Metode de protecție a hidrosferei. Hidrosferă. Protecția hidrosferei. Apele reziduale de suprafață

Proprietățile apei și schimbul global de apă.

Hidrosfera joacă un rol critic în menținerea unui climat relativ constant pe planetă, deoarece îndeplinește următoarele funcții critice:

§ acționează ca un acumulator global de căldură în ecosistemul Pământului (capacitatea de căldură a apei este de 3300 de ori mai mare decât cea a aerului, prin urmare, apele oceanice de suprafață sunt principalul stocator și distribuitor al energiei solare, asigurând constanța temperaturii medii planetare a atmosferei);

§ produce aproape jumătate din tot oxigenul atmosferic datorită fitoplanctonului care trăiește în oceane.

Mediul acvatic este folosit de oameni pentru pescuit și alte fructe de mare, colectarea plantelor, exploatarea zăcămintelor subacvatice (mangan, nichel, cobalt) din minereu și petrol pe raft, transportul mărfurilor și pasagerilor. În activitățile industriale și economice, o persoană folosește apă pentru curățarea, spălarea, răcirea echipamentelor și materialelor, a udării instalațiilor, a hidrotransportului, oferind procese specifice, de exemplu, generarea de electricitate etc.

Apele naturale sunt împărțite în două clase mari: proaspete și sărate. Se numește apă proaspătă, din care 1 kg conține nu mai mult de 1 g de săruri. Restul apelor naturale sunt clasificate ca soluții saline, care reprezintă 97,5% din aprovizionarea totală a apei din lume.

Concentrația sărurilor dizolvate în apă determină gradul de salinitate (duritate) al acesteia. În apele oceanice, concentrația substanțelor dizolvate este, în medie, de 175 de ori mai mare decât cea din apele râurilor și lacurilor (acest lucru nu înseamnă că nu pot exista ape de mare foarte desalinizate și lacuri foarte saline și chiar ape de râu).

În ciuda rezervelor uriașe de ape naturale de pe Pământ, doar o mică parte din ele este disponibilă și adecvată pentru utilizare practică. Aceasta este, în primul rând, apă proaspătă. Dacă la consumul anual de 60 de tone de apă proaspătă de către o persoană adăugăm încă 300 de tone de apă necesare pentru a-i satisface celelalte nevoi vitale, atunci consumul anual de apă dulce per locuitor al planetei va fi de 360 ​​de tone pe an. Rezultă din aceasta că rezervele unice limitate de apă dulce ar putea fi epuizate în 3 ... 4 luni. Cu toate acestea, rezervele de apă dulce de pe Pământ sunt alimentate continuu sub influența forțelor naturale și, mai presus de toate, a schimbului global de apă.

Schimbul global de apă include atât schimbul de apă în sistemul ocean - continente, când apa care se evaporă de la suprafața oceanului este transportată de vânturi spre continente și revine în ocean cu scurgerea râului, cât și ciclurile de apă locale în peisaje individuale, când evaporarea apei duce la tulbure și precipitații.

Energia solară cheltuită pentru evaporarea apei, după precipitații, este transformată în energie cinetică a râurilor și cursurilor de apă. Acest proces durează mult un numar mare de energia solară este estimată la 20% până la o treime din ceea ce Pământul primește de la soare.

Pe oceane cad mai puține precipitații decât pe continente, dar pentru planeta în ansamblu, precipitațiile sunt echilibrate. Echilibrul apei între continente și oceane este menținut în principal de scurgeri. În același timp, evaporarea reprezintă până la 65%, iar scurgerile de suprafață - până la 35% din apa care participă la circuit.

Evaporarea apei - proces criticîn circuitul ei. Apa se evaporă atât de pe suprafața oceanelor, cât și din sol și frunzele plantelor după ce a fost absorbită de rădăcini. Cantitatea de apă transportată de plante este semnificativă. Toată vegetația terestră eliberează în atmosferă de la 27 la 30% din cantitatea totală de umiditate primită de pământul planetei sub formă de precipitații pe an.

Dezvoltarea civilizației schimbă ciclul natural al apei, în primul rând datorită unei modificări a echilibrului apei transportate, precum și formării unei astfel de verigi intermediare precum consumul tehnic de apă. Un rol special în acest proces îl reprezintă irigarea - umezirea artificială a solului și a suprafeței plantelor prin furnizarea de apă dintr-o sursă de apă pentru a asigura plantelor umezeală, spălarea solului și reglarea regimului lor de sare.

70% din apa dulce consumată de oameni este utilizată în agricultură. În același timp, 60% din apa utilizată pentru irigații nu ajunge pe câmpuri.

Suprafața totală a terenurilor irigate din lume este mai mare de 230 de milioane de hectare. Terenul irigat este cel puțin de două ori mai productiv decât cel neirigat: reprezentând o șesime din terenurile cultivate, acestea aduc o treime din toate culturile.

Ar trebui să se țină seama în special de faptul că intensitatea umidității transpirați depinde de tipul de vegetație. Astfel, în timpul sezonului de creștere, grâul transportă 6.000 de tone de apă de la 1 ha de teren irigat, orez - de 4,6 ori mai mult, și bumbac - de 6,7 ori.

Pentru a economisi apă pentru irigații, este necesar să se aplice metode progresive. Cea mai economică și mai eficientă metodă de irigare este picurarea subsolului, când apa este furnizată sistemului radicular al plantelor printr-un sistem de țevi speciale încorporate în sol.

Poluarea cu hidrosferă

Cei mai periculoși poluanți ai hidrosferei în ceea ce privește impactul lor asupra ecosistemelor naturale sunt hidrocarburile (țiței, produse petroliere), metalele toxice, hidrocarburile clorurate (în principal pesticide) și substanțele radioactive. Printre alți poluanți din hidrosferă, este necesar să menționăm detergenții (detergenții) și fenolii.

Poluarea apelor naturale cu petrol și produse petroliere. Cele mai comune și nocive substanțe poluante includ petrolul, al cărui flux anual către mări și oceane, potrivit ONU, ajunge la 6 ... 7 milioane de tone. mai ales pe platoul continental.

Petrolul este un amestec de substanțe chimice care conțin 200-300 de componente. Uleiul 50-98% este format din hidrocarburi, conține până la 4% sulf, până la 1% azot și oxigen. Hidrocarburile petroliere (produse petroliere) sunt împărțite în trei grupe: alcani (25%); cicloalcani (nafteni) (30-60%); aromatic și poliaromatic (HAP) (până la 5%). Cea mai toxică parte sunt HAP. Biosfera conține câteva zeci de HAP (în total, acest grup conține mai mult de 200 de compuși). Cel mai frecvent și mai toxic este 3,4-benz (a) piren (BP) (cu excepția antracenului, pirenului, crizenei etc.). Nivelul de fond al HAP este de 1ng / l, în Marea Baltică - 100 ng / l. Nivelul conținutului de HAP în sedimentele inferioare este deosebit de ridicat.

Principalele surse de poluare cu petrol a mediului marin: transport; îndepărtarea de către râuri; deșeuri industriale și municipale, deșeuri din rafinării de petrol. Există, de asemenea, surse naturale de poluare cu petrol. Una dintre principalele surse antropice este transportul maritim, în principal transportul cu tancuri. O flotă gigantă de cisterne cu o capacitate totală de peste 120 de milioane de tone brute înregistrate este implicată în lume - aceasta reprezintă peste o treime din capacitatea tuturor vehiculelor maritime. Acum există 230 de nave cu o capacitate de transport de 200 până la 700 de mii de tone fiecare. Acest lucru prezintă un potențial pericol colosal pentru apele Oceanului Mondial. Potrivit datelor cunoscute, din cauza accidentelor petroliere, aproximativ 5% din totalul petrolului transportat vine în mări și oceane. Se estimează că, dacă 200 de mii de tone de petrol intră în Marea Baltică, acesta va fi transformat într-un deșert biologic.

O mare cantitate de petrol intră în mare ca urmare a deversării apelor de spălare, balast și santină (santină) de pe nave, precum și a pierderilor în timpul încărcării și descărcării tancurilor. Din aceste motive, aproximativ 3 milioane de tone de petrol se găsesc anual în mări și oceane. În același timp, teritoriile porturilor, apele portului maritim, zonele de coastă și zonele de navigație intensivă sunt poluate în principal.

La începutul mileniului al treilea, puțurile submarine vor asigura 50% din producția mondială de petrol. În timpul producției de petrol în larg, poluarea mediului marin este posibilă din cauza accidentelor, precum și a scurgerilor mici de petrol (estimate la 0,1 milioane de tone anual). Evident, această sursă reprezintă un pericol imens, iar rolul său în formarea poluării cu hidrocarburi a mărilor și oceanelor va crește în timp.

Sursa poluării cu hidrocarburi a apelor este industria de coastă și, în principal, rafinăriile de petrol. Deși apele uzate industriale sunt purificate, nu este posibil să se realizeze purificarea completă a apelor uzate din petrol și produse petroliere.

O cantitate mare de produse petroliere pătrund în bazinele oceanice din atmosferă. De exemplu, motoarele cu ardere internă, care sunt echipate cu diverse vehicule, emit anual peste 50 de milioane de tone de diverse hidrocarburi în aer.

După cum sa menționat mai sus, pe lângă sursele create de om, există și cele naturale. Aflorile naturale de petrol se formează în locurile de infiltrare a acestuia din straturile purtătoare de petrol prin scoarța terestră. Astfel de aflorimente sunt cunoscute în largul coastei Californiei de Sud, în Golful Mexic și Persic și în Marea Caraibelor. Rata fluxului de petrol din aflorimentele naturale este de obicei scăzută, prin urmare, în acest fel, o cantitate relativ mică de hidrocarburi petroliere ajunge în mări și oceane, iar cea mai mare parte a poluării Oceanului Mondial (mai mult de 90%) este furnizată prin surse de origine antropică.

Câmpurile de poluare cu petrol care formează zone locale rămân stabile în timp, de aceea circulația oceanică joacă un rol imens în distribuția lor. Aceștia sunt cei care transportă poluarea cu petrol către cele mai curate regiuni ale Oceanului Mondial, inclusiv Oceanul Arctic.

Produsele petroliere eliberate în apă se degradează ca urmare a descompunerii chimice, fotochimice și bacteriene, precum și a activității unor organisme marine și plante superioare... Cu toate acestea, „procesul” de neutralizare naturală a produselor petroliere este destul de lung și poate dura de la una la câteva luni.

Amestecând cu apă, uleiul formează o emulsie de două tipuri: ulei direct în apă și inversă apă-în-ulei. Emulsiile directe compuse din picături de ulei cu diametrul de până la 0,5 μm sunt mai puțin stabile și sunt tipice pentru agenții tensioactivi care conțin ulei. Când fracțiunile volatile sunt îndepărtate, uleiul formează emulsii inverse vâscoase, care pot rămâne la suprafață, purtate de curent, spălate la uscat și așezate la fund. Cele mai periculoase în ceea ce privește consecințele lor sunt filmele de ulei care se formează pe suprafața apei și reduc conductivitatea termică și capacitatea de căldură a stratului de apă superior. Prezența unei pete de ulei afectează puternic procesul de evaporare. Deci, pe apa liniștită, datorită unui strat subțire de ulei, evaporarea scade de 1,5 ori și la viteza vântului de până la 6 ... 8 m / s - cu 60%, deoarece filmele servesc drept barieră pentru moleculele de apă și reduce rugozitatea aerodinamică a suprafeței apei. S-a stabilit experimental că 45 de tone de apă se evaporă de la suprafața oceanului într-un kilometru pătrat în prezența unui film de ulei, în timp ce în absența unui film - 97 de tone. O încetinire a procesului de evaporare duce la faptul că masele de aer care se deplasează peste ocean sunt mai slabe saturate cu vapori de apă.

În condiții naturale, oxigenul și dioxidul de carbon sunt schimbate continuu pe interfața atmosferă-apă, a cărei intensitate scade foarte mult în prezența unei pelicule de ulei. În anumite condiții, filmele de ulei scad temperatura stratului superficial de apă (nu mai mică de + 4 ° C), ceea ce duce la o creștere a densității sale și, ca urmare, stratul superior de apă se scufundă în adâncime, aducând poluarea cu petrol acolo. În bazinele puțin adânci, straturile contaminate de suprafață se pot scufunda până la fund și pot forma ape de fund care conțin cantități semnificative de petrol. Formarea unor astfel de straturi de fund poluate este probabilă în special în perioada de răcire a apei de toamnă.

Astfel, filmele de ulei sunt factorul tehnogen care afectează formarea și cursul proceselor hidrologice și hidrochimice în straturile de suprafață ale apei din mări și oceane.

Poluarea cu petrol afectează și organismele vii prin screeningul radiației solare și încetinirea reînnoirii oxigenului din apă. Drept urmare, planctonul, principalul produs alimentar al vieții marine, încetează să se multiplice. Filmele groase de ulei ucid adesea păsările marine. Uleiul afectează negativ procesele fiziologice din organismele vii, provoacă modificări patologice în țesuturi și organe, perturbă activitatea aparatului enzimatic și a sistemului nervos.

Deosebit de periculoasă este poluarea apelor cu latitudine ridicată, unde, din cauza temperaturilor scăzute, produsele petroliere practic nu se descompun și, așa cum sunt, sunt „conservate” de gheață, prin urmare poluarea cu petrol poate provoca daune grave mediului în Arctica și Antarctica.

Poluarea apelor naturale cu metale grele.În condiții de activitate antropică activă, poluarea apelor oceanelor cu metale grele a devenit o problemă deosebit de acută. Grupul metalelor grele cu o densitate mai mare de 4,5 g / cm3 unește mai mult de 30 de elemente ale tabelului periodic. Cele mai toxice metale includ în principal Pb (plumb), Hg (mercur), Cd (cadmiu), As (arsenic), Zn (zinc), Se (seleniu), precum și Fe, Al, Cu, Mn, Ni, Co , Sn, Ti, Bi, Mo, V, Ag, Cr, Te. Acestea sunt utilizate pe scară largă în diferite industrii industriale, prin urmare, în ciuda măsurilor de purificare, conținutul de metale grele și compușii acestora în apele uzate industriale este destul de ridicat. Masele mari ale acestor compuși intră în ocean prin atmosferă.

Principalele surse de poluare a apelor naturale cu metale grele sunt:

Descărcări industriale;

Precipitații atmosferice, în principal ploi (metalele grele intră în atmosferă ca urmare a arderii combustibilului și a erupțiilor vulcanice; conținutul elementelor toxice de origine atmosferică poate ajunge la 25-100%);

Transportul pe apă (corpurile navelor sunt acoperite cu vopsele, care includ Hg, As, Cu, Cr, Pb, Zn, Cd pentru a preveni algele și organismele marine să murdărească carenele);

Levigarea din soluri, în care metalele grele (HM) ajung din îngrășăminte și pesticide (îngrășămintele anorganice conțin HM sub formă de impurități).

Un procent mare de HM este conținut în nămol, care este unul dintre principalele îngrășăminte organice. Pesticidele conțin, de asemenea, HM-uri, care sunt adesea folosite ca catalizatori pentru sinteza lor.

Pentru biocenozele marine, cele mai periculoase sunt mercurul, plumbul și cadmiul, deoarece acestea rămân toxice pentru o perioadă infinită de timp. De exemplu, compușii care conțin mercur (în special metilmercurul) sunt cele mai puternice otrăvuri care acționează asupra sistemului nervos și reprezintă o amenințare pentru viața tuturor ființelor vii. În anii 50-60 ai secolului XX. În zona golfului Minomata (Japonia), a fost înregistrată o otrăvire în masă, ale cărei victime au fost zeci de mii de oameni care au mâncat pești contaminați. Contaminarea a fost cauzată de o întreprindere care arunca mercur în apa golfului.

Până la 2 milioane de tone de plumb, până la 20 de mii de tone de cadmiu și până la 10 mii de tone de mercur intră în Oceanul Mondial pe an. Apele de coastă și mările interioare au cele mai ridicate niveluri de poluare. Atmosfera joacă, de asemenea, un rol semnificativ în poluarea Oceanului Mondial. Astfel, până la 30% din tot mercurul și 50% din plumbul care intră anual în ocean este transportat prin atmosferă. Odată ajunși în apa de mare, metalele grele sunt concentrate în principal în pelicula de suprafață, în sedimentul de fund și în biota, în timp ce în apa însăși rămân doar în concentrații relativ scăzute. Aici, filmul de suprafață este deosebit de semnificativ, care se extinde de obicei la o adâncime de 50 ... 500 microni. În această zonă au loc toate procesele de echilibru ale transferului de masă între apă și atmosferă.

Activitatea de acumulare a diferitelor substanțe în organismele vii din mediu inconjurator exprimate prin coeficienții corespunzători. Astfel, raportul dintre conținutul unei substanțe din țesuturile organismelor acvatice (locuitorii mediului acvatic) și concentrația sa în apă se numește coeficient de acumulare. De exemplu, în dafnie, coeficientul de acumulare al metilmercurului este de 4 mii, în plancton coeficientul de acumulare a plumbului este de 12 mii, cobaltul este de 16 mii, iar cuprul este de 90 mii. Cercetătorii spun că pentru orice element chimic există cel puțin un tip de plancton capabil să-l concentreze.

Cantități mari de metale grele sunt concentrate în sedimentele de fund. Acest lucru este confirmat de faptul că concentrația metalelor din sediment poate fi cu câteva ordine de mărime mai mare decât în ​​apă.

Poluarea apelor naturale cu pesticide și alți compuși chimici. Pesticidele sunt o clasă de substanțe organice sintetizate care au proprietăți toxice și sunt împărțite în grupuri în funcție de scopul lor:

Insecticide - pentru a ucide insectele;

Erbicide - împotriva buruienilor;

Fungicide - împotriva ciupercilor;

Specific - împotriva șobolanilor, melcilor etc.

Cantitatea de insecticide este mult mai mare decât cantitatea de erbicide.

