Флокуляция

Флокуляция (от лат. flocculi – клочья, хлопья), вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Ф. в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ – флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздействиях. Эффективные флокулянты – растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты.

Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1–5 мг/л. Ф. под действием органических веществ в природных водоёмах – важный фактор их самоочищения.

3. Методы очистки воды от механических примесей и конструктивные схемы аппаратов для их реализации.

Механические методы – процеживание, отстаивание, осветление и фильтрация – применяют для очистки от крупнодисперсных взвешенных частиц. Для этих целей используют решетки, отстойники, гидроциклоны, фильтры. Размер частиц 5-10 мкм.

Работа многочисленных аппаратов, предназначенных для выделения из сточных вод твердых и жидких примесей, основана на гидродинамических закономерностях процесса отстаивания. К таким аппаратам относятся песколовки, первичные и вторичные отстойники, илоуплотнители, нефтеловушки, смоложиромаслоуловители.

Песколовки. Эти сооружения предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка); обычно улавливаются частицы размером 0,2 – 0,26 мм. Сооружают песколовки из сборных железобетонных элементов стандартных размеров.

В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. 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.

Горизонтальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 15 000 м³/сут. Глубина отстойников Н достигает 1,5 – 4 м, отношение длины к глубине 8 – 12 (до 20). Ширина отстойника зависит от способа удаления осадка и обычно находится в пределах 6 – 9 м. Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми механизмами тележечного ила или ленточного типа (рис. 2), сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 - 60°.

Рис. 2. Горизонтальный отстойник: 1 – водопроводящий лоток; 2 – привод скребкового механизма; 3 – скребковый механизм;4 – водоотводящий лоток; 5 – отвод осадка

Радиальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 20 тыс. м³/сут. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток – наличие подвижной формы со скребками.

Известны радиальные отстойники трех конструктивных модификаций – с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости (рис. 3). Первичные радиальные отстойники оборудованы илоскребами, сдвигающими выпавший осадок к приямку, расположенному в центре. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидравлического давления. Вторичные радиальные отстойники оборудованы вращающимися илососами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок.

Рис. 3. Радиальный отстойник: 1 – труба для подачи воды; 2 – скребки; 3 – распределительная чаша; 4 – водослив; 5 – отвод осадка

Фильтрационные установки применяют для извлечения из сточных вод тонкодиспергированных веществ, масел, нефтепродуктов, смол и др.

Для этой цели наиболее широко используют сетчатые фильтры и скорые фильтры с зернистой перегородкой. Фильтр с зернистой перегородкой представляет собой резервуар, в нижней части которого имеется дренажное устройство для отвода воды. На дренаж укладывают слой поддерживающего материала, а затем фильтрующий материал. В фильтрах с восходящим потоком наблюдаются: заиливание дренажного устройства, коррозия труб и зарастание их карбонатами, поэтому чаще используются фильтры с нисходящим потоком.

Рис. 6.23. Фильтр механический горизонтальный однокамерный ОГ-5,5:

1 – подача воды на фильтрование; 2 – распределительное устройство; 3 – фильтрующий слой; 4 – дренаж; 5 – подача промывной воды; 6 – отвод воды

Рис. 6.24. Двухслойный фильтр:1 – подача сточной воды; 2 – карман; 3 – желоб; 4 – слой антрацита; 5 – слой песка; 6 – гравий; 7 – дренаж; 8 – отвод фильтрата; 9 – подача промывной воды; 10 – отвод промывной воды

Загрузка фильтров может быть однослойной и многослойной. Многослойные фильтры загружают однородным материалом с разной крупностью частиц либо разнородными материалами.

Однослойные фильтры с нисходящим потоком воды (без коагуляции или с коагуляцией) предназначены для задерживания мелкодисперсных частиц, выносимых из отстойников или осветлителей.

. (8)

4. Экономический ущерб

Общее представление о последовательности определения экономического ущерба дает следующая цепочка связей: выбросы вредных веществ из источников их образования концентрация примесей в окружающей природной среде натуральный ущерб социально – эколого – экономический ущерб.

Наибольшую трудность представляет собой определение натурального и экономического ущерба.

Большинство мнений по данному вопросу сходились на том, что экономический ущерб от загрязнения окружающей среды – это стоимостная оценка тех отрицательных последствий загрязнений, которые на современном этапе развития экономической науки могут быть оценены в стоимостной форме.

Другая точка зрения основывалась на том, что под экономическим ущербом следует понимать стоимость затрат на ликвидацию последствий загрязнения или его предотвращение.

Таким образом, под предотвращенным ущербом следует понимать разность между фактическим и возможным ущербом в натуральном или денежном выражении.

Основными методологическими подходами к оценке экономического ущерба являются:

─ вероятностный подход;

─ покомпонентный подход;

─ ресурсный подход;

─ комплексный подход.

Сущность вероятностного подхода состоит в том, что при определении экологического подхода состоит в том, что при определении экологического ущерба, прежде всего, следует исходить из его стохастичности. Это означает, что величина экологического ущерба не может быть исчислена на одновариантной основе с конечной степенью точности.

Покомпонентный подход предполагает оценку ущерба по отдельным элементам природной среды и регламентируется самостоятельными нормативно – методическими документами, содержащими различные в методологическом отношении технологии расчета.

Ресурсные подход заключается в том, что оценка экологического ущерба производится, как правило, только по тем компонентам экосистем, которые вовлечены в хозяйственный оборот.

При комплексном подходе ущерб определяется как комплексная величина, т.е. слагается из ущербов, наносимых отдельным видам реципиентов в пределах загрязненной зоны.

Исходя из различных определений ущерба, выводились и различные методические рекомендации его практического расчета.

Одной из первых была разработана методика определения ущерба народному хозяйству от загрязнения атмосферы в Сумском филиале Харьковского политехнического института. Методика была предназначена для расчета ущерба от загрязнения по трем компонентам: пыли, сернистому ангидриду и окисям углерода. В основу методики положено определение удельного ущерба, причиняемого единицей выбросов (1000 человек, 1 га угодий и т.д.). Общий ущерб определяется произведением количества выбросов на удельный ущерб, загрязняемую площадь или численность населения.

Описанный выше методологический подход получил свое дальнейшее развитие во Временной методике определения экономической эффективности затрат на мероприятия по охране окружающей среды (1980). Методика была утверждена Госпланом СССР и явилась первым официальным документом, позволившим внедрить экологические принципы в хозяйственную практику.

Согласно этой методике эффект природоохранных мероприятий представляет собой предотвращенный ущерб народному хозяйству в результате улучшения состояния окружающей среды. Разность предотвращенного ущерба и необходимых для этого расходов показывала величину абсолютного эффекта. На народохозяйственном и отраслевом уровнях эффект выражался в виде прироста годового объема национального дохода. На уровне предприятий эффект определялся по годичному приросту прибыли. Полученные в ходе расчетов показатели сравнивались с нормативными показателями абсолютной эффективности капитальных вложений.

При проектировании природоохранных мероприятий принятие СНиП 1.02.01 - 85, содержащего требования по разработке в проекте самостоятельного раздела «Охрана окружающей среды», сделало обязательным включение в проектное обоснование результатов расчета экономического ущерба от загрязнений окружающей среды.

На основе обобщения полученного опыта был предложен метод укрупненной оценки ущерба – Всемирная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды.

5. Приборы контроля загрязнения воды