Методи очистки господарчо-побутових, дощових та виробничих стічних вод

Методи очистки господарчо-побутових, дощових та виробничих стічних вод

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Інститут екологічної безпеки

Кафедра екології

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Методи і засоби захисту біосфери»

на тему:

Методи очистки господарчо-побутових, дощових та виробничих стічних вод

Виконала: Бадлюк Ольга

студентка ІЕБ 501 групи

Перевірив: Крот Ю.Г.

Київ 2013

РЕФЕРАТ

Курсова робота: “Методи очистки господарчо-побутових, дощових та виробничих стічних вод”

сторінки, 3 додатків, 10 літературних джерел.

Об’єкт досліджень: господарчо-побутові, дощові та виробничі стічні води.

Мета роботи: розглянути забруднення стічних вод та методи їх очистки.

Метод дослідження: аналітичне опрацювання використаної літератури .

Актуальність теми: я вважаю, що дана тема є актуальною, тому що сьогодні у річки озера скидається неочищені стічні води які можуть негативно вплинути на здоров’я людини так і призвести до зникнення флори і фауни, тому для чого необхідно очищувати стічні води.

Ключові слова: стічні води, забруднення вод, очищення, методи очищення.

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОСПОДАРЧО-ПОБУТОВИХ, ДОЩОВИХ ТА ВИРОБНИЧИХ СТІЧНИХ ВОД

1.1 Характеристика господарчо-побутових стічних вод

1.2    Характеристика виробничих стічних вод

1.3 Характеристика дощових стічних вод

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ ОЧИСТКИ ГОСПОДАРЧО-ПОБУТОВИХ, ДИЩОВИХ ТА ВИРОБНИЧИХ СТІЧНИХ ВОД

.1 Методи очищення господарчо-побутових стічних вод

.2 Методи очищення виробничих стічних вод

.3 Методи очищення дощових стічних вод

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТКИ

ВСТУП

Зростання міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, поліпшення культурно-побутових умов і ряд інших чинників все більше ускладнюють проблеми забезпечення водою. Загальна тенденція щодо погіршення ситуації з питною водою спонукає людство приділяти дедалі більшу увагу водоочисним технологіям. Проте цей процес неможливо розглядати як панацею, оскільки збільшення забруднюючих речовин, ускладнення їх хімічних сполук призводить до подорожчання водоочисних технологій.

Побутові та виробничі води містять значну кількість органічних речовин, які можуть загнивати, а також хімікати що є дуже небезпечними для людей та біоти. Під очищенням стічних вод мається на увазі їхня обробка різними методами з метою руйнування або вилучення з них мінеральних і органічних речовин до ступеня, що дозволяє скидати ці води у водойми і водотоки або повторно використовувати їх для виробничих та інших цілей.

Скидання неочищених стічних вод у водойми може зумовити їх забруднення. Різні стоки збільшують каламутність води, надають воді специфічного запаху, кольору. На окиснення органічних речовин, що містяться у стічних водах, витрачається багато кисню води, внаслідок чого вода у водоймі може загнивати, викликати загибель водоростей, риби і інших тварин у водоймі. Неочищені побутові стоки містять значну кількість збудників інфекційних захворювань і яєць гельмінтів, що небезпечно в епідемічному відношенні. Щоб попередити забруднення водойм, які є джерелом питного і культурно-оздоровчого водокористування, стічні води перед спуском у відкриті водойми необхідно очищати .

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОСПОДАРЧО-ПОБУТОВИХ, ДОЩОВИХ ТА ВИРОБНИЧИХ СТІЧНИХ ВОД

Стічні води - будь-які води й атмосферні опади, що відводяться у водойми з територій промислових підприємств і населених місць через систему каналізації або самопливом, властивості яких виявилися погіршеними в результаті діяльності людини.

Стічні води можуть бути класифіковані по наступних ознаках: за джерелом походження:

виробничі (промислові) стічні води (що утворюються в технологічних процесах при виробництві або видобутку корисних копалин), скидаються через систему промислової або загально-сплавної каналізації;

побутові (господарсько-фекальні) стічні води (що утворюються в житлових приміщеннях, а також у побутових приміщеннях на виробництві, наприклад, душові кабіни, туалети), скидаються через систему господарсько-побутової або загально-сплавної каналізації;

атмосферні стічні води (поділяються на дощовому і поталі, тобто, що утворяться при таненні снігу, льоду, граду), скидаються як правило, через систему зливової каналізації.

