Основные методы очистки вод от загрязнения.

Основные методы очистки  вод от загрязнения.

 

 

Оглавление 

Введение………………………………………………………………………..5

1.Основные загрязнители воды……………………………………………7

1.1 Химические загрязнители воды……………………………………8

   1.1.1 Примеси ухудшающие качество питьевой воды……………10

   1.1.2 Влияние примесей на качество питьевой воды……………..11

           1.2 Биологические загрязнители воды………………………………12

              1.2.1 Образование газов…………………………………………….12

              1.2.2 Способность материалов к  биологическому разложению…13

           1.3 Физические загрязнители воды…………………………………..14

               1.3.1 Тепловое загрязнение………………………………………...14

               1.3.2 Радиоактивное загрязнение…………………………………..15

               1.3.3 Взвешенные твердые частицы……………………………….15

           1.4 Эвтрофикация……………………………………………………..16

               1.4.1 Механизм воздействия эвтрофикации на экосистему водоемов………………………………………………………………………16

2. Влияние загрязнения воды на гидробионтов………………………..18

3. Контроль состояния воды…………………………………………….20

      3.1 Классы качества  речных вод……………………………………20

      3.2 Обоснование выбора  компонентов, подлежащих обязательному  контролю на примере работы  ТЭС…………………………………………21

4. Методы очистки ……………………………………………………..25

Заключение………………………………………………………………32

      Список литературы……………………………………………………...33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель курсовой работы – основные методы очистки вод от загрязнения.     

Задачи:

              1.Выявить основные загрязнители воды;

              2.Оценить влияние загрязнения воды на живые организмы;

             3. Изучить методы контроля состояния вод;

             4. Рассмотреть методы очистки сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время проблема загрязнения  водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых  вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно – выражение "вода - это жизнь". Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды, и поэтому В.И.Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода "законсервирована" в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это резерв пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях.

Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. И поэтому её нужно  расходовать и не загрязнять. Основная масса воды сосредоточена в океанах. Испаряющаяся с его поверхности  вода дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам  суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые  поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и  сушей требует очень большого количества энергии: на это затрачивается  до 1/3 того, что Земля получает от Солнца.

Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько  воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень  воды в озёрах. С развитием цивилизации  этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бедствий.

Кроме того, и сама пресная  вода, которая возвращается в океан  и другие водоёмы с суши, часто  загрязнена, практически не пригодной  для питья стала вода многих рек  России. Прежде неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода - становиться  исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира. В данной работе рассмотрена проблема загрязнения водных объектов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные загрязнители воды

В силу сложившейся обстановки в настоящее время многие реки в населенных и промышленно развитых районах уже в значительной степени  загрязнены производственными стоками. Основными «загрязнителями» воды являются предприятия нефтеперерабатывающей, бумажно-целлюлозной, металлургической и ряда отраслей химической промышленности.

Громадное количество воды, сбрасываемой тепловыми станциями (после использования для конденсации  пара), вызывает повышение температуры  воды водоема, способствующее развитию фитопланктона, зарастанию и цветению водоема, повышению цветности воды, запахов и привкусов, т. е. ведет  к существенному ухудшению санитарного  состояния водоемов.

В целях удовлетворения санитарных требований, предъявляемых  к качеству воды источников, используемых для водоснабжения населенных мест, Государственным санитарным надзором в СССР установлены строгие правила, ограничивающие сброс загрязненных сточных вод в водоемы.

Влияние хозяйственной  деятельности людей и необходимость  проведения мероприятий по преобразованию источников водоснабжения особенно резко проявляются в относительно маловодных районах.

Недостаток дебита местных  источников приводит к необходимости  возможно более полного зарегулирования  местного речного стока, а также  использования удаленных источников водоснабжения. Получение воды из удаленных  источников может быть осуществлено путем строительства подводящих воду каналов, перекачки воды по трубопроводам  непосредственно к потребителям или путем искусственной переброски воды в верховья местных рек для  увеличения их Дебита.

 

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать  загрязнение воды. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители.

 

1.1 Химические загрязнители воды

Среди химических загрязнителей  к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители: вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы; и физические - радиоактивные вещества, тепло и др.

Процессы загрязнения  поверхностных вод обусловлены  различными факторами. К основным из них относятся:

1. Сброс в водоемы неочищенных  сточных вод.

2. Смыв ядохимикатов ливневыми  осадками.

3. Газодымовые выбросы.

4. Утечки нефти и нефтепродуктов.

