/ Реферат - Сточные воды и их очистка. Очистка и обеззараживание сточных вод реферат

«Очистка и обеззараживание сточных вод»

Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы:

• механические;

• физико-химические

• биологические.

Механическая очистка сточных вод.

Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Для задержания крупных загрязнений и частично взвешенных веществ применяют процеживание воды через различного рода решетки и сита. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, чем плотность воды, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы осаждаются на дно под действием силы тяжести, а легкие всплывают на поверхность.

Взвешенные частицы минерального происхождения, главным образом песка, выделяют из сточных вод путем осаждения в сооружениях, называемых песколовками.

Основную массу более мелкой взвеси, преимущественно органического характера, выделяют из сточных вод в отстойниках.

Вещества, более легкие, чем вода, - жиры, масла, нефть, смолы и другие всплывающие на поверхность вещества - выделяются в сооружениях, называемых жироловушками, маслоуловителями, нефтеловушками и смолоуловителями; эти сооружения применяются для очистки производственных сточных вод.

Наконец, для освобождения сточных вод от частиц очень мелкой суспензии, находящейся во взвешенном состоянии, применяют фильтрование сточных вод путем пропуска их через ткань (сетку) или слой зернистого материала, на поверхности и в толще которого задерживается выделяемая из сточных вод взвесь. Фильтрование находит применение при механической очистке главным образом производственных сточных вод.

Как показали данные эксплуатации отстойников на ряде очистных станций, в осадок выпадает не более 80% осаждающихся взвешенных веществ, т. е. не более 60% общей массы взвешенных веществ, находящихся в сточных водах. Более высокий эффект может быть получен путем применения различных средств интенсификации процесса осветления. К числу их относятся биокоагуляция, осветление со взвешенным фильтром и преаэрация с избыточным илом или без него.

Физико-химические методы очистки сточных вод.

Физико-химические методы очистки заключаются в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество - реагент (коагулянт и флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, эти вещества способствуют более полному выделению нерастворенных примесей, коллоидов и части растворенных соединений. Тем самым уменьшают их концентрацию в сточной воде; переводят растворимые соединения в нерастворимые или в растворимые, но безвредные; изменяют реакцию сточных вод, в частности нейтрализуют их; обесцвечивают окрашенную воду и пр.

Физико-химические методы чаще всего применяют при очистке производственных сточных вод. При этом в зависимости от местных условий тот или иной метод может явиться окончательной стадией (если достигаемая степень очистки достаточна для использования сточных вод повторно) либо предварительной стадией (например, при удалении ядовитых соединений или каких-либо других веществ, препятствующих нормальной работе последующих очистных сооружений).

Биологические методы очистки.

Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе и являющихся для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений.

Существующие в настоящее время сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа:

1) сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

2) сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

Сооружения для биологической очистки в естественных условиях, в свою очередь, могут быть разделены на сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации), и на сооружения, представляющие собой водоемы (биопруды), заполненные протекающей очищаемой сточной водой. В сооружениях первого типа питание кислородом идет за счет непосредственного поглощения его микроорганизмами из воздуха. В сооружениях второго типа питание кислородом идет главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации. Климатические условия и большая занимаемая площадь ограничивают развитие естественных приемов биологической очистки сточных вод (биопруды, поля орошения, поля фильтрации).

Для биологической очистки сточных вод в искусственных условиях применяют аэротенки, биофильтры и аэрофильтры.

В этих сооружениях очистка протекает более интенсивно, чем на полях орошения, полях фильтрации и прудах, потому что искусственным путем создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.

Интенсивностью процесса очистки сточных вод в сооружениях определяется окислительная мощность сооружения, под которой понимается число граммов кислорода, получаемое с 1 м3 сооружения в сутки и используемое для снижения биологической потребности в кислороде сточных вод, окисления аммонийных солей до нитритов и нитратов, а также для повышения содержания в сточных водах растворенного кислорода. Окислительная мощность для различных сооружений колеблется в широких пределах.

