Экология техногенных объектов

Экология техногенных объектов

 

Часть I

Системы водоотведения промышленных предприятий, портов и судов

 

 

Учебное пособие

 

Санкт-Петербург

2006

УДК 628.218

ББК

Рецензенты:

Растрыгин Н.В. Экология техногенных объектов. Ч. 1. Системы водоотведения промышленных предприятий, портов и судов: Учебное пособие. – СПб.: СПГУВК, 2006. – 67 с.

 

 

Предназначено для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности: 320600 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

Может быть использовано студентами других факультетов в рамках дисциплин природоохранного направления.

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

 

УДК 628.218

ББК

Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций, 200 6.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Системы водоотведения промышленных предприятий......................... 5

1.1. Состав и свойства производственных сточных вод......................... 5

1.1.1.Классификация сточных вод........................................................ 5

1.1.2. Состав и свойства сточных вод................................................... 6

1.1.3. Количество сточных вод на предприятии.................................. 8

1.2. Режим водоотведения...................................................................... 11

1.3. Схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий  11

1.3.1. Схемы водообеспечения............................................................ 11

1.3.2. Балансовые схемы водообеспечения........................................ 15

1.3.3 Оценка эффективности использования воды на промышленных предприятиях 16

1.3.4. Особенности водоотводящих систем промышленных предприятий    18

Системы водоотведения.................................................................... 18

Схемы водоотведения промышленных предприятий..................... 19

Основные требования к системам водоотведения промышленных предприятий 21

1.4. Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты и водоотводящую сеть населенных пунктов............................................ 23

1.4.1. Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты  23

1.4.2. Условия выпуска сточных вод в водоотводящую сеть населенного пункта  23

2. Системы водоотведения портов........................................................... 26

2.1. Хозяйственно-бытовая канализационная сеть............................... 26

2.2. Производственная канализация..................................................... 28

2.3. Ливневая канализация..................................................................... 28

3. Системы водоотведения судов............................................................. 29

3.1. Состав судовых сточных вод.......................................................... 30

3.1.1. Хозяйственно-бытовые сточные вод........................................ 30

3.1.2. Нормы водопотребления.......................................................... 33

3.1.2. Подсланевые воды..................................................................... 34

3.2. Источники загрязнения................................................................... 37

3.2.1. Хозяйственно-бытовая сточная вода........................................ 37

3.2.2. Подсланевые воды..................................................................... 37

3.3. Выбор технологических схем очистки судовых сточных вод...... 38

3.3.1. Подсланевые воды..................................................................... 38

3.3.2 Хозяйственно-бытовые сточные воды....................................... 39

3.4. Испытания судовых установок очистки сточных вод................... 41

3.4.1. Подсланевые воды..................................................................... 41

3.4.2. Хозяйственно-бытовые сточные воды...................................... 45

4. Повторное использование сточных вод.............................................. 47

Рис.4.3. Малоотходная технология – аналог трофической цепи... 49

4.1. Современный производственно-технологический цикл................ 50

4.2. Малоотходная и безотходная технологии..................................... 51

4.3. Основные методы очистки сточных вод при их повторном использовании 53

4.4. Борьба с биологическим обрастанием, коррозией и отложениями в системах оборотного водообеспечения................................................................ 55

4.5. Применение городских сточных вод на промышленных предприятиях   56

4.6. Системы водообеспечения предприятий с минимальным сбросом сточных вод 57

4.7. Основные природоохранные цели повторного использования очищенных сточных вод........................................................................................................... 59

4.8. Совместная очистка производственных и бытовых сточных вод. 60

4.9. Блокированные очистные сооружения.......................................... 61

4.10. Схема использования сточных вод территориально-производственных комплексов.............................................................................................. 62

Контрольные вопросы........................................................................... 65

Список литературы................................................................................ 67

 

Системы водоотведения промышленных предприятий

Состав и свойства производственных сточных вод

Классификация сточных вод

Сточные воды от промышленных предприятий, в зависимости от условий образования, подразделяют на три основные группы:

 - Производственные сточные воды. Их наличие непосредственно связано с выпуском продукции или обеспечением работы технологического оборудования. Эти воды, в свою очередь следует разделить на технические и технологические.

Технические сточные воды являются следствием использования воды для обеспечения нормальной работы технологического оборудования (например, охлаждение).

Технологические сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах (например: гидротранспорт, растворы реактивов и т.д.)

