Рациональное использование доочищенных сточных вод

Федеральное Агентство по образованию РФ

Пензенская  Государственная Технологическая  академия

Институт  образовательных технологий

Кафедра Технологии и инженерные средства защиты окружающей                                   среды 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

по  дисциплине «Экология» 
 
 
 
 

                        Выполнила:   ……………..,

                                                                                                 студентка       группа 07ТП2

                                     Проверила: Мамелина Т.Ю. 
 
 
 
 
 

г.Пенза-2009

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение. Предмет современной экологии. Главная задача экологии

    Из  множества определений предмета экологии чаще всего употребляется  следующее:экология-это наука о  взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания.Термин «экология»(от греч. Oikos-жилище,обитель,дом и logos-слово,учение) ввел в научный обиход выдающийся немецкий биолог Эрнст Геккель.В его «Всеобщей морфологии организмов» (1866) приводится следующее определение экологии:

    Под экологией мы понимаем сумму знаний,относящихся  к экономике природы:изучение всех взаимоотношений  животного с органическими  и неорганическими компонентами среды,включая непременно его дружественные или враждебные отношения с животными и растениями,с которыми оно вступает в контакт.Одним словом,экология-это наука,изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе,рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.

    Главной задачей современной экологии как  науки является консолидация различных ее разделов и огромного фактического материала на единой теоретической платформе,сведение их в систему,отражающую все стороны реальных взаимоотношений природы и человеческого общества. 

    Вопрос 1 Рациональное использование доочищенных сточных вод

    Задача  очистки сточных вод определяется характером их дальнейшего использования в народном хозяйстве. Но в любом случае необходимо нейтрализовать воздействие органических веществ, предельно уменьшить количество взвешенных веществ и биогенных элементов, придать воде благоприятные органолептические свойства и обеспечить безопасность доочищенных сточных вод в эпидемиологическом отношении.

    Для этого необходимо применять новые  методы и схемы глубокой очистки сточных вод. Поэтому наряду с традиционными процессами на станциях аэрации следует использовать и такие, как фильтрование через различные загрузки с предварительной коагуляцией или без нее; отстаивание и окисление в биологических прудах; адсорбцию активированным углем, ионный обмен, электролиз, дистилляцию и др. Кроме того, во все схемы глубокой очистки следует включать завершающий этап - обеззараживание доочищенных сточных вод.

    В санитарно-гигиеническом отношении использование доочищенных сточных вод, содержащих не только производственные, но и бытовые, опасно. Поэтому важной задачей является достижение эффективности их обеззараживания хлором. До последнего времени не существовало единого подхода и критериев к оценке эффективности этого процесса, тем более по отношению к сточным водам, прошедшим глубокую очистку путем фильтрования и обеззараживания. Пробы доочищенной сточной воды до и после обеззараживания хлором проверяли на наличие бактериальной микрофлоры, в том числе и на наличие возбудителей заболеваний.

    По  данным кафедры коммунальной гигиены 1-го Московского медицинского института(ММИ) им. И.М. Сеченова, необходимая гигиеническая эффективность обеззараживания доочищенных сточных вод, прошедших механическую и биологическую очистку, достигается при наличии 1,5 мг/л остаточного хлора после 30-минутного контакта. В таких же условиях проводили и эксперимент по обеззараживанию сточных вод, прошедших глубокую очистку на зернистых фильтрах. При наличии 1,5 мг/л остаточного хлора бактериальное загрязнение оказалось значительно меньшим, чем при обычной механической и биологической очистке, а качество воды стало даже более высоким, чем в природных открытых водоемах, поэтому, несколько изменив условие обеззараживания доочищенных сточных вод, уменьшили количество остаточного хлора при той же продолжительности контакта сточной воды с хлором. Бактерицидный эффект был по-прежнему высок. Однако уменьшение количества остаточного хлора до 0,5 мг/л необходимого уровня обеззараживания уже не обеспечивает.

    Таким образом, результаты исследований показали, что если фильтрование через зернистые загрузки обеспечивает снижение уровня содержания взвешенных веществ до 3 мг/л и органических соединений до 6 мг/л, надежное обеззараживание доочищенных сточных вод достигается при наличии не менее 1 мг/л остаточного хлора после 30 минутного контакта.

             В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Метод доочистки стоков вбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Так, для очистки сильноминерализованных стоков применяется метод термического опреснения, при котором дистиллят, полученный из стоков, используют как обессоленную воду. Повторное использование доочищенных стоков в 20-25 раз сокращает потребление свежей воды из источников.

            Повторное использование доочищенных сточных вод для технических целей необходимо внедрять только после тщательного обследования предприятий совместно с органами санитарно-эпидемиологической службы, При этом следует руководствоваться "Методическими рекомендациями к использованию доочищенных городских сточных вод в техническом водоснабжении".

    Доочистку сточных вод проводят с использованием следующего оборудования:

1)Фильтрующие  колодцы, кассеты 
Использование в технологической схеме биологической очистки сооружений, расположенной в естественных условиях (фильтрующие колодцы и кассеты, поля подземной фильтрации), позволяет обеспечить одновременную глубокую очистку и обеззараживание стоков и не требует дополнительного устройства сооружений доочистки. Обследование около 50 систем показало, что вблизи правильно установленных и эксплуатируемых фильтрующих колодцев создается вполне удовлетворительная санитарная обстановка. На большинстве обследованных объектов даже в расстоянии 1-2 метров вокруг фильтрующего колодца не отмечалось загрязнения атмосферного воздуха и поверхности почвы. 
Результаты исследований экспериментальных установок показывают, что даже на расстоянии 0,8-1 метра от фильтрующих колодцев наблюдается значительное снижения загрязнении в сточных водах. 
Сооружения естественной очистки сточных вод, такие как фильтрующие колодцы и биологические пруды, используются в качестве сооружений доочистки в различных технологических схемах обработки стоков. 
Эти сооружения размещают, как правило, после установок биологической очистки.