Pe baza compoziției chimice a pesticidelor, se pot distinge 3 grupe mari:

Hidrocarburi clorurate;

Compuși organofosforici;

Solubilitatea și stabilitatea pesticidelor în apă sunt diferite. În ciuda îndepărtării mari a pesticidelor în hidrosferă, concentrația acestora este relativ scăzută: ~ 10-7% în ape dulci și ~ 10-9% în apele oceanului. Cu toate acestea, chiar și concentrații atât de mici sunt periculoase pentru activitatea vitală a organismelor vii.

Cele mai frecvente pesticide organoclorurate sunt:

Aromatic: DDT și metaboliții săi - DDD și DDE;

Alifatic și aliciclic - lindan sau hexaclorociclohexan, hexacloran;

Produse de sinteză a dienei clorurate.

Toți acești compuși sunt clasificați ca insecticide; suficient de rezistent la descompunere și, prin urmare, se acumulează în mediu și organisme (în special în moluște, găsite la delfini). Hidrocarburile clorurate includ, de asemenea, o clasă foarte importantă de compuși - bifenili policlorurați (PCB). Se obțin prin clorurarea bifenililor.

Analiza compușilor care conțin clor a arătat că toți conțin mii de dioxine ca impurități, adică acestea din urmă sunt formate ca subproduse ale majorității industriilor chimice. Acești diferiți derivați ai esterilor clorurați aromatici sunt supertoxicanți. PCB-urile și dioxinele suprimă sistemul imunitar.

Pesticidele organofosfate (OPP) - esteri ai acizilor fosforici, tiofosforici și ditiofosforici, aparțin insecticidelor. Avantajul lor este rezistența chimică scăzută.

Detergenți. Acestea sunt detergenți, ale căror componente principale sunt agenți tensioactivi (aditivi - enzime, înălbitori, parfumuri, inhibitori de coroziune etc.).

În apele ușor poluate, concentrația agenților tensioactivi variază de la miimi la sutimi de mg / l. Surfactanții sunt concentrați în pelicula de suprafață, formând un monostrat. Surfactanții nu aparțin unor substanțe foarte toxice, concentrația lor maximă admisibilă este de ~ 0,5-2 mg / l. Mai mult, acestea sunt extrem de frecvente datorită utilizării lor pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Ele pot spori efectul advers al altor poluanți care sunt toxici: măresc solubilitatea lor în apă, formând emulsii stabile, de exemplu; produse petroliere.

Fenoli. Compușii acestei clase sunt de obicei împărțiți în:

Volatile cu abur (fenol, crezoli, xilenoli, etc;

Non-volatile (poliatomice cum ar fi resorcinolul, pirogalolul etc.). Sursele de fenoli pot avea origine naturală- metabolismul organismelor acvatice, degradarea materiei organice și antropice, de exemplu, antiseptice. Conținutul de fenoli din ape nu depășește de obicei 20 μg / l.

Numeroasele surse de poluare ale Oceanului Mondial menționate mai sus sunt adesea mai convenabil grupate conform principiului „de mediu”, în care sursele sunt împărțite în trei mari grupuri:

§ marine - nave pentru diverse scopuri (inclusiv nave de război) și alte instalații și dispozitive operate în mediul marin; conducte, instalații și dispozitive utilizate în explorare și dezvoltare resurse naturale fundul mării și măruntaiele sale;

§ pe uscat - râuri și alte sisteme de apă care comunică cu mările, unde poluanții intră ca rezultat al deșeurilor și al deversărilor de apă încălzite de către întreprinderi industriale sau cu apele subterane contaminate din înmormântări de substanțe deosebit de dăunătoare (inclusiv deșeuri radioactive), precum și diverse instalații terestre care se varsă în mare;

§ atmosferice - diverse întreprinderi industriale, vehicule și alte obiecte care emit deșeuri gazoase dăunătoare în atmosferă, din care o cantitate mare din atmosferă pătrunde în bazinele oceanului.

S-a stabilit că posibilitățile naturale de neutralizare a poluării în ocean sunt practic epuizate astăzi. Scor general starea oceanului este mai alarmantă decât estimarea stării atmosferei. Pentru a menține echilibrul ecologic al spațiilor marine ale planetei noastre, este foarte important cooperarea internațională, inclusiv pentru dezvoltarea de standarde pentru modern drept internațional... Mediul natural este unul și indivizibil, schimbările în starea sa nu pot fi limitate la niciun spațiu specific. Niciun stat, oricât de potențial economic, științific și tehnic ar putea avea, nu poate rezolva toate problemele asociate cu conservarea și îmbunătățirea stării mediului. Specializarea și coordonarea internațională în domeniul științei și tehnologiei pot accelera crearea de procese cu deșeuri reduse și dispozitive anti-poluare eficiente.

Epuizarea apelor continentale.

În termeni generali, apele continentale sunt de obicei împărțite după cum urmează:

Suprafaţă,

Sol,

Subteran.

Apele dulci sunt distribuite extrem de inegal pe suprafața Pământului. Deci, în Europa și Asia, unde trăiesc 70% din populația lumii, doar 39% din apele fluviale ale lumii sunt concentrate. Pe teritoriul Rusiei, 82% din scurgerea râului cade pe regiunile nordice ale țării, care, din cauza condițiilor climatice, sunt de puțin folos pentru dezvoltarea agriculturii și sunt semnificativ mai puțin populate decât regiunile sudice, din punct de vedere economic mai dezvoltate , dar se confruntă cu un deficit de apă proaspătă.

Distribuția inegală a precipitațiilor și poluarea crescândă a hidrosferei au dus la faptul că în multe țări există un deficit de apă dulce.

Se produce epuizarea celor mai valoroase surse de apă dulce disponibile pentru om, apele subterane. Epuizarea orizonturilor superioare ale apelor subterane se observă în SUA, Germania, Marea Britanie, Olanda și Japonia. S-a raportat epuizarea bazinului artezian de sub Câmpia Kuban. Nivelul apelor arteziene lângă Krasnodar scade anual.

Cea mai serioasă îngrijorare este starea râurilor mici. Utilizarea necontrolată a apei, distrugerea centurilor forestiere de protecție a apei și drenarea mlaștinilor ridicate au dus la moartea în masă a râurilor mici. Biologii din Germania estimează că jumătate din cursurile și iazurile cartografiate ale țării s-au uscat; 90% dintre arcuri și mlaștini cu arcuri care țâșnesc în ele nu mai există.

Cu toate acestea, cea mai tangibilă lovitură a apei proaspete a fost provocată de tehnologiile moderne, deoarece sub influența lor poluarea râurilor și a lacurilor cu deșeuri industriale și menajere crește substanțele toxice. Doar industria deversează peste 160 km3 de efluenți industriali în râuri în fiecare an - netratate sau insuficient tratate. Poluează peste 4 mii km3 de ape ale râului, adică aproximativ 10% din debitul total al râului. În industrie țările dezvoltate această cifră atinge 30% sau mai mult.

În prezent, majoritatea râurilor lumii din canalele lor nu mai transportă apă proaspătă potrivită pentru alimentarea cu apă a populației, ci apă reziduală diluată din orașe, întreprinderi industriale, ferme de creștere a animalelor etc. În loc de apă pură în râuri, există soluții complexe și suspensii de substanțe chimice și bacterii dăunătoare.

Utilizarea imprudentă a apei, care depășește posibilitatea recuperării acesteia, precum și poluarea intensă a acesteia duc la transformarea unor zone întinse ale continentelor în deșerturi. Odată ce râurile și lacurile curate cu curgere completă sunt adesea superficiale, algele albastre-verzi se înmulțesc în ele, iar apa devine nepotrivită pentru băut sau pentru viața peștilor și a altor organisme acvatice.

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, până la 80% din toate bolile legate de calitatea mediului sunt rezultatul utilizării apei murdare de către populație.

Aproape 2,5 miliarde de oameni din întreaga lume suferă de dizenterie, hepatită, diaree și alte boli asociate cu poluarea apei.

Utilizarea apei dulci

Toate sectoarele economiei naționale care utilizează resursele de apă sunt împărțite în două categorii:

Utilizatorii de apă sunt industrii care utilizează rezervoare în diverse scopuri, dar nu efectuează aport irevocabil de apă. Acestea includ hidroenergia, transportul pe apă, pescuitul, utilitățile de aprovizionare economică și de băut.

Consumatorii de apă sunt industrii care iau apă din rezervoare, iar o parte din aceasta este utilizată irevocabil. Cei mai mari consumatori de apă sunt ingineria termică (în special centralele nucleare), agricultura și din industrie - chimică și metalurgică.

Un oraș modern cu o populație de 1 milion de oameni consumă 300 mii m3 de apă pe zi, din care 75 ... 80% se transformă în apă uzată.

Există următoarea clasificare a apelor dulci după scop:

Apă potabilă - apă în care indicatorii bacteriologici, organoleptici și indicatorii substanțelor chimice toxice se încadrează în limitele aprovizionării cu apă potabilă;

Apă minerală - apă, a cărei compoziție componentă îndeplinește cerințele medicale;

Apă termală - apă termală, a cărei resurse de energie termică pot fi utilizate în orice ramură a economiei naționale;

Apă industrială - apă, a cărei compoziție și resurse ale componentelor sunt suficiente pentru a extrage aceste componente la scară industrială;

Apă industrială - orice apă, cu excepția celor de mai sus, adecvată pentru utilizarea în economia națională.

În același timp, se disting următoarele tipuri de apă industrială:

Apă menajeră - apă utilizată în scopuri menajere, sanitare și igienice de către populație, precum și spălătorii, băi, cantine, spitale etc;

Apă pentru irigații - apă utilizată pentru irigarea terenurilor și irigarea plantelor agricole;

Apa de proces este apă care este în contact direct cu produsele și produsele și este subdivizată, la rândul său, în apă de formare a mediului, spălare și apă de reacție (apa de formare a mediului este utilizată pentru dizolvarea și formarea pastelor, în timpul îmbogățirii și prelucrării minereurilor , hidrotransport de produse și deșeuri de producție; apă de spălare - pentru spălarea produselor și produselor gazoase (absorbție), lichide (extracție) și solide, și reacția - în compoziția reactivilor, în timpul distilării și a proceselor similare);

Apa energetică este apă utilizată pentru a genera camere de abur și căldură, echipamente și medii, precum și pentru a răci produsele lichide și gazoase în schimbătoarele de căldură și solidele direct.

Apa energizantă poate fi reciclată și machiată (suplimentar). Apa este foarte des utilizată pentru răcirea produselor lichide și gazoase în schimbătoarele de căldură. Apa energetică nu intră în contact cu fluxurile de materiale și nu este poluată, ci doar se încălzește. În industrie, 65 ... 80% din consumul de apă este consumat pentru răcire.

Calitatea apei

Această caracteristică a compoziției și proprietăților apei determină adecvarea acesteia pentru utilizări specifice. Se disting următorii indicatori de apă, reglementați de documentele relevante:

Organoleptic;

Hidrochimic;

Microbiologic;

Determinarea caracteristicilor organoleptice este obligatorie pentru orice studiu al apei. Acestea includ culoarea, mirosul, gustul și gustul, turbiditatea și spumă.

Indicatorii hidrochimici ocupă un loc semnificativ în totalitatea datelor privind starea unui corp de apă și pot fi determinați prin metode de câmp sau de laborator. Pentru metodele de teren, o gamă largă de truse de testare este produsă în Rusia, permițându-vă să efectuați o analiză unificată direct la un corp de apă. Indicatorii hidrochimici ai calității apei determinați prin metode de câmp includ: valoarea pH-ului (pH), oxigenul dizolvat, mineralizarea (carbonați și hidrocarburați, sulfați, cloruri, reziduuri uscați, duritate totală, calciu și magneziu, cationi de sodiu și potasiu), elemente biogene (nitrați , fosfați, amoniu, nitriți), fluoruri, fier total.

valoare PH este una dintre cele mai informative caracteristici. Valoarea pH-ului în apele naturale este determinată de raportul cantitativ al CO 2 dizolvat în ioni de apă, hidrocarbonat și carbonat; procesele de fotosinteză (consumul de CO2 de către vegetația acvatică) și degradarea materiei organice; disocierea substanțelor de natură humică (apele mlaștinei au pH scăzut); hidroliza ionilor acvatici. Valoarea pH-ului fluctuează: în apele râurilor în intervalul 6,5-8,5, în precipitațiile atmosferice - 4,6-6,1; în mlaștini - 5,5-6,0; în apele oceanului - 7.9-8.3; în mine și mine - ~ 1; în lacurile de sodă - ~ 10. Valoarea pH-ului are un efect semnificativ asupra formei de existență a substanțelor în ecosistemele acvatice.

O evaluare integrală a calității apei se efectuează de obicei conform indicatorilor hidrochimici, dacă există cantități suficiente, și poate fi efectuată în mai multe moduri.

În cazul general, în prezența datelor privind mai mulți indicatori evaluați, este posibil să se calculeze suma concentrațiilor reduse ale parametrilor la MPC (principiul sumării efectelor). În acest caz, criteriul pentru calitatea apei este valoarea

Unde CU f eu- concentrația efectivă a substanței i în apa rezervorului.

Dacă există date cu privire la un număr suficient de indicatori, este posibil să se estimeze indicele de poluare a apei (WPI), care se calculează ca suma valorilor reale ale indicatorilor de calitate reduse la MPC pentru 6 poluanți principali ai apei:

(3.2)

Unde C i- valoarea medie a indicatorului determinat pentru perioada de observație (pentru monitorizarea hidrochimică, aceasta este valoarea medie a anului); MPCi - concentrația maximă admisibilă a unui poluant; 6 - număr strict limitat (limitat) de indicatori utilizați pentru calcul.

Ca o caracteristică integrală a poluării apelor de suprafață, se utilizează clase de calitate a apei, care sunt stabilite în funcție de valoarea WPI (a se vedea tabelul A.2 din apendicele 2).

La calcularea WPI, cei șase indicatori includ în mod necesar concentrația de RK (oxigen dizolvat) și valoarea BOD5, precum și încă 4 indicatori care sunt cei mai nefavorabili pentru un rezervor dat (apă), adică având cele mai mari concentrații relative (raport C i/ MPC i).

Oxigen dizolvatîntotdeauna conținute în apă naturală. În principiu, toate gazele conținute în atmosferă: O 2, H 2 S, N 2 CO 2 etc. sunt prezente în hidrosferă. Schimbul de gaze (echilibrul de fază) are loc prin filmul de suprafață. Principalele surse de oxigen dizolvat (conținut tipic ~ 14 mg / l) sunt atmosfera, activitatea fotosintetică, apa de ploaie și zăpadă, suprasaturată cu oxigen.

Cererea biochimică de oxigen (DBO) oferă o indicație relativă a conținutului de materie organică ușor oxidabilă și poate caracteriza cantitatea de deșeuri organice sau calitatea apei. Pentru a evalua acest parametru, se determină oxigenul dizolvat în probă, apoi este incubat cel puțin 5 zile într-un balon special în întuneric. Ca urmare a activității vitale a bacteriilor, oxigenul este cheltuit pentru oxidarea compușilor organici prezenți în apă. Scăderea oxigenului dizolvat într-o anumită perioadă de timp caracterizează DBO.

Determinarea conținutului de toxine chimice (pesticide, produse petroliere, metale grele, surfactanți sintetici etc.) îmbunătățește calitatea evaluării, dar este plină de dificultăți, deoarece analiza necesită echipamente de laborator speciale, tehnici complexe sau instrumente, foarte personal calificat etc. calitatea apei pentru acest grup de indicatori sau pentru unii dintre ei în unele cazuri este posibilă dacă folosim rezultatele analizelor de apă obținute de serviciile speciale - de mediu, sanitare, de pescuit etc.

Suprafata apei protejează împotriva înfundării, contaminării și epuizării. Pentru a proteja împotriva înfundării, acestea împiedică diverse deșeuri solide și alte obiecte să pătrundă în corpurile de apă de suprafață și în râuri. Pentru a proteja împotriva epuizării, sunt controlate debitele minime admise de apă. Următoarele măsuri sunt utilizate pentru a proteja împotriva contaminării:

- dezvoltarea tehnologiilor fără deșeuri și fără apă și reciclarea aprovizionării cu apă;

- epurarea apelor uzate (industriale, municipale etc.);

- pomparea apelor uzate în acvifere adânci (eliminarea subterană);

- purificarea și dezinfectarea apelor de suprafață utilizate pentru alimentarea cu apă și alte scopuri.

Tehnologii fără deșeuri și fără apă și aprovizionare cu apă reciclată. Principalul poluant al apelor de suprafață este apele reziduale. Cel mai eficient mod de a proteja apele de suprafață de poluarea apelor uzate sunt tehnologiile fără apă și fără deșeuri. În etapa inițială, alimentare cu apă circulantă. Sistemul său include o serie de instalații și instalații de tratare, care creează un ciclu închis de utilizare a apelor uzate, care, cu această metodă, este întotdeauna în circulație și nu intră în corpurile de apă de suprafață.

Tratarea apelor uzate. Există diverse metode de tratare a apelor uzate: mecanică, fizico-chimică, chimică, biologică și termică. În funcție de tipul de apă uzată, purificarea acesteia poate fi efectuată în orice mod sau combinate, cu tratarea nămolului (sau a excesului de biomasă) și dezinfectarea apelor uzate înainte de a fi evacuate într-un rezervor.

Curățare mecanică pe bază de strecurare, decantare și filtrare. În același timp, impuritățile mecanice insolubile sunt îndepărtate din apele uzate: nisip, particule de argilă, solzi etc. Curățarea fizico-chimică implică coagulare, sorbție, flotație, extracție și alte metode. Particulele fine suspendate, substanțele minerale și organice sunt îndepărtate din apele uzate. Curățarea chimică pe baza proceselor de neutralizare, oxidare, ozonare, clorurare. Apele uzate sunt purificate din substanțe toxice și microorganisme. Tratament biologic (biochimic) se bazează pe capacitatea microorganismelor de a folosi pentru nutriția lor mulți compuși organici și anorganici din apele uzate (hidrogen sulfurat, amoniac, nitriți etc.). LA termic Aceste metode sunt utilizate în tratarea apelor uzate industriale care conțin în principal componente organice foarte toxice care sunt distruse la temperaturi ridicate.

