- •Глава 1 вода основа жизни на земле
- •1.1.Вода, ее происхождение и количество на земном шаре.
- •Мировые запасы воды
- •Периоды возобновления запасов воды на земле
- •1.2.Круговорот воды на земном шаре.
- •Характеристики круговорота воды для материков земного шара
- •1.3.Физические и химические свойства воды.
- •Глава 2 состав и показатели качества природных и сточных вод
- •2.1.Дисперсные водные системы и их классификация.
- •2.2.Свойства коллоидных растворов, их устойчивость и разрушение.
- •2.3.Состав природных вод.
- •2.4.Показатели качества природных вод.
- •Степень жесткости природных вод
- •2.5.Оценка качества поверхностных вод
- •Общие требования к составу и свойствам воды
- •Критерии оценки загрязненности поверхностных вод
- •Эколого-санитарная классификация качества поверхностных вод
- •Классификация загрязненности воды водных объектов
- •Ориентировочная шкала оценки загрязнения водных систем
- •2.6.Контроль загрязнения поверхностных вод
- •Расположение и категория пунктов наблюдения на водных объектах
- •Состав программ наблюдений за качеством поверхностных вод
- •2.7.Характеристика сточных вод.
- •Состав сточных вод машиностроительного завода
- •Состав сточных вод цехов приборостроительного завода
- •Состав сточных вод металлопокрытий автомобильных заводов
- •Классификация примесей воды по их фазово-дисперсному состоянию и процессы, используемые для их удаления. (по л.А.Кульскому)
- •2.8.Показатели качества сточных вод
- •2.9.Оценка качества сточных вод.
- •Характеристика агрессивности производственных сточных вод
- •Глава 3 Современное производство и загрязнение гидросферы
- •3.1.Понятие о системах водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий.
- •Укрупненные нормы водоотведения
- •3.2.Система канализации промышленных предприятий.
- •Методы обезвреживания производственных сточных вод (по с. В. Яковлеву)
- •3.3.Условия выпуска производственных сточных вод в городскую канализацию.
- •3.4.Определение необходимой степени очистки производственных сточных вод
- •3.4.1.Расчет необходимой степени очистки сточных вод по концентрации взвешенных веществ.
- •3.4.2.Расчет допустимого состава сточных вод по концентрации растворенных вредных веществ.
- •3.4.3.Расчет необходимой степени очистки по изменению активной реакции воды.
- •Глава 4 Механические методы очистки сточных вод
- •4.1.Основная схема механической очистки производственных сточных вод.
- •4.2.Решетки для процеживания.
- •Решетка из металлических стержней; 2 - механизм для снятия задержанных решеткой
- •4.3.Песколовки
- •4.4.Усреднители.
- •4.5.Устройства для выделения из сточных вод нерастворимых примесей под действием гравитационных сил.
- •4.5.1.Теоретические основы процессов осаждения твердых частиц в вязкой среде.
- •4.5.2.Первичные отстойники.
- •4.5.3.Прочие устройства для механической очистки воды.
- •4.6. Устройства для выделения из сточных вод нерастворимых примесей под действием центробежных сил
- •4.6.1.Открытые и напорные гидроциклоны.
- •Числовые значения коэффициентов и констант m в формуле
- •Сточная вода
- •4.6.2.Центрифуги.
- •4.7.Фильтрование.
- •4.7.1.Фильтрование через фильтрующие перегородки.
- •4.7.2. Сетчатые барабанные фильтры.
- •4.7.3. Фильтры с зернистой загрузкой.
- •Основные размеры, мм, напорных вертикальных фильтров
- •4.7.4.Магнитные фильтры.
- •4.7.5.. Фильтрование эмульгированных веществ
- •Глава 5 Химические методы очистки сточных вод
- •5.1.Нейтрализация
- •Условия применения способов нейтрализации кислых сточных вод
- •5.1.1.Нейтрализация смешением.
- •5.1.2.Реагентная нейтрализация.
- •Расход реагентов, кг/кг, для нейтрализации 100%-ных кислот и щелочей
- •5.1.3.Нейтрализация кислых сточных вод путем их фильтрования через нейтрализующие материалы.
- •5.1.4.Нейтрализация щелочных сточных вод кислыми газами.
- •5.2.Окислительный метод очистки сточных вод.
