Контрольная работа по "Экологии"

Наибольшее влияние на содержание детергентов оказывают моторные масла, мазут, присадки к охлаждающей воде и жидкое мыло. Эти вещества целесообразно не смешивать с льяльными водами, а сливать их в отдельные емкости. Если это невозможно, то для нейтрализации влияния ПАВ необходимо применять деэмульгаторы. Судовые балластные и промывочные воды имеют примерно тот же состав, что и льяльные воды, но меньшую концентрацию элементов.

В настоящее время для очистки нефтесодержащих вод используются следующие методы: гравитационный, коалесценции, коагуляции, флотации, фильтрации и другие.

Гравитационный метод. Сущность метода заключается в разделении нефти и воды, основанном на разности их плотности. Механизм разрушения эмульсии можно разбить на три стадии: столкновение глобул нефтепродуктов, слияние их в более крупные капли, выделение в виде сплошной фазы.

Подогрев нефтеводяной смеси способствует разделению эмульсии за счет интенсификации движения капелек нефти и их укрупнения путем слияния, а также возрастания разности плотностей воды и нефти. Последнее объясняется тем, что при подогреве плотность воды почти не изменяется, тогда как у нефтепродуктов уменьшается значительно. Оптимальная температура подогрева нефтеводяной смеси составляет 30 ...45° С.

Гравитационный метод эффективен для удаления основной массы нефти из смеси. Вместе с тем метод длителен (время динамического отстоя должно быть в пределах 2 ... 3 ч), получить нефтесодержание в стоке менее 100 мг/л не всегда удается, поэтому его применяют в комбинации с другими для первичной очистки смеси. Разновидностью гравитационного метода является центробежная очистка нефтесодержащих вод.

Метод коалесценции. В основе метода лежит способность капелек нефти, находящихся в мелкодисперсном состоянии, укрупняться за счет пропускания нефтеводяной смеси через материалы с малыми проходными сечениями (типа капилляров), которые не смачиваются водой, но хорошо удерживают нефть, т.е. обладают гидрофобными и олеофильными свойствами. Укрупнение капель нефти на коалесцирующем материале происходит до тех пор, пока подъемная сила капель не будет достаточной для отрыва от поверхности коалесценции и всплытия. Экспериментально установлено, что оптимальная скорость пропускания нефтеводяной смеси через коалесцирующий материал составляет 0,0015 ... 0,003 м/с. Чем ниже скорость смеси, тем выше эффективность очистки, но в этом случае значительно возрастают габариты коалесцирующих элементов, что для судовых условий неприемлемо. В качестве коалесцирующих могут использоваться гранулированные (песок, полистирол), эластичные с открытыми порами (полиуретановая губка, поролон) и волокнистые (полипропиленовые волокна) материалы, при этом последние получили наибольшее распространение. Менее чувствительны к засорению эластичные материалы типа поролон. Данный метод применяется в качестве вторичного для очистки нефтеводяных смесей.

Метод коагуляции. Сущность метода заключается в укрупнении капель нефтепродуктов с помощью специальных химических материалов — коагулянтов. Такими веществами служат сернокислый алюминий, сернокислое железо, гашеная известь, хлористый кальций, смесь сернокислой закиси железа с гашеной известью и др. В результате действия реагентов на нефтеводяную смесь капельки нефти укрупняются и в зависимости от вида применяемого коагулянта либо всплывают, либо опускаются на дно и вместе с хлопьями реагента образуют осадок. Использование в качестве коагулянта гашеной извести в количестве 0,2 ... 0,7 мг на 1 мг нефти позволяет достичь степени очистки, при которой остаточное содержание нефти составляет до 10 ... 15 мг/л, а при увеличении дозы извести оно может быть снижено до 2 мг/л. Данный метод может использоваться в качестве вторичного, когда основная масса нефти из воды извлечена.

Метод флотации. Сущность метода заключается в извлечении пузырьками воздуха (газа) диспергированных в воде частиц, прилипающих к пузырькам во время столкновений в процессе пропускания воздуха (газа) через смесь. Эффективность флотации эмульгированных в воде нефтепродуктов обусловлена тем, что капельки нефти, прилипая к поверхности пузырьков воздуха, резко увеличивают скорость всплытия (у пузырьков воздуха скорость всплытия в 900 раз выше, чем у капелек нефти).