 - Бытовые сточные воды. Образуются в результате использования воды для бытовых целей (т.е. воды от санитарных узлов, душевых и т.д.)

 - Атмосферные (поверхностные) сточные воды. Являются результатом выпадения осадков (дождевые и талые). К этой группе следует отнести воду, используемую для полива газонов, проездов, а также, для мытья зданий и т.п.

По степени загрязненности сточные воды могут быть двух категорий:

 - загрязненные, т.е. сброс которых в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта без предварительной обработки запрещен;

 - незагрязненные (условно-чистые), т.е. сброс которых в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта, в данных условиях, разрешен без предварительной обработки.

В зависимости от назначения, воду в системах производственного водоснабжения разделяют на 4 категории:

I категория - вода используется для охлаждения жидких и конденсации газообразных продуктов в теплообменных аппаратах без соприкосновения с продуктом, а также вода, используемая для охлаждения технологического оборудования; вода нагревается, но практически не загрязняется (загрязнение химическими веществами такой воды наблюдается в результате аварий или неисправности теплообменных аппаратов и технологического оборудования);

II категория - вода используется в качестве среды, поглощающей различные нерастворимые (механические) и растворенные примеси; при этом не нагревается, но загрязняется механическими и растворенными примесями (например: обогащение полезных ископаемых, гидротранспорт);

III категория - вода используется также, как и вода II категории; при этом загрязняется и нагревается (например: улавливание и очистка газов в скрубберах, гашение кокса и т.д.)

IV категория - вода используется в качестве растворителя реагентов или экстрагента (например: при флотационном обогащении природных ископаемых) и др.

 

 

Режим водоотведения

 

Для проектирования водоотводящих систем и очистных сооружений, необходимо знать, кроме суточного расхода сточных вод, режим водоотведения. Производственные сточные воды могут поступать равномерно и неравномерно. Ряду производств свойственны залповые сбросы высококонцентрированных и высокотоксичных стоков. При этом периодичность таких сбросов может быть 1 раз в смену, в сутки, в неделю и т.д. Режим водоотведения определяется регламентом технологического процесса на отдельных производствах и на предприятии в целом.

В некоторых случаях в соответствии со спецификой технологии производства необходимо учитывать режим притока сточных вод не только в течение суток, но и по месяцам или сезонам года.

Для промышленных предприятий, кроме режима водоотведения по часам суток, необходимо учитывать колебания состава сточных вод по основным физико-химическим показателям, а также по специфическим загрязняющим компонентам.

При проектировании водоотводящих систем и очистных сооружений необходимо иметь в виду, что получить какую-либо закономерность между колебаниями расхода и состава производственных сточных вод удается не для всех технологических процессов.

 

 

Схемы водообеспечения

 

Согласно современным требованиям, системы водообеспечения промышленных предприятий должны быть, как правило, выполнены с оборотом воды для всего предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных цехов и произвоств. При этом следует обеспечивать очистку отработанной воды.

 

Последовательные или прямоточные системы производственного водообеспечения со сбросом очищенных сточных вод в водный объект или систему водоотведения населенного пункта допускаются только в случаях невозможности или нецелесообразности применения систем оборотного водообеспечения.

Рассмотрим основные преимущества и недостатки указанных систем.

 

Прямоточная система водообеспечения (рис.1.1. а). Забираемая из водного объекта вода после её использования возвращается в виде сточной воды в водный объект. При этом часть воды безвозвратно теряется в производстве или в результате очистки использованной воды. Таким образом, количество сбрасываемых в водный объект очищенных сточных вод будет определяться выражением:

        ,            

где: Q_и - количество воды, забираемое из водного объекта;

Q_п - количество воды, безвозвратно теряемое в производстве;

Q_о - количество воды, безвозвратно теряемое в процессе очистки сточных вод.

 

Система водообеспечения с последовательным использованием воды. (рис. 1.1. б, в). Забираемая из водного объекта вода может быть последовательно использована на двух, трех и более производствах (предприятиях). В результате чего, количество сбрасываемых сточных вод уменьшится в соответствии с потерями на всех этих производствах (предприятиях) и на очистных сооружениях и будет определяться выражением:

 

                  (1.11)

 

Такие схемы получили в настоящее время широкое распространение. При этом в большинстве случаев с целью повторного использования отработанная вода от одного производства (предприятия) после соответствующей обработки подается на другое и т.д.