Cu toate metodele de tratare a apelor uzate, este necesar să tratați și să eliminați nămolul și sedimentele rezultate (în special atunci când curățați apele uzate toxice industriale). În acest scop, acestea sunt depozitate la depozite speciale, prelucrate în structuri biologice, prelucrate cu ajutorul plantelor (zambile, stuf etc.) sau arse în cuptoare speciale.

Injecția apelor uzate în acvifere adânci (eliminarea subterană) se efectuează printr-un sistem de godeuri de absorbție. Această metodă elimină necesitatea tratamentului și eliminării costisitoare a apelor uzate și a construirii de instalații de tratare.

Activități de agroforesterie și inginerie hidraulică protejează apele de suprafață de poluare și înfundare. Acestea previn eutrofizarea lacurilor, rezervoarelor și râurilor mici, apariția eroziunii, alunecările de teren, prăbușirea malurilor și reduc scurgerile de suprafață poluate.

Zone de protecție a apei protejează apele de suprafață de poluare, înfundare și epuizare. Ele sunt create în toate corpurile de apă. Lățimea lor pe râuri variază de la 0,1 la 1,5-2,0 km, incluzând câmpia inundabilă a râului, terasele și versantul litoral. Aratul terenului, pășunatul, utilizarea pesticidelor și a îngrășămintelor, lucrările de construcții etc. sunt interzise în aceste zone.

Apele subterane protejați de poluare și epuizare. Pentru a vă proteja împotriva epuizării, aplicați:

- reglarea regimului de admisie a apelor subterane;

- amplasarea rațională a prizelor de apă după zonă;

- determinarea valorii stocurilor operaționale ca limită a utilizării raționale a acestora;

- introducerea unui mod de funcționare a macaralei pentru puțurile arteziene cu auto-curgere etc.

Pentru a proteja apele subterane de poluare, se folosesc două grupuri de măsuri: preventivă și specială.

Acțiuni preventive sunt menite să prevină contaminarea. Acestea oferă un dispozitiv zone de protecție sanitară (ZSO) - teritorii din jurul surselor de alimentare cu apă potabilă centralizată, create pentru a exclude posibilitatea contaminării apelor subterane.

Evenimente speciale care vizează localizarea sau eliminarea focalizării poluării. Acestea asigură izolarea surselor de poluare de restul acviferului (perdele, pereți impermeabili), precum și interceptarea apelor subterane contaminate prin drenaj. Pentru a elimina focarele locale de poluare, se efectuează pomparea pe termen lung a apelor subterane contaminate.

Clasificarea industrială a apei și a sistemelor de alimentare cu apă

Apa utilizată de industrie este împărțită în apă de răcire, tehnologică și energetică în funcție de scopul său.

1. Apa de răcire este utilizată în circuitele de răcire a echipamentelor din metalurgie, energie, chimie și alte industrii, precum și pentru răcirea produselor intermediare și finite în diverse operațiuni și prelucrări.

2. Apa de proces, la rândul ei, este împărțită în formarea mediului, spălareși reacţionar. Apa care formează mediul este utilizată pentru a dizolva și a forma nămoluri, în timpul îmbogățirii și prelucrării minereurilor, transportului produselor și deșeurilor de producție. Apa de spălare este utilizată pentru spălarea produselor și produselor gazoase, lichide și solide. Apa de reacție este utilizată pentru prepararea reactivilor.

3.Energie apa este consumată pentru producerea aburului și, de asemenea, ca purtător de căldură pentru sistemele de încălzire.

Sistemele de management al apei, ca parte a întreprinderilor, sunt construite sub forma unui complex de structuri care asigură calitatea și cantitatea necesară de apă în diverse scopuri. Acest complex include: 1. instalații de alimentare cu apă dintr-o sursă de alimentare cu apă, 2. rețele de alimentare cu apă și de drenaj, 3. stații de pompare, 4. instalații de tratare și tratare a apelor uzate, 5. instalații de tratare a nămolurilor, 6. structuri de stabilizare a apei și compoziția chimică, 7. instalații pentru extragerea componentelor utile. Prin structură, se disting următoarele scheme de alimentare cu apă: flux direct, secvențial, circulant, nesfârșit, irosit.

Pentru a reduce la minim deversările de ape uzate, ar trebui să treceți la un sistem de alimentare cu apă în buclă închisă. Alcătuirea unui astfel de sistem cu apă proaspătă este utilizată dacă există o lipsă de apă tratată pentru a umple pierderile existente în sistem.

Au fost conturate mai multe direcții pentru a reduce poluarea apelor uzate.

1. Dezvoltarea și implementarea proceselor tehnologice anhidre.

2. Îmbunătățirea proceselor tehnologice existente menite să reducă volumul de apă consumată, pierderile irecuperabile ale acestora, pentru a reduce cantitatea de poluare care intră în apă.

3. Dezvoltarea și implementarea de echipamente tehnologice perfecte.

4. Aplicarea metodelor de răcire cu aer și apă-aer.

5. Îmbunătățirea eficienței utilizării apelor uzate tratate în sistemele de alimentare cu apă ale întreprinderii.

Implementarea acestor soluții este asociată cu crearea de tehnologii ecologice. Necesitatea creării unui sistem închis de gestionare a apei se datorează lipsei de apă.

Cea mai mare parte a activității de control al calității este efectuată de departamentele Roskomhydromet (apele de suprafață), Ministerul Resurselor Naturale (apele subterane, apele uzate de la întreprinderi) și Supravegherea sanitară și epidemiologică de stat (secțiunile corpurilor de apă utilizate pentru uz casnic și pentru băut rezerva de apa).

Pentru a limita poluarea obiectelor în conformitate cu cerințele normelor și normelor sanitare, se stabilesc deversări admise de ape uzate pentru utilizatorii resurselor naturale.

Descărcare maximă admisibilă(PDS) - masa unei substanțe din apele uzate, admisibilă pentru deversarea într-un corp de apă pe unitate de timp, care asigură calitatea normativă a apei în secțiunea de control. Acesta din urmă este luat la o distanță de cel puțin un kilometru deasupra aportului de apă, locul de recreere.

Resetare negociată temporar(VSS) - masa unei substanțe din apele uzate, corespunzătoare nivelului de tratare atins la instalațiile de protecție a apelor din întreprinderi, care depășește MPD și a fost de acord temporar să fie redirecționat într-un corp de apă pentru perioada de creștere a capacității și compoziției de tratare facilități pentru a atinge standardele MPD pentru toate substanțele, dar nu mai mult de 3 ani.

Pentru toate substanțele evacuate cu ape uzate, este stabilită clasa lor de pericol. Regulile și normele sanitare pentru protecția apelor de suprafață împotriva poluării subdivizează substanțele în patru clase de pericol:

Clasa I - extrem de periculoasă (plumb tetraetil);

Clasa a II-a - extrem de periculoasă (aluminiu, cadmiu);

Clasa a III-a - periculoasă (cupru, crom);

Clasa a 4-a - moderat periculoasă (cloruri, sulfați).

Atunci când substanțele standardizate sunt deversate în corpuri de apă în scopuri de pescuit, precum și substanțe din clasele 1 și 2 de pericol în corpuri de apă de utilizare economică a apei, MPD-urile sunt stabilite ținând seama de efectul comun al substanțelor cu același indice de pericol limitativ (LPI) ). Determinarea MPD și WSS pentru utilizatorii de apă se efectuează pe baza măsurătorilor analitice și a prognozei calității apei, care se efectuează prin calcul conform unei metodologii certificate de către serviciile hidrometeorologice din Rusia.

Protecția hidrosferei este organizată în Rusia, luând în considerare particularitățile aportului de impurități în corpurile de apă și include reglementarea:

Scurgere de suprafață în bazinul hidrografic;

Calitatea apelor uzate;

Calitatea apei în instalații.

Îndepărtarea impurităților din corpurile de apă din zona de captare este proporțională cu debitul de apă care intră în ele. Prin urmare, o scădere a aportului de impurități difuze (dispersate) se realizează prin implementarea măsurilor care contribuie la reținerea scurgerii în bazinul de captare. Aceasta reprezintă o creștere a gradului de acoperire a pădurilor în bazinele hidrografice, irigarea estuarului, arătura câmpurilor agricole în toamnă. În zonele joase, cu o creștere a acoperirii forestiere a bazinului hidrografic (raportul dintre suprafața bazinului acoperit cu pădure și suprafața totală a bazinului hidrografic), există o scădere a scurgerii de suprafață și o scădere a eliminării substanțelor. și regiunile semi-deșertice din Rusia, centurile de protecție a pădurilor au un anumit efect în prinderea impurităților din bazinul de captare.

Estuarele (zone coborâte sau îndiguite special ale câmpurilor agricole, inundate cu apă în primăvară) joacă un rol important în reținerea impurităților în bazinul de captare. Reducerea îndepărtării impurităților din bazin este, de asemenea, posibilă cu ajutorul fisurareși dispozitivul de tranșee umplut cu materiale ușor de filtrat. Cu toate acestea, intensitatea ridicată a muncii și intensitatea capitalului unor astfel de structuri nu contribuie la utilizarea lor pe scară largă.

Reglarea aportului de impurități cu apele uzate menajere și industriale se realizează utilizând un complex de instalații de tratare. Compoziția structurilor și schema tehnologică de amplasare a acestora sunt determinate de compoziția și consumul de ape uzate, adâncimea necesară de tratare și sunt stabilite în timpul procesului de proiectare. Adâncimea de tratare a apelor uzate de către instalațiile de tratare și îndepărtarea impurităților în corpurile de apă sunt stabilite pe baza standardelor maxime admisibile (MPD) și a evacuărilor convenite temporar (WSS).

Calitatea necesară a apei este asigurată de procesele de preparare și purificare. Pregătirea apei include procese: coagulare, purificare preliminară, filtrare, dezinfectare, dezodorizare și îndepărtarea substanțelor toxice. Tratarea apelor uzate se realizează prin metode distructive bazate pe distrugerea impurităților și prin metode regenerative bazate pe extracția și eliminarea ulterioară a componentelor valoroase conținute în apă.

Aproape toate realizările științei și tehnologiei moderne sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate. Metodele bazate pe aceste progrese includ: mecanice, biochimice, fizico-chimice, termochimice și termice.

Tratarea mecanică a apelor uzate. Impuritățile suspendate în apă au o gamă largă de dimensiuni, iar îndepărtarea lor necesită adesea mai multe etape de purificare. Cele mai mari impurități sunt precipitate prin filtrarea apei prin rețele și site plasate în colectoarele de canalizare în fața rezervoarelor de decantare.

Biochimic tratarea apelor uzate. Procesul de purificare se bazează pe capacitatea microorganismelor de a folosi mulți compuși organici și anorganici dizolvați în apele uzate pentru nutriție în procesul vieții. Metode aerobe și anaerobe cunoscute de purificare biochimică. Primul grup de metode se bazează pe utilizarea organismelor, pentru a căror activitate vitală este necesară o cantitate suplimentară de oxigen la temperaturi de 20-40 ° C. În această metodă, microorganismele aerobe sunt cultivate în nămol activat sau biofilm. Metodele anaerobe sunt implementate fără oxigen și sunt utilizate în principal pentru neutralizarea sedimentelor.

Nămolul activ include organisme vii (bacterii, protozoare, viermi, mucegaiuri, drojdii etc.), a căror comunitate formează o biocenoză și un substrat solid.

Microorganismele joacă rolul principal în procesul de tratare a apelor uzate biochimice. Procesele aerobe de purificare biochimică pot fi efectuate atât în condiții naturale, și în structuri artificiale. În condiții naturale, curățarea are loc în câmpuri de irigații, câmpuri de filtrare și iazuri biologice. Structurile artificiale sunt aerotanks și biofiltre de diferite modele, în care procesele de curățare se desfășoară la o viteză mai mare decât în ​​condiții naturale.

Câmpurile de irigații sunt terenuri special pregătite, utilizate simultan pentru tratarea apelor uzate și în scopuri agricole. Procesele de purificare sunt efectuate aici datorită acțiunii microflorei solului, a soarelui, a aerului și a vieții vegetale. Câmpurile de filtrare sunt similare câmpurilor de irigații, dar sunt utilizate numai pentru tratarea apelor uzate biologice. Apele uzate pentru tratare sunt furnizate prin sisteme de distribuție la stratul de subsol al câmpului de irigații, pe care îl implementează cel mai complet caracteristici benefice ape reziduale ca îngrășăminte.

Iazurile biologice sunt o cascadă de 3-5 etape de rezervoare prin care curge încet apa purificată. Iazurile sunt utilizate împreună cu alte instalații de tratare - atât pentru tratarea biologică, cât și pentru tratarea suplimentară a apelor uzate.

Curățarea în condiții artificiale se efectuează folosind rezervoare de aerare sau biofiltre. Un rezervor de aerare este un rezervor aerat din beton armat deschis, în care curățarea are loc în timp ce amestecul aerat de apă uzată și nămol activ curge prin el.

Biofiltrele sunt structuri ale corpului corpului cu o duză noduloasă și dispozitive de pulverizare pentru apa uzată și aer. Apa uzată este filtrată printr-o duză acoperită cu un film de microorganisme. În procesul de oxidare a apelor uzate, biofilmul își mărește masa, biofilmul uzat este spălat din duză și îndepărtat din biofiltru. Pachetul zdrobit, pietrișul, zgura, argila expandată, plasele din metal și plastic etc. sunt utilizate ca ambalaje.

Fizico-chimic tratarea apelor uzate. Adsorbția este utilizată pentru purificarea profundă a apelor uzate din impuritățile organice dizolvate (fenoli, agenți tensioactivi etc.) după purificarea biochimică, precum și dacă concentrația acestor impurități este scăzută și ele însele nu se biodegradează sau sunt foarte toxice. Metoda este extrem de eficientă (80-95%), vă permite să purificați apele uzate care conțin mai multe substanțe.

Metode termochimice și termice de eliminare a apelor uzate. Un loc special în tehnologiile de tratare a apelor uzate îl ocupă metodele de neutralizare a acestora din sărurile minerale conținute de Ca, Mg, Na etc., precum și compușii organici. Metodele termice sunt implementate în mai multe moduri:

Concentrarea apelor reziduale cu separarea ulterioară a solidelor;

Oxidarea impurităților organice în prezența unui catalizator;

Oxidarea în fază lichidă a substanțelor organice;

Neutralizarea focului.

Din metode termice foc este cel mai versatil și eficient. Este realizat în procesul de pulverizare a apelor uzate în gazele de ardere cu o temperatură de 900-1000 ° C. În acest caz, apa se evaporă complet, impuritățile ard, iar mineralele formează particule solide sau topite.

Caracteristici generale ale poluării apelor uzate. Termenul „apă uzată” unește apa de origine, compoziție și proprietăți diferite, care, după utilizarea umană, au primit poluare suplimentară și și-au schimbat calitatea.

Prin natura sa, poluarea apelor uzate este împărțită în organice, anorganice și biologice. Conform clasificării L.A. Kulskiy, toate impuritățile apelor uzate, indiferent de natura lor, sunt împărțite în patru grupuri (Tabelul 3.1).

Tabelul 3.1

Principalele grupuri de impurități după starea de dispersie de fază

Goppa	Caracteristica principală	Natura impurităților	impact
	Impurități grosiere insolubile în apă care formează suspensii și emulsii. Formați sisteme eterogene de apă instabile din punct de vedere cinetic	Impurități insolubile de natură organică și anorganică; microorganisme	Eliberarea din apă prin forțe gravitaționale sau centrifuge
	Gradul de dispersie coloidal cu o dimensiune a particulelor de cel mult 10-6 cm. impuritățile coloidale hidrofile și hidrofobe ale acestui grup formează un sistem eterogen cu apă cu proprietăți cinetice moleculare speciale	Sisteme coloidale; compuși cu greutate moleculară mare; din microorganisme - viruși	Distrugerea stabilității agregate a impurităților
	Gradul molecular de dispersie cu o dimensiune a particulelor de cel mult 10-7 cm. Formați sisteme omogene în apă	Compoziție diversă; sunt determinate în mare măsură de indicatori: miros, culoare, MIC și COD	Metode biologice și fizico-chimice
	Gradul ionic de dispersie cu o dimensiune a particulelor de cel mult 10-8 cm	Bazele, acizii și sărurile acestora	Metode fizico-chimice complexe: schimb ionic, separare prin membrană

În fig. 3.1 prezintă principalele metode de tratare a apelor uzate, a căror utilizare eficientă permite asigurarea protecției hidrosferei.

Metode mecanice de curățare. Separarea impurităților insolubile se bazează pe două principii diferite:

1) sub acțiunea gravitației și / sau a forțelor centrifuge (depinde de mărimea și greutatea specifică a particulelor). Forțele centrifuge sporesc separarea. Tratamentul preliminar (dur) al apelor uzate se bazează pe acest principiu. Gradul de purificare este de la 40% la 70% (cu tratamentul preliminar cu reactivi, eficiența extragerii impurităților crește la 90%);

Orez. 3.1.

2) filtrare și strecurare, când apa care conține impurități este trecută printr-un material filtrant permeabil la lichid și impermeabil la particule solide. Această metodă este utilizată pentru purificarea profundă (post-tratare) a apelor reziduale. Gradul de purificare atinge 99%. Procesul este însoțit de o cheltuială mare de energie.

Metodele de tratare mecanică independent pot fi utilizate dacă volumul apelor uzate este mult mai mic decât volumul rezervorului sau când, conform cerințelor de producție, apa industrială tratată mecanic poate fi utilizată în procesele tehnologice la o întreprindere (circulația apei din fabrică sau atelier) . În fig. 3.2 prezintă principalele dispozitive utilizate pentru tratarea mecanică a apelor uzate.

