлаждение) и частично или полностью использоваться в системе оборотного водоснабжения. В эту систему могут также частично поступать и загрязненные производственные сточные воды после их предварительной очистки на локальных очистных сооружениях.

В области очистки производственных сточных вод ведущее место занимает вопрос повышения процента вод, находящихся в системе оборотного водоснабжения, с целью дальнейшего полного перехода на малоотходные и бессточные системы канализации (рис. 4.4, д, е). В таких случаях практически все производственные загрязненные и незагрязненные сточные воды находятся в системе оборотного водоснабжения. Естественно, технология очистки усложняется, она становится многоступенчатой. В бессточных системах водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий в оборот включаются также и бытовые сточные воды после соответствующей очистки и доочистки, a в водоем спускаются лишь дождевые.

На разных предприятиях применяются различные методы очистки сточных вод. На нефтехимических комбинатах (при производстве синтетического спирта, фенола, ацетона, синтетических жирных кислот, каучука и др.) основными местами образования загрязненных сточных вод являются цехи пиролиза углеводородов, гидратации этилена и ректификации спирта. Сточные воды цеха пиролиза углеводородов содержат этилен, пропилен, бутан, изобутан, бензол, толуол, ксилол, нафталин. В сточных водах цеха гидратации этилена и ректификации спирта присутствуют спирты, ацетальдегид, продукты полимеризации, смола. При применении биологических методов очистки содержание органических веществ (бензола, толуола, ксилола, нафталина и др.) в сточных водах значительно снижается.

На заводах синтетического каучука в сточные воды попадают полимеры, смолы, масла, ацетилен, винилацетат, ацетальдегид, акрилонитил, бутадиен и др. Методами биологической очистки достаточно полно могут быть окислены этиловый спирт и карбоновые кислоты, хуже – ароматические углеводороды. Весьма устойчивы к окислению диметил- и триметилформамид. Для их удаления применяется комплексная очистка, включая и утилизацию физико-химическими (сорбцией, дистилляцией, ионным обменом) и биологическими методами.

Сточные воды предприятий органического синтеза, содержащие бензол, толуол, пиридин, нейлон и другие, подвергаются механическим и физико-химическим методам очистки. При очистке сточных вод производства капролактама от нитроциклагексанона может быть применено мокрое сжигание. Сточные воды, содержащие трудноокисляемые примеси, проходят двух- и трехступенчатую биологическую очистку. Для очистки сточных вод от анилина, нитробензола, нитротолуола, нитрофенола, хлорбензола, альдегидов, кетонов применяются сорбционные методы очистки. При производстве этилена и пропилена содержащиеся в сточных водах смолы, сажа и ароматические углеводороды могут быть экстрагированы бензином, в результате чего концентрация эфирорастворимых веществ снижается в 30 раз.

В ряде случаев после полной биологической очистки для снижения цветности и разрушения трудноокисляемых компонентов применяются следующие методы глубокой очистки: коагулирование, фильтрование, ионный обмен, озонирование и др.

Таким образом, для удаления из сточных вод органических веществ наиболее универсальным методом является биологическая очистка в аэротенках или на биофильтрах как самостоятельный метод. А также он используется в сочетании с другими методами предварительной очистки и доочистки. Для удаления трудноокисляемых биологическим путем органических веществ, а также неорганических применяются механические, химические и физико-химические методы очистки. Выбор тех или иных методов осуществляется на основании экспериментальных исследований реальных сточных вод. Если  экспериментальные исследования отсутствуют, в лаборатории имитируются производственные условия, а затем разрабатывается технологический регламент производства. Как правило, производственные сточные воды перед очистными сооружениями должны быть максимально утилизированы.

Схемы водоснабжения и канализации промышленных предприятий и населенных пунктов в целях достижения наиболее экономичных и комплексных решений разрабатываются, как правило, одновременно на основании проекта районной планировки и застройки по единому генеральному плану.

