Зміст

ВСТУП		5
Розділ 1.	Характеристика водних ресурсів та їх використання .	8
1.1	Водні дисперсні системи ………………………………	8
1.2	Класифікація і коротка характеристика стічних вод	11
1.3	Склад та властивості виробничних стічних вод ……..	13
1.4	Класифікація домішок стічних вод …………………...	16
1.5	Необхідний ступінь очищення стічних вод …………..	19
1.6	Системи водопостачання та водовідведення промислових підприємств …………………………….	24
1.7	Схеми використання води на промислових підприємствах …………………………………………	30
1.8	Поверхнево-зливовий стік із територій промислових підприємств ……………………………………………	35
1.9	Умови випуску виробничих стічних вод у систему міської каналізації та водні об'єкти …………………..	37
1.10	Технологічний контроль якості води …………………	44
Розділ 2.	Способи очищення та апарати переробки стічних вод	45
2.1	Гідромеханічні способи очищення стічних вод. Загальні положення ……………………………………	50
2.2	Усереднення промислових стічних вод ………………	52
2.3	Проціджування стічних вод …………………………...	54
2.4	Відстоювання стічних вод …………………………….	59
2.4.1	Закономірності відстоювання …………………………	59
2.4.2.	Осадження частинок у пісколовках …………………..	61
2.4.3	Осадження домішок у відстійниках …….…………….	65
2.5	Відстоювання у полі відцентрових сил Гідроциклони і центрифуги …………………….…..…	79
2.6	Фільтрування стічних вод ……………………….…….	86
2.7	Фізико-хімічне очищення ……………………………..	98
2.7.1	Коагуляція і флокуляція ……………………….………	99
2.7.2	Флотаційне очищення стічних вод …………………...	112
2.7.3	Адсорбційне очищення ……………………..…………	122
2.7.4	Іонний обмін у розчинах стічних вод ………………...	127
2.7.5	Очищення стічних вод методом екстракції ………….	131
2.7.6	Очищення перегонкою і ректифікацією ……………..	136
2.7.7	Десорбція, дезодорування і дегазація розчинених домішок …………………………………………………	137
2.8	Біологічне очищення …………………………………..	140
2.9	Хімічні методи очищення стічних вод ……………….	151
2.9.1	Нейтралізація стічних вод …………………………….	153
2.9.2	Окислення забруднювачів стічних вод ……………….	154
2.9.3	Очищення стічних вод відновленням ………………..	157
2.10	Використання мембранних технологій для очищення стічних вод ……………………………………………..	157
2.10.1	Мембрани ………………………………………………	158
2.10.2	Мікрофільтрація ……………………………………….	161
2.10.3	Ультрафільтрація та зворотний осмос ……………….	162
2.11	Електрохімічні методи очищення стічних вод ………	169
Розділ 3	Схеми очищення стічних вод деяких виробництв …..	176
3.1	Очищення стічних вод, що містять емульговані нафтопродукти …………………………………………	176
3.2	Очищення стічних вод, що містять іони важких металів ……………………………………………….....	179
3.3	Очищення стоків, що містять ПАР …………………...	182
3.4	Очищення стічних вод, що містять білкові сполуки ..	183
Розділ 4	Обробка осадів стічних вод …………………………...	184
4.1	Гідромеханічне зневоднення осадів стічних вод …….	185
4.2	Механічна переробка твердих відходів ………………	190
4.3	Фізико-хімічні основи обробки та утилізації відходів	194
4.3.1	Реагентна обробка осадів стічних вод ………………..	194
4.3.2	Фізико-хімічні методи вилучення компонентів із відходів …………………………………………………	196
4.3.4	Збагачення при рекуперації твердих відходів ……….	197
4.4	Термічні методи знешкодження мінералізованих стоків …………………………………………………....	198
4.5	Термічні методи кондиціонування осадів стічних вод	199
4.6	Сушіння вологих матеріалів ………………………….	200
4.7	Термохімічна обробка твердих відходів …	201
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ……………………………………………		203

ВСТУП

Природна вода – не тільки джерело водопостачання і транспортний засіб, але й середовище проживання тварин та рослин. Кругообіг води в природі створює необхідні умови для життя людства на Землі. Походження води на землі пов'язане з походженням самої Землі. Існує дві гіпотези походження води на Землі. В першому випадку – це існування готових молекул води в газопиловій хмарі, з якої виникла Земля і яке спостерігається в кометах та метеоритах сьогодні. В другому випадку вода утворилася з водню і кисню після конденсації газопилової хмари в планету Земля. Згодом при підвищенні температури надр Землі та їх дегазації, а також у процесі міграції водню і кисню з центральної частини планети до периферії й хімічних реакцій утворилися молекули води. Походження води, її первинне походження як розчинника та її міграція становлять єдине ціле у вивченні природної води.