1. Apărarea este cea mai simplă, cea mai puțin consumatoare de energie și cea mai ieftină metodă de separare a solidelor suspendate de apele uzate cu o densitate diferită de densitatea apei. Pentru separarea cu succes, este necesar să se creeze un regim de curgere laminară în stația de epurare. Sub influența gravitației, particulele de murdărie se așează pe fundul structurii sau plutesc la suprafața acesteia. Utilizarea hidrociclonilor și a centrifugelor crește eficiența separării.

Orez. 3.2.

Pentru tratarea apelor uzate menajere, în fața rezervoarelor de sedimentare se așează de obicei următoarele:

• grătare și site, care sunt concepute pentru a reține contaminanți mari, în principal de origine organică;
• capcane pentru grit, care sunt folosite pentru captarea impurităților de origine minerală, în principal a nisipului. Păstrează particule cu un diametru mai mare de 0,25 mm.

Capcanele de nisip trebuie să fie proiectate cu un flux de instalații de tratare de peste 100 m 3 / zi.

Rezervoare verticale de sedimentare - acestea sunt, de regulă, rezervoare cilindrice (sau pătrate în plan) cu fundul conic cu un diametru de până la 10 m și o capacitate de până la 3000 m 3 / zi. Mișcarea apei limpezite în rezervoarele de sedimentare are loc în direcție verticală - de jos în sus. Particulele suspendate sunt depozitate în fluxul ascendent al apei. Viteza de proiectare a debitului ascendent nu trebuie să depășească 0,5-0,6 mm / s; înălțimea zonei de sedimentare este de obicei de 4-5 m. Colectarea apei limpezite se efectuează folosind jgheaburi periferice sau radiale prin dig. Sedimentul care a căzut în partea de nămol a rezervorului de decantare este îndepărtat prin conducta de nămol. Volumul de nămol este calculat pentru un volum de nămol de două zile. Panta părții conice a fundului bazei este luată cu cel puțin 45-50 ° pentru a asigura alunecarea sedimentului.

Demnitate rezervoarele verticale de sedimentare sunt simplitatea designului și ușurința de utilizare, dezavantaj - adâncime mare a structurilor, care limitează diametrul lor maxim la 9 m, eficiență redusă de clarificare.

Eficiența clarificării apelor uzate în rezervoarele verticale de sedimentare este scăzută (de obicei nu depășește 40% pentru îndepărtarea solidelor suspendate), care este cu 10-20% mai mică decât în ​​rezervoarele de sedimentare orizontale și radiale.

Rezervoarele verticale de sedimentare sunt utilizate ca primare în instalațiile generale de tratare a plantelor.

Rezervoare orizontale de sedimentare - rezervoare dreptunghiulare cu o adâncime a zonei de sedimentare (H) egală cu 1,5-4,0 m, o lungime de 8-12 N (uneori până la 20 N), cu o lățime de coridor de 3-6 m. Îndepărtarea sedimentului din ele este efectuată printr-o metodă hidraulică sau prin deplasarea răzuitorilor ... Distribuția uniformă a apelor uzate pe lățimea bazinului se realizează folosind un canal transversal cu o digă sau o partiție perforată. Pentru a reține substanțele plutitoare la ieșirea din bazin, este instalată o partiție, scufundată în apă cu 0,25 m.

Viteza orizontală a mișcării apei în bazin nu depășește de obicei 10-12 mm / s, iar pentru apele uzate care conțin fulgi de aluminiu și hidroxizi de fier, este de 3-5 mm / s; durata depunerii apei este de 1-3 ore.În timpul epurării apelor uzate de coagulare, aceste rezervoare de sedimentare sunt echipate cu camere de floculare încorporate.

Meritele rezervoarele de sedimentare orizontale sunt rata de utilizare a volumului relativ ridicat (LA = 0,5) și efectul de clarificare realizat este de 50-60%, precum și posibilitatea plasării lor compacte cu alte facilități de tratament. Dezavantaje sunt: ​​fiabilitatea nesatisfăcătoare a mecanismelor utilizate în acestea pentru greblarea sedimentelor de tip vagon sau lanț, în special iarna; costurile de capital pentru construirea rezervoarelor orizontale de sedimentare sunt mai mari decât pentru cele radiale, datorită consumului mai mare (cu 30-40%) de beton armat pe unitate de volum de construcție.

Rezervoare de decantare radiale - acestea sunt de obicei tancuri rotunde cu un diametru de până la 60 m (uneori mai mult de 100 m), în care apa se deplasează de-a lungul unei raze de la centru la periferie. Viteza mișcării apei este variabilă: în centru este maximă, iar în periferie este minimă. Apa uzată curge printr-un dispozitiv central de separare într-un bazin, iar apa limpezită este colectată într-un jgheab periferic circular. Rezervoarele de decantare radiale sunt echipate cu ferme mobile cu acționare centrală sau periferică. Adâncimea părții curgătoare a decantorului este de 1,5-5 m, iar raportul dintre diametru și adâncime este de la 6 la 30 m. Durata șederii apei uzate în decantator este de 1,5-2 ore. Eficiența clarificării este de 50-55%. Au o performanță destul de ridicată.

Demnitate rezervoare de sedimentare radiale - o formă rotundă, care face posibilă reducerea grosimii necesare a panourilor de pereți datorită utilizării armăturii precomprimate de înaltă rezistență, care reduce consumul lor specific de material. Grinda rotativă le face ușor de acționat. Dezavantaj semnificativ rezervoare de decantare radiale - viteză crescută în zona de evacuare a apei, ceea ce duce la utilizarea ineficientă a unei părți semnificative din volumul rezervorului de decantare. Acest dezavantaj este eliminat în mare măsură la clarificatoarele radiale cu alimentare periferică de apă uzată. Colectarea apei limpezite se efectuează folosind o tavă inelară situată în centrul bazei. Acest design al bazinului face posibilă creșterea capacității sale de 1,3-1,5 ori.

Rezervoare de sedimentare cu strat subțire diferă într-o adâncime mică de depunere. Utilizarea clarificatoarelor cu strat subțire poate crește debitul de apă proporțional cu numărul de clarificatoare elementare (numărul de niveluri) sau poate reduce proporțional dimensiunile clarificatorului original.

Conform schemei de curgere a apei și a sedimentelor, rezervoarele de sedimentare cu strat subțire sunt împărțite în rezervoare de sedimentare:

• crossover- sedimentul separat se deplasează perpendicular pe mișcarea fluxului de apă clarificată (cea mai rațională proiectare);
• circuit contracurent- sedimentul separat este îndepărtat în direcția opusă mișcării fluxului de apă clarificată;
• circuit cu flux direct- sedimentul separat este îndepărtat în direcția care coincide cu direcția fluxului de apă clarificată. Prin proiectare, rezervoarele de sedimentare cu strat subțire sunt împărțite în

tubulare și lamelare. Elementul de lucru al bazinului tubular este un tub cu un diametru de 2,5-5 cm și o lungime de 60-100 cm. Panta tuburilor este de la 5 la 60 °. Aparatele cu o pantă mică a conductei funcționează într-un mod periodic și cu o pantă mare - într-un mod continuu. Apa este furnizată de jos în sus. Uniformitatea alimentării și distribuției apelor uzate pe secțiunea transversală a tuburilor și fluxul laminar de apă din tuburi determină eficiența clarificării apelor uzate în rezervoarele tubulare de sedimentare cu strat subțire. Sedimentul alunecă pe planurile înclinate și este îndepărtat. Rezervoarele tubulare de sedimentare sunt utilizate cu o capacitate de până la 170 mii m 3 / zi.

Rezervoarele de sedimentare cu strat subțire lamelar constau dintr-o serie de plăci înclinate paralel. Apa din bazin se deplasează paralel cu plăcile. Astfel de rezervoare de sedimentare sunt promițătoare pentru utilizare ca clarificatoare secundare.

Demnitate rezervoarele de sedimentare cu strat subțire se află în economia lor datorită volumului redus și a posibilității de utilizare a materialelor plastice, ceea ce simplifică fabricarea acestora, reduce greutatea și reduce costurile. Posibilitatea modernizării rezervoarelor de sedimentare existente prin instalarea celor tubulare sau lamelare este, de asemenea, un avantaj important. dezavantaje- solicitând uniformitatea alimentării cu apă uzată, este dificil să se îndepărteze sedimentele de pe rafturi.

2. Separarea în câmpul forțelor centrifuge. Pentru eliberarea solidelor suspendate în câmpul forțelor centrifuge, pot fi utilizate hidrocicloni cu presiune, multi-nivel și centrifuge. Un avantaj semnificativ al hidrociclonelor deschise față de cele sub presiune sunt productivitatea ridicată și pierderile mici de cap, de obicei nu depășesc 0,5 m. Mai puțin de 200 m 3 / h pentru un aparat. Acest tip de apă uzată include apele uzate care conțin solzi de la laminori. Apa este alimentată tangențial în partea cilindrică a aparatului.

Hidrociclonii deschiși funcționează adesea împreună cu alte instalații pentru tratarea mecanică a apelor uzate industriale, fiind prima sa etapă

În hidrociclonul sub presiune, curentul lichidului tratat intră prin conducta de ramificație tangențială în partea cilindrică și primește o mișcare de rotație. Dimensiunile proiectate ale hidrociclonilor sub presiune sunt selectate în funcție de debitul apei uzate, de concentrația și de proprietățile impurităților conținute în acesta. Dacă este necesară o tratare mai profundă a apelor uzate, se utilizează funcționarea secvențială a hidrociclonilor de diferite dimensiuni standard.

Pentru separarea apelor uzate, formate din două sau mai multe faze, suspensii (lichid - solid), emulsii (lichid - lichid) și aerosoli (gaz - solid sau gaz - lichid), se utilizează metoda de centrifugare. Procesul de separare a sistemelor are loc sub acțiunea forțelor centrifuge și vă permite să obțineți orice grad de separare.

Gradul de purificare din solidele în suspensie ajunge la 70-90%, iar cu utilizarea electroliților cu greutate moleculară ridicată, eficiența centrifugării este de 85-99%.

3. Filtrare.În timpul filtrării, apele uzate trec printr-un material poros care reține particulele solide și nu reține lichid (filtrat).

Filtrarea apei are loc sub influența unei diferențe de presiune la intrarea în filtru și la ieșirea din acesta și poate continua la presiunea atmosferică, la presiune ridicată (filtrare sub presiune) și sub vid.

Metode de curățare fizico-chimice. Principalele metode curățarea fizică și chimică apele uzate industriale sunt neutralizarea, precipitarea chimică, reducerea, oxidarea, coagularea, flotația.

• 1. Neutralizare. Se utilizează următoarele metode de neutralizare:
  • neutralizarea reciprocă a apelor uzate acide și alcaline;
  • neutralizare cu reactivi (soluții acide, var viu, var hidratat, sodă, sodă caustică, amoniac);
  • filtrare prin materiale neutralizante (var, calcar, dolomit, magnezit, magnezit ars, cretă).
• 2. Precipitații chimice. Depunerea chimică se reduce la legarea ionilor în compuși slab solubili. Alegerea precipitantului depinde de produsul solubilității compușilor formați (valoare minimă), de costul și disponibilitatea reactivului. Cea mai ieftină modalitate este de a converti ionii metalelor grele în hidroxizi ai metalelor corespunzătoare prin calciuire; de ​​obicei se folosește o soluție de lapte de var de 5%. Utilizarea sulfurii de sodiu duce la formarea de compuși mai greu de dizolvat decât hidroxizii.

Când pH-ul este depășit peste cel optim, poate avea loc dizolvarea hidroxizilor, acest lucru este caracteristic în special hidroxizilor de zinc. Cu utilizarea secvențială a bicarbonatului de sodiu și a hidroxidului de sodiu, se formează compuși de zinc puțin solubili ZnC0 3 Zn (OH) 2 H 2 0 sau cupru Cu (0H) 2 CO 3.

3. Oxidare: clorurare, ozonare, peroxid de hidrogen, fotochimie.

Clorurare. Când este introdus în apă, clorul este hidrolizat, formând acid hipocloros și clorhidric:

C1 2 + H 2 0HOC1 + HC1.

La pH mai mare de 4, acidul hipocloros se disociază în ion hipoclorit (OSH) și ion hidrogen, cantitatea maximă de hipoclorit se formează în mediu alcalin la un pH mai mare de 9. De exemplu, într-un mediu alcalin, hipocloritul oxidează cianuri toxice (CH_) în cianuri (CNO -):

CNT + OSG -> CNO “+ SG.

Clorinarea este principala metodă de purificare a apei potabile. Ozonare- metoda este costisitoare, necesitând un consum semnificativ de energie. Este coroziv pentru metal, astfel încât echipamentul trebuie să fie din oțel inoxidabil și aluminiu. Ozonul și compușii săi de apă distrug oțelul, fonta, cuprul, cauciucul și ebonitul.

Cu toate acestea, ozonul permite distrugerea poluanților care nu suferă oxidare biochimică. Ozonul este eficient în tratarea apelor uzate din compuși organici, cianuri, hidrogen sulfurat, compuși de sulf, produse petroliere, mangan și hidrocarburi. Procesul este simplu în proiectarea hardware, automatizarea completă a procesului este posibilă, produsele de oxidare sunt netoxice. Avantajele ozonizării includ: formarea unei cantități nesemnificative de sedimente, absența formării de impurități suplimentare în apa tratată, producerea oxidantului la fața locului, posibilitatea unei automatizări complete.

Oxidarea cu aer, peroxid de hidrogen. Oxigenul industrial, oxigenul atmosferic și peroxidul de hidrogen pot fi, de asemenea, utilizați pentru oxidarea fenolilor, cianurilor, tiocianatului, hidrogenului sulfurat și a altor impurități. În special, oxigenul este utilizat mai mult decât reactivii care conțin clor pentru oxidarea apelor reziduale sulfuroase din celuloză, rafinării de petrol și instalații petrochimice.

4. Coagulare. Prezența contaminanților fin dispersați face dificilă separarea solidului de lichid, de exemplu, în timpul decantării. Procesul de destabilizare a sistemelor fin dispersate cu utilizarea sărurilor de metale polivalente și formarea flocurilor se numește coagulare. Procesul de coagulare este însoțit de absorbția poluanților pe suprafața fulgilor coagulanți, care au un potențial izocinetic minim.

Se utilizează următoarele tipuri de coagulare.

Coagularea reciprocă a solului prin ajustarea modului de neutralizare. Această metodă poate fi aplicată pentru purificarea apelor uzate contaminate cu ioni metalici cu valență ridicată (> 3), care sunt capabili să schimbe amploarea și semnul sarcinii cu o modificare a valorii pH-ului. Apele reziduale acide sunt împărțite în două fluxuri egale, dintre care unul este neutralizat la pH = 3,8-4,5 cu formarea de hidroxizi metalici încărcați pozitiv, celălalt la pH = 10-12 cu formarea hidroxizilor încărcați negativ. Odată cu amestecarea ulterioară a acestor fluxuri, apare coagularea reciprocă a solului, iar rata sedimentării acestora crește; apa neutră se obține cu un pH de cel mult 5. În același timp, hidroxizii metalici cu o valență mai mică de trei sunt precipitați împreună. Această metodă poate fi utilizată pentru purificarea apelor acide de mină contaminate cu ioni de fier și aluminiu.

Coagularea folosind reactivi. Procesul de agregare utilizând reactivi - coagulanți a găsit o largă aplicație pentru tratarea apelor uzate.

Următorii reactivi sunt utilizați ca coagulanți:

• A1 2 (S0 4) 3 18H 2 0 - sulfat de aluminiu;
• A1 2 (OH) 5 C1 6H 2 0 - oxiclorură de aluminiu;
• NaA10 2 - aluminat de sodiu, este o bucată albă, produsul comercial conține 55% A1 2 0 3;
• FeS0 4 2H 2 0 - sulfat de fier II (sulfat feros);
• Fe 2 (S0 4) 3 2H 2 0 - sulfat de fier III (sulfat feros);
• FeCl 3 - clorură ferică.

Când sărurile de aluminiu și fier sunt introduse în apă, ca urmare a reacției de hidroliză, se formează hidroxizi de fier și aluminiu, care sunt slab solubili în apă.

Pentru o coagulare eficientă, este necesară formarea hidroxizilor insolubili, încărcați electric minim și a fulgilor coagulanți, din care, atunci când sunt coagulați într-un volum liber de apă, ar trebui să se formeze la rândul lor fulgi solizi mari.

Coagulare electrochimică. Ionii de aluminiu sau de fier necesari coagulării pot fi obținuți electrochimic. Pentru aceasta, se utilizează vase fără presiune - electrolizatori (electrocoagulatori), în care sunt coborâți electrozi plăcuți sau cilindrici din aluminiu sau oțel. Electrolizorul este conectat, de regulă, la o rețea de curent continuu. În procesul de dizolvare anodică a metalului, ioni A1 +3 sau Fe +2 intră în apă. Deoarece ionii de fier feroși sunt eliberați la electrozii de oțel, acesta este oxidat cu aer comprimat sau clor la Fe +3.

Se recomandă utilizarea producției electrochimice a unui coagulant la un consum redus de apă tratată.

5. Flotația. Metoda se bazează pe capacitatea particulelor hidrofobe de a adera la bulele de aer și de a fi realizate în produsul din spumă. Separarea prin flotație a poluanților de apele uzate poate fi o metodă promițătoare datorită vitezei procesului - nu mai mult de 30 de minute. Se folosește presiunea, spuma și plutirea coloanei (Fig. 3.3).

Orez. 3.3.

Dispozitivele de separare a spumei sunt utilizate pentru a elimina suspensiile subțiri, impuritățile fine. Flotația sub presiune este utilizată pentru a îndepărta produsele petroliere și solidele suspendate.

Fără utilizarea reactivilor, gradul de purificare nu depășește 20%, utilizarea reactivilor permite creșterea gradului de purificare până la 93%. Solidele naturale suspendate, de regulă, au o sarcină negativă, bulele au și o sarcină negativă, astfel încât probabilitatea de contact între suspensii și bulă este scăzută. De exemplu, pentru purificarea apelor uzate din ioni de metale neferoase, același set de colectoare este utilizat ca colectoare ca și pentru flotarea tipului corespunzător de minereu. Utilizarea polimerilor solubili în apă cu greutate moleculară mare intensifică procesul de flotație. Se utilizează coagulanți.

