Защита гидросферы

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В случае электрофлотации пузырьки газа образуются в результате электролиза воды при пропускании электрического тока (водород, кислород).

Коагуляция – это физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия, хлорид железа. Если необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа получают электрохимическим путем (электролизом), то такой процесс называют электрокоагуляцией.

Реагентный метод заключается в том, что обработка сточных вод проводится химическими веществами – реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые осадки. Например, для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция, хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид кальция CaF2, который может быть удален из воды отстаиванием.

Нейтрализация – разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н+ или ОН–  инов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5–8,5. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых щелочей NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, а щелочных – добавлением кислот (соляной, серной).

Экстракция основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости). Используется для выделения фенолов, жирных кислот, цветных металлов – меди, никеля, цинка, кадмия и др.

Ионообменная очистка заключается в пропускании сточной воды через ионообменные смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы – катионы (чаще Н+) или анионы (чаще ОН–). При прохождении сточной воды через смолы подвижные ионы смолы заменяются на ионы токсичных примесей соответствующего знака.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы очистки сточных вод:

• озонирование,
• мембранные процессы очистки (ультрафильтрация, электродиализ),
• электроразрядные методы обработки воды,
• магнитная обработка и др.

Биологическая очистка

Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические и некоторые неорганические соединения (H2S, NH3, нитриты и др.) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных искусственных сооружениях – аэротенках, биофильтрах.

Аэротенки – это открытые резервуары, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом.

Биофильтр – сооружение, заполненное загрузочным материалом (шлак, щебень, керамзит, гравий и т.п.), на поверхности которого развивается биологическая пленка из микроорганизмов.

 

3. Расчёт выпуска сточных вод в водоёмы

При организации хозяйственной деятельности предприятия, использующего в производстве воду и производящего затем сброс стоков, проводится экологическая экспертиза. На основании данных экологической экспертизы определяется состав сточных вод и делается расчет их выпуска в водоемы или системы канализации, исходя из требований ГОСТа 17.1.1.01-77. Этот ГОСТ регламентирует предельно допустимый сброс (ПДС) – поступление веществ, находящихся в сточных водах предприятия, в водный объект.

Предельно допустимый сброс загрязняющего вещества в водный объект - масса этого вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. ПДС (г/сутки, тн/год) устанавливается санэпидемслужбой с учетом предельно допустимой концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в местах водопользования. При сбросе нескольких веществ с одинаковыми лимитирующими показателями вредности ПДС устанавливается так, чтобы с учетом примесей, поступающих в водоем от вышерасположенных выпусков, сумма отношений концентрации каждого вещества (Сст1…Сстn), мг/л, в водном объекте к соответствующим ПДК не превышала единицу:

Сст1 / ПДК1 + Сст2 / ПДК2 + … + Сстn / ПДКn  = 1.

Исходными данными для разработки нормативов ПДС являются характеристики сточных вод и приемника сточных вод, фоновые концентрации загрязняющих веществ и категория водопользования.

В настоящее время в России на нормативах ПДС работают лишь 15–20% загрязняющих производств и 40–50% на ВВС – временно согласованных сбросов (стоков) вредных веществ, а остальные осуществляют сброс сточных вод на основе лимитных сбросов, которые определяют по фактическим данным на определенном отрезке времени.

На данный момент в России действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для сточных вод. Как правило, ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. При ее определении учитывают степень влияния загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. За содержанием вредных загрязняющих веществ в сточных водах ведется постоянный экологический контроль.

Сброс сточных вод в водоем недопустим, если Сф ≥ ПДК. Согласно нормативным документам (например, СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод») запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, которые:

• могут быть устранены путем организации малоотходных производств, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве;
• содержат возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы;
• содержат вещества, для которых не установлены гигиенические ПДК или ОДУ;
• содержат чрезвычайно опасные вещества, для которых нормативы установлены с пометкой «отсутствие».

Запрещается сброс  сточных вод в границах зон санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон и в некоторых других случаях.

Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

 

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасывание сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки, имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Методические материалы, Юнита 1. «Действия населения в ЧС природного характера», М. 2002г.
2. Будыкина Т.А. «Процессы и аппараты защиты гидросферы», учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования, АКАДЕМИЯ, М. 2010г.
3. ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера «Использование и охрана вод», Постановление Государственного комитета стандартов СССР от 16.09.1977г. №2237.
4. Санитарные правила и нормы. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000г.
5. http://watersite.ru/
6. http://www.ecology-portal.ru/publ/9-1-0-380