Виробничі стічні води, на відміну від атмосферних і побутових, не мають постійного складу і можуть бути розділені:

) за складом переважаючих забруднювачів на:

забруднені по перевазі мінеральними домішками;

забруднені по перевазі органічними домішками;

забруднені як мінеральними, так і органічними домішками;

) по концентрації забруднюючих речовин:

зі вмістом домішок 1-500 мг/л;

зі вмістом домішок 500-5000 мг/л;

зі вмістом домішок 5000-30000 мг/л;

зі вмістом домішок більш 30000 мг/л;

) за властивостями забруднювачів;

) за кислотністю:

неагресивні (pН 6,5 - 8)

слабо агресивні (слаболужні - pН 8 - 9 і слабокислі- pН 6-6,5);

сильноагресивні (сильнолужні - pН > 9 і сильнокислі - pН < 6);

) за токсичною дією і дією забруднювачів на водні об'єкти:

утримуючі речовини, що впливають на загально-санітарний стан водойми (напр., на швидкість процесів самоочищення);

утримуючі речовини, що змінюють, органолептичні властивості, (смак, запахи та ін.);

утримуючі речовини, токсичні для людини, тварин і рослин, що живуть у водоймах.

Згідно з класифікацією, запропонованою Л.А. Кульським, забруднюючі речовини за їх фазово-дисперсним станом і відношенням до дисперсійного середовища поділяють на чотири групи:

нерозчинні у воді зависі (суспензії - глина у воді і т.і., емульсії - масла у воді), а також бактерії та планктон. Розмір їх часточок становить 10-³-10-⁷ м (100 нм). Вони кінетично нестійкі і підтримуються у завислому стані динамічними силами водяного потоку. В стані спокою зависі осідають. Але бувають і стійкі суспензії. емульсії, що довго не руйнуються [8].

гідрофільні й гідрофобні мінеральні та органо-мінеральні колоїдні часточки ґрунтів, недисоційовані і нерозчинні форми високомолекулярних гумусових речовин, детергенти та інші речовини. До цієї групи належать також віруси і мікроорганізми, які за своїми розмірами близькі до колоїдних часточок. Розміри дисперсних часток знаходяться в межах 10-⁷--10-⁹ м (1...100 нм). Кінетична стійкість гідрофобних домішок характеризується співвідношенням сил гравітаційного поля і броунівського руху.

Агрегативна стійкість їх зумовлена електростатичним станом міжфазної поверхні і утворенням на поверхні частинок стабілізувальних шарів (гідратних оболонок, адсорбованих катіонів і аніонів). Сюди ж відносяться високомолекулярні сполуки.

молекулярно-розчинні сполуки розміром менш ніж 10-⁹ м (1 нм). До неї відносять розчинені гази, органічні речовини біологічного походження та інші домішки, що можуть міститися в складі промислових і господарсько-побутових стоків (частіше - низькомолекулярні сполуки органічної природи). У водному середовищі можливий перебіг двох процесів: сполучення різнорідних молекул з Н₂О (гідратація) і сполучення однорідних молекул (асоціація). Молекулярно-розчинні речовини здатні за рахунок водневих зв'язків утворювати з водою неміцні сполуки, що існують лише в розчині. Велике значення ці зв'язки мають також при асоціації молекул розчиненої речовини. Необхідною умовою їх виникнення є достатня полярність валентних зв'язків у вихідних речовин.

електроліти - речовини з іонним або сильно полярним ковалентним зв'язком, які під впливом полярних молекул води дисоціюють на іони. Кристалічні структури цих речовин руйнуються переважно в результаті процесу гідратації.

Для кожної групи домішок можна виділити деякі специфічні фізико-хімічні методи контролю їх вмісту. При цьому враховують розмір часток, рухливість в електричному полі, взаємодію зі світловим випромінюванням, кінетичну нестійкість системи “вода - домішка” та інші особливості [8].

У складі стічних вод виділяють дві основних групи забруднювачів - консервативні, тобто такі, які важко вступають у хімічні реакції і практично не піддаються біологічному розкладанню (прикладами таких забруднювачів можуть бути солі важких металів, феноли, пестициди) і неконсервативні, тобто такі, котрі можуть у т.ч. піддаватися процесам самоочищення водойм.

1.1    Характеристика господарчо-побутових стічних вод

Залежно від походження, складу і якісних характеристик забруднень (домішок) стічні води підрозділяються на 3 основних категорії: побутові (господарсько-фекальні), виробничі (промислові) і атмосферні.

