Очистка сточных вод. 11

Очистка сточных вод  

Оглавление    
 

1. ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2  

2. Источники  загрязнения внутренних водоемов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3  

3. МЕТОДЫ очистки  сточных вод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6  

4. ВЫБОР технологической  схемы очистки сточных вод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8  

5. Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9  

Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10               
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                      
 
 
 
 

Введение   

      Вода - ценнейший природный ресурс. Она  играет исключительную  роль  в

процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение  вода

имеет  в  промышленном  и  сельскохозяйственном  производстве.  Общеизвестна

необходимость  ее  для  бытовых  потребностей  человека,  всех  растений   и

животных. Для  многих живых существ она служит средой обитания.

      Рост городов, бурное развитие  промышленности, интенсификация сельского

хозяйства, значительное  расширение  площадей орошаемых земель,  улучшение

культурно-бытовых  условий  и  ряд  других  факторов  все  больше  усложняет

проблемы обеспечения  водой.

      Потребности в воде огромны  и  ежегодно  возрастают.  Ежегодный   расход

воды на земном шаре по всем видам водоснабжения  составляет  3300-3500  км3.

При этом  70% всего  водопотребления используется в  сельском хозяйстве.

      Много воды потребляют химическая  и целлюлозно-бумажная промышленность,

черная и цветная  металлургия. Развитие энергетики также  приводит  к  резкому

увеличению потребности  в воде.  Значительное  кол-во  воды  расходуется  для

потребностей  отрасли  животноводства,  а  также  на   бытовые   потребности

населения. Большая  часть  воды  после  ее  использования  для  хозяйственно-

бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

      Дефицит пресной воды уже   сейчас  становится  мировой   проблемой.  Все

более возрастающие потребности промышленности и сельского  хозяйства  в  воде

заставляют  все  страны,  ученых  мира  искать  разнообразные  средства  для

решения этой проблемы.

      На современном  этапе  определяются  такие  направления  рационального

использования водных ресурсов:  более  полное  использование  и  расширенное

воспроизводство ресурсов  пресных  вод;  разработка  новых   технологических

процессов,  позволяющих  предотвратить  загрязнение  водоемов  и  свести   к

минимуму потребление  свежей воды.                       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Источники загрязнения внутренних водоемов  

      Под загрязнением водных ресурсов  понимают любые изменения физических,

химических и  биологических свойств воды в  водоемах в связи  со  сбрасыванием

в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые  причиняют  или  могут

создать неудобства, делая воду данных водоемов  опасной  для  использования,

нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения

      Загрязнение поверхностных и  подземных вод можно распределить  на  такие

типы:

      механическое   -   повышение   содержания    механических    примесей,

свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;

      химическое - наличие в  воде  органических  и  неорганических  веществ

токсического  и нетоксического действия;

      бактериальное  и  биологическое  -  наличие   в   воде   разнообразных

патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

      радиоактивное - присутствие радиоактивных  веществ в поверхностных или

подземных водах;

      тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

      Основными  источниками  загрязнения   и  засорения  водоемов   является

недостаточно   очищенные   сточные   воды   промышленных   и    коммунальных

предприятий, крупных  животноводческих комплексов,  отходы  производства  при

разработке рудных ископаемых;   воды  шахт,  рудников,  обработке  и  сплаве

лесоматериалов; сбросы  водного и железнодорожного   транспорта;   отходы

первичной обработки  льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая  в

природные водоемы, приводят   к  качественным  изменениям  воды,  которые  в

основном проявляются в изменении физических  свойств  воды,  в  частности,

появление неприятных запахов, привкусов и  т.д.);  в  изменении  химического

состава воды, в  частности,  появление  в  ней  вредных  веществ,  в  наличии

плавающих веществ  на поверхности воды  и откладывании их на дне водоемов.

      Производственные  сточные  воды  загрязнены  в  основном  отходами   и

выбросами   производства.   Количественный   и   качественный   состав    их

разнообразен  и зависит от  отрасли промышленности,  ее   технологических

процессов; их  делят  на  две  основные  группы:  содержащие  неорганические

примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

      К первой группе относятся  сточные воды  содовых,  сульфатных,  азотно-

туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд  и

т.д., в которых  содержатся кислоты, щелочи,  ионы  тяжелых  металлов  и  др.

Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

      Сточные   воды   второй   группы   сбрасывают   нефтеперерабатывающие,

нефтехимические заводы, предприятия органического  синтеза,  коксохимические

и  др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак,  альдегиды,  смолы,

фенолы и другие вредные вещества.  Вредоносное  действие  сточных  вод  этой

группы заключается  главным образом  в  окислительных  процессах,  вследствие

которых   уменьшается   содержание   в   воде    кислорода,    увеличивается

биохимическая потребность в нем,  ухудшаются   органолептические  показатели

воды.

      Нефть  и  нефтепродукты   на  современном  этапе  являются    основными

загрязнителями  внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая  в

водоемы, они  создают разные формы загрязнения: плавающую  на  воде  нефтяную

пленку, растворенные или эмульгированные в воде.  Нефтепродукты, осевшие на

дно тяжелые  фракции  и  т.д.  При  этом  изменяется  запах,  вкус,  окраска,

поверхностное  натяжение,  вязкость  воды,  уменьшается  кол-во   кислорода,

появляются  вредные  органические  вещества,  вода  приобретает  токсические

свойства и  представляет угрозу не только для человека. 12  г нефти делают

непригодной для  употребления тонну воды.

      Довольно вредным загрязнителем  промышленных  вод  является  фенол.  Он

содержится в  сточных водах  многих  нефтехимических  предприятий.  При  этом

резко снижаются  биологические процессы водоемов,  процесс  их  самоочищения,

вода приобретает  специфический запах карболки.

      На жизнь населения водоемов  пагубно влияют  сточные  воды  целлюлозно-

бумажной   промышленности.   Окисление   древесной   массы    сопровождается

поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели  икры,

мальков и взрослых рыб. Волокна и  другие  нерастворимые  вещества  засоряют

воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах  и  на  их  корме  -

беспозвоночных -  неблагоприятно  отражаются   молевые  сплавы.  Из  гниющей

древесины и  коры выделяются в воду различные  дубильные  вещества.  Смола  и

другие экстрактивные  продукты  разлагаются  и  поглощают  много  кислорода,

вызывая гибель рыбы, особенно молоди и  икры.  Кроме  того,  молевые сплавы

сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью  забивает их дно, лишая  рыб

нерестилищ и  кормовых мест.

      Атомные  электростанции  радиоактивными  отходами   загрязняют   реки.

Радиоактивные    вещества    концентрируются    мельчайшими     планктонными

микроорганизмами  и рыбой, затем по цепи питания  передаются другим  животным.

Установлено, что  радиоактивность планктонных обитателей в тысячи  раз  выше,

чем воды, в которой  они живут.

      Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100  кюри  на  1л  и

более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны  и  специальные

резервуары.

      Рост  населения,  расширение  старых  и  возникновение   новых  городов

значительно увеличили  поступление бытовых стоков во внутренние водоемы.  Эти

стоки стали  источником загрязнения рек  и  озер болезнетворными бактериями  и

гельминтами. В  еще большей степени загрязняют водоемы  моющие  синтетические

средства, широко используемые в быту. Они находят  широкое  применение  также

в  промышленности  и  сельском  хозяйстве.  Содержащиеся  в  них  химические

вещества,  поступая  со  сточными  водами  в   реки   и   озера,   оказывают

значительное  влияние  на  биологический  и  физический  режим  водоемов.  В

результате снижается способность вод к  насыщению  кислородом,  парализуется

деятельность  бактерий, минерализующих органические вещества.

      Вызывает серьезное беспокойство  загрязнение  водоемов  пестицидами   и

минеральными  удобрениями,  которые  попадают  с  полей  вместе  со  струями

дождевой и  талой воды. В результате исследований,  например,  доказано,  что

инсектициды,  содержащиеся  в  воде  в   виде   суспензий   растворяются   в

нефтепродуктах,  которыми  загрязнены  реки  и озера.  Это   взаимодействие

приводит к  значительному ослаблению окислительных функций  водных  растений.

Попадая в водоемы, пестициды накапливаются  в планктоне,  бентосе,  рыбе,  а

по цепочке  питания попадают в организм человека, действуя  отрицательно  как

на отдельные  органы, так и на организм в целом.

