Способы очистки сточных вод

 

 

Географический факультет

Кафедра международного туризма и  менеджмента 
Направление сервиса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине «Экология»

на тему «Способы очистки сточных вод»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка  1группы       

Цыплакова Ирина Игоревна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краснодар, 2012г.

 

Оглавление

Введение_________________________________________________________________3 
Понятие об очистке сточных вод_____________________________________________3 
Типы сточных вод и методы очистки_________________________________________ 3 
Классификация сточных вод_________________________________________________4 
Выбор оптимальных технологических схем очистки сточной воды________________ 5 
Основные способы очистки сточных вод______________________________________ 6 
Вывод___________________________________________________________________ 8 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

   В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые 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. (http://www.o8ode.ru/article/planetwa/rekuche/purewater/metody_o4ictki_cto4nyh_vod.htm) 
   Загрязнение биосферы, в том числе источников водоснабжения, является реальным фактором, который оказывает отрицательное влияние на здоровье людей. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) от использования некачественной питьевой воды каждый год в мире страдает каждый десятый человек. До 50% речной воды каждый год подвергается техногенному воздействию, в том числе и в результате сброса 425·10⁹ м³ сточных вод. Значительная загрязненность водных объектов и мало эффективные технологии подготовки поды это главные причины низкого качества питьевой воды. Нарушения требований СанПиН 2.1.4.10749-01, в которых установлены физико-химические и микробиологическим показатели питьевой воды отмечены во всех субъектах РФ. Более 90% сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, сбрасываются загрязненными. 
   На качество воды оказывают значительное влияние находящиеся в ней вещества и соединения в различных концентрациях. Превышение концентрации некоторых загрязняющих веществ может оказывать пагубное воздействие как на человека, так и на биологическую обстановку в водном объекте. Следовательно, при сбросе сточных вод после производственных процессов требуется осуществлять извлечение вредных веществ и добиваться установленной предельно допустимой концентрации ПДК сточных вод. (http://enviropark.ru/course/category.php?id=9)

Понятие об очистке сточных вод

   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). (http://www.o8ode.ru/article/planetwa/rekuche/purewater/metody_o4ictki_cto4nyh_vod.htm)

Типы сточных  вод и методы очистки

   Очистка сточных вод проводится с целью устранения вредных и опасных свойств, которые могут привести к пагубным последствиям в окружающей среде. Применение различных технологий очистки направлено на нейтрализацию, обезвреживание или утилизацию ценных компонентов. Таким образом, выбор технологии очистки и оборудования зависит в первую очередь от свойств сточных вод и их отклонений от свойств природных вод. Другими словами, выбор метода очистки стоков зависит от вредных факторов (ВФ), которыми обладает сточная вода. 
   В качестве вредных факторов могут выступать не только токсические вещества – нефтепродукты, ПАВ, ионы тяжёлых металлов, но и такие обобщённые показатели, как агрессивность среды, общая жёсткость (выше допустимой), содержание аммонийного азота, окисляемость и др. 
   Наличие в сточной воде тех или иных вредных факторов определяется из анализа характеристик воды. Каждому ВФ может соответствовать группа показателей, т.е. наличие в воде ВФ может определяться несколькими характеристиками, и в случае отсутствия в воде какой-то характеристики отсутствует и ВФ. Кроме того, один и тот же показатель сточной воды может свидетельствовать о наличии сразу нескольких ВФ. (http://enviropark.ru/course/category.php?id=9)

Классификация сточных  вод   

 Загрязнение водных источников включает в себя любые изменения физических, химических, биологических свойств воды в водных объектах, обусловленных сбросом в них твердых, жидких и газообразных веществ, причиняющих или создающих проблемы, делающих воду опасной для потребления, нанося ущерб деятельности человека, здоровью человека и экологической безопасности населения.  
Загрязнения поверхностных водоемов и грунтовых вод можно классифицировать следующим образом:      

• Механические - увеличение содержания механических примесей, относящееся в основном к поверхностным видам загрязнений,      
• Химические - присутствие в воде неорганических и органических веществ токсичного и нетоксичного действия,      
• Биологические и бактериологические - присутствие в воде разнообразных патогенных бактерий, грибов и водорослей,      
• Тепловые - сброс в водоемы нагретых вод ТЭЦ и АЭС,      
• Радиоактивные - наличие радиоактивных веществ в поверхностных или грунтовых водах.