Natura saturației cu bule poate varia în funcție de proiectarea aeratorului și a sistemului de alimentare cu aer. Se disting următoarele scheme: flux direct, când toată apa purificată trece prin sistemul de saturație și apoi intră în mașina de flotație; recirculare, când 20-50% din apa limpezită trece prin saturator; parțial direct, când 30-70% din apa netratată trece prin saturator, iar restul este alimentat direct în camera de flotație.

Electroflotație. Metoda de electroflotare este aplicabilă pentru curățarea de ioni de metale neferoase sub formă de hidroxizi și săruri carbonice de bază, impurități fine, uleiuri, produse petroliere și agenți tensioactivi. Electroflotația (flotația electrochimică) este o combinație de două metode - electrocoagularea și flotația de spumă. Esența metodei constă în faptul că electrozii conectați la o sursă de alimentare sunt plasați în apă pentru a fi purificați. La anod (de exemplu, grafit) și catod (nichel, fier etc.), oxigenul și hidrogenul sunt eliberați sub formă de microbule, respectiv. Particulele capabile de flotație sau pregătite pentru flotație aderă la bule și sunt transportate în stratul de spumă (flotarea spumei). În cazul unui anod solubil (de exemplu, fier, aluminiu, cupru etc.), ionii metalici se vor deplasa către catod; acest fenomen este însoțit de formarea hidroxizilor metalici, care sunt buni coagulanți.

Se recomandă utilizarea electroflotației pentru purificarea apelor uzate care conțin o concentrație totală de metale de cel mult 200-300 mg / dm 3, altfel concentrația sedimentelor din produsul spumant scade. La o concentrație mai mare, se folosește sedimentarea, iar pentru tratament suplimentar, se folosește electroflotația.

6. Metode de absorbție. Absorbția este una dintre metode eficiente tratarea profundă a apelor uzate. Eficiența sorbției se datorează în primul rând faptului că sorbanții sunt capabili să extragă mulți compuși anorganici și organici din apă, inclusiv cei biologic rigizi, care nu pot fi eliminați din aceasta prin alte metode.

Toate substanțele fin dispersate, cu o suprafață dezvoltată, pot fi utilizate ca sorbanți - rumeguș, cenușă, turbă, argilă etc. Cele mai utilizate rășini sintetice de schimb ionic, carboni, materiale anorganice activate.

Mecanismul de absorbție depinde de natura absorbantului: sorbția moleculară (fizică) predomină pe carbonii activi, pe schimbătorii de ioni - reacția de substituție a schimbului de ioni; pe sorbanți anorganici - sorbție moleculară și chemisorbție. Procesul de sorbție poate avea loc în condiții statice și dinamice. Absorbția în condiții statice este utilizată dacă absorbantul este o substanță fin dispersată.

Sorbția pe carboni activi face posibilă realizarea purificării apei adânci până la standardele MPC, care este deosebit de eficientă pentru purificarea apelor uzate cu concentrare redusă și pentru extragerea componentelor valoroase (aur, uraniu, molibden, reniu etc.) din ape uzate.

De obicei, absorbția pe carboni activi este utilizată în combinație cu alte metode, de exemplu, purificarea microbiologică și ozonizarea.

Sorbția pe materiale anorganice. Pentru tratarea industrială a volumelor mari de ape uzate, cuarț, talc, dolomit și calcar (consum 500-1000 mg / dm 3), zgura cuptoarelor electrice de fabricare a oțelului a instalațiilor metalurgice (consum 75-200 mg / dm 3) sunt cel mai des folosit. Se mai folosesc argile, vermiculit, cenușă de la centralele termice și zeoliți.

Aplicarea tehnologiilor de schimb ionic. Tratarea apelor uzate folosind tehnologii de schimb ionic este o metodă promițătoare, dar costisitoare.

Utilizarea schimbului de ioni este limitată de gradul de salinitate al apelor uzate. Conținutul de sare nu trebuie să depășească 2 g / l, conținutul de ioni extrași în cantitate nu trebuie să depășească 1 g / l.

Tehnologiile de absorbție sunt folosite pentru a înmuia apa în circulație, desalinizarea deșeurilor și apa în circulație. Criteriul pentru aplicarea purificării sorbției ar trebui să fie raportul dintre adâncimea necesară purificării apei și costul organizării purificării, care include prelucrarea eluaților.

7. Metode biologice. Metodele biologice se bazează pe capacitatea microorganismelor de a oxida substanțe organice complexe la produse finale - dioxid de carbon și apă.

Metodele biologice au găsit o aplicare largă pentru tratarea apelor uzate în diverse industrii datorită consumului redus de energie, potențialului ridicat de energie recuperabilă (eliberare de gaze în timpul fermentării), absenței poluării secundare a apei, capacității de a furniza rate stricte de evacuare și costurilor de operare relativ mici.

Pentru tratarea biologică, apele uzate trebuie să aibă un pH cuprins între 6,5-8,5 și o temperatură de cel puțin 20 ° C, prin urmare, este necesar să se asigure încălzirea bioreactoarelor în sezonul rece în zona climatică a Rusiei. Raportul DBO / DCO poate fi evaluat în funcție de oportunitatea utilizării metodelor biologice pentru tratarea apelor uzate industriale: acest raport ar trebui să fie de cel puțin 0,67 (pentru apele uzate menajere, DBO p (lun / COD = 0,86). Raportul optim pentru procesul de tratare este raportul BOD: N: P = 100: 5: 1. Aportul accidental de metale grele (cupru, crom VI, cadmiu), chiar și în cantități mici (0,1 mg / l), poate perturba activitatea bacteriilor ...

Substanțele biodegradabile includ celuloză, praf de cărbune, lignină, tanin, rumeguș etc.

Microorganismele au nevoie de nutriție proporțională. Formula C | 06 H 18 () 0 45 N, 6 P caracterizează compoziția chimică generală a celulelor de biomasă. Apele uzate industriale sunt adesea deficitare în azot și fosfor.

Figura 3.4 prezintă clasificarea principalelor dispozitive pentru implementarea metodelor de curățare biologică.

Orez. 3. 4 .

Purificarea aerobă realizat de organisme care au nevoie de oxigen din aer liber și apare atât în ​​condiții naturale (corpuri de apă, iazuri oxidante, în câmpuri de irigații), cât și în instalații de tratare artificială (în rezervoare de aerare diferite sisteme, filtre de aer, biofiltre). Cel mai adesea, curățarea aerobă se efectuează în rezervoare de aerare - bazine deschise de tip flux cu aerare forțată, care conțin nămol activat. Nămolul conține un număr imens de bacterii și protozoare. Amestecul de nămol (apă uzată și nămol activat) este supus unei aerări intense, a cărei durată depinde de concentrația de impurități din apa uzată și de gradul de purificare specificat.

Procesul este influențat de: suficiența mediului nutritiv, temperatura, elementele toxice, gradul de aerare. Viteza de oxigen dizolvat nu este mai mică de 2 mg / l.

Iazurile din fabrici sunt un caz special de tratament aerob și sunt utilizate pentru tratamente suplimentare la multe întreprinderi metalurgice și fabrici de prelucrare. Defect aceasta metoda organizarea tratamentului biologic - moartea florei și faunei în timpul deversărilor de ape uzate salvoare. Gradul de purificare este în intervalul 95-99%.

Purificarea anaerobă, adică purificarea fără accesul oxigenului din aer are loc în menatenka - rezervoare de tip închis care conțin nămol anaerob, care include diverse grupuri de microorganisme care efectuează procese de fermentare. Compușii organici complecși sunt transformați în metan și dioxid de carbon. Prima comunitate bacteriană, formată din bacterii care formează acid, transformă compușii organici complecși în substanțe organice mai simple (acizi acetic, propionic și butiric), care servesc ca sursă de nutriție pentru a doua comunitate de bacterii care formează metan - acestea sunt principalele organismele de fermentație anaerobă, sunt anaerobe stricte și foarte sensibile la temperatură și la modificările pH-ului mediului: Eh 2 al sistemului variază de la -0,2 la +0,3 volți.

Curățarea anaerobă se efectuează în intervalul de temperatură de 30-60 ° C.

Avantajele metodei anaerobe includ: capacitatea de purificare a apelor uzate foarte poluate fără diluare preliminară și costuri de operare relativ mici, deoarece nu este nevoie de alimentare cu aer, iar conținutul de umiditate al nămolului și creșterea acestuia este de multe ori mai mic decât în proces aerob; în timpul procesului de fermentare, se formează o cantitate semnificativă de metan, care poate fi utilizată pentru necesități energetice.

Dezavantaje ale procesului: viteza redusă a procesului, rezistența biologică a unor compuși organici la descompunere, sensibilitatea ridicată a proceselor anaerobe la temperatură și concentrația substanțelor, pericolul de explozie al gazelor formate în timpul fermentării).

Concluzie. Pe baza metodelor de tratare a apelor uzate de mai sus, este posibil să se recomande următoarele soluții tehnologice pentru eliminarea poluanților, în funcție de tipul de apă uzată înainte ca acestea să fie evacuate în corpurile de apă de suprafață.

Ape uzate industriale.

Colector - omogenizator de ape uzate => instalații de tratare primară (rezervoare de decantare, dispozitive de flotație) => reactor (mixere, camere de floculare, dispozitive de separare) => tratare suplimentară (absorbție, filtrare, tehnologii cu membrană => descărcare.

Apă uzată menajeră.

Grile => capcană de nisip => rezervoare de sedimentare primare => bioreactor => rezervoare de sedimentare secundare => unitate de deshidratare a nămolului => unitate de post-tratament => unitate de dezinfecție => ieșire.

Apele reziduale de suprafață.

Capcane de nisip => rezervoare de sedimentare => eliberare la surse de suprafață.

Masa 3.2 prezintă costul comparativ al unor metode de curățare.

Tabelul 3.2

Date comparative privind costul metodelor de curățare selectate

Astfel, protecția hidrosferei se realizează prin organizarea unor scheme eficiente de tratare a surselor de formare a apelor uzate și reducerea sarcinii asupra mecanismelor naturale de autopurare a corpurilor de apă.

Capitol: Protejarea hidrosferei de poluarea industrială

Agenția Federală pentru Educație

Instituția de învățământ de stat

Învățământ profesional superior

Universitatea Tehnică de Aviație de Stat Ufa

abstract

„Protecția hidrosferei împotriva poluării industriale”

Finalizat: student

Supervizor:

Ufa 2010

Introducere

Importanța apei și a hidrosferei - învelișul de apă al Pământului - nu poate fi supraestimată. În acest moment, când rata de creștere a consumului de apă este enormă, când unele țări se confruntă deja cu o lipsă acută de apă dulce, problema reducerii poluării cu apă dulce este deosebit de acută.

Baza resurselor de apă din Rusia este scurgerea râului, în medie 4262 km 3 , din care 90% se încadrează în bazinele oceanelor arctice și Pacific. Bazinele Mării Caspice și Azov, unde trăiesc peste 80% din populația Rusiei și principalul său potențial industrial și agricol este concentrat, reprezintă mai puțin de 8% din volumul anual anual al debitului fluvial.

Creșterea consumului de apă de către industrie este asociată nu numai cu creșterea rapidă a acesteia din urmă, ci și cu o creștere a consumului de apă din producție, adică o creștere a consumului de apă pe unitate de producție. Deci, pentru producția de 1 tonă de țesătură de bumbac, fabricile cheltuiesc aproximativ 250 m 3 apă, și pentru producția de 1 tonă de fibre sintetice - 2590 - 5000 m 3 ... Este necesară multă apă pentru industria chimică și metalurgia neferoasă: producția de 1 tonă de amoniac durează 1000 m 3 apă, cauciuc sintetic - 2000 m 3, nichel - 4000 m 3 ... Pentru comparație: topirea a 1 tonă de fontă durează 180-200 m 3 apă.

Utilizarea apei pentru uz casnic este una dintre legăturile din ciclul apei în natură. Dar legătura antropogenă a ciclului diferă de cea naturală prin faptul că în procesul de evaporare, doar o mică parte din apa folosită de om revine în atmosfera desalinizată. Cealaltă parte (aproximativ 90%) este deversată în râuri și corpuri de apă sub formă de ape uzate contaminate cu deșeuri industriale.

Este de o mare importanță să răspundem nevoilor populației de apă potabilă în locurile de reședință prin sisteme de alimentare cu apă potabilă centralizate (prioritare) sau necentralizate. Surse

Alimentarea centralizată cu apă este apă de suprafață, a cărei pondere în aportul total de apă este de 68%, iar apa subterană este de 32%. În zonele rurale, utilizarea instalațiilor și dispozitivelor pentru sistemele descentralizate de alimentare cu apă potabilă predomină în scopuri potabile. Apa din fântâni, izvoare și alte surse de alimentare cu apă descentralizată nu este protejată de poluare și, prin urmare, prezintă un pericol epidemiologic ridicat.

Aproape toate sursele de alimentare cu apă de suprafață din ultimii ani au fost expuse poluării antropogene dăunătoare, în special râuri precum Volga, Don, Severnaya Dvina, Ural, Ufa, Tobol, Tom, precum și alte râuri din Siberia și Extremul Orient. 70% din apele de suprafață și 30% din apele subterane și-au pierdut valoarea de băut și au trecut în categoriile de poluare - „condiționat de curat” și „murdar”. Aproape 70% din populația Federației Ruse folosește apă care nu îndeplinește „apa potabilă” GOST. O situație deosebit de dificilă cu poluarea surselor de apă de suprafață s-a dezvoltat în regiunile Astrahan, Kemerovo, Kaliningrad, Tomsk, Tiumen, Iaroslavl, teritoriul Primorsky. Poluarea apelor subterane utilizate pentru alimentarea cu apă este în creștere, incluzând produse petroliere, metale grele, pesticide și alte substanțe nocive care pătrund în acvifere cu ape uzate.

Există mulți poluanți ai hidrosferei și diferă puțin de poluanții atmosferici. Cu toate acestea, și aici există unele particularități asociate proceselor și reacțiilor fizico-chimice.

Procese de autocurățare a rezervoarelor

Procesele de poluare din râuri și rezervoare sunt opuse procesului de auto-purificare, care este înțeles ca o combinație de procese hidrochimice, biochimice, chimice și fizice care conduc la o scădere a concentrației de poluanți și cu auto-purificare completă - la refacerea aspectului natural al unui corp de apă.
Poluarea și autopurarea maselor de apă ale râurilor, lacurilor și rezervoarelor sunt procese interconectate care apar sub influența factorilor locali care acționează direct în râul sau rezervorul considerat și, în general, acționează asupra bazinului hidrografic al unui corp de apă. Acești factori pot fi împărțiți în naturali și antropici.
Este recomandabil să se facă distincția între corpurile de apă externe și cele interne ale factorilor de poluare și autopurarea corpurilor de apă. LA factori externi Poluarea ar trebui să fie atribuită, în primul rând, deversării apelor uzate într-un corp de apă și fluxului în ea a maselor de apă ale afluenților sau apelor subterane care conțin poluanți într-o concentrație mai mare decât apa obiectului în cauză. Aceasta include, de asemenea, cazurile de poluare a apei prin atmosferă și evaporarea de la suprafața corpurilor de apă, ducând la o creștere a concentrației anumitor substanțe limitative în apele lor.
Un factor extern de auto-purificare este intrarea într-un râu sau lac de ape mai puțin poluate decât apele acestui obiect, sau ape complet curate, afluenți și precipitații atmosferice.
Atunci când se iau în considerare factorii de autopurificare și poluare din corpurile de apă, este necesar să se țină seama de regimul hidrologic al corpurilor de apă, de caracteristicile hidrodinamice ale curenților care se formează în acestea, care determină transferul și difuzia poluanților, sedimentarea și roiling-ul ulterior. de solide suspendate. Rol important procesele biologice de poluare pot juca, de exemplu, eutrofizarea corpurilor de apă. De asemenea, este necesar să se ia în considerare procesele chimice de transformare a substanțelor, degradarea acestora, sinteza etc.

Un rol imens în auto-purificarea corpurilor de apă revine factorilor biologici, a căror acțiune se datorează relațiilor complexe ale organismelor acvatice. Organismele acvatice sunt organisme vegetale și animale adaptate vieții din mediul acvatic. Acestea includ microbi, alge verzi, protozoare, bacteriofagi etc.

Relația locuitorilor acvatici se poate dezvolta sub formă de simbioză sau antagonism. În cele din urmă, aceste interacțiuni duc la autopurarea rezervorului.

Poluarea rezervoarelor cu canalizare, deșeuri industriale determină reproducerea crescută a microbilor saprofiti, care descompun compușii organici complecși în compuși minerali simpli (CO2, MN3) și îi pun la dispoziție pentru hrănirea organismelor autotrofe (azotante, bacterii de sulf și fier, alge). Rolul principal în eliminarea substanțelor solubile din corpurile de apă revine microbilor.

Algele verzi și unele bacterii - locuitorii râurilor, lacurilor, mării - produc substanțe antibiotice care au un efect dăunător asupra microbilor care au pătruns în corpurile de apă, printre care pot exista agenți cauzali ai bolilor infecțioase ale oamenilor sau animalelor. Apa de mare are un efect virucid asupra enterovirusurilor. Anumite tipuri de bacterii marine au proprietăți antagoniste în raport cu stafilococul, Escherichia coli.

Protozoarele absorb coloizi, suspensii și microbi, inclusiv patogeni, din corpurile de apă. Un ciliat în 1 oră digerează până la 30.000 de microbi. La rândul lor, protozoarele și algele moarte servesc drept hrană pentru bacteriile saprofite.

