Общие данные.

Сточные воды - загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

Классификация и состав сточных вод в зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей), сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

бытовые (хозяйственно-фекальные),

производственные (промышленные),

атмосферные.

К бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами. Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых.

Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные сточные воды. подразделяют на:

загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке,

условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.

Атмосферные сточные воды - дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточные воды.

Степень загрязнённости С. в. оценивается концентрацией примесей, т. е. их массой в единице объёма (в мг/л или г/м.3).

Состав бытовых С. в. более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых С. в. обычно подразделяют на:

нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм),

суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм),

коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).

Различают загрязнения бытовых сточных вод:

минеральные,

органические,

биологические.

К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Количество бытовых сточных вод зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий.

Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.

Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др.

Нормы ПДК загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в городах в канализацию.

Инградиент	Единицы измерения	Допустимая концентрация
Биохимическое потребление кислорода
Взвешенные вещества
Азот аммонийных солей
Сульфаты
Азот нитратов
Нефтепродукты
Хром общий
Фосфор общий

Способы и методы определения содержания загрязняющих веществ в сточных водах:

Биохимическое потребление кислорода - измеряется прибором БПК - тестер.

Взвешенные вещества - определяется фильтрованием через мембранный фильтр. Стеклянный, кварцевый или фарфоровый, бумажный не рекомендуются из-за гигроскопичности.

Азот аммонийных солей - метод основан на взаимодействии иона аммония с реактивом Несслера, в результате образуются йодистый меркур - аммоний желтого цвета:

NH 3 +2 (HgI 2 + 2 K) + 3 OH=3 HgI 2 + 7 KI + 3 H 2 O.

Сульфаты - метод основан на взаимодействии сульфат-оинов с хлоридом бария, в результате чего образуется нерастворимый осадок, который потом взвешивается.

Нитраты - метод основан на взаимодействии нитратов с сульфасалициловой кислотой с образованием при рН = 9,5-10,5 комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при 440 нм.

Нефтепродукты определяются весовым методом, предварительно обрабатывая исследуемую воду хлороформом.

Хром - метод основан на взаимодействии хромат-ионов с дифенилкарбазидом. В результате реакции образуется соединение фиолетового цвета. Измерения проводят при λ=540 нм.

Медь - метод основан на взаимодействии ионов Cu 2+ с диэтилдитиокарбонатом натрия в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбонатом меди, окрашенного в желто-коричневый цвет.

Никель - метод основан на образовании комплексного соединения ионов никеля с диметилглиоксином, окрашенного в коричневато-красный цвет. Измерения проводят при λ=440 нм.

Цинк - метод основан (при рН = 7.0 - 7.3) на соединении цинка с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ = 490 нм.

Свинец - метод основан на соединении свинца с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ=490 нм.

Фосфор - метод основан на взаимодействии молибденовокислого аммония с фосфатами. В качестве индикатора применяется раствор двухлористого олова. Измерения проводят на КФК - 2 при λ=690-720 нм.

Нитриты - метод основан на взаимодействии нитритов с реактивом Грисса с образованием комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при λ=440 нм.

Железо - метод основан сульфасалициловая кислота или ее соли (натриевая) образуют комплексные соединения с солями железа, причем в слабокислой среде сульфасалициловая кислота реагирует только с солями Fe +3 (окрашивание красное), а слабощелочной - с солями Fe +3 и Fe +2 (желтое окрашивание).Загрязнение Мирового океана. Очистка сточных вод Конспект урока >> Экология

Элемент глобальной системы жизнеобеспечения. Однако загрязнение сточными водами промышленных предприятий, городов, прибрежных туристических... устраняется более 90% загрязнений органическими веществами. Бытовые сточные воды могут содержать патогенные...

1. Сточные воды (2)

   Курсовая работа >> Экология

   В соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами ); Загрязняющие вещества Возможная концентрация в бытовых... , а также объектах,. Подверженных сильному загрязнению сточными водами предприятий, хозбытовыми стоками, а также...

2. Сточные воды и их краткая характеристика

   Реферат >> Экология

   Предельно допустимые. Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования... Возможность сокращения объемов загрязненных сточных вод за счет устройства... охраны водных источников от загрязнения сточными водами являются разработка и внедрение...

