Способы очистки сточных вод

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«РОССИЙСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

Галахова Елена Дмитриевна

Способы очистки сточных  вод

Контрольная работа по дисциплине «Техника и технология городского хозяйства»

студентки 5 курса заочной формы обучения

Руководитель: _______________________ (ученая степень,  ученое звание)   _______________   ______________

 

 

Москва 2012

                                               Содержание

 

Введение ………………………………………………………...…….. 3

1. Состав сточных вод  и основные методы их очистки…………..….5

2. Очистка сточных вод ………………………………………………. 8

3. Методы очистки сточных вод ……………………………….…….. 9

Заключение ……………………………………………………………. 16

Список использованной литературы……………………………..……17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

21-е столетие характеризуется  интенсивным ростом населения  Земли, развитием урбанизации.  Появились города-гиганты с населением  более 10-ти млн. человек. Развитие  промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер.    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.      Водная оболочка Земного шара - океаны, моря, реки, озера - носит название гидросфера, которая покрывает 70,8% земной поверхности. Объем ее 1370,3 млн. км³, что составляет 1/800 объема планеты. Отметим еще, что 96,5% гидросферы сосредоточено в океанах и морях, 1,74% - в полярных и горных ледниках и лишь 0,45% - в пресных водах - озерах, реках и болотах.   Вода - одно из самых распространенных веществ на Земле (второе после оксида кремния или песка). Однако на свои нужды, вполне естественно, человечество использует, как правило, пресные воды, запас которых, повторяем, весьма ограничен. Одним из выходов в решении проблем может быть привлечение практически неиспользуемых или малоиспользуемых в настоящее время водных ресурсов: опресненных вод Мирового океана, подземных вод замедленного водообмена и айсбергов. В частности, в настоящее время доля опресненных вод в общем объеме водоснабжения мира невелика - 0,05%, что объясняется высокой стоимостью и значительной энергоемкостью технологических процессов опреснения. Такие воды используются лишь там, где совершенно отсутствуют или чрезвычайно труднодоступны ресурсы поверхностных ил" подземных вод, а их транспортировка оказывается дороже по сравнению с опреснением воды повышенной минерализации непосредственно на месте.     Как известно, основные потребители воды - промышленность, сельское хозяйство, строительство и другие отрасли. Однако, и на повседневные бытовые нужды человек использует в городах сотни литров в сутки. Акад.А.Е. Ферсман с полным основанием назвал воду "самым важным минералом на Земле, без которого нет жизни". Для ее поддержания человеку необходимо 2,5 л питьевой воды в сутки. А за 60 лет жизни он выпивает 50 м³ воды, что соответствует объему железнодорожной цистерны.    Среди различных видов загрязнения окружающей среды, химическое загрязнение природных вод имеет особое значение. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Кардинальное решение проблемы охраны окружающей среды состоит в разработке и внедрении экологически безопасных, безотходных технологических процессов и производств. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды в настоящее время решаются в двух направлениях. Одно из них – разработка и внедрение малоотходных и безотходных технологий и процессов, другое – модернизация действующих предприятий, замена устаревших процессов новыми, повышение качества очистки сточных вод, внедрение замкнутых производственных циклов.

 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Состав сточных  вод и основные методы их  очистки.

 

Водоотводящие системы и  сооружения — это один из видов  инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимый санитарно-гигиенические условия труда, быта и отдыха населения. Системы водоотведения и очистки состоят из комплекса оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для приема и удаления по трубопроводам бытовых производственных и атмосферных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед сбросом в водоем или утилизацией.

Объектами водоотведения  являются здания различного назначения, а также вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки, промышленные предприятия, санитарно-курортные  комплексы и т.п.

Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.

В зависимости от происхождения  вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений и промышленных предприятий); производственные (воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых); атмосферные (дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей).

В практике используется также  понятие городские сточные воды, которые представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Бытовые, производственные и атмосферные сточные воды отводятся как совместно, так и раздельно. Наиболее широкое распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких сетей труб и каналов: по одной из них отводятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые и загрязненные производственные сточные воды.

Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси органического и минерального происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии. Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб. м. Состав сточных вод регулярно анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению: величины ХПК (общая концентрация органических веществ) ; БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим путем) ; концентрация взвешенных веществ; активной реакции среды; интенсивности окраски; степени минерализации; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Наиболее сложны по составы сточные воды промышленных предприятий. На формирование производственных сточных вод влияет вид перерабатываемого сырья, технологический процесс производства, применяемые реагенты, промежуточные изделия и продукты, состав исходной воды, местные условия и др. Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия, но также сточных вод от отдельных цехов и аппаратов. Помимо определения основных санитарно-химических показателей в производственных сточных водах определяются концентрации специфических компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ.

Производственные сточные  воды могут различаться по концентрации загрязняющих веществ, по степени агрессивности и т.д.

Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость  тщательного обоснования выбора надежного и эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Получение расчетных параметров и технологических регламентов обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных научных исследований, как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях.

Количество производственных сточных вод определяется в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. Норма водопотребления — это целесообразное количество воды, необходимого для производственного процесса, установленная на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. В укрупненную норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предприятий. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

Эффективность использования  воды на промышленных предприятиях оценивается  такими показателями, как количество использованной оборотной воды, коэффициентом ее использования и процентом ее потерь.

Проектирование вновь  строящихся и реконструируемых систем водоотведения населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утвержденных в установленном порядке схем развития и размещения отрасли народного хозяйства, отраслей промышленности и схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам. При выборе систем и схем водоотведения должна учитываться техническая, экономическая и санитарная оценки существующих сетей и сооружений, предусматриваться возможность интенсификации их работы.

2.  Очистка сточных  вод

 

Очистку сточных вод осуществляют преимущественно в две стадии: первичная (локальная) очистка от основного  количества загрязнений и вторичная очистка на биологических очистных сооружениях перед выпуском сточных вод в водоем. В отдельных случаях применяют третичную очистку (доочистку), необходимость которой определяется условиями сброса сточных вод в водоем (расчетом на смешение очищенных стоков с водой водоема) или использованием очищенных сточных вод для технического водоснабжения.          Локальная очистка сточных вод является частью технологического процесса и предназначается для извлечения из сточных вод ценных органических и неорганических веществ в целях их использования в производстве, а также для исключения сброса в водоем загрязнений в количествах, оказывающих вредное воздействие на процесс биологической очистки сточных вод и водно-химический и биологический режимы водоема. В ряде производств локальная очистка сточных вод, позволяющая частично или полностью исключить сброс загрязненных вод и использовать содержащиеся в них ценные продукты, предусмотрена технологическими регламентами. При этом очищенные воды также возвращаются в производство. Для предотвращения попадания в канализацию (в аварийных ситуациях) продуктов в недопустимых количествах в технологической части проекта должны быть предусмотрены соответствующие мероприятия (ректификация, термическое обезвреживание).      После локальной очистки и нейтрализации сточные воды нуждаются, как правило, в дополнительной очистке от растворенных в них органических загрязнений, в связи с чем их направляют по сети химически загрязненных сточных вод на биологические очистные сооружения. Перед сооружениями биологической очистки производственные сточные воды смешивают с механически очищенными бытовыми сточными подами.

 

3. Методы очистки сточных вод        3.1 Механическая очистка

Процеживание. Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из них крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы. Снятые с решеток загрязнения направляют на переработку. Для измельчения отходов используют дробилки. Решетки-дробилки представляют собой агрегат, совмещающий функции решетки и дробилки. Дробилки измельчают отходы, не извлекая их из воды.

Для удаления более мелких взвешенных веществ, а также ценных продуктов, применяют сита, которые могут быть двух типов: барабанные или дисковые. Сита применяют в текстильной, целлюлозно-бумажной и кожевенной промышленностях.

Отстаивание. Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.

Как правило, сточные воды содержат взвешенные частицы различной  формы и размера. Такие воды представляют собой полидисперсные гетерогенные агрегативно-неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность и форма частиц, а так - же физические свойства системы изменяются. Кроме того, при слиянии различных по химическому составу сточных вод могут образовываться твердые вещества, в том числе и коагулянты. Эти явления также оказывают влияние на форму и размеры частиц. Все это усложняет установление действительных закономерностей процесса осаждения.

Отстойники. Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод, используется для удаления оседающих или всплывающих грубодисперсных веществ. Различают первичные отстойники, которые устанавливают перед сооружениями биологической или физико-химической очистки, и вторичные отстойники — для выделения активного ила или биопленки. К отстойникам относят и осветлители, в которых одновременно с отстаиванием сточная вода фильтруется через слой взвешенного осадка, а также осветлители - перегниватели и двухъярусные отстойники, где одновременно с осветлением воды происходит уплотнение выпавшего осадка.         Процесс отстаивания используют и для очистки производственных сточных вод от нефти, масел, смол, жиров и др.

Фильтрование. Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодиспергированных твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки. Фильтрование через фильтрующие перегородки. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра.        Механизмы извлечения частиц из воды сводятся к следующим: 1)процеживание, при котором извлечение частиц является чисто механическим; 2) гравитационное осаждение; 3) инерционное захватывание; 4) химическая адсорбция; 5) физическая адсорбция; 6) адгезия; 7)коагуляционное осаждение; 8) биологическое выращивание. В общем случае эти механизмы могут действовать совместно, и процесс фильтрования состоит из трех стадий: 1) перенос частиц на поверхность вещества, образующего слой; 2) прикрепление к поверхности и 3) отрыв от поверхности.