До побутових стічних вод відносять води, що видаляються з туалетних кімнат, ванн, душових, кухонь. Вони забруднені в основному фізіологічними та господарсько-побутовими відходами.

Склад побутових стічних вод більш-менш одноманітний. Концентрація забруднень в них залежить від кількості витрачається (на одного мешканця) водопровідної води, тобто від норми водоспоживання. За нормативними документами на кожного жителя в середньому припадає 150 л стічних вод на добу.

Забруднення побутових стічних вод розрізняють і за типом походження забруднюючої речовини: мінеральні, органічні та мікробіологічні. До мінеральних забруднень відносяться пісок, частинки шлаку, глинисті частинки, розчини мінеральних солей, кислот, лугів та багато ін речовини.

Органічні забруднення бувають рослинного і тваринного походження. До рослинних відносяться залишки рослин, плодів, овочів, папір, рослинні олії та ін забрудненнями тваринного походження є фізіологічні виділення людей і тварин, залишки тканин тварин, клейові речовини і пр.

До мікробіологічними забруднень відносяться різні мікроорганізми, дріжджові і цвілеві грибки, дрібні водорості, бактерії, у тому числі хвороботворні (збудники черевного тифу, паратифу, дизентерії, сибірської виразки та ін.) За своїм хімічним складом вони є органічними забрудненнями, але їх виділяють в окрему групу з огляду на санітарної небезпеки, створюваної ними при попаданні у водойми.

У побутових стічних водах мінеральних речовин міститься близько 42% від загальної кількості забруднень, органічних - близько 58%.У сучасній практиці найбільш повне видалення забруднюючих речовин досягається біологічним очищенням стічних вод.

1.2    Характеристика виробничих стічних вод

Забруднення навколишнього середовища впливає на здоров'я населення через всі сфери контакту людини з природою. З цього випливає, що для людини несприятливим є забруднення будь-якого компоненту середовища. Особливо велику роль при цьому відграє забруднення гідросфери виробничими стічними водами.

Виробничими стічними водами називають води, які були використані промисловими підприємствами і вимагають очищення від різних шкідливих домішок.

Забруднення стоків різноманітні за дисперсією і агрегатним станом. Вони можуть бути присутніми в стічних водах у вигляді хімічних розчинів (розміри частинок порядку 10" м, що відповідає розміру атомів і невеликих молекул), у вигляді колоїдних розчинів (з розмірами частинок від 10"⁹ до 10"⁷ м) і у вигляді грубодисперсних систем (з частинками розміром більше 10~⁷ м). До останніх належать емульсії нерозчинних у воді рідин (наприклад масел) завислих у вигляді дрібних крапель, і суспензій - зависів твердих частинок, розміри яких можуть досягати декількох міліметрів. Дисперсність зависів часто визначається гідравлічною крупністю їх частинок і являє собою швидкість осідання (або спливання) в спокійній воді (мм/сек.).

Виробничі стічні води характеризуються рядом параметрів - кількістю і фізико-хімічними властивостями розчинених, емульсованих і завислих речовин, ступенем їх токсичності, жорсткістю (властивістю, обумовленою присутністю в стоках розчинених солей кальцію і магнію), лужністю, кислотністю, органолептичними характеристиками (запах, колір, присмак) тощо. Масова концентрація забруднень в стоках заміряється в міліграмах або грамах на літр (мг/л або г/л).

Важливою характеристикою стічних вод є водневий показник рН. Величина рН характеризує ступінь кислотності водних розчинів. Хімічно нейтральні стоки мають нейтральну реакцію (рН = 7,0). Менше або більше значення рН вказує, відповідно, на кислу або лужну реакцію стічних вод.

Стічні води, що відводяться з території промислових підприємств (ПП),

за складом розділяють на три види:

виробничі, які утворюються в процесі виробництва різних виробів, продуктів, матеріалів (технологічні розчини, що відпрацювали, промивні води, води від охолодження; шахтні і кар'єрні води; води хімводочистки; води від миття устаткування й виробничих приміщень, води від збагачувальних фабрик, а також від очистки та охолодження газоподібних відходів, очистки твердих відходів і їх транспортування тощо);

атмосферні води - дощові води та води від танення снігу;

побутові - стічні води від санітарних вузлів виробничих корпусів і будинків, а також від душових установок, наявних на території ПП.