3. Сточные воды . Способы обезвреживания и очистки сточных вод

   Реферат >> Экология

   В лакокрасочной и некоторых других областях промышленности. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона...

Достаточно распространенный вид загрязнения, носящий сезонный характер, - загрязнение водоемов поваренной солью NaCl, которую используют для таяния льда и снега в зимнее время. Поваренная соль в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых организмов.

Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов, допустимая засоленность зависит от общей загрязненности воды. В среднем максимальная допустимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, при повышении общей загрязненности воды другими веществами этот порог снижается. При очень сильном загрязнении водоемов хлоридами происходит гибель высшей водной биоты – рыбы.

Тяжелые металлы

Попадание в сточную воду тяжелых металлов связано с деятельностью предприятий различных отраслей, а также с вымыванием этих металлов из свалок промышленных и бытовых отходов атмосферными осадками и поступлением их в грунтовые воды.

Обычно тяжелые металлы скапливаются в донных отложениях водоемов в виде карбонатов, сульфатов или сульфитов, адсорбируются минеральными и органическими осадками. При наступлении адсорбционной насыщенности осадков тяжелые металлы оказываются в воде; в половодье, когда вешние воды уносят донные отложения, происходит разнос тяжелых металлов по большой территории. Переход тяжелых металлов из донных отложений в воду возможен также при повышении кислотности воды. Находясь в воде, тяжелые металлы включаются в цепи питания живых организмов – водорослей, зоопланктона, рыб, человека.

Участие тяжелых металлов и других устойчивых токсинов в цепи питания и впечатляющий пример опасности, которой подвергаются здоровье и жизнь человека из-за загрязнения ими воды, можно проиллюстрировать на примере ртути – первого металла, для которого была обнаружена биоаккумуляция и новая техногенная болезнь – болезнь Минаматы.

Тяжелые металлы взаимодействуют с жирами, что обусловливает большой период полувыведения их из организма – время, в течение которого выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества. Для ртути в большинстве тканей организма человека этот период составляет около 80 дней, для кадмия – более 10 лет! Поступление в организм человека даже микродоз кадмия очень опасно – трудно сказать, какое количество его окажется в организме за такое время. Заболевание, связанное с отравлением ионами кадмия, приводит к скручиванию костей, анемии и почечной недостаточности.

У растений, аккумулирующих тяжелые металлы, устойчивость к их действию выше, чем у животных и человека, поэтому следует обращать внимание на содержание тяжелых металлов в растениях, употребляемых в пищу.

Удобрения

Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, неусвоенные растениями, вымываются из почвы обильными дождями, попадают в грунтовые воды, а затем в поверхностные водоемы. Присутствующие в почве ионы NO3, H2PO4, HPO4, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фитопланктоном. Наряду с удобрениями источниками фосфатов служат моющие средства. Нитраты и фосфаты также образуются в водоемах в результате микробиологического разрушения органических отходов.

Фенолы

Фенолы нашли широкое применение как средства дезинфекции, их используют в производстве клеев и пластмасс. Кроме того, они образуются при сгорании и коксовании дерева и угля, входят в состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.

Большое количество фенола дает гниющая в воде древесина. Острейшая экологическая проблема, существующая в нашей стране уже десятки лет,- затопление лесов сибирскими водохранилищами при строительстве гигантских гидроэлектростанций: Усть-Илимской, Братской, Красноярской и др.

Скорость распада фенолов в воде зависит от их химического строения и от окружающих условий. Особую роль при этом играют ультрафиолетовое излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде.

Очень опасны для всех живых организмов и прежде всего для человека галогенно-производные соединения фенольного характера. Эти соединения поступают в сточные воды предприятий оборонной, химической и целлюлозно-бумажной промышленности. Как показали исследования, возможна трансформация исходных фенольных соединений в хлорпроизводные, происходящая на стадии обеззараживания питьевой воды.

По рекомендации Всемирной организации здравоохранения страны ЕС и США включили хлорфенолы в число приоритетных загрязнителей питьевой воды. Это связано но не только с их токсичностью, но и с полученными исследованиями ВОЗ данными образования в водопроводной сети диоксинов при наличии в ней молекул хлорфенолов. ПДК диоксинов измеряется не миллиграммами, как для большинства загрязнителей, не микрограммами, как для фенолов и их производных, а пикограммами в Российской Федерации контроль за содержанием в воде хлорфенолов не ведется.

