§ 8. Загрязнение водного бассейна сточными водами машиностроительных предприятий

В очистные сооружения промышленных предприятий поступают сточные воды трех видов: производственные, бытовые и атмосферные.

Для обеспечения промышленных предприятий Советского Союза ежегодно забирается из естественных источников водоснабжения 100 млрд. м³ воды, при этом 90% этого количества возвращается обратно в водоемы с различной степенью загрязнения. Около 10% общего водопотребления промышленности приходится на машиностроительные предприятия. Вода на машиностроительных предприятиях используется для вспомогательных целей: охлаждения(подогрева) исходных материалов и продукции предприятий, охлаждения деталей и узлов технологического оборудования; растворения реагентов для приготовления различных технологических растворов, что сопровождается, как правило, загрязнением воды растворимыми примесями; промывки, обогащения и очистки исходных материалов или продукции, что приводит к загрязнению воды растворимыми и нерастворимыми примесями; хозяйственно-бытового обслуживания работников предприятия.

На основе анализа систем водоснабжения определено количество воды, потребляемое и сбрасываемое машиностроительными предприятиями. Эти нормы (табл. 10) используют при проектировании и реконструкции предприятий.

В сточных водах предприятий машиностроения могут содержаться следующие виды примесей: механические примеси органического и минерального происхождения, в том числе гидроксиды металлов; стойкие и летучие нефтепродукты; эмульсии, стабилизированные различного рода добавками; растворенные токсичные соединения органического и неорганического происхождения (ионы металлов, фенолы, цианиды, сульфаты, сульфиды и др.). Обследования 86 машиностроительных предприятий, проведенных Челябинским отделом ВНИИ Водгео, показали, что сточные воды имеют примерно одинаковый качественный состав загрязнений, однако концентрации загрязняющих веществ, как правило, изменяются в широком диапазоне (табл. 11) в зависимости от видов и особенностей технологических процессов.

Литейные цехи. Вода используется на операциях гидравлической выбивки стержней, транспортировки и промывки формовочной земли в отделениях регенерации, а также на гидротранспорт отходов горелой земли и систему обеспыливающей вентиляции. Образующиеся при выполнении этих операций сточные воды загрязняются глиной, песком, зольными остатками от выгоревшей части стержневой смеси и связующими добавками формовочной смеси. Концентрация этих веществ изменяется в широких пределах в зависимости от применяемого оборудования, исходных формовочных материалов и может достигать значений 5000 мг/л. На с. 51 представлены массовый и фракционный составы загрязнений сточных вод литейного цеха Новосибирского завода «Тяжстанкогидро-пресс» (плотность взвеси в указанной сточной воде 2400 мг/м³).

Механические цехи. При обработке металлов вода используется для охлаждения инструмента, на промывке деталей и обработке помещений, при этом сточные воды загрязняются минеральными маслами, мылами, металлической и абразивной пылью и эмульгаторами. Основное загрязнение вносят смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые при обработке деталей на металлорежущих станках с объемной долей веществ, %: триэтаноламин - 1, мылонавт - 2, олеиновая кислота - 0,5; кальцинированная сода - 1,5; нитрит натрия - 0,3; тринатрийфосфат - 1,5; жидкое стекло - 0,3 и др. В процессе механической обработки деталей смазочно-охлаждающие жидкости загрязняются механическими частицами с концентрацией до 20 г/л. В табл. 12 дана характеристика шлама, полученного отстаиванием сточных вод шлифовального участка.

Прокатные цехи. Вода используется для охлаждения оборудования станов, гидросбива металлической окалины и обработки помещения. Сточные воды загрязняются в основном маслом и окалиной. При прокатке металлов на крупносортных станах образуется до 2% окалины от массы прокатываемого металла; на среднесортных - до 3 и на мелкосортных - до 4%, при этом масса частиц с размером более 1 мм составляет до 90% от всей массы окалины. В табл. 13 приведены концентрации основных загрязнений в сточных водах прокатных цехов.

Аналогичные загрязнения, но в меньших концентрациях, содержатся в сточных водах штамповочных и кузнечно-прессовых цехов.

Гальванические цехи. Вода используется для приготовления растворов электролитов, промывных операций перед нанесением покрытий и перед сушкой деталей, наполнения ванн улавливания загрязняющих веществ, а также промывки деталей после нанесения гальванических покрытии. Из всех видов сточных вод машиностроительных предприятий стоки гальванических цехов загрязнены в наибольшей степени ядовитыми химическими веществами, при этом концентрации загрязнений существенно зависят от вида технологического процесса нанесения гальванопокрытий. Так, концентрация загрязнений сточных вод промывных ванн после нанесения покрытий не превышает 200 мг/л, а в периодически сбрасываемых сточных водах ванн нанесения покрытий достигает 100000 мг/л.

Основные виды загрязнений сточных вод гальванических цехов при травлении - различные кислоты; обезжиривании - цианиды и кислоты; декапировании - кислоты; осветлении - щелочи и азотная кислота; электрополировании - серная и азотная кислоты; латунировании - цианы; нанесении металлических покрытий - медь, никель, хром, кадмий, цинк, серебро, олово (в зависимости от вида покрытия); анодировании - кислоты и т. п.

В остальных цехах машиностроительных предприятий (сборосварочных, монтажных, испытательных, лакокрасочных и т. п.) сточные воды содержат механические примеси, маслопродукты, кислоты и т. д., однако концентрации этих веществ значительно ниже, чем в описанных видах производств.

Бытовые сточные воды машиностроительных предприятий. По составу и концентрации загрязняющие вещества подобны городским сточным водам, очищаемым на городских станциях канализации. К ним относятся воды, поступающие из раковин, санитарных узлов, душевых и т. п. Основные загрязнители бытовых сточных вод: крупнее примеси (остатки пищи, тряпки, песок, фекалии); примеси органического и минерального происхождения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях; различные, в том числе болезнетворные, бактерии. Концентрация загрязнений в бытовых сточных водах зависит от степени разбавления бытовых стоков водопроводной водой.

Атмосферные сточные воды. Образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными1 водами загрязнений, имеющихся на территории предприятий, крышах и стенах зданий и т. п. Количество атмосферных сточных вод, состав и концентрация загрязнений в них изменяются в течение года и зависят от типа предприятия. Снижение концентрации загрязнений в атмосферных сточных водах достигается поддержанием в чистоте рабочей территории. Количества атмосферных сточных вод, как правило, выше, чем производственных сточных вод, а концентрация загрязнений в них значительно ниже. Основные загрязнители: механические частицы (земля, песок, камень, древесные и металлические стружки и пыль, сажа) и нефтепродукты (масла, бензин, керосин, используемые в двигателях транспортных средств).