Методы очистки сточоных вод

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 

 

«МАТИ –  Российский государственный технологический

университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ)

 

 

Кафедра: Технология и автоматизация обработки  материалов

 

Реферат по экологии

«Методы очистки  сточных вод».

 

 

 

 

Группа:                        14 МТМ-026

 

Студент:              Максакова О. В.

 

Преподаватель:       Китаев В. З.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ступино 2012

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.

  В  прошлом загрязненных сточных  вод было сравнительно мало, они  имели преимущественно коммунально-бытовое  происхождение. Такие воды многократно  разбавлялись большим количеством  чистой воды рек, а процессы  самоочищения освобождали воды  от загрязняющих веществ. 

 

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.

Индустриализация  стран, увеличение количества населенных пунктов, интенсификация и химизация  сельского хозяйства привели  к резкому увеличению водопотребления  и сброса сточных вод. Количество сочных вод увеличилось во много  раз, состав загрязняющих веществ тоже изменился.

 

Глава 1.Примеси в воде

В ХХ резко  возросло количество всевозможных отходов  антропогенного характера, что привело  к массовому интенсивному загрязнению  рек, морей и океанов. Ежегодно речной сток выносит в Мировой океан 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора, 230 млн. т железа. В реки сбрасывают серную кислоту  и ее соли, фенолы, пестициды, ПАВы, ядохимикаты, радиоактивные отходы. Качество природных  вод во многих районах Земли ухудшилось настолько, что их использовать для  водоснабжения невозможно.

Качество  воды – это характеристика состава  и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов  водопользования. Качество воды оценивается  комплексом разнообразных показателей.

Основными показателями качества воды являются цветность, запах и вкус, жесткость  и щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

 

Примеси, поступающие  в водные объекты, можно разделить :

        - минеральные.

К минеральным  загрязняющим веществам относятся  глина, песок, различные золы и шлаки, растворы и эмульсии солей, кислот, щелочей и минеральных масел, радиоактивные и другие неорганические соединения.

       - органические.

Органические  загрязняющие вещества – это разнообразные  вещества растительного и животного  происхождения, а также многочисленные отходы в виде смол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов, серо - и хлорсодержащих органических соединений и т.д.

        -биологические.

Биологические загрязняющие вещества играют особую роль в жизни водоемов. С бытовыми сточными водами и стоками некоторых  производств в водоемы и водотоки попадают болезнетворные бактерии и  вирусы.

 

Водные  объекты считаются загрязненными, если состав или состояние их вод  изменены в результате деятельности человека до такой степени, что они  стали непригодными для целей, которым  они служили до начала их использования  человеком. Веществом, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

 

Глава 2.Сточные воды и их краткая характеристика

Сточные воды – это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

 

Сточные воды подразделяются на три группы.

   1. Загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных удобрений и др.)

  2. Загрязненные преимущественно органическими примесями   (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности; заводы    по    производству    каучука, пластмасс и др.)

  3. Загрязненные минеральными и органическими примесями(предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству сахара, консервов, продуктов органического синтеза и др.).

 

 

 

 

 

 

 

 

Основными характеристиками сточных вод являются:

-количество  сточных вод, характеризуемое  расходом, измеряемые в л/с или  м³/с, м³/ч, м³/смену, м³/сут и т.д.;

-виды  загрязнений и содержание их  в сточных водах, характеризуемое  концентрацией загрязнений, измеряемой  в мг/л или г/м³.

-степень  равномерности их образования  и поступления в водоотводящие  системы. Обычно она определяется  неравномерностью поступления сточных  вод по часам суток в году. Эти характеристики учитываются  при проектировании водоотводящих  систем.

 

По происхождению  сточные воды могут быть классифицированы на следующие:

   -бытовые. Образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов.

В бытовых  сточных водах содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в  кислороде (БПК) и химической потребности  в кислороде (ХПК). Бытовые сточные  воды имеют БПК=100…400 мг/л, а ХПК=150…600 мг/л, и их можно оценить как  весьма загрязненные. При хранении они способны загнить через 12-24 ч (при t=20°C).

    В городах расход бытовых вод  с 1 га площади кварталов обычно  равен 0,3-2 л/с или 10000-60000 м³/год. В водоотводящую сеть они поступают сравнительно неравномерно и по часам суток и по суткам в году. В дневное время расход больше, чем в ночное, расходы по часам суток могут изменяться в 2-5 раз.

  -производственные. Образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. к ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки.

Производственные  сточные воды различных отраслей промышленности существенно отличаются по составу и концентрации загрязняющих веществ.

 

В связи  с тем, что в сточных водах  промышленных предприятий могут  содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований.

 

Требование к производственным сточным водам.

Производственные  сточные воды не должны:

-нарушать работу сетей и сооружений;

-оказывать  разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений;

-содержать  более 500мг/л взвешенных и всплывающих  веществ; 

-содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб;

-содержать  горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси;

-содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем;

- иметь  температуру выше 40 С.

Производственные  сточные воды не удовлетворяющие  этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

 

   - атмосферные. Образуються в процессе выпадения дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и территории промышленных предприятий. В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения. БПК дождевых вод достигает 50-60 мг/л. Исследованиями установлено, что эти воды могут являться источниками загрязнения водоемов. Расход с 1 га площади территории города достигает 150 л/с (1 раз в год). Это в 50-300 раз больше расхода бытовых вод. В то же время общий расход дождевых вод за год составляет 1500-2000 м³ с 1 га, т.е. в 5-30 раз меньше расхода бытовых вод.

 

Достаточно  широко используется понятие "городские сточные воды". Под ним понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. В реальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает.

 

Все указанные  виды сточных воды требуют обязательной очистки при их отведении в открытые водоемы, так как в них содержатся различные загрязняющие вещества в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые.

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Методы очистки сточных вод

В реках  и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды.При  благоприятных условиях это происходит естественным путем в процессе природного круговорота воды. Но загрязненным бассейнам(рекам, озерам и т. п.) для восстановления требуется значительно больше времени. Чтобы природные системы сумели восстановиться, необходимо прежде всего прекратить дальнейшее поступление отходов в реки.

 

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 (загрязненные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

 

Методы очистки  сточных вод :

    -механические

    -физико-химические 

    -химические

   -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.

 

3.1 Механическая очистка

   Сущность  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, 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.

 

 

1)Песколовки 

Песколовки  предназначены для выделения  механических примесей с размером частиц 200-250 мкм.

Принцип действия песколовки основан на изменении  скорости движения твердых тяжелых  частиц в потоке жидкости.

На входе  в песколовку установлены решетки  для задержания крупных механических примесей. Кроме решеток в начале и  конце песколовки расположены деревянные шиберы для равномерного поступления воды и отключения песколовки. Дно песколовки выполнено под углом к центру сооружения для сбора и откачки выпавшего осадка.

 

Песколовки могут  быть различных конструкций(по движению воды):

-горизонтальные

Самые простейшие горизонтальные песколовки представляют собой резервуары с треугольным  или трапециидальным поперечным сечением. Глубина песколовок 0,25-1 м. Скорость движения воды в них не превышает 0,3 м/с.

Принцип ее работы основан на том, что песок  канализационной сети продвигается в основном в нижней части коллектора и при небольшом уменьшении скорости потока более тяжелые частицы  проваливаются вниз.

Рис.1 Схема горизонтального пескоуловителя.

1 — подводящий патрубок, 2 — песколовка,