Существует несколько способов насыщения воды пузырьками воздуха (газа): подача воздуха во всасывающую трубу насоса, когда после создания давления оно резко падает (напорная флотация), выделение газов из раствора (электрофлотация), подача и диспергирование воздуха в разреженное пространство, создаваемое крылаткой (импеллярная флотация). 
Метод фильтрации. В основе метода лежит способность некоторых материалов свободно пропускать воду и задерживать на своей поверхности нефть до определенного момента времени, когда сила притяжения новых капелек нефти с фильтрующим материалом становится недостаточной и нефть уносится потоком смеси. После этого фильтрующий материал подлежит регенерации (очистке) либо замене.

В судовых установках наибольшее распространение получили методы гравитационный, коалесценции и фильтрации.

В настоящее время ведутся опытные работы по очистке судовых нефтесодержащих вод электролитическим и биологическим методами. Электролитический метод основан на использовании явлений, происходящих при электролизе воды, а биологический — на способности некоторых микроорганизмов поглощать углеводороды, являющиеся для них пищей. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Причины образования судовых сточных вод.

Дать их характеристику

 

К сточным водам относятся стоки: из всех типов туалетов; раковин, ванн и шпигатов, находящихся в судовых медицинских помещениях; помещений, в которых содержатся животные; других источников, если они смешаны с перечисленными выше. Согласно международным требованиям стоки от камбузов, буфетов, бань, умывальников, душевых, ванн и прачечных под ограничения по их сбросу не подпадают.

В соответствии с требованиями МАРПОЛ 73/78 (Приложение IV) правила по предотвращению загрязнения моря сточными водами распространяются на суда валовой вместимостью более 200 рег.т или на суда с меньшей и неустановленной валовой вместимостью, на которых численность экипажа с пассажирами более 10 чел. К существующим судам требования правил будут применяться спустя 10 лет после вступления в силу Приложения IV. Судовые сточные воды не содержат специфических ядовитых веществ, но могут оказывать вредное воздействие на водоем или его участок. Во-первых, судовые сточные воды представляют эпидемиологическую опасность вследствие высокого уровня бактериального загрязнения. Во-вторых, из-за высокого содержания органических веществ может нарушаться кислородный режим водоема, тормозятся или полностью прекращаются биохимические процессы его самоочищения.

Косвенным показателем загрязненности сточных вод патогенными бактериями и вирусами является содержание бактерий группы Кишечной палочки Coli (Коли). Загрязненность сточных вод оценивается величиной коли-титра (объем воды в кубических сантиметрах, в котором содержится одна кишечная палочка) или коли-индекса (количество бактерий Coli в штуках на 1 л воды). Коли-индекс сточных вод достигает 1010 ... 1012, а хозяйственно-бытовых - 107 ... 109. Считается, что при коли-индексе менее 1000 содержание болезнетворных микробов практически исключено.

Для окисления содержащихся в сточных водах органических веществ (до 58 %) необходимо большое количество растворенного в воде кислорода. Указанная составляющая вредных веществ выражается через биохимическую потребность в кислороде в миллиграммах на литр (мг/л), определяемую, как правило, за 5 сут (БПК5), для аэробного разложения органических веществ при температуре 20° С без доступа воздуха и света.

Загрязнения в сточных водах по физическому состоянию можно разделить на нерастворимые и растворимые, обладающие различной дисперсностью. Нерастворимые примеси находятся в воде в виде крупной взвеси (размеры частиц более 0,1 мм) и в виде суспензии, эмульсии или пены (размеры частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм). Степень загрязнения стоков нерастворимыми примесями оценивают по количеству взвешенных веществ, задерживаемых на бумажном фильтре (содержание до 24 %); коллоидных примесей с размерами частиц 0,1 ... 0,001 мкм (содержание До 8 %); растворимых примесей с размерами частиц менее 0,001 мкм, которые не образуют отдельной фазы (содержание до 68 %). Следует отметить, что большая часть органических загрязнений (56 % по БПК) содержится в растворенных веществах.

Показатель БПК сточных вод зависит от водопотребления на 1 чел в сутки и составляет 600 ... 800 мг/л при водопотреблении 50 л/сут; 300 ... 400 мг/л — при 100 л/сут; 50 ... 200 мг/л — при 200 л/сут.

Учитывая вредное воздействие сточных вод, сброс их согласно Конвенции МАРПОЛ 73/78 ограничивается, поэтому на судах должны быть предусмотрены специальные технические средства.

Способы предотвращения загрязнения моря сточными водами вытекают из требований МАРПОЛ 73/78: обработка и обеззараживание сточных вод до установленных норм в установках одобренного типа; размельчение и обеззараживание сточных вод в специальных системах; сбор сточных вод и последующая сдача их во внесудовые приемные устройства; сброс необработанных и необеззараженных сточных вод в районах, где сброс разрешен.

