Методы очистки сточных вод

Содержание

Введение………………………………………………………………….…….....3

1 Источники загрязнения внутренних водоемов……………………………….4                       

2 Методы очистки сточных вод………………………………………………… 6                                         

3 Выбор технологической схемы очистки сточных вод……………………….7                       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.

1. 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.

2. 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