1675
.pdf4. Оценка количества осевшего обводненного осадка (м3/год), количества образующегося осевшего осадка (т/год), а также количества обводненных нефтепродуктов (м3/год) и массу всплывающих
нефтепродуктов (т/год) (Qос.от.г , Qос.от.л , Мос.г , Мос.г, Qнеф.г , Qнеф.г,
Мнеф.г, Мнеф.г ) производится по [10, с. 33–34], вид отхода 28 и 29.
|
Полученные результаты представить в табл. 6.2. |
|
|
|
|||||||||
СибАДИ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.2 |
||
|
|
|
Кол чество отходов, образующихся на автомойке АТП |
||||||||||
|
АТС |
|
qл/г/а, |
Се.в (вв/н) |
Се.x (вв/н) |
|
Qос.от.л/г, |
Мос.л/г, |
Qнеф.л/г, |
Мнеф.л/г, |
|
||
|
|
|
л/год |
взвешен- |
нефте- |
взвешен- |
нефте- |
м3/год |
т/год |
м3/год |
т/год |
|
|
|
|
|
|
ные |
про- |
ные |
про- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вещества |
дукты |
вещества |
дукты |
|
|
|
|
|
|
|
Автобусы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легковые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Грузовые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО |
|
- |
- |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
5. |
Сделать вывод о количестве образовавшейся воды, количестве |
||||||||||||
|
образующегося осадка и нефтепродуктов. Сравнить количество |
||||||||||||
|
образовавшегося осадка и нефтепродуктов по видам транспортных |
||||||||||||
|
средств (легковой, грузовой, авто усы). |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Контрольныевопросыи заданияклабораторнымработам5–6 |
||||||||||||
1. |
Согласно какому федеральному закону регламентируются об- |
||||||||||||
|
разование, хранение и утилизация отходов? Какова цель закона? |
||||||||||||
2. |
Что называют отходами? |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
Какие отходы называются твердыми коммунальными отхода- |
||||||||||||
|
ми? Приведите примеры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
Как делят отходы в зависимости от объема, цены |
вредности? |
|||||||||||
5. |
Какие отходы называют опасными? Назовите классы опасно- |
||||||||||||
|
сти отходов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6. |
Приведите примеры отходов производства. |
айте определения |
|||||||||||
|
следующим понятиям: норматив образования отходов, вид отходов. |
||||||||||||
7. |
Дайте определения следующим понятиям: обращение с отхо- |
||||||||||||
|
дами, утилизация отходов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
8. |
Дайте определения следующим понятиям: хранение отходов, |
||||||||||||
|
захоронение отходов, размещение отходов. |
|
|
|
|
||||||||
9. |
Дайте определения следующим понятиям: обращение с отхо- |
||||||||||||
|
дами, накопление отходов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
71
10. Перечислите отходы производства и потребления, образующиеся на автотранспортных предприятиях, назовите классы опасности образующихся отходов.
11. Какие вещества попадают в сточные воды при мойке автомобилей, какие аппараты применяют для очистки сточных вод?
12. Как должны храниться и утилизироваться отходы автотранс- СибАДИпортных предприятий?
13. Как про сход т утилизация резинотехнических изделий?
14. Как про сход т утилизация ртутьсодержащих отходов?
15. Какпро сход ттехнологияпереработки старых аккумуляторов? 16. Как про сход т утилизация отходов, загрязненных нефтепро-
дуктами?
17. Как про сход т утилизация моторных масел?
18. Расскаж те о наи олее часто использующихся установках очистки сточных вод автомойки.
Ла ораторная работа №7
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АВТОМОЙКИ (2 ч)
Цели работы: 1. Определить степень загрязнения сточных вод автомойки после проведения различных методов их очистки.
2. Проанализировать изучаемые методы и сделать вывод о их эффективности.
Базовая часть
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжёлых металлов, сокращении растворённого в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий других загрязнителей.
Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречаются
химическое (оно бывает органическим и неорганическим, токсичным и нетоксичным) и бактериальное загрязнения вод (появление в воде патогенных бактерий, вирусов – до 700 видов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер). Значительно реже – радиоактивное (радиоактивными веществами), механическое (попадание в воду различных механических примесей – песка, шлама,
72
мусора и др.) и тепловое загрязнения (связано с повышением температуры вод, это ведёт к изменению газового и химического состава, размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов, выделению ядовитых газов – сероводорода, метана).