Навозная жижа и моча

При сильном загрязнении воды мочой и навозной жижей в ней оказывается большое количество мочевины. Бактерии в сточных водах под действием ферментов выделяют из мочевины аммиак:

CO2 + 2H2O--уреаза--- H2O + CO2 + 2NH3

Если вода сильно загрязнена мочой животных, например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что она может оказаться токсичной для многих живых организмов, приводя их к гибели. При вдыхании аммиака, а также при питье воды, содержащей его, он быстро усваивается организмом. Попадая в кровь, он создает там щелочную среду и растворяет белки, нанося организму непоправимый вред. Нитрифицирующие бактерии, находящиеся в воде в течение длительного времени, могут переводить аммиак в нитраты и далее в нитриты, используемые водными растениями для питания, но для такого окисления в воде должно быть достаточно растворенного кислорода.

Нефть и нефтепродукты

В настоящее время самые распространенные загрязнители гидросферы – нефть и нефтепродукты. В Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно привносится более 15 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1т. нефти может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12км3 . Нефть поступает в природную среду различными путями: при бурении нефтескважин, авариях танкеров и на нефтепроводах, промывке танкеров и автоцистерн и т.д. несмотря на большую вязкость, нефть, разлившаяся по земле, проникает в грунтовые воды и перемещается на большие расстояния. Вода становится непригодной для использования при попадании 1л нефти в 1 млн. л воды; 1мл. нефти в 1л. воды вызывает гибель икры и мальков многих рыб.

Гидрофобная нефтяная пленка на открытых водных поверхностях препятствует газообмену между атмосферой и водоемом, и живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются. Главная угроза нефтяного загрязнения – гибель фитопланктона – первого звена пищевой цепи водных организмов, основного «производителя» атмосферного кислорода. Гибель планктона по пищевым цепям ведет к гибели рыб, а также питающихся ими птиц и других животных. Растворимые в воде компоненты нефти обладают токсическим действием: смерть взрослых водных организмов может наступить спустя несколько часов после контакта с ними уже при содержании всего 10-4-10-2%. Для икринок смертельная доза еще меньше.

Ценнейшим природным ресурсом является вода. В процессах обмена веществ она играет исключительную роль. Здоровье человека напрямую зависит от качества потребляемой им воды. Поэтому так важно разрабатывать технологические процессы, сводящие к минимуму виды загрязнения сточных вод.

В России более100 тыс. рек, их годовой сток составляет 4700 км 3 . Анализ водных ресурсов показывает, что в настоящее время возрастает угроза истощения и вода может стать дефицитом. Сегодня недостаток в пресной воде испытывают уже около 60% населения земного шара.

Причиной растущего дефицита пресной воды является рост народонаселения, а также нерегулируемая вырубка лесных массивов и загрязнение водоёмов из-за неразумного отношения к охране водных ресурсов. Подсчитано, что недостаток пресной воды будет испытываться уже в этом столетии. Поэтому очень важно уделять внимание комплексному, экономному использованию водных ресурсов.

Особенно сильное влияние на недостаток пресной воды оказывают стоки промышленных предприятий, сельского хозяйства, коммунальные хозяйства. Небольшой город, потребляя ежесуточно 600 м 3 чистой воды, даёт 500 м 3 стоков.

Чистая вода без фильтра в наше время почти невозможна

Дефицит пресной воды вызван не её безвозвратным потреблением, а всё более возрастающим загрязнением водоёмов промышленными и бытовыми стоками. Сильно загрязнёнными являются стоки от нефтехимической, металлургической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности. Огромный вред приносит неправильное применение пестицидов и удобрений в сельском хозяйстве.

Сточные воды разнообразны по своему составу, который зависит от вида загрязнений, которые в неё поступают. Очень вредными являются стоки химической промышленности, обогатительных и горнодобывающих предприятий.

Сбрасывание сточных вод с высокой температурой, например, с тепловых электростанций, приводит к накоплению органических веществ и нарушает биоритм водоёма.

Трудно очищаются сточные воды от синтетических поверхностно-активных веществ, которые содержатся в моющих средствах. Иногда они даже присутствуют в питьевой воде. ПАВ в значительно степени ухудшают способность водоёмов к самоочистке. Они поступают в водоёмы в качестве стоков от прачечных, бань, от предприятий-изготовителей моющих средств. ПАВ и CMC применяются также для интенсификации производств на предприятиях лёгкой промышленности, при обогащении руд, при разделении продуктов в химической промышленности.

