Контрольная работа по "Биология"

Аквол-2, Аквол-б, МОТ и др.

Сущность способа заключается  в разрушении эмульсии и коагуляции

эмульгированных масел под действием  продуктов электрохимического растворения

алюминиевых анодов и флотаций коагулята  водородом, образующимся на катодах.

Перед электрохимической обработкой сточные воды подкисляют до рН=5- 5,5 для

снижения агрегативной устойчивости эмульсии.

В процессе электролиза величина рН сточных вод возрастает до 6,5 - 7,5.

Процесс очистки сточных вод  складывается из следующих технологических

операций: сбор, усреднение и отстаивание  сточных вод, их подкисление,

электрохимическая обработка, отведение продуктов очистки, осветление

отработанной воды.

Маслоэмульсионные сточные воды после  усреднения и отстаивания в резервуаре с

целью отделения свободного масла (последнее удаляют в маслосборник) затем

направляют в смеситель, где подкисляют концентрированной соляной кислотой до

рН=5-5,5. Подкисленные сточные воды направляют в электролизер. Пенный

продукт, образующийся на поверхности  обрабатываемой жидкости, периодически

или непрерывно удаляют в пеноприемный бак. Обработанную сточную воду

осветляют в отстойнике, после чего сбрасывают в канализацию населенных

пунктов (при биологической очистке  сточных вод на городских канализационных

очистных сооружениях достигается  удаление из них остаточных количеств

органических веществ).

При электролизе подкисленных сточных вод происходит электролитическое

растворение алюминиевого анода и  образование гидроксида алюминия, обладающего

высокой коагулирующей способностью.

Очищенная вода представляет собой  прозрачную бесцветную жидкость, имеющую

величину рН =6,5-7,5, величину ХПК 0,5-0,6 г/л, содержащую нефтепродуктов 25

мг/л и хлоридов 1,5 г/л (общее содержание растворенных минеральных солей 2,5

- 3 г/л).

Электролизер для очистки маслоэмульсионных  сточных вод представляет собой

прямоугольный стальной резервуар, футерованный изнутри винипластом или другим

кислотостойким материалом. Дно  электролизера имеет уклон 1:10 в  сторону

выпуска сточных вод. К левой  торцевой стенке корпуса электролизера (выше

уровни жидкости) прикреплен патрубок для подачи сточной воды, к днищу

приваривают патрубок для отвода очищенной  воды, В правой торцевой степке

аппарата выше уровня жидкости располагаются  два прямоугольных продольных

окна: нижнее - для присоединения  пеносгонного лотка, верхнее - для

подключения вытяжного воздуховода. На задней степке корпуса имеются отверстия

для присоединения токоподводящих шин. Пеносгонный лоток расположен под углом

45' к вертикальной стенке. Б верхней  части корпуса электролизера  (под

электродами) устанавливают пеноудаляющее  устройство.

Электролиз сточных вод проводят при плотности тока 80 - 120 А/м²,

напряжении на электродах 7 - 10 В. Продолжительность  их электрохимической

обработки составляет 4 - 5 мин, удельный расход алюминия для удаления 1 г

эмульгированного масла 0,03 г, удельный расход электроэнергии 2,5 - 3 кВт ч/м,

удельный расход соляной кислоты (35 %) на подкисление сточных вод 7 - 8 кг/м

³.

Для обработки сточных вод возможно использование переменного электрического

тока, однако в этом случае для достижения того же эффекта очистки удельный

расход электроэнергии увеличивается  на 40 - 50 %.

Харьковским отделом ВНИИВОДГЕО разработаны  две модели электролизеров (трех-и

шестисекционный).

В настоящее время установки  для электрохимической очистки  маслоэмульсионных

сточных вод действуют на ряде машиностроительных предприятий СНГ [Минский

моторный завод, Ждановский завод  тяжелого машиностроения, завод

сельскохозяйственных машин (г. Белая  Церковь) и др.].

Институтом “Харьковский Водоканалпроект” разработаны типовые проектные  решения

установок “Комплект оборудования для электрокоагуляционной обработки

смазочно-охлаждающих жидкостей  производительностью 5 - 10 м³/сут.

