Реферат по предмету "Экология"


Основы защиты атмосферы и гидросферы

1. Характеристикаприродных вод
Гидросфера, являясь важнейшим элементом биосферы, играет решающуюроль во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизничеловека. Вода широко используется человеком для его практической деятельностив промышленности, сельском и городском хозяйстве. Она применяется как сырье ихладоагент, как источник энергии, для орошения полей, садов и огородов, длясоздания комфорта в городах и поселках, а водные магистрали – для транспортировкигрузов и людей.
С давних пор человек внимательно изучает свойства воды. В 1974 г.по решению ЮНЕСКО отмечалось 300-летие науки о воде – гидрологии. Вода всегдапривлекала внимание не только тех, кто искал пути ее использования дляпрактики, но и служила предметом вдохновения писателей, поэтов, художников.
Распространение воды в природе. Объем гидросферы – 1389 млн. куб. км. Оназанимает примерно 3/4 поверхности земного шара – 449,53 млн. кв. км (суша – 165,34млн. кв. км). Из общего количества воды 1350 млн. куб. км, или свыше 97,2% – океанскаявода. Баланс других источников (в куб. км) воды приведен ниже:Полярные льды и ледники
29х109 Грунтовые воды до глубины в 750 м
4,2х106 на глубине 750–4000 м
5,3х106 вода в озерах
120х103 вода в реках
12х103 влага в почве
24х103 влага в атмосфере
13х103 Всего
39х106
Значительное количество воды, порядка (10–11) х103 куб.км является составной частью живых организмов, обитающих на земле. Организмчеловека примерно на 70% состоит из воды. Ежедневно человек поглощает 2 лводы.
Вода в природе находится в круговороте. Под действием тепла,излучаемого солнцем, она испаряется с поверхности мирового океана, морей, рек иозер и затем осаждается на поверхность водных бассейнов и суши.
Объем воды, испаряемой с поверхности океанов, превышает объем, осадковпримерно на 35–46 тыс. куб. км в год.
В настоящее время человек использует для своих нужд примерно 3000куб. км стоков в год, в том числе для промышленный целей 600 куб. км.
В нашей стране разрабатываются генеральные, бассейновые итерриториальные схемы комплексного использования и охраны вод. На базе этихразработок осуществляются меры по регулированию стоков с помощью регулируемыхводохранилищ. Создание таких водохранилищ позволяет обеспечить болееорганизованную подачу воды на гидроэлектростанции и в оросительные системы.
Комплексные планы организации водного хозяйства позволяютосуществлять меры, направленные к экономному расходованию воды и к прекращениюсброса неочищенных сточных вод. Этому способствует совершенствование технологиипроизводственных – применение безводных технологических процессов, воздушногоохлаждения, оборотного водоснабжения и других технических приемов).
В связи с ростом народонаселения количество воды, приходящейся наодного жителя земли, постепенно уменьшается.
В настоящее время на человека в сутки приходится в среднем 33 м3воды из природных источников. В отдельных странах, этот показатель различаетсяочень сильно: в Норвегии – 250, в Бразилии – 100, в США – 34 (без Аляски -20),в Румынии и Венгрии-11, в Китае и Индии – 9, в Польше, в Германии – 4,5, Египте– 3,5.
Потребление воды. Потребление воды промышленностью определяетсяцифрой, примерно равной 25–35%, населением городов и поселков – 5–6% от общегорасхода. Основная масса воды расходуется в сельском хозяйстве, врастениеводстве. Растения используют влагу для формирования новых растительныхэлементов в процессе фотосинтеза и для процесса транспирации – испарения влаги,поступающей в растение через корневую систему.
Этот процесс связан с большим расходом воды, например выращивание1 т зерна пшеницы требует 500 т воды. Процесс транспирации требует и большогорасхода энергии, для его осуществления используется примерно 40% поглощаемой растениемсолнечной энергии.
Многообразное применение воды для различных практических целейобъясняется ее исключительными химическими, физическими и биологическимисвойствами.
Свойства воды. Формула воды – Н2О – была предложена в 1805 г.А. Гумбольдтом и Ж. Гей-Люссаком. В связи с тем, что водород имеет 3изотопа, а кислород 5 – может существовать 36 видов изотопной воды. Так как вмолекуле воды имеется асимметричное распределение электронных зарядов, онаявляется диполем с высоким дипольным моментом, равным 1,87 дебая. Вода обладаетвысокой диэлектрической постоянной (80,1 при 20 °С). Благодаря этомусвойству она является универсальным растворителем.