 

 

 

 

Рис.1.1. Схемы водообеспечения промышленных предприятий

1 - вода, забираемая из водного объекта;

2 - однократно использованная вода;

3 - 2-х кратно использованная вода;

4 - однократно очищенная сточная вода;

5 - 2-х кратно очищенная сточная вода;

П, П1, П2 - производства (предприятия);

ОС, ОС1, ОС2 - очистные станции.

 

 

Системы оборотного водообеспечения. В ряде отраслей промышленности (в особенности в черной металлургии и нефтеперерабатывающей), а также на ряде производств (в первую очередь, гальванических), широко применяют оборотные системы водообеспечения. Такие системы позволяют сокращать количество сбрасываемых сточных вод до 5-10% от общего объема используемой воды.

Если в системе оборотного водообеспечения вода является теплоносителем и только нагревается (т.е. относится к I категории использования), то перед повторным применением её предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне или градирне (рис.1.2. а); если вода служит средой, поглощающей механические и растворенные примеси, и при этом, загрязняется ими, а также в случае, когда вода служит растворителем или экстрагентом (т.е. относится к II и IV категориям использования), то перед повторным использованием она проходит обработку на очистных сооружениях (рис.1.2. б); при комплексном использовании (III категория использования) вода перед повторным применением подвергается очистки и охлаждению (рис. 1.2. в).

Рис.1.2. Схемы оборотного водообеспечения промышленных предприятий

а - с охлаждением сточных вод;

б - с очисткой сточных вод;

в - с очисткой и охлаждением;

1 - вода, забираемая из источника водоснабжения;

2 - сточная вода, нагретая;

3 - сточная вода, нагретая и загрязненная;

4 - сточная вода очищенная;

5 - сточная вода, загрязненная;

6 - оборотная вода;

ОУ -охладительные установки;

Q - вода, подаваемая на производственные нужды;

Q_об - оборотная вода;

Q_у - вода, теряемая при охлаждении.

 

В таких системах для компенсации безвозвратных потерь производится подпитка свежей водой из источника водоснабжения. Количество подпиточной воды определяется по формуле:

 

       ,        

 

где: Q_у - количество воды, теряемое за счет испарения, уноса ветром, разбрызгивания в процессе охлаждения.

 

Подпитка может осуществляться постоянно или периодически. Объем подпитывающей воды обычно составляет 5-10% от объема воды, циркулирующей в системе оборотного водообеспечения.

 

 

Системы водоотведения

При проектировании и эксплуатации водоотводящих систем промышленных предприятий различают два типа систем:

- Внутриплощадочные. К ним относится размещаемый на территории промышленной площадки комплекс водоотводящих сетей, сооружений, насосных станций и локальных установок по очистке цеховых сточных вод;

- Внеплощадочные. Они включают в себя водоотводящие сети и коллекторы, сооружения, насосные станции и очистные сооружения, расположенные за территорией промышленной площадки.

В случае, когда производственные сточные воды направляются в водоотводящую сеть или непосредственно на очистные сооружения населенного пункта, то внеплощадочная система водоотведения ограничивается системой сетей коллекторов и сооружений, обеспечивающей присоединение коллекторов промышленного предприятия к водоотводящей сети населенного пункта или к комплексу объединенных очистных сооружений.

Водоотведение от промышленных предприятий в большинстве случаев осуществляется по полной раздельной схеме.

Производственные сточные воды, в соответствии с видом загрязнений и их концентраций, а также с количеством сточных вод и мест их образования, отводятся несколькими самостоятельными потоками: слабозагрязненные, содержащие один или несколько загрязнений; содержащие токсичные ядовитые вещества; кислые; щелочные; сильноминерализованные; содержащие масла, жиры, волокна, ПАВ и т.д. Не загрязненные сточные воды следует объединять в отдельный поток.

Бытовые сточные воды следует отводить и очищать отдельно от производственных, если последние по своему составу не требуют биохимической очистки. Совместное отведение этих вод может быть целесообразным, если производственные стоки содержат органические примеси, деструкция которых возможна биохимическим путем. При этом концентрации токсичных компонентов не должны превышать соответствующих ПДК, кроме того, содержание веществ, «тормозящих» процесс биохимической очистки не должно быть выше установленных допустимых значений.

