Источники загрязнения водного бассейна и способы предотвращения загрязнения

1. ЭКОЛОГИЯ

Источники загрязнения водного бассейна и
способы предотвращения загрязнения
Старший преподаватель кафедры промышленной экологии
Остах Оксана Сергеевна

2. Сточные воды

В производстве образуются различные категории
сточных вод.
Сточная вода — это вода, бывшая в бытовом,
производственном или сельскохозяйственном
употреблении, а также прошедшая через какую-либо
загрязненную территорию.
В зависимости от условий образования сточные воды
делятся на:
• бытовые или хозяйственно-фекальные (БСВ),
•атмосферные (АСВ)
•промышленные (ПСВ).

3. Классификация сточных вод

Характеристика
системы
Размер
частиц, м
Показател
и системы
Методы очистки сточной
воды
Дисперсные системы
1. Взвеси, суспензии,
эмульсии
10-3-10-5
Мутность
Отстаивание,
центрифугирование,
фильтрование
2.Коллоиды, растворы
высокомолекулярных
соединений
10-5-10-8
Окисляемость
и цветность
Флотация, коагуляция,
флокуляция, биологическая
очистка
Растворы
3. Молекулярные
растворы ,
органические вещества,
газы
10-9
Запахи и
привкусы
Химические методы,
нейтрализация, окисление,
экстракция, биологическая
очистка
4. Ионные растворы электролиты, соли
кислоты , основания
10-10
Минерализа
ция
Сорбционные, термические
методы, обратный осмос

4. Коллоидные суспензии и их устойчивость в воде

Материал
или организм
Диаметр
частиц,
мм
Гравий
Песок
10
1
Время осаждения в
столбе
воды высотой 1 м
(приблизительно)
1с
10 с
Мелкий песок
Глина
Бактерия
0,1
0,01
0,001
2 мин
2ч
8 сут
Коллоидные частицы
0,0001
2 года
Коллоидные частицы
0,00001
20 лет

5. Основные способы очистки нефтезагрязненной воды

• Механический метод
• Физико-химический метод
• Биологический метод

6. ОТСТАИВАНИЕ производится с помощью следующих технических систем

1. Взвеси, суспензии,
эмульсии
10-3-10-5
Мутность
Отстаивание,
центрифугирование,
фильтрование
ОТСТАИВАНИЕ
производится с помощью
следующих технических систем

7. Механическая очистка СВ. Песколовка

8. Механическая очистка СВ. Песколовка

Песколовка с удалением осадка насосом

9. Механическая очистка СВ. Песколовка

Песколовка с удалением осадка ковшевым элеватором
1 – предохранительная решетка, 2 – шибер,
3 – ковшевой элеватор с электромотором на тележке

10. Механическая очистка СВ. Отстойник

11.

Механическая очистка СВ. Нефтеловушка

12. Центрифугирование

• Одним из распространенных промышленных способов
разделения неоднородных жидких систем (суспензии и эмульсии)
является центрифугирование, осуществляемое в специальных
машинах-центрифугах. В центрифугах процессы отстаивания и
фильтрования происходят в поле центробежных сил, которые
дают больший эффект разделения, чем силы, действующие в
фильтрах. Основным источником возникновения центробежных
сил в центрифуге является быстровращающийся ротор
(барабан). При вращении ротора и находящегося в нем
материала возникает центробежная сила, равная

13.

14. Центрифуги

• Одним из основных критериев оценки эффективности работы
центрифуги является фактор разделения, равный
Вторым важным показателем работы центрифуги является индекс
производительности ∑ , характеризующий разделяющую способность
центрифуги
где F – площадь цилиндрической поверхности осаждения в роторе, м2.

15. ФИЛЬТРОВАНИЕ

Применяют для отделения тонкодиспергированных
твердых и жидких веществ. Разделение фаз
происходит за счет материалов, задерживающих
диспергированную фазу.
Различают фильтрование через пленку осадка
загрязнений(частицы больше размера пор) и
фильтрование в слое (частицы удерживаются на
зернах фильтра за счет адгезии)

16. Физико-химическая очистка СВ

2.Коллоиды, растворы
высокомолекулярных
соединений
10-5-10-8
Окисляемость
и цветность
Флотация, коагуляция,
флокуляция, биологическая
очистка
• Реагентный метод – обработка сточных вод
химическими веществами (реагентами), которые
вступая в химическую реакцию с растворенными
токсичными примесями, образуют нетоксичные или
нерастворимые осадки.
• ЭТОТ МЕТОД НЕОБХОДИМ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ
ВРЕМЕНИ ВЫДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ИЗ
СТОЧНЫХ ВОД

17. Флотация

• Основана на разности плотностей взвешенных
твердых частиц или капель жидкости и жидкости, в
которой они суспендированы.
• Флотация является сложным физико-химическим
процессом, заключающимся в создании комплекса
частица-пузырек воздуха или газа, всплывании
этого комплекса и удалении образовавшегося
пенного слоя. Процесс флотации широко применяют
при обогащении полезных ископаемых, а также при
очистке сточных вод.

