Министерство образования РоссийскойФедерации
УссурийскийГосударственный Педагогический Институт
Биолого-химический факультет
Курсоваяработа
Загрязнение сточными водами
Выполнил:
студентка 2 курса 521 группы
Ястребкова С.Ю._________
Научный руководитель:
______________________________
Уссурийск, 2001 г.
Содержание:Введение……………………………………………………………………..…3I.1. Источникизагрязнения внутренних водоемов…………………4
I.2. Выпуск сточных вод в водоемы……………………………………..7II.1. Методыочистки сточных вод…………………………………….…9 Заключение………………………………………………………………….11
Приложение…………………………………………………………………13
Список литературы……………………………………………………..22
Введение
Вода — ценнейший природный ресурс. Она играетисключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни.Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве.Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растенийи животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Рост городов, бурное развитие промышленности,интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемыхземель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все большеусложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают.Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется всельском хозяйстве.
Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажнаяпромышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики такжеприводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во водырасходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовыепотребности населения. Большая часть воды после ее использования дляхозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.
Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировойпроблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельскогохозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразныесредства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направлениярационального использования водных ресурсов: более полное использование ирасширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологическихпроцессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимумупотребление свежей воды./>/>I.1. Источникизагрязнения внутренних водоемов
Под загрязнением водных ресурсов понимают любыеизменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах всвязи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняютили могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной дляиспользования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения
Загрязнение поверхностных и подземных вод можнораспределить на такие типы:
механическое — повышение содержания механических примесей, свойственное в основномповерхностным видам загрязнений;
химическое — наличие в воде органических и неорганических веществ токсического инетоксического действия;
бактериальное и биологическое — наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов,грибов и мелких водорослей;
радиоактивное — присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземныхводах;
тепловое -выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.
Основными источниками загрязнения и засорения водоемовявляется недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальныхпредприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства приразработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплавелесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичнойобработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы,приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменениифизических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов ит.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в нейвредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладыванииих на дне водоемов.
Сточные воды разделяют на три группы: фановые, илифекальные; хозяйственно-бытовые, включающие стоки от камбуза, душей, прачечныхи др.; подсланевые, или нефтесодержащие. Для фановых сточных водхарактерно высокое бактериальное загрязнение, а также органическое загрязнение(химическоепотребление кислорода достигает1500-2000мг/л.). объём этих вод сравнительноневелик. — Хозяйственно бытовые сточные воды характеризуются невысокиморганическим загрязнением. Эти сточные воды обычно сбрасываются за борт суднапо мере образования. Сброс их запрещён только в зоне санитарной охраны. Подсланевыеводы образуются в машинных отделениях судов. Они отличаются высокимсодержанием нефтепродуктов.(6)
Производственные сточные воды загрязнены в основномотходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразени зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят надве основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, исодержащие яды.
К первой группе относятся сточные воды содовых,сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых,никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелыхметаллов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойстваводы.
Сточные воды второй группы сбрасываютнефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органическогосинтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты,аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносноедействие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительныхпроцессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличиваетсябиохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.
Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадаяв водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтянуюпленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на днотяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностноенатяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредныеорганические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляетугрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употреблениятонну воды.
Довольно вредным загрязнителем промышленных вод являетсяфенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. Приэтом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения,вода приобретает специфический запах карболки.
На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточныеводы целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождаетсяпоглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры,мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду иухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме — беспозвоночных- неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и корывыделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивныепродукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенномолоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топлякнередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.
Атомные электростанции радиоактивными отходамизагрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшимипланктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другимживотным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи развыше, чем воды, в которой они живут.
Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100кюри на 1л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальныерезервуары.
Рост населения, расширение старых и возникновениеновых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренниеводоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворнымибактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющиесинтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в ниххимические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказываютзначительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результатеснижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельностьбактерий, минерализующих органические вещества.
Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемовпестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе соструями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано,что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в нефтепродуктах,которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительномуослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестицидынакапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают ворганизм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и наорганизм в целом.
В связи с интенсификацией животноводства все болеедают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.