Твердая вода (лед) – кристаллическое вещество. Жидкая вода – помнению ряда ученых, имеет квази-кристаллическую структуру, она состоит изассоциированных молекул, образуемых за счет водородной связи. В шутку про водуговорят, что она – «жидкость, сохраняющая воспоминание о пребывании в состояниильда». Свойства воды могут меняться, в частности в результате ее намагничивания.
Характеристика природных вод. В природе чистой воды не встречается. В 1 лпресной воды, как правило, содержится около 1 г солей. В морской воде их значительнобольше: в водах Балтийского моря – 5 г/л, Черного моря-18 г./л, в океане – 35 г./ли водах Красного моря-41 г./л. Пресные и морские воды различаются не только посуммарному содержанию солей, но и по составу – соотношению в них главных группсолей (состав в%): Вид воды Хлориды Сульфаты Карбонаты Океанская вода Пресная вода
89
7
10
13
1
20
Средняя температура мирового океана 17,5 °С. Температурав океане постепенно понижается от уровня моря до глубины 1500–2000 м (до 2–4 °С),у дна океана она равна. 1,5–2 °С. В пресноводных озерах и водохранилищахимеется три слоя воды: теплый верхний – эпилимнион (в нем совершается фотосинтез)– до глубины 7–15 м, средний – метамнион (с резко падающей температурой) –толщиной 2–4 м и нижний – придонный слой (температура около 4 °С).
Речные воды делятся на маломинерализованные (до 200 мг/л соли), среднеминерализованные(200–500 мг/л), повышенной минерализации (свыше 1000 мг/л). Наряду с солямивода, как правило, содержит некоторое количество сложных природных органическихсоединений – гумусовых веществ. Содержание этих примесей в речных водах 5–10мг/л, в озерных – до 150 мг/л.
В водах наблюдается значительное содержание твердых взвесей,коллоидных веществ и примесей биологического характера (микроорганизмов,водорослей и др.). Поскольку вода растворяет многие газы – в ней содержитсякислород, азот (примерно в 2,5 раза больше, чем кислорода), двуокись углерода идр. Присутствие в воде кислорода обеспечивает жизнедеятельность ее флоры ифауны. Содержание растворенного кислорода в воде определяется ее температурой иреакциями, протекающими в водной среде: фотосинтеза (содержание кислородаувеличивается) и окисления органических соединений – химического имикробиологического (содержание кислорода уменьшается).
Если вода сильно загрязнена органическими соединениями,микробиологические процессы (аэробные) могут понизить содержание кислорода вводе до такого уровня, что возникнет угроза для жизни рыб (рыба не может жить вводе, если в ней кислорода меньше 4 см3/м3). На 1 гсухого органического вещества в среднем расходуется 1,5 г кислорода.
В зависимости от состава вод меняется значение рН; для рек и озероно колеблется в пределах 5,0–8,5.
Сточные воды. В связи с индустриализацией, развитием сельского хозяйства,хозяйства городов образуются большие массы стоков, загрязненных различнымипримесями. В первую очередь это отходы предприятий нефтеперерабатывающей,металлургической, нефтехимической и химической, целлюлозно-бумажной и пищевойпромышленности. За последние годы увеличился объем загрязнений, поступающих вводы из сельского хозяйства – отходы животноводства, птицеводства, предприятий,перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, удобрения и пестициды.
Загрязнениеводных источников различными вредными веществами наносит большой вред рекам,озерам, морям и Мировому океану. В результате избытка фосфорных и азотныхсоединений в природных водах создаются условия для буйного роста некоторыхподводных растений, в частности микероводорослей – диатомовых, зеленых,сине-зеленых. Отмирающие части растений и другие органические загрязнения,попадая на дно водоемов, разлагаются под действием бактерий (анаэробныемикробиологические процессы), что приводит к уменьшению или полному удалениюкислорода. При этом образуются метаны, сероводород и другие соединения. Врезультате в воде создается «мертвая зона». В ряде стран для предупрежденияобразования «мертвой зоны», проводят аэрацию водоемов при помощи компрессорныхустановок, подающих воздух или кислород. Для подачи в воду через аэраторы 1 кгкислорода требуется 1,1 кВт-ч электроэнергии.