Огромный вред водоёмам наносят пестициды, поступающие в них вместе с талыми и дождевыми водами при обработке полей, а также вместе с водами хлопковых и рисовых плантаций.

Опасным для жизни и здоровья людей является радиоактивное загрязнение. Это явление наблюдается при испытании ядерного оружия под водой, при нарушениях режима очистки урановой руды, а также при переработке ядерного горючего.

Виды загрязнений сточных вод

В основном все стоки содержат 3 вида загрязнений:

• Минеральные. К ним относятся песок, рудные и глинистые включения, растворы минеральных солей, щелочей и кислот;
• Растительные. К ним относятся остатки плодов и клеевые вещества животного происхождения. В них основным химическим веществом является углерод;
• Биологические и бактериальные. Это сточные воды боен, коммунального хозяйства, биофабрик. В своём составе они содержат микроорганизмы и плесневые грибки.

Виды сточных вод

Различают следующие виды сточных вод:

Промышленные стоки

Их можно подразделить на:

• Загрязнённые. Загрязнение происходит вышеуказанным путем;
• Условно-чистые. К ним относятся, например, воды для охлаждения тепловых машин;
• Хозяйственные и бытовые сточные воды. К ним относятся стоки от общественных зданий, больниц, кухонь, столовых;
• Сельскохозяйственные стоки. В своём составе они в большом количестве содержат химические удобрения и ядохимикаты;
• Атмосферные стоки. Они образуются при стекании с промышленных площадок при таянии снега и дождях.

Поверхностные и подземные воды

Для них характерны следующие виды загрязнений:

• Механическое загрязнение. В основном это свойственно поверхностным видам загрязнения. К ним относится повышенное содержание механических примесей;
• Химическое загрязнение. Оно характеризуется наличием в воде неорганических и органических веществ нетоксического и токсического характера;
• Биологическое и бактериологическое. В воде присутствуют патогенные микроорганизмы, грибы и мелкие водоросли.
• Радиоактивное. В воде присутствуют радиоактивные вещества;
• Тепловое. Этот вид загрязнения наблюдается при спуске в водоёмы вод с атомных и тепловых электростанций с повышенной температурой.

Основным источником загрязнения водоёмов являются плохо очищенные стоки коммунальных и промышленных предприятий. Загрязняющие вещества качественно меняют состав воды. Это проявляется в изменении её физических свойств, появляется неприятный запах, привкус, в ней появляются вредные вещества, которые либо плавают на поверхности водоёмов, либо откладываются на дне.

Химическое загрязнение

Выход поверхностных сточных вод с примесями

Количественный и качественный состав всех загрязнений разнообразен. Но все химические загрязнения можно разделить на две группы:

• К первой относятся загрязнения, содержащие неорганические примеси. К ним можно отнести стоки сульфатных, содовых заводов, обогатительных фабрик. В своём составе они в большом количестве содержат ионы тяжёлых металлов, щёлочи и кислоты. Они изменяют качественный состав воды.
• Ко второй группе относятся стоки нефтеперерабатывающих, нефтехимических заводов, предприятий органического синтеза, коксохимических производств. В сточных водах в большом количестве содержатся фенолы, альдегиды, смолы, аммиак, нефтепродукты. Их вредное влияние заключается в том, что ухудшаются органолептические показатели воды, уменьшается содержание в ней кислорода, повышается биохимическая потребность в нём.

В настоящее время основным загрязнителем водоёмов является нефть и нефтепродукты. При попадании в воду они создают на его поверхности плёнку, на дно оседают тяжёлые фракции. Вкус, окраска, вязкость, поверхностное натяжение изменяется. Вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу для человека и животных.

В сточных водах нефтехимических предприятий содержится фенол. При попадании его в водоёмы резко снижается биологические процессы, протекающие в них, нарушается процесс самоочищения воды. В воде присутствует запах карболки.