Bacteriofagii determină liza (dizolvarea) bacteriilor omoloage (de exemplu, dizenteria facalizează bacteriile dizenterice; fagul antraxului - agentul cauzator al antraxului etc.) și contribuie la purificarea corpurilor de apă din microbii patogeni. Bacteriofagii se găsesc de obicei în râurile și apa de mare poluate în apropierea așezărilor.

Mecanismul acțiunii antimicrobiene a organismelor acvatice enumerate nu este același: de la absorbția directă a bacteriilor până la liza lor sau eliberarea de substanțe antibiotice în rezervor.

Toți hidrobionții sunt implicați în autopurarea rezervorului; cu toate acestea, rolul principal revine microflorei acvatice, a cărei compoziție cantitativă și calitativă se modifică în funcție de conținutul de substanțe organice din apă.

Gradul de poluare al unui rezervor se numește saprobitate și caracterizează caracteristicile rezervorului: o anumită concentrație de substanțe organice, stadiul corespunzător al mineralizării lor, condițiile pentru dezvoltarea și compoziția microorganismelor. Există trei zone principale de saprobicitate: polisaprobică, mezosaprobică, oligosaprobică.

Zona polisaprobică (zonă de poluare puternică) - apa este poluată cu substanțe organice, numărul de microorganisme ajunge la câteva milioane în 1 ml, în timp ce bacteriile putrefactive intestinale și anaerobe predomină, provocând procesul de descompunere și fermentare.

Zona mezosaprobică (zona de poluare moderată) se caracterizează prin mineralizarea materiei organice cu predominanță a proceselor oxidative și nitrificare pronunțată. Numărul de bacterii din 1 ml de apă este de sute de mii, iar conținutul bacteriilor coli este redus semnificativ.

Zona oligosaprobică (zona apei pure) nu conține de obicei materie organică. Numărul de bacterii din 1 ml de apă este de zeci, sute, prevalează bacteriile de sulf și fier.

Astfel, prezența unei anumite compoziții cantitative și calitative a microorganismelor în diferite zone de probabilități sanitare caracterizează activitatea procesului de auto-purificare a rezervorului.

Autocurățarea mărilor și oceanelor este un proces complex în care componentele poluării sunt distruse și incluse în circulația generală a substanțelor. Capacitatea mării de a procesa hidrocarburi și alte tipuri de poluare nu este nelimitată. În prezent, multe zone de apă și-au pierdut deja capacitatea de auto-purificare. În unele golfuri, golfurile acumulate în cantități mari în sedimentele de fund s-au transformat practic în zone moarte.

Există o relație directă între numărul de bacterii oxidante de petrol și intensitatea poluării cu petrol din apa de mare. Cel mai mare număr microorganismele au fost eliberate în zonele de poluare cu petrol, în timp ce numărul bacteriilor care cresc pe petrol ajunge la 106-107 pe 1 litru de apă de mare. Alături de numărul de microorganisme, diversitatea speciilor lor este în creștere. Acest lucru, cel mai probabil, se poate explica prin complexitatea mare a compoziției chimice a uleiului, ale cărei componente diferite pot fi consumate doar de anumite tipuri de microorganisme. Microorganismele oxidante cu petrol pot fi considerate ca indicatori ai poluării cu petrol din apă.

Organismele marine implicate în procesele de auto-purificare includ moluștele. Există două grupuri de moluște. Primul include midii, stridii, scoici și altele. Acestea sunt caracterizate de o cochilie bivalvă. De obicei, cochiliile cochiliei sunt ușor deschise și puteți vedea clar cum două tuburi - sifoane - ies de sub manta curcubeului. Printr-un sifon, apa de mare este aspirată cu toate particulele suspendate în el, care sunt depozitate într-un aparat special al moluștei, iar prin cealaltă, apa de mare purificată revine în mare. Toate particulele comestibile sunt absorbite și bulgări mari nedigerate sunt aruncate afară. O scoică mare de moluște poate trece prin ea însăși până la 70 de litri de apă pe zi și astfel o poate purifica de posibile impurități mecanice și de unii compuși organici. Alte animale marine mănâncă precum midiile - briozoari, bureți, ascidieni.

La moluștele celui de-al doilea grup, învelișul este fie învârtejitor, de formă ovală-conică (rapana, littorina), fie seamănă cu un capac (farfurie de mare). Trăgându-se peste pietre, grămezi, ancoraje, plante, fundul navei, curăță suprafețe uriașe acoperite în fiecare zi.

Deținătorul recordului este molușul cardium, care face parte din fauna Mării Caspice. În ciuda dimensiunilor reduse (aproximativ 2,5 cm), în procesul de hrănire, reușește să filtreze până la 15 litri de apă pe zi. În același timp, componentele uleiului dizolvate în el, ca substanțe nepotrivite nutriției, sunt învelite în mucus și în acest „pachet” sunt aruncate în fund.

Oamenii de știință se străduiesc să studieze activitatea organismelor marine, inclusiv a algelor, pentru a găsi noi modalități eficiente de combatere a poluării corpurilor de apă, în special a Mării Caspice, care este bogată în pești.

Autopurarea apei de râu are loc ca urmare a diluării acesteia apă curatăși afluenți proaspeți. În acest sens, concentrația substanțelor organice în apă scade și se creează condiții nefavorabile pentru reproducerea microbilor. Decantarea particulelor organice și anorganice insolubile în apă și, împreună cu acestea, bacteriile, efectul distructiv al razelor ultraviolete asupra microorganismelor, contribuie la autopurarea rezervorului.

Tipuri de ape uzate

Poluarea resurselor de apă înseamnă orice modificare a proprietăților fizice, chimice și biologice ale apei din rezervoare datorită deversării de substanțe lichide, solide și gazoase în ele, care cauzează sau pot provoca neplăceri, făcând apa acestor rezervoare periculoasă pentru utilizare, cauzând daune economiei naționale, sănătății și siguranței publice.

Poluarea apelor de suprafață și subterane poate fi clasificată după cum urmează:

Mecanică - o creștere a conținutului de impurități mecanice, caracteristică în principal tipurilor de poluare de suprafață;

Chimic - prezența în apă a substanțelor organice și anorganice cu acțiune toxică și netoxică;

Bacterian și biologic - prezența în apă a unei varietăți de microorganisme patogene, ciuperci și alge mici;

Radioactiv - prezența substanțelor radioactive în apele de suprafață sau subterane;

Termic - eliberarea apei încălzite de la centralele termice și nucleare în rezervoare.

Principalele surse de poluare și contaminare a corpurilor de apă sunt apele uzate insuficient tratate de la întreprinderile industriale și municipale, complexele mari de animale; deșeuri de producție din dezvoltarea mineralelor minereu, ape uzate din mine și mine; ape uzate de la prelucrarea lemnului și rafting; transportul apelor uzate și feroviare; deșeuri artificiale de la întreprinderi metalurgice etc.

Poluanții apelor uzate, pătrunzând în rezervoarele naturale, duc la modificări calitative, care se manifestă în principal printr-o modificare a proprietăților fizice ale apei (apariția unui miros neplăcut, gust etc.), într-o modificare a compoziției sale chimice.

Apele uzate industriale sunt poluate în principal cu deșeuri industriale și emisii. Compoziția cantitativă și calitativă a acestor efluenți este diversă și depinde de ramura industriei și de procesele sale tehnologice. După compoziție, apele uzate sunt împărțite în trei grupe principale, care conțin:

Impurități anorganice (inclusiv toxice);

Impurități organice;

Contaminanți anorganici și organici.

Primul grup include apele uzate din soda, sulfat, plante de îngrășăminte cu azot, fabricile de îmbogățire a plumbului, zincului, minereurilor de nichel etc., care conțin acizi, alcali, ioni de metale grele etc. Apele reziduale din acest grup modifică în principal proprietățile fizice de apa.

Apele uzate ale celui de-al doilea grup sunt deversate de rafinăriile de petrol și instalațiile petrochimice, instalațiile de sinteză organică, instalațiile chimice de cocs, etc. Apele uzate conțin diverse produse petroliere, amoniac, aldehide, rășini, fenoli și alte substanțe nocive. Efectul nociv al apelor reziduale din acest grup este în principal în procesele oxidative, ca urmare a conținutului de oxigen din apă scade, necesitatea biochimică pentru aceasta crește și caracteristicile organoleptice ale apei se deteriorează.

Apa uzată din cel de-al treilea grup se formează în procesele de galvanizare a suprafețelor, producerea de plăci cu circuite imprimate pentru echipamente electronice, în cocs-chimie și alte procese tehnologice. Acești efluenți conțin acizi anorganici, ioni de metale grele, surfactanți, uleiuri, coloranți, rășini și alte substanțe.

Petrolul și produsele petroliere în etapa actuală sunt principalii poluanți ai corpurilor de apă interioară, apelor și mării Oceanului Mondial. Odată ajunși în corpurile de apă, acestea creează diferite forme de poluare: pelicula de ulei plutind pe apă, produse petroliere dizolvate sau emulsionate în apă, fracțiuni grele așezate la fund, etc. Acest lucru schimbă mirosul, gustul, culoarea, tensiunea superficială, vâscozitatea apei , scade cantitatea de oxigen, apar substanțe organice nocive, apa capătă proprietăți toxice și reprezintă o amenințare nu numai pentru oameni. Doar 12 grame de ulei face o tonă de apă inutilizabilă.

Fenolul este un poluant destul de dăunător al apelor industriale. Fenolul se găsește în apele reziduale ale multor plante petrochimice și ale produselor secundare de cocs. În același timp, procesele biologice ale rezervoarelor, procesul de auto-purificare a acestora, scad brusc, apa capătă un miros specific de acid carbolic.

Apele uzate din industria celulozei și hârtiei

Apele uzate din industria celulozei și hârtiei afectează negativ viața locuitorilor corpurilor de apă. Oxidarea pulpei de lemn, descompunerea rășinii și a altor produse extractive este însoțită de absorbția unei cantități semnificative de oxigen, ceea ce duce la moartea ouălor, a puilor și a peștilor adulți. Diverse tanini sunt eliberate în apă din lemnul și scoarța în descompunere, iar lemnul în derivă adesea înfundă complet fundul, privând peștii de locurile de reproducere și locurile de hrănire. Fibrele și alte substanțe insolubile din efluent înfundă apa și îi afectează proprietățile fizico-chimice. La pești și la hrana lor - nevertebratele - aliajele molare sunt reflectate negativ.

Instalațiile de energie nucleară poluează râurile cu efluenți radioactivi. Substanțele radioactive sunt concentrate în cele mai mici microorganisme planctonice și în pești, apoi sunt transferate altor animale de-a lungul lanțului alimentar. S-a stabilit că radioactivitatea locuitorilor planctonici este de mii de ori mai mare decât radioactivitatea apei în care trăiesc.

Apele uzate cu radioactivitate crescută (100 Curie la 1 litru sau mai mult) trebuie îngropate în bazine subterane fără scurgere și în rezervoare speciale.

Creșterea populației, extinderea orașelor vechi și apariția de orașe noi au crescut semnificativ fluxul apelor uzate menajere în apele interioare. Aceste ape uzate au devenit o sursă de poluare a râurilor și lacurilor cu bacterii patogene și helminți. Într-o măsură și mai mare, detergenții sintetici, folosiți pe scară largă în viața de zi cu zi, poluează corpurile de apă. De asemenea, sunt utilizate pe scară largă în industrie și agricultură... Conținute în ele substanțe chimice pătrunderea în ape uzate a râurilor și lacurilor are un impact negativ semnificativ asupra regimurilor biologice și fizice ale corpurilor de apă. Ca urmare, capacitatea apelor de a se satura cu oxigen scade, activitatea bacteriilor care mineralizează substanțele organice este paralizată.

Datorită expansiunii Industria alimentară iar creșterea bovinelor se face din ce în ce mai simțite de stocurile întreprinderilor din aceste industrii.

Apele uzate care conțin fibre vegetale, grăsimi animale și vegetale, materii fecale, reziduuri de fructe și legume, deșeuri din industria de tăbăcit și celuloză și hârtie, zahăr și fabrici de bere, carne și produse lactate, conserve și produse de cofetărie, sunt cauza poluării organice a apei corpuri.

Apele uzate conțin de obicei aproximativ 60% din substanțe de origine organică, aceeași categorie de substanțe organice include poluarea biologică (bacterii, viruși, ciuperci, alge) în apele municipale, medicale și sanitare și deșeurile de la tăbăcării și întreprinderile de spălare a lânii.

Ape uzate din industriile de galvanizare

Acoperirile galvanizate sunt utilizate în aproape toate industriile. În Federația Rusă, potrivit experților, astăzi există aproximativ 7000 de astfel de magazine (numai la Moscova există mai mult de 300 de magazine și secțiuni de galvanizare, producția de circuite imprimate pentru echipamente electronice). Galvanizarea este unul dintre principalii consumatori de metale neferoase și substanțe chimice destul de scumpe. Consumă cel puțin 15% nichel, 50% zinc, 70% cupru produs în țara noastră. Suprafața totală a produselor supuse acoperirii galvanice a depășit 0,5 miliarde m până în 2002. 2 / a, iar până în 2005 se ridica la 2 bcm 2 / G. În ciuda diferențelor semnificative în tehnologia acoperirilor metalice ale diferitelor produse, toate creează deșeuri în timpul funcționării, care pot fi în stare lichidă, solidă, păstoasă sau gazoasă, prezentând un grad diferit de pericol și toxicitate pentru mediu și oameni.

În fiecare an, cel puțin 650 de milioane de tone de apă curată sunt consumate pentru spălarea produselor după galvanizare. În fiecare an, la spălarea produselor după galvanizare, cel puțin 3300 de tone de zinc, 2400 de tone de nichel, 2500 de tone de cupru, zeci de mii de tone de alte metale, acizi și alcali sunt scoase din băile de lucru.

Sursele de poluare a mediului în galvanizare nu sunt doar apa de spălare, ci și soluțiile de deșeuri concentrate. Eșecul soluțiilor de lucru apare din cauza acumulării de substanțe organice și anorganice străine în electroliți și a unei încălcări a raportului principalelor componente ale băilor galvanice. Descărcările de soluții reziduale în volum reprezintă 0,2-0,3% din cantitatea totală de ape uzate, iar în ceea ce privește conținutul total de poluanți descărcați, acestea ajung la 70%. Natura salvă a acestor deversări perturbă funcționarea instalațiilor de tratare, ducând la pierderi irecuperabile de materiale valoroase.

Ingerarea apelor uzate netratate sau insuficient tratate și a altor tipuri de deșeuri care conțin metale neferoase în corpurile de apă dăunează economiei naționale și mediului nu numai din cauza pierderilor de metale utilizate în producție, ci și din cauza impactului negativ imens al acestora asupra mediului . Astfel, conform datelor Moskompriroda, la Moscova peste 100 de mii de tone de deșeuri lichide care conțin aproximativ 18 tone de metale neferoase sunt evacuate în sistemul de canalizare pe zi, datorită tehnologiilor imperfecte pentru tratarea apelor uzate și a nămolului. În lista orașelor din Federația Rusă, Moscova este unul dintre orașele cu un grad ridicat de poluare a aerului, a apei și a solului.

Sursele tehnogene de pericol din ultimii ani au devenit factori de risc de mediu mai serioși decât cei naturali. Există peste 70 de instalații cu risc chimic (COO) la Moscova. Două grupuri de întreprinderi aparțin instalațiilor chimic periculoase din Moscova. Primul grup este format din întreprinderi industriale în care substanțele chimice periculoase sunt materii prime, se formează în etape intermediare ale proceselor tehnologice, sunt produse finale și sunt utilizate la fabricarea anumitor produse. Al doilea grup include numeroase obiecte ale industriei alimentare, în care substanțele toxice puternice sunt utilizate în unitățile de refrigerare și congelatoare (amoniac), depozitele de produse alimentare cu amănuntul (amoniac), stațiile de tratare a apei (clor), instalațiile Mosvodokanal, depozitele și bazele reactivilor chimici și acizi, CHP (amoniac, acid sulfuric și clorhidric), benzinării (benzină, motorină) și altele. Trebuie remarcat faptul că 50 din 70 de obiecte periculoase din punct de vedere chimic aparțin celui de-al doilea grup. Mai mult, obiectele celui de-al doilea grup, de regulă, sunt situate de obicei în interiorul orașului - în zone dens populate. KhOO Moscova conține de la 1,5 la 170 de tone de amoniac, de la 10 la 400 de tone de acid clorhidric, de la 5 la 340 de tone de clor, până la 60 de tone de acid sulfuric și până la 110 tone de acid azotic.

În același timp, mai mult de 5 mii de întreprinderi și organizații industriale sunt situate pe teritoriul Moscovei, incluzând aproximativ 2,5 mii de întreprinderi de transport cu motor, 13 centrale termice și sucursalele acestora (CHP), 63 de stații termale și de cartier (RTS și KTS) ), 103 centrale termice de încălzire, peste 1200 de centrale termice industriale și municipale (KBK). Apele uzate și emisiile acestora sunt variate și variate, deci este dificil să emiți recomandări pentru tratarea sau eliminarea efluenților și emisiilor. Această problemă nu poate fi rezolvată folosind o abordare globală și unificată. Soluția este posibilă numai pe baza unui studiu cuprinzător al compoziției efluenților, a clasificării acestora și apoi a selectării echipamentelor de tratament adecvate.

Apă uzată încălzită de la centralele termice

Apele reziduale încălzite de la centralele termice și alte industrii provoacă „poluare termică”, care amenință cu consecințe destul de grave: există mai puțin oxigen în apa încălzită, regimul termic se schimbă brusc, ceea ce afectează negativ flora și fauna rezervoarelor, în timp ce condițiile favorabile sunt apar pentru dezvoltarea în masă în rezervoare de alge albastru-verzui - așa-numita „floare a apei”.

Când este utilizată în procesele tehnologice, apa este contaminată cu diverse substanțe organice și minerale, inclusiv cu substanțe otrăvitoare. Una dintre sursele de poluare a mediului cu substanțe dăunătoare și, în principal, metale grele, sunt apele uzate din industriile de galvanizare.

