Проблемы очистки сточных вод и утилизации осадков

«БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.Г. ПЕТРОВСКОГО»

(БГУ)

 

Социально-экономический  институт

Финансово-экономический  факультет

Кафедра Безопасности Жизнедеятельности

 

 

 

 

 

Реферат

   на  тему: «Проблемы очистки сточных вод и утилизации осадков»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Бачурина  Марина

студентка 2 курса 5 группы

Проверил:

                                                                                         доцент  Хлопяников А.М.

 

 

 

 

Брянск  2012

 

Источники загрязнения  внутренних водоемов

 

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или  могут создать неудобства, делая  воду данных водоемов опасной для  использования, нанося ущерб народному  хозяйству, здоровью и безопасности населения.

 

Основными источниками загрязнения  и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных  животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых;  воды шахт, рудников, обработке  и сплаве лесоматериалов; сбросы водного  и железнодорожного транспорта; отходы  первичной обработки льна, пестициды  и т.д. Загрязняющие вещества, попадая  в природные водоемы, приводят  к качественным изменениям воды, которые  в основном проявляются в изменении  физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды  и откладывании их на дне водоемов.

 

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и  выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят  на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и  токсические, и содержащие яды.

 

К первой группе относятся сточные  воды содовых, сульфатных, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых  руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в  основном изменяют физические свойства воды.

 

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические  заводы, предприятия органического синтеза и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем.

 

Нефть и нефтепродукты на современном  этапе являются  основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются  вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и  представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

 

Довольно вредным загрязнителем  промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При  этом резко снижаются биологические  процессы водоемов, процесс их самоочищения.

 

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной  массы сопровождается поглощением  значительного количества кислорода, что приводит к гибели мальков  и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы.

 

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные  вещества концентрируются мельчайшими  планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность  планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой  они живут.

 

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов  значительно увеличили поступление  бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения  рек  и озер болезнетворными бактериями. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они  находят широкое  применение также  в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается  способность вод к насыщению  кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

 

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами  и минеральными удобрениями, которые  попадают с полей вместе со струями  дождевой и талой воды. Попадая  в водоемы, пестициды накапливаются  в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке  питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные  органы, так и на организм в целом.

 

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать  стоки предприятий данной отрасли  сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясо-молочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

 

В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические загрязнения  в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных предприятий.

 

Нагретые сточные воды тепловых ЭС и др. производств причиняют  “тепловое загрязнение”, которое  угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко  изменяется термический режим, что  отрицательно влияет на флору и фауну  водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого “цветения воды”  Загрязняются реки  и во время  сплава, при гидроэнергетическом  строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

 

 Методы очистки сточных вод

 

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако  он протекает медленно. 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 (сточные  воды) и готовая продукция (очищенная  вода)

 

Методы очистки сточных вод  можно разделить на механические,  химические, физико-химические  и  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.

 

Сущность механического 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, навозоуловителями различных конструкций, 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.

 

Химический метод заключается  в том, что в сточные воды добавляют  различные химические реагенты, которые  вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых  осадков. Химической очисткой достигается  уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

 

При физико-химическом методе обработки  из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и  других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

 

Загрязненные сточные воды очищают  также с помощью ультразвука, озона,

ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка  путем хлорирования.

 

Среди методов очистки сточных  вод большую роль должен сыграть  биологический метод, основанный на использовании закономерностей  биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических  устройств по очистке сточных  вод: биофильтры, биологические пруды  и аэротенки.

 

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим  началом в биофильтрах.

 

В биологических прудах в очистке  сточных вод принимают участие  все организмы, населяющие водоем.

 

Сточные воды перед биологической  очисткой подвергают механической, а  после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

 

Биологический метод дает большие  результаты при очистке коммунально-бытовых  стоков. Он применяется также и  при очистке отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

 

 

Обезвоживание и утилизация осадков сточных вод 

 

Большое разнообразие  состава  и свойств, образующихся при очистке осадков сточных вод практически исключает создание и использование каких-либо  универсальных способов обезвоживания.

 

Образующиеся при очистке сточных  вод осадки условно классифицируют на следующие основные категории: минеральные, органические осадки и избыточный активный ил. Наиболее легко обезвоживаются минеральные осадки и гораздо  труднее органические осадки и избыточный активный ил. Технологические схемы  обработки и последующего обезвоживания  органического осадка и избыточного  активного ила включают, как правило, следующие стадии - предварительное  уплотнение, обезвоживание, термическую  сушку (сжигание). Перед обезвоживанием органические осадки можно стабилизировать, а также кондиционировать термореагентной  обработкой.

 

Для снижения влажности, осадки, в  том числе и избыточный активный ил, уплотняют. На стадии предварительного уплотнения активного ила наибольшее распространение получили отстаивание  и флотация.

 

Достаточно широкое распространение  получила напорная флотация для уплотнения избыточного активного ила. Сущность ее заключается в насыщении воды воздухом со значительным пересыщением им, что обеспечивается созданием избыточного давления в течение некоторого времени. При снижении давления до атмосферного начинают выделяться мельчайшие пузырьки воздуха, которые и флотируют содержащиеся в воде частицы примесей.

 

При использовании такого метода для  обезвоживания избыточного активного  ила микробную биомассу можно  сгустить в 300 раз. Такую степень  сгущения следует считать хорошей  при достаточно простом аппаратурном оформлении процесса напорной флотации. Однако потери микробной биомассы с  осветленной иловой водой при  сгущении активного ила напорной флотацией в некоторых случаях  сравнительно большие.

 

Утилизация осадков сточных  вод и избыточного активного  ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них  биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом, такими, как медь, цинк.

 

Наиболее эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка.  Перспективные  технологические способы обезвоживания  осадков и избыточного активного  ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей  термической сушкой и одновременной  грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

 

Наряду с достоинствами получаемого  на основе осадков сточных вод  и активного ила удобрения  следует учитывать и возможные  отрицательные последствия его  применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий  контроль содержания вредных  веществ  в готовом продукте и определение  годности использования его в  качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.