При повышенных требованиях к степени очистки биологически очищенная вода подвергается доочистке. Наиболее широкое распространение в качестве сооружений для доочистки получили песчаные фильтры, главным образом двух- и многослойные, а также контактные осветлители; микрофильтры применяются реже. Снижение концентрации трудноокисляемых веществ, фиксируемое значением ХПК очищенных вод, возможно методом сорбции, например активированным углем, и химическим окислением, например путем озонирования. Снижение концентрации солей возможно методами обессоливания, применяемыми в практике водоподготовки.

Биологически очищенная вода содержит аммонийный азот и фосфор в значительной концентрации. Азот и фосфор способствуют усиленному развитию водной растительности, последующее непременное отмирание которой приводит к вторичному загрязнению водоема.

Подсчитано, что 1 мг азота продуцирует 10 мг водной растительности, а 1 мг фосфора 115 мг.

Азот удаляют физико-химическими и биологическим методами. Фосфор удаляют химическим осаждением солями железа, алюминия, известью.

Дезинфекция сточных вод.

Дезинфекцию осуществляют теми же приемами и средствами, что и при очистке природных вод. Наиболее часто применяют хлорирование газообразным хлором, а на станциях пропускной способностью до 1000 м3/сутки используют и хлорную известь. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается обеззараживание биологически очищенных вод гипохлоритом натрия, а также путем электролиза раствора NaCl.

Методы обработки осадка.

При очистке сточных вод любым из описанных выше методов образуется осадок вследствие выпадения нерастворенных веществ в первичных отстойниках. Кроме того, в результате биологической очистки образуется большое количество осадка, который выделяется во вторичных отстойниках. Осадок состоит из твердых веществ, сильно разбавленных водой. В сыром состоянии при очистке бытовых и некоторых производственных вод этот осадок имеет неприятный запах и является опасным в санитарном отношении, так как содержит огромное количество бактерий (в том числе могут быть и болезнетворные) и яиц гельминтов.

Для уменьшения количества органических веществ в осадке и придания ему лучших санитарных показателей осадок подвергают воздействию анаэробных микроорганизмов (сбраживанию) и аэробной стабилизации ила в соответствующих сооружениях. К анаэробным сооружениям относятся септики, двухъярусные отстойники, метантенки.

Первые два типа сооружений выполняют одновременно две задачи:

1. выделение из сточных вод нерастворенных веществ путем отстаивания;

2. сбраживание образующегося осадка.

Метантенки предназначаются преимущественно для сбраживания осадка; реже они применяются для предварительной анаэробной очистки высококонцентрированных сточных вод.

Для уменьшения влажности осадка сточных вод и его объема служат иловые пруды (для небольших станций) и иловые площадки. Для обезвоживания осадка применяются различные механические приемы - вакуум-фильтрация, фильтрпрессование, центрифугирование. Создаются эффективные аппараты по термической сушке и сжиганию осадков. Важное значение приобретает утилизация осадков в качестве органоминерального удобрения и белково-витаминных добавок к рационам питания сельскохозяйственных животных.

В отдельных случаях при благоприятных местных условиях устраивают накопители осадка, выделяемого из производственных сточных вод.

При выборе метода очистки и обработки осадка сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий, а также места расположения и типов очистных сооружений необходимо в первую очередь выявлять возможность и целесообразность промышленного использования очищенных сточных вод и осадка.

При определении необходимой степени очистки сточных вод, сбрасываемых в водоемы, следует руководствоваться «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

studfiles.net

Сточные воды и их очистка

Во второй фазе нагрузка по органическим загрязнениям на активный значительно ниже и из-занедостаточного количества этих загрязнений размножение микроорганизмов несколько сдерживается. Устанавливается определенное соотношение между количеством поступивших органических веществ и приростом ила.