Відповідно до цього розподілу на ПП існують 3 колектори для відводу:

виробничо-технологічних стічних вод, тобто використаних у технологічному процесі або що утворюються при видобутку корисних копалин (вугілля, руди, нафти), технологічних процесах їх переробки на металургійних підприємствах і одержанні готового продукту;

побутових стічних вод;

поверхневого стоку з території ПП, що утворюється з дощових і талих вод.

.3      Характеристика дощових стічних вод

Атмосферні стічні води - дощові і талі (що утворюються в результаті танення льоду і снігу) води. За якісними характеристиками забруднень до цієї категорії відносять також води від поливання вулиць і зелених насаджень. Атмосферні стічні води, що містять переважно мінеральні забруднення, менш небезпечні в санітарному відношенні, ніж побутові і виробничі стічні води.

Ступінь забруднення стічних вод оцінюється концентрацією домішок, тобто їх масою в одиниці об'єму (у мг/л або г/м3). Забруднення побутових стічних вод звичайно поділяють на: нерозчинні, утворюючі великі суспензії (у яких розміри часток перевищують 0,1 мм) або суспензії, емульсії і піни (у які розміри часток складають від 0,1 мм до 0,1 мкм), колоїдні (з частками розміром від 0,1 мкм до 1 нм), розчинні (у вигляді молекулярно-дисперсних часток розміром менш 1 нм).

Розрізняють забруднення побутових стічних вод: мінеральне, органічне і біологічне. До мінеральних забруднень відносяться пісок, частки шлаку, глинисті частки, розчини мінеральних солей, кислот, лугів і багато хто ін. речовини. Органічні забруднення бувають рослинного і тваринного походження. До рослинного відносяться залишки рослин, плодів, овочів, папір, рослинні олії й ін. Основний хімічний елемент рослинних забруднень - вуглець.

Забрудненнями тваринного походження є фізіологічні виділення людей і тварин, залишки тканин тварин, клейові речовини й ін. Вони характеризуються значним вмістом азоту. До біологічних забруднень відносяться різні мікроорганізми, дріжджові і цвілеві грибки, дрібні водорості, бактерії, у тому числі хвороботворні (збудники черевного тифу, паратифу, дизентерії, сибірської виразки й ін.). Цей вид забруднень властивий не тільки побутовим стічним водам, але і деяким видам виробничих стічних вод, що утвориться, наприклад, на м'ясокомбінатах, бойнях, шкіряних заводах, биофабриках і т.п. За своїм хімічним складом вони є органічними забрудненнями, але їх виділяють в окрему групу через санітарну небезпеку, створювану ними при скиданні у водойми.

У побутових стічних водах мінеральних речовин міститься близько 42% (від загальної кількості забруднень), органічних - близько 58%; зважені речовини, що осаджуються, складають 20%, суспензії - 20%, колоїди - 10%, розчинні речовини - 50%. Склад і ступінь забруднення виробничих стічних вод досить різноманітні і залежать головним чином від характеру виробництва й умов використання води в технологічних процесах. Кількість атмосферних вод міняється в значних межах у залежності від кліматичних умов, рельєфу місцевості, характеру забудови міст, виду покриття доріг і ін. Річний стік дощових вод із забудованих територій у 7-15 разів менше, ніж побутових.

Зливові води поділяють на дощові і розталі. Ці води каламутні, містять велику кількість ґрунтових домішок, мікроорганізмів, їх склад в значній мірі залежить від санітарного стану територій, з яких вони стікають.

забруднений біохімічний очищення фільтрування

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ ОЧИСТКИ ГОСПОДАРЧО-ПОБУТОВИХ, ДИЩОВИХ ТА ВИРОБНИЧИХ СТІЧНИХ ВОД

.1 Методи очищення господарчо-побутових стічних вод

У залежності від типу процесів, що протікають в очисних спорудах, розрізнюють механічну, фізико-хімічну і біологічну очистку стічних вод. На очисних спорудах утворюється велика маса осадів, які підготовлюють до подальшого використання: збезводнюють, сушать, знешкоджують і знезаражують. Механічна очистка призначене для затримання нерозчинених домішок. До споруд для механічної очистки відносяться: грати і сита (для затримання великих домішок]), пісковловлювачі (для уловлювання мінеральних домішок, піску), відстійники (для повільно осідаючих і плаваючих домішок) і фільтри (для дрібних нерозчинених домішок). Специфічні забруднення виробничих стічних вод видаляються за допомогою жиро-, нафто-, масло- і смолоуловлювачів тощо. Очисні споруди розташовуються по висоті звичайно таким чином, щоб вода з одного в інше поступала самопливом. Механічна очистка - це, як правило, попередній рівень перед біологічною очисткою. В деяких випадках можна обмежитися механічною очисткою, якщо вода повторно використовується на підприємстві. При механічній очистці вдається затримувати до 60% нерозчинених домішок.