Загрязняющие вещества в морской воде могут переноситься, концентрироваться или разбавляться и диспергироваться.
Основными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод являются промышленные, коммунально-бытовые (СПАВ,
жиры |
т.д.), коллекторно-дренажные, сельскохозяйственные и др. |
стоки. |
|
Защ та поверхностных вод от загрязнения включает следующие |
|
С |
|
меропр |
ят я: |
1) |
разв т е езотходных и безводных технологий, внедрение |
|
водосна жения; |
2) |
оч стку сточных вод (промышленных и коммунально- |
бытовых); |
|
систем |
|
3) |
оч стку о еззараживание поверхностных и подземных вод, |
используемых для водосна жения и водопользования. |
|
При организации системы оборотного водоснабжения в неё |
|
включают ряд очистных сооружений и установок. Это позволяет соз- |
||||
|
оборотного |
|
||
дать замкнутый цикл использования производственных и бытовых |
||||
сточных вод. |
|
|
|
|
Методы очистки сточных вод: |
|
|||
|
механическая; |
|
|
|
|
|
А |
||
физико-химическая; |
Д |
|||
|
химическая; |
|
||
|
биологическая; |
|||
|
термическая. |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
И |
Механической очисткой являются: процеживание и отстаивание, улавливание всплывающих материалов, фильтрование и центрифугирование. Удаляются механические примеси (песок, глинистые частицы, окалина и др.). В качестве аппаратурного оформления используют: решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники. Плавающие вещества (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры) задерживают нефтеили маслоловушками либо выжигают.
Физико-химическая очистка включает: коагуляцию, сорбцию, флотацию, ионный обмен, мембранные технологии (обратный осмос, ультрафильтрацию) и другие методы очистки.
73
Коагуляция, т.е. слипание взвешенных частиц. Коагулянты: хлорид алюминия, соли аммония, железа, меди, а также шламовые отходы. В результате образуются хлопьевидные осадки.
орбция – это поглощение загрязнителей сорбентами: активиро-
ванным углём, цеолитами, силикагелем, бентонитовой глиной. СФлотация заключается в пропускании воздуха через сточные
воды. Газовые пузырьки захватывают и перемещают на поверхность воды: ПАВ, нефть, масла.
Ионный обмен заключается в пропускании загрязненной воды че-
фильтрацрез ионообменные смолы: катиониты и аниониты. Подвижные катионы
водорода, натр я ли калия, входящие в состав ионообменных смол, замещаются кат онами тяжелых металлов или ионами кальция и магния. Использован е ан он тов позволяет очистить воду от анионов хлора, сульфатов, фосфатовбАт.п.
Мембранные технологии, такие как обратный осмос и ультра- я, позволяют очистить воду как от высокомолекулярных соединен й, так от онов солей путем пропускания воды через полу-
проницаемые мем раны. Применяются для обессоливания морской воды. Метод длительный, но высокоэффективный.
Химические методы очистки вод – это нейтрализация и окисление загрязнителей. Для нейтрализации кислот используют в качестве реагентов известь, кальцинированную соду, аммиак. Щелочи нейтрализуют пропусканием через водуДгазов, содержащих оксиды серы, углерода. Этот метод позволяет одновременно с нейтрализацией стоков очистить отходящие газы от оксидов серы и углерода. Окисление проводят в том случае, если загрязняющие вещества обладают восстано-
вительными свойствами (сульфиды, цианиды, нитриты и т.п.). В этом случае воду обрабатывают сильными окислителямиИспользуют: хлором, гипохлоритами, пероксидом водорода, перманганатом калия.
Биологический метод очистки основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов поглощать органические и неорганические соединения из сточных вод (ПАВ, жиры, сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды). Активный ил – это сообщество микроорганизмов (плесень, дрожжи, водные грибки). аэротенки, биофильтры, биологические пруды, метатенки.
Обеззараживание вод, содержащих бактерии и другие микроорганизмы, производят хлором или соединениями хлора.
Термический метод очистки – это выпаривание и сжигание.