В третьей фазе размножение микроорганизмов активного ила замедляется из-занедостатка органических загрязнений. Ил как бы находится в

«голодном» состоянии. Это заставляет микроорганизмы активного ила использовать не только органические вещества поступившие со сточными водами, но и большую часть органических веществ отмерших микроорганизмов,

т.е. минерализовать органическую часть самого активного ила. В результате полного окисления органических загрязнений прирост активного ила настолько мал, что его можно удалять из сооружений через 1-4месяца.

Так же, существуют и другие методы биологической очистки сточных вод. В данном реферате рассмотрены лишь основные.

6. Химические и физико-химическиеметоды очистки Играют значительную роль при обработке производственных сточных

вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами. К ним относятся:

Тепловой способ. Кипячение воды в течение12-20мин убивает все неспорообразующие микроорганизмы. Для уничтожения спор применяют нагрев воды до 1200 С° под давлением или дробную стерилизацию воды – ее кипятят в течение 15 мин, охлаждают до 350 С°, выдерживают при этой температуре 2 ч. для прорастания спор и снова нагревают до кипения.

Действие ультрафиолетового излучения. Вода, длительное время находящаяся на солнечном свету, освобождается от патогенных микроорганизмов. Облучение воды ультрафиолетовыми лучами хорошо обеззараживает воду, свободную от взвешенных и коллоидных примесей.

31

Действие ионизирующего излучения. Облучение воды рентгеновскими лучами, γ- и β- излучателями обеззараживает воду.

Действие ультразвуковых колебаний убивает большинство микроорганизмов. Интенсивность ультразвукового излучения должна быть не менее 2 вт/см2 при продолжительности озвучивания не менее 5 мин.

Обеззараживание воды фильтрованием. В качестве обеззараживающих используют так называемые ультрафильтры из микропористой керамики или фарфора фильтры с асбестоцеллюлозными фильтрующими пластинами, мембранные ультрафильтры и др.

Обеззараживание воды озоном. Это наиболее эффективный метод обеззараживания воды. Однако он весьма дорог.

Обеззараживание воды с помощью бактерицидного излучения.

Обеззараживание воды бактерицидным излучением может производиться только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ,

поглощающих и рассеивающих ультрафиолетовые лучи.

Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты. Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоема.

32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тем не менее, не смотря на обширные методы и технологии по очистки сточных вод для разного рода объектов, проблема их загрязнения стоит остро. Обратимся к данным «Русского географического общества»

В России в настоящее время в поверхностные водоѐмы ежегодно сбрасывается более 70 куб.км сточных вод, или 70% от 100 куб.км всей воды,

используемой для хозяйственных и бытовых целей (остальное – в основном,

вода, используемая для полива в сельском хозяйстве). Из этих 70 куб.км. 30%, или 21 куб. км, не очищены или недостаточно очищены. Большая часть стоков приходится, чаще всего, на городские водохозяйственные комплексы.

Министерство природных ресурсов России приводит данные по объѐму загрязнѐнных сточных вод в ряде областей России (таблица 1).

Из таблицы видно, что лидерами по загрязнению являются, что вполне ожидаемо, наиболее населѐнные и промышленно развитые регионы.

Только на Москву приходится почти 8% загрязнѐнных сточных вод, также выделяются промышленно развитые регионы Сибири, Урала, Поволжья и Московская область.

Таблица 1 - сброс сточных вод в некоторых областях России, 2009

33

Не смотря на комплексы по очистки воды в этих регионах, сама вода способна к естественному самоочищению, происходящему за счѐт микроорганизмов, поглощающих загрязняющие вещества. В то же время,

чрезмерные объѐмы загрязнѐнных стоков могут стимулировать рост водных организмов и, как следствие, накопление органических остатков до такой степени, что изъятие кислорода из экосистемы уже не пополняется за счѐт фотосинтеза. В итоге происходит массовая гибель аэробных (нуждающихся в свободном кислороде) живых организмов и размножение анаэробных,

разрушающих биомассу с помощью брожения. Водоѐм, в результате, теряет способность к самоочищению, превращаясь в зловонное болото антропогенного происхождения.