Потребляемая промышленностью вода в значительной степенииспользуется как хладагент, сбрасываемого после в водоемы. По химическому составуона немногим отличается от исходной воды и сброс ее в водоемы не приносит особоговреда. Другое дело – вода, участвующая в технологических процессах. Онанасыщается множеством различных соединений, и сброс ее в природные водоемыприводит к серьезным последствиям – загрязнению рек и озер, морей, и океанаядовитыми веществами.
Состав сточных вод зависит от характера использования воды впромышленности. К наиболее вредным следует отнести стоки, возникающие припроведении химических процессов (реакционные и маточные растворы), промывныеводы, образующиеся при промывке продуктов и изделий, очистке газовых систем ит.п., стоки, поступающие с горнодобывающих предприятий, образующиеся приудалении золы, собираемые с нефтеналивных судов и цистерн, ливневые потоки идр.
Многие сточные воды (особенно тепловых электростанций)сбрасываются в водоемы при повышенной температуре. В результате этогопроисходит тепловое загрязнение водоемов. В местах выхода теплых потоков вводоемы создаются зоны, в которых температура выше, чем во всем водоеме: на 8–12°Сзимой и до 30 °С летом. Это приводит к повышенному накоплению органическихвеществ в воде, что оказывает отрицательное влияние на биологическую жизньводоемов.
В связи с тем, что в ряде случаев в природные водоемы сбрасываютсянеочищенные или плохо очищенные стоки, в них скапливается большое число ибольшая масса различных химических веществ. Так, в реке Рейн обнаружено около60 тысяч различных соединений. К ним ежегодно добавляются 150–200 новыхсоединений. Так как при взаимодействии сбрасываемых соединений могут возникать новые соединения, числосоединений в водоемах может непрерывно увеличиваться, в том числе соединений сядовитыми свойствами, бурным запахом, окраской и т.д.
Практически во всех водоемах, не исключая океана, находятся следынефтепродуктов, что может привести к пагубным последствиям для рыбногохозяйства, поскольку 1 кг нефти может загрязнить 1 Га поверхности воды ипогубить 100 млн. личинок рыб.
Многообразие веществ, попадающих в водоемы, объясняется тем, что вних смешиваются сточные воды трех классов предприятий неорганического,органического имикробиологического профиля. Среди предприятийнеорганического профиля следует назвать заводы основной химическойпромышленности, цветной и черной металлургии, горнохимические игорнообогатительные комбинаты, предприятия промышленности строительныхматериалов и др.
Источниками – органических веществ, поступающих в стоки, являютсяпредприятия нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, заводыорганического и нефтехимического синтеза, полимеров и эластомеров, красителей,пигментов, лаков и красок, фармацевтических веществ, комбинаты лесохимии,предприятия целлюлозно-бумажной промышленности и др. Многие стоки наряду схимическими содержат и биологические объекты. Это стоки пищевых предприятий,медико-биологической и микробиологической промышленности. Большая массабиологических веществ содержится в стоках, сбрасываемых сельским хозяйством.
Таблица 2.Классификация примесей водыПоказатели Примеси гетерогенные гомогенные
Группа
Размер частиц, см
Характеристика системы
Влияние примесей на систему
1
10-1 – 10-3
Взвеси (суспензии, эмульсии, патогенные микроорганизмы и планктон)
Вызывают помутнение воды
2
10-5 – 10-6
Коллоидные частицы (коллоиды, высокомолекулярные соединения)
Обусловливают окисляемость и цветность воды
3
10-7
Молекулярные растворы (растворенные в воде газы и органические вещества)
Придают воде запахи и привкусы
4
10-8
Ионные растворы-электролиты (соли, кислота, основания)
Обуславливают минерализацию воды /> /> /> /> />
Академик АН УССР Л.А. Кульский предложил классификациюпримесей, отражающую все их многообразие в сточных водах (табл. 2).
Эта классификация помогает проектировать и создавать очистныеустановки применительно к составу сточных вод. Такие установки создаются либона локальном уровне (в цехе), либо в заводском или даже районном масштабе,когда обработка различных сточных вод ведется на крупной очистной станции.