Поверхностные воды, образующиеся на незагрязненных участках территории предприятия, отводятся отдельно или объединяются с незагрязненными производственными сточными водами и выпускаются в водный объект без очистки.

Поверхностные воды с площадок для складирования сырья, жидкого и твердого топлив, масел, красителей и т.д. отводятся вместе с загрязненными производственными сточными водами и подлежат совместной очистке перед выпуском в водный объект или водоотводящую сеть населенного пункта.

 

 

 Схемы водоотведения промышленных предприятий

 

При расположении предприятия в черте населенного пункта, в котором имеется общесплавная система водоотведения, при соответствующем технико-экономическом обосновании для этого предприятия может быть запроектирована общесплавная система водоотведения (рис.1.3. а). На предприятиях, где производственные сточные воды по своему составу и свойствам близки к бытовым, стоки можно отводить по двум сетям: производственно-бытовой и поверхностного стока. При этом в сеть поверхностного стока допускается сброс незагрязненных производственных сточных вод (рис.1.3. б). В большинстве случаев загрязненные производственные сточные вод по своему составу и свойствам значительно отличаются от бытовых и, следовательно, их совместная очистка с последними не целесообразна. В этих случаях необходимо устраивать локальные прицеховые очистные сооружения. После локальной очистки сточные воды могут объединяться и доочищаться совместно (рис.1.3. в).   

Разделение производственных сточных вод может быть обусловлено санитарными причинами, пожаро- и взрывоопасностью, возможностью зарастания и разрушения трубопровода. Кроме того, не всегда целесообразно смешивать сточные воды одинакового качественного состава, но различающиеся по концентрациям загрязнений. Если примеси, содержащиеся в сточной воде, представляют собой товарную ценность, то экономичнее извлекать их из более концентрированных сточных вод и уже затем смешивать со слабоконцентрированными и доочищать до требуемого качества. Раздельная очистка сточных вод предпочтительна и в том случае, когда в каких-либо сточных водах загрязняющее вещество легко удаляется из воды. Нецелесообразно также объединение сточных вод, содержащих значительное количество механических примесей минерального происхождения, а также нефть и масла, с бытовыми сточными водами. Такое объединение значительно усложняет технологию очистки, препятствует возможности повторного использования производственных сточных вод и извлечению из них ценных примесей. Поэтому на большинстве промышленных предприятий проектируется полная раздельная система водоотведения (рис.1.3. г) с устройством производственных и бытовых сетей и сетей поверхностных сточных вод. По этой схеме производственные и бытовые сточные воды очищаются раздельно, а поверхностные стоки отводятся в водный объект. Незагрязненные производственные сточные воды могут проходить обработку и частично или полностью использоваться в система оборотного водообеспечения. В эту систему могут также частично поступать и загрязненные производственные сточные воды после их предварительной очистки на локальных сооружения.

Основным направлением в совершенствовании водоотводящих систем промышленных предприятий является переход на малоотходные и бессточные системы водоотведения (рис.1.3. д,е). При разработке таких систем практически все производственные загрязненные и незагрязненные сточные воды находятся в системах оборотного водообеспечения. Естественно, технология их очистки усложняется, она становится многоступенчатой. В бессточных системах в оборот также включаются и бытовые, а в некоторых случаях и поверхностные сточные воды.

 

Рис.1.3. Схемы водоотведения промышленных предприятий

а - общесплавная система;

б - раздельная система с дождевой и производственно-бытовой сетями;

в - то же и локальными очистными сооружениями;

г - раздельная система с дождевой, бытовой и производственными сетями, локальными очистными сооружениями и частичным водооборотом;

д - то же, и полным оборотом производственных вод;

е - раздельная бессточная система водоотведения.

1 - поверхностные воды;

2 - бытовые сточные воды;

3 - производственные сточные воды;

4 - очистные сооружения;

5 - выпуск в водный объект;

6 - сеть бытовых и загрязненных производственных сточных вод;

7 - сеть незагрязненных производственных сточных вод;

8 - сеть поверхностных вод;

9 - локальные сооружения;

10 - сооружения по охлаждению незагрязненных производственных сточных вод;

11, 12 - сеть оборотного водообеспечения соответственно после локальной очистки загрязненных производственных сточных вод и после охлаждения незагрязненных сточных вод;

13, 14 - сеть оборотного водообеспечения после очистки соответственно загрязненных производственных и бытовых сточных вод.

