168929 (625223), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Одним з високоефективних методів очищення є іонний обмін, який є процесом взаємодії рідини, що очищається, із зернистим матеріалом, що володіє здатністю замінювати іони, що знаходяться на поверхні зерен, на іони протилежного заряду, що містяться в розчині. Такі матеріали називаються іонітами. Іонними властивостями володіють природні мінерали - цеолити, апатити, польові шпати, слюда, різні глини. Синтезовано велике число високоефективних іонітів, що володіють селективними властивостями. До них відносяться силікагелі, алюмогелі, пермутити, сульфовуглеці і іонообмінні смоли - синтетичні високомолекулярні органічні сполуки, вуглеводневі радикали яких утворюють просторову сітку з фіксованими на ній іонообмінними функціональними групами. Іоніти не розчиняються у воді, володіють достатньою механічною міцністю, забезпечують можливість їх регенерації з отриманням цінних речовин, витягнутих з води, що очищається. Існують іонообмінні установки періодичної, безперервної дії. Установки періодичної дії працюють як фільтри із зернистим завантаженням у вигляді гранул іонітів. При насиченні поверхні гранул іонами речовини, витягуваної з води, проводиться їх регенерація слабким розчином (2-8%) лугу або кислоти В установках безперервної дії гранули іонітів і рідина, що очищається, рухаються протитечією, постійно перемішуючись. В процесі роботи частина гранул подаються на регенерацію і замінюються новими. Завдяки високій механічній міцності і здатності до регенерації гранули іонітів мають досить тривалий термін служби. Іонний обмін є, по суті, універсальним методом очищення вод. Для розрізнення практично будь-якої речовини з води можна підібрати відповідний іоніт або групу іонітів. Ефективність іонообмінного очищення досягає 95-99%.

Іншим універсальним і високоефективним методом очищення вод є сорбція. Сорбція застосовується переважно для очищення стічних вод, які містять високотоксичні речовини, що не піддаються біохімічному окисленню. Метод сорбційного очищення заснований на адгезії (прилипанні) розчинених речовин поверхнею і порами сорбент - речовини, що володіє розгалуженою зовнішньою і внутрішньою (пори) поверхнею. Якнайкращим сорбентом є активоване вугілля. Сорбційними властивостями володіють золи, шлаки, тирса, коксівна крихта, торф, керамзит і ін. Конструкції установок сорбційного очищення аналогічні іонообмінним. Висока ефективність очищення досягається в установках з псевдо зрідженим ("киплячим") шаром, коли в порожнисту вертикальну колону знизу під тиском подається очищається вода, що проходить через шар сорбенту, який знаходиться в зваженому стані. Відпрацьований сорбент замінюється новим або регенерується. При підтримці сорбенту в "киплячому" шарі, коли досягаються якнайкращі умови контакту його зовнішньої і внутрішньої поверхні з рідиною, що очищається, ефективність очищення досягає 99%. Якщо псевдо зріджений шар злежується, ефективність очищення різко знижується.

Флотаційне очищення застосовується для видалення з води поверхнево-активних речовин (ЛІГШИ), нафтопродуктів, жирів, смол і ін. Процес флотації полягає в сорбуванні домішок, що містяться у воді, поверхнею пухирців повітря, що нагнітається в рідину, що очищається. В практиці очищення вод використовуються напірні, безнапірні, вакуумні і електрофлотаційні установки. Найбільше поширення набули напірні установки (мал.3.15). В таких установках вода спочатку насищається повітрям під тиском, а потім подається у відкритий резервуар, де відбувається виділення пухирців і сорбування ними домішок, що містяться у воді. Іноді стисле повітря подається в нижній шар рідини, що знаходиться в резервуарі (флотаторі). Для підвищення ефективності очищення повітря подається через пористі (фільтраційні) пластини. При вакуумній флотація у флотаторі створюється розрядка, сприяюча утворенню пухирців повітря. Для безнапірної флотації використовуються ерліфтні установки, які дозволяють істотно (в 2-4 рази) понизити витрати електроенергії на флотаційне очищення. Підвищенню ефективності очищення вод при флотації сприяє наявність синтетичних поверхнево-активних речовин. Утворювана ними густа стійка піна підвищує ступінь витягання з води емульсованих і диспергованих домішок. При флотації одночасно досягається дегазація вод, що очищаються, і насичення їх киснем.

