Лекція

1.Забруднення гідросфери

2.Методи очищення стічних вод

1.Забруднення гідросфери

Кількість та склад забруднюючих речовин в промислових стічних водах залежить від виду в-ва вихідної сировини, різних додаткових продуктів, які приймають участь в технологічних процесах.

Крім того, склад стічних вод конкретного в-ва залежить від прийнятої на даному підприємстві технології, від виду та досконалості апаратури.

Найінтенсивнішими забруднювачами є: целюлозно-паперові, хімічні, нафтопереробні, харчові та текстильні підприємства, гірничо-рудні та металургійні комбінати. А також сільське г-во.

Теплозабруднення – ТЕЦ і АЕС (для охолодження реактора використовують воду)

Швидкість біохімічного окислення нафти і нафтопродуктів залежить від багатьох факторів:

1.Температури

2.Наявності у воді кисню і біогенних елементів (карбон, нітрони, азот)

3.Хімічного складу нафтопродуктів, які поступають у воду

4.Наявності у воді вищої рослинності

Навіть при сприятливих умовах нафтова плівка може розкладатися близько 100-150 днів.

Синтетичні миючі засоби, мінеральні добрива, пестициди, гербіциди, стоки тваринних комплексів (яйця гельмінтів),

2.Методи очищення стічних вод

Скидання стічних вод у каналізацію дозволяється за таких умов:

1)Якщо не порушується робота каналізаційних мереж та споруд

2)к-ть завислих та тих, що злипаються, часток у стічній воді не перевищує 500 мг/л

3)фізичні та механічні забруднення виробничих стоків не засмічують труби та не відкладаються на них

4)хімічні забруднення виробничих стоків не руйнують труби та елементи споруд каналізації

5)домішки горючих речовин у стоках не утворюють вибухонебезпечних сумішей в каналізаційних мережах.

6)шкідливі речовини стоків не перешкоджають їхньому біологічному очищенню.

7)температура води не перевищує 40 градусів Цельсія.

8)домішки не вступають в хімічне з’єднання з побутовими стоками і не виділяють отруйних та вибухонебезпечних газів.

Забороняється скидати у водні об’єкти:

1)стічні води, що містять шкідливі речовини, для яких не встановлено ГДК (гранично допустима концентрація) і для яких відсутні методи аналітичного контролю.

2)стічні води, котрі після очищення можна використовувати в оборотних та повторних схемах водопостачання або для зрошення в с/г

3)залпові скиди сильно концентрованих виробничих стічних вод у водоймища або в каналізацію.

Для зниження концентрації шкідливих речовин необхідно передбачити ємності-усереднювачі, в котрих слід змішувати концентровані стоки з менш концентрованими або з водою.

Місце спуску стічних вод має бути розташоване за течією, поза населеним пунктом і місцями водокористування населення.

В загальному випадку при спуску виробничих стічних вод у водоймища в розрахункових зонах слід дотримуватися умови: Сі/ГДКі менше або дорівнює 1

Сі – концентрація шкідливої речовини

ГДКі – гранично допустима концентрація ітої речовини

Розрахунки повинні виконуватися для несприятливих умов:

Найменший рівень води в році

Несприятлива течія відносно пункту водокористування

Способи очищення забруднених промислових стоків можна об’єднати в такі групи:

1)механічні. Здійснюється методами:

- усереднення стоків чистою водою з метою зниження концентрації шкідливих речовин та домішок до рівня, при якому можна скидати у водойма або у каналізацію.

-Вилучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв.

-Подрібнення великих за розміром забруднень у менші за допомогою механічних пристроїв.

-Відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафто-, піско- вловлювачів та інших відстійників.

-Фільтрування стоків через сітки, сита, спеціальні фільтри, а найчастіше шляхом пропускання їх через пісок.

-Освітлення води шляхом пропускання її через спеціальні пристрої, наповнені композиціями або мінералами, здатними поглинати завислі частки

-Розділення води та забруднювачів за допомогою центрифуг та гідро циклонів

2)фізичні.

-процес випаровування (при температурі кипіння чиста вода переходить у пару, а розсіл з розчиненими у ньому солями залишається у ячейках. Після конденсації пара повертається у воду)

-процес виморожування (при температурі нижче температури замерзання, чиста вода утворює кристали льоду, а розсіл з розчиненими у ньому солями залишається у ячейках). Температура замерзання розсолу завжди нижче температури замерзання чистої води

3)фізико-механічні.

-Флотація – процес молекулярно прилипання частинок забруднень до поверхні розділу двох фаз. Процес очищення від поверхнево-активних речовин, нафтопродуктів, волокнистих матеріалів флотацією полягає в утворенні с-ми (частка забруднень – бульбашка повітря), що спливає на поверхню та легко утилізується.

-зворотній осмос та ультрафільтрація. Процеси фільтрування розчинів через напівпроникні мембрани під тиском, який перевищує осмотичний тиск (тиск в самій рідині). Мембрани пропускають молекули розчинника, затримуючи розчинені речовини. При зворотному осмосі виділяються частки, розміри яких не перевищують розміри молекул розчинника, а при ультрафільтрації розмір часток на порядок вищий.

4)хімічні

-нейтралізація. Для очищення стоків гальванічних, травильних та інших в-в, де застосовуються кислоти та луги. Нейтралізація здійснюється шляхом змішування кислих стічних вод з лугами або фільтруванням через нейтралізуючі матеріали (вапно, крейда, вапняку, доломіт тощо)

-окислення. Застосовується для знезараження стічних вод від токсичних домішок, також від органічних сполук. Окислювачі – хлор, озон, кисень, хлорне вапно. В процесі окиснення токсичні речовини в результаті хімічної реакції переходять в менш токсичні, які видаляють з води. Очищення таке пов’язано з великими затратами, використовують лише в тих випадках, коли не можна вилучити по іншому.

5)фізико-хімічні

-Коагуляція. Процес з’єднання дрібних часток забруднювачів в більші за допомогою коагулянтів. В очищенні стічних вод її використовують для прискорення процесу осадження тонко-дисперсних часток. Коагулянти (солі алюмінію, заліза, магнію, цинку) у воді утворюють пластівці гідроксидів металів, які швидко осаджуються під дією сил ваги. Пластівці мають властивості вловлювати колоїдні (найдрібніші) та завислі частки, оскільки колоїдні частки мають слабкий від’ємний заряд, а пластівці коагулянтів – слабкий позитивний заряд. Між ними виникає взаємне притягання.

-Флокуляція. Процес агрегації дрібних частинок в більші за рахунок флоакулянтів (кремнієва кислота, крохмаль). Утворюються містки між флоакулянтами та дрібними частинками за рахунок сил Ван-Дерваальса. Частки осідають та легко утилізуються.

-Іонний обмін. Базується на вилученні з води цінних домішок металів, поверхнево-активних речовин за рахунок обміну іонами на поверхні розділу двох фаз: іонно-обмінна смола-розчин. В якості іоніту вирисовують катіоніти (Н+) та аніоніти (ОН-) (відповідно кислої та лужної форми)

6)біологічні

Після всіх вищеперерахованих методів очистки у воді можуть залишатися різноманітні віруси та бактерії. Тому використовують біологічні методи очищення, які здійснюються в біотенках, аеротенках, окислювальних каналах. Також біологічне очищення може здійснюватися в природних умовах на полях зрошення та полях фільтрації. Також можна піддавати воду стерилізації та ультрафіолетовій обробці.