Сточные воды и их очистка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ  «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ                   УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ П.М. МАШЕРОВА»

 

Биологический факультет

 

Кафедра химии

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

 

 

Сточные воды и их очистка

Специальность 1-33 01 01 Биоэкология

 

 

 

 

Шолтун Вероника Евгеньевна,

3 курс, 32 группа

 

 

Руководитель:

Борисевич Ирина Станиславовна,

старший преподаватель

 

 

 

 

Витебск,2014.

Реферат

 

Курсовая  работа   49 с.,   8 рис.,  4 табл.,  24 источника, 0 прил.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ, ХАРАКТИРИСТИКА, МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

Объект исследования –  сточные воды.

Предмет исследования –  методы очистки сточных вод.

Цель работы:изучить подробно методы очистки сточных вод.

Методы исследования: описательно-аналитический, сравнительно-сопоставительный, статистический.

Элементы новизны

Теоретическая и практическая значимость:

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….….4

1. Источники загрязнения  вод.……………………………………………………….....6

1.1. Класс опасности основных  источников загрязнений питьевой  воды………….23

1.2.Виды источников загрязнения  питьевой воды…………………….……………..24

2. Характеристика сточных  вод……………………………………………………......26

3. Методы очистки сточных вод.……………………………........................................30

3.1.Общие сведения о  механической очистке сточных  вод………………………….31

3.2. Физико-химические методы  очистки сточных вод……………………………...32

3. 3. Методы биологической  очистки сточных вод…………………………………..36

3.4. Электрохимические методы  обработки и очистки сточных  вод……………….38

3.5. Мембранные (баромембранные) методы…………………………………………39

3.6. Термоокислительные методы очистки сточных вод…………………………….39

4. Машиностроительное производство ОАО « Бобруйскагромаш»............................43

Заключение……………………………………………………………………………...47

Список литературы……………………………………………………………………..49

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Основными источниками загрязнения  являются промышленнные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.По содержанию загрязнений водоемы разделяют на три группы: содержащие неорганические, органические, бактериальные и биологические вещества.

Воды, удаляемые после  их использования, называют сточными. Более полно сточной водой (или  сточной жидкость) называется использованная на бытовые или производственные нужды вода, получившая при этом загрязнения, изменившие ее первоначальный химический состав или физические свойства (или одновременно и то и другое), и подлежащая удавлению с территории населенного пункта или промышленного  предприятия.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории: бытовые (иначе хозяйственно- фекальные), производственные и ливневые.

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.

Основные загрязнения  сточных вод - физиологические выделения  человека и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов  питания, посуды, помещений, стирке белья, а также образующиеся в технологических процессах на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные воды содержат значительное количество органических веществ, которые могут загнивать, что очень опасно для людей, животных и рыб. Для поддержания санитарного благополучия необходимо удалять сточные воды с территории населенных пунктов, чтобы не загрязнять окружающую местность и водоемы.

Под очисткой сточных вод  подразумевается их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени, позволяющей сбрасывать эти воды в водоемы и водотоки или повторно использовать их для производственных и других целей. К очистке воды относятся также ее обезвреживание и обеззараживание, удаление вредных для человека, животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

Для очистки сточных вод  предусматривается комплекс отдельных сооружений, в которых по ходу движения сточная вода постепенно очищается сначала от крупных, а затем от все более мелких загрязнений, находящихся в нерастворенном состоянии (Водоотведение и очистка сточных вод.., 1996).Для очистки сточных вод применяются следующие методы:

- механический (осуществляется  на таких сооружениях, как решетки,  песколовки, усреднители, отстойники различного назначения, гидроциклоны, нефтеловушки, жироловки, смолоулавливатели, фильтры разнообразных конструкций, центрифуги, жидкостные сепараторы);

- химический (используются  реагенты, позволяющие нейтрализовать  и окислить сточные воды, вывести  некоторые компоненты в осадок);

- физико-химический (используются такие сооружения, как коагуляторы, флотаторы, экстракторы, сорбционные и ионообменные фильтры);

- электрохимический (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, электролизеры различных конструкций, т. е. устройства, использующие для интенсификации химических и физико-химических процессов электрический ток);

- биологический (применяются  аэротенки, метантенки, биофильтры, биопруды и другие сооружения, в которых очистка сточных вод осуществляется с помощью биологических процессов. В последнее время разработан ряд новых технологических процессов - мембранные способы, синтетические сорбенты, окислительные методы, применение чистого технического кислорода или обогащенного им воздуха, использование специфического биоценоза (Колесников, Лобачева, 2004).

 

1) Источники загрязнения  вод.

В 1987 г. население  нашей планеты превысило 5 миллиардов человек, из которых более половины потребляют воды почти в 10 раз меньше среднего объема, расходуемого на одного человека в мире. Вместе с тем  загрязнение сточных вод быстро растет, неся с собой эпидемии с  тяжелыми последствиями. По данным всемирной  организации здоровья (ВОЗ), от потребления  загрязненной воды ежесуточно умирает 25 тыс. человек, а количество ежегодных  жертв от плохой воды составляет около 9 миллионов человек (всего на Земле  страдает ежегодно от болезней, связанных  с загрязнением воды, около 500 млн. человек). Если же население планеты достигнет  нынешнего среднего уровня потребления  воды, то загрязнения удвоятся, и  можно предположить, что количество заболеваний и смертность от загрязненной воды значительно увеличатся.