- •5.2.1.Окисление реагентами, содержащими активный хлор.
- •Состав цианосодержащих сточных вод гальванических цехов автозаводов России. (по д.Н.Смирнову и в.Е.Генкину).
- •5.2.2.Окисление пероксидом водорода.
- •5.2.3.Окисление кислородом воздуха.
- •5.2.4.Озонирование.
- •Технические характеристики отечественных озонаторов трубчатого типа
- •5.2.5.Окисление перманганатом калия.
- •5.2.6.Радиационное окисление.
- •5.3.Очистка восстановлением.
- •5.4.Реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых и нерастворимых соединений.
- •Значения констант произведения растворимости при комнатной температуре
- •Расход реагентов, кг/кг, требуемых для удаления металлов
- •Величины рН осаждения гидроксидов металлов
- •Растворимость сульфидов некоторых металлов в зависимости от рН раствора при комнатной температуре.
- •Глава 6 Физико-химические методы очистки сточных вод
- •6.1.Коагуляция и флокуляция.
- •6.1.1.Основные характеристики дисперсных систем.
- •Основные типы дисперсных систем
- •6.1.2.Теоретические основы коагуляции коллоидных примесей, содержащихся в сточных водах.
- •6.1.2.1.Понятие о строении двойного электрического слоя.
- •6.1.2.2.Устойчивость дисперсных систем
- •6.1.3. Понятие о гетерокоагуляции и применяемых коагулянтах .
- •Оптимальные величины рН при коагуляционной очистке
- •6.1.4. Флокуляция.
- •6.1.5. Технология коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод и используемое оборудование.
- •Зависимость скорости потока сточной воды в осветлителе от концентрации взвешенных веществ.
- •6.2. Сорбция.
- •Конструктивные и технологические показатели сорбционных фильтров с активированным углем.
- •6.3.Флотация.
- •6.3.1.Флотация с выделением воздуха из раствора.
- •6.3.2.Напорная флотация.
- •6.3.3.Флотация с механическим диспергированием воздуха.
- •6.3.4.Флотация с подачей воздуха через пористые материалы.
- •Скорость подъема пузырьков в воде при 20 оС
- •6.3.5.Очистка методом пенного фракционирования (пенной сепарацией)
- •6.3.6.Понятие о химической, биологической и ионной флотации.
- •6.4. Экстракция.
- •Значения коэффициента распределения kp некоторых загрязняющих веществ между экстрагентами и водой при комнатной температуре.
- •Основные экстрагенты, предназначенные для выделения из сточных вод тяжелых цветных металлов и железа.
- •6.5.Ионный обмен.
- •Характеристика основных марок отечественных катионитов, выпускаемых для нужд водоподготовки (по а.И.Родионову с соавт.).
- •Характеристика основных марок отечественных анионитов, выпускаемых для нужд водоподготовки (по а.И.Родионову с соавт.)
- •6.5.1. Понятие об ионообменном равновесии.
- •6.5.2.Понятие о регенерации ионитов.
- •6.5.3. Технологические схемы ионообменной очистки сточных вод и установки для их реализации.
- •VIII - обезвоженный осадок на полигон.
- •6.6.Электрохимическая очистка сточных вод.
- •6.6.1. Классификация методов электрохимической очистки сточных вод.
- •6.6.2. Теоретические основы электрохимических процессов.
- •6.6.2.1.Электродные потенциалы.
- •6.6.2.2.Понятие об окислительно-восстановительном равновесии
- •6.6.2.3. Массоперенос вещества и скорость электрохимической реакции.
- •6.6.2.4. Поляризационные явления в электрохимических реакциях.
- •6.6.2.5.Кинетические закономерности основных электродных процессов, протекающих при очистке сточных вод.
- •6.6.2.6.Понятие о редокси -процессах (электрохимическом восстановлении и окислении).
- •6.6.3. Применение электрохимических методов при очистке сточных вод.
- •6.6.3.1. Анодное окисление и катодное восстановление.
- •6.6.3.2. Электрокоагуляция.
- •6.6.3.3.Электрофлотация.
- •6.6.3.4.Электродиализ.
- •Основные свойства ионитовых мембран.
- •6.6.3.5.Гальванокоагуляционная очистка сточных вод.
