Охрана водных ресурсов

Минский Институт Управления

Кафедра Экономики и управления производством

 

 

 

 

 

Реферат на тему «Охрана водных ресурсов»

По  дисциплине «ОСН. ЭКОЛ. И ЭКОН. ПРИРОДОПОЛЬЗ»

Студентки факультета экономики группа 120501с

Гребенёк Анастасии Владимировны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План:

1. Охрана поверхностных вод

2. Охрана подземных вод

3. Охрана малых рек

4. Очистка производственных сточных вод

5. Подготовка воды для питьевых целей

 

 

1. Охрана поверхностных вод

К поверхностным относятся воды, постоянно или временно находящиеся на земной поверхности. Это воды рек, временных водотоков, озер, водохранилищ, прудов, водоемов, болот, ледников и снежного покрова.

Меры по их охране предусмотрены  в Правилах охраны поверхностных  вод, утвержденных Госкомприроды СССР от 21.02.91. Особое внимание в них уделено охране водных объектов при сбросе в них сточных вод.

Поверхностные воды охраняются от засорения, истощения и загрязнения. Для  предупреждения засорения осуществляют мероприятия, которые исключают  попадание в них мусора, твердых  отходов и других предметов, отрицательно воздействующих на качество вод и  условия обитания гидробионтов. Строгий  контроль за минимально допустимым стоком вод, ограничение их нерационального  потребления способствуют защите поверхностных  вод от истощения.

Весьма важной и притом сложной  проблемой является защита поверхностных  вод от загрязнения. С этой целью  предусматривается ряд мероприятий, в частности: мониторинг водных объектов; создание водоохранных зон; развитие безотходных и безводных технологий, а также систем оборотного (замкнутого) водоснабжения; очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и других); очистка и обеззараживание поверхностных и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения и других целей.

 

 

2. Охрана подземных вод

Поверхностная гидросфера неразрывно связана с атмосферой, подземной  гидросферой, литосферой и другими  компонентами ОПС. Поэтому, учитывая взаимосвязь  всех ее экосистем, нельзя обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без соответствующей  защиты подземных вод. Последняя заключается в предотвращении истощения запасов подземных вод и предохранении их от загрязнения.

В целях борьбы с истощением запасов  пресных подземных вод, являющихся стратегическим резервом для питьевого  водоснабжения будущих поколений, предусматриваются следующие мероприятия:

• рационально е размещение водозаборов по площади;
• регулирование режима водоотбора подземных вод;
• уточнение величины эксплуатационных запасов (чтобы не допустить их истощения);
• для самоизливающихся артезианских скважин установление кранового режима эксплуатации.

Иногда для профилактики истощения  подземных вод применяют искусственное  пополнение их посредством перевода части поверхностного стока в  подземный. Борьба с загрязнением подземных вод включает профилактические и специальные мероприятия. Профилактические меры являются основными, поскольку требуют наименьших затрат. Специальные мероприятия направлены в первую очередь на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (противофильтрационные стенки, завесы), перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа или откачки их из специальных скважин.

Важнейшей профилактической мерой  предупреждения загрязнения подземных  вод в районах водозаборов  служит устройство вокруг них зон  санитарной защиты.

Зоны санитарной защиты (ЗСЗ) состоят  из трех поясов. Первый пояс включает территорию на расстоянии 30—50 м непосредственно  от места водозабора (скважины). Это  зона строгого режима, в ней запрещено  присутствие посторонних лиц  и проведение работ, не связанных  с эксплуатацией водозабора. Второй пояс ЗСЗ служит для защиты водоносного горизонта от бактериальных загрязнений, а третий — от химических загрязнений. Здесь запрещается размещение любых объектов, которые могут вызвать то или иное загрязнение, например животноводческих комплексов. Не допускается рубка леса, использование ядохимикатов и др.

3. Охрана малых рек

Малые реки, будучи своеобразным компонентом  географической среды, выполняют функции  регулятора водного режима определенных ландшафтов, поскольку в значительной степени поддерживают равновесие и  осуществляют перераспределение влаги. Добавим к этому, что они определяют гидрологическую и гидрохимическую  специфику средних и крупных  рек.

Поскольку сток малых рек формируется  в тесной связи с ландшафтом бассейна, они отличаются высоким уровнем  уязвимости, причем не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора. Особенно большой вред малым рекам наносит  интенсивная хозяйственная деятельность. Из-за этого они быстро зарастают  и заболачиваются, деградируют и, в конце концов, исчезают.