 

       Основными источниками загрязнений  водных объектов являются недостаточно  очищенные стоки производственных  предприятий и коммунальных объектов, животно- и птицеводческих фабрик, твердые отходы, образующиеся при  разработке полезных ископаемых, сточные воды горнодобывающих  шахт, сточные воды, образующиеся  при обработке и сплаве леса; сточные воды железнодорожного  и водного видов транспорта, техногенные  отходы металлургических предприятий.  
       Загрязняющие вещества, попадая в водные объекты, вызывают качественные изменения, которые проявляются в изменении физических и химических свойств воды (появление запаха, неприятного привкуса и пр.).  
       Промышленные сточные воды как правило загрязнены выбросами и отходами производства. Качественный и количественный состав данных сточных вод различен и зависит от отрасли промышленности и производственных процессов. По составу стоки подразделяют на три основных класса, содержащих:      

• Неорганические загрязнения, включая токсичные,      
• Органические загрязнения,      
• Неорганические и органические загрязнения.

 

       К первому типу относятся  сточные воды содовых, сульфатных, азотных предприятий, обогатительных  заводаов марганцевых, свинцовых,  никелевых, цинковых, руд, в которых  содержатся кислоты, щелочи, катионы  тяжелых металлов и пр. Сточные  воды этого типа как правило  изменяют физические свойства  воды. 
       Сточные воды второго типа сбрасываются НПЗ и нефтехимическими предприятиями, предприятиям органического синтеза и пр. В сточных водах присутствуют различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и прочие вредные вещества. Токсикологическое воздействие стоков данного типа заключается, в основном, в процессах окисления, в результате которых снижается содержание кислорода в воде, возрастает биологическая (БПК) и химическая (ХПК) потребность в кислороде, происходит ухудшение органолептических свойств воды. 
       Сточные воды третьего типа образуются в процессах гальванической обработки поверхностей, производстве печатных плат приборостроительной и радиоэлектронной промышленности и прочих технологических процессах. В составе данных сточных вод присутствуют неорганические: щелочи, кислоты, катионы тяжелых и цветных металлов, и органические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, красители и другие вещества.  
       Нефть и нефтепродукты в настоящее время являются основными загрязняющими веществами внутренних вод и морей мирового океана. Попадая в водные объекты, они создают различные классы загрязнений: нефтяную пленку, плавающую на поверхности воды, растворенные или эмульгированные нефтепродукты, осевшие на дно водоема тяжелые нефтяные фракции. В результате происходит изменение вкуса, запаха, цвета, поверхностного натяжения и вязкости воды, снижается количество кислорода, образуются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и начинает представлять угрозу для животного мира и человека. При содержании нефти всего 0,01 г/л вода становиться непригодной для употребления.  
       Особо опасным загрязняющим веществом является фенол. Фенол присутствует в сточных водах большинства нефтеперерабатывающих и коксохимических предприятий. В присутствии фенолов значительно снижаются биологические процессы водных объектов, процесс самоочищения, вода приобретает довольно неприятный запах. (http://enviropark.ru/course/category.php?id=9)

Выбор оптимальных  технологических схем очистки сточной  воды        

Выбор оптимальных технологических  схем очистки сточной воды - достаточно сложная задача, обусловленная многообразием  находящихся в воде примесей и  высокими требованиями, предъявляемыми к качеству воды. Например, для снижения солесодержания в сточных водах  с целью их повторного использования  применяются следующие методы: ионный обмен, обратный осмос, электродиализ, дистилляция, выпаривание. Воду, прошедшую  стадию обессоливания, можно использовать для технологических нужд: промывки деталей, охлаждения оборудования, получения  пара и т. п. Кроме того, из сточных  вод возможно извлечение ценных компонентов, кислот, щелочей. Использование воды на этих стадиях зависит от требований к качеству оборотной воды. На основании  информации о присутствующих в стоках загрязнителях можно подобрать  очистное оборудование для того или  иного процесса. Очевидно, что выбор  установки для обработки сточных  вод необходимо осуществлять путем  сопоставления данных о качестве воды с характеристиками этих установок. 
   Технологические схемы очистки сточных вод разрабатываются в зависимости от концентрации загрязнений. Применяются деструктивные методы очистки промышленных стоков, предусматривающие разрушение вредных примесей или перевод их в нетоксичные продукты, и регенеративные, основанные на извлечении и утилизации примесей из сточных вод. (http://www.mediana-eco.ru/information/methods/)  
Основные способы очистки сточных вод

    Сточные воды подвергают очистке различными способами: механической, химической, механохимической, физико-химической и биохимической (или биологической).

