Działalność zakładów przemysłowych, gdzie zachodzi szereg procesów technologicznych i produkcyjnych, nierozłącznie związana jest w generowaniem ścieków. Zużyte ciecze to efekt uboczny działalności przemysłowej, podobnie jak w przypadku bytowania i codziennego funkcjonowania człowieka, który produkuje ścieki komunalne, związane ze spłukiwaniem urządzeń sanitarnych, utrzymanie higieny czy przygotowywaniem posiłków. Praktycznie żadna branża przemysłu nie jest wolna od powstawania ścieków w procesie jej działalności. Czy tego rodzaje ciecze można oczyszczać? Jeśli tak, jakimi sposobami? Czy oczyszczanie ścieków przynosi jakieś korzyści?
Co zaliczamy do ścieków przemysłowych?
Ogólnie rzecz biorąc, ścieki to zużyte ciecze, a także roztwory, koloidy lub zawiesiny, które odprowadzanie są za pomocą rurociągów do zbiorników naturalnych (do środowiska) bądź do specjalnych kanałów ściekowych (w tym celu powstają systemy kanalizacyjne, bądź szamba). Nie nadają się do spożycia, a bez oczyszczenia nie sprawdzą się też do ponownego wykorzystania. W ich skład wchodzą nawet odpadowe ciała stałe, np. fekalia. Ścieki to zatem, w najprostszym rozumieniu, zanieczyszczona woda, pełna elementów ubocznych działania człowieka. Mianem ścieków określa się też zwyczajnie wodę pochodzenia naturalnego (z opadów atmosferycznych, roztopów itd.). Ścieki przemysłowe samą swoją nazwą zaś wskazują, że ich źródłem nie są gospodarstwa domowe, instytucje publiczne, ani nie powstają na gruncie zjawisk atmosferycznych, ale są wynikiem przemysłowej działalności zakładów. Dokładniej definiuje ten rodzaj ścieków Prawo wodne (tekst jednolity: Dz. U. 2012 nr 0 poz. 145 z późn. zm.) w art. 9, ust. 1, p. 17). Z definicji tam zawartej dowiadujemy się, że ścieki przemysłowe są to ścieki niebędące ani ściekami bytowymi, ani wodami opadowymi i roztopowymi, a powstają w związku z działalnością handlową, przemysłową, składową, transportową lub usługową. Mogą być również mieszaniną ze ściekami innego podmiotu, które odprowadzane są jednak kanalizacją danego zakładu przemysłowego.
W ściekach przemysłowych znajdować mogą się między innymi:
- białka, tłuszcze, węglowodany (np. w zakładach spożywczych)
- barwniki (np. w zakładach włókienniczych)
- pestycydy (w zakładach przemysłu rolniczego)
- detergenty (w zakładach kosmetycznych)
- kwasy i zasady oraz siarkowodór ((np. w przemyśle chemicznym)
- metale ciężkie (np. w zakładach przemysłu maszynowego), w tym ołów, nikiel, miedź, rtęć czy kadm.
W każdej gałęzi przemysłu wyróżnić można charakterystyczne dla niej elementy uboczne produkcji przemysłowej. Woda zawierające te elementy może pochodzić z fabryk państwowych, zakładów energetycznych czy prywatnych firm produkcyjnych.
Czym jest oczyszczanie ścieków przemysłowych?
Ścieki przemysłowe, aby można było mówić o odpowiedzialnym gospodarowaniu nimi, zanim trafią do kanalizacji czy bezpośrednio do środowiska, powinny być odpowiednio podczyszczone. To dzięki oczyszczaniu nie będą stanowiły zagrożenia dla ekosystemu, dla urządzeń kanalizacyjnych oraz dla osób, które zajmują się obsługą tych urządzeń. Z tego też powodu ścieki trafiające do kanalizacji czy innych zbiorników muszą spełnić pewne warunki. Ścieki trafiające do kanalizacji nie mogą m.in. przekraczać temperatury 35 stopni Celsjusza. Odczyn takich ścieków powinien być nie niższy niż 6,5 pH, ale nie powinien przekraczać 9,5 pH. (lub 8-10 pH w przypadku ścieków zawierających siarczki i cyjanki). Ścieki muszą być też podatne na mechaniczno-biologiczne procesy oczyszczania. Zapewnienie odpowiednich parametrów odprowadzanych ścieków jest więc podstawowym obowiązkiem dostawcy ścieków przemysłowych, który odprowadza je w ramach swojej działalności. Pomaga w tym właśnie oczyszczanie ścieków przemysłowych. Wykorzystuje się w tym celu różnorakie procesy podczyszczania. Osiągniecie optymalnych parametrów ścieków umożliwiają np. specjalne kompaktowe oczyszczalnie ścieków w zakładach przemysłowych. Oczyszczają ścieki, wykorzystując np. flokulację czy filtrację niskociśnieniową, w razie potrzeb dozują środki chemiczne i regulują pH zużytej wody. Czuwają nad tym automatyczne systemy kontrolne. Wysokiej jakości systemy pompowe wytrącają osady do pojemnika filtracyjnego. Oczyszczona woda może być nawet skierowana do ponownego przefiltrowania, a w konsekwencji ponownego wykorzystania w procesie produkcji.