Пагубно влияют на жизнь водоёмов предприятия целлюлозно-бумажной промышленности. Древесная масса окисляется, происходит значительное потребление кислорода и, как следствие этого, гибнут мальки и взрослые рыбы. Нерастворимые вещества и волокна ухудшают физико-химические свойств воды. Вредное воздействие на водоёмы оказывают молевые сплавы. Из коры и гниющей древесины в воду выделяются дубильные вещества. Смола поглощает кислород, что приводит к гибели рыб. Помимо этого, молевые сплавы засоряют реки и забивают их дно. При этом рыбы лишаются нерестилищ и мест кормления.

Радиоактивное загрязнение

Радиоактивными отходами загрязняют атомные электростанции. Радиоактивные загрязнители концентрируются малыми планктонными организмами и рыбой. Потом по цепочке передаются и другим организмам. Если сточные воды имеют повышенную радиоактивность (100 кюри/л), то нужно производить их захоронение в подземных бессточных водоёмах и специальных резервуарах.

Биологическое загрязнение

В мире растёт численность населения, расширяются старые и растут новые города, что ведёт к увеличению стоков во внутренние водоёмы. Бытовые стоки являются источником загрязнения рек и озёр гельминтами и болезнетворными бактериями.

Сточные воды содержат 60% веществ органической природы. К ним относятся и биологические загрязнения в медико-санитарных водах, коммунально-бытовых водах и отходах шерстомойных и кожевенных предприятий.

При очистке стоков наибольшие затруднения вызывают органические примеси. При загнивании они отравляют грунт, воздух и воду. Сточные воды необходимо выводить за пределы городов и минерализовать органические вещества. Суммарный объём микроорганизмов в стоках составляет около 1 м 3 на 100 м 3 сточных вод. Среди бактерий и различных микроорганизмов есть и патогенные, например, возбудители холеры, брюшного тифа, дизентерии и других заболеваний. Большая часть стоков являются потенциально опасными для человека и животных. Для того чтобы водоёмы не загрязнялись вредными веществами, сточные воды необходимо очищать. Частичное очищение происходит и в самом водоёме. Степень очистки стоков определяется специальным расчётом и согласовывается с органами рыбного и санитарного надзора.

Тепловое загрязнение

Если в водоёмы спускают нагретые воды тепловых электростанций, то это вызывает их тепловое загрязнение. В тёплой воде содержится меньше кислорода, термический режим резко изменяется. Это оказывает отрицательное воздействие на флору и фауну водоёма. В нём начинают развиваться сине-зелёные водоросли, что губительно влияет на численность обитателей водоёмов.

Сегодня особенно остро стоит задача защиты водных ресурсов от загрязнения и истощения и рациональное их использование. Одним из направлений работ по охране водных ресурсов является применение бессточных циклов водоснабжения. В этом случае сточные воды сбрасывать не нужно, они многократно могут использоваться в технологических процессах. Бессточные циклы позволят ликвидировать сбрасывание вод.

Существенно снизить степень загрязнённости сточных вод позволит выделение из них ценных примесей. Если вода используется для охлаждения системы, то следует рассмотреть воздушное охлаждение, что позволит на 80% сократить общий расход воды. В этой связи очень важно разрабатывать новое оборудование, использующее минимум воды для охлаждения.

На повышение водоворота существенное влияние оказывает внедрение методов очистки стоков с высокой эффективностью, например, физико-химических, где применение реагентов является самым эффективным. Активное внедрение физико-химического метода вместе с биохимической очисткой позволяет в значительной степени решить проблемы очистки сточных вод. В ближайшее время планируется проводить очистку сточных вод мембранными методами.

Методы очистки стоков

Методы очистки стоков подразделяют на:

• Механические;
• Химические;
• Физико-химические;
• Биологические;
• Термические.

Все способы очистки стоков можно разделить на деструктивные и рекуперационные. Последние предусматривают извлечение ценных веществ из сточных вод для дальнейшей их переработки. В деструктивных методах все вещества, загрязняющие стоки, подвергаются разрушению. А продукты их разрушения удаляются из воды в виде осадка или газов.

Выделяются следующие методы очистки стоков:

• Очистка от эмульгированных и суспензированных примесей. Для этого грубые примеси отделяют отстаиванием, фильтрацией и процеживанием, флотацией и центробежным отстаиванием. Мелкодисперсные вещества отделяют путём флокуляции, электрофлотации и электрокоагуляции;
• Очистка от примесей, растворённых в стоках. Для этого используется ионный обмен, дистилляция, обратный осмос, замораживание, электродиализ, методы очистки с применением химических реагентов;
• Очистка от органических примесей;
• Регенеративные методы: ректификация, осветление, ультрафильтрация, обратный осмос.
• Деструктивные: парофазное, жидкофазное, электрохимическое, радиационное окисление;
• Очистка от газов: реагентные методы, нагрев, отдувка.