2.Фильтрованиесуспендированных веществ
Для проведения процесса фильтрования могут быть использованыфильтры любой конструкции. Однако при очистке сточных вод, как правило,приходится иметь дело с большими объемами воды, поэтому выбирают фильтры, дляработы которых не требуется применения больших давлений. Исходя из этого,используют фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры и барабанные сетки) ифильтры с фильтрующим зернистым слоем. Фильтр с зернистой перегородкойпредставляет собой резервуар, в нижней части которого, имеется дренажноеустройство для отвода воды. На дренаж укладывают слой поддерживающегоматериала, а затем фильтрующий материал. Производительность фильтра определяетсяскоростью фильтрования, т.е. объемом воды, прошедшим в единицу времени черезединицу поверхности uм3/(м2×с). Скорость фильтрованиязависит от вида и крупности зерен материала, от природы и концентрации фильтрующихвеществ.
По характеру механизма задерживания взвешенных частиц различаютдва вида фильтрования: 1) фильтрование через пленку (осадок) загрязнений,образующуюся на поверхности фильтрующего зернистого слоя, называемогозагрузкой; 2) фильтрование без образования пленки загрязнений. В первом случаезадерживаются частицы, размер которых больше пор материала, а затем образуетсяслой загрязнений, который является также фильтрующим, материалом. Такой процессхарактерен для так называемых медленных фильтров, которые работают при малыхскоростях фильтрования. Во втором случае фильтрование происходит в толще слоязагрузки, где частицы загрязнений удерживаются на зернах фильтрующего материаласилами прилипания. Такой процесс характерен для скоростных фильтров.
При фильтровании сточной воды через слой зернистого материалапротекает одновременно два процесса: 1) прилипание частиц к поверхностифильтрующего материала; 2) отрыв ранее прилипших частиц. Задержка частицповерхностью зерен или ранее осажденными частицами происходит под действиеммолекулярных сил, сил химического сродства и адсорбции.
Прилипшие частицы постоянно испытывают влияние движущегося потока,который в результате трения срывает их с поверхности фильтрующего материала.При равенстве числа частиц, поступающих в единицу времени на поверхностьфильтрующего слоя и покидающих ее, наступает насыщение поверхности и онаперестает осветлять сточные воды. Величина сил прилипания зависит от крупностии формы зерен, их химического состава, от шероховатости поверхности, отскорости потока и температуры жидкости, от свойств примесей.
Фильтры с зернистым слоем подразделяются на медленные и скоростные, открытыеи закрытые. Высота слоя в открытых фильтрах равна 1–2 м, в закрытых 0,5–1 м.Напор воды в закрытых фильтрах создается насосами.
Медленные фильтры используются для фильтрования некоагулированныхсточных вод. Они представляют собой бетонные или керамические резервуары сдренажным устройством, на котором расположен зернистый слой. Скоростьфильтрования в них зависит от концентрации взвешенных частиц. При содержаниивзвешенных примесей в сточных водах до 25 мг/л принимают скорость фильтрования0,2–0,3 м/ч; при 25–50 мг/л – 0,1 – 0,2 м/ч. Достоинством такихфильтров является высокая степень очистки. Недостатки: большие размеры, высокаястоимость и сложная очистка от осадка.
Скоростные фильтры могут быть двух типов: однослойные и многослойные.У однослойных фильтров фильтрующий слой состоит из однородного материала, умногослойных – из различных материалов.
Сточная вода в фильтр подается через систему 3 (внутрь фильтра),проходит через фильтрующий материал и дренаж и удаляется из фильтра. Послезасорения фильтрующего материала проводят промывку, подавая через систему 4промывные воды, которые движутся снизу вверх. Промывная вода вместе судаляемыми примесями отводится через систему 2.
Дренажное устройство выполняется из пористобетонных сборных плит.На нем размещается фильтрующий материал в 2–4 слоя одинакового или разногогранулометрического состава. Общая высота слоя загрузки 1,5–2 м. Скоростьфильтрования принимается равной 12–20 м/ч.
В многослойных скорых фильтрах фильтрующий слой состоит из зеренразных материалов, например из слоев антрацита и песка. Верхние слои состоят иззерен большего размера, чем зерна нижних слоев. Конструкция их аналогичнаконструкции однослойных фильтров, но они отличаются более высокойпроизводительностью и большей продолжительностью фильтрования. Выбор типафильтра для очистки сточных вод зависит от количества фильтруемых вод,концентрации загрязнений и степени их дисперсности, физико-химических свойствтвердой и жидкой фаз и от требуемой степени очистки.
