WODY PRZEMYSŁOWE: SKĄD POCHODZĄ, SKŁAD, RODZAJE, UZDATNIENIA - ŚRODOWISKO - 2026

Do wód przemysłowych są stosowane w działalności przemysłowej i handlowej, a następnie odrzucane jako odpady lub złom. Jako odpady nazywane są ściekami przemysłowymi lub ściekami.

Wody przemysłowe są wykorzystywane do różnych celów, takich jak surowce, rozpuszczalniki, źródło energii i higiena obszarów, narzędzi i personelu. Pochodzą ze źródeł naturalnych lub z recyklingu ścieków przemysłowych. Jako ścieki przemysłowe, ich źródła są bardzo zróżnicowane, w zależności od gałęzi przemysłu, z których pochodzą.

Woda w przemyśle wodnym. Źródło: vadimpl

Skład ścieków przemysłowych różni się w szczególności w zależności od rodzaju przemysłu, w szczególności w ramach tej samej gałęzi przemysłu, w której występuje duża różnorodność substancji chemicznych.

Ścieki przemysłowe mogą zawierać metale ciężkie, barwniki, tłuszcze, oleje, detergenty, kwasy i leki. Mogą również obejmować produkty pochodzenia zwierzęcego i roślinnego o różnym charakterze.

Rodzaje ścieków przemysłowych różnią się w zależności od pochodzenia przemysłowego, ich przeznaczenia oraz użytych surowców. Można je również sklasyfikować ze względu na przeważający rodzaj rozpuszczonych w nich substancji. Metody oczyszczania ścieków przemysłowych różnią się w zależności od rodzaju obecnych zanieczyszczeń.

Skąd pochodzą wody przemysłowe?

Przemysł otrzymuje wodę z sieci publicznej, studni, rzek, wodę morską lub wodę z recyklingu z samych procesów przemysłowych. Podczas stosowania w różnych procesach, takich jak mycie obiektów, użycie jako rozpuszczalnika, produkcja energii, destylacja, filtracja i higiena osobista, powstają ścieki.

Przemysł papierniczy i tekturowy

Jest to jedna z gałęzi przemysłu, która w swoich procesach zużywa najwięcej wody i jednocześnie generuje duże ilości ścieków przemysłowych. Ta branża zużywa 27% wody przemysłowej całej branży.

Zużywa się tylko 5–10% zużywanej wody, a pozostałą część trzeba przetworzyć jako ścieki przemysłowe.

Przemysł włókienniczy

Woda w przemyśle tekstylnym. Źródło: Enric

Ma duże zużycie wody i duże wytwarzanie ścieków przemysłowych, a na każdy kilogram materiału tekstylnego potrzeba około 200 litrów wody. Z drugiej strony ścieki przemysłowe osiągają wysoki poziom zanieczyszczenia ze względu na stosowanie różnych substancji chemicznych.

Przemysł chemiczny

Charakteryzuje się dużym zużyciem wody i generuje duże ilości ścieków przemysłowych. Zanieczyszczenie tych wód jest wysokie, a rozpuszczone zanieczyszczenia są w większości przypadków silnie toksyczne.

Agrobiznes

Zużywa około 17% wody przemysłowej, chociaż w niektórych obszarach, takich jak przemysł napojów, większość jest dodawana do produktu końcowego. W tej branży ścieki przemysłowe różnią się znacznie w zależności od konkretnej branży. Między innymi przemysł mięsny, mleczarski, napojowy, konserwowy i cukrowniczy.

Przemysł farmaceutyczny

Ścieki przemysłowe z przemysłu farmaceutycznego powodują poważne problemy związane z zanieczyszczeniem. Jest to szczególnie ważne w krajach takich jak Indie i Chiny, w których istnieje niewiele kontroli zrzutów przemysłowych.

W tych wodach przemysłowych znajdują się leki, takie jak antybiotyki, które po znalezieniu się w środowisku mogą generować odporność szczepów bakterii chorobotwórczych.