74
К новым эффективным методам относят:
– электрохимические методы, электрокоагуляцию, электрофильтрацию;
– мембранные процессы (ультрафильтрацию, электродиализ);
– магнитную обработку;
– радиационную очистку;
– озонирование.
К методам защ ты водных объектов (морей, рек, озер) относится создан е водоохранных зон. Водоохранные зоны – это прибрежные
территор |
ш р ной от 0,1 до 2,0 км, их назначение – предотвратить |
|
загрязнен |
е, засорен е истощение водного объекта [9]. |
|
С |
|
|
Запрещается в пределах зон: |
|
|
строительныхпро зводство |
. |
|
распашка земель;выпас скота;
ков питьевогоработводосна жения. Они содержат три пояса:
пр менен ядох микатов и удобрений;
ЗОС – это терр ториальные зоны санитарной охраны источни-
1-й пояс – территория строгого охранного режима: 30…50 м от водозабора. Предусматривает защиту от умышленного разрушения и загрязнения.
А
2-й пояс защищает водоза оры от бактериального загрязнения. 3-й пояс защищает водозаборыДот химического загрязнения .
Ход лабораторной работы
Лабораторную работу выполняют в следующей последовательности. Сначала проводят механическую очисткуИисследуемой воды (опыт 1), оставив часть пробы неочищенной для определения в ней загрязняющих веществ. Затем часть фильтрата оставляют для исследования. Оставшуюся отфильтрованную воду делят на три части, каждую из которых очищают так, как описано в опыте 2. Затем в исходной пробе, в фильтратах после механической очистки, после коагуляции раствором сульфата алюминия, осаждения раствором извести, адсорбционной очистки определяют хлориды, сульфаты и ионы железа так, как это описано в опытах 3 – 6. После коагуляции сульфатом алюминия определять сульфаты не надо!
75
Очистку сточных вод проводим в два этапа. На первом этапе осуществляем механическую очистку, а на втором – физикохимическую.
Опыт 1. Механическая очистка воды.
Для механической очистки воды используют бумажный фильтр. Фильтруют 200 см3 исследуемой воды через бумажный фильтр, собирая фильтрат в коническую колбу объемом 250 см3. После окончания фильтрован я часть ф льтрата и неочищенную воду полуколичест-
|
венно анал з руют на содержание сульфатов, хлоридов и ионов же- |
|||||||||||
|
леза. Оставшуюся часть фильтрата и неочищенную воду используют |
|||||||||||
Сдля определен я цветности (органолептического показателя). Резуль- |
||||||||||||
|
таты заносят в та л. 7.1. |
|
|
|
|
Таблица 7.1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Результаты анал за воды после очистки различными методами |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
емые |
|
Содержание в воде загрязняющих веществ, мг/дм3 |
|||||||||
|
Анализиру |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
показатели до оч |
стки |
после ме- |
|
после коагуля- |
|
после |
|
после |
|
||
|
|
|
|
|
ханической |
ции сульфатом |
осаждения |
адсорб- |
|
|||
|
|
|
|
|
очистки |
|
алюминия |
|
известью |
|
ции |
|
|
Хлориды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сульфаты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ионы железа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цветность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт 2. Физико-химические методы очистки. |
|
|
|
||||||||
|
|
бА |
|
|
|
|
||||||
|
Для физико-химической очистки используют воду, прошедшую |
|||||||||||
|
механическую очистку. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
А) Метод адсорбции. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для проведения адсорбционной очистки 50 см3 воды, отфильт- |
|||||||||||
|
рованной в результате механической очистки, помещают в кониче- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||
|
скую колбу объемом 250 см3, добавляют к пробе воды 1 г активиро- |
|||||||||||
ванного угля, закрывают пробкой и встряхиваютИв течение 20 мин таким образом, чтобы жидкость не соприкасалась с пробкой. Затем пробу отфильтровывают через бумажный фильтр. В фильтрате определяют хлориды, сульфаты и ионы железа. Результаты определения заносят в табл. 7.1.
Б) Метод коагуляции.
Для осаждения коллоидных примесей, которые не удаляются фильтрованием, воду обрабатывают раствором сульфата алюминия или хлорида железа. Для осаждения ионов тяжелых металлов и ионов железа водуобрабатывают раствором извести Са(ОН)2.