В Харьковском политехническом  институте М. М. Назаряном разработан аппарат

колонного типа для очистки концентрированных  маслосодержащих сточных вод с

помощью коагулянта - гидроксида алюминия, получаемого путем

электролитического растворения  алюминиевых анодов в электродной  камере

аппарата. Полученная суспензия гидроксида алюминия затем смешивается со

сточными водами в реакционной  камере, а образовавшийся осадок отделяется от

жидкой фазы во флотационной и отстойной  камерах. Установка подобного типа

действует на головном заводе Харьковского ПО “Серп и молот”.

Для очистки больших объемов  маслоэмульсионных стоков успешно  применяется

метод реагентной напорной флотации, Этот метод внедрен на ГПЗ-2 (г. Москва).

Очистку маслоэмульсионных сточных  вод проводят по следующей схеме: сточная

вода поступает в отстойникнакопитель, где происходит выделение

механическихпримесей и свободных  масел, а затем в этой же емкости

производится нейтрализация жидкости серной кислотой до рН=7-8.

Нейтрализованная сточная вода поступает во флотатор, куда одновременно

подается раствор сернокислого алюминия. Образующаяся в процессе напорной

флотации пена собирается и направляется в пеносборник.

Величина - потенциала эмульсионных систем, содержащих неионогенные

эмульгаторы, недостаточна для их высокой стабильности, а их адсорбционные

слои не обладают высокой структурно-механической прочностью, поэтому

применение коагулянтов для очистки подобных сточных вод малоэффективно.

Одним из перспективных методов  очистки этих сточных вод является метод

ультрафильтрации. Возможность его  применения показана в исследованиях,

проведенных во ВНИИВОДГЕО на аппарате типа фильтр-пресс с использованием

ультрафильтрационных мембран  марок УАМ-500, УАМ-200, УАМ-150, УАМ-50 (цифра

обозначает средний диаметр  пор мембраны в Ангстрем).

Установлено, что производительность ультрафильтратов по пермеату практически

одинакова для всех марок мембран [10 л/ (сут-м²)]. Содержание масла

в очищаемой жидкости может быть снижено до 8 - 10 мг/л. Степень

концентрирования фильтруемой  эмульсии зависит от ее стойкости: наиболее стойкие

эмульсии, например приготовленные на основе эмульсола ИХП, можно

концентрировать до содержания масел 500 г/л. Недостатком этого метода

является малая производительно  ультрафильтров, что значительно  сдерживает его

широкое применение. Для повышения  производительности ультрафильтров

целесообразно применять их промывку растворами поверхностно-активных веществ

(например, 6%-ным раствором препарата  Лабомид-161). Такую промывку следует

проводить через 150 - 200 ч работы установки, при этом производительность

мембран, повышается в 2 - 3 раза.

Во ВНИИВОДГЕО проведены также  исследования метода ультрафильтрации с

использованием в качестве фильтрующего элемента фрагментов трубчатых модулей

из фторопласта типа БТУ с  диаметром пор 500 А (50 нм). Полученные результаты

показали, что для реального  диапазана концентраций масел в  отработанных СОЖ

(10 - 25 г/л) производительность мембран и величина ХПК пермеата практически

не зависят от исходной, концентрации масел в сточной воде. При этом конечная

ХПК очищенной жидкости не зависит  также от времени работы установки  и

составляет 100 - 150 мг*О/л. Проницаемость  мембран составляет 10 - 15 л/

(м2ч).

Как следует из приведенного обзора, в разработке эффективных методов  очистки

концентрированных маслосодержащих  сточных вод в последни годы достигнуты

определенные успехи. Построены  и введены в постоянную эксплуатацию установки

по очистке маслосодержащих  сточных вод методами коагуляции,

электрокоагудяции, реагентной напорной флотации. Значительное количество

установок на предприятиях машиностроительной и металлургической

промышленности строится. На одном  из завалов действует опытно-промышленная

установка для очистки маслосодержащих  сточных вод методом ультрафильтрации.

Очищенные маслосодержащие сточные  воды вместе с другими сточными водами

предприятия поступают обычно на городские  очистные сооружения.

2.      Использование достижений биологических наук в практической

деятельности человека.