Охрана вод малых рек тесно  связана с охраной от загрязнения  той территории, с которой река собирает свои воды. Поскольку у малых рек способность к самоочищению существенно ниже, нежели у больших, важно создавать на их берегах водоохранные зоны и строго поддерживать их режим. В указанную зону (шириной от 100 до 500 м) входят пойма, надпойменные террасы, бровки и крутые склоны берегов, овраги и балки. Вдоль берегов рекомендуется устройство, полосы леса или луга шириной от 15 до 100 м. Запрещается распашка склонов по берегу, выпас скота, строительство животноводческих ферм, обработка прилегающих к рекам полей ядохимикатами. Овраги, примыкающие к водоохранной зоне, должны быть укреплены, родники, которые питают малую реку, — расчищены.

Повышению способности малых рек  к переработке биохимических окисляемых примесей, которые поступают со стоками и сбросами загрязненных вод, способствует искусственная аэрация. Это достигается посредством установки плотины с переливом, благодаря чему падающая даже с небольшой высоты вода хорошо насыщается кислородом.

 

4. Очистка производственных сточных вод

 

Методы очистки производственных сточных вод подразделяются на : механические, химические, физико-химические и биологические.

Для механической очистки применяют  следующие сооружения: решетки, на которых  задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм; сита, задерживающие примеси  СВ размером до 5 мм; песколовки, служащие для задержания минеральных загрязнений СВ, преимущественно песка; жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, смололовушки для улавливания из СВ соответствующих загрязнений, более легких, чем вода; отстойники для осаждения взвешенных веществ с удельным весом больше единицы.

Принцип действия песколовки основан  на том, что под влиянием сил тяжести  частицы, удельный вес которых больше, чем удельный вес воды, по мере движения их вместе с водой в резервуаре оседают на дно. В соответствии с  закономерностями гидравлики потока песчинки уносятся вместе с водой только при  определенной скорости течения. При  снижении этой скорости крупицы песка  оседают на дно резервуара, а вода течет дальше.

Песколовки бывают горизонтальные, в которых вода движется в горизонтальном направлении, вертикальные, в которых  вода движется вертикально вверх  и круглые с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды.

В последних песколовках происходят процессы, аналогичные явлениям, наблюдаемым  в чайной чашке. При перемешивании  налитого в чашку чая чаинки собираются в центре чашки. При круговом движении СВ в круглой песколовке крупные частицы песка аналогичным образом собираются в ее центре. Через устроенное в центре песколовки отверстие они попадают в специальную камеру.

При механической очистке из производственных СВ путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90% нерастворимых механических примесей различного характера (песок, глинистые частицы, окалина и другие), а из бытовых СВ - до 60%.

В целях очистки СВ от нефтепродуктов также широко применяется метод отстаивания, который в данном случае основан на способности самопроизвольного разделения воды и нефтепродуктов. Частицы последних под действием сил поверхностного натяжения приобретают сферическую форму, и их размеры находятся в диапазоне от 2 до 3 102 мкм. В основе процесса отстаивания лежит принцип выделения нефтепродуктов под действием разности плотностей воды и частиц масла. Содержание нефтепродуктов в стоках находится в широких пределах и составляет в среднем 100 мг/л.

Выделение нефтепродуктов производится в нефтеловушках. Грязная вода подается в приемную камеру и, пройдя под перегородкой, попадает в отстойную камеру, где и происходит процесс разделения воды и нефтепродуктов. Очищенная вода выводится из нефтеловушки, а нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды и удаляются специальным устройством. Подобным образом устроены жироловушки, маслоловушки и смололовушки, использующие принцип разности плотности воды и загрязнений, более легких (например, масло), чем вода.

Химические методы применяются  для очистки производственных СВ. Основными приемами являются нейтрализация и окисление-восстановление, они могут применяться и как самостоятельные, и как вспомогательные в сочетании с другими.

Производственные технологические  процессы проходят как в кислых (избыток  ионов Н+), так и в щелочных (избыток  ОН-) средах, что приводит к появлению соответствующих стоков. Сбалансировать количество ионов Н+ и ОН- — в этом состоит суть метода нейтрализации при очистке стоков.

