При разработке проекта строительства любого предприятия выбор места застройки часто зависит от возможности присоединения канализации предприятия к канализационной сети города. Такой способ отвода сточных вод предприятия наиболее выгоден и к нему нужно стремиться. Он снимает с предприятия некоторую ответственность за полное очищение сточных вод, сокращает затраты на строительство и эксплуатацию отстойников и дает большие гарантии обезвреживания часто трудно обрабатываемых сточных вод. Поэтому лучшим решением вопроса спуска промышленных сточных вод является спуск их в городскую канализацию.
Смешение городских и промышленных сточных вод во многих случаях выгодно как предприятию, так и городу. С одной стороны, некоторые промышленные сточные воды смешиваясь с городскими сточными водами, легче очищаются. С другой стороны, некоторые промышленные воды содействуют лучшему осветлению городских сточных вод, так что при нормальном смешении в городских отстойниках создаются лучшие условия для очищения. К таким промышленным сточным водам относятся, например, воды, содержащие известь или соли тяжелых металлов. Однако спуск промышленных сточных вод в городскую канализационную сеть зависит от возможностей этой сети и от свойств самих промышленных сточных вод. Там, где существует опасность вредного влияния промышленных сточных вод на канализацию, на механические и биохимические процессы очищения, на сельское хозяйство или на водоем, следует отказаться от этого способа спуска сточных вод или, в крайнем случае, провести предварительную обработку их на территории предприятия.
Такую обработку должны пройти промышленные сточные воды, содержащие: 1) свободные кислоты, 2) большое количество сильных щелочей, 3) высокие концентрации некоторых солей, 4) сильнодействующие яды, 5) масла и жиры, 6) опасные газы и вещества, образующие с кислородом воздуха взрывчатые смеси, 7) сильнопахнущие вещества, 8) болезнетворные микробы, 9) взвешенные вещества и тяжелые осадки, 10) радиоактивные вещества, 11) высокие температуры.
Вредность этих веществ в значительной степени зависит от соотношения количеств городских и промышленных сточных вод, смешанных в канализации. Если в месте выпуска происходит заметное разбавление, то к производственным сточным водам можно предъявить соответственно менее жесткие требования. Вообще условия выпуска сточных вод должны устанавливать городские строительные организации, ведающие канализацией. В большинстве городских норм, касающихся строительства, имеются решения по вопросам сточных вод.
Свободные кислоты разрушают бетонные и металлические очистные сооружения. Действие их только в редких случаях снижается вследствие щелочной реакции городских сточных вод. Поэтому во всех случаях необходима нейтрализация кислот.
Если на производстве наряду с кислыми сбрасываются также и щелочные воды, то последние могут быть использованы для нейтрализации. Концентрированные растворы щелочи не представляют опасности для канализации, кроме тех случаев, когда для уплотнения труб на стыках применяется не щелочноупорный материал. Однако щелочные воды в некоторых случаях могут затруднять эксплуатацию канализации и, в случае значительных количеств, могут тормозить биологические процессы очистки. Особенно это относится и известковому шламу, который и сам дает осадки и способен осаждать другие вещества, находящиеся и сточных водах, образуя низкие, липкие отложения в каналах и вызывая в осветлительных сооружениях загнивание шлама. При смешении со сточными водами в неблагоприятных соотношениях концентрированные щелочные производственные стоки могут прекратить очистку на биологических фильтрах и аэротенках, а также вызвать в водоемах помутнение в результате реакции щелочи с солями кальция и другими веществами, обусловливающими жесткость воды. На биологической очистке не сказывается несколько повышенная щелочность сточных вод, если залповые сбросы невелики и нет резких колебаний pH. После приспособления организмов к высокой щелочности они могут переносить pH, равное 10,0, без нарушения процессов разложения. Если щелочи присутствуют в заметных количествах, то реакция нейтрализации может быть осуществлена обработкой углекислотой (дымовые газы) или смешением с кислыми сточными водами. В некоторых случаях целесообразно разбавление другими водами. Сточные воды, содержащие известковый шлам, требуют предварительного механического осветления перед спуском их в канализацию.
Сточные воды, богатые солями определенного состава, разрушают бетон и другие строительные материалы, особенно железо. В случае присутствия сульфатов, концентрация которых превышает 300 мг/л S03, сульфитов и сульфидов, разрушительное действие можно отнести за счет гипсообразования и появления «цементной бациллы» (сульфоалюминат кальция). Сульфат железа в результате гидролитического расщеплении образует свободную серную кислоту, которая разрушает бетонные сооружения.
