РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Содержание
1.Введение стр.2
2.Состав сточных вод и основные методы их очистки стр.3
3.Выпуск сточных вод в водоемы стр.8
4.Основные методы очистки сточных вод стр.11
5.Список используемой литературы стр.13
Введение .
20-е столетие характеризуется интенсивным рос- том 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.
Повышение эффективности мер по охране окружаю- щей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих,малоотходных и безотходных технологических процессов,уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов.
Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему,решением которой зани- маются,в частности,инженерно-технические работники практически всех специальностей ,которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях,которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.
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,предназнаенных 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 раз- личного назначения,а также вновь строящиеся,сущест- вующие и реконструируемые города,поселки,промышлен- ные 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 полразделяются на три основные категории: бытовые(от туалетных комнат,душевых,ку- хонь,бань,прачечных,столовых,больниц;они пос- туппают от жилых и общественных зданий ,а также от бытовых помещений и промышленных предприятий );
производственные(воды,использованные в техно-
логических 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 атмос-
ферными отводятся воды от полива улиц,от фонтанов и дренажей).
В практике используется также понятие городс- кие сточные воды,которые представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод.Бытовые,про- изводственные и атмосферные сточные воды отводятся как совместно,так и раздельно.Наиболее широкое распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения.При общеспплавной 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 гете- рогенные смеси,содержащие примеси органического и минерального происхождения,которые находятся в не- растворенном,коллоидном и растворенном состоя- нии.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 санитар- но-химических показателей в производственных сточных водах определяются концентрации специфических компо- нентов,содержание которых предопределяется техноло- гическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ.Поскольку производственные сточные воды представляют собой наибольшую опасность для водоемов,мы рассмотрим их более подробно.
Производственные сточные воды делятся на две основные категории:загрязненные и незагрязненные(ус- ловно чистые).Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы.
1.Загрязненные преимущественно минеральными примесями(предприятия металлургической,машинострои- тельной,рудо- и угледобывающей промышленности;заводы по производству кислот,строительных иззделий и материалов,минеральных удобрений и др).
2.Загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятиия мясной,рыбной,молочной,пище- вой,целлюлозно-бумажной,микробиологической,химической промышленности;заводы по производству каучука,пластмасс и др).
3.Загрязненные минеральными и органическими примесями(предприятия нефтедобывающей,нефтеперераба- тывающей,текстильной,легкой,фармацевтической промыш- ленности;заводы по производству сахара,консер- вов,продуктов органического синтеза и др.).
Кроме вышеуказанных 3 групп загрязненных про-
изводственных сточных вод имеет место сброс нагретых вод в водоем,что является причиной так называемых тепловых загрязнений.
Производственные сточные воды могут различать- ся 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 эффектив- ного метода очистки в каждом конкретном случае.Получение расчетных параметров и технологических регла-
ментов обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных научных исследований как в лабораторных,так и полупроизводственных условиях.
Количество производственных сточных вод опре- деляется в зависимости от производительности предп- риятия 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.
В составе инженерных коммуникаций промышленно- го предприятия,как правило,имеется несколько водоот- водящих сетей.Незагрязненные нагретые сточные воды поступают на охладительные установки (брызгальные бассейны,градирни,охладительны пруды),а затем возв- ращаются в систему оборотного водообеспечения.Заг- рязненные сточные воды поступают на очистные сооружения,а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему оборотного водообеспечения в те цеха,где ее состав удовлетворяет нормативным требованиям.
Эффективность использования воды на промышлен- ных предприятиях оценивается такими показателями,как количество использованной оборотной воды,коэффициен- том ее использования и процентом ее потерь.
Для промышленных предприятий составляется ба- ланс воды,включающий расходы на различные виды по- терь,сбросы и добавление компенсирующих расходов во- ды в систему.
Проектирование вновь строящихся и реконструи-
руемых систем водоотведения населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утвержденных в установленном порядке схем развития и раз-
мещения отрасли народного хозяйства,отраслей промыш-
ленности 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.
При выборе системы и схемы водоотведения промышленных предприятий необходимо учитывать:
1)требования к качеству воды,используемой в
различных технологических процессах;
2)количество,состав и свойства сточных вод от- дельных производственных цехов и предприятия в це- лом,а также режимы водоотведения;
3)возможность сокращения количества загрязнен- ных производственных сточных вод путем рационализа- ции технологических процессов производства;
4)возможность повторного использования производственных сточных вод в системе оборотного водообеспечения или для технологических нужд другого производства,где допустимо применять воды более низкого качества;
5)целесообразность извлечения и использования
веществ,содержащихся в сточных водах;
6)возможность и целесообразность совместного отведения и очистки сточных вод нескольких близко расположенных промышленных предприятий,а также воз- можность комплексного решения очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных пунктов;
7)возможность использования в технологическом
процессе очищенных бытовых сточных вод;
8)возможность и целесообразность использования бытовых и производственных сточных вод для орошения сельскохозяйственных и технических культур;
9)целесообразность локальной очистки сточных вод отдельных цехов предприятия;
10) самоочищающую способность водоема,условия
сброса в него сточных вод и необходимую степень их очистки;
11)целесообразность применения того или иного
метода очистки.