Сходный эффект вызывает тепловое загрязнение воды, основной источник которого – техническая вода ТЭС, используемая для охлаждения питательной воды замкнутого контура электростанции.

Основными же химическими загрязнителями воды в России остаются:

а) неорганические – поваренная соль, тяжѐлые металлы;

б) органические - нефть, нефтепродукты и отходы нефтепереработки,

удобрения, навозная жижа и моча, фенолы.

Поваренная соль (NaCl) и другие хлориды – одни из наиболее распространѐнных городских загрязнителей воды, используемые для таяния снега зимой. Чрезмерное засоление водоѐмов приводит к гибели пресноводных живых организмов.

Тяжѐлые металлы попадают в поверхностные водоѐмы из разных источников, прежде всего, при сжигании топлива и в качестве отходов целого ряда производств: металлургического, цементного, лакокрасочного,

химического. Наиболее распространѐнные элементы этого ряда: ртуть, медь,

кадмий, свинец, мышьяк, марганец. В высоких концентрациях они становятся токсичными для живых организмов.

Среди отходов нефти и нефтепродуктов, помимо собственно их

утечек при добыче, транспортировке и переработке, выделяются

34

полиароматические углеводороды (ПАУ), в частности – бензапирен. ПАУ попадают в поверхностные воды также в результате работы ТЭС.

Удобрения, смываемые с полей, содержат ионы нитратов, аммония,

фосфатов (NO3, Nh5, h3PO4, HPO4). Также источники фосфатов – моющие средства. Соединения азота и фосфора содержатся в продуктах сгорания топлива и коммунальных сточных водах. Попадая в водоѐмы, они способствуют росту фитопланктона, вызывая так называемое эвтрофирование водоѐмов, эффект которой был описан выше – поглощение кислорода с гибелью, в итоге, экосистемы водоѐма и потерей его способности к самоочищению. Кроме того, ряд этих соединений также токсичен.

Сильное загрязнение воды навозной жижей и мочой ведѐт к образованию аммиака (Nh5), в высоких концентрациях токсичного для большинства живых организмов.

Фенолы – органические соединения, используемые при производстве клеев и пластмасс, также в качестве дезинфицирующего средства; кроме того, мощный источник фенолов – гниющая в воде древесина. Они также способны привести к гибели ряда живых организмов.

Для решения проблемы загрязнения воды, кроме очистки сточных вод, является - сокращение, за счѐт более совершенных технологий,

водопотребления в целом и, как следствие - объѐмов загрязнения, а также развитие безотходных технологий.

В целом, очистка может иметь и побочные эффекты. Тем более,

опасность того или иного вещества для живых организмов устанавливается,

как правило, путѐм наблюдений и опытов. То же можно сказать и о применении различных технологий очистки, которые тоже связаны с попаданием в окружающую среду вещества и энергии в количествах,

превышающих фоновый уровень.

35

Список используемой литературы

1.«Защита водоемов от загрязнения малыми объектами», под ред. А.М. Черняева, Екатеринбург, 1994 г.

2.Юрьев Б.Т. «Очистка сточных вод малых объектов». Рига, Авотс, 1983 г.

3.Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Криштул В.П. «Методы доочистки сточных вод». М. Строииздат, 1978 г.

4.Нечаев А.П., Славинский А.С. и другие. «Интенсификация доочистки биологически очищенных сточных вод». Водоснабжение и санитарная техника, 1991г. N12.

5.Е.Э. Боровский. Вода в природе. Дефицит чистой пресной воды. М., «Чистые пруды».

6.С.П. Горшков. Концептуальные основы геоэкологии. М.: Желдориздат,

2001 г.

7.Вода. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). СПб.,1890—1907гг.

8.Лосев К.С. Вода. -Л.:Гидрометеоиздат, 1989 г. - 272с.