Górnictwo i obróbka metali

Zużywa się duże ilości wody, wykorzystując ją jako impuls hydrauliczny do rozbicia skały w poszukiwaniu minerałów. Następnie w przemyśle metalurgicznym woda jest wykorzystywana przede wszystkim jako chłodziwo.

Elektrownie termoelektryczne i jądrowe

W tych energetyzujących gałęziach przemysłu woda jest wykorzystywana jako czynnik chłodniczy, wytwarzając duże ilości ścieków przemysłowych. Wody te są wysoce zanieczyszczające i mogą zawierać metale ciężkie, a nawet pierwiastki radioaktywne.

Kompozycja

Ścieki przemysłowe. Źródło: Nigel Wylie

Skład ścieków przemysłowych jest niezwykle zmienny, ponieważ zależy od procesów przemysłowych, które je wytwarzają. Ogólnie rzecz biorąc, mają stosunkowo niską zawartość materii organicznej, a metale ciężkie są głównymi zanieczyszczeniami w ściekach przemysłowych.

Metale ciężkie

Głównymi zanieczyszczeniami z tej grupy są ołów, rtęć, kadm i arsen. Metale ciężkie są odpadami w różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza w przetwórstwie metali, przemyśle naftowym i chemicznym.

W szczególnych przypadkach, takich jak rtęć, ważnym źródłem są ścieki przemysłowe z elektrowni termoelektrycznych na bazie węgla.

Węglowodory

Są wprowadzane do ścieków przemysłowych przez różne branże, zwłaszcza naftową i petrochemiczną.

Fenole

Są szczególnie istotne w ściekach przemysłowych z przemysłu garbarskiego.

Środki powierzchniowo czynne

Są to mydła i detergenty i znajdują się w wielu rodzajach ścieków przemysłowych. Dzieje się tak, ponieważ są one szeroko stosowane w czyszczeniu obszarów i narzędzi, a także w obróbce surowców. Są szczególnie zanieczyszczające ze względu na negatywny wpływ na błony komórkowe.

Barwniki

Szeroka gama barwników jest stosowana w różnych gałęziach przemysłu, na przykład w przemyśle papierniczym, tekstylnym, spożywczym i chemicznym.

Włókna i celuloza

W ściekach przemysłowych z przemysłu papierniczego i tekstylnego istotna jest obecność składników roślinnych, takich jak włókna i celuloza.

Materiał organiczny

Ścieki przemysłowe z przemysłu spożywczego są szczególnie bogate w materię organiczną, zarówno pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego. Ponadto mogą zawierać różne mikroorganizmy, niektóre z nich są patogenami dla zwierząt, roślin lub ludzi.

Różne chemikalia

Przemysł wykorzystuje szeroką gamę chemikaliów w procesach przemysłowych, jako surowce lub jako mediatory różnych reakcji. Wiele z tych pierwiastków i związków chemicznych jest zanieczyszczającymi odpadami w wodach przemysłowych.

Leki

Jedną z dużych gałęzi przemysłu jest farmacja, która wykorzystuje różne organiczne i nieorganiczne chemikalia. Dzięki tym związkom leczniczym powstają związki, których ślady w wielu przypadkach trafiają do ścieków przemysłowych.

Narkotyki stały się nowymi substancjami zanieczyszczającymi o wielkim znaczeniu dla zdrowia publicznego. W niektórych zbiornikach wodnych wykryto odpowiednie ilości antybiotyków, leków przeciwbólowych i innych leków.

Rodzaje wód przemysłowych

Wody przemysłowe można sklasyfikować z różnych punktów widzenia, albo ze względu na ich wykorzystanie przez przemysł, albo przez sektor przemysłowy. W każdym przypadku charakterystyka powstałych ścieków przemysłowych będzie się różnić.

- Do jego użytku

Sanitarny

Znajdują zastosowanie w procesach oczyszczania surowców, obiektów, urządzeń oraz w higienicznych potrzebach personelu.