- •Результаты опытно-промышленных испытаний по гальванокоагуляционной очистке сточных вод
- •6.7. Применение методов обратного осмоса и ультрафильтрации для очистки сточных вод.
- •6.7.1.Понятие о мембранных процессах.
- •6.7.2.Классификация полупроницаемых мембран.
- •6.7.3.Использования установки обратного осмоса для очистки хромсодержащих сточных вод.
- •6.8.Термическая обработка сточных вод.
- •6.8.1.Очистка сточных вод с выделением растворенных веществ (концентрирование сточных вод).
- •6.8.2.Выделение растворенных веществ из концентрированных растворов.
- •6.8.3.Термоокислительные методы обезвреживания сточных вод.
- •Глава 7 Биологическая очистка сточных вод
- •7.1.Общие положения.
- •7.2.Влияние различных технологических факторов на эффективность процессов биологической очистки
- •7.3.Естественные и искусственные методы биологической очистки.
- •7.3.1.Сооружения почвенной очистки и биологические пруды.
- •Продолжительность очистки сточных вод в биологических прудах
- •7.3.2.Биофильтры.
- •7.3.3.Аэротенки.
- •7.3.4.Окситенки.
- •7.4.Использование биологических методов очистки сточных вод от тяжелых металлов.
- •7.5.Понятие о глубокой очистке (доочистке) производственных сточных вод
- •Глава 8 Обработка осадков производственных сточных вод
- •8.1.Состав и свойства осадков.
- •Химический состав минеральной части осадков
- •Удельное сопротивление осадков сточных вод
- •Зависимость удельного сопротивления сырых осадков первичных источников от характерных особенностей сточных вод
- •8.2.Основные процессы, применяемые для обработки осадков производственных сточных вод
- •8.3.Уплотнение осадков.
- •8.3.1.Гравитационное уплотнение осадков.
- •8.3.2.Флотационное уплотнение осадков.
- •8.3.3.Центробежное уплотнение осадков.
- •Техническая характеристика серийных центрифуг
- •Оптимальный режим работы центрифуги огш 502 к-4
- •Значения критериев гидродинамического подобия при разделении активного ила
- •8.4. Анаэробное (метановое) сбраживание осадков
- •8.4.1. Понятие об анаэробном сбраживании.
- •8.4.2. Технологические схемы анаэробного сбраживания осадков.
- •1 Ступени, 6 - метатенк п ступени, 7 - выгрузка сброженного осадка.
- •Требуемые объемы и число метатенков для станций аэрации различной производительности
- •8.4.3.Основы расчета метатенков.
- •8.5.Аэробная стабилизация осадков.
- •8.6.Кондиционирование осадков.
- •8.6.1.Реагентная обработка .
- •8.6.3. Жидкофазное окисление (метод Циммермана).
- •8.6.4. Замораживание и оттаивание.
- •8.7. Обезвоживание осадков.
- •8.7.1. Сушка осадков на иловых площадках.
- •8.7.2. Фильтрование.
- •Технические характеристики отечественных барабанных вакуум-фильтров
- •Показатели работы барабанных вакуум-фильтров
- •Показатели работы фильтр-прессов
- •8.7.3. Центрифугирование и сепарирование.
- •Технологические параметры работы осадительной центрифуги
- •8.8. Термическая сушка осадков.
- •8.8.1. Основные понятия.
- •8.8.2. Оборудование для сушки осадков.
- •8.9. Термические методы обезвреживания осадков.
- •8.9.1. Основные положения.
- •8.9.2. Основное оборудование для термического обезвреживания осадков.
- •Сравнительная характеристика показателей работы печей при термическом обезвреживании осадков (по с.В.Яковлеву).
- •Глава 9 Очистка сточных вод от радиоактивных загрязнений
- •Пдк и содержание отдельных компонентов в шахтных водах
- •Пдк и содержание компонентов жидкой фазы отвальной рудной пульпы, г/л.
- •Нормированные количества жидких радиоактивных отходов.
- •Ориентировочная характеристика отходов аэс.
- •Классификация жидких радиоактивных отходов.
- •Количество твердых отходов низкой и средней активности, образующихся в год при эксплуатации аэс мощностью 100 мВт.
- •Реакции образования радионуклидов - продуктов коррозии.