Промывку фильтров, как правило, ведут очищенной водой(фильтратом), подавая ее снизу вверх. При этом зерна загрузки переходят вовзвешенное состояние и освобождаются от прилипших частиц загрязнений. Можетбыть проведена водовоздушная промывка, при которой сначала зернистой слойпродувают воздухом для разрыхления, а затем подают воду. Интенсивность подачивоздуха изменяется в пределах 18–22 л/(м2×с), а воды – от 6 до 7 л/см2.Возможна и трехэтапная промывка. Сначала слой продувают воздухом, затемобрабатывают смесью воздух – вода и, наконец, промывают водой.Продолжительность промывки 5- 7 мин.
Микрофильтры. Процесс микрофильтрации заключается в процеживании сточнойводы через слой сеток с отверстиями размером от 40 до 70 мкм. Барабанные сеткиимеют размер ячеек от 0,3х0,3 до 0,5х0,5 мм. Микрофильтры (рис. 15)применяют для очистки сточных вод от твердых и волокнистых материалов.
Сточная вода поступает внутрь барабана и проходит через отверстияв камеру. Взвешенные вещества задерживаются на внутренней поверхности барабанаи при промывке с промывной водой поступает в лоток. Барабан вращается счастотой 6–20 мин-1. Скорость фильтрации у микрофильтров равна25–45 м3/(м2×ч). При концентрациивзвешенных частиц 15–20 мг/л эффективность очистки составляет 50–60%. Эффекточистки зависит от состава и свойств сточных вод, размера ячеек сеток и режимаработы микрофильтров (гидравлической нагрузки, потерь напора, интенсивности промывкии др.)
Магнитные фильтры применяются для удаления из жидкостей мелкихферромагнитных частиц (размером 0,5–5 мкм). Они могут быть снабжены постоянныммагнитом или электромагнитом. При прохождении ламинарным потоком через магнитноеполе ферромагнитные частицы намагничиваются и образуют агломераты. Направлениепотока должно совпадать с направлением магнитного поля. Широкое распространениенашли магнитные сепараторы, которые имеют эффективность очистки 80–90% припроизводительности до 60 м3/ч.
 
3.Флотация с выделением воздуха в растворе
Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимыхдиспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. В некоторыхслучаях флотацию используют и для удаления растворенных веществ, например ПАВ.Такой процесс называют «пенной сепарацией» или «пенным концентрированием».Флотацию применяют для очистки сточных вод многих производств:нефтеперерабатывающих, искусственного волокна, целлюлозно-бумажных, кожевенных,машиностроительных, пищевых, химических. Она используется также для выделенияактивного ила после биохимической очистки.
Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкийдиапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, простаяаппаратура, селективность выделения примесей, по сравнению с отстаиваниембольшая скорость, процесса, а также возможность получения шлама более низкойвлажности (90–95%), высокая степень очистки (95–98%), возможность рекуперацииудаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижениемконцентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов. Все этоспособствует успешному проведению последующих стадий очистки сточных вод.
Элементарный акт флотации заключается в следующем: при сближенииподымающегося в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей разделяющаяих прослойка воды при некоторой критической толщине прорывается и происходитслипание пузырька с частицей. Затем комплекс пузырек-частица подымается наповерхность воды, где пузырьки собираются, и возникает пенный слой с болеевысокой концентрацией частиц, чем в исходной сточной воде.
Вероятность прилипания зависит от смачиваемости частицы, котораяхарактеризуется величиной краевого угла Q (рис. 4). Чембольше краевой угол смачивания, тем больше вероятность прилипания и прочностьудержания пузырька на поверхности частицы. Прилипание происходит при столкновениипузырька с частицей или при возникновении пузырька из раствора на поверхностичастицы. На величину смачиваемости поверхности взвешенных частиц влияютадсорбционные явления и присутствие в воде примесей ПАВ, электролитов и др.
Поверхностно-активные вещества –реагенты-собиратели, адсорбируясь на частицах, понижают их смачиваемость, т.е.делают их гидрофобными. В качестве реагентов-собирателей используют: масла,жирные кислоты и их соли, меркаптаны, ксантогенаты, дитиокарбонаты,дитиокарбонаты, алкилсульфаты, амины и др. Повышение гидрофобности частиц можнодостичь и сорбцией молекул растворенных газов на их поверхности.
