Взаимодействие речных и сточных вод

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Эколого-географический факультет

Кафедра геоэкологии 
 
 
 
 
 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ  РЕЧНЫХ И СТОЧНЫХ  ВОД

(Курсовая  работа) 
 
 
 
 

Научный руководитель:

д.г.н., профессор

                 В.М. Калинин

Автор работы:

                    А.Ю. Иванов 
 

Тюмень 2009

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….………….…..3

ГЛАВА 1: ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД………………………….……………...…4

      1.1. Общие вопросы водоотведения………………………………………………….……..4

      1.2.Хозяйственно-бытовые сточные воды………………………………..………….…......6

      1.3. Талые снеговые и дождевые сточные воды с территории городов…………….…....8

      1.4. Производственные сточные воды………………………………………………….....10

      1.5. Сельскохозяйственные сточные воды…………………………………......................11

ГЛАВА 2: ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗБАВЛЕНИЯ И САМООЧИЩЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД............................................................................................................................14

      2.1.Самоочищение вод…………………………………………………………………......14

      2.2.Коэффициенты самоочищения рек Тюменского региона…………………………...16

      2.3.Разбавления сточных вод……………………………………………………………....19

ГЛАВА 3: ОЦЕНКА РАССТОЯНИЯ ДО СТВОРА ПРАКТИЧЕСКИ ПОЛНОГО СМЕШИВАНИЯ………………………………………………………………………..…........22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………...……….25

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………….......27 
 
 
 
 
 
 
 
 

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. Общеизвестна 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. Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное количество 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.

    Целью работы является изучение материальных источников о состоянии и составе  сточных вод и их взаимодействие с водами водоприемника. Для достижения поставленных целей были решены следующие  задачи:

• собраны литературные источники
• изучено их содержание и выполнен анализ

    Курсовая  работа состоит из 27 страниц машинного текста, включая 2 таблицы, 2 рисунка и 8 источников литератур. 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 1: ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД

    Под водоотведением понимается сброс в  какой-либо водоприемник — реку, озеро, водохранилище, пруд, бессточную впадину, использованных вод, которые обычно отождествляются со сточными водами на том основании, что сточные  воды по своим физическим, химическим и бактериологическим свойствам, так  же как и использованные, отличаются в худшую сторону от исходной природной  воды.

    Поскольку проблема водоотведения ассоциируется  с загрязнением воды, то к ней  тесно примыкают и такие проблемы, как загрязнение вод вследствие судоходства и лесосплава, смыв минеральных  удобрений и ядохимикатов с сельскохозяйственных полей, сброс сильноминерализованных шахтных и рудничных вод и  пр.

    До  недавнего времени основная масса  загрязняющих веществ поступала  от населения городов и промышленности. Сейчас не меньшее значение приобретает  поступление загрязняющих веществ  от сельского хозяйства. (Нежиховский, 1990) 

1.1. Общие  вопросы водоотведения.

    Водоотведение представляет собой, как правило, проблему еще более трудную, чем водоснабжение. Подчас оно сопряжено со значительными  материальными затратами на очистку  сточных вод и реализацию других водоохранных мероприятий. Кроме того, сброс сточных вод, (очищенных, недостаточно очищенных, вовсе не очищенных) изменяет к худшему качество воды в водоприемнике, служащем в общем случае средой обитания гидробионтов, источником водоснабжения, местом рекреации. Извлечение из земных недр разнообразного сырья, создание новых  материалов, изменение объема и характера  производства — все это пока заметно  опережает темпы роста объема и совершенствования технологии очистки сточных вод.

    Область водного потока (река, канал, ручей) или водоема (озеро, водохранилище, пруд), находящуюся под воздействием сточных вод, принято подразделять на зону влияния и зону загрязнения. Зона загрязнения — это зона, где вследствие поступления загрязняющих веществ их концентрация в воде превышает  ПДК. Зона влияния — там, где концентрация загрязняющих веществ ниже ПДК, но заметно  выше естественной. Понятно, что размеры  и местоположение указанных зон  зависят от количества и состава  сточных вод, условий их поступления, а также от особенностей самого водоприемника (расход воды и скорость течения  в реке, условия проточности и  наличие течений в озере и  др.).

    Антропогенные источники загрязнения природных  вод чрезвычайно многообразны: здесь ограничимся далеко не полным их перечнем:

• хозяйственно-бытовые сточные воды;
• производственные загрязненные и производственные условно чистые воды;
• талые снеговые, дождевые и поливомоечные воды с территории населенных пунктов и промышленных предприятий;
• удобрения, ядохимикаты и частицы почвы, смываемые талыми и дождевыми водами с сельскохозяйственных полей;
• коллекторно-дренажные воды мелиоративных систем;
• сточные воды животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик;
• судоходство и сплав леса;
• сточные воды рекреационных зон;
• отвалы руды, шлака, золы и т. д.;
• минерализованные шахтные, рудничные и карьерные воды;
• подогретые воды тепловых и атомных электростанций;
• свалки мусора, кладбища, скотомогильники; 
• торфоразработки;  
• надводные и подводные карьеры строительных материалов;
• надводные и подводные свалки грязного грунта;

    — атмосферные осадки (в первую очередь кислые дожди). Большинству из перечисленных источников загрязнений присущи тот или иной состав вредных веществ, свое распределение их во времени и пространстве.

