2015-04-01
2215
Гидросфера − это совокупность океанов, морей, озер, рек, прудов, болот подземных вод, ледников и водяных паров атмосферы. Обычно в вод (находятся различные примеси органического и неорганической происхождения. Основную массу воды планеты составляет соленая вода; Мирового океана. Количество пресной воды составляет всего 2,53%. По общим запасам пресной воды Россия занимает второе место в мире (после Бразилии) Потребность человека в пресной воде на 80% удовлетворяется за счет речного стока. Реки повсеместно загрязнены за счет выбросов сточных вод. Поэтом; перед потреблением воду необходимо очищать. Для защиты водных объектов сточные воды должны поступать в водный объект после очистки.
Уровень загрязнения рек, озер, морей и океанов возрастает. Отработанные промышленные воды загрязняют 1/3 всего речного стока. 50-100 лет назад; можно было пить воду из реки. Сейчас, в некоторых местах не безопасно купания. Источниками загрязнения водных объектов являются; промышленность, сельское хозяйство, города, транспорт. Число загрязнителей достигает 2500. До 80% всех заболеваний связано с качеством потребляемой воды.
|
|
|
Основные пути решения проблемы защиты водных объектов являются очистка сточных вод от загрязнения, обеспечение режима и регулирование качества воды, создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Качества воды определяет ее пригодность для конкретных видов водопользования. Качество воды характеризуется органолептическими (цвет запах, привкус, мутность), гидрохимическими (рН, растворенный кислород минерализация, биогенные элементы, железо), микробиологическими показателями и содержанием токсинов.
Критерием качества воды является значение:
| (7.1) |
где 
−фактическая концентрация i -гo вещества в воде, мг/л; 
−предельно-допустимая концентрация этого вещества в воде, мг/л, n −количество веществ данной группы.
Нормативом поступления веществ в водный объект является ПДС−предельно допустимый сброс массы вещества за единицу времени, г/с:
| (7.2) |
где q −расход сточных вод, 
/с; 
− разрешенная концентрация вредного вещества в сточной воде г/м.
В таблице 7.1. приведены характеристики некоторых загрязняющих
веществ в воде [10].
Таблица 7.1
Характеристика некоторых загрязняющих веществ в воде
| Вещество | Формула | Молекулярная масса М | Растворимость, г/л | ПДК, мг/л |
| Бериллия соединения | - | - | - | 0,0002 |
| Железа соединения | - | - | - | 0,5 |
| Калий цианистый | KCN | 65,12 | 
| 0,1 |
| Медь сернокислая | 
| 159,60 | 
| 0,1 |
| Мышьяка окись | 
| 197,84 | 
| 0,05 |
| Ртути окись | HgO | 216,59 | 
| 0,005 |
| Свинец азотнокислый | Pb 
| 232,65 | 
| 0,1 |
| Селена соединения | - | - | - | 0,001 |
| Серебро | Ag | 107,87 | н.р. | 0,1 |
| Хлор активный | 
| 70,91 | 
| |
| Хрома соединения (Ш) | - | - | - | 0,5 |
| Хрома соединения (ГУ) | - | - | - | 0,1 |
| Цинка соединения | - | - | - | |
| Радон (радиоактивное вещество) | Rn | [222] | 4,59 | 
|
| Анилин | 
| 93,14 | 
| 0,1 |
| Ацетон | 
| 58,08 | 
| По БПК |
| Бензин | - | - | - | 0,1 |
| Бензол | 
| 78,12 | 
| 0,5 |
| Диэтиловый эфир | 
| 74,12 | 
| 0,3 |
| Керосин | - | - | сл. р. | 0,1 |
| Ксилол | 
| 106,17 | 
| 0,05 |
| Нефть и нефтепродукты | - | - | сл. р. | 0,3 |
| Нефть многосернистая | - | - | сл. р. | 0,1 |
| Тетраэтилсвинец | 
| 323,44 | - | |
| Фенол | 
| 94,12 | 
| 0,001 |
| Этиленгликоль | 
| 62,07 | ∞ | 1,0 |
Путь к защите водных объектов − очистка сточных вод от загрязнения.