Transfer ciepła lub chłodzenie

W tym przypadku wody przemysłowe służą jako nośniki termiczne, albo do wydobywania ciepła z procesu, albo do przekazywania go do niego. Na przykład jako czynnik chłodniczy w przemyśle metalowym i do gotowania w przemyśle spożywczym.

Produkcja parowa

Para wodna jest wykorzystywana do napędzania turbin parowych, a także w procesach sterylizacji, ogrzewania, czyszczenia, hydratacji i nawilżania.

Surowiec

Woda przemysłowa jest używana bezpośrednio jako surowiec, zwłaszcza w przemyśle spożywczym i napojów, a większość z niej opuszcza system jako część produktu.

Rozpuszczalnik

Charakter wody jako uniwersalnego rozpuszczalnika sprawia, że ​​jest to ważne zastosowanie wody przemysłowej. W wielu procesach m.in. w przemyśle chemicznym, spożywczym, papierniczym, tekstylnym służy do tego celu i generuje duże ilości ścieków przemysłowych.

Źródło prądu

Woda jest również wykorzystywana do wytwarzania energii hydraulicznej w przemyśle wodnym. Ma niski poziom zanieczyszczenia chemicznego, ale zanieczyszczenie termiczne jest ważne.

Oczyszczalnie

Przemysłowa stacja uzdatniania wody. Źródło: Annabel

W procesie oczyszczania ścieków powstaje końcowa pozostałość, którą można poddać recyklingowi w tym samym procesie. Jednak pewnej ilości nie można odzyskać, jak w przypadku oczyszczania sedymentacyjnego, w którym do 75% masy końcowego osadu stanowi woda.

- Według gałęzi przemysłu

Wody przemysłowe można również zaliczyć do gałęzi różnych gałęzi przemysłu, m.in. petrochemicznego, spożywczego, papierniczego, tekstylnego, metalurgicznego, górniczego. W każdym przypadku po kolei klasyfikację wód przemysłowych można podzielić zgodnie ze specjalizacją konkretnego zakładu przemysłowego.

Zabiegi

Przemysłowa stacja uzdatniania wody. Źródło: Xavigivax

W zależności od rodzaju przemysłu, stosowanych procesów i surowców zależy to od ilości i właściwości ścieków przemysłowych. Wybór metody ich oczyszczania jest związany z rodzajem ścieków i wymaganym stopniem oczyszczenia.

- Parametry

Zarówno przed jakimkolwiek oczyszczaniem, jak i później, konieczna jest ocena określonych parametrów jakościowych ścieków przemysłowych. Obejmują one chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), całkowitą zawiesinę substancji stałych (TSS) oraz obecność określonych związków.

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen

Jest to najważniejszy parametr w ocenie zanieczyszczenia wody przy pomiarze ilości substancji utleniających się obecnych w wodzie. Jego celem jest w szczególności ustalenie ilości materii organicznej obecnej jako czynnika konsumpcyjnego dla rozpuszczonego tlenu.

Zawiesina ogólna

Ten parametr jest bardzo ważny w ściekach przemysłowych, które były używane jako rozpuszczalnik lub środek czyszczący. Mierzy się ilość stałych, nierozkładających się cząstek zawartych w ściekach przemysłowych.

Wykrywanie określonych związków

W zależności od charakteru ścieków przemysłowych jest badany pod kątem określonych pierwiastków lub związków. Na przykład obecność m.in. metali ciężkich, związków halogenoorganicznych, dioksyn.

- Procedury lecznicze

Istnieją podstawowe procedury oczyszczania, które obejmują fazy sedymentacji i flotacji, które pozwalają na oddzielenie części zanieczyszczeń. W tym przypadku chodzi o te cząstki materiału, które albo osadzają się pod wpływem swojej masy, albo unoszą się na skutek swojej gęstości.

W przypadku cząstek nieulegających sedymentacji stosuje się koagulację-flokulację lub strącanie chemiczne.