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности:

 

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих компонентов
Нефтегазодобыча, нефтепереработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды
Лесная  промышленность	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые  и жирные вещества, азот
Машиностроение, металлообработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая  промышленность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические  углеводороды, неорганика
Горнодобывающая, угольная промышленность	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пищевая промышленности	СПАВ, нефтепродукты, органические красители  и др.

 

Кроме поверхностных вод  постоянно загрязняются и подземные  воды, в первую очередь в районах  крупных промышленных центров. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным  водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых  стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и др.

 

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные  незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке  воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения  подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов  и т.д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для  питьевого водоснабжения.

Загрязнение водных экосистем  представляет огромную опасность для  всех живых организмов и, в частности, для человека. Для здоровья человека неблагоприятные последствия при  использовании загрязненной воды, а  также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются  либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления. При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.

 

1.1.1  Примеси, ухудшающие качество питьевой воды:

1)Взвешенные вещества – нерастворимые в воде суспензии, эмульсии.

    2) Наличие в воде взвешенных веществ свидетельствует о её загрязненности частичками глины, песка, ила, водорослей и т.п.

3)Органические вещества природного происхождения – частички почвенного гумуса, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов.

 4)Органические вещества техногенного происхождения – органические кислоты, белки, жиры, углеводы, хлорорганические соединения, фенолы, нефтепродукты.

5)Микроорганизмы – планктон, бактерии, вирусы.

6)Соли жесткости – кальциевые и магниевые соли угольной, серной, соляной и азотной кислот.

7)Соединения железа и марганца – органические комплексные соединения, сульфаты, хлориды и гидрокарбонаты.

8)Соединения азота – нитраты, нитриты, аммиак.

9)Растворимые в воде газы – сероводород, метан.

1.1.2 Влияние примесей на качество воды:

1.Повышенная мутность  воды указывает её значительную  загрязненность взвешенными веществами  и препятствует использованию  в хозяйственно – питьевых  целях.

2.Органические вещества  вызывают различного рода запахи (землистый, гнилостный, болотный, рыбный, аптечный, нефтяной и т.п. ), повышают цветность, вспениваемость, оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека.

3.Микроорганизмы увеличивают  количество органики, могут вызвать  заболевания тифом, дизентерией,  холерой, полиомиелитом и т.д.  бесцветная.

4.Соли жесткости в большом  количестве делают воду непригодной  для хозяйственных нужд. В жесткой  воде увеличивается расход моющих  средств при стирке, медленно развариваются мясо и овощи, выходят из строя посуда и водонагреватели.

5.Железо и марганец  придают воде неприятную красновато-коричневую  или черную окраску, ухудшают  её вкус, вызывают развитие железобактерий. Избыток железа в организме  увеличивает риск инфарктов, длительное употребление железосодержащей воды вызывает заболевание печени, снижает репродуктивную функцию организма. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают токсическое действие на организм.

6.Соединения азота –  при использовании питьевой воды  с нитратами в количестве свыше  45 мг/л в организме человека  синтезируются нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей.

7.Наличие в воде сероводорода  резко ухудшает её качество, придает  неприятный запах, провоцирует  развитие серобактерий.

Хозяйственно – питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие физические, химические и санитарные показатели.

Метод или совокупность методов  очистки выбирают на основе изучения свойств исходной воды, её запасов  в источнике, требуемое количество продукта, а также воспринимающую способность канализации для  приема выделенных из воды загрязнений.

 

1.2 Биологические загрязнители воды

 

         1.2.1 Образование газов

Аммиак является основным продуктом микробиологического  разложения белков и выделений животных. Аммиак и его газообразные производные  амины образуются как при наличии, так и при отсутствии растворенного  в воде кислорода. В первом случае аммиак окисляется бактериями с образованием нитратов и нитритов. В отсутствие кислорода аммиак не окисляется, и  его содержание в воде остается стабильным. При снижении содержания кислорода образовавшиеся нитриты и нитраты превращаются в газообразный азот. Происходит это довольно часто, когда воды, стекающие с удобренных полей и уже содержащие нитраты, попадают в стоячие водоемы, где накапливаются также и органические остатки. В донных илах таких водоемов обитают анаэробные бактерии, развивающиеся в бескислородной среде. Они используют кислород, присутствующий в сульфатах, и образуют сероводород. Когда в соединениях недостаточно доступного кислорода, развиваются иные формы анаэробных бактерий, которые обеспечивают гниение органических веществ. В зависимости от вида бактерий образуются углекислый газ (СО₂), водород (Н₂) и метан (СН₄) - горючий газ без цвета и запаха, который называют также болотным газом.