При електрофлотації утворення пухирців газу відбувається унаслідок електролізу води. На аноді виділяється кисень, на катоді - водень. Проте цей метод очищення через великі витрати електроенергії і зростання її вартості практично не використовують. З цих же причин все рідше застосовують ніколи широко поширені електрохімічні методи очищення вод: анодне окислення і катодне відновлення, електрокоагуляції електродіаліз. Електрохімічні методи очищення засновані на протіканні постійного електричного струму через рідину, що очищається. Кисень, що виділяється на аноді, окисляє органічні домішки. Як аноди використовують електролітичні нерозкладані матеріали: графить, магнетит, діоксиди свинцю, марганцю або рутенію, що наносяться на титанову основу. На катодах відбувається виділення водню і осідання іонів металів з утворенням нерозчинних гідроксидів. Катоди виготовляють із сталі або алюмінію. В процесі електролізу катіони катодів, взаємодіючи з гідроксид ними групами, утворюють гідроокиси у вигляді пластівців. Цей процес називається електрокоагуляцією.

Одним з різновидів електрохімічного очищення є електродіаліз, який заснований на розділенні іонізованих речовин, що знаходяться в розчині, по відсіках, відгороджених проникними мембранами. Високий ефект досягається при використовуванні мембран з іонітів. електродіаліз є ефективним методом опріснення вод, зокрема морської води для подальшого використовування її в питному водопостачанні. Електрохімічні методи відрізняються універсальністю, забезпечують високу ефективність очищення, добре піддаються автоматизації. Проте їх недоліком, як вже наголошувалося, є велика витрата електроенергії.

Екстракція - витягання із стічних вод розчинених або емульсованих речовин за допомогою екстрагента - розчинника більш сильного, ніж вода. Наприклад, очищення стічних вод від нафтопродуктів шляхом розчинення їх бензином з подальшою його відгонкою.

Евапорація - відгін з води летючих речовин водяною парою.

Гіперфільтрація (зворотний осмос), мікро фільтрація - виділення з води гідратованих іонів, молекул і інших найдрібніших частинок шляхом пропускання її під великим тиском через мембрани, розміри отворів які менше розмірів витягуваних з води частинок. Наприклад, зворотний осмос використовується для знесолення води.

За наявності на виробництві надлишків тепла, наприклад, гарячих димових газів, можна організувати випаровування або випаровування стічних вод. При цьому слід застосовувати заходи по охороні атмосферного повітря від випаровування шкідливих речовин, таких як бензапірен і ін.

Випаровування стічних вод може відбуватися і в природних умовах в накопичувачах-випарниках, що є земляними спорудами іноді гігантських розмірів - висотою в декілька десятків метрів, діаметром в декілька кілометрів.

Умови прийому виробничих стічних вод в міську систему водовідведення.

Виробничі стічні води, як правило, проходять очищення на самому підприємстві і надалі можуть бути використані цим же підприємством, передані для використовування іншому підприємству, скинені у водний об'єкт або за системою водовідведення направлені на загальноміські очисні споруди. Необхідний ступінь очищення міських стічних вод визначається умовами скидання стічних вод у водні об'єкти. Проте очисні можливості загальноміських очисних споруд, основною ланкою яких є комплекс біологічного очищення, досить обмежені. На спорудах біологічного очищення із стічних вод практично не витягуються іони важких металів, не піддаються деструкції штучно синтезовані органічні речовини. Тому у складі виробничих стічних вод, що подаються на загальноміські очисні споруди, зміст речовин, що не піддаються або погано що піддаються біохімічному окисленню, повинен бути обмежено або вони повинні бути відсутні зовсім.

Активний мул, що є співтовариством мікроорганізмів, що певним чином сформувалося, і який є головним "робочим" інструментом біологічного очищення, може бути знищений або значною мірою пошкоджений під впливом кислот, лугів, токсичних речовин або високої температури. Виробничі стічні води, що тому подаються на біологічне очищення, не повинні згубно діяти на активного мула.

Крім того, стічні води, що подаються в систему водовідведення, не повинні викликати руйнування і засмічення каналізаційних колекторів.

Виходячи з цього, забороняється скидати в міські системи водовідведення виробничі стічні води:

рН, що мають, менше 4,0 і більше 9,0;

при показниках ХПК, більш ніж в 2,5 рази перевищуючих БПК, або більш ніж в 1,5 рази перевищуючих БПКполн, що свідчить про значні концентрації в стічних водах органічних сполук, що не піддаються біохімічному окисленню;

що містять токсичні і радіоактивні речовини, збудників інфекційних захворювань, а також речовини, для яких не встановлені ПДК;

із змістом зважених і спливаючих речовин понад 500 мг/л;

з температурою вище 40°С.

В міські системи водовідведення забороняється скидати:

концентровані маткові і кубові розчини;

осідання після локальних очисних споруд, грунт, будівельне і побутове сміття, виробничі відходи;

кислоти, луги, розчинники, смоли, бензин, мазут і інші нафтопродукти;

розчини, що містять сірководень, сірковуглець, леткі вуглеводні;

речовини, здатні засмічувати труби, колодязі, грати або відкладатися на стінках труб;

горючі домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші, агресивні гази з руйнуючою корозійною дією на каналізаційні мережі і споруди.