|
|
|
Процессы и аппараты очистки сточных вод можно подразделить на следующие группы:
2) механические (процеживание, отстаивание, фильтрование, центрифугирование);
3) физико-химические (коагуляция, флокуляция, флотация, адсорбция,
ионный обмен, экстракция, выпаривания, кристаллизация, микрофильтрация (мембраны), диализ);
4) электрохимические (электролиз, электрокоагуляция, электрофлотация);
5) биохимические (биофильтры, аэротенки, окситенки, метантенки);
6) химические (нейтрализация, озонирование, хлорирование);
7) термические (огневое обезвреживание, жидкофазное окисление).
Выбор метода зависит от свойства сточных вод и примесей. Основным фактором при выборе способа очистки является фазовое состояние вещества. Фаза − однородная часть неоднородной системы, ограниченная поверхностью раздела и отделяемая механически. При размере частиц d>0,1мкм дисперсная среда образует взвесь или суспензию, основным свойством которых является неспособность удерживаться в таком состоянии. Суспензией или взвесью называют низко дисперсные системы твердых частиц в жидкости. Эмульсиейназывают дисперсную систему, в которой одна жидкость раздроблена в другой не растворяющей ее жидкости. Суспензию можно разделить механическими способами. При размере частиц 
мкм дисперсная фаза образует коллоидное состояние−предельно-высокодисперсная система твердых частиц в жидкости. Гель−коллоидные системы, в которых частицы контактируя между собой, образуют структуры в виде каркаса или сетки, ограничивается текучесть и придается способность сохранять форму. При размере частиц d<0,001мкм дисперсная фаза образует раствор. Раствор −однородная система с равномерным распределением одного вещества в среде другого вещества. Растворы являются однофазными, поскольку растворенные вещества не имеют видимой поверхности раздела. Растворы и коллоидные системы отделяются физико-химическими и биохимическими методами.
Термические методы применяются при очистке сточных вод, содержащих высокотоксичные органические компоненты, обезвреживание которых другими методами невозможно или экономически неоправданно.
Не маловажную роль при выборе метода очистки играет кислотность и щелочность сточной воды. Кислотность и щелочность сточной воды определяется концентрацией ионов водорода Н+ или водородным показателем рН. Кислоты в растворах отдают ионы водорода (протоны), а основания присоединяют их. Щелочь − растворимое в воде сильное основание. В ходе некоторых процессов очистки величина рН воды меняется.
В зависимости от требуемой степени очистки очистное сооружение включает аппараты механической и глубокой очистки, обеззараживания и обработки осадков (рис. 7.1). Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.
Рис. 7.1 Схема очистки сточных вод:1−сточные воды; усреднитель; 3−сооружения технической очистки; 4− сооружения других групп очистки; 5−сооружения глубокой очистки; 6−сооружения по обеззараживанию сточных вод; 7−осадок или избыточная биомасса; 8−очищенная вода; 9−сооружения по обработке осадка; 10−обработанный осадок
|
|
|
Перед подачей сточных вод на механическую очистку их могут направлять в усреднители−устройства, которые регулируют состав и расход сточных вод, потому что состав сточных вод и их объем (в результате залповых выбросов), особенно для промышленных предприятий, значительно изменяется в течение суток. Усреднители либо дифференцируют поток сточных вод, либо интенсивно перемешивают отдельные потоки их. Они представляют собой железобетонные (рис. 7.2) резервуары прямоугольной формы в плане, из 4...6 параллельно расположенных коридоров, в которые поступает сточная вода. Эффект усреднения достигается разным временем поступления отдельных порций воды к сборному диагональному лотку. Перемешивание сточных вод осуществляется с помощью насосов, мешалок или барботиров. Общий объем усреднителей зависит от состава и режима отведения сточных вод и обычно соответствует 4-12-часовому их притоку.
Рис. 7.2 Усреднитель: 1−сточная вода; 2−распределительные лотки; 3−коридоры; 4−сборный лоток; 5− сборные лотки; 6− выпускная камера; 7−отвод сточных вод