Хлориды щелочных металлов и кальция безвредны, если их концентрация не превышает 5000 мг/л. Напротив, хлористый магний в концентрациях выше 300 мг/л МgО (и другие соли магния), а также хлорное железо растворяют известь бетона.
Нитраты вредны только в том случае, если они присутствуют совместно с большими количествами аммонийных солей. Поэтому при спуске таких сточных вод в канализацию необходимо обращать особое внимание на соотношение количеств промышленных и городских вод, а также на общую концентрацию растворенных веществ.
Присутствие в мокром шламе меди и окисного железа менее 100 мг/л, никеля и трехвалентного хрома 200 мг/л и цинка выше 0,1% (на сухое вещество) тормозит процесс гниения шлама. Синильная кислота заметно препятствует этому процессу уже при концентрации 1 мг/л.
Если концентрация сильных ядов при смешении промышленных и городских сточных вод превышает допустимый предел токсичности, то такой сток нельзя сбрасывать в канализацию, так как он представляет опасность для жизни человека, а также флоры и фауны водоемов. Если в результате местного расположения предприятий не представляется возможным устранение ядовитых сточных вод каким-либо иным путем, то спуск их в канализацию допускается только при условии безукоризненно работающих установок по их обезвреживанию. Ввиду повышенной опасности таких сточных вод необходимо уделить внимание вопросу об ответственности за возможные случаи отравления.
Очистка сточных вод в аэротенках существенно тормозится присутствием незначительных концентраций солей меди, никеля или цинка порядка 1мг/л и в результате реакции происходит помутнение стока и уменьшении процесса нитрификации. Биологические фильтры переносят несколько большие концентрации упомянутых соединений, но здесь также снижается нитрификация.
Синильная кислота при концентрации 1 мг/л тормозит процесс очистки как в аэротенках, так и в биологических фильтрах, однако в данном случае после адаптации микроорганизмов биофильтры могут перерабатывать до 10 мг/л HCN. Шестивалентный хром снижает действие аэротенков, если его концентрация достигает 2 мг/л, а для биофильтров достаточна концентрация 1 мг/л.
Жиры и масла, которые в небольших количествах могут рассматриваться как нормальные составные части городских сточных вод, вследствие образования свободных жирных кислот разрушают бетон. В больших же количествах приводят к засорению каналов и затрудняют осветление сточных вод в городских очистных сооружениях. Поэтому в правилах строительства всех крупных городов имеются специальные предписания, касающиеся установок по отделению жиров и масел. Эффективность таких установок наибольшая в том случае, если они смонтированы на месте сброса сточных вод, содержащих жиры и масла. Сточные воды, содержащие жиры и масла в эмульгированном состоянии, нуждаются в специальной обработке деэмульгаторами. Наряду с предписаниями о строительстве масло- и жироловушек правила городского строительства всегда включают положение о строительстве бензололовушек, необходимых для сточных вод гаражей и т. д. За добросовестным выполнением этих предписании следует особенно следить вследствие опасности пожаров и взрывов.
Сточные воды, выделяющие вредные газы, как например, окись углерода, хлор, сероводород, сероуглерод, синильную кислоту и углекислоту и разрушающие материалы канализационных сооружений, могут представлять опасность для здоровья и жизни рабочих. Так как в смеси с воздухом они могут образовывать взрывоопасные смеси, то во всех случаях подобные сточные воды должны обезвреживаться перед спуском в канализацию. Рекомендаций, предусматривающих любые возможности очистки, не существует. Они должны вырабатываться для каждого случая в отдельности. При этом следует учитывать и общий состав сточных вод. Указания по методам очистки находятся в специальном разделе по сточным водам отдельных производств.
Сточные воды, обладающие неприятным запахом, например с фабрик рыбной муки, с боен и т. д., нужно прежде всего дезодорировать. Если неприятный запах вызывается процессом разложения, то рекомендуется прибавлять к сточным водам препараты, тормозящие гниение, например ретардан. В этих случаях можно также применять хлорирование.