Фізико-хімічні методи очистки застосовуються, в основному, для виробничих стічних вод (у разі побутових стоків їх застосування обмежене за економічних міркувань). До цих методів відносяться: реагентна очистка (нейтралізація, коагуляція, озонування, хлорування і ін.), сорбція, екстракція (лат. extrahere - витягувати), евапорація (лат. evaporatio - випаровування), флотація, електродіаліз і ін. Найбільше поширення знаходять методи реагентної очистки із застосуванням коагулянтів, таких як сірчанокислий алюміній Al₂(SO₄)₃, хлорне залізо FeCl₃, сірчанокисле залізо Fe₂(SO₄)₃, вапно СаСО₃ і ін. Солі-коагулянти сприяють укрупненню часток, утворюючи пластівці, що робить можливим подальше осадження і фільтрування дрібних нерозчинених, колоїдних і частково розчинених домішок.

Біологічна очистка стічних вод основана на використанні мікроорганізмів, які в процесі своєї життєдіяльності руйнують органічні сполуки, тобто мінералізують їх. Мікроорганізми використовують органічні речовини як джерело поживних речовин і енергії. Споруди біологічного очищення умовно ділять на два типи: споруди, в яких процеси протікають в умовах, близьких до природних, і ті, в яких очистка відбувається в штучно створених умовах. До перших відносяться поля фільтрації і біологічні ставки, до інших - біофільтри і аеротенки.

.1 Методи очищення господарчо-побутових стічних вод

До методів очистки господарчо побутових стічних вод відносять біохімічні та біологічні методи. Біохімічні методи очищення застосовуються для очищення господарсько-побутових і промислових стічних вод від багатьох органічних і деяких неорганічних сполук (сірководню, фенолу, сульфідів, аміаку, нітратів та ін.) [1]. Процес очищення заснований на тому, що деякі мікроорганізми використовують забруднюючі речовини в їжу в процесі своєї життєдіяльності. Більшість стічних вод не містять отруйних домішок важких металів, і концентрація біологічно неокисляючих речовин не перевищує певних значень.

На практиці використовуються аеробні та анаеробні методи біохімічного очищення. При аеробному методі використовуються мікроорганізми, для життя яких необхідний кисень і температура 20-40°С. Анаеробні методи протікають без кисню, їх використовують в основному для знезараження опадів. Біорозкладність стічних вод характеризується через їх біохімічний показник (побутові стічні води мають показник > 0,5, промислові 0,05-0,3). Для успішного протікання біохімічного окислення в стічних водах повинні бути присутні: N, P, K, S, Mg, Ca, NaCl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu [2].

Аеробне очищення може протікати в природних і штучних спорудах. У природних умовах очищення відбувається на полях зрошення, полях фільтрації і біологічних ставках. Штучним є біофільтри, аеротенки і оксітенки. Вибір споруд залежить від кліматичних умов, обсягу і складу стоків, концентрації забруднювачів. У штучних спорудах очищення йде швидше, ніж у природних умовах.

.2 Методи очищення виробничих стічних вод

Попередження забруднень водних об'єктів стічними водами може бути забезпечене організаційними та технічними заходами.

Організаційні заходи зводяться до попередження скидання стічних вод у водойми без очищення. Технічні заходи передбачають очищення стічних вод, повторне використання стічних вод для технічних потреб та поливу, створення оборотних та замкнених систем водокористування, вдосконалення технічних процесів на підприємствах у напрямку скорочення надходження забруднень у стоки, перехід на безвідходні технології, скорочення забруднення територій нафтопродуктами, котрі з зливовими стоками можуть потрапити до водойм.

Способи очищення забруднених виробничих стічних вод можна об'єднати в такі групи: механічні, фізико-хімічні, хімічні, біологічні та глибоке очищення.

Очищення стічних вод від завислих домішок проводять механічно залежно від їх властивостей, концентрації і фракційного складу такими способами: проціджування, відстоювання, вилучення зависів в полі відцентрових сил і фільтрування.

Проціджування - первинна стадія очищення стічних вод, призначене для вилучення із стічних вод крупних нерозчинних твердих домішок розміром до 25 мкм, а також менших волокнистих забруднень, які в процесі подальшої обробки стоків перешкодять нормальній роботі очисного обладнання. Проціджування стічних вод здійснюється пропусканням води через решітки (ґратки) і волокно вловлювачі.