Apele uzate de la uzinele chimice, precum și apele uzate evacuate de pe teritoriul întreprinderilor industriale pot fi împărțite în trei categorii:

Ape uzate industriale (utilizate în procesul tehnologic de producție sau generate în timpul extracției mineralelor);

Apele uzate menajere (de la unitățile sanitare ale clădirilor și clădirilor industriale și neindustriale, precum și de la instalațiile de duș disponibile pe teritoriul întreprinderilor industriale);

Scurgere atmosferică (ploaia și zăpada se topesc).

Ape uzate industrialepoate fi împărțit în două tipuri principale: nepoluat și poluat.

Ape uzate industriale necontaminateprovin din refrigerare, compresor, schimbătoare de căldură. În plus, astfel de efluenți se formează în timpul răcirii echipamentelor tehnologice și a produselor de producție.

Ape uzate industriale contaminateconțin diverse impurități, astfel de drenuri pot fi poluate în principal cu impurități organice sau în principal minerale.

Apele uzate industriale se pot distinge și prin proprietăți fizice, de exemplu, prin punctul de fierbere: fierbere la temperaturi sub 120 ° C, 120-250 ° C și peste 250 ° C (în funcție de proprietățile impurităților pe care le conțin).

După gradul de agresivitate, apele uzate se împart în: a) ușor agresive (ușor acide, pH 6-6,5 și ușor alcaline, pH 8-9); b) foarte agresiv (puternic acid, pH 9); c) neagresiv (pH 6,5-8).

Pentru formarea compoziției apelor uzate industriale, tipul materiilor prime prelucrate are o mare importanță. Astfel, principala componentă poluantă a apelor uzate de la rafinăriile de petrol este petrolul și produsele petroliere. Compoziția apelor uzate depinde și de procesul tehnologic, compoziția componentelor inițiale, produsele intermediare, produsele fabricate, compoziția apei inițiale, condițiile locale și alți factori.

La diferite întreprinderi, chiar și cu aceleași procese tehnologice, compoziția apelor uzate industriale, regimul de drenaj și consumul specific pe unitate de producție nu vor fi aceleași.

Caracteristica calitativă a apelor uzate industriale este importantă pentru alegerea unei metode de tratare a acesteia, monitorizarea funcționării instalațiilor de epurare și evacuarea apelor uzate, precum și pentru rezolvarea problemelor legate de posibilitatea reutilizării apelor uzate, extracției și eliminării substanțelor care poluează apa.

Principalele tipuri de poluare

La nivel global, petrolul și produsele petroliere care pătrund în mediul acvatic ca urmare a extracției, transportului, procesării și utilizării ca combustibil și materii prime industriale sunt principalii poluanți ai hidrosferei de astăzi. Printre alte produse industriale, detergenții - detergenți sintetici foarte toxici - ocupă un loc special în ceea ce privește efectul lor negativ asupra mediului acvatic. Sunt greu de curățat și, între timp, cel puțin jumătate din cantitatea inițială ajunge în corpurile de apă. Detergenții formează adesea straturi de spumă în corpurile de apă, a căror grosime la ecluze și praguri atinge 1 m sau mai mult. "Insidios" deșeuri industriale care poluează apa sunt metale grele: mercur, plumb, zinc, cupru, crom, staniu etc., precum și elemente radioactive. Mercurul (fracțiuni de metilmercur) este deosebit de periculos pentru mediul acvatic.

Agricultura devine una dintre cele mai semnificative surse de poluare a apei. Acest lucru se manifestă în primul rând prin spălarea îngrășămintelor și pătrunderea lor în corpurile de apă. Nitrații și fosfații servesc ca un fel de îngrășământ pentru plantele acvatice. Ca urmare, rezervoarele „înfloresc” magnific, resursele alimentare (fitoplancton, microalge ale stratului de suprafață) cresc brusc, apoi crește numărul de pești, crustacee și alte organisme. Cu toate acestea, în timp, straturi uriașe de fitomasă se sting, consumând în același timp toate rezervele de oxigen. Sulfura de hidrogen se acumulează intens în rezervor, iar ea însăși, agonizând, „moare” treptat.

Din ce în ce mai mult, resursele de apă sunt contaminate cu erbicide și pesticide. Mai mult, gradul de acumulare și manifestare a toxicității acestora în într-o mare măsură depinde de caracteristicile hidrodinamice și termice ale corpului de apă. De exemplu, într-un corp de apă stagnant, o substanță chimică toxică se acumulează în sedimentele de fund, care devin o sursă de poluare cronică. Odată cu creșterea temperaturii, crește efectul toxic al aproape tuturor pesticidelor.

Poluare termala

Un tip specific de poluare a hidrosferei este termic (termic). Atunci când centralele electrice folosesc apa pentru condensarea aburului rezidual, o returnează într-un rezervor încălzit cu 10-30 ° C. Acest lucru duce la o scădere a conținutului de oxigen din mediul acvatic, o creștere a toxicității poluanților prezenți în acesta, o scădere a accesului luminii la vegetația acvatică și stimularea creșterii algelor dăunătoare albastre-verzi etc.

Poluare cu ulei

Să ne oprim mai detaliat asupra poluării mediului acvatic cu hidrocarburi petroliere. Potrivit multor surse, aproximativ 25-30 de milioane de tone din aceste substanțe intră în Oceanul Mondial în fiecare an. Căile de intrare ale acestora sunt diferite: 23% din poluarea totală cu petrol și produse petroliere este cauzată de deversarea penală a apelor de spălare și de balast de pe nave; 28% - pentru intrarea cu ape de râu; 17% - pentru pierderile din timpul revărsării petrolului de la cisterne în timpul încărcării; 16% pentru apele uzate industriale de pe uscat; 10% - pentru precipitații atmosferice; 5% pentru accidente de tancuri și 1% pentru foraje în larg.

Uleiul prins în mediul marin începe să se răspândească, străduindu-se să pătrundă în stratul monomolecular. Cu toate acestea, pete (lingouri) cu ulei pur în centru sunt aproape întotdeauna formate, în timp ce la periferia petelor apare o emulsie ulei-apă. Fracțiile ușoare de ulei se evaporă rapid. Astfel, evaporarea joacă un rol imens în redistribuirea hidrocarburilor dintre ocean și atmosferă. Accidentele petroliere frecvente cauzează o poluare gravă nu numai a mării, ci și a atmosferei! Fracțiile de ulei cu fierbere ridicată rămase după evaporare formează „bulgări” rășinoși care se pot scufunda până la fund. Anterior, acest efect a fost utilizat pe scară largă cu agenți de dispersie care scufundă uleiul pe fund. Cu toate acestea, această metodă a fost ulterior respinsă, deoarece agentul de dispersie (adică substanța chimică) s-a dovedit a fi mai toxic decât uleiul în sine.

Pe lângă dizolvare și evaporare, uleiul, odată ajuns într-un mediu acvatic, suferă o oxidare fotochimică și biologică intensă (în timp ce oxidarea a 1 litru de ulei necesită atât oxigen cât conține în 400.000 litri de apă). Este ușor să concluzionăm că acest lucru duce la epuizarea faunei marine din zona de coastă (în principal din cauza pierderii de oxigen).

Cea mai ușor solubilă parte a uleiului într-un mediu apos sunt hidrocarburile aromatice, care, de altfel, sunt considerate cele mai toxice. Acestea sunt cele care prezintă un pericol mortal pentru pești, în special pentru pui. Combustibilul diesel este, de asemenea, extrem de toxic, apele portuare poluante, în principal din cauza neglijenței (și adesea a acțiunilor penale) ale echipajelor navei.

Consecințele de mediu pe termen lung ale poluării Oceanului și, în general, ale întregii hidrosfere cu petrol și produse petroliere nu au fost suficient studiate. Există aspecte care încă așteaptă cercetări. Astfel, se știe că petrolul și produsele petroliere conțin întotdeauna hidrocarburi policiclice aromatice (HAP), care se caracterizează prin activitate cancerigenă. Până acum, se credea că principala sursă a unor astfel de substanțe extrem de periculoase este uleiul de motor uzat care pătrunde în mediul acvatic de pe nave. Cu toate acestea, în ultimii ani, s-a format un punct de vedere în știință, potrivit căruia unele organisme marine nu numai că pot acumula HAP, ci și le pot sintetiza din țiței. Dacă acest lucru este confirmat în viitor, atunci problemele vor crește.

Poluarea cu sare

Majoritatea efluenților conțin săruri anorganice. În special o mulțime de săruri se găsesc în efluenții industriali. Sărurile se formează în efluenți în principal prin neutralizarea acizilor și a alcalinilor, care sunt utilizați în cantități foarte mari în procesele industriale. Nocivitatea sărurilor pentru organismele acvatice se manifestă în primul rând prin încălcarea echilibrului osmotic. Majoritatea protozoarelor le îndepărtează din celule pompându-le cu vacuole contractile. Apa este pompată în mod constant de osmoză în citoplasmă, iar vacuolele contractile o scot în mediul extern. Deja o modificare a concentrației de sare în apă cu 0,3% duce la excreția afectată. În timp ce peștii reacționează puțin la nivelurile crescute de sare din apă, nevertebratele cu care se hrănesc sunt foarte sensibile la nivelurile crescute de sare. Dintre apele uzate, apele deversate de tăbăcăriile, care folosesc diverse săruri pentru finisarea pielii, sunt deosebit de bogate în sare. Ca urmare, cantitatea de sulfați ajunge la aproape 2000 mg / l, iar clorurile - până la aproape 8000 mg / l. Poluarea cu sare a corpurilor de apă dulce poate apărea nu numai datorită efluenților industriali, ci și datorită pătrunderii apei de mare în corpurile de apă dulce. O situație similară poate apărea în corpurile de apă situate lângă mare și canalele asociate. Dacă nivelul apei dintr-un corp de apă dulce scade, atunci apa de mare poate pătrunde în corpurile de apă și poate distruge o parte din faună și floră.

Poluarea tehnologică- acestea sunt contaminanți care se formează în apă în timpul utilizării sale în operațiuni tehnologice în producție. Acești contaminanți sunt standardizați, iar concentrația lor în apă este determinată de condițiile operațiunilor tehnologice, modurile de prelucrare a produselor etc.

A introdus poluarea- sunt toți ceilalți contaminanți care pătrund în apă și care nu pot fi luați în considerare și calculați înainte de a utiliza apa. Acestea sunt valori aleatorii. Procesele tehnologice (tăierea, găurirea, măcinarea etc.) sunt o sursă directă de poluare a apei. Apa este, de asemenea, contaminată în echipamente, conducte, unități de pompare a apei (pompe, pompe etc.), rezervoare de stocare și tratarea apei.

Efluentul industrial este un sistem complex de apă, care poate include tot felul de compuși. Prin urmare, înainte de purificare, este necesar să alegeți un algoritm pentru extragerea contaminanților din apă, adică pentru a determina tehnologia de purificare a apei și pentru aceasta este necesar să alegeți metodele și echipamentele adecvate.

Metode de tratare a apelor uzate

Pot fi selectate metode și echipamente tehnologice pentru tratarea apelor uzate, cunoscând concentrația admisibilă de impurități din apele uzate tratate. Trebuie avut în vedere faptul că eficiența necesară și fiabilitatea oricărui dispozitiv de tratare sunt furnizate într-un anumit interval de valori ale concentrației de impurități și ale debitelor apelor uzate. În acest scop, se utilizează media concentrației de impurități sau a debitului apelor uzate și, în unele cazuri, pentru ambii indicatori în același timp. Pentru aceasta, la intrarea în stația de tratare sunt instalate dispozitive de mediere., alegerea și calculul cărora depind de parametrii deversărilor de ape uzate care variază în timp. Alegerea volumului mediatorului pentru concentrația de impurități în apele uzate depinde de coeficientul de suprimare

k n = (C max - C cp) (C d - C mediu),

unde C max - concentrația maximă de impurități în apele uzate, kg / m 3; De miercuri - concentrația medie de impurități în apele uzate la intrarea în instalațiile de tratare, kg / m 3; C d - concentrația admisibilă de impurități în apele uzate, la care este asigurată funcționarea normală a instalațiilor de tratare, kg / m 3 .

În conformitate cu tipurile de procese implementate în timpul curățării, se recomandă clasificarea metodelor existente în mecanică, fizico-chimică și biologică.

Curățare mecanică

Pentru purificarea apelor uzate de solide suspendate, se utilizează filtrarea, decantarea, prelucrarea în domeniul forțelor centrifuge și filtrarea.

Strecurarea se efectuează în grătar și captatoare de fibre. În grilaje verticale sau înclinate, lățimea golurilor este de obicei de 15 ... 20 mm. Pentru a îndepărta sedimentele de substanțe de pe suprafața de intrare a grătarelor, utilizați manual sau curatare mecanica... Prelucrarea ulterioară a nămolului îndepărtat necesită costuri suplimentare și înrăutățește condițiile sanitare și igienice din cameră. Aceste dezavantaje sunt eliminate prin utilizarea grilajelor de zdrobire, care captează solide mari suspendate și le macină până la 10mm sau mai puțin. În prezent, sunt utilizate mai multe dimensiuni standard ale unor astfel de grătare, de exemplu, RD-200 cu o capacitate de 60 mE / h și un diametru al tamburului de plasă de 200 mm

Pentru izolarea substanțelor fibroase din apele uzate ale celulozei, hârtiei și întreprinderilor textile, se folosesc captatori de fibre,de exemplu, folosind discuri perforate sau sub formă de ochiuri mobile învelite cu un strat de masă fibroasă.

Decantarea se bazează pe decantarea liberă (plutitoare) a impurităților cu o densitate mai mare (mai mică) decât densitatea apei. Procesul de decantare se realizează în capcane pentru nisip, în rezervoare de sedimentare și în capcane pentru grăsimi.

Orez. 1 Diagrama unei capcane orizontale de nisip

1 - conductă de admisie; 2 - corpul capcanei de nisip; 3 - colector de nămol; 4 - conducta ramificatie de iesire; l este lungimea capcanei pentru nisip; H - înălțimea capcanei de nisip

Pentru a calcula aceste dispozitive de curățare, este necesar să cunoașteți rata de sedimentare liberă (plutitoare) a impurităților (m / s):

W o = gd h 2 (ρ h - ρ in) / (18m),

unde g - accelerație de cădere liberă, m / s 2; d h - diametrul mediu al particulelor, m; ρ h și ρ în - densitatea particulelor și a apei, kg / m 3 ; m este vâscozitatea dinamică a apei. Trece.

Capcanele de nisip sunt folosite pentru purificarea apelor reziduale din particule de metal și nisip mai mari de 0,25 mm În funcție de direcția de mișcare a apelor uzate, se utilizează capcane orizontale de nisip cu mișcare rectilinie și circulară a apei, verticale și aerate. Sedimentele sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate din particule mecanice mai mari de 0,1mm, precum și din particule de ulei. În funcție de direcția debitului apelor uzate, se utilizează rezervoare de sedimentare orizontale, radiale sau combinate. La calcularea rezervoarelor de sedimentare, de regulă, se determină lungimea și înălțimea acestuia. Există diferite metode pentru calcularea lungimii tancurilor de decantare.

Pentru a calcula lungimea decantorului l, se determină debitul apei uzate și dimensiunea secțiunii transversale a decantorului.

Tratarea apelor uzate în domeniul forțelor centrifuge se realizează în hidrocicloni și centrifugi deschise sau sub presiune. Hidrociclonii deschiși sunt utilizați pentru a separa impuritățile solide mari de apele uzate cu o viteză de sedimentare mai mare de 0,02 m / s. Astfel de hidrocicloni au o productivitate ridicată și pierderi de presiune reduse, care nu depășesc 0,5 m. Eficiența epurării apelor uzate din particule solide din hidrocicloni depinde de compoziția impurităților (material, dimensiune, forma particulelor etc.), precum și de proiectare și caracteristicile geometrice ale hidrociclonului ...

Orez. 2 Schema unui hidrociclon deschis

l - lungimea bazinului; H - înălțimea bazinului

Există hidrocicloni deschiși cu descărcare de fund a apei tratate, precum și hidrocicloni cu o partiție cilindrică internă.

Productivitate (m 3 / s) hidrociclon deschis

Q = 0,785qD 2,

unde q este consumul specific de apă; pentru un hidrociclon cu un deflector cilindric intern q = 7,15W 0 (W 0 –Viteza de sedimentare liberă a particulelor în apă, m / s); D – diametrul părții cilindrice a hidrociclonului, m

În fig. 3 prezintă o diagramă a unui hidrociclon sub presiune, care asigură purificarea apelor uzate atât din particule solide, cât și din produse petroliere. Apa uzată prin conducta de admisie 1 instalată tangențial în raport cu corpul hidrociclonului intră în hidrociclon. Datorită rotirii fluxului de apă uzată, particulele solide sunt aruncate pe pereții hidrociclonului și curg în colectorul de nămol 7, de unde sunt îndepărtate periodic. Apa uzată cu produse petroliere conținute în ea se deplasează în sus. În același timp, datorită densității mai mici a produselor petroliere, acestea sunt concentrate în miezul fluxului rotitor, care intră în camera de recepție 3, iar prin conducta 5, produsele petroliere sunt îndepărtate din hidrociclon pentru eliminarea ulterioară. Apa uzată, purificată din particule solide și produse petroliere, se acumulează în camera 2, de unde este evacuată prin conducta 6 pentru purificare ulterioară. Conducta 4 cu o zonă de curgere reglabilă este concepută pentru a elibera aer, care este concentrat în miezul fluxului turbionar al apelor uzate tratate.

Orez. 3 Schema unui hidrociclon combinat

Conductă cu 1 intrare; 2 camere; 3-cameră de primire; 4, 5, 6-conducte; 7-colector de nămol

Astfel de hidrocicloni sunt folosiți pentru tratarea apelor uzate de la magazinele de rulare cu o concentrație de particule solide și, respectiv, produse petroliere, 0,13 ... 0,16 și 0,01 ... 0,015 kg / m 3 iar eficiența lor de curățare este de aproximativ 0,7 și 0,5.