9.Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов. М.: МАКС-Пресс.2008. 200 с. Предисловиечлена-корр.РАН В. В. Малахова. (Серия: Наука. Образование. Инновации. Выпуск 9).ISBN 978-5-317-02625-7.

10.«О некоторых вопросах поддержания качества воды и еѐ самоочищения. Водные ресурсы». 2005. т. 32. № 3. С. 337—347.

11.Андреев В. Г. Влияние протонного обменного взаимодействия на строение молекулы воды и прочность водородной связи. Материалы V Международной конференции «Актуальные проблемы науки в России». Кузнецк 2008, т.3 С. 58-62.

36

studfiles.net

Обеззараживание сточных вод

Патогенные микробы, попадающие со сточными водами в естественные во­доемы, отличаются сравнительно большой устойчивостью (возбудители сибир­ской язвы, ящура, рожи и чумы свиней, сальмонеллеза, бруцеллеза, туберкуле­за, паратуберкулеза, листериоза и др.). Между тем существующие способы очистки вод не обеспечивают полного освобождения их от патогенных микро­организмов и зародышей гельминтов.

Из очистных сооружений только правильно эксплуатируемые поля ороше­ния и фильтрации хорошо освобождают сточные воды от неспорогенных пато­генных микроорганизмов, вследствие чего опасность заражения водоемов прак­тически сводится к нулю, и необходимость дезинфекции отпадает. Все осталь­ные способы очистки хотя и снижают первоначальное содержание микробов, но не устраняют опасность заражения водоемов. Поэтому санитарные правила по спуску сточных вод предусматривают дезинфекцию их до поступления в водоемы, если эти воды создают опасность распространения возбудителей ин­фекций.

В первую очередь необходимо обеззараживать сточные воды боен, убой­ных пунктов, кожевенных, шерстеобрабатывающих и утилизационных заводов, а также биофабрик, ветеринарных клиник и т. п. Наиболее эффективный спо­соб обеззараживания сточных вод, зараженных стойкой микрофлорой (сибир­ская язва и др.), а также яйцами различных гельминтов, — термический метод, или кипячение их в закрытых сосудах в течение 2 ч. Однако ввиду дороговиз­ны и трудоемкости этот метод используют ограниченно.

Для обеззараживания сточных вод химическим способом, так же как и питьевой воды, применяют хлорную известь или газообразный хлор, а также 20%-ную взвесь свежегашеной извести. Осветленную сточную воду и плотный осадок, полученные после отстаивания, хлорируют отдельно (1 часть на 10 частей сточной жидкости).

Дозу хлорной извести или хлора устанавливают по результатам микробио­логического исследования сточной воды (предварительной опытной проверки). При этом титр кишечной палочки обезвреженной воды должен быть больше 10. Ориентировочную дозу активного хлора следует принять; для сточной воды после предварительной очень тщательной очистки ее биологическими способами 10-20 мг на 1 л, после тщательной механической очистки — 20-30 мг на 1л и для неочищенной или после не вполне достаточной механической очистки — 50-60 мг и более на 1 л сточной жидкости. После смешивания хлора со сточной водой должен контактироваться не менее 2 ч.

Необходимо отметить, что на яйца гельминтов хлорирование не действует, и единственно эффективным способом освобождения от них является очистка сточной воды на полях орошения и фильтрации или ее кипячение.

Для обеззараживания сточных вод от возбудителей сибирской язвы и дру­гих спорообразующих инфекций достаточно эффективного способа еще не пред­ложено.