76
В две колбы наливают по40 см3 отфильтрованной воды, добавляют в первую 8 см3 10%-ного раствора сульфата алюминия, а во вторую – 8 см3 10%-ногораствора гидроксида кальция Са(ОН)2. Попоявлению му-
|
ти или осадка судят об эффективностиочистки. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
одержимое колб отфильтровывают, в полученном фильтрате |
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
определяют ионы железа по той же методике. Результаты определе- |
|||||||||||
|
ния заносят в табл. 7.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Опыт 3. Определение содержания сульфатов. |
|
|
|
|
||||||
|
|
В проб рку нал ть 10 см3 |
исследуемой воды, добавить 0,5 см3 |
|||||||||
|
мути |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
соляной к слоты HCl (концентрация 1 : 5) и 2 см3 5%-ного раствора |
|||||||||||
|
хлорида бар я BaCl2. Пробирку осторожно встряхнуть. Появление бе- |
|||||||||||
|
лой |
указывает на содержание в воде сульфатов. Чтобы убедить- |
||||||||||
|
ся, что осадок о разован именно сульфатами, а не фосфатами или |
|||||||||||
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|||||
|
карбонатами, часть раствора отделить в другую пробирку и добавить |
|||||||||||
|
несколько капель соляной кислоты. Если осадок не растворяется, это |
|||||||||||
|
указывает на пр сутств е в растворе сульфатов. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Для полукол чественного определения сульфат-ионов сравни- |
||||||||||
|
вают исследуемый раствор со стандартной шкалой (табл. 7.2). |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2 |
|||
|
|
Стандартная шкала для определения содержания сульфатов в воде |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер пробирки |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
||
|
Количество сульфат-ионов, мг/дм3 |
|
10 |
Д |
200 |
400 |
|
|
||||
|
|
20 |
50 |
100 |
|
|
||||||
|
|
Результат определения заносят в табл. 7.1. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Опыт 4. Определение содержания хлоридов. |
|
|
|
|
||||||
|
|
В пробирку налить 5 см3 воды и добавить 3…4 капли 10% -ного |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||
|
раствора нитрата серебра AgNO3. Появление осадка или мути указы- |
|||||||||||
|
вает на присутствие в воде хлоридов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Для полуколичественного определения хлоридов осадок оцени- |
||||||||||
|
вают по данным, приведенным в табл. 7.3. |
|
|
|
Таблица 7.3 |
|||||||
|
|
Определение содержания хлоридов в воде |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Характеристика осадка или мути |
|
|
Содержаниехлоридов,мг/дм3 |
|
||||||
|
Опалесценция или слабая муть |
|
|
|
|
1…10 |
|
|
|
|||
|
Сильная муть |
|
|
|
|
10…50 |
|
|
|
|||
|
Образуются хлопья, которые осаждаются не сразу |
|
|
50…100 |
|
|
|
|||||
|
Белый объемистый осадок |
|
|
|
|
Более 300 |
|
|
|
|||
Результаты определения заносят в табл. 7.1.
77
Опыт 5. Определение содержания катионов железа.
Для определения содержания в воде солей трехвалентного железа налить 5 см3 исследуемой воды, добавить несколько капель 2Н азотной кислоты HNO3 для создания кислой среды и окисления ионов двухвалентного железа в трехвалентное, затем прибавить 1 см3 10%-ного раствора роданида калия (или роданида аммония). В присутствии ионов трехвалентного железа раствор окрашивается в красный цвет.
Для полукол чественного определения сравнивают цвет полученного раствора со шкалой (табл. 7.4).
|
|
|
|
|
Таблица 7.4 |
|
Стандартная шкала для определения содержания катионов железа в воде |
||||||
|
Номер проб |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
одержан е кат онов железа, мг/дм3 |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,30 |
|
рки |
|
|
|
|
|
|
Содержан е кат онов железа |
в пробе |
принимается равным тому |
|||
|
значен ю, которое соответствует стандартному раствору шкалы с ок- |
|||||
|
раской раствора, на олее лизкой окраске пробы. Результаты опре- |
|||||
|
деления заносят в та л. 7.1. |
|
|
|
|
|
ОпытбА6. Определение цветности.