Сточные воды, содержащие растительные волокна,животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходыкожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренныхзаводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности,являются причиной органических загрязнений водоемов.
В сточных водах обычно около 60% веществ органическогопроисхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии,вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарныхводах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.
Нагретые сточные воды тепловых ЭС и др. производствпричиняют “тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными последствиями:в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, чтоотрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают благотворныеусловия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей — такназываемого “цветения воды”. Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическомстроительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнениесудами речного флота.
/>/>I.2. Выпуск сточных вод в водоемы
Количество сточных вод, выпускаемых в сточные объекты,определяется при помощи предельно допустимого сброса (ПДС). Под ПДС понимаетсямасса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленнымрежимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечениянорм качества воды в контрольном пункте. Расчёт ПДС производится по наибольшимсреднечасовым расходом сточных вод q (в м3/ч)фактического периода спуска сточных вод. Концентрация загрязнений S’ст выражается в мг/л (г/м3), а ПДС — в г/ч.ПДС с учётом требований к составу и свойствам воды в водных объектахопределяется для всех категорий водопользования как произведение:
/>. (2)
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска вних сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результатесброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура,уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхностиводоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяетсяхимический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганическихвеществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода,изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный иколичественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии.Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и длятехнического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.
Общие условия выпуска сточных вод любой категории вповерхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью ихарактером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшениекачества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизнии на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источникаводоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственныхцелей.
Наблюдение за выполнением условий спускапроизводственных сточных вод в водоемы осуществляетсясанитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.
Нормативы качества воды водоемовхозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливаюткачество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому видуотносятся участки водоемов, используемые в качестве источника дляцентрализованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения,а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду — участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а такженаходящиеся в черте населенных пунктов.
Отнесение водоемов к тому или иному видуводопользования проводится органами Государственного санитарного надзора сучетом перспектив использования водоемов.
Приведенные в правилах нормативы качества водыводоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км вышеближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищахна 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранениязагрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которыедолжны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к районуводопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороныот этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемникапроизводственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должнопревышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, обще санитарномуи органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования кспуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования.Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный,культурно бытовой фактор.
Поступающие в реки, озера, водохранилища и морязагрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим инарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессовпревращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействиемприродных факторов, в водных источниках происходит полное или частичноевосстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовыватьсявторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние накачество воды.Самоочищение воды водоемов — это совокупностьвзаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических игидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначальногосостояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленныхпредприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскуюводоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сетьпроизводственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений;оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистныхсооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержатьвещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержатьгорючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовыватьвзрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологическойочистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С.Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должныпредварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскуюводоотводящую сеть. II.1. Методыочистки сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественныйпроцесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Покапромышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В нашиндустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже несправляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимостьобезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Очистка сточных вод — обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из нихвредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения — сложноепроизводство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточныеводы) и готовая продукция (очищенная вода).
Методы очистки сточных вод можно разделить намеханические, химические, физико-химические и биологические, когда же ониприменяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называетсякомбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случаеопределяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том,что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механическиепримеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаютсярешетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различныхконструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками,бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяетвыделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а изпромышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются впроизводстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химическиереагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виденерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимыхпримесей до 95% и растворимых до 25%
При физико-химическом методе обработки изсточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси иразрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего изфизико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракцияи т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушенииорганических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и другихнеорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особыхсооружениях — электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролизаэффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторыхдругих областях промышленности.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощьюультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошозарекомендовала себя очистка путем хлорирования.
Среди методов очистки сточных вод большую роль играетбиологический метод, основанный на использовании закономерностейбиохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Естьнесколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры,биологические пруды и аэротенки.
В биофильтрах сточные воды пропускаются черезслой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой.Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
В биологических прудах в очистке сточных водпринимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки — огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало — активный ил избактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваютсяв аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избытоккислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактериисклеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органическиезагрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожираябактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергаютмеханической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используюттакже другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование идр.)
Биологическийметод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Онприменяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей,целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна._________________________________