Реферат: Охрана поверхностных и подземных вод
Реферат: Охрана поверхностных и подземных вод
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО КУРСУ
"ОХРАНА ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД"
ЗАДАНИЕ
Приложение 1
Происхождение начальной воды и ее назначение после очистки
| № варианта | Происхождение начальной воды | Назначение воды после очистки |
| 5 | Промышленные сточные воды | Спуск в биологический пруд |
Приложение 2
Расход и состав исходной воды
| Показатели качества воды | |||||||||
| № | Расход | Взвешенные | Общее | Окисля- | Биохи | Жест | Коли- | ||
| твердые частицы | содер | емость | мичес | кость | индекс | ||||
| Вари анта |
Q |
рН | жание | кая пот- | общая | (коли | |||
| анта |
(ВВ), |
солеи | ребность | чество | |||||
|
м3 /час |
мг/л |
(ОСС), |
(ХПК), |
в кис |
(Жобщ), |
Бакте | |||
| мг/л | мг/л | лороде | Ммоль/л | рий | |||||
| грубые | колло |
(БПКП), |
в 1л | ||||||
| идные | мг/л | воды) | |||||||
| нефтепродукты | |||||||||
| 5 | 150 | 7,5 | 150 | 100 | 500 | 400 | 250 | - | - |
Приложение 3
Состав воды после очистки
|
№ Вари анта |
Показатели качества воды | |||||||
| рН |
Взвешенные твердые частицы (ВВ), мг/л |
Общее содержание солей (ОСС), мг/л |
Окисля-емость (ХПК), мг/л |
Биохимическая потребность в кислороде (БПКП), мг/л |
Жесткость общая (Жобщ), ммоль/л |
Коли-индекс (количество бактерий в 1л воды) | ||
| грубые | коллоидные | |||||||
| 5 | 7,5 |
нефтепродукты 25,0 |
500 | 40 | 25 | - | - | |
Приложение 4
Задание на расчет основного аппарата
| № варианта | Основной аппарат в схеме очистки воды | Расчетная величина |
| 5 | Нефтеуловитель (ловушка) | Длина отстойной части |
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Характеристика фазово-дисперсного состояния примесей
воды.
2. Выбор и обоснование методов очистки воды.
3. Теоретические основы и оптимальные параметры методов
очистки воды.
4. Технологическая схема очистки воды.
5. Расчет основного аппарата.
Литература.
Введение
Быстрый рост промышленного и сельскохозяйственного производства и транспорта в последние десятилетия привел к загрязнению биосферы газообразными, жидкими и твердыми отходами. Загрязнение воздушного и водного бассейнов, ущерб, наносимый животному и растительному миру, нерациональное использование природных ресурсов вызывает серьезную озабоченность у общественности всех стран.
Вода является основной составляющей жизни на нашей планете. Можно несколько недель прожить без еды, но без употребления воды человек умирает через несколько дней. В современной экономической жизни вода имеет важное значение для сельского хозяйства, промышленности, производства электроэнергии, транспорта. Поэтому рациональное использование водных ресурсов нашей планеты, защита их от истощения и загрязнения являются одной из главнейших задач во всех технически развитых странах мира.
Химический состав как природных так и промышленных сточных вод весьма разнообразен. В природных водах наряду с веществами, являющимися продуктами естественных биологических процессов, протекающих в природе, повсеместно присутствуют соединения антропогенного происхождения, часто не только ухудшающие органолептические свойства воды, но и сообщающие ей токсичность. Кроме того, огромное количество химических веществ в виде исходных, промежуточных или конечных продуктов различных производств попадает в естественные водоемы со сточными водами. Главными загрязняющими веществами являются нефтепродукты, биогенные вещества, фенолы, ядохимикаты, соли тяжелых металлов, радионуклиды.
Состав загрязнений зависит от вида производства. Так, в сточных водах производства минеральных и органических солей присутствуют неорганические кислоты, щелочи и соли, в стоках нефтеперерабатывающих заводов -нефтепродукты, масла, смолы, ПАВ и т.д.
Для предотвращения загрязнения водных ресурсов внедряется очистка сточных вод перед их сбросом в водные объекты. Разработаны и используются в промышленности различные методы механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод, позволяющие утилизировать ценные примеси и эффективно обезвреживать сточные воды от вредных примесей.
Комплексная очистка сточных вод от примесей осуществляется путем применения технологических схем, включающих несколько методов очистки. Схема очистки сточных вод должна обеспечивать минимальный сброс загрязняющих веществ в водоем, максимальное использование очищенных сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения, более полное извлечение ценных примесей.
Целью данной контрольной работы является разработка схемы очистки промышленных сточных вод.
1. Характеристика фазово-дисперсного состояния примесей воды.
Согласно условию задания нам необходимо провести очистку промышленных сточных вод для дальнейшего спуска их в биологический пруд. Промышленные сточные воды имеют следующие показатели содержания примесей:
- водородный показатель рН=7,5 не изменяется в процессе очистки;
- взвешенные твердые частицы в виде нефтепродуктов содержатся в количестве: грубые - 150 мг/л, коллоидные - 100 мг/л. В процессе очистки грубые примеси извлекаются полностью, а содержание коллоидных должно быть уменьшено до 25 мг/л;
- общее содержание солей составляет 500 мг/л и не изменяется в процессе очистки;
- показатель химического потребления кислорода (ХПК) должен быть уменьшен в процессе очистки с 400 мг/л до 40 мг/л;
- биохимическое потребление кислорода (БПКп) необходимо снизить с 250 мг/л до 25 мг/л;
- общая жесткость воды и коли-индекс по условию задания отсутствуют.
