Розробка вторинного відстійника стічних вод на стадії фізико-хімічної очистки другої черги цеху

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………….2

1. Структура і характеристика  екологічних систем……………………………….3

2. Види взаємодії людини з  довкіллям і їх слідства у  зв'язку із забрудненням її  виробничими стічними водами……………………………………………………10

2.1. Характеристика джерел утворення відходів, їх склад і властивості……….10

2.2. Токсикологічна характеристика  відходів, які утворюються на  базовому об'єкті………………………………………………………………………………..15

2.3. Вплив забруднень базового  об'єкту на атмосферу, літосферу,  гідросферу, рослинний та тваринний світ……………………………………………………...19

3. Екологічне нормування шкідливих  речовин у водному середовищі………...23

3.1.Принципи нормування…………………………………………………………23

3.2. Розрахунок гранично допустимого  скидання (ГДС)………………………..30

4. Аналітичний огляд методів фізико-хімічного очищення……………………..36

4.1. Висновки по аналітичному  огляду…………………………………………...36 

5. Нове технічне рішення………………………………………………………….77

6. Розробка природоохоронного заходу  по знешкодженню промислових  відходів…………………………………………………………………………….78

6.1.Теоретичні основи процесу усереднювання...................................................78

6.2. Опис технологічної схеми……………………………………………………80

6.3. Розрахунок матеріального балансу………………………………………….84

6.4. Технологічний розрахунок аппарату………………………………………..88

6.5. Розрахунок піногасників……………………………………………………..90

7. Екологічний моніторинг якості  природного середовища……………………91

8. Розрахунок шкоди, заподіяної державі порушенням природоохоронного законодавства………………………………………………………………………96

Висновок ………………………………………………………………………......97

Список літератури…………………………………………………………………98

 

Вступ

Охорона довкілля від  забруднення і виснаження є одним з основних завдань народного господарства України. Проблема очищення стічних вод промислових підприємств і населених місць придбала нині, особливо важливе значення.

У основі очищення стічних  вод лежать складні фізико-хімічні  процеси. Значні капітальні витрати виділяються на будівництво очисних споруд, економічна ефективність яких у ряді випадків проявляється тільки при розгляді екологічних завдань в регіональному народногосподарському масштабі. Стримує впровадження сучасних очисних установок і дефіцит деяких видів устаткування, матеріалів і хімікатів, що ускладняє рішення проблем очищення.  Тому головними завданнями є розробка нових і удосконалення існуючих способів очищення стічних вод, зниження капітальних і експлуатаційних витрат на очищення води, організація замкнутих систем водопостачання промислових підприємств, широке впровадження автоматизації і механізації.

Темою курсової є «Розробка вторинного відстійника стічних вод на стадії фізико-хімічної очистки другої черги цеху НОПС ПРАТ СЄВЕРОДОНЕЦЬКЕ ОБ'ЄДНАННЯ АЗОТ потужністю 15 тис. м³/добу».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      1. Структура і характеристика екологічних систем

Упродовж усього свого існування людство підкорювало природу, боролося, перетворило і всіляко її знищувало. У боротьбі з місцем існування і собі подібними були загублені дві великі істини. Перша полягає в тому, що людина існує і розвивається за рахунок природи. Друга - що не протиборство, а взаємодопомога - основа усього існуючого на Землі. У центрі уваги сучасного людства стоять проблеми взаємодії людини з природним довкіллям, екологічній стійкості біосфери.

Екологія - наука, яка  вивчає функціонування систем і структур надорганизменного рівня (екосистем або биогеоцинозів) у їх взаємодії один з одним і совакупностью чинників довкілля. Екологія охоплює широкий круг теоретичних і практичних питань : вивчення різних рівнів біологічної організації от окремих організмів, від популяцій і угрупувань до екосистем, принципи і закономірності їх організації, функціонування розвитку, регуляторні і адаптивні механізми, досліджує суть процесів обміну і перетворення речовин і енергії; веде пошуки природних законів організації життя на інших планетах. [1]

Екосистема - основна одиниця біосфери, яка являється об'єктом вивчення екології. Це просторова система, яка охоплює комплекс живих організмів, що історично сформувався, і неживих компонентів середовища їх існування, яке притягується до процесу обміну речовин і енергії. У кожній екосистемі відбувається кругообіг речовин і обмінн енергетичних процесів.

Кожна екосистема полягає з біоценозу і біотопу.

Біотоп - ділянка поверхні землі з більшь меншь однотипними умовами існування.