Цветность – это природное свойство воды, обусловленное наличием гуминовых веществ, которыеДпридают ей окраску от желтоватого до коричневого цвета. Гуминовые вещества образуются при разрушении органических соединений в почве, вымываются из нее и поступают в открытые водоемы. Цветность воды определяется в градусах. Вода, имеющая цветность 20°, считается бесцветной.
Цветность можно определять визуальноИ. ля этого в цилиндр наливают исследуемую воду до того же уровня, что и вода в цилиндрах со стандартными растворами, и сравнивают окраску воды с окраской растворов стандартной шкалы цветности, просматривая окраску контрольных растворов сверху вниз. Определяют цилиндр, окраска жидкости в котором совпадает с окраской воды в цилиндре с исследуемым образцом. Отмечают значение цветности, соответствующее этому раствору.
При цветности выше 35° водопотребление ограничивают.
На основании полученных результатов, представленных в табл. 7.1, сделать вывод об эффективности различных методов очистки сточных вод.
78
Вопросы и задания для защиты лабораторной работы
1. Какие методы очистки воды вы знаете?
2. Расскажите о механических методах очистки воды. Какие устройства используются для удаления нерастворимых примесей?
СНасколько эффективны механические методы очистки?
3. Какие методы относятся к методам химической очистки? В каких случаях эффективно применение химических методов?
4. Как е методы относятся к физико-химическим методам очи- сткиводы? Для удален я каких загрязняющих веществ они применяются? Какова эффект вность этих методов?
5. Расскаж те о иологических методах очистки воды. Какие устройства спользуются в этих методах?
бА Д И
79
Библиографический список
1. Коробкин, В.И. Экология : учебник для студентов бакалаврской ступени многоуровнего высш. проф. образования /
СМ.:Юрайт,2011.–319с.
В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – 18-е изд., доп. и перераб. – Ростов н/Д : Феникс, 2012. – 602 с.
2. Хван,Т.А.Экология.Основырациональногоприродопользования : учебное пособ е / Т. А. Хван, М. В. Шинкина. – 5-е изд., перераб. и доп. –
изд3. Павлова, Е. И. Экология транспорта : учебник / Е. И. Павлова. – 2-е ., перераб. доп.– М. : Высшая школа, 2010. – 368 с.
4. Ден сов, В. В. Основы инженерной экологии : учебное пособ е / В. В. Ден сов. – Ростов н/Д : Феникс, 2013. – 623 с.
5. Основныебтерм ны и понятия экологии : учебное пособие для студентов механ ческ х, строительных, экономических направлений и спец альностей / В.А. Хомич, О.В. Плешакова, С.А. Эмралиева, О.И. Корн енко. – Омск : Си ДИ, 2012. – 168 с.
6. Готовимся к Атестированию по экологии : учебное пособие для подготовки к тестированию по экологии студентов строительных, механических и экономических специальностей и направлений / сост. : В.Г. Еремеева, Е.В.Шаповалова. – Омск :Сиб И,2013. –219 с.
7. Трофименко, Ю.В. Экология : Транспортное сооружение и окружающая среда : учеб. пособиеДдля студ. высш. учеб. заведений / Ю.В. Трофименко, Г.И. Евгеньев. – 2-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с.
8.Основы химии и экологии : практикум для практических занятий / С.А. Эмралиева, О.В. Плешакова, Е.В. Шаповалова. – Омск :
СибАДИ, 2017. – Режим доступа: http: // bek.sibadi.org//fulltext/esd 387.pdf, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения к ресурсу: 18.09.2018).
9.Основы химии и экологии : практикум для лабораторных работ / С.А. Эмралиева, О.В. Плешакова, Е.В. Шаповалова. – Омск :
СибАДИ, 2017. – Режим доступа: http: // bek.sibadi.org//fulltext/esd 374.pdf, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения к ресурсу: 18.09.2018).
10.Методические рекомендации по оценке объемов образования отходов производства и потребления. – М. : ГУ НИЦПУРО, 2003. –
Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293751/4293751340.pdf,
свободный. – Загл. с экрана (дата обращения к ресурсу: 18.09.2018).И
80