      В связи с интенсификацией  животноводства все более дают  о  себе  знать

стоки предприятий  данной отрасли сельского хозяйства.

      Сточные воды, содержащие растительные  волокна, животные и растительные

жиры,  фекальную  массу,  остатки  плодов  и  овощей,  отходы  кожевенной  и

целлюлозно-бумажной  промышленности,  сахарных   и   пивоваренных   заводов,

предприятий  мясо-молочной,  консервной   и   кондитерской   промышленности,

являются причиной органических загрязнений водоемов.

      В сточных водах обычно около 60% веществ органического  происхождения,

к этой же категории  органических относятся биологические (бактерии,  вирусы,

грибы,  водоросли)  загрязнения  в  коммунально-бытовых,   медико-санитарных

водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

      Нагретые  сточные  воды  тепловых  ЭС  и  др.  производств   причиняют

“тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными  последствиями:

в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется  термический  режим,  что

отрицательно  влияет  на  флору  и  фауну  водоемов,  при   этом   возникают

благотворные  условия для массового развития  в  водохранилищах  сине-зеленых

водорослей - так  называемого “цветения воды” Загрязняются реки  и  во  время

сплава, при гидроэнергетическом  строительстве, а  с  началом  навигационного

периода увеличивается  загрязнение судами речного флота.                                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Методы  очистки сточных  вод  

      В реках и других водоемах  происходит естественный процесс  самоочищения

воды. Однако  он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы  были

невелики, реки сами справлялись с ними. В наш  индустриальный век в связи с

резким увеличением  отходов водоемы уже не справляются  со столь значительным

загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать  сточные  воды  и

утилизировать их.

      Очистка сточных вод - обработка  сточных вод  с  целью   разрушения  или

удаления  из них вредных веществ. Освобождение сточных вод  от  загрязнения-

сложное производство. В нем, как  и  в  любом  другом  производстве  имеется

сырье (сточные  воды) и готовая продукция (очищенная  вода)

      Методы  очистки  сточных   вод   можно   разделить   на   механические,

химические, физико-химические  и  биологические, когда  же  они  применяются

вместе,  то  метод  очистки  и   обезвреживания   сточных   вод   называется

комбинированным. Применение  того  или  иного  метода  в  каждом  конкретном

случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

      Сущность механического метода  состоит в том, что из сточных  вод  путем

отстаивания и  фильтрации  удаляются  механические  примеси.  Грубодисперсные

частицы  в  зависимости  от   размеров   улавливаются   решетками,   ситами,

песколовками,  септиками,   навозоуловителями   различных   конструкций,   а

поверхностные   загрязнения   -    нефтеловушками,    бензомаслоуловителями,

отстойниками  и  др.  Механическая  очистка  позволяет  выделять  из  бытовых

сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей,  а  из  промышленных  до  95%,

многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

      Химический метод заключается  в  том,  что  в  сточные   воды  добавляют

различные химические реагенты, которые вступают в реакцию  с  загрязнителями

и осаждают их в  виде нерастворимых осадков. Химической очисткой  достигается

уменьшение нерастворимых  примесей до 95% и растворимых до 25%

      При физико-химическом методе  обработки из сточных вод удаляются   тонко

дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются  органические

и  плохо  окисляемые  вещества,  чаще  всего  из  физико-химических  методов

применяется  коагуляция,  окисление,  сорбция,  экстракция  и  т.д.  Широкое

применение  находит  также   электролиз.   Он   заключается   в   разрушении

органических  веществ  в  сточных  водах  и  извлечении  металлов,  кислот  и

других неорганических веществ. Электролитическая  очистка  осуществляется  в

особых  сооружениях  -  электролизерах.  Очистка сточных  вод   с   помощью

электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях,  в лакокрасочной

и некоторых  других областях промышленности.

      Загрязненные сточные воды очищают  также с помощью ультразвука,  озона,

ионообменных  смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала  себя  очистка

путем хлорирования.

      Среди  методов  очистки   сточных  вод  большую   роль  должен   сыграть

биологический   метод,   основанный   на    использовании    закономерностей

биохимического  и физиологического самоочищения рек и других  водоемов.  Есть

несколько типов  биологических устройств по очистке  сточных вод:  биофильтры,

биологические пруды и аэротен0ки.