Скидання стічних вод промислових підприємств в міську систему водовідведення повинне проводитися рівномірно протягом доби. Залпові скидання не допускаються.

Скидання стічних вод у водні об'єкти після очищення на загальноміських очисних спорудах регламентується нормативами гранично допустимих скидань забруднюючих речовин (ГДС). Враховуючи обмежені очисні можливості загальноміських очисних споруд, управління по експлуатації цих споруд встановлює для своїх абонентів-підприємств, що скидають стічні води в міську систему каналізації, ліміти прийому по кількості і складу промстоків. Ліміти встановлюються так, щоб забезпечити нормативні умови скидання обчищених на загальноміських спорудах стічних вод у водний об'єкт. Для дотримання встановлених кожному підприємству лімітів проводиться локальне очищення виробничих стічних вод, як правило, на самому підприємстві. Іноді декілька підприємств організовують сумісне очищення своїх стічних вод.

Умови скидання стічних вод у водні об'єкти.

Скидання стічних вод у водні об'єкти відноситься до одного з видів спеціального водокористування і здійснюється на основі дозволу, видаваного місцевими органами екологічної безпеки. Відведення стічних вод у водні об'єкти регламентується нормами гранично допустимих скидань речовин (ГДК). ГДК - це максимально допустима маса речовини, що відводиться із стічними водами в одиницю часу, яка дозволяє забезпечити дотримання норм якості води в контрольному створі водного об'єкту для якнайгірших умов водокористування. ГДС встановлюється для кожного випуску стічних вод у водний об'єкт. ГДС для кожного показника якості води визначається як твір максимальної годинної витрати стічних вод на його гранично допустиме значення:

Розрахунок С_ГДС базується на наступних методологічних положеннях:

1) С_ГДС розраховується для якнайгірших умов водокористування. Вони характеризуються наступними параметрами:

розрахункова витрата водотоку відповідає максимальній середньомісячній витраті року 95% водної забезпеченості для незарегульованих водотоків або мінімальній гарантованій витраті через дамбу - для зрегульованих;

значення показника у фоновому створі (фонова концентрація) визначається розрахунковим шляхом як статистично обґрунтована верхня межа можливих середніх значень;

норми якості води в контрольному створі повинні дотримуватися в найзабрудненішій частині потоку;

2) відповідно до "Правил охорони поверхневих вод від забруднення поворотними водами" (1999) ГДК встановлюються для визначення необхідного ступеня очищення стічних вод, що скидаються у водні об'єкти за умови дотримання нормативів екологічної безпеки водокористування;

якщо фонова концентрація по яких-небудь показниках не відповідає нормам якості води, то С_ГДС повинно бути забезпечено безпосередньо в стічній воді;

розрахункова величина С_ГДС не повинна перевищувати фактично досягнуту (проектну) величину концентрації;

випуск стічних вод в межах межі населеного пункту допускається у виняткових випадках, в цьому випадку екологічні норми якості води повинні дотримуватися в самих стічних водах;

відповідно до Правил (1999) для міських стічних вод, що пройшли повне біологічне очищення, встановлені наступні С_ГДС: БПК₅ - не більше 15 г/м³, ХПК - не більше 80 г/м³, зважених речовин - не більше 15 г/м³; скидання решти забруднюючих речовин нормується виходячи з умов дотримання досягнутої категорії якості води водного об'єкту;

якщо скидання стічних вод відбувається в межах межі населеного пункту, але здійснюється через ефективну розсіюючи здатність, то ГДК повинен забезпечити дотримання норм якості води в зоні початкового розбавлення розсіюючого випуску;

якщо природна якість водного об'єкту (природний фон) по окремих показниках перевищує ГДК, то величини ГДС повинні забезпечувати збереження фонового стану водного об'єкту.

Початковими даними для розрахунку ГДС є: тип водного об'єкту - приймача стічних вод; розрахункове значення фонової концентрації; кратності розбавлення стічних вод, відповідні якнайгіршим гідрологічним умовам; тип випуску стічних вод; місце розташовує випуску; фактичні (проектні) значення концентрації в стічній воді; затверджена максимальна годинна витрата стічних вод.

Як приклад розглянемо методику розрахунку С_ГДС для зосередженого випуску промислового підприємства, розташованого в межах межі населеного пункту. Скидання стічних вод здійснюється у водотік.

Відповідно до методичного положення 5) норми якості води повинні дотримуватися в самій стічній воді. Відповідно до методичного положення 2) ці норми повинні відповідати вимогам екологічної безпеки комунально-побутового водокористування. Згідно цим нормам в стічній воді повинні виконуватися наступні умови:

Характеристики

Список файлов курсовой работы