Вода відіграє вирішальну роль у багатьох процесах, що проходять у природі, та в забезпеченні життєдіяльності людини. У промисловості воду використовують як сировину і джерело енергії, як хладоагент, розчинник, екстрагент, для транспортування сировини й матеріалів.

Бурхливий розвиток промисловості викликає необхідність у запобіганні негативному впливу виробничих стічних вод на водойми. Багато сучасних технологічних процесів пов'язано зі скиданням стічних вод у водні об'єкти. У зв'язку з надзвичайною різноманітністю складу, властивостей і витрат стічних вод промислових підприємств, необхідне застосування специфічних методів, а також споруд за їх локального, попереднього і повного очищення.

На сьогодні захист навколишнього середовища від стічних вод – одне з головних завдань. Заходи, спрямовані на очищення води, допоможуть зберегти чистим повітряний і водний басейни. Для правильного підходу до розв’язання актуальних завдань у галузі навколишнього середовища необхідні певні знання в цій сфері.

Одним з основних напрямів науково-технічного прогресу є створення маловідхідних і безвідхідних технологічних процесів. У галузі очищення стічних вод таким напрямом є розроблення каналізаційних систем з мінімальним скиданням стічних вод у водойму або без скидання – безстічних систем. Найбільш раціональний спосіб скорочення обсягу стічних вод – це створення оборотних та замкнених систем водопостачання, що виключає скидання води у водойми. При такому водопостачанні передбачається необхідне очищення стічної води, охолодження зворотної води, обробка та повторне використання стічної води.

Створення замкнених систем технічного водопостачання з витягом цінних компонентів, у першу чергу, передбачається при будівництві нових та реконструкції діючих підприємств. Перехід на безстічні системи каналізації або системи з мінімальним скиданням стічних вод може бути здійснений шляхом багаторазового використання відпрацьованих вод і заміни водяного охолодження на повітряне. При переході низки галузей промисловості на безводні технологічні процеси виключається утворення стічних вод.

Промислові підприємства витрачають величезну кількість води, а деякі вимагають навіть безперервної подачі води. Зі збільшенням потужності підприємств, використанням складних технологічних процесів споживання води збільшується.

Система водовідведення промислових підприємств призначена для забезпечення відведення води, що в силу набутих технологічних і виробничих забруднень перетворилася в стічну воду, яку необхідно очищати перед повторним використанням або скиданням за межі промпідприємств. Після використання у виробничих цілях вода забруднюється або нагрівається, змінює свої первинні властивості, що робить її непридатною для подальшого використання, тобто вона перетворюється у виробничі стічні води (промислові стоки).

У складі інженерних комунікацій кожного промислового підприємства є комплекс водовідвідних мереж і споруд, за допомогою яких здійснюється відведення з території підприємства стічних відпрацьованих вод (якщо подальше використання їх неможливе за технічними умовами або недоцільне за техніко-економічними показниками), а також споруд й устаткування для очищення стічних вод та видалення з них цінних речовин і домішок. При проектуванні очисних споруд необхідно враховувати склад та властивості виробничих стічних вод, норми водовідведення на одиницю продукції, умови випуску виробничих стоків у міську каналізацію й водойми, а також необхідний ступінь їх очищення.

Водовідведення й очищення стічних вод є однією із спеціальних дисциплін, яка розв’язує завдання збору і відведення за межі міст та промислових підприємств використаних і відпрацьованих вод, їх очищення, знешкодження й випуску у водойми, а також вирішує питання обробки опадів, що утворюються при очищенні та їх утилізації.

Стічні води утворюються при використанні природної або водопровідної води для побутових цілей і технологічних процесів промислових підприємств. Стічні води містять у своєму складі органічні забруднення, які здатні загнивати йі служити середовищем для розвитку різних мікроорганізмів. Тому стічні води є джерелом різних захворювань і поширення інфекцій, що може викликати виникнення епідемій. Окрім органічних забруднень, стічні води містять у своєму складі й мінеральні забруднення, шкідливі та токсичні речовини. Таким чином, стічні води є джерелом забруднення природного довкілля – водойм, грунтів і т.д.