Najbardziej efektywne jest oczyszczanie ścieków w systemie modułowym, to znaczy łączącym w sobie wiele różnych elementów, dopasowanych do specyfiki i wymogów danego zakładu przemysłowego.
Podczyszczanie ścieków przemysłowych
Podczyszczanie ścieków przemysłowych to etap wstępny, którego celem jest przygotowanie zużytej wody do dalszego, bardziej zaawansowanego oczyszczania lub bezpiecznego odprowadzenia do kanalizacji. Na tym etapie usuwa się głównie największe i najbardziej uciążliwe zanieczyszczenia, które mogłyby obciążyć lub uszkodzić instalacje kanalizacyjne i oczyszczalnie. Do procesów podczyszczania zalicza się m.in. mechaniczne oddzielanie ciał stałych przy użyciu krat, sit czy piaskowników, neutralizację odczynu chemicznego (np. poprzez dodanie wapna, kwasów lub zasad), a także wstępne procesy flotacji i koagulacji. Dzięki temu ścieki osiągają parametry zgodne z wymaganiami prawnymi i technicznymi, co umożliwia ich dalsze skuteczne oczyszczanie w systemach biologicznych i chemicznych. Podczyszczanie jest więc kluczowym elementem ochrony infrastruktury oraz redukcji ryzyka przedostawania się do środowiska substancji szczególnie szkodliwych.
Jakie są procesy oczyszczania ścieków?
Oczyszczanie ścieków pochodzących z przemysłu nie jest wszędzie i w każdych warunkach takie samo. Wybór odpowiedniej metody zależy np. od sposobu odprowadzania ścieków i szczegółowej zawartości określonych substancji. Inaczej przebiegać będzie oczyszczanie cieczy będącej pochodną przemysłu spożywczego, inaczej zaś ścieków pochodzących z laboratorium farmaceutycznego. Niemniej, da się wyróżnić kilka często występujących procesów. Należą do nich m.in.:
- koagulacja,
- sorpcja,
- neutralizacja,
- flokulacja,
- utlenianie,
- sedymentacja,
- flotacja,
- filtracja
- wymiana jonowa.
W ramach oczyszczania wykonuje się również odzysk i recykling wód przemysłowych.
Jednym z najczęściej wykorzystywanych procesów, które sprawiają, że ścieki uzyskują parametry pozwalające na bezpieczne skierowanie ich do kanalizacji, to flotacja. W tym przypadku rozdziela się zanieczyszczenia stałe od reszty ścieków za pomocą sprężonego powietrza, które powstaje w układach saturacji ciśnieniowej. Zawiesiny i tłuszcze wynoszone są dzięki mikro pęcherzykom powietrza na powierzchnię. Dodatkowo stosuje się często substancje chemiczne, które przyspieszają cały proces. Takie działanie prowadzi do oddzielenia poszczególnych frakcji ścieków. Otrzymany szlam flotacyjny w postaci kożuchowego osadu poddaje się łatwemu usuwaniu.
Dezynfekcja ścieków przy pomocy ozonowania pozwala zaś na usunięcie mikrozanieczyszczeń, osadów, ale też bakterii czy wirusów i innych patogenów. Chlorowanie ścieków, które przynosi podobne korzyści, ale też stosowanie rozpuszczonego dwutlenku chloru, jest z kolei dobrą metodą w przypadku, gdy do czynienia mamy z nieprzyjemnym zapachem ścieków. Zarówno chlor, jak i dwutlenek chloru mają silne właściwości biobójcze. Utleniają też żelazo, mangan, cyjanki, siarczki.
Jakie są korzyści płynące z oczyszczania ścieków przemysłowych?
Działalność produkcyjna bywa nieobojętna dla środowiska. Przytoczone wcześniej składniki ścieków uwidaczniają ten problem bardzo wyraźnie. Niekiedy mówi się nawet o toksycznym działaniu ścieków przemysłowych, co stanowi realne zagrożenie dla ekosystemu. Z tego względu tak ważne jest opracowanie i wdrożenie optymalnych sposobów na to, by odpowiednio gospodarować ściekami, w tym oczyszczać je, co ma szereg pozytywnych konsekwencji. Przede wszystkim, zanim ścieki zostaną ponownie wykorzystane lub odprowadzone do środowiska, zostają usunięte zanieczyszczenia, co ma niebagatelne znaczenie dla ekologii. Ekologiczne korzyści to jednak nie tylko kwestia tego, że potencjalnie szkodliwe substancje nie zostaną uwolnione do ekosystemu. Oczyszczalnia ścieków wykorzystująca proces fermentacji beztlenowej jest w stanie wyprodukować biogaz, który z kolei wykorzystany może być do produkowania energii cieplnej i elektrycznej. Odpowiednio zaś ustabilizowane osady mogą zostać świetnym nawozem w rolnictwie (mowa tu o nieszkodliwych, przydatnych w rolnictwie pierwiastkach mineralnych).
Pod względem ekonomicznym zaś oczyszczanie ścieków umożliwia nawet ponowne wykorzystanie oraz uzdatnianie wody z odzysku w procesach przemysłowych, co wpływa na zmniejszenie kosztów przetwarzania odpadów i kosztów zużycia wody. Jednocześnie zapewnić może działalność przemysłową zgodną z lokalnymi standardami oczyszczania ścieków z przemysłu.
