Практична робота № 5

Тема: Джерела забруднення гідросфери. Методи очищення стічних вод.

Мета: Ознайомитися із головними видами забруднення води, а також із методами очищення стічних вод.

Теоретичні відомості.

Усі види забруднень можна розділити на хімічні, механічні, біологічні та термічні.

Механічне забруднення води відбувається у результаті накопичення у ній нерозчинних домішок — піску, глини, мулу у результаті змивання дощовими водами із розораних ділянок; надходження суспензій із підприємств гірничовидобувної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром у суху погоду. Як наслідок: тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водяних рослин, забиваються зябра риб та інших водяних тварин, погіршують смакові якості води, а іноді роблять її взагалі не прийнятною для споживання.

Хімічне забруднення — відбувається через надходження у водойми із стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного та органічного складу. Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого комулятивного ефекту. Так у фітопланктоні концентрація шкідливих речовин виявляється у десятки разів вищою ніж у воді, у зоопланктоні — десятки разів вищою.

Забруднення водойм речовинами, що містять фосфор призводить до інтенсивного розмноження синьо-зелених водоростей та відповідно цвітінню водойм, що призводить до зменшення кількості кисню у цій водоймі, та до загибелі живих організмів.

Біологічне забруднення водойм полягає у надходженні до них різноманітних мікроорганізмів, спор грибів, які у переважній більшості є хвороботворними для людини. Серед біологічних забруднювачів основними джерелами являються комунальні стоки, а також стоки цукрових заводів, м'ясокомбінатів, підприємств із обробки шкір, деревообробних підприємств. Особливо небезпечним даний тип забруднення є для водойм, які розташовуються у курортній зоні. Як наслідок: розвиваються різноманітні захворювання шлунку та кишкового тракту.

Теплове забруднення води відбувається у наслідок скидання у водойми підігрітих вод у ТЕС, АЕС та інших енергетичних об'єктів. Тепла вода змінює термічний та біологічний режими води та шкідливо впливає на видів тварин, які живуть у воді.

Поділ забруднювальних речовин на групи:

• До першої групи належать: не розчинні у воді, завислі частинки, а також бактерії та планктон. Вони кінетично не стійкі та підтримуються у завислому стані динамічними силами водяного потоку, а у стані спокою завислі частинки осідають.

• До другої групи належать: гідрофільні та гідрофобні мінеральні та органічні колоїдні часточки грунту, недисоційовані та нерозчинні форми високомолекулярних гумусових речовин, детергенти та інші речовини.

• До третьої групи належать: розчинені гази, органічні речовини біологічного походження та інші домішки, що можуть міститися у складі промислових та господарських та побутових стоків.

• До четвертої групи належать: електроліти — речовини з іонним, або сильно полярним зв'язком, які під впливом молекул води дисоціюються на іони.

Класифікація відпрацьованих стічних вод:

• реакційні води — виділяються у ході проведення хімічних реакцій, вони забруднені домішками сировини та продуктів реакції:

• промивні води — після промивання сировини, продуктів, обладнання, тари;

• води, що надходять із сировиною у вигляді вільної та зв'язаної води;

• водні екстрагенти та абсорбенти;

• охолоджуючі води, що не стикаються із сировиною та продуктами;

• побутові води з їдалень, душових, після миття приміщень, пралень;

• атмосферні опади, що стікають з території промивних підприємств та інших господарських об'єктів.

ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД.

В основу технології стічних води від домішок кожної групи закладені процеси, що відбуваються під дією сил, які найефективніше впливають на дану дисперсну систему. Використовують наступні методи: механічні, фізичні, біологічні, хіміні.

До механічних методів очищення стічних вод належать: відстоювання, спливання, та фільтрація.

Відстоювання. використовують для вилучення із стічних вод завислих грубодисперсних домішок, наприклад гнилистих частинок концентрацією до 500 мг/л. Для чого використовують відстійники різних конструкцій: вертикальні, горизонтальні та радіальні.

Великі залізні відстійники будують із залізобетону заввишки до 36м., завширшки до 6-18м., та завглибшки до 5м. Радіальні відстійники мають діаметр від 18-60 м., та глибину до 6м. Тривалість відстоювання становить приблизно до 1,5 год. Горизонтальні відстійники використовують у разі витрати стічних вод, що становить до 20 тис., куб/добу.

Спливання. Даним методом очищають стічні води від нафтопродуктів у нафтовловлювачах та від жиру у жировловлювачах.

Фільтрування. Це процес розділення неоднорідних систем за допомогою пористих перегородок та шарів, які затримують одну фазу цих систем та пропускають іншу. Апарат у якомі відбуваються дані процеси мають назву фільтри. У них по різні боки створюються різницю тиску, під дією якої відбувається транспортування рідини крізь перегородку та затримання осаду у ній. Цей процес розділення суспензії одержав назву фільтрування із затриманням осаду. У тому випадку, якщо тверді частинки проникають у пори фільтрувальної перегородки, затримуючись у них та утворюючи осад, то даний спосіб має назву фільтрування із закупорюванням пор.

До хімічних методів очищення стічних вод належать: флотація, агрегація, коагуляція.

Флотація. Грунтується на різній змочуваності мінералів водою. Суть методу полягає у специфічній взаємодії завислих частинок із бульбашками тонко диспергованого у воді повітря з наступним утворенням на поверхні води шару піни з вилученими домішками.

Агрегація. За допомогою флокулянтів використовують для обробки води коагулянтами із застосуванням флокулянтів із подальшим відстоюванням та фільтруванням. При цьому очищають води з необмеженим вмістом завислих речовин та кольоровістю в обладнанні.

Виділення домішок другої групи здійснюють із застосуванням діалізу, ультрафільтрації, окисненням хлором та озоном, коагуляції колоїдних домішок, абсорбції на оксидах алюмінію. Або феруму. А також електрофорезу та електродіалізу.

Коагуляція. Даний метод застосовують для видалення зі стічних вод найдрібніших колоїднодисперсних частинок, білкових речовин та інших високомолекулярних сполук. Коагуляцію здійснюють з допоогою введення у воду електролітів та деяких інших сполук. Які називаються коагулянтами.

Поля зрошення, або фільтрації та біологічні ставки, належать до біологічних методів очищення стічних вод. На полях зрошення одночасно вирощують різні культури рослин. Якщо на ділянках не вирощують рослини, а тільки очищають стічні води то їх називають полями фільтрації. Цей спосіб є доволі обмеженим у використанні оскільки потребує рівні ділянки грунтів із доброю фільтрувальною здатністю.

Біологічні ставки облаштовують каскадом по 3- водойми завглибшки 1-1,5м Оскільки процеси біологічного очищення відбуваються повільно. То вода в ставках має перебувати не менше 20 діб. Біологічні ставки частіше використовуються після попереднього очищення іншими методами, як буфер перед водоймою у яку скидають очищені води.

Завдання:

1. Використовуючи теоретичну частину опишіть головні типи забруднення гідросфери.

2. Перелічіть методи очищення водойм.

3. Охарактеризуйцте хімічний спосіб забруднення води.

4. Назвіть ефективні установки очищення води.

5. Дайте характеристику перелічених способів забруднення вони.