На заре становления  человеческой цивилизации загрязнения  вод в основном содержали продукты жизнедеятельности человека и других живых организмов. Они не представляли собой существенной опасности, которая  могла бы внести какие бы то ни было заметные изменения в естественные биохимические процессы природы. Природные  воды легко справлялись с таким  загрязнением, чему способствовали содержащиеся в воде кислород и водные организмы. Однако природная способность самоочищения, разумеется, имеет свои пределы, при  нарушении которых замечательная  способность самоочищаться сначала  ослабевает, теряет активность, а затем  и совсем исчезает.

После начала промышленной революции XVIII – нач. XIX вв., в период перехода от мануфактуры к машинно-фабричному производству и быстрого роста городов, резко увеличиваются сбросы загрязненных сточных вод в природные водоемы. Вода, не очищенная от продуктов сброса, поступая в водопровод, вызывает частые вспышки эпидемий.

О масштабах  бедствий, вызываемых загрязнением водоемов, могут дать представление вспышки  эпидемий в Индии (1940-1950 гг.), вызванные  фекальными инфекциями, которые привели  к массовым инфекционным заболеваниям с летальным  исходом только от желудочно-кишечных заболеваний 27 430 000 человек.

Несмотря  на то, что необходимость очистки  воды перед подачей ее в питьевой водопровод стала очевидной, еще  далеко не везде это требование может  быть выполнено. За последние десятилетия  промышленно развитые страны стали  производить такое громадное  количество самых различных веществ (загрязнителей воды), при котором водоочистные сооружения не обеспечивают необходимую очистку питьевой воды. По сведениям национальной ассоциации в защиту природы США, около 26 млн. американцев пьют воду с болезнетворными бактериями, 10 млн. – с радиоактивными веществами, 7 млн. – с пестицидами и свинцом. Во многих других странах загрязнение воды также превышает не только предельно допустимые концентрации, установленные самим человеком, но и противоречит элементарному здравому смыслу, взывающему к сохранению всего живого – к выживанию.

Последние десятилетия  особенно стало прогрессировать  загрязнение гидросферы, всех ее составляющих – океанов, морей, рек, прудов, болот, подземных вод. Основным источником загрязнения служат отходы антропогенной  деятельности: бытовые и промышленные сточные воды, нефть, радиоактивные  вещества. Количество указанных и  многих других загрязнений гидросферы продолжает катастрофически расти. Опасные загрязнения нефтью и  радиоактивными веществами уже сейчас охватывают колоссальные пространства Мирового океана.

Вследствие  резко возросших масштабов промышленной деятельности человека в природные  водоемы поступает огромное количество взвешенных и растворенных веществ, в основном неорганических, органических, бактериальных и биологических. Источником загрязнения считают  объект, вносящий загрязняющие вещества, микроорганизмы и тепло в поверхностные  или подземные воды. В большинстве  случаев причиной загрязнения водных бассейнов служит сброс в водоемы  неочищенных или частично очищенных  сточных вод, после использования  их в производственной и бытовой  деятельности человека.

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.В 90-х гг. XX в.антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.Основными источниками загрязнения являются промышленнные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.Многообразие промышленных и коммунальных стоков затрудняет их классификацию. По содержанию загрязнений водоемы разделяют на три группы: содержащие неорганические, органические, бактериальные и биологические вещества.

В первую группу входят минеральные примеси, содержащие частицы песка, глины, минеральных  солей, кислот, щелочей, сернистые соединения, ионы тяжелых металлов. К ним следует  отнести воды сернокислотных, содовых  и азотно-туковых заводов, шахт и  рудников, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и других отраслей промышленности, сточные воды которых неблагоприятно действуют  на естественную воду, значительно  ухудшая ее природные свойства –  вкус, запах, цвет, прозрачность, рН.

Ко второй группе загрязнений относят органические вещества, в которые входят и ядовитые. Такие сточные воды обычно поступают  в водоемы с нефтеперерабатывающих  и нефтехимических заводов, предприятий  синтетического каучука и органического  синтеза, коксохимических, газосланцевых, ферромарганцевых и других предприятий. Эти стоки содержат опасные для  растительности и живых организмов водоемов фенолы, смолы, сероводород, аммиак, кетоны, нафтеновые кислоты и отходы нефтепродуктов.

Третья группа загрязнений – сточные воды бытового хозяйства, сбросы предприятий медицины и пищевой промышленности; сюда следует  отнести также стоки некоторых  промышленных предприятий – бойен, кожевенных заводов, биофабрик, производств обработки шерсти, мехов и др.

По источнику  загрязнений сточные воды разделяют  на промышленные, сельскохозяйственные, бытовые и атмосферные. Промышленные сточные воды являются следствием производства различных отраслей народного хозяйства, среди которых наиболее крупные потребители воды – это черная и цветная металлургия, химическая, нефтехимическая, лесохимическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

Сельскохозяйственные  загрязнения водоемов обусловлены  использованием ядохимикатов для подавления вредителей и болезней растений, сорняков. Эти химикаты смываются с больших  территорий и неизбежно оказываются  в водоемах. Кроме того, большие  массы загрязнений поступают  в водные объекты от животноводства.

Бытовые сточные  воды связаны с жизнедеятельностью городов и населенных пунктов. Это  в основном бытовые стоки, содержащие фекалии, микроорганизмы, в том числе  патогенные.

Атмосферные воды содержат загрязнители промышленного  происхождения, попадающие в воздух, а затем захватываемые конденсирующейся атмосферной влагой, а также поступающие  с испарением из стоков воды, смывающей  городские улицы, территории промышленных предприятий.

Уже говорилось, что загрязнение прудов, рек, озер, морей и океанов с каждым годом  резко возрастает, поэтому необходимо подробнее остановиться на перечисленных  источниках загрязнения.