Відстоювання базується на особливості процесу осадження (спливання) завислих частинок в рідині. Очищення стічних вод відстоюванням здійснюється в піскопастках та відстійниках.

Вилучення завислих домішок із стічних вод в полі дії відцентрових сил здійснюється у відкритих або напірних гідро циклонах і центрифугах.

Фільтруванням стічних вод очищують їх від тонко дисперсних твердих домішок з невеликою концентрацією. Процес фільтрування використовується також після фізико-хімічних і біологічних методі очищення, оскільки деякі із цих методів супроводжуються виділенням в очищувану рідину механічних забруднень.

Фізико-хімічні способи очищення стоків та води базуються на флотації, адсорбції, іонному обміні, екстракції, мембранних методах, відгонці, ректифікації та евапорації.

Флотація - процес молекулярного присипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода-повітря, вода-тверда-речовина), утворення системи «частинки забруднень-бульбашки повітря», котра спливає на поверхню та утилізується.

Зворотний осмос (гіперфільтрація) - процес фільтрування стічних вод через напівпроникні мембрани під тиском.

Ультрафільтрація - тембральний процес розділення розчинів, осмотичний тиск яких малий.

Електродіаліз - процес сепарації іонів солей в мембранному апараті, котрий здійснюється під впливом постійного електричного струму.

Адсорбція - процес поглинання забруднень твердими сорбентами (активованим вугіллям, золою, дрібним коксом, силікагелем тощо).

Екстракція - вилучення із стічних вод цінних речовин за допомогою рідких розчинників (екстрагентів).

Іонний обмін базується на вилученні із стічних вод цінних домішок хрому, цинку, міді, ПАР за рахунок обміну іонами між домішками та іонітами на поверхні поділу фаз «розчин-іонообмінна смола».

Хімічне очищення використовується як самостійний метод або як попередній перед фізико-хімічним та біологічним очищенням.

Основними способами хімічного очищення виробничих стічних вод є нейтралізація, окиснення, коагуляція та флокуляція.

Нейтралізація здійснюється шляхом змішування кислих стічних вод з лугами, додаванням до стічних вод реагентів (вапно, карбонати калію та магнію, аміак тощо) або фільтруванням через нейтралізуючі матеріали (вапно, доломіт, магнезит, крейда, вапняк тощо).

Окиснення застосовується для знезараження стічних вод від токсичних домішок (мідь, цинк, сірководень, сульфіди), а також від органічних сполук. Як окислювачі використовуються хлор, озон, кисень, хлорне вапно, гіпохлорид кальції тощо.

Коагуляція - процес з'єднання дрібних частинок забруднювачів у більші за допомогою спеціальних речовин (коагулянтів). Як коагулянти використовуються вапняне молоко, солі амонію, заліза, магнію, цинку тощо.

Одним із видів коагуляції є флокуляція - процес агрегації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Як флокулянти використовують активну кремнієву кислоту, ефіри, крохмаль, целюлозу, синтетичні органічні полімери.

Для освітлення води одночасно використовуються коагулянти і флокулянти, під впливом яких утворюються інтенсивно осідаючі великі пухкі пластівцеподібні агломерати, які легко видаляються із стічних вод механічними способами.

Після механічних, хімічних та фізико-хімічних методів очищення у стічних водах можуть знаходитися різноманітні віруси та бактерії. Тому для запобігання захворюванням стічні води перед повторним використанням для побутових потре біологічно очищують.

Стерилізація води здійснюється шляхом нагрівання, хлорування, озонування, обробки ультрафіолетовими променями, біообробки, електролізу срібла, коли як анод використовується срібний електрод, а як катод вугілля. Іони срібла мають бактерицидну дію.

Біологічне очищення здійснюється комплексом мікроорганізмів (біоценозом), який містить багато різних бактерій, найпростіших і низку більш використовуваних організмів - водоростей, грибів тощо, які зв'язані між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами (метабіозу, симбіозу і антагонізму).

Біологічне очищення здійснюється в штучних умовах: в біофільтрах, в аеротенках, в окислювальних каналах, в біотенках, в аеротенках з заповнювачем.

Залежно від виду мікроорганізмів, котрі беруть участь у руйнуванні органічних речовин, розрізняють аеробне (окислювальне) та анаеробне (відновлювальне) біологічне очищення стічних вод.