На практике применяется три метода очистки всех стоков. Первый применяется уже давно и считается наиболее экономичным. Сточные воды сбрасываются в крупные водотоки, где происходит их разбавление, аэрация и нейтрализация естественным способом. В настоящее время этот способ показал свою неэффективность.

Второй метод заключается в удалении органических веществ и твёрдых загрязнителей путём механической, биологической и химической очистки. Чаще всего этот метод используют на коммунальных очистных станциях.

Третий метод предполагает сокращение объёма сточных вод путём изменения технологических процессов.

Несмотря на то, что многие предприятия стараются сделать свои циклы замкнутыми, всё же самым радикальным решением проблемы очистки стоков является строительство самых современных очистных сооружений. В таких сооружениях на первом этапе предусмотрена механическая чистка. На пути движения стоков устанавливается сито или решётка, при помощи которой происходит улавливание взвешенных частиц и плавающих предметов. Песок и другие неорганические вещества оседают в песколовках. Нефтеловушки и жироловки улавливают нефтепродукты и жиры. Хлопьевидные частицы улавливаются после осаждения их при помощи химических коагулянтов.

Сообщение об ошибке

Текст...

Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства. К сточным водам относятся так же воды атмосферных осадков, воду от поливки улиц, мытья машин и автотранспорта. Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, различны по своему химическому составу и физическому состоянию.

Классификация загрязнений сточных вод

По своему составу загрязнения сточных вод подразделяются на: органические, минеральные и биологические. Органические загрязнения - это примеси животного и растительного происхождения. Минеральные загрязнения - это кварцевый песок, глина, щелочи, минеральные кислоты и их соли, минеральные масла. Биологические загрязнения - это различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневелые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе болезнетворные - возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии и др. Все примеси независимо от их происхождения подразделяются на 4 группы в зависимости от размеров частиц:

К первой группе относят нерастворимые в воде грубодисперсные примеси. Это могут быть примеси органической или неорганической природы. К этой группе относят микроорганизмы (простейшие, водоросли, грибы), бактерии и яйца гельмитов. При определенных условиях эти примеси могут выпадать в осадок или всплывать. Значительная часть этих примесей может быть выделена в результате осаждения.

Вторую группу примесей составляют вещества коллоидной степени дисперсии с размером частиц менее 10 -6 см. Гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси образуют с водой системы с особыми молекулярно-кинетическими свойствами. К этой группе относят высокомолекулярные соединения. В зависимости от физических условий, примеси этой группы способны изменять свое агрегатное состояние. Малый размер частиц затрудняет их осаждение. При разрушении устойчивости примеси выпадают в осадок.

К третьей группе относят примеси с размером частиц менее 10 -7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсии. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки сточных вод данной группы применяют биологические и физико-химические методы.

Примеси четвертой группы имеют размер частиц менее 10 -8 см. Они имеют ионную степень дисперсии. Это растворы кислот, солей и оснований. Некоторые из них удаляются из воды при биологической очистке. Для снижения концентрации солей используются также физико-химические методы очистки: ионный обмен, электродиализ и т.д.

Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси, которые находятся в нерастворённом, коллоидном и растворённом состоянии.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжёлых металлов, сокращении растворённого в воде кислорода воздуха, проявлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространённым относят нефть и нефтепродукты, СПАВ. Очень опасны биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические – радиоактивные вещества, тепло и др.

Таблица 1. Главные загрязнители воды

Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение – наиболее распространённое, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца и др.) и нетоксичным. при осаждении на дно водоёмов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязнённых вод не происходит. Очаги химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредные «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоёмы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют ещё их загрязнение (а точнее, засорение) твёрдыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведёт к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов – сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. По существующим санитарным нормам температура водоёма не должна повышать более чем на 3°С летом и 5°С зимой, а тепловая нагрузка на водоём не должна превышать 12 – 17 кДж/м³.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (табл.2), в зависимости от специфики отраслей промышленности.