Эффект разделения флотацией зависит от размера иколичества пузырьков воздуха. По некоторым данным оптимальный размер пузырьковравен 15–30 мкм. При этом необходима высокая степень насыщения воды пузырьками,или большое газосодержание. Удельный расход воздуха снижается с повышениемконцентрации примесей, так как увеличивается вероятность столкновения иприлипания. Большое значение имеет стабилизация размеров пузырьков в процессефлотации. Для этой цели вводят различные пенообразователи, которые уменьшаютповерхностную энергию раздела фаз. К ним относят: сосновое масло, крезол,фенолы, алкилсульфат натрия и др. Некоторые из этих веществ обладаютсобирательными и пенообразующими свойствами.
Вес частиц не должен превышать силы прилипания еек пузырьку и подъемной силы пузырьков. Размер частиц, которые хорошофлотируются, зависит от плотности материала и равен 0,2–1,5 мм.
Флотация может быть использована при сочетании сфлокуляцией. Этот процесс называют иногда флоктацией. При проведении флотациихлопьев после коагулирования необходимо учитывать, что вероятность прилипанияпузырьков газа к свежеобразованным хлопьям выше, чем к хлопьям, имеющим«возраст» несколько часов. Вероятность образования комплекса пузырек-частицаможет быть определена по формуле
/>           
где n – число пузырьков радиуса R в объеме V жидкости; r – радиус частицы; /> – объемная концентрациягазовой фазы.
Различают следующие способы флотационнойобработки сточных вод: с выделением воздуха из растворов; с механическим диспергированиемвоздуха; с подачей воздуха через пористые материалы, электрофлотацию ихимическую флотацию.
Флотация с выделением воздуха из раствора. Этот способ применяетсядля очистки сточных вод, которые содержат очень мелкие частицы загрязнений.Сущность способа заключается в создании пересыщенного раствора воздуха всточной жидкости. При уменьшении давления из раствора выделяются пузырькивоздуха, которые флотируют загрязнения. В зависимости от способа созданияпересыщенного раствора воздуха в воде различают вакуумную, наборную и эрлифтнуюфлотацию.
При вакуумной флотации сточную воду предварительно насыщаютвоздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере, а затем направляют вофлотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 29,9–39,9 кПа(225–300 мм. рт. ст.). Выделяющиеся в камере мельчайшие пузырьки выносятчасть загрязнений. Процесс флотации длится около 20 мин.
Достоинствами этого способа являются: образование пузырьков газа иих слипание с частицами происходит в спокойной среде (вероятность разрушенияагрегатов пузырек-частица сведена к минимуму); затрата энергии на процессминимальна. Недостатки: незначительная степень насыщения стоков пузырькамигаза, поэтому этот способ нельзя применять при высокой концентрации взвещенных частиц(не более 250–300 мг/л); необходимость сооружать герметически закрытыефлотаторы иразмещать вних скребковые механизмы.
Напорные установки имеют большее распространение, чем вакуумные.Они просты и надежны в эксплуатации. Напорная флотация позволяет очищатьсточные воды с концентрацией взвесей до 4–5 г./л. Для увеличения степениочистки в воду добавляют коагулянты.
Принципиальная схема напорной флотации показана на рис. 6.Аппараты напорной флотации обеспечивают по сравнению с нефтеловушками в 5–10 разменьшее остаточное содержание загрязнений и имеют в 5–10 раз меньшие габариты.Процесс осуществляется в две стадии: 1) насыщение воды воздухом под давлением;2) выделение растворенного газа под атмосферным давлением.
Сточная вода поступает в приемный резервуар, откуда перекачиваетсянасосом, во всасывающий трубопровод которого засасывается воздух. Образующаясяводно-воздушная смесь направляется в напорную емкость где при повышенномтечении (0,15–0,4 МПа) воздух растворяется в воде. При поступлении водно-воздушногораствора во флотатор, который работает при атмосферном давлении, воздухвыделяется в виде пузырьков и флотирует взвешенные частицы. Пена с твердымичастицами удаляется с поверхности воды скребковым механизмом. Осветленная водаудаляется из нижней части флотатора. При использовании коагулянтовхлопкообразования происходит в напорной емкости.
В данной схеме вся сточная вода, поступающая на флотацию,насыщается воздухом. Имеются и другие схемы (рис. 7). В схемах срециркуляцией (а) и насыщением части потока – частичной подачей воды насосом(б) через напорную емкость подается лишь часть неочищенной сточной воды. Такиесхемы рекомендуется использовать, если проводится предварительная коагуляциясточных вод с целью предотвращения или уменьшения разрушения хлопьевкоагулянтов в насосе.