Сточные воды, опасные в эпидемическом отношении, по возможности вообще не должны спускаться в канализацию. Такими могут считаться сточные воды боен зараженного скота, промышленной переработки волос и трупов животных, а также дубильных производств, поскольку они перерабатывают определенного типа сырье. Для сточных вод предприятий, перерабатывающих трупы животных, имеются общие указания, требующие безупречной дезинфекции. Сточные воды боен зараженного скота и предприятий по переработке волос также должны обезвреживаться перед спуском их в канализацию. Прием опасных в эпидемическом отношении сточных вод дубильных производств допустим лишь в том случае, если вся городская очистка сточных вод, включая осветлительную установку, а также контроль за водоемом поставлены с учетом особых требований гигиены. Следует избегать спуска таких вод в открытые каналы и стремиться к тому, чтобы из осветлительной установки стекали воды, лишенные болезнетворных бактерий. Ил должен обрабатываться термофильными бактериями или сжигаться, а осветленная вода не пригодна для использования в сельском хозяйстве. Наряду с этими мерами предосторожности, находящимися под наблюдением города, на предприятиях также должна осуществляться безупречная в гигиеническом отношении переработка ила, полученного после осветления сточных вод, или же он должен быть подвергнут сжиганию. Сохранение ила в необработанном виде опасно благодаря возможности переноса болезнетворных микробов птицами или крысами и т. д.
Плавающие вещества или тяжелые осадки, сами по себе являющиеся нормальными составными частями городских сточных вод, могут, однако, в больших количествах затруднять очистку. Тяжелые осадки, например песок, известь и т. д., оседают в каналах и мешают движению сточных вод, вызывая образование пробок. Плавающие вещества, например куски шлака, иногда затрудняют механическое осветление смешанных сточных вод, так как они не задерживаются обычными устройствами (погруженные доски, стенки) и в результате этого попадают в водоем. При разложении остатков после осветления анаэробным методом такие вещества являются нежелательными. Для предварительной обработки в этих случаях рекомендуется: для тяжелых осадков — песколовки или отстойники, а для плавающих веществ – решетки или фильтры.
Выпуск радиоактивных сточных вод в городскую канализацию может вызвать заражение данных участков канала, если они приводят к усилению радиоактивности осадков и находящегося там ила, что представляет опасность для здоровья рабочих, обслуживающих канал. Если произойдет обогащение ила радиоактивными веществами, то он не может быть использован для удобрения и улучшения структуры почвы. При использовании в сельском хозяйстве радиоактивных городских сточных вод существует опасность, что радиоактивность перейдет к растениям и вследствие этого будут заражены зерна, а также корм для скота. Наконец радиоактивные загрязнения могут попасть и в водоем. По этим причинам в интересах общественного здоровья при применении нуклидов предписывается надежная ликвидация радиоактивных сточных вод.
Температура играет важную роль при спуске производственных сточных вод в канализацию. В этом отношении горячие сточные воды могут вызвать чрезмерные напряжения и трубопроводе и размягчение битумных прокладок. Кроме того, разложение городских сточных вод в каналах заметно усиливается даже при незначительных повышениях температуры. Температурный предел, предусмотренный строительными нормативами большинства городов для хозяйственно-фекальных сточных вод, не должен превышать 35°С. В некоторых случаях наивысшей допускаемой температурой является 30°С.
Если промышленные сточные воды зависят от сезона года (например на фабрике овощных консервов), то при решении вопроса об их спуске в канализацию необходимо учитывать количество этих сточных вод, затраты и сохранность чистоты водоема.
Во всех случаях, когда существуют сомнения в возможности общей обработки городских и промышленных сточных вод, требуется проведение соответствующих предварительных опытов. При относительно высоком содержании промышленных сточных вод требуется всегда осторожность, за исключением тех случаев, когда дело касается заведомо безвредных вод. В отношении перегрузки городских осветлительных сооружений промышленными сточными подами необходимо учитывать возможность того, что последние будут содержать во много раз больше загрязнений, чем городские стоки. В качестве основания для расчета биологических городских сооружении с успехом можно применять эквивалент, устанавливающий соответствие между загрязненностью промышленных сточных вод и хозяйственно-фекальных вод населенного пункта с определенным числом жителей.
При оценке вопроса о спуске промышленных сточных вод в городскую канализацию нужно принять во внимание, что строительство очистных сооружении на предприятиях не всегда является возможным, и особенности и тех случаях, когда площадь предприятия весьма ограничена. Кроме того, в большинстве случаев, очистные сооружении являются нерентабельными и требуют одних лишь затрат, что в известной мере находит отражение и в подходе к решению этого вопроса.
Другая точка зрения, заслуживающая внимания, заключается в отделении и прямом спуске промышленных сточных вод в открытые водоемы, если они являются условно чистыми или загрязнены в незначительной степени, как например воды охлаждения. После удаления масел они могут быть спущены в водоем.