Загрязнение сточными водами

Загрязнение сточными водами

Министерство образования Российской Федерации

Уссурийский Государственный Педагогический Институт

Биолого-химический факультет

Курсовая работа

Загрязнение сточными водами

Выполнил:

студентка 2 курса 521 группы

Ястребкова С. Ю._________

Научный руководитель:

______________________________

Уссурийск, 2001 г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………..…3

I.1. Источники загрязнения внутренних водоемов…………………4

I.2. Выпуск сточных вод в водоемы……………………………………..7

II.1. Методы очистки сточных вод…………………………………….…9

Заключение………………………………………………………………….11

Приложение…………………………………………………………………13

Список литературы……………………………………………………..22

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. 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.

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.

I.1. Источники загрязнения внутренних водоемов

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических,

химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием

в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут

создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования,

нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие

типы:

механическое - повышение содержания механических примесей,

свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;

химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ

токсического и нетоксического действия;

бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных

патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или

подземных водах;

тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

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.

Сточные воды разделяют на три группы: фановые, или фекальные;

хозяйственно-бытовые, включающие стоки от камбуза, душей, прачечных и др.;

подсланевые, или нефтесодержащие. Для фановых сточных вод характерно

высокое бактериальное загрязнение, а также органическое

загрязнение(химическое потребление кислорода достигает1500-2000мг/л.).

объём этих вод сравнительно невелик. - Хозяйственно бытовые сточные воды

характеризуются невысоким органическим загрязнением. Эти сточные воды

обычно сбрасываются за борт судна по мере образования. Сброс их запрещён

только в зоне санитарной охраны. Подсланевые воды образуются в машинных

отделениях судов. Они отличаются высоким содержанием нефтепродуктов.(6)

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.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-

туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и

т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др.

Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие,

нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические

и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы,

фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой

группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие

которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается

биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели

воды.

Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными

загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в

водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную

пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на

дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска,

поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода,

появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические

свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают

непригодной для употребления тонну воды.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он

содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом

резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения,

вода приобретает специфический запах карболки.

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-

бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается

поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры,

мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют

воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме -

беспозвоночных - неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей

древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и

другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода,

вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы

сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб

нерестилищ и кормовых мест.

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки.

Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными

микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным.

Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше,

чем воды, в которой они живут.

Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1л и

более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные

резервуары.

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов

значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти

стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и

гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические

средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также

в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические

вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают

значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В

результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется

деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и

минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями

дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что

инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в

нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие

приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений.

Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а

по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как

на отдельные органы, так и на организм в целом.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать

стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные

жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и

целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов,

предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности,

являются причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения,

к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы,

грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных

водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

Нагретые сточные воды тепловых ЭС и др. производств причиняют

“тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными последствиями:

в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что

отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают

благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых

водорослей - так называемого “цветения воды”. Загрязняются реки и во время

сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного

периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

I.2. Выпуск сточных вод в водоемы

Количество сточных вод, выпускаемых в сточные объекты, определяется при

помощи предельно допустимого сброса (ПДС). Под ПДС понимается масса

вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с

установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с

целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Расчёт ПДС

производится по наибольшим среднечасовым расходом сточных вод q (в м3/ч)

фактического периода спуска сточных вод. Концентрация загрязнений S’ст

выражается в мг/л (г/м3), а ПДС - в г/ч. ПДС с учётом требований к составу

и свойствам воды в водных объектах определяется для всех категорий

водопользования как произведение:

[pic]. (2)

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод

от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса

сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура,

уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на

поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется

осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание

органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества,

уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.);

изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются

болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для

питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют

рыбохозяйственное значение и т.д.

Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные

водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером

водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение

качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его

жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве

источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий,

рыбохозяйственных целей.

Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в

водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и

бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-

бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум

видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов,

используемые в качестве источника для централизованного или

нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для

водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду - участки

водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также

находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится

органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив

использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к

створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по

течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах

на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения

загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды,

которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району

водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в

стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в

качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ

в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-

токсикологическому, обще санитарному и органолептическому лимитирующим

показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод

дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море

рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный

оздоровительный, культурно бытовой фактор.

Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества

вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное

состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения

загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных

факторов, в водных источниках происходит полное или частичное

восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться

вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на

качество воды.

Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных

гидродинамических, физико-химических, микробиологических и

гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального

состояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленных

предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в

городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в

водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу

сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и

элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и

всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или

отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные

газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси;

содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных

вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные

сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно

очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

II.1. Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения

воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы 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.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или

удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения -

сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется

сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические,

химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются

вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется

комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном

случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем

отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные

частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами,

песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а

поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями,

отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых

сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%,

многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют

различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями

и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается

уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко

дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические

и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов

применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое

применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении

органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и

других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в

особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью

электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной

и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона,

ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка

путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический

метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и

физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов

биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические

пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого

материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке

интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит

действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все

организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее

начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые

существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические

вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком

подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты,

минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает,

отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и

другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья,

омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а

после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,

хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют

Страницы: 1, 2