- •Количества радиоактивных отходов, образующихся на аэс
2.3.Состав природных вод.
. Для большинства видов потребления необходима пресная вода, а ее запасы составляют менее 3% общего количества воды на Земле. Постоянный рост водопотребления - основные причины, вызывающие острый дефицит воды в ряде регионов. В связи с этим рациональное использование и охрана водных ресурсов приобрели в последнее время первостепенное значение.
В качестве источников водоснабжения используются пресные водоемы, как подземные, так и поверхностные. К подземным относятся грунтовые, межпластовые, артезианские, карстовые воды, состав которых определяется условиями их образования. Так, состав грунтовых вод зависит от возможностей питания их атмосферными осадками, от характера почв и подстилающих пород, с которыми контактирует вода, от санитарного состояния вышележащих водоносных горизонтов. В формировании состава артезианских вод решающее значение имеют глубинные геологические структуры. Химический состав подземных вод формируется в результате таких процессов, как выщелaчивaниe горных пород, растворение, сорбция, ионный обмен и т.д. Защищенность артезианских водоносных пластов обеспечивает постоянство состава воды и почти полное отсутствие в них микроорганизмов.
Отличительной особенностью поверхностных природных вод является непостоянство их состава по сезонах года. На процесс формирования состава воды поверхностных водоемов влияет множество факторов.
Важнейшие из них - взаимодействие атмосферных осадков, попадающих в водоисточник, с загрязненным воздухом и почвенным покровом; биологические процессы в водоеме с участием гидробионтов и деятельность человека (регулирование речного стока, ирригация, судоходство, сброс сточных вод и т.д.).
В природных водах обнаружено более половины известных химических элементов. По своей природе примеси воды подразделяюгся на минеральные и органические, находящиеся в воде во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии.
Для подземных источников водоснабжения характерно небольшое содержание или отсутствие органических примесей, повышенная минерализации, иногда присутствие газов (CO2, H2S, CH4).
Среди поверхностных источников водоснабжения различают водоемы с малой минерализацией: содержания солей до 200 мг/л, средней - 200-500 мг/л и повышенной- 500-1000 мг/л. Около 90% общего солесодержания приходится на главные ионы: Na+, Са2+, Mg2+, К+ и HCО3, SO42, Cl. Природные воды в зависимости от преобладающего аниона подразделяются на три класса: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные. Внутри класса выделяются группы с преобладающим катионом: натриевая, кальциевая, магниевая..
В ионном составе рек с малой и средней минерализацией преобладают НСО3, Са2+, Mg2+ . Водоисточники этого типа распространены на севере и в средней полосе страны и питаются главным образом за счет поверхностного стока. В ионном составе рек и озер с повышенной минерализацией преобладают SO42, Сl , Na+ , так как они питаются подземными водами. Такие водоемы распространены в основном в засушливых южных районах. Содержание органических веществ в поверхностных водоемах изменяетсяв широких пределах. Органические вещества образуются в самом водоеме (развитие водорослей) и привносятся в него с ливневым и талыми водами с площади водосбора. Максимум органических веществ наблюдается обычно в период паводков. Большая часть органических веществ представляет собой гумус. Водный гумус образуется в процессе разложения остатков водных растений. Кроме того гумусовые вещества попадают в водоем в результате вымывания их из почвы. Почвенный гумус состоит из нерастворимой части и гуминовых и фульвокислот. Гуминовые кислоты с молекулярной массой 1200—1400 и содержанием углерода 52— 58 % могут образовывать в воде взвеси, коллоидные и истинные растворы. Фульвокислоты — также высокомолекулярные соединения, содержат меньше углерода —45—48%, более диссоциированы и могут присутствовать в воде в коллоидном и истинно растворенном состоянии. Переходя из почвы в воду, гумусовые вещества скрашивают ее в желтый или коричневый цвет в зависимости от их концентрации. Следует отметить, что во всех подземных и поверхностных водоисточниках качество воды разное. Нет двух одинаковых по качеству воды рек, двух артезианских скважин, двух колодцев. Более того, в каждом водоисточнике, особенно поверхностном, характер воды меняется с течением времени. С ростом урбанизации и промышленного производства, химизации сельского хозяйства все большее влияние на общую водную экологию оказывает антропогенный фактор, т.е. фактор использования воды человеком.