 

 

Основные требования к системам водоотведения промышленных предприятий

 

Проектирование водоотводящих систем населенных пунктов и промышленных предприятий следует производить на основе схем развития и размещения отрасли народного хозяйства, отраслей промышленности и схем развития, размещения производительных сил по экономическим районам и регионам.

Очистные сооружения промышленных предприятий, как правило, размещаются на территории этих предприятий. При выборе системы и схемы водоотведения промышленных предприятий необходимо учитывать:

1. Требования к качеству воды, используемой в том или ином технологическом процессе или тем или иным потребителем, и её количество;

2. Количество, состав и свойства сточных вод по отдельным их источникам, цехам и предприятию в целом, а также режимы водоотведения;

3. Возможность снижения количества и степени загрязненности производственных сточных вод за счет совершенствования технологии производства;

4. Возможность использования производственных сточных вод в оборотных системах водообеспечения или повторного использования их для удовлетворения технических нужд этого или соседнего производства (предприятия);

5. Целесообразность извлечения и использования ценных веществ, содержащихся в сточных водах;

6. Возможность разделения производственных сточных вод для повторного использования незагрязненных и обработки загрязненных вод;

7. Возможность и целесообразность совместного отведения сточных вод от нескольких близко расположенных предприятий и населенного пункта; возможность создания систем комплексного использования воды на предприятиях и в населенном пункте;

8. Возможность использования для водообеспечения промышленного предприятия очищенных бытовых сточных вод;

9. Возможность и целесообразность использования производственных сточных вод для орошения сельскохозяйственных угодий;

10. Целесообразность локальной очистки сточных вод отдельных производств и цехов;

11. Самоочистную способность водных объектов, условия выпуска сточных вод в них и необходимую степень очистки по лимитирующим показателям;

12. Возможность и целесообразность применения тех или иных методов, способов и сооружений очистки сточных вод.

Схемы водоотведения и водообеспечения промышленных предприятий и населенного пункта, следует разрабатывать на основании проектов районной планировки и застройки по единому генеральному плану. При этом, если предприятие или группа предприятий располагаются в черте населенного пункта в непосредственной близости от жилого массива, в первую очередь следует рассматривать вопрос о совместном отведении и очистке производственных и бытовых вод. При невозможности совместной их очистки, необходимо предварительно очищать производственные стоки, а затем подавать в систему водоотведения населенного пункта или на общие очистные сооружения. Это, как правило, является целесообразным с экономической и санитарной точек зрения. В случае значительного удаления объектов канализирования друг от друга целесообразность совмещенной или раздельной систем водоотведения определяется технико-экономическим сравнением того и другого вариантов.

 

 

Ливневая канализация

 

Ливневая канализация принимает стоки с территории порта через дождеприемники. Далее атмосферные стоки по трубопроводам из безнапорных асбоцементных, бетонных или железобетонных труб диаметром 0,15-0,5 м, уложенным на глубине 1,2-2,0 м, поступают к выпускам на акваторию порта. Выпуски устраивают в гидротехнических конструкциях причалов из асбоцементных и железобетонных труб диаметром 0,5-1,2 м при глубине заложения 2-2,5 м.

 

 

 3. Системы водоотведения судов

 

Судовые сточные воды можно разделить на два типа:

1. Сточные воды, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

2. Сточные воды, образующиеся в результате эксплуатации судна.

К первому типу сточных вод можно отнести хозяйственно-бытовые и фекальные стоки. Но, так как на большинстве судов данные стоки смешиваются в дальнейшем, будем называть их хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Ко второму типу относятся все остальные стоки, образующиеся на судне, которые можно разделить на следующие виды:

- балластные воды;

- трюмные воды и воды от зачистки трюмов;

- подсланевые (льяльные) воды.

Балластные воды образуются в результате использования забортной воды в качестве балласта (на морских судах к балластным водам можно также отнести воду, используемую в системах успокоения качки). В большинстве случаев данный вид стоков по составу не значительно отличается от забортной воды. Поэтому, зачастую их сбрасывают за борт без предварительной очистки.

Трюмные воды образуются в результате естественной конденсации паров воды, находящихся в воздухе. В качестве загрязнений в них выступают остатки перевозимых грузов (в первую очередь перевозимых навалом). Количество этих стоков обычно незначительно. Поэтому их в большинстве случаев сдают на береговые сооружения очистки сочных вод при заходах судна в порт или удаляют вместе с промывочной водой при зачистке трюмов судна, которая также осуществляется в порту. В редких случаях на судах предусматривают совместную очистку трюмных вод с подсланевыми или сточными водами.

