Современные способы очистки бытовых и промышленных сточных вод

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО  Омский государственный технический  университет 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Теоретические основы прогрессивных  технологий» 
 
 

Современные способы очистки  бытовых и промышленных сточных вод 
 
 
 

Выполнил: студент гр. ЭП-117,

Золотарева  В. Т.

                                                                         Проверил: доцент, к.х.н. 

Даньшина  В. В. 
 
 
 
 
 

Нефтеюганск-2008

2 

СОДЕРЖАНИЕ 
 

Введение                                                                                                                        3

1 Источники  загрязнения водоемов                                                                          5

 1.1 Химическое загрязнение                                                                                    6

 1.2Неорганическое загрязнение                                                                              7

1.3Органическое загрязнение                                                                                  8

2 Методы очистки вод                                                                                                10

  2.1 Химические                                                                                                       10

  2.2 Электрохимические                                                                                          14

  2.3 Ионообменные                                                                                                  16

 2.4 Другие методы очистки                                                                                   18

3 Оценка  эффективности мероприятия                                                                    20

Заключение                                                                                                                  23

Библиографический список                                                                                       24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 

Введение.

     Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестная необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

     Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

     Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

     Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

     В  реках и других водоемах происходит  естественный процесс самоочищения  воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы

4

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.

      На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.   В такой критической ситуации нужно внедрять все новые и новые технологии по очистки сточных вод. 

       Целью данной курсовой работы является внедрения нового мембранного аппарата по очистки сточных вод,  по окончанию исследования можно определить на сколько выгодно и целесообразно это внедрение. Задачами же курсовой работы является: 1) Выявить источники загрязнения вод, 2) Рассмотреть методы очистки,  3) провести расчеты по внедрению новой технологии, и сделать заключение на сколько выгодно это внедрение. Предметом исследования является мембранная технология по очистки сточных вод.  
 
 
 
 
 

5

1.Источники загрязнения водоемов.

     Источниками  загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сбор или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.          

     Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.  

      Аварийное загрязнения водных объектов возникает при залпом сбросе вредных веществ в поверхностные водные объекты, который причиняет вред или создает угрозу причинения вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной и иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию. Меры предупреждения вредного воздействия на водные объекты определяются водным законодательством Российской Федерации. На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды  в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям.    

6

Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных  вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличиваются число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).                                         Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и       выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

     Охрана  водных объектов от загрязнения осуществляется посредством регулирования деятельности как стационарных, так и других источников загрязнения. Федеральные органы исполнительной власти и органы исполнительной власти субъектов РФ осуществляют охрану водоемов от всех видов загрязнения, включая диффузное (загрязнения через земную поверхность и воздух).

1.1 Химическое загрязнение.  

      Среди загрязнения различных видов  окружающей среды, химическое  загрязнение  природных вод имеет особое значение. Достаточно сказать,  что без воды человек живет считанные часы. Поэтому  рассмотрим  подробнее  химическое  загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей  его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или  подземного  водного  стока,  разнообразные природные  явления,  индустрия,  промышленное  и  коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.  Последствием  этих  влияний  является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих  качество

      7

воды.  Загрязнения,  поступающие в водную среду,  классифицируют по разному,  в зависимости от подходов, критериев  и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.  Химическое загрязнение представляет  собой  изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как  неорганической (минеральные соли,  кислоты, щелочи, глинистые частицы),  так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно активные вещества, пестициды). 

1.2 Неорганическое загрязнение  

      Основными неорганическими  (минеральными)  загрязнителями пресных и морских  вод являются разнообразные химические соединения,  токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка,  свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство  из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются  по  пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.         

      Кроме перечисленных веществ,  к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до  значений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основных  источников  загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство.  С орошаемых земель ежегодно вымывается около 16 млн.т. солей.  К 2010 году возможно увеличение их массы  
 
 

      8

до 12 млн.т./год. Отходы, содержащие ртуть,  свинец,  медь локализованы в отдельных районах  у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.  Загрязнение ртутью  значительно  снижает первичную  продукцию морских экосистем,  подавляя развитие фитопланктона.  Отходы,  содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных  отложениях  заливов  или эстуариях рек.  Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением  в трофические цепи водных организмов.  Так,  печальную известность приобрела болезнь Минамата,  впервые  обнаруженную японскими учеными у людей,  употреблявших в пищу рыбу,  выловленную в заливе Минамата,  в который бесконтрольно  сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.  

  1.3 Органическое загрязнение  

      Среди вносимых в океан с суши растворимых  веществ,  большое значение для  обитателей водной среды имеют не только минеральные,  биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в  океан  органического  вещества  оценивается  в  300  -  380 млн.т./год. Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают  жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.  Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.  Одним  из  основных  санитарных требований, предъявляемых к качеству воды,