Проблемы очистки сточных вод и утилизации осадков

«БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.Г. ПЕТРОВСКОГО»

(БГУ)

 

Социально-экономический  институт

Финансово-экономический  факультет

Кафедра Безопасности Жизнедеятельности

 

 

 

 

 

Реферат

   на  тему: «Проблемы очистки сточных вод и утилизации осадков»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Бачурина  Марина

студентка 2 курса 5 группы

Проверил:

                                                                                         доцент  Хлопяников А.М.

 

 

 

 

Брянск  2012

 

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.

 

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, 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 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.

 

Нефть и нефтепродукты на современном  этапе являются  основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. 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.

 

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной  массы сопровождается поглощением  значительного количества кислорода, что приводит к гибели мальков  и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы.

 

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.

 

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. 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. 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, 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 загрязнения  в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных 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 аэротенки.

 

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.

 

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.

 

 

Обезвоживание и утилизация осадков сточных вод 

 

Большое разнообразие  состава  и свойств, образующихся при очистке осадков сточных вод практически исключает создание и использование каких-либо  универсальных способов обезвоживания.

 

Образующиеся при очистке сточных  вод осадки условно классифицируют на следующие основные категории: минеральные, органические осадки и избыточный активный ил. Наиболее легко обезвоживаются минеральные осадки и гораздо  труднее органические осадки и избыточный активный ил. Технологические схемы  обработки и последующего обезвоживания  органического осадка и избыточного  активного ила включают, как правило, следующие стадии - предварительное  уплотнение, обезвоживание, термическую  сушку (сжигание). Перед обезвоживанием органические осадки можно стабилизировать, а также кондиционировать термореагентной  обработкой.

 

Для снижения влажности, осадки, в  том числе и избыточный активный ил, уплотняют. На стадии предварительного уплотнения активного ила наибольшее распространение получили отстаивание  и флотация.

 

Достаточно широкое распространение  получила напорная флотация для уплотнения избыточного активного ила. Сущность ее заключается в насыщении воды воздухом со значительным пересыщением им, что обеспечивается созданием избыточного давления в течение некоторого времени. При снижении давления до атмосферного начинают выделяться мельчайшие пузырьки воздуха, которые и флотируют содержащиеся в воде частицы примесей.

 

При использовании такого метода для  обезвоживания избыточного активного  ила микробную биомассу можно  сгустить в 300 раз. Такую степень  сгущения следует считать хорошей  при достаточно простом аппаратурном оформлении процесса напорной флотации. Однако потери микробной биомассы с  осветленной иловой водой при  сгущении активного ила напорной флотацией в некоторых случаях  сравнительно большие.

 

Утилизация осадков сточных  вод и избыточного активного  ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них  биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом, такими, как медь, цинк.

 

Наиболее эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка.  Перспективные  технологические способы обезвоживания  осадков и избыточного активного  ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей  термической сушкой и одновременной  грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

 

Наряду с достоинствами получаемого  на основе осадков сточных вод  и активного ила удобрения  следует учитывать и возможные  отрицательные последствия его  применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий  контроль содержания вредных  веществ  в готовом продукте и определение  годности использования его в  качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

 

Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных  вод гарантирует, например, получение  безвредной биомассы избыточного активного  ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или  удобрения.В настоящее время известно достаточно много эффективных и достаточно простых в аппаратурном оформлении способов извлечения этих примесей из сточных вод. В связи с широким использованием осадка сточных вод и избыточного активного ила в качестве удобрения возникает необходимость в интенсивных исследованиях возможного влияния присутствующих в них токсичных веществ (в частности тяжелых металлов) на рост и накопление их в растениях и почве.

 

Проведенные токсикологические исследования  показали возможность переработки  сырых осадков и избыточного  активного ила в цементном  производстве.

 

Ежегодный прирост биомассы активного  ила составляет насколько миллионов  тонн. В связи с этим возникает  необходимость в разработке таких  способов утилизации, которые позволяют  расширить спектр применения активного  ила.

 

Вывод

 

Защита водных ресурсов от истощения  и  загрязнения и их рационального  использования для нужд народного  хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются  мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

 

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение  новых технологических процессов  производства, переход на замкнутые (бессточные)  циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые  циклы промышленного водоснабжения  дадут возможность полностью  ликвидировать сбрасываемые сточных  вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

 

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических  процессов, дающих наибольший экологический  эффект. Большое внимание уделяется  повышению эффективности очистки  производственных сточных вод.

 

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно  путем выделения из сточных вод  ценных примесей, сложность решения  этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и  получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к  воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

 

Существенное влияние на повышение  водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной

степени решить ряд задач, связанных  с очисткой производственных сточных  вод.

 

 

 

Список литературы

 

1. Б. Небел Наука об окружающей среде т. 1, М.: Мир, 1993
2. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде, Л.:  Химия 1987.
3. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод, М 1984
4.   Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. М.
5. Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод. М.: 1989
6. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под редакцией О.А. Юшманова М.: 1985