Наличие подсланевых вод на судах имеет более существенное значение, чем балластных и трюмных вод. Это в первую очередь, обусловлено сравнительно небольшими размерами машинного отделения и наличия в этом отделении различных систем и механизмов (в первую очередь различных электромеханизмов и электрических цепей). Поэтому на всех судах предусматривается либо система сбора подсланевых вод, либо система их очистки и сброса за борт.

Таким образом, обработке на судах подвергаются хозяйственно-бытовые сточные и подсланевые воды. При этом, обработка может заключаться либо в сборе этих стоков в специальных системах (с последующей их сдачей на специализированные суда или береговые объекты), либо в очистке непосредственно на судне.

В дальнейшем будем рассматривать только системы обработки этих стоков, а также их состав и условия образования.

 

 

Состав судовых сточных вод

Нормы водопотребления

 

Для морских судов и судов внутреннего плавания нормы водопотребления различны.

В зависимости от района плавания и времени его продолжительности морские транспортные суда подразделяются на категории:

I - суда неограниченного района плавания (включая заграничное арктическое и антарктическое);

II - суда ограниченного района плавания (с удалением от берега до 100 морских миль), совершающие рейсы продолжительностью более 24 часов;

III - суда совершающие рейсы продолжительностью от 6 до 24 часов, а также суда технологического флота;

IV - суда, совершающие рейсы продолжительностью 6 часов и менее.

В зависимости от категории судна устанавливаются следующие нормы потребления питьевой и мытьевой воды [л/(чел×сут)], соответственно:

I категория -40¸80; 60¸200;

II категория - 30¸60; 40¸150;

III категория - 20¸40; 30¸100;

IV категория - 10¸20; 10¸70.

В зависимости от района плавания, численности экипажа и длины судна промысловые суда подразделяют также на категории:

I - суда неограниченного района плавания, длиной свыше 65 м независимо от численности экипажа;

II - суда неограниченного района плавания, длиной 40-65 м при численности экипажа не более 40 человек;

III - суда ограниченного района плавания с удалением от берега или от обслуживающей плавучей базы до 200 миль, длиной 24¸40 м при численности экипажа не более 24 человек;

IV - суда ограниченного района плавания с удалением от берега не более 100 миль, длиной 12¸24 м при численности экипажа не более 15 человек, а также несамоходные суда.

Нормы по питьевой и мытьевой воде для этих судов составляют [л/(чел×сут)], соответственно:

I категория - 50; 100;

II категория - 40; 90;

III категория - 30; 40;

IV категория - 30; 40.

На судах III и IV категорий норма мытьевой воды может быть снижена на 25%.

Нормы водопотребления для судов внутреннего плавания и скоростных судов зависят от продолжительности пребывания членов экипажа и пассажиров на борту. По этому принципу выделяют три категории судов:

I -  судна с продолжительностью пребывания членов экипажа и пассажиров на борту свыше 16 часов;

II  - суда с продолжительностью пребывания членов экипажа и пассажиров на борту до 16 часов;

III - суда с продолжительностью пребывания членов экипажа и пассажиров на борту до 8 часов.

Нормы водопотребления для этих судов в зависимости от категории, составляют:

Питьевая вода [л/(чел×сут)]:

I категория - 40;

II категория - 15;

III категория - 10;

Мытьевая вода [л/(чел×сут)]:

I категория - 30;

II категория - 20;

III категория - не предусмотрена.

Норма расхода питьевой воды для скорости судов II категории составляет 10л/(чел×сут); для судов III категории - 7л/(чел×сут).

 

Подсланевые воды

 

Подсланевые воды по составу можно охарактеризовать как нефтесодержащие сточные воды. При этом нефть и нефтепродукты в этих водах могут находиться в различных состояниях, основными из которых являются следующие: свободная (пленочная) нефть, нестабилизированные дисперсии, стабилизированные дисперсии, молекулярно растворенная нефть, нефть, обволакивающая твердые частицы и т.д.

Кратко рассмотрим каждое из указанных состояний нефтепродуктов.