Схема с рабочей жидкостью (в) используется при большойконцентрации загрязнений в сточной воде, когда работа флотационной установки посхеме, представленной на рис. 6, малоэффективна. В качестве рабочейжидкости используют природную или очищенную сточную воду. При этом объемрабочей жидкости значительно превышает объем очищаемой сточной воды. Улучшениефлотации в этом случае происходит из-за сохранения хлопьев загрязнений и болеебыстрого всплывания их. Недостаток схемы – большой расход энергии наперекачивание рабочей жидкости.
Напорные флотационные установки имеют производительность от 5–10до 1000–2000 м3/ч. Они работают при изменении параметров вследующих пределах: давление в напорной емкости 0,17 – 0,39 МПа; время пребыванияв напорной емкости 14 мин, а во флотационной камере 10–20 мин. Объемзасасываемого воздуха составляет 1,5–5% от объема очищаемой воды. Значения параметровзависят от концентрации и свойств загрязнений.
В случае необходимости одновременного проведения процесса флотациии окисления загрязнений необходимо насыщать воду воздухом, обогащеннымкислородом или озоном. Для устранения процесса окисления вместо воздуха нафлотацию следует подавать инертные газы.
Сточная вода подается внутрь камеры, где выделяютсяпузырьки газа, которые всплывают вверх, захватывая взвешенные частицы. Пенныйслой с твердыми частицами поверхностным скребком удаляется в шлакоприемник.Осветленная вода удаляется из камеры. Твердые частицы, оседающие под действиемгравитационной силы на дно камеры, сдвигаются и удаляются через трубопровод.
Применяются и другие цилиндрические флотаторы, которыеимеют разный диаметр, а, следовательно, и разную производительность. Ониотличаются конструкцией ввода и вывода сточной воды и пены. Например, флотаторпроизводительностью 600 м3/ч имеет диаметр 12 м. Схемамногокамерной флотационной установки с рециркуляцией очищенной водыпредставлена на рис. 9. В этой установке загрязненная сточная вода сначалапоступает в гидроциклон, где удаляется часть взвешенных частиц. Затем онанаправляется в первую камеру, где смешивается с циркуляционной водой,насыщенным воздухом. Воздух выделяется в камере и флотирует загрязнение. Далеесточная вода поступает во вторую, а затем в третью камеры очищенная водаудаляется из установки. Часть воды, которая циркулирует, подается насосом внапорную емкость, где растворяется воздух. Удаление пены производится пеносъемниками.
Эрлифтные установки. Такие установкиприменяют для очистки сточных вод в химической промышленности. Они просты поустройству, и затраты энергии на проведение процесса в них в 2–4 раза меньше,чем в напорных установках. Недостаток этих установок – необходимость размещенияфлотационных камер на большой высоте.
Сточная вода из емкости, находящейся на высоте 20–30 м,поступает в аэратор. Туда же подается сжатый воздух, который растворяется подповышенным давлением. Поднимаясь по эрлифтному трубопроводу, жидкостьобогащается пузырьками воздуха, который выделяется во флотаторе. Образующаясяпена с частицами удаляются самотеком или скребком. Осветленная воданаправляется на дальнейшую очистку.

Литература
 
1. Лекции В.В. Макарова,электронный вариант
2. Канализация.Наружные сети и сооружения. СниП2.04.03–85
3. Николадзе Г.И. Технологияочистки природных вод. — М.: Высшая Школа-1987. – 479 с.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Монархия как форма правления: история и современность
Реферат Расчет себестоимости и цены батона "Подмосковный". Мотивация труда на предприятии
Реферат Гельзенкирхен
Реферат Оптимизация антенн с использованием гибрида генетического алгоритма
Реферат Клещинский, Константин Карлович
Реферат Character Profile Juliet Essay Research Paper In
Реферат Теоретические основы изучения особенностей формирования и развития абилитационных и реабилитационных процессов у детей с детским церебральным параличом
Реферат Актуальность темы. Адаптация предприятия к внешней среде связана с успешной разработкой его стратегии по отношению к внешнему окружению
Реферат Decision Making Essay Research Paper Any decisionaffecting
Реферат Международное движение технологий
Реферат Медведь-гора
Реферат Герои русской истории. По романам В.Пикуля "Баязет" и "Битва железных канцлеров"
Реферат Rules Of Netiquette Essay Research Paper All
Реферат Контроль в управлении качеством
Реферат Эволюция вычислительных средств