      В биофильтрах сточные воды  пропускаются  через  слой  крупнозернистого

материала, покрытого  тонкой бактериальной  пленкой.  Благодаря  этой  пленке

интенсивно протекают  процессы биологического окисления.  Именно  она  служит

действующим началом  в биофильтрах.

      В биологических прудах в очистке  сточных  вод  принимают   участие  все

организмы, населяющие водоем.

        Аэротенки - огромные резервуары  из  железобетона.  Здесь очищающее

начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти  живые

существа бурно  развиваются  в  аэротенках,  чему  способствуют  органические

вещества сточных  вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение  потоком

подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются  в  хлопья  и  выделяют  ферменты,

минерализующие  органические  загрязнения.  Ил  с  хлопьями  быстро  оседает,

отделяясь от очищенной воды.  Инфузории,  жгутиковые,  амебы,  коловратки  и

другие  мельчайшие  животные,  пожирая  бактерии,  неслипающиеся  в  хлопья,

омолаживают бактериальную  массу ила.

      Сточные воды перед биологической  очисткой подвергают  механической,  а

после  нее  для  удаления  болезнетворных  бактерий  и  химической  очистке,

хлорированию  жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции  используют

также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз,  озонирование

и др.)

      Биологический метод дает большие результаты при  очистке  коммунально-

бытовых стоков. Он применяется  также  и  при  очистке  отходов  предприятий

нефтеперерабатывающей,  целлюлозно-бумажной   промышленности,   производстве

искусственного  волокна.   
 

                                      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор технологической  схемы очистки  сточных вод  

      Выбор оптимальных  технологических   схем  очистки  воды  -  достаточно

сложная задача, что обусловлено преимущественным  многообразием  находящихся

в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными  к качеству  очистки

воды. При выборе способа очистки примесей учитывают  не только  их  состав  в

сточных водах, но  и требования,  которым должны  удовлетворять очищенные

воды: при сбросе в водоем  -  ПДС  (  предельно  допустимые  сбросы)  и  ПДК

(предельно допустимые  концентрации веществ), а при   использовании  очищенных

сточных  вод  в  производстве  -  те  требования,  которые  необходимы   для

осуществления конкретных технологических процессов.

     Для приготовления из сточных вод технической воды  или обеспечения

условий  сброса  очищенных  сточных  вод  водоемов  большое  значение  имеет

технико-экономическая  оценка  способов   подготовки   воды.   Экономическое

преимущество  имеют, как правило, замкнутые  системы  водопользования  [1-

3].  Однако процесс замены  современных производств безотходными,  в том

числе  и с полностью замкнутой системой  водопользования,   достаточно

длительный. Поэтому  часть очищенных сточных  вод  сбрасывают  в  водоемы.  В

этих случаях  необходимо соблюдать установленные  нормативы для  относительной

концентрации  вредных веществ в очищенных  сточных водах.

      Применяемые   схемы   очистки   должны    обеспечивать    максимальное

использование  очищенных  вод  в  основных   технологических   процессах   и

минимальный их сброс в открытые водоемы.  При  широком  внедрении  оборотных

систем имеются  дополнительные резервы по сокращению расхода  свежей  воды  и

уменьшению сброса  в  открытые  водоемы.  При  широком  внедрении  оборотных

систем имеются  дополнительные резервы по сокращению расхода  свежей  воды  и

уменьшению сброса сточных вод в водоемы  (совершенствование  технологических

процессов,  повышение  эффективности  очистки  сточных  вод).  Сточные  воды

являются  чистыми,  если  их  отведение  в  водные  объекты  не  приводит  к

нарушению  норм  качества  воды   в   контролируемом   створе   или   пункте

водоиспользования.

      Степень очистки сточных вод   при  сбросе  их  в  водоемы   определяется

нормативами качества воды водоема в расчетном створе  и  в  большой  степени

зависит от фоновых  загрязнений. Для снижения концентраций вредных  примесей,

присутствующих  в сточных водах, до требуемых  величин  необходима  достаточно

глубокая очистка. Поэтому важное значение имеет надежный  контроль  степени