При вариантном проектировании водоотводящих систем и очистных сооружений на основании техни- ко-экономических показателей принимается оптимальный вариант.
Выпуск сточных вод в водоемы
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов.В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды(повышается тем- пература ,уменьшается прозрачность,появляются окрас- ка,привкусы,запахи);на поверхности водоема появляют- ся плавающие вещества, а на дне образуется оса- док;изменяется химический состав воды(увеличивается содержание органических и неорганических веществ,по- являются токсичные вещества,уменьшается содержание кислорода,изменяется активная реакция среды и др.);изменяется
качественный и количественный бактериальный состав
,появляются болезнетворные бактерии.Загрязненные во- доемы становятся непригодными для питьевого , а часто и для технического водоснабжения;теряют рыбохозяйственное значение и т.д.
Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования.После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах,однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения,для культурных и спортивных мероприятий,рыбохозяйственных целей.
Наблюдение за выполнением условий спуска про- изводственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейно- выми управлениями.
Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно- бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользо-
вания:к первому виду относятся участки водоемов,ис- пользуемые в качестве источника для централизованно- го или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения,а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности ;ко второму виду-участки во- доемов,используемые для купания,спорта и отдыха на- селения,а также находящиеся в черте населенных пунктов.
Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.
Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам,расположенным на проточных водоемах на 1 км вышеближайшего по течению пункта водопользования,а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.
Большое внимание уделяется вопросам предупреж- дения и устранения загрязнений прибрежных районов морей.Нормативы качества морской воды,которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод,относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ.При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать
ПДК,установленные по санитарно-токсикологическому,общесанитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности.При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования.Море рассматривается не как источник водоснабжения,а как лечебный оздоровительный,культурно бытовой фактор.
Поступающие в реки,озера,водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем.В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ,протекающих под воздействием природных факторов,в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств.При этом могут образовы-
ваться вторичные продукты распада загрязнений,оказы-
вающих отрицательно влияние на качество воды.
Самоочищение воды водоемов-это совокупность взаимосвязанных гидродинамических,физико-химичес- ких,микробиологических и гидробиологических процессов,ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.
В связи с тем,что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения,их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований.Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны:нарушать работу сетей и сооружений;оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений;содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ;содержать вещества,способные засорять сети или отлагаться на стенках труб;содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества,способные образовывать взрывоопасные смеси;содержать вредные вещества,препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем;иметь температуру выше 40 С.Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям,должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.
Основные методы очистки сточных вод
Методы,применяемые для очистки производствен- ных и бытовых сточных вод,можно разделить на три группы:механические;физико-химические,биологические.
В комплекс очистных сооружений,как прави- ло,входят сооружения механической очистки.В зависи- мости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки,а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки.Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются,образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка.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.
Механическая очистка применяется для выделения
из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей.Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки.В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%,а органических веществ до 20%
В состав сооружений механической очистки вхо- дят решетки,различного вида уловители,отстойники,фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточ- ных вод тяжелых минеральных примесей.(в основном песка).Обезвоженный песок при надежном обеззаражива- нии может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.
Усреднители применяются для регулирования сос- тава и расхода сточных вод.Усреднение дости- гается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды,либо интенсивным перемешиванием отдель- ных стоков .
Первичные отстойники применяются для выделения
из сточных вод взвешенных веществ,которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника,или всплывают на его поверхность.
Для очистки сточных вод,содержащих нефть и нефтепродукты,при концентрациях более 100 мг/л при- меняют нефтеловушки.Эти сооружения представляют со- бой прямоугольные резервуары,в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей.Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность,собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию
Биологическая очистка-широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод.В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений,содержащихся в сточных водах.Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов,включающим множество различных бактерий,простейших и ряд более высокоорганизованных организмов- водорослей,грибов и т.д.,связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями(метабиоза,симбиоза и антагонизма).
Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производс- твенных сточных вод.Они применяются как самостоя- тельные,так и в сочетании с механическими и биологическими методами.
Нейтрализация применяется для обработки ппро- изводственных сточных вод многих отраслей промышлен- ности,содержащих щелочи и кислоты.Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений,нарушения биохимических процессов в био- логических окислителях и водоемах.
Список используемой литературы:
1.Г.В.Стадницкий,А.И.Родионов.»Экология».
2.Е.М.Сергеев,Г.Л.Кофф.»Рациональное использо-
вание и охрана окружающей среды городов.»
3.И.Ф.Ливчак,Ю.В.Воронов.»Охрана окружающей среды».