У виробничих умовах часто доводиться використовувати комплексні методи очищення, котрі базуються на механічних, хімічних, фізико-хімічних, біологічних способах та пристроях для вилучення забруднень.

.3 Методи очищення дощових стічних вод

Найбільш універсальним способом обробки стічних вод є обробка активним мулом. Мул являє собою величезну популяцію різних бактерій, грибків та іншої флори, додавання якої до стічних вод призводить до швидкого встановлення рівноваги, сприяючого розкладанню органічних речовин, в результаті якого утворюються  і . Бактерії, що входять до складу активного мулу, здатні переробляти лише ті стічні води, з яких сформувався цей активний мул. Тому, якщо до складу очисних промислових стоків будуть введені нові речовини, наприклад при зміні технології виробництва, то буде потрібно час, щоб бактерії, здатні окислити саме ці речовини, розмножилися в достатній кількості і змогли забезпечити найкраще очищення [3]. Іноді навіть доводиться завозити на знову створюване підприємство активний мул з іншого підприємства, де очищаються аналогічні за складом води і де в активному мулі поширені потрібні види бактерій. Зазвичай концентрацію активного мулу підтримують рівною 2-4 г/л. У ході очищення активний мул час від часу виводять з очисних споруд, так як його кількість зростає. Частину його при цьому використовують як цінне добриво, якщо немає важких металів, частину стабілізують, тобто обробляють надлишком кисню для видалення всілякої органіки, запобігаючи таким чином гниття. Частина надходить на анаеробне розкладання.

Аеротенки являють собою резервуари, в яких очищається стічна вода і активний мул насичуються повітрям і перемішуються. Для забезпечення нормального ходу безперервно подається повітря.

Біологічне очищення полягає в мінералізації органічних забруднень стічних вод, які окислюються мікроорганізмами. У природних умовах таке очищення проводиться на спеціальних полігонах, званих полями фільтрації або полями зрошення. На цих полях стічні води розливаються по системам каналів, де очищення їх від забруднень здійснюється шляхом фільтрації вод в шарах ґрунту товщиною не менше 0,8 м.

Біологічне очищення води - процес, притаманний природі, що виробила в ході еволюції на Землі стійкий механізм екологічної рівноваги. На основі знань про складні взаємозв'язки живих організмів в біосфері людина створила різні очисні споруди, що працюють на принципі біологічного очищення: біологічні ставки, що представляють самостійні екологічні системи; біологічні фільтри, що використовують як робочого ланки тонку бактеріальну плівку або аеротенки - штучні споруди в вигляді великих бетонних резервуарів, в яких стічні води продуваються сильними струменями найдрібніших бульбашок повітря знизу вгору. У таких пристроях "робочим тілом" служить маса, що складається з двох компонентів: мікроскопічних рослин і тварин. Цей біологічний механізм очищення - плід творчої фантазії людини, втілення в реальні біофільтри, яких в природі не існує.

Процес так званої мінералізації органічних речовин стає інтенсивним в умовах, коли є надлишок кисню у вигляді пухирців повітря і приплив органічних речовин із стічними водами. Тоді в мулі біологічного очисного пристрою бурхливо розвиваються бактерії і різні мікроорганізми, бактерії злипаються в грудки химерної форми, утворюючи величезну активну поверхню, що виділяє ферменти, що розщеплюють органічні речовини, які випадають в осад у вигляді мінералів. Сутність біологічної очистки мало чим відрізняється від процесів, що відбуваються на полях зрошення і фільтрації, хоча біохімічне окислення в першому випадку відбувається значно швидше.

Інтенсивне використання перерахованих пристроїв з біохімічним способом очищення, природно, призводить до скупчення величезної кількості опадів, які можна рекуперованих в цінні продукти. Так, з активного мулу успішно отримують білково-вітамінні корми (продукти белвітамін), вітаміни В12. Активні вугілля або опади, одержувані при обробці та очистці стічних вод гідролізної та паперової промисловості, переробляють у продукти, що використовуються в сільськогосподарському виробництві в якості добрив. Поля фільтрації - це земельні ділянки, штучно розділені на секції, по яких рівномірно розподіляється стічна вода, що фільтрується через пори ґрунту. Профільтрована вода збирається в дренажних трубах і канавах і стікає у водоймища. На поверхні ґрунту утворюється біологічна плівка з аеробних мікроорганізмів, здатних мінералізувати органічні речовини. Кисень може проникати до ґрунту на глибину біля 30 см; глибше мінералізація здійснюється внаслідок життєдіяльності анаеробних мікроорганізмів.