Наиболее простым способом предотвращения загрязнения моря сточными водами является сбор сточных вод в специальную цистерну. Сборная цистерна должна иметь достаточную вместимость, исходя из численности экипажа, нормы образования сточных вод на 1 чел в сутки, времени пребывания судна в запретном районе. Вместимость сборной цистерны необходимо согласовать с надзорными органами. Конструкция сборной цистерны должна быть вкладной или встроенной, отделена от цистерн питьевой и мытьевой воды, жилых, служебных и грузовых помещений коффердамом; должна иметь уклон днища в сторону приемных труб, систему промывки и пропаривания, сигнализацию о наполнении, защиту от коррозии; средства для выдачи сточных вод во внесудовые приемные устройства или сброса (насос или эжектор — на крупных судах оба средства), вывод трубопровода на оба борта со сливным соединением международного образца; дистанционное отключение откачивающих средств.

Для сокращения объема сточных вод система сбора может быть выполнена вакуумной, в которой транспортирующим агентом является воздух. В этом случае объем воды на промывку сокращается в 7 ... 8 раз. При этом не обязательно выполнение требований самотека в фановой системе, что упрощает ее схему и монтаж, исключает трубы большого диаметра. Но в такой системе необходима установка специального насоса или эжектора для создания вакуума до 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), усложняется конструкция туалетов, повышаются трудозатраты и расход энергии. Иногда такую систему применяют в комбинации с установками биологического действия для возможности использования в фановой системе пресной воды с целью повышения степени очистки сточных вод.

В системе размельчания и обеззараживания сточных вод предусмотрены специальные устройства, в которых происходит размельчание твердых составляющих. После этого сточные воды поступают в цистерну для обеззараживания с последующим сбросом их за борт. Однако такая система недостаточно снижает БПК и концентрацию взвешенных веществ, поэтому обработанные таким образом сточные воды могут сбрасываться за пределами 4-мильной зоны от берега. Данная система имеет большую пропускную способность, может эксплуатироваться с любым типом туалетов, не требует сложного оборудования.

Наиболее сложным и отвечающим современным требованиям защиты морской среды от загрязнения является способ обработки и обеззараживания сточных вод до установленных норм в специальных установках. Такими установками оснащается большинство вновь построенных судов, а также многие существующие суда в процессе их дообрудования с целью выполнения требований МАРПОЛ 73/78. Применение данных установок позволяет внедрять на судах рециркуляционную систему, в которой в качестве промывочных используются специальные жидкости. Наличие системы обработки и обеззараживания сточных вод не исключает необходимости оснащения судна сборной цистерной, но в этом случае вместимость ее может быть значительно уменьшена.

 

 

 

 

 

 

 

5. Что представляет собою утилизация твердых отходов на судах?

 

В соответствии с приложением V конвенции МАРПОЛ (“О правилах предотвращения загрязнения мусором”), в зависимости от категории мусора запрещается или ограничивается его сброс в различных районах моря.

Поэтому мусор следует собирать раздельно:

Пищевые отходы (включающие мусор, загрязнённый такими отходами).

Изделия из пластмасс, как чистые, так и смешанные с другим мусором.

Бытовой мусор, разрешённый к сбросу в море.

Мусор, обладающий плавучестью (сепарационный, обшивочный и упаковочный материал).

Отходы, образующиеся при техническом обслуживании.

Нефтесодержащая и загрязнённая ветошь.

Пищевые отходы - это любые порченные или непорченые продовольственные продукты такие, как фрукты, овощи, молочные продукты, птица, мясо, обрезки и объедки пищи, а также все иные материалы, содержащие подобные отходы, образующиеся на судне в местах приготовления и приёма пищи.

Несмотря на то, что сброс пищевых отходов разрешён в Особых районах, за 12-мильной зоной, на ходу судна, ряд государств применяют правила контроля за распространением заболеваний человека, растений и животных, которые могут переноситься в пищевых отходах или в пищевой упаковке, посуде разового пользования из-за границы. Этими правилами может требоваться инсинерация (сжигание) или иная обработка мусора для уничтожения болезнетворных организмов. Такой мусор должен накапливаться отдельно от остального мусора с последующей сдачей его в порту в соответствии с законоположениями государства порта.

Бытовые отходы – мусор, состоящий из упаковочных или обшивочных материалов, различных маломерных емкостей и тары, всевозможных изделий из бумаги, текстиля, стекла, керамики, жести или другого материала (несмешанных с нефтью или другими вредными веществами), которые в процессе жизнедеятельности экипажа и пассажиров перешли в категорию отходов и подлежат постоянному или периодическому удалению.