    Механическую очистку применяют для удаления из сточных вод взвешенных веществ и частично загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Для механической очистки используют решетки, песколовки, отстойники, жироловки, нефтеловушки, маслоотделители, гидроциклоны, фильтры и другие сооружения. Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тряпья, мочалы, бумаги и др.), песколовки - для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.), отстойники - для очистки сточных вод от взвешенных веществ. 
    Под действием силы тяжести частицы, удельный вес которых больше удельного веса воды, выпадают на дно сооружений, образуя осадок. В то же время частицы, удельный вес которых меньше удельного веса воды (жиры, масла, нефть), всплывают на поверхность. Осадок и всплывшие загрязнения удаляют из сооружений и направляют на обработку. 
    Решетки, песколовки и отстойники являются непременными составными частями комплекса сооружений, применяемых для очистки бытовых сточных вод. 
    Для очистки производственных сточных вод от большого количества жиров, нефти и масел используют жироловки, нефтеловушки и маслоотделители. Эти сооружения аналогичны отстойникам, но имеют оборудование для удаления большого количества всплывающих загрязнений. Одновременно они служат и для очистки воды от оседающих веществ. 
    Для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, имеющих большой удельный вес (минеральные загрязнения), могут применяться гидроциклоны. Корпус их имеет цилиндроконическую форму. Вода подводится к корпусу аппарата по касательной с большими скоростями. Выделение взвесей происходит под действием центробежной силы. Для очистки производственных сточных вод от мелкодисперсных взвешенных веществ используют тканевые, сетчатые или песчаные фильтры.

    Химическая очистка заключается в выделении из сточных вод загрязнений путем проведения реакций между ними и вводимыми в воду реагентами. Такими реакциями являются реакции окисления и восстановления, реакции образования соединений, выпадающих в осадок, и реакции, сопровождающиеся газовыделением. Химическая очистка применяется для очистки только некоторых производственных сточных вод.

    Механохимическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных загрязнений. Сущность ее состоит в том, что в воду добавляют коагулянты, которые способствуют удалению из нее загрязнений в процессе ее механической очистки.

    К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, экстракция, эвапорация, коагуляция, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация и др.

    Биохимическая (биологическая) очистка заключается в окислении остающихся в воде после механической очистки органических загрязнений с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности осуществлять минерализацию органических веществ. Биохимическая очистка сточных вод может происходить в условиях, близких к естественным (поля орошения поля фильтрации и биологические пруды), и в искусственно созданных условиях (биологические фильтры и аэротенки). 
    Поля орошения, биоплато и поля фильтрации представляют собой специально подготовленные и спланированные земельные участки, которые периодически заливаются сточными водами. В верхнем слое земли или щебня развивается микробиальная жизнь. Образующаяся на частицах земли, щебня биологическая пленка из микроорганизмов адсорбирует и минерализует органические вещества. Кислород, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов, проникает в почву из воздуха или через корни растений, например, камыша, тростника. Поля орошения используются одновременно для очистки сточных вод и для агрикультурных целей (для выращивания сельскохозяйственных культур) и разделяются на коммунальные и сельскохозяйственные поля орошения. Поля фильтрации служат только для очистки сточных вод. В биологических прудах очистка сточных вод осуществляется также микроорганизмами-минерализаторами, а кислород, необходимый для их жизнедеятельности, поступает из воздуха через поверхность воды в водоеме. 
    Очистка сточных вод на полях орошения, биоплато и полях фильтрации происходит довольно медленно. Значительно интенсивнее осуществляется она на биологических фильтрах и в аэротенках. 
    Для обеззараживания (дезинфекции) сточных вод их подвергают обработке хлорной известью или хлором. 
    Для контакта хлорной извести или хлора с водой сооружают контактные резервуары, конструкция которых аналогична конструкции отстойников. 
    Обработка осадка, образующегося в процессе очистки сточных вод, заключается в сбраживании (перегнивании), обезвоживании и сушке. Сбраживание - биохимический процесс разложения твердой фазы осадка под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода. В процессе сбраживания разлагается до 30-40% органических веществ. Осадок теряет способность загнивать. При малых расходах сточных вод - до 10000м³/сутки - сооружения для сбраживания осадка совмещаются с отстойниками. К таким совмещенным сооружениям относятся септики и двухъярусные отстойники. При значительных расходах сточных вод - более 10000 м³/ сутки - для сбраживания осадка применяют самостоятельные сооружения - метантенки. Обезвоживают осадок или на иловых площадках, или механическим способом на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах. В ряде случаев осадок подвергают термической сушке. 
    Осадки бытовых и производственных сточных вод в некоторых отраслях промышленности являются хорошим удобрением и используются в сельском хозяйстве. (http://www.baurum.ru/_library/?cat=sewage_settlements&id=1508) 
    Часто применяются комбинированные методы очистки воды и утилизации отходов, основанные на проведении нескольких этапов и использование различных методов очистки стоков. Применение того или иного способа очистки отходов зависит от концентрации и вредности примесей, присутствующих в сточной воде. (http://www.orvt.ru/processing_cleaning_water.html)