Koagulacja-flokulacja

Aby uzyskać sedymentację nieulegających sedymentacji cząstek zawieszonych, do ścieków przemysłowych dodaje się koagulant. Jest to związek, który przyciąga wspomniane zawieszone cząstki, tworząc kłaczki lub skrzepy, które są ekstrahowane w zbiorniku sedymentacyjnym.

Inne podstawowe procesy

Istnieje wiele specyficznych procesów, na przykład zmiękczanie wapna w celu usunięcia soli wapnia i magnezu z wód przemysłowych.

Zabiegi wtórne

Po zastosowaniu poprzednich uzdatnień wody przemysłowe poddawane są różnym zabiegom wtórnym. Należą do nich m.in. osad czynny lub szlam (biodegradacja tlenowa), biodegradacja beztlenowa, utlenianie chemiczne.

Zabiegi trzeciego stopnia

Wreszcie, do ścieków przemysłowych stosuje się oczyszczanie trzeciego rzędu, takie jak filtrowanie, wymiana jonowa lub ekstrakcja. Istnieje również odwrócona osmoza, spalanie lub obróbka elektrochemiczna.

Inne metody dezynfekcji to ozonowanie, promieniowanie ultrafioletowe, ciepło lub chlorowanie. Niektóre są bardzo specyficzne, takie jak odgazowanie lub odpędzanie, w celu oddzielenia siarkowodoru, amoniaku, alkoholi, fenoli i siarczków.

Bibliografia

1. Zmiana rynków i Ecostorm (2016). Oporność na antybiotyki: w jaki sposób zanieczyszczenia z fabryk narkotyków w Indiach i Chinach powodują pojawienie się superbakterii. Hiszpańskie tłumaczenie Ecologists in Action.
2. Fundacja COTEC na rzecz innowacji technologicznych (1999). 10. Ścieki przemysłowe. Dokumenty COTEC dotyczące potrzeb technologicznych.
3. Gilpavas, E., Arbeláez-Castaño, PE, Medina-Arroyave, JD and Gómez-Atehortua, CM (2018). Oczyszczanie ścieków z przemysłu tekstylnego metodą koagulacji chemicznej sprzężonej z procesami Fentona, intensyfikowanej ultradźwiękami niskiej częstotliwości. International Journal of Environmental Pollution.
4. Narodowy Instytut Statystyki (2012). Badanie dotyczące środowiska w przemyśle. Wyniki dotyczące powstawania odpadów w przemyśle w roku 2010. Informacje prasowe.
5. López-Grimau, V. i Crespi-Rosell, M. (2015). Zarządzanie ściekami z przemysłu tekstylnego. Projekt Poprawa gospodarek regionalnych i rozwoju lokalnego. Notatnik technologiczny nr 18.
6. Mänttäri, M., Viitikko, K. and Nyström, M. (2006). Nanofiltracja biologicznie oczyszczonych ścieków z przemysłu celulozowo-papierniczego. Journal of Membrane Science.
7. Muñoz-Lucas, S. i Sánchez-García, R. (2018). Woda w przemyśle spożywczym. Biuletyn Hiszpańskiego Towarzystwa Hydrologii Medycznej.
8. Muzzarelli, RAA, Weckx, M., Filippini, O. and Sigon, F. (1989). Usuwanie śladowych jonów metali z wód przemysłowych, ścieków jądrowych i wody pitnej za pomocą usieciowanego N-karboksymetylochitozanu. Polimery węglowodanowe.
9. Rodríguez-Fernández-Alba, A., Pedro Letón-García, P., Rosal-García, R., Dorado-Valiño, M., Villar-Fernández, S. and Sanz-García, JM (2006). Zaawansowane oczyszczanie ścieków przemysłowych. Raport dotyczący obserwacji technologii 2.
10. Romero-López, T. de J., Rodríguez-Fiallo, H. and Masó-Mosqueda, A. (2016). Charakterystyka ścieków powstających w kubańskim przemyśle tekstylnym. Inżynieria hydrauliczna i środowiskowa.