Біологічні ставки - це спеціально створені неглибокі водоймища, де протікають природні біохімічні процеси самоочищення води в аеробних і анаеробних умовах. Ставки споруджуються як для первинної біологічної очистки, так і для доочистки стічних вод після біофільтрів і аеротенків. Насичення води киснем відбувається внаслідок природної атмосферної аерації і фотосинтезу, але може застосовуватися і штучна аерація.

Біофільтри - споруди, в яких створюються умови для інтенсифікації природних біохімічних процесів. Це резервуари з фільтруючим матеріалом, дренажем і пристроями для розподілу води. Стічна вода за допомогою розподільних пристроїв періодично розливається по поверхні завантаження, профільтровується і відводиться у вторинний відстійник. На поверхні фільтра поступово дозріває біоплівка з різних мікроорганізмів, які виконують ту ж функцію, що і на полях фільтрації, тобто мінералізують органічні речовини. Відмерла біоплівка змивається водою і затримується у вторинному відстійнику.

Аеротенк - це резервуар, в який поступає стічна вода після механічної очистки, активний мул і безперервно повітря. Пластівці активного мула являють собою біоценоз аеробних мікроорганізмів-мінералізаторів (бактерій, найпростіших, червів і ін.). Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів необхідна постійна аерація води. З аеротенка стічна вода в суміші з активним мулом поступає у вторинні відстійники, де мул осаджується. Основна маса його повертається в аеротенк, а вода подається в контактні резервуари хлорування для обеззараження.

ВИСНОВКИ:

Вода є важливим ресурсом для промислових підприємств. Вона є сировиною і середовищем для проведення багатьох промислових процесів. Але в ракурсі промислової екології її можна розглядати і як відхід - стічну воду. В залежності від того, в яких процесах та на яких етапах промислового виробництва утворюються стічні води, їх поділяють на групи. Крім того на класифікацію впливає склад домішок.

Для очищення стічних вод використовують методи, що базуються на різних хімічних, фізичних, біологічних процесах чи їх комбінації. Вибір методу диктується екологічною, технологічною доцільністю та економічними показниками методу.

Поширеними способами підвищення ефективності процесу біохімічного очищення стічних вод є попередня їх підготовка чи обробка; регулювання значень основних факторів очищення стоків; конструкційні зміни у біологічних реакторах; контроль за коливанням кількості активного мулу; покращення процесів нітрифікації/денітрифікації; використання коагулянтів, флокулянтів, сорбентів та інших активуючих речовин; вплив на мікроорганізми магнітного, електричного полів та ультразвуку; використання систем автоматичного управління та контролю біохімічним процесом; хімічний мутагенез та ін.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

1. Гуляєв В.М. Екологічна біотехнологія / В.М. Гуляєв, М.Д. Волошин. -Дніпропетровськ: Системні технології, 2002. - 127 с.

. Поруцкий Г.В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств / Г.В. Поруцкий. - М.: Химия, 1975. - 256 с.

.Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод / [С.В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю. В. Воронов]. - М.: Стройиздат, 1985. - 335 с.

. Богданов М.В. Використання міських стічних вод для технічного водопостачання: Оглядова інформація. - М.: НДІ економіки та житлово-комунального господарства АКХ ім. К.Д. Памфілова, 1992. - 44 с.

5.. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. (Справ. пособие) Под ред. А.И. Жукова. М.: Стройиздат, 1977. - 204 с.

6.Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Под ред. В.Н. Самохина. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1981.-639с

. Долина Л.Ф. Проектирование и расчет сооружений и установок для механической очистки производственных сточных вод: Учеб. пос. - Днепропетровск: Континент, - 2004.-93 с.

. Долина Л.Ф. Проектирование и расчет сооружений и установок для физико-химической очистки производственных сточных вод: Учеб. пос. - Днепропетровск: Континент, 2004.-127 с.

. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. - Л.: Химия, 1977. - 464 с.

. Соколов Л.И. Ресурсосберегающие технологии в системах водного хозяйства промышленных предприятий М.: Изд-во АСВ, 1997.- 256 с.

ДОДАТОК 1

Рис. 1. Аеротенк очисних споруд м. Дніпродзержинськ

Рис. 2. Схема очищенні дощових стічних вод

ДОДАТОК 2

Рис. 3. Біологічна схема очищення господарчо-побутових стічних вод

ДОДАТОК 3