Пристрій систем водовідведення усуває всі негативні наслідки від дії стічних вод на природне довкілля. Після очищення стічні води зазвичай скидаються у водойму. Найбільш досконалими системами водовідведення є такі, що забезпечують очищення і підготовку стічної води до такої якості, при якій можливе повернення води для повторного використання в промисловому або сільському господарстві. Такі системи називаються безстічними, або замкнутими.

Історія розвитку каналізації

Історія розвитку каналізації свідчить про те, що споруди для відведення побутових і дощових вод улаштовувалися вже в глибокій старовині. Так, вони були виявлені в результаті розкопок в Індії, Греції, Римі, Єгипті та в інших країнах. Канали для відведення стічних вод будувалися і в Древній Русі вже в XII столітті – в Новгороді. У Московському Кремлі в 1367 р. була прокладена перша водостічна труба, призначена для відведення дощових вод у Москву-ріку. В Петербурзі на початку XVIII століття влаштовувалися канали з дерева для відведення дощових вод, а в 1770 р. розпочато будівництво водостоків із цегли в центральній частині міста. До 1917 р. в Росії мали централізовану систему каналізації лише 18 міст, але і в цих містах будувалася каналізація тільки в центральних районах. Стічні води, як правило, випускалися у водойми без усякого очищення і навіть у межі міста. Але до 1932 року в Росії вже була побудована каналізація в 55 містах загальною пропускною спроможністю 575 тис. м³/добу (для порівняння: Москва – 9 млн., Харків – 1 млн. м³/добу – сьогодні). В той же час у США будівництво систем водовідведення здійснювалося швидко – до 1902 р. вони були вже в 1000 містах. Проте ці системи мали мережі, що лише водовідводили, тобто системи підземних трубопроводів для відведення стічних вод за межі міст і промислових підприємств та скидання їх у водойми. Англія ж перша висунула вимоги до очищення стічних вод, і вже в 1870 р. були встановлені норми очищення стічних вод залежно від їх розбавлення при випусканні у водойми.

До 1987 року в колишньому СРСР було оснащено каналізаціями 1851 місто (85,1% від загального числа міст) і 2132 селищних населених пункти (53,4% від загального числа селищ).

Завдяки вжитим в Україні заходам, основна частина наших міст, населених пунктів і промислових підприємств уже мають до теперішнього часу досконалі системи водовідведення. Проте не всі ці системи володіють досконалими й ефективними очисними спорудами, або пропускна спроможність існуючих очисних споруд недостатня.

Системи водопостачання і водовідведення тісно пов'язані між собою. За відсутності системи водовідведення обмежується споживання води, оскільки виникають утруднення з видаленням стічних вод. Спорудження будівель більше ніж на 2-3 поверхи неможливе без водовідведення, а за відсутності системи водопостачання неможливо створити систему водовідведення, оскільки тільки при великому споживанні води забруднення, що утворюються, розбавляються водою до такої міри, коли можна створити суцільні потоки води в самопливних трубопроводах, здатні забезпечити гідротранспорт цих забруднень за межі міст і промислових підприємств. Сучасну систему водопостачання й водовідведення можна створювати тільки за наявності внутрішніх (у будівлях) систем водопостачання та водовідведення. При цьому мешканці, прагнучи задовольнити свої побутові потреби, збільшують споживання води, що дозволяє нормально функціонувати системам водовідведення.

Сучасні міста з великою площею забудови, щільністю і чисельністю населення, а також із забудовою багатоповерховими й висотними будівлями можуть існувати тільки за наявності сучасних систем водопостачання і водовідведення. Споживання й відведення води від кожного санітарного приладу, квартири та будівлі без обмеження забезпечують високі санітарно-епідеміологічні й комфортні умови життя людей. Тільки сучасні сплавні системи водовідведення дозволили людям обладнати свої квартири не лише раковинами для миття посуду та умивальниками, але і ваннами з використанням гарячої води, завдяки чому й росте кількість споживаної води і стічних вод, що відводяться. І всі ці води необхідно не лише відвести, але й очистити, а це зв'язане з великими матеріальними та фінансовими витратами. Тому сьогодні вже постає питання про скорочення об'єму як споживаної води, так і стічних вод, що відводяться, або вдосконалення систем і схем водовідведення, а також методів очищення стічних вод, що забезпечують інтенсифікацію робіт систем водовідведення.