Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков

Вступление

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.

Дисциплина: Экология, Охрана природы, Природопользование
Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 15 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева

РЕФЕРАТ
Тема Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков

Руководитель

преподаватель

Студент Серов М.Ю.

Специальность 3704

Группа ПОС 01-03

АЛМАТЫ 2004

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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 водоиспользования [1-
3]. Однако процесс замены современных производств безотходными, в том
числе и с полностью замкнутой системой водоиспользования, 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
очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству очищенных
вод значение ПДК большинства вредных веществ снижается и, следовательно,
возрастают трудности их определения [4]. Кроме того, контроль усложняется
при определении концентраций вредных веществ в сильно разбавленных сточных
водах.

5. Физико-химические методы очистки сточных вод с применением ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.