Біоценоз - це  сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, які заселяють біотоп. Кожен біоценоз полягає з фітоценозу (совакупность рослин), зооценозу (совакупности тварин), мікробіоценозу (совакупность мікроорганізмів).

У кожній екосистемі є  два основні компоненти: організми, з одного боку, і чинники неживої природи - з іншою. Таку сукупність організмів рослин, тварин, мікроорганізмів, називають біотою екосистеми. Шляхи взаємодії різних категорій організмів - це її біотична структура; неживі ( хімічні і фізичні ) чинники довкілля називають абиотическими.

Одна з причин, яка  викликає різноманітність екосистем  ( биоценозов ) в природі, - це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.  [2]

Природні екосистеми - це відкриті системи : вони повинні отримувати і віддавати речовини і енергію.

Запаси речовин, засвоювані організмами, передусім, продуцентами, в природі не безмежні. Якби ці речовини не використовувалися багаторазово, а точніше не були б притягнені у вічний кругообіг, то життя на Землі було б неможливе. Такий "нескінченний" кругообіг біогенних компонентів можливий лише за наявності функціонально різних груп організмів, здатних здійснити і підтримати потік речовин, витягуваних ними з довкілля.

Для підтримки кругообігу речовин в екосистемі потрібні неорганічні  молекули в засвоюваній для продуцентів формі, консументи, що живляться продуцентами, а також редуценти, поновлюючі органічні речовини знову до неорганічних молекул для живлення продуцентів.

З точки зору взаємодій  організмів, трофічна структура екосистеми ділиться на 2 яруси:

1) верхній - автотрофний  ярус, або "зелений пояс", який  включає фотосинтезуючі організми,  створюючі, складні органічні  молекули з неорганічних простих  з'єднань.

2) нижній - гетеротрофний  ярус або "коричневий пояс" грунтів або опадів, в якому  переважає розкладання відмерлих органічних речовин знову до простих утворень.

Проте, що б разібратися в складних біологічних взаємодіях в экосистемах слід виділити ряд компонентів, екологічна роль яких дуже важлива: 1) неорганічні речовини (C, N, CO2, H2O, P, O та ін. ), які беруть участь у кругообігу; 2) органічних сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди, гумусові речовини та ін. ), яка зв'язує біотичну і абиотическую частини; 3) повітря, водна і субстратную середовище, яке включає абіотичні чинники; 4) продуцентів - автотрофних організмів, в основі зелених рослин здатних виробляти їжу з простих неорганічних речовин; 5) консументов, або фаготрофов (пожирачів), - гетеротрофи. В основному тварини, що живляться іншими організмами або частинами органічної речовини; 6) редуцентів, або сапрофітів ( що живляться гниллю ), - гететрофних організмів, в основному бактерій і грибів, одержуючих енергію шляхом розкладання відмерлої або поглинання розчиненої органіки. Сапротрофи вивільняють неорганічні елементи живлення для продуцентів і, крім того, є їжею для консументів. [3]

По кваліфікації американсокго  еколога Одума екосистема ділиться на три групи:

1) наземні - тундра, тайга,  степ, савани та ін. наземні ділянки;

2) прісноводі - лотическі ( річки, струмки ), лентическі ( озера, ставки ), заболочені угіддя #024

3) морські - відкритий  океан, прибережні води шельфу, райони апвелінга, естуарій, глибоководні  рифтові зони.

Специфікою водної екосистеми є:

1) питома теплоємність  води більше вище, ніж в повітря;

2) велику температуру  плавления- для перетворення 1 кг льоду на рідкий стан потрібне 336 Дж енергії;

3) найвища температура  пароутворення з усіх речовин  - при випарі 1 кг води поглинається 2.2*10³ Дж енергії;

4) вода має найбільшу  щільність при певній температурі,  рівній       +4 ºЗ, при більшій или меншій температурі вода легшає і розширюється, що захищає озера від промерзання до дна;

5) характеризується певною  прозорістю, світлопроникністю, швидкістю,  солоністю, змістом різних газів,  змістом нерозчинних речовин,  різним тиском на різній глибині. [4]

Харчові ланцюги у  водоймищах добре розвинені і  надані організмами усіх трофічних  рівнів. Продуценти представлені автотрофом: фотосинтезуючими і хемосинтезуючими мікроорганізмами і водними рослинами. Консументи - повним набором від рослиноїдних і хижаків різних порядків до паразитів, і так далі і нарешті редуценти відрізняються значною різноманітністю, яка пов'язана з природою субстрату.

