Автор: Пользователь скрыл имя, 27 Февраля 2013 в 02:15, лекция
Термин «экология» (от греческого oikos— дом, жилище, место обитания и logos— наука) был введен в научный оборот немецким ученым Э. Геккелем в 1869 году. Им же было дано одно из первых определений экологии как науки, хотя те или иные ее элементы содержатся в трудах многих ученых, начиная с мыслителей Древней Греции. Биолог Э. Геккель рассматривал в качестве предмета экологии взаимоотношения животного с окружающей средой, и, первоначально, экология развивалась как биологическая наука. Однако постоянно возрастающий антропогенный фактор, резкое обострение отношений природы и человеческого общества, возникновение необходимости охраны окружающей среды неизмеримо расширили рамки предмета экологии.
|
Рис. 1.4. Напорный флотатор: 1 – подача сточной воды; 2 – отвод очищенной воды; 3 – подача сжатого воздуха; 4 – отвод пены |
Эффект
очистки флотационных
2.2. Коагуляция с последующим осветлением. Коагуляция – процесс укрупнения коллоидальных частиц и перехода их в категорию ГДП. Очищает стоки от загрязнений II группы дисперсности (Д=105–106), т.е. размер частиц – 0,1 0,01 мкм.
К основным методам
коагуляции относятся:
Основной путь очистки
воды от коллоидных
Работа осветлителей со взвешенным слоем (рис. 1.5) осадка и фильтров основана на принципе контактной коагуляции. Контактной средой осветлителя являются грубодисперсные фракции осадка, взвешенного в восходящем потоке воды. В процессе очистки происходит постоянное образование новых хлопьев осадка, его избыток отводится в илоуплотнитель. Эффект очистки сточных вод таким способом достигает 90 %. В качестве коагулянтов используют соли алюминия, железа, цинка. Скоагулированные хлопья осаждаются, а вода подвергается дальнейшей очистке.
|
Рис. 1.5. Осветлитель со взвешенным слоем осадка. I – осветлитель; II – осадкоуплотнитель; 1 – подача сточной воды; 2 – отвод очищенной воды; 3 – отвод осадка. |
2.3. Сорбция – процесс поглощения растворенных в воде веществ поверхностью твердого сорбента. (Особенно эффективно улавливаются вещества в молекулярном состоянии). Сорбция возникает самопроизвольно и продолжается с убывающей скоростью до достижения равновесного состояния.
Важно, чтобы поверхность
сорбента была достаточно
Сорбция позволяет достаточно глубоко очистить сточную воду (Э » 80 %), но при этом требуется большое количество сорбента.
Для улучшения сорбционных свойств природных сорбентов проводится их модификация, при прокаливании цеолитов при t = 300 400 оС удаляется кристаллическая вода, полезная удельная поверхность сорбента увеличивается в 4 20 раз).
Сорбционная очистка
может осуществляться в
Технология сорбционной
очистки в статических
|
Рис. 1.6. Сорбционная установка с параллельным вводом сорбента: 1 – подача сточной воды; 2 – отвод очищенной воды; 3 – ввод сорбента; 4 – выпуск отработанного сорбента |
Сорбция
в динамических условиях
2.4. Ионный обмен заключается
в том, что твердый материал
(ионит) поглощает из воды
Технология ионного
обмена включает контакт
|
Рис. 1.7. Схема ионообменной колонки: 1 – подача сточной
воды; 2 – отвод очищенной воды; |
Ионообменные
методы применяются при
Ионообменные материалы
– синтетические
Наряду с синтетическими
смолами, в качестве
Природные катиониты гидрофобны. Их качество может быть улучшено модификацией (прокаливанием при t = 300 400 оС, гидрофибизацией). Природные катиониты очищают воду от аммонийного азота, радиоактивных изотопов. Иониты применяются в установках (типа фильтров) с неподвижной и с псевдосжиженной загрузкой.
2.5. Реагентные методы очистки
В воду добавляется
реагент, который связывает
2.6. Окисление (озоном, ультрафиолетом (УФ), реагентами)
К сильным окислителям
относятся озон, фтор, кислород, хлор
и другие вещества, обладающие
большими значениями
Методы окисления
используют для доочистки сточн
Озон О3 – сильнейший окислитель. В реакции O3 + 2H+ + 2е- « O2 + H2O ЕО3 = +2,07 В.
Взаимодействие озона
с загрязнителями воды
Окисление сопровождается
потерей озоном атома
Озонаторные установки
(рис. 1.8) сложны, громоздки и требуют
соблюдения техники
|
Рис.1.8. Схема реактора для озонирования: 1 – отвод воды; 2 – подача озоно-воздушной смеси |
Особенностью
реакторов для окисления
Окисление ультрафиолетом.
В толщу воды помещается
В качестве окислительных реагентов применяются также хлор (газ и хлорная известь), перманганат калия, кислород, перекись водорода.
2.7. Нейтрализация –
реакция обмена между кислотой
и основанием, при которой оба
соединения теряют свои
Кислоты и основания
в водном растворе
Для уменьшения рН воды
ее обрабатывают кислотами,
Выбор нейтрализующих
Из кислот наиболее
часто применяют серную, реже
– соляную кислоту, из
Реагенты вводятся в виде порошков (известь, кальцинированная сода), водных растворов (NaOH, гашеная известь и др.), газов, активных загрузок фильтров (дробленый мрамор, известняк, доломит).
Если на промышленных
предприятиях образуются
Химическая реакция
происходит мгновенно, но
Процесс осуществляется
в нейтрализаторах (емкости
2.8. Экстракция (от лат. – извлечение) – метод очистки, альтернативный сорбции, применяющийся для удаления молекулярных примесей в основном органического характера (рис.1.9).
|
Рис.1.9. Экстрактор колонного типа: 1 подача тяжелой фазы (сточная вода); 2 отведение тяжелой фазы (очищенные стоки); 3 подача легкой фазы (экстрагент); 4 отведение легкой фазы с загрязнениями |
В
большинстве случаев
В качестве экстрагентов применяются плохо растворимые в воде органические жидкости и сложные эфиры, спирты, ароматические соединения, кетоны.
Технология экстракции
включает следующие
1. Интенсивное перемешивание
экстракта с водой для
2. Быстрое и полное
разделение экстракта и
3. Удаление экстракта и его регенерация
3. Биологические методы очистки
Биохимическая деструкция
остаточных загрязнителей в
Принципиальное отличие
биохимических процессов
В сооружениях для биологической очистки воды формируется биоценоз, т.е. совокупность микроорганизмов, растений и животных, связанных между собой условиями совместной жизнедеятельности. Основную часть биологической массы составляют микробы, генерирующие необходимые для очистки ферменты. Биоценоз образуется естественным путем и при изменении влияния внешних факторов способен к саморегулировке. В зависимости от рода питания различают метатрофы, использующие органику, и прототрофы, использующие неорганические соединения.
На жизнедеятельность
микроорганизмов оказывают
На сооружениях
биологической очистки из
К сооружениям биологической
очистки отностся: аэротенки, биофильтры,
биопруды. Аэротенк – резервуар,
в котором сточная вода