                               3.1 Введение                              

Современное человеческое общество живет  и продолжает развиваться, активно

используя достижения науки и техники, и практически немыслимо остановиться на

этом пути или вернуться назад, отказавшись от использования знаний об

окружающем мире, которыми человечество уже обладает. Накоплением этих знаний,

поиском закономерностей в них  и их применением на практике занимается наука.

“ Вторая половина нашего столетия отмечена стремительным прогрессом

биологических знаний и их приложений в разнообразных сферах жизни

современного общества.В сущности, интерес человека к живой природе  никогда не

угасал, но лишь последние десятилетия  позволили приблизиться к пониманию

удивительных тайн жизнедеятельности  и на этой основе сделать решительный  шаг

в использовании новейших биологических  открытий."(вице-президент АН СССР

Ю.А.Овчинников,1987)

Пятидесятые годы стали временем начала ренессанса биологии, которая "сумела

заглянуть внутрь клетки и разобраться  в молекулярных механизмах рождения ми

развития организмов" Существует мнение, что XXI век станет веком биологии, а

все остальные науки отойдут  на второй план. Сбылось предсказание великого

физика современности Н.Бора, который в 50х годах неоднократно заявлял, что в

ближайшем будущем наиболее интенсивное  проникновение в тайны природы  станет

прерогативой не физики, а именно биологии. Большая часть современной

естественнонаучной литературы в  той или иной мере посвящена исследованию

именно живой природы. Биологическими проблемами занимаются сейчас десятки

наук. Очень продуктивными оказываются  и науки, связанные с претворением

новейших биологических открытий в жизнь.

Можно без преувеличения сказать, что одной из таких отраслей приложения

биологии многие из нас обязаны  здоровьем и даже жизнью. Речь идет о медицине,

которая в настоящие годы переходит  не только к использованию лекарств нового

поколения и применению в практике новых материалов, но к таким методам

лечения, которые позволяют воздействовать на болезнь в самом ее начале, а то

и до начала! Это стало возможным  в связи с исследованием молекулярных

механизмов развития множества  заболеваний и коррекцией нарушений  не привычным

методом введения в организм недостающих веществ, а путем воздействия на

естественные процессы биорегуляции (с помощью специальных биорегуляторов или

на генетическом уровне). Решение  множества ключевых проблем современности,

таких как производство продуктов  питания, многих лекарств и других веществ

связано с активным внедрением в  жизнь биотехнологий.

Столь ощутимый прогресс биологии был  бы невозможен без ее активного

взаимодействия с другими науками. Но парадокс современного состояния  науки

состоит в том, что множество  исследований оказывается "на стыке наук", для

продуктивного решения проблемы приходится привлекать ученых различных

специальностей; более того, многие ученые в настоящее время, в век  узкой

специализации, вынуждены овладевать смежными специальностями, и множество

современных исследований с трудом можно отнести к какой-нибудь одной отрасли

науки. При решении биологических  проблем тесно переплетаются  идеи и методы

биологии, химии, физики, математики и  других областей знания. Именно проблема

взаимодействия химии с биологическими дисциплинами и их приложениями в

медицине и будет нас интересовать.

Химики второй половины XX века очень  активно занимались исследованиями живой

природы. В пользу этого тезиса может свидетельствовать хотя бы тот факт, что

из 39 Нобелевских премий по химии, врученных за последние 20 лет (19771996),

21 премия (больше половины! а ведь  отраслей химии очень много)  была получена

за решение химико-биологических  проблем.Это и неудивительно, ведь живая

клетка это настоящее царство  больших и малых молекул, которые непрерывно

взаимодействуют, образуются и распадаются... В организме человека реализуется

около 100 000 процессов, причем каждый из них представляет собой совокупность

различных химических превращений. В  одной клетке организма может  происходить

примерно 2000 реакций. Все эти процессы осуществляются при помощи

сравнительно небольшого числа  органических и неорганических соединений.

Современная химия характеризуется  переходом к изучению сложных

элементорганических соединений, состоящих  из неорганических и органических

остатков. Неорганические части представлены водой и ионами различных

металлов, галогенов и фосфора (в  основном), органические части представлены

белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и достаточно обширной

группой низкомолекулярных биорегуляторов, таких как гормоны, витамины,

антибиотики, простагландины, алкалоиды, регуляторы роста и т.д.