Водні організми, с екологних позицій, можна класифікувати і по місце мешканню у водоймищі. Бентос - організми, прикріплені до дну, що живуть в гелистих осіданнях і просто знаходяться на дні. Перифитон - тварини і рослини, прикріплені до листя і стебель водних рослин або до інших виступів над дном водоймища. Планктон - організми плаваючі, зоопланктон навіть активно може переміщатися сам, але в цілому, вони переміщаються за допомогою течії. Нектон - організми, які вільно переміщаються у воді, - риби, амфібії і інші.

Особливе значення має  розподіл організмів по трьом зонам водоймища. Літоральна зона - товща води, де сонячне світло доходить до дна. Лимническа зона - товща води до глибини, куди проникає всього 1 % від сонячного світла і де затухає фотосинтез. Нефотична зона - уся освітлена товща води, куди проникає сонячне світло.

У проточних водоймищах останні три зони не виражено. Хоча їх елементи зустрічаються. Перекати - мілководі ділянки з швидкою течією, дно без мулу, переважно прикріплені форми перифитона бентоса.

Плеса - глибоководні ділянки, течія повільна, на дні м'який субстрат мулу і донні тварини.

Лотическі екосистеми - річки - відрізняються від стоячих водоймищ трьома основними умовами:

1. течії - важливий  лімітуючий і контролюючий чинник;

2. обмін між водою  і сушею значно активніший;

3. розподіл кисню більше  рівномірно, оскільки практично  відсутня стратифікація.

Река - відкрита екосистема, в яку поступає з прилеглих  просторів велика кількість органічної речовини.

Детритне живлення - основа трофічних ланцюгів лотичних екосистем : більше 60 % енергії консументи отримують від привнесеного матеріалу. Зате кисню в річках досить і зміст його у воді постійний, що зумовило вузьку толерантність організмів по відношенню до кисню.

У великих річках простежується  подовжня зональність: у верхів'ях - співдружність перекатонов, в пониззях і далі - плес, між ними місцями можуть виникнути і ті і інші. Подовжня зональність підкреслюється змінами видового складу риб. До пониззів видовий склад обідняється, але збільшуються розміри риб. [3]

Залежно від інтенсивності  зовнішньої дії на водні екосистеми і характеру протікання процесів, відбуваються або відновлення водної экосистеми до фонових станів (самоочищення), або водна екосистема не переходить іншому стійкому стану, який характеризуватиметься вже іншими кількісними і якісними показниками біотичних і абиотичних чинників.

Самоочищення природних  вод здійснюється завдяки залученню  поступаючих із зовнішніх джерел до процесів трасформації, що безперервно відбуваються, в результаті яких речовини, які поступили, повертаються до свого резервного фонду.[5]

До чинників самоочищення відносяться:

1. фізичні чинники;

2. хімічні чинники;

3. біологічні чинники.

Фізичні чинники - розбавлення, розчинення, перемішування забруднень, які поступають. Інтенсивна течія  річок сприяє цим процесам, при  яких знижується концентрація суспензій. Осідання у воді нерозчинних речовин, відстоювання забруднюючих речовин, сприяє самоочищенню води. Бактерії через власну тяжкість або осадження на інших частинах, потрапляють на дно, де вони частково розкладають донні відкладення, але піддававшись дії фізичних чинників дна, переважно відмирають. Ультрафіолетові промені - дезинфікуючий агент, але він є неефективним, якщо вода дуже каламутна.

Хімічні чинники - хімічні  реакції між молекулами різних забрудників.

Біологічні - самоочищення води за допомогою організмів, які населяють водний об'єкт: бактерії, водорості, вищі водні рослини, хребетні тварини.

Роль бактерій в процесі  самоочищення - вони живляться розчиненими  і колоїдно розчиненими органічними речовинами. В процесі цього вони інтенсивно розмножуються, але одночасно є кормом для інфузорій, вислоногих рачков і дрібних риб, які є їжею для великих риб. Розвиток бактерій і накопичення їх маси за рахунок переробки органічної речовини що поступає із стічними водами і органічні вщества самого фітопланктону дає старт циклу біологічних процесів, які відбуваються в товщі води. Продукування бактерій за рахунок органічної речовини відмираючого фітопланктону і наступне поїдання їх водними безхребетними, є в даному випадку єдиним можливим шляхом використання в біологічних процесах органічної речовини, які поступають із стічними водами і головним шляхом залучення до харчового ланцюга органіпрочної речовини, яка створюється в процесі фотосинтезу.