    По  временному признаку можно различать  непрерывные или почти непрерывные  сбросы загрязняющих веществ (от городов, предприятий, шахт и т.д.) и залповые сбросы (большей частью, при разного  рода авариях). Наиболее типичные случаи аварий: прорывы прудов-накопителей (вследствие их переполнения), сбои в работе очистных сооружений (из-за перегрузки, неправильной эксплуатации или производственных неполадок), разрывы канализационных труб и нефтепроводов, возникновение трещин и пробоин в корпусах танкеров и других судов. (Нежиховский, 1990)

    Общепринятой  классификации сточных вод не существует. Тем не менее можно  различать следующие виды загрязнений  природных вод:

• минеральные нерастворимые: песок, глина, гравий, частицы руды, шлака, золы и пр.;
• минеральные растворимые: соли, кислоты, щелочи, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ);
• органические растительные: остатки растений, плодов, овощей и злаков, нефтепродукты, мелкие водоросли;
• органические животные: физиологические выделения людей и животных, остатки тканей, клеевые вещества;
• бактериальные и биологические: различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, гельминты, мелкие животные и рыбы;
• радиоактивные (выражаются в повышенном содержании радионуклидов);
• тепловые (повышение температуры воды в водоеме за счет сброса вод, использованных для охлаждения различных тепловых установок).

    Классификация сточных вод может быть также  выполнена в зависимости от сочетания  и характера примесей (минеральные, органические) и наличия или отсутствия токсических веществ:

  — примеси минеральные, нетоксичные; повышается мутность 
воды, уменьшается прозрачность, изменяется цветность, повышается минерализация; 

    — примеси минеральные, токсичные; то же, что в предыдущем случае, кроме того меняются физико-химические свойства воды;

     — примеси органические, нетоксичные; ухудшаются органолептические свойства воды, создается дефицит кислорода, меняются условия обитания гидробионтов;

     — примеси органические, токсичные: ухудшается качество воды по органолептическим и физико-химическим показателям, обедняется водная экосистема. (Нежиховский, 1990)

1.2.Хозяйственно-бытовые сточные воды.

    С хозяйственно-бытовыми сточными водами в водоприемник поступают отходы жизнедеятельности людей и домашних животных: фекалии, остатки пищи, мелкий мусор, растворенные соли и пр. Главная особенность указанных вод — это большая бактериологическая загрязненность, в том числе возбудителями различных заболеваний. В 1 дм³ сточной воды содержится около 400 мг бактерий. Суточное выделение кишечных палочек одним человеком колеблется от 10 до 400 млн особей. Число яиц гельминтов в 1 м³ воды от 100 до 700. Органолептические показатели: прозрачность— 1—3 см, цвет — бурый, запах — фекально-гнилостный. Другой особенностью хозяйственно-бытовых сточных вод является постоянство состава, особенно в больших городах, и довольно значительная изменчивость расхода воды во времени.

    Количество  загрязняющих веществ (г/сут на 1 чел.), поступающих в водоприемник с хозяйственно-бытовыми сточными водами, примерно следующее:

Взвешенные  вещества....................65

БПК₅.................................................54

БПКполн    ......................................75

Перманганатная  окисляемость….6,0

Азот  аммонийный..........................8,0

-Фосфаты   (P₂O₅)............................3,3

Фосфор  минеральный   . . .............1,4

Хлориды (Сl-)    .............................9,0

СПАВ     .........................................2,5

Сульфаты (S0₄²-)    ........................4,4

Калий  (К₂0)   .................................3,0

    В каждом конкретном населенном пункте на душу населения норма может  заметно отличаться от указанной. Это  связано с размерами и благоустройством населенного пункта, нормой водоотведения, климатическими условиями и т. д.

    Хозяйственно-бытовые  сточные воды служат обычно основным источником поступления в реки и  водоемы соединений азота. При этом в аэробных условиях (т. е. при наличии  кислорода) отмечается следующий процесс их биологической трансформации: испражнение человека и животного — мочевина окисляется урбабактериями до аммиака (NH₄⁺); аммонифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитритов(NO₂^-); последние окисляются нитрифицирующими бактериями до конечного стабильного соединения — нитратов (NО₃^-). В анаэробных условиях (т. е. при отсутствии кислорода) процесс может идти в обратном направлении. Благоприятное санитарное значение имеет лишь процесс в аэробных условиях. (Нежиховский, 1990)