Навозные стоки (обработка, обеззараживание и использование). В послед­ние годы в нашей стране широко развернуты строительство животноводческих комплексов и реконструкция ферм на промышленной основе. В таких хозяйст­вах животных преимущественно содержат без подстилки и получают большое количество полужидкого и жидкого навоза, содержащего 85-96% воды. Так, на свиноводческом комплексе с годовым объемом производства 108 тыс. голов образуется большое количество жидких навозных стоков (до 1 млн. м3 в год). Установлено, что там, где хорошо развито промышленное животноводство, ко­личество жидких и твердых отходов ферм почти в 10 раз превышает уровень отходов населения. В некоторых зарубежных странах имеются примеры, что бесконтрольное использование в севооборотах навозных стоков может нанести ущерб сельскохозяйственным культурам, загрязнить почву, поверхностные и грунтовые воды.

Образование больших количеств навозных стоков, содержащих легко разла­гающиеся органические вещества, на территории комплексов создает постоянную угрозу загрязнения и заражения территории ферм и местности вблизи них воз­будителями инфекционных и инвазионных болезней животных и человека.

В жидком навозе в отличие от твердого подстилочного навоза и фекалий выживаемость патогенных микроорганизмов, вирусов и гельминтов больше, что связано с особенностями физических, химических и микробиологических свойств жидкого навоза по сравнению с твердым. Установлено, что в жид­ком навозе возбудители рожи свиней сохраняют жизнеспособность 92 сут (ле­том) и 157 сут (осенью и зимой), сальмонеллеза крупного рогатого скота — 85 сут (летом) и 158 сут (зимой и весной), бруцеллеза крупного рогатого ско­та и свиней — 108 сут (летом) и 174 дн. (осенью и зимой), туберкулеза — 45 сут. Вирус ящура в жидком навозе крупного рогатого скота и свиней сохра­няет способность вызывать заболевание летом в течение 42 сут, а зимой в замерзшем навозе — до 192 сут. Сравнительно длительные сроки выживания сальмонелл различных видов в жидком навозе также подтверждают многие ис­следователи.

Разбавление навоза перед или во время его хранения в соотношении 1 : 10 увеличивает период выживаемости возбудителей более чем в 3 раза. С увеличением количества микрофлоры в жидком навозе уменьшаются сроки выживаемости патогенных микробов и вирусов.

При хранении жидкого навоза в навозосборниках яйца гельминтов сохраняют жизнеспособ­ность более года. В твердой фракции навоза яйца гельминтов погибают летом после 4-месячного хранения, а осенью и зимой все остаются жизнеспособными. При внесении на поля жидкой фракции навоза, содержащей большое количество яиц гельминтов, последние в пахотном слое сохраняют свою инвазионность 2 лет.

Непосредственное внесение жидкого навоза дождеванием и орошением на поля, луга, пастбища связано с опасностью инфицирования и инвазирования территорий этих угодий. Практика показывает, что выпускать скот на пастбище вскope после дождевания или косить траву на недавно удобренных сенокосах связано с риском заражения и заболевания животных.

Жидкий навоз на комплексах по выращиванию и откорму свиней (на 24, 54 и 108 тыс. голов в год), а также на комплексах по выращиванию нетелей (нa 3 и 6 тыс. гол.) и молодняка крупного рогатого скота (на 5 и 10 тыс. голов) в основном используют на орошение сельскохозяйственных культур. Сооружения систем обработки навоза располагают по отношению к животноводческим предприятиям и жилой застройке с подветренной стороны господствующих ветров, а также ниже водозаборных сооружений. Конструкция хра­нилищ должна исключать загрязнение подземных и поверхностных вод (табл. 30).

Таблица 30

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Ответственность за нарушение валютного законодательства реферат
• 
  Нравственные основы использования гипноза полиграфа реферат
• 
  Нобелевские лауреаты в области генетики реферат
• 
  Нелинейные электрические цепи постоянного тока реферат
• 
  Общие сведения о строении вещества реферат
• 
  Научно техническая революция реферат по географии
• 
  Картинки как красиво написать слово реферат
• 
  Как сохранить зрение реферат 4 класс
• 
  Золотой век афин реферат по мхк
• 
  История древнего китая 5 класс реферат
• 
  Есть такая профессия родину защищать реферат