Растворенные и эмульгированные нефтепродукты и масла являются одним из наиболее распространенных видов загрязнений промышленных сточных вод. К этому классу загрязнений принадлежат сырая нефть, нерастворимые или малорастворимые в воде жидкие углеводороды нефти, смол, растительных и минеральных масел, животных жиров, легкие и тяжелые топлива (мазут, бензин, газ, газойль), а также их смеси. Нефтепродукты и масла являются характерными для сточных вод металлургических, машиностроительных, нефтехимических предприятий, ТЭС, АЭС и других промышленных объектов с большими объемами сбросов.
Нефтепродукты образуют в воде гетерогенные системы и по своему фазово-дисперсному состоянию могут быть отнесены к I и II группе классификации загрязняющих веществ по Л.А. Кульскому. [З].
I группа веществ представляет собой нерастворимые грубодисперсные примеси с величиной частиц 10-2-10-4 см, образующие с водой суспензии, эмульсии или пены. Эти примеси обуславливают мутность воды, в некоторых случаях могут придавать ей цветность. Системы, образованные примесями этой группы, кинетически неустойчивы. Нерастворимые вещества удерживаются во взвешенном состоянии динамическими силами потока воды. В состоянии покоя для таких систем характерна седиментация взвешенных частиц. Она может протекать без слипания частиц или с их агрегацией в процессе осаждения.
II группа веществ объединяет гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси, а также высокомолекулярные вещества. Частицы коллоидной степени дисперсности имеют размеры 10-5-10-6 см. Характерная особенность примесей П группы - их способность образовывать с водой сравнительно устойчивые коллоидно-дисперсные системы с сильно развитой межфазной поверхностью, довольно интенсивным тепловым движением частиц и относительно высокой кинетической устойчивостью. При очистке воды от загрязнений такого рода основной задачей является разрушение коллоидной системы, обеспечение быстрой коагуляции дисперсных примесей и отделение их от дисперссионной среды.
Загрязнение промышленных сточных вод, обуславливающие показатели ХПК и БПК, образуют в воде гомогенные системы и по своему фазово-дисперсному состоянию относятся к Ш группе классификации по Л.А.Кульскому. [З].
III группа веществ включает растворенные в воде газы и органические соединения антропогенного происхождения. К ним относятся фенолы, спирты, альдегиды и другие органические вещества, попадающие в воду со стоками. Они придают воде разнообразные привкусы и запахи, а иногда и окраску. Некоторые вносимые со сточными водами примеси обладают токсичностью. Обычно - это соединения с ковалентной связью. Ионогенные группы, встречающиеся в них, малодиссоциированы. Вследствие незначительной диссоциации, а иногда и полного ее отсутствия, вещества, относящиеся к Ш группе примесей, образуют с водой растворы неэлектролитов.
2. Выбор и обоснование методов очистки воды.
Взвешенные примеси подразделяются на твердые и жидкие и образуют с водой дисперсную систему. В зависимости от размера частиц дисперсные системы делят на три группы: 1) грубодисперсные системы с частицами размером более 0,1 мкм (суспензии и эмульсии); 2) коллоидные системы с частицами размером от 0,1 мкм - 1 нм; 3) истинные растворы, имеющие частицы, размеры которых соответствуют размерам отдельных молекул или ионов. [I].
Для удаления из воды веществ I группы используются главным образом методы, основанные на действии гравитационных сил и сил адгезии. [З]. К ним относятся следующие методы.
Механическое безреагентное разделение: отстаивание для грубодисперсных примесей с концентрацией более 500 мг/л в водозаборных ковшах и отстойниках (степень очистки - 50-70%); фильтрование на медленных фильтрах для взвешенных веществ с концентрацией до 50 мг/л (степень очистки - 95-99%); фильтрование на предварительных фильтрах для взвешенных веществ с концентрацией до 1000 мг/л (степень очистки - 60-80%);
центрифугирование на центрифугах и гидроциклонах для грубо- и тонкодисперсных примесей (степень очистки - 80-90%).
При реагентном методе осветления и обесцвечивания воды проводят специальную обработку химическими веществами - коагулянтами (иногда с добавкой флокулянтов), которые обеспечивают более полное и быстрое осаждение взвешенных частиц, обуславливающих мутность и цветность воды.
Адгезия на гидроокисях алюминия или железа и на высокодисперсных материалах: 1) фильтрование коагулированной взвеси через зернистые загрузки для коагулированной взвеси после сооружения первой ступени с концентрацией не более 10-15 мг/л осуществляется на двухслойных и грубозернистых фильтрах с использованием флокулянтов для интенсификации процесса; 2) фильтрование с использованием явления контактной коагуляции на контактных осветлителях и фильтрах для взвесей с концентрацией до 150 мг/л с применением сернокислого алюминия или хлорного железа, полиакриламида и активной кремниевой кислоты; 3) обработка воды коагулянтами с последующим удалением взвесей осуществляется при помощи комплекса сооружений: установки для приготовления реагентов, смесители, камеры хлопьеобразования, электролизеры и осветлители