18. Флотация

В зависимости от способа получения пузырьков в воде
существуют следующие способы флотационной
очистки:
• флотация пузырьками, образующимися путем
механического дробления воздуха (механическими
турбинами-импеллерами, форсунками, с помощью
пористых пластин и каскадными методами);
• флотация пузырьками, образующимися из
пересыщенных растворов воздуха в воде (вакуумная,
напорная);
• электрофлотация.

19. Коагуляция

• Это процесс укрупнения дисперсных частиц в
результате их взаимодействия и объединения
в агрегаты. В очистке сточных вод ее
применяют для ускорения процесса
осаждение тонкодисперсных примесей и
эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды
коллоидно-дисперсных частиц, т. е. частиц
размером 3—100 мкм.

20. Коагуляция

• Коагулирующее действие солей есть результат
гидролиза, который проходит вслед за
растворением.
• Процесс гидролиза коагулянтов и образования
хлопьев происходит по следующим стадиям:

21. Коагулянты

• В качестве коагулянтов используют сульфат
алюминия Аl2(SО4)3*18Н2О; алюминат натрия NaАlО2;
гидроксохлорид алюминия Аl2 (ОН)5Сl;
тетраоксосульфаты алюминия-калия и алюминияаммония [квасцы — алюмокалевые КАl(SО4)2* 12Н2О
и аммиачные NН4 Аl(SО4)2,*12Н2О].

22. Флокуляция

• Это процесс агрегации взвешенных частиц при
добавлении в сточную воду высокомолекулярных
соединений, называемых флокулянтами. В отличие от
коагуляции при флокуляции агрегация происходит не
только при непосредственном контакте частиц, но и в
результате взаимодействия молекул
адсорбированного на частицах флокулянта.

23. Флокулянты

• Для очистки сточных вод используют
природные и синтетические флокулянты.
• К природным флокулянтам относятся крахмал,
декстрин, эфиры целлюлозы и др. Активный
диоксид кремния является наиболее
распространенным неорганическим
флокулянтом.
• Из синтетических органических флокулянтов
наибольшее применение в нашей стране
получил полиакриламид

24. Принцип связывания дисперсных частиц макромолекулами флокулянта

а- до добавления флокулянта; б-после добавления; вперемешивание и агломерация частиц: г- образование осадка

25. Биологическая очистка

26. Основные принципы биологической очистки воды

• Очистка сточных вод подразумевает практически полное биологическое
разложение органических соединений в воде. По существующим нормам,
содержание органических веществ в очищенной воде не должно превышать 10
мг/л.
Деградация органических веществ микроорганизмами в аэробных и в
анаэробных условиях осуществляется с разными энергетическими балансами
суммарных реакций. При аэробном биоокислении глюкозы 59% энергии,
содержащейся в ней, расходуется на прирост биомассы и 41% составляют
тепловые потери. Этим обусловлен активный рост аэробных микроорганизмов.
• Чем выше концентрация органических веществ в обрабатываемых стоках, тем
сильнее разогрев, выше скорость роста микробной биомассы и накопления
избыточного активного ила. При анаэробной деградации глюкозы с образованием
метана лишь 8% энергии расходуется на прирост биомассы, 3% составляют
тепловые потери и 89% переходит в метан. Анаэробные микроорганизмы растут
медленно и нуждаются в высокой концентрации субстрата.

27. Реакции биоочистки

• Аэробный процесс
С6Н12О6 +6О2 --> 6СО2 +6Н2О + микробная биомасса +
тепло
• Анаэробный процесс
С6Н12О6 --> 3СН4 + 3СО2 + микробная биомасса +
тепло

28. Аэробное микробное сообщество представлено разнообразными микроорганизмами

• В основном бактериями, окисляющими различные органические
вещества в большинстве случаев независимо друг от друга, хотя
окисление некоторых веществ осуществляется путем соокисления
(кометаболизм).
• Аэробное микробное сообщество активного ила систем аэробной
очистки воды представлено исключительным биоразнообразием.
• В активном иле показано присутствие бактерий многих видов, однако, к
настоящему времени идентифицировано не более 5% видов
микроорганизмов, участвующих в аэробной очистке воды.
• Многие аэробные бактерии являются факультативными анаэробами.
Они могут расти в отсутствии кислорода за счет других акцепторов
электрона (анаэробное дыхание) или брожения (субстратное
фосфорилирование). Продуктами их жизнедеятельности являются
углекислота, водород, органические кислоты и спирты.

29. Биологическая очистка СВ

30. Биологическая очистка СВ