2)Биологические пруды

      Биологические пруды с естественной или искусственной  аэрацией - это наиболее экономичные, простые и надежные сооружения, в которых происходит снижение содержания взвешенных и органических веществ до 5 мг/л, уменьшается содержание биогенных элементов и бактериальных загрязнений. При отсутствии земельных участков для устройства биологических прудов и ограничении их применения по гидрогеологическим, климатическим и другим местным условиям возможно для доочистки использовать сооружения искусственной очистки стоков. 

3)Фильтры с зернистой загрузкой 
 

Рис 1  Схема фильтра с восходящим потоком воды и водо-воздушной промывкой фильтра:1-загрузка;2-пескоулавливающий желоб;3-карман;4-отвод фильтрованной воды;5-отвод промывной воды;6-подача воздуха на промывку;7-подача очищаемой воды;8-подача воздуха;9 и 10-распределитльные системы соответственно для подачи воды и воздуха;11-струенаправляющий выступ;12-поддерживающий гравийный слой. 

      Различают два типа фильтров с зернистой  загрузкой: гравийные с восходящим потоком воды и каркасно-засыпные. Оба типа фильтров обладают повышенной грязеемкостью, так как фильтрация в них осуществляется через загрузку с убывающей крупностью.

В песчано-гравийных  фильтрах загрузка выполняется из речного песка крупностью 1,2-2 мм высотой 1,4 м и из гравия крупностью 5-40 мм высотой 0,4 м (Рис. 1).

      В каркасно-засыпных фильтрах (КЗФ) загрузка состоит из каркаса (гравий крупностью 40-60 мм) высотой 1,8 м и засыпки (песок крупностью 0,8-1 мм) высотой 0,9 м. КЗФ представляет собой двухслойный фильтр с нисходящим потоком воды (Рис. 2).

Этот  фильтр выгодно отличается от известных  тем, что его загрузка, обеспечивает фильтрование в направлении убывающей крупности зерен, выполняется из недефицитных материалов. Крупность зерен засыпки и каркаса, а также их объем

Рис 2 Схема каркасно-засыпного  фильтра:1-поддерживающие гравийные  слои;2-распределительная система для воды;3-подача воздуха при промывке;4-гравийно-песчаная засыпка;5-гравийный каркас;6-трубчатая система для подачи исходной и отведения промывной воды;7-подача исходной воды;8-отвод промывной воды;9-подача промывной воды;10-отвод фильтра. 

подбирают таким образом, чтобы зерна засыпки могли свободно проникать в каналы, образующиеся в каркасе фильтра, и опускаться подо действием свободного падения в нижние слои каркаса с тем, чтобы верхние слои были свободные от засыпки. Таким образом, очищаемая вода проходит через слой каркаса, незасыпного песка, где очищается от части взвеси, а затем поступает в нижние слои, где фильтруется через мелкозернистый фильтрующий материал - слой засыпки.

      В рассмотренных выше двух типов фильтров промывка - водо-воздушная, эффект очистки составляет по взвешенным веществам 70-85%, по БПК 50-65%, по ХПК 30-40%. Однако фильтры снижают лишь содержание взвешенных веществ, что, в свою очередь, снижает содержание органических веществ.

      Песчаные  фильтры имеют недостаток: для них требуются здания большой площади и высоты (4,8 м), что приводит к увеличению капитальных расходов и большой трудоемкости при возведении сооружений.

4)Микрофильтры и намывные фильтры

      Микрофильтры  представляют собой сетчатые вращающиеся  барабаны, опущенные частично в жидкость. Сточная вода подается внутрь барабана, загрязненная внутренняя поверхность промывается струями воды в верхней части барабана. Эффективность очистки при подаче на них биологически обработанных сточных вод составляет по БПК 20-30%, по взвешенным веществам 65-70%. Микрофильры просты в эксплуатации и не требуют ежедневного ухода.

      Намывные  фильтры представляет собой резервуары с установленными внутри сетчатыми  фильтрующими элементами. Фильтрование осуществляется через сетки намытым на них фильтрующим материалом. Поэтому перед рабочим циклом в фильтр подается пульпа фильтрующего материала. Этот же материал вводится в доочищаемую воду небольшими дозами во время рабочего цикла.

      Качество  доочистки высокое: по содержанию взвешенных веществ (4 мг/л) и БПК (3 мг/л) сточные воды приближаются к чистой речной воде.

5)Фильтр ОКСИПОР

      Этот  фильтр разработан в НИИКВОВ и  представляет собой заполненный фильтр, в котором происходят процессы окисления органических загрязнений на пористой поверхности загрузки. Процесс осуществляется за счет жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся на поверхности зерен загрузки (керамзит крупностью 5-10 мм) и в межпоровом пространстве. В фильтре также происходит задержание взвешенных веществ (Рис. 3).

Рис 3 Схема затопленного фильтра ОКСИПР:1-трубопровод для подачи воды на очитску;2-корупс фильтра;3-распределительная воронка;4-карман для отведения промывной воды;5-сифон;6-трубопровод для отведения промывной воды;7-верхняя система распределения воздуха;8-распределительная система для сбора очищенной и подачи промывной воды;9-нижняя система распределения воздуха;10-подстилающий слой гравия. 

Вода  подается на очистку по трубопроводу через распределительную воронку фильтра, а отводится по трубчатой распределительной системе через водослив в виде сифона, что необходимо для поддержания загрузки в затопленном состоянии.