Рациональным является взаимное объединение  кислых и щелочных стоков. Водоотведение  кислых и щелочных стоков по единой системе трубопроводов не всегда целесообразно, так как это может  вызвать выпадение осадков в  трубах и, как следствие, засорение  сети.

В целях нейтрализации кислых вод  применяют щелочные реагенты: известь  СаО, гашеную известь Са(ОН)2, кальцинированную соду Na2CО3, каустическую соду NaOH, аммиачную воду, а также фильтрование через нейтрализующие материалы (известняк, доломит, магнезит, мел).

Для нейтрализации щелочных вод  наиболее часто применяются кислоты: серная, соляная, азотная, реже уксусная. Возможно использование для этих целей также дымовых газов, содержащих СО2 SО2, NО2.

Сточные воды, содержащие окисленные переменновалентные элементы (Cr+6, Cl-, Cl+5, N-3, N+5 и др.), обезвреживаются в две ступени. На первой элементы, находящиеся в высшей (или высокой) степени окисления, восстанавливаются до низшей (или промежуточной) валентности, при которой данный элемент на второй ступени очистки может быть выделен из жидкой фазы в виде осадка, газа или переведен в малотоксичную форму.

Окислительный метод используется при очистке промышленных СВ от токсичных цианидов, сульфидов, меркаптанов, фенолов, крезолов и т.д. Реагентами являются хлор и его производные (гипохлориты, диоксид, хлораты), кислород, озон, перманганаты, хроматы и бихроматы, пероксид водорода. Восстановительный метод применяется для очистки СВ от нитритов и нитратов, хроматов и бихроматов, хлоратов и перхлоратов, сульфатов, броматов, йодатов. Восстановителями в этом случае служат окисленные переменновалентные элементы, содержащиеся в сульфитах, сульфидах, солях двухвалентного железа, диоксиде серы (из дымовых газов).

Физико-химические методы также в  основном применяются для очистки  производственных СВ. Однако в последнее  время некоторые из них стали  использоваться и при очистке  городских СВ. К ним относится, в частности, коагуляция — процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. При первоначальном размере частиц 0,001 — 0,1 мкм после коагуляции их величина достигает 10 мкм и более, т.е. тех размеров, при которых они могут быть выделены механическими методами. Коагуляция не только приводит к слипанию частиц, но и нарушает агрегативную устойчивость полидисперсной системы, в результате чего происходит разделение твердой и жидкой фаз.

Разновидностью коагуляции является процесс флокуляции — укрупнение мелкодисперсных частиц за счет электростатического взаимодействия под влиянием специально вводимых полиэлектролитов — флокулянтов. В практике водоочистки наибольшее распространение получили активированная кремнекислота и полиакриламид (ПАА). Доза коагулянтов и флокулянтов зависит от состава обрабатываемых вод и уточняется при пусконаладочных работах на очистных сооружениях.

Флотация — процесс выделения  из воды в пенный слой взвешенных и  эмульгированных загрязнений в результате прилипания к пузырькам газа, подаваемого снизу в очищаемой жидкости.

Сорбция — метод глубокой очистки  производственных СВ от растворенных органических и некоторых неорганических загрязнений. В процессах водообработки она может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими биологическими, химическими методами. Сорбция позволяет не только выделить и сконцентрировать загрязнения из СВ, но и утилизировать их в технологическом процессе, а очищенные воды использовать в оборотном водоснабжении.

Механизм адсорбции заключается  в переходе молекулы растворенного  вещества из объема жидкости на поверхность  твердого сорбента под действием  его силового поля. В качестве сорбентов  используют различные естественные и искусственные материалы: золу, коксовую мелочь, торф, цеолиты, активные глины и др. Особенно широко для  этих целей применяются активированные угли, удельная поверхность адсорбции  достигает 400—900 м2/г.

Для концентрированных СВ, содержащих органические загрязнения, представляющие техническую ценность, эффективным методом очистки является экстракция. Она основана на смешивании двух взаимонерастворимых жидкостей (одна из которых сточная вода) и распределении в них, согласно растворимости, загрязненного вещества.

В качестве экстрагентов используют различные органические вещества: ацетон, хлороформ, бутилацетат, толуол и т.д. Разделение экстрагента и экстрагированного вещества производится перегонкой смеси. Это определяет одно из основных требований выбора экстрагента: разная температура кипения экстрагента и выделяемого вещества. После разделения смеси экстрагент вновь используется в цикле очистки вод, а вещество утилизируется.