В случае расположения промышленного предприятия или группы промышленных предприятий (промышленной зоны) в городской черте либо в непосредственной близости от жилого массива, имеющего централизованную канализацию, необходимо, в первую очередь, рассматривать вопрос о совместном отведении и очистке производственных и городских сточных вод. При невозможности совместной очистки следует предварительно обрабатывать производственные сточные воды либо на очистных сооружениях, расположенных на территории предприятия, либо на общих очистных сооружениях. Совместная очистка этих сточных вод, как правило, экономически целесообразна, а по санитарным показателям более надежна.

При значительном удалении объектов канализования друг от друга вопрос о целесообразности совместной или раздельной очистки сточных вод этих объектов решается технико-экономическим сравнением вариантов централизованной и децентрализованной схем канализации.

На рис. 4.5 приведен пример очистных сооружений централизованной схемы канализации города и группы промышленных предприятий. На объединенные очистные сооружения поступает 415 тыс. м³/сут. городских и 150 тыс. м³/сут. высококонцентрированных сточных вод от нефтеперерабатывающего комбината, заводов синтетического каучука, пластмасс и изоляционных материалов. Совместная полная биологическая очистка производственных и городских сточных вод в двухступенчатых аэротенках-смесителях позволила снизить стоимость строительства и уменьшить годовые эксплуатационные затраты.

Приведенные в табл. 4.2 характеристики загрязнений позволяют облегчить выбор метода обезвреживания производственных сточных вод в зависимости от их состава и концентрации загрязняющих веществ.

В зависимости от характера примесей в сточных водах применяют те или другие приемы их очистки. В качестве наиболее употребительных методов следует указать следующие:

1) для суспензированных и эмульгированных примесей – отстаивание, флотацию, фильтрацию, осветление, центрофугирование (для грубодисперсных частиц); коагуляцию, флокуляцию, электрические методы осаждения (для мелкодисперсных и коллоидных частиц);

2) для очистки от неорганических соединений – дистилляцию, ионообмен, обратный осмос, ультрафильтрацию, реагентное осаждение, методы охлаждения, электрические методы;

3) для очистки от органических соединений – экстракцию, абсорбцию, флотацию, ионообмен, реагентные методы (регенерационные методы); биологическое окисление, жидкофазное окисление, парофазное окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление (деструктивные методы);

4) для очистки от газов и паров – отдувку, нагрев, реагентные методы;

5) для уничтожения вредных веществ – термическое разложение.

Таблица 4.2

Рекомендуемые методы обезвреживания производственных сточных вод

Создание на предприятиях установок для очистки сточных вод позволяет решать две очень важные задачи: предупредить попадание вредных веществ в водоемы и сократить расход потребляемой воды. Возврат очищенной воды в производственный цикл позволяет организовать кругооборот воды на предприятии.

Например, при разработке комплексной технологической схемы водообеспечения и водоотведения химического комбината и города (рис. 4.6 б), было запроектировано пять различных канализационных сетей с целью разделения и отведения сточных вод, которые могут быть использованы в производственном водообороте (сточных вод с органическими загрязнениями, слабо- и сильноминерализованных, незагрязненных, дождевых, бытовых).

В каждом производстве были разработаны самостоятельные (локальные и кустовые) водооборотные системы с устройством необходимых установок. Предусмотрены установки по опреснению сильноминерализованных сточных вод, получению товарной продукции при утилизации отходов, глубокой очистке биологически очищенных сточных вод, а также общекомбинатские сооружения по совместной биологической очистке сточных вод комбината и города.

Кратность повторного использования воды в промышленном водообороте составляет 150. Путем внедрения этой комплексной схемы потребление химическим комбинатом свежей воды уменьшилось в 33 раза, а его суммарный сток на биологические очистные сооружения сократился почти в 17 раз.

Все сточные воды, образующиеся на территории промышленного предприятия, транспортируются по системе труб и каналов. Выбор системы транспортирования и схемы канализования зависит от количества, состава и свойств сточных вод, а также от местных условий.

Наибольшее распространение получила закрытая канализационная сеть, Сточные воды, опасные по санитарным показателям, а также содержащие взрыво- и пожароопасные примеси, транспортируются только по закрытой сети трубопроводов.

Предприятия чаще канализуются по централизованной схеме, однако при определенных условиях возможно применение и децентрализованной схемы.