Свободная (пленочная) нефть представляет собой слой нефти, образующийся на поверхности воды при отстаивании вследствие разности плотностей воды и нефти. Всплывшая нефть является свободной нефтью, имеющей, в основном физические и химические свойства исходного нефтепродукта. Однако с течением времени эти свойства могут измениться из-за наличия таких явлений, как испарение летучих компонентов, окисление воздухом, растворение растворимых фракций, микробная активность, химическая реакция с веществами, содержащимися в воде.

Нестабилизированные дисперсии. Образуются в результате турбулентного перемешивания нефтесодержащей воды, которое приводит к дроблению и рассеиванию капелек нефтепродукта. В зависимости от интенсивности перемешивания получаются первичные и вторичные дисперсии.

Первичные дисперсии включают в себя капельки нефтепродукта с диаметром 1000¸10000 А. Они обычно термодинамически неустойчивы (капельки нефти с течением времени сливаются в более крупные, из-за наличия коагуляции и изотермической перегонки). Созданию первичной дисперсии в значительной степени способствует перекачивание нефтесодержащих вод насосами объемного типа, создающими давление более 0,3МПа. При этом, чем выше давление создаваемое насосом, тем больше его диспергирующая способность и, соответственно, тем меньше размер капель нефтепродукта. Кроме того, образованию дисперсий способствует перемешивание подсланевых вод в результате качки судна.

Для вторичных эмульсий характерен диаметр частиц нефти порядка 50¸60 А.. Эти дисперсии также термодинамически неустойчивы. Их образованию способствует повышенная турбулентность потока, качка судна и перекачивание подсланевых вод центробежными или вихревыми насосами. Концентрация нефти в таких дисперсиях колеблется в пределах 50¸1000 мг/л. В отличие от первичных дисперсий, вторичные более устойчивы, что объясняется действием межфазного поверхностного натяжения и поверхностного заряда частиц нефтепродукта.

Стабилизированные дисперсии возникают из нестабилизированных дисперсий при наличии в воде поверхностно - активных веществ (ПАВ), которые, снижая поверхностное натяжение на границе "вода-нефть", образуют защитную пленку вокруг частиц нефтепродукта, предотвращающую их слияние.

Стабилизации дисперсий способствует также уменьшение электрокинетического потенциала нефтяных частиц и повышение температуры нефтеводяной смеси.

Растворенная нефть. Растворимость нефти в воде зависит, в основном, от вида нефти и её молекулярной массы. В общем случае нефть плохо растворяется в воде. Молекулярно растворенная нефть - это нефть, образующая с водой истенный раствор, с размером частиц нефти не более 50 А. Концентрация нефтепродуктов в таком растворе не превышает 20 мг/л. Хотя вопрос растворимости нефти в воде не достаточно изучен, замечено, что растворимость нефти увеличивается при наличие в воде растворенного органического вещества и ПАВ. Поэтому смешивание подсланевой воды с хозяйственно-бытовой нецелесообразно, так как усложняет процесс её очистки.

Нефть, обволакивающая твердые включения. Твердые включения, находящиеся в воде, могут отстаиваться или быть нейтральными по плавучести. Эти частицы покрываются тонкой пленкой нефти. К твердым включениям могут быть отнесены: песок, глина, уголь, продукты коррозии, асфальтены, щелочно-земельные соли и т.д. Их концентрация в подсланевой воде определяется большим количеством факторов, которые нет смысла специально рассматривать.

Кроме рассмотренных состояний нефти в воде, существенное значение для очистки подсланевых вод имеют физико-химические характеристики нефтесодержащей воды и её компонентов, а именно: плотность, температура, величина рН, соленость, электропроводность и другие электрокинетические свойства.

Плотность подсланевой воды обычно составляет 1022¸1033 кг/м³, а нефтепродуктов, используемых на судах - 830¸950 кг/м³. Температура подсланевой воды колеблется в широких пределах и зависит от района плавания судна, температуры воздуха в машинном отделении и т.д. Значение рН обычно составляет рН=6¸7,6, то есть подсланевые воды имеют нейтральную или слабокислую реакцию, что является свидетельством наличия в нефтепродуктах органических кислот, которые совместно с серосодержащими соединениями могут способствовать некоторой стабильности системы "вода-нефть" за счет ионно-статического фактора.

Сравнительно невысокое значение поверхностного натяжения  указывает на наличие в подсланевых водах ПАВ. Удельная электропроводность воды  и компонентов нефтепродуктов