Filtrarea este utilizată pentru purificarea apelor uzate de impurități fin dispersate cu concentrația lor scăzută.

Este utilizat atât în ​​stadiul inițial al epurării apelor uzate, cât și după unele metode de epurare fizico-chimică sau biologică. Practic, două tipuri de filtre sunt utilizate pentru purificarea apelor reziduale prin filtrare: granulare, în care apa uzată tratată este trecută prin duze din materiale poroase nelegate și microfiltre, ale căror elemente de filtrare sunt realizate din materiale poroase lipite (plase, naturale și țesături sintetice, pulberi metalice sinterizate etc.). NS.).

Filtrele granulare sunt utilizate pentru purificarea fluxurilor mari de apă uzată de impurități solide fin dispersate (Fig. 4). Apa uzată prin conducta 4 intră în carcasa filtrului 1 și trece prin încărcarea filtrului 3 de particule de așchii de marmură, shungizit etc., situate între partițiile poroase 2 și 5. Apa uzată purificată din particule solide se acumulează într-un volum limitat de partiția poroasă 5 , și este îndepărtat din filtru prin conducta 8. Pe măsură ce particulele solide se așează în materialul filtrului, diferența de presiune din filtru crește și când se atinge valoarea limită, conducta de admisie 4 este închisă și aerul comprimat este furnizat prin conducta 9. El deplasează apa și particulele solide din stratul de filtrare 3 în jgheabul 6, care sunt apoi îndepărtate din filtru prin conducta 7. Avantajul designului filtrului este suprafața de filtrare dezvoltată, precum și simplitatea designului și eficiența ridicată.

În prezent, filtrele cu material filtrant din particule de spumă poliuretanică sunt utilizate pe scară largă pentru purificarea apelor uzate din produse petroliere. Particulele de spumă poliuretanică, care posedă o capacitate mare de absorbție a uleiului, asigură o eficiență de curățare de până la 0,97 ... 0,99 la o rată de filtrare de până la 0,01 m / s. În același timp, duza din spumă poliuretanică este ușor regenerată prin stoarcerea mecanică a produselor petroliere.

Metode de curățare fizico-chimice

Aceste metode sunt utilizate pentru curățarea de impuritățile dizolvate și, în unele cazuri, de solidele suspendate. Multe metode de purificare fizico-chimică necesită separarea profundă preliminară a solidelor suspendate de apele uzate, pentru care procesul de coagulare este utilizat pe scară largă.

Coagulare și floculare

Coagulare și floculare- acestea sunt alte metode, fundamental similare, de tratare fizico-chimică a apelor uzate industriale și a apelor uzate de altă origine. În timpul acestor procese, apare o reacție a substanțelor care poluează efluenții:
1. cu compuși minerali -acest proces de tratare a apelor uzate se numește coagulare;
2. cu agenți cu greutate moleculară ridicată -acest proces de tratare a apelor uzate se numește floculare.

Ca substanțecontribuind la coagularea poluării apelor uzatese folosesc în principal săruri de fier și aluminiu. Acești coagulanți au ca rezultat reactie chimica cu poluarea apelor uzate industriale, acestea se transformă în forme insolubile de hidroxizi ai acestor metale. În timpul formării lor, acești hidroxizi captează impuritățile organice și anorganice din efluent. În același timp, în apele uzate tratate se formează fulgi liberi. Acești fulgi pot fi apoi îndepărtați cu ușurință din apa tratată. Trebuie remarcat faptul că, atunci când se utilizează procesul de coagulare pentru purificarea efluenților industriali, se formează sedimente volumetrice cu umiditate ridicată. Aceste sedimente, după tratarea apelor uzate industriale, trebuie eliminate în viitor.

Esența metodei floculare pentru tratarea apelor uzateeste adsorbția (aderența) floculantului pe suprafața mai multor particule solide-poluanți ai efluenților. Acest proces produce și fulgi. Cel maisubstanțe floculante eficiente pentru tratarea apelor uzatesunt polimeri organici și acid silicic activat. Dezavantajul acestei metode de tratare a apelor uzate poate fi atribuit lipsei unei singure substanțe floculante pentru curățarea apelor uzate de majoritatea poluanților. În prezent, în legătură cu utilizarea sistemelor de alimentare cu apă circulantă, utilizarea metodelor fizico-chimice de tratare a apelor uzate este în creștere semnificativă, dintre care principalele sunt flotația, extracția, neutralizarea, sorbția, schimbul de ioni și purificarea electrochimică, hiperfiltrarea, evaporarea, evaporarea , evaporare și cristalizare.

Flotație

Flotația este menită să intensifice procesul de plutire a produselor petroliere atunci când particulele lor sunt învelite de bule de gaz furnizate apelor reziduale. Acest proces se bazează pe aderența moleculară a particulelor de ulei și a bulelor unui gaz fin dispersate în apă. Formarea agregatelor „particule - bule de gaz” depinde de intensitatea coliziunii lor între ele, interacțiunea chimică substanțele conținute în apă, presiunea excesivă a gazului în apele uzate etc.

În funcție de metoda de formare a bulelor de gaz, se disting următoarele tipuri de flotație: presiune, pneumatică, spumă, chimică, vibrație, biologică, electroflotare etc.

În prezent, electroflotația este utilizată pe scară largă la stațiile de epurare, deoarece procesele electrochimice care au loc în același timp asigură dezinfectarea suplimentară a apelor uzate. În plus, utilizarea electrozilor de aluminiu sau oțel pentru electroflotare determină tranziția ionilor de aluminiu sau fier în soluție, ceea ce contribuie la coagularea celor mai mici particule de impurități mecanice din apele reziduale.

Formarea unei faze gazoase dispersate în procesul de electroflotare are loc datorită electrolizei apei. Principalul constituent al gazelor de electroliză este hidrogenul; în același timp, se eliberează o cantitate mică de oxigen, clor, oxizi de carbon și azot.

Extracţie

Extracția apelor uzate se bazează pe redistribuirea impurităților apelor uzate într-un amestec de două lichide reciproc insolubile (apa uzată și extractant). Cantitativ, intensitatea redistribuirii este estimată de coeficientul de extracție

K e = C e / C în,

unde C e și C în - concentrația de impurități în extractant și în apele reziduale la sfârșitul procesului de extracție. În special, la purificarea apelor reziduale din fenol folosind benzen sau acetat de butil K ca extractant NS este 2,4 și respectiv 8 ... 12. Pentru a intensifica procesul de extracție, amestecarea unui amestec de apă uzată cu un agent de extracție se efectuează în coloane de extracție umplute cu duze din inelele Raschig.

Neutralizarea apelor reziduale este destinată separării acizilor, alcalinilor, precum și a sărurilor metalice pe bază de acizi și alcalii. Procesul de neutralizare se bazează pe combinația de ioni de hidrogen și o grupare hidroxil într-o moleculă de apă, în urma căreia apa uzată capătă o valoare a pH-ului de ≈ 6,7 (mediu neutru). Neutralizarea acizilor și a sărurilor acestora se realizează cu alcalii sau săruri de alcalii puternici: sodă caustică, potasiu caustic, var, calcar, dolomit, marmură, cretă, magnezită, sodă, deșeuri alcaline etc. Cel mai ieftin și mai accesibil reactiv pentru neutralizare apele uzate acide sunt hidroxid de calciu (var stins). Acizii sulfuric, clorhidric, azotic, fosforic și alți acizi pot fi folosiți pentru neutralizarea apelor uzate care conțin alcalii și sărurile acestora (apele uzate din fabricile de celuloză și hârtie și textile).

Consumul teoretic de alcali (acizi) pentru neutralizarea acizilor (alcali) conținuți în apele uzate este determinat în conformitate cu ecuațiile reacțiilor de neutralizare conform formulei

q = sM e / M k,

Unde c este concentrația de acid (alcalin) sau sărurile acestora în apele reziduale; M e și m k - greutățile moleculare ale alcalinilor (acidului) și acidului (alcalinelor) sau ale sărurilor acestora.

În practică, sunt utilizate trei metode de neutralizare a apelor uzate:

- filtrare - prin filtrarea apei reziduale prin duze din materiale aglomerate sau granulare;

- apă-reactiv - prin adăugarea unui reactiv la apa uzată sub formă de soluție sau substanță uscată (var, sodă sau zgură); apa reziduala alcalina poate fi folosita si ca solutie neutralizanta;

- semi-uscat - prin amestecarea apelor uzate foarte concentrate (de exemplu, o soluție galvanică uzată) cu un reactiv uscat (var, zgură), urmat de formarea unei mase pastoase neutre.

Sorbția este utilizată pentru a elimina impuritățile solubile din apele uzate. Orice materiale fin dispersate (cenușă, turbă, rumeguș, zgură, argilă) sunt utilizate ca sorbanți; cel mai eficient absorbant este cărbunele activ. Consumul sorbent

m = Q (Сo –С к) / δ,

Unde Q - consum de apă uzată, m 3 s; C o și C to –Concentrarea impurităților în sursă și în apele uzate tratate, kg / m 3; δ - sorbție specifică, care caracterizează cantitatea de impurități absorbite de o unitate de masă a absorbantului, kg / s.

Purificarea cu schimb de ioni este utilizată pentru desalinizarea și purificarea apelor uzate din ioni metalici și alte impurități. Curățarea se efectuează cu schimbătoare de ioni - rășini sintetice de schimb ionic realizate sub formă de granule cu dimensiunea de 0,2 ... 2mm Schimbătoarele de ioni sunt realizate din substanțe polimerice insolubile în apă care au la suprafață un ion mobil (cation sau anion) care, în anumite condiții, intră într-o reacție de schimb cu ioni cu același semn conținut în apele reziduale.

Distingeți între schimbătoarele de cationi puternic și slab acid (în H+ sau Na + - forma) și schimbătoare de anioni puternic și slab bazice (în OH- - sau sub formă de sare), precum și schimbătoare de ioni cu acțiune mixtă.

A) b)

Orez. 5. Tehnologic sistem tratarea apelor uzate cu schimb de ioni:

a - curățarea într-o etapă; b - purificare cu anionizare în două etape; c - curățare cu degazare intermediară și anionizare în două etape; K - filtru de schimb cationic; А - filtru de schimb anionic; D-calcinator. PB-rezervor intermediar

Curățarea electrochimică

Curățarea electrochimică, în special, oxidarea electrochimică se realizează prin electroliză și se realizează în două moduri: oxidarea substanțelor prin transferul de electroni direct pe suprafața anodului sau printr-o substanță purtătoare și, de asemenea, ca urmare a interacțiunii cu oxidanții puternici formați în timpul electrolizei.

Prezență în apele uzate destul ionii clorură determină apariția clorului activ în acesta în timpul electrolizei (C1 2, NOC1, C1 2 O, C1O, ClO3), care este cel mai puternic agent oxidant și este capabil să provoace distrugerea profundă a multor substanțe organice conținute în apele uzate.

Oxidarea electrochimică este utilizată pentru tratarea apelor uzate din procesele galvanice care conțin cianuri simple (KCN, NaCN) sau cianuri complexe de zinc, cupru, fier și alte metale. Oxidarea electrochimică se efectuează în electrolizere (de obicei de formă dreptunghiulară) în funcțiune continuă sau discontinuă. La anod, are loc oxidarea cianurilor în produse slab toxice și netoxice (cianați, carbonați, dioxid de carbon, azot), iar la catod, o descărcare de ioni de hidrogen cu formarea de hidrogen gazos și o descărcare de cupru , ioni de zinc, cadmiu s-au format în timpul disocierii anionilor complecși care conțin grupe CN-.

Hiperfiltrare

Hiperfiltrarea (osmoza inversă) este implementată prin separarea soluțiilor prin filtrareacestea prin membrane, ai căror pori au o dimensiune de aproximativ 1 nm, permit trecerea moleculelor de apă, reținând ioni de sare hidratate sau molecule de compuși nedisociați. În comparație cu alte metode de purificare, hiperfiltrarea necesită un consum redus de energie, instalațiile de purificare sunt structurale simple și compacte, ușor de automatizat, filtratul are un grad ridicat de puritate și poate fi utilizat în sistemele de alimentare cu apă în circulație, iar impuritățile concentrate ale apelor uzate sunt ușor de utilizat sau distrus.

Transportul de apă și solut prin membrană este estimat prin ecuații

Q = k 1 (P p -∆p);

F = k 2 ∆c,

unde Q este debitul apei prin membrană, m 3 / s, k 1, k 2 –Coeficienți de permeabilitate a apei și, respectiv, a substanței dizolvate, printr-o membrană specifică; R R - presiunea de lucru la intrarea în membrană, Pa; ∆р este diferența de presiune osmotică a soluției la intrarea în membrană, Pa, ∆с este diferența de concentrație a substanței dizolvate în apă la intrarea în membrană și ieșirea din ea, kg / m 3 ; F este masa solutului transportat prin membrană, kg.

Evaporare

Evaporarea se realizează prin tratarea cu abur a apelor reziduale care conțin substanțe organice volatile, care trec în faza de vapori și, împreună cu aburul, sunt îndepărtate din apele reziduale. Procesul de evaporare se realizează în instalațiile de evaporare, în care, atunci când curge printr-o coloană de evaporare cu duze din inelele Raschig către fluxul de abur viu, apa uzată este încălzită la o temperatură de 100 ° C. În același timp, impuritățile volatile conținute în apa uzată trec în faza de vapori și sunt distribuite între cele două faze (abur și apă) în conformitate cu ecuația

C n / C în = y,

unde C n și C în , - concentrația de impurități în abur și apă uzată, kg / m 3 ; y este coeficientul de distribuție.

Evaporarea, evaporarea și cristalizarea sunt utilizate pentru tratarea unor volume mici de ape uzate cu un conținut ridicat de volatil.

Pentru purificarea în profunzime a apelor uzate industriale contaminatese folosesc așa-numitele metode de tratare a apelor uzate cu membrană. Una dintre aceste metode de curățare este osmoza inversă. În acest caz, apa uzată este alimentată sub presiune către o membrană specială din polimer semi-permeabil (osmoză inversă). În acest caz, membrana trece prin apă curată șipoluanții efluenți sunt efectiv prinși... Metodele cu membrană pot fi utilizate pentru separarea de apele uzate și utilizarea substanțelor cu greutate moleculară mică, cum ar fi sărurile, acizii etc. Cu metode de curățare a membraneiape uzate se recomandă efectuarea tratamentului preliminar al apelor uzate.

Utilizare tehnologii cu membrană pentru tratarea apelor uzate

Tratarea apelor uzate cu membrană pentru întreprinderile industriale

Datorită varietății imense de instalații industriale și a compoziției individuale a fiecărei instalații, nu există soluții standard pentru sistemele de tratare a apelor uzate. Cu toate acestea, cerința generală pentru această problemă este următoarea - localizarea maximă a stațiilor de tratare a apei la locurile de formare a efluenților pentru a restitui apa tratată și componentele valoroase pentru a le reutiliza. Principalul avantaj al proceselor de tratare a apelor uzate cu membrană față de orice altă tehnologie este lipsa de reactivitate, ceea ce ne permite să îndeplinim această cerință.

Toate cerințele de strângere a serviciilor de mediu îi obligă pe producători să investească în propriile stații de epurare a apelor uzate. Deja astăzi, în Federația Rusă, costul deversării în canalizare este de 1 m 3 apele uzate industriale sunt egale cu costul de 1 m 3 apă dulce și apoi numai cu condiția ca standardele privind conținutul componentelor poluante din apă să nu fie depășite. Acest lucru provoacă deja o grabă pe piață.sisteme de tratare a apelor uzate cu membrană.

Tratarea apelor uzate care conțin produse petroliere emulsionate

Acest tip de apă uzată include apa de ploaie, lichide de tăiere a deșeurilor (lichid de răcire); canalizări de spălătorie auto, soluții de spălare uzate de reparații, întreprinderi și ateliere galvanice, de vopsire etc. Principala idee tehnologică a stațiilor de epurare a acestor ape uzate este prezentată în Fig. 6. Adesea, apa uzată inițială conține o fază solidă cu granulație grosieră - nisip, particule metalice și polimerice. Acestea sunt îndepărtate în sedimentul 1 sub formă de sedimente, iar faza lichidă intră în filtrul mecanic 2, unde este eliberat de particulele suspendate și coloidale de impurități solide. Filtratul intră în separatorul de colectare 3, de unde este alimentat către aparatul cu membrană 4. Cerințe pentru membrană - membrană de ultrafiltrare realizată din material extrem de hidrofil. Cu o viteză liniară ridicată garantată a lichidului, se eliberează permeat, care poate fi trimis înapoi la producție, iar concentratul este returnat colectorului 3. În el, concentrația de ulei crește treptat până când trece de la emulsie într-un continuu faza - un strat de produse petroliere pe suprafața apei. Acest strat este îndepărtat și alimentat de obicei până la incinerare.

Orez. 6 Diagrama de flux schematică a epurării apelor uzate care conține emulsii de ulei:

1 - bazin; 2 - filtru mecanic; 3 - separator de colectare; 4 - aparate cu membrană; 5 - soluție inițială; 6 - sediment; 7 - nămol; 8 - ulei; 9 - apă purificată

Tratarea apelor uzate care conțin ioni de metale grele

Acest tip include clătirea apelor uzate din producția galvanică, a apelor uzate de mină, a deșeurilor radioactive lichide. O caracteristică a acestor efluenți este o concentrație relativ scăzută de componente toxice pe fondul unui conținut ridicat de săruri neutre. De exemplu, la 500 mg / l de cloruri de Na + și Ca2 +, de exemplu, deșeurile galvanice conțin 10-50 mg / l dintr-unul dintre ioni Cr3 *, Cu2 +, Pb2 +, Zn2 +, Ni2 + etc. Deșeurile radioactive lichide conțin Cs137, Co60, Sr90 sau U237 în general nu pot fi măsurate în unități de masă. Pentru astfel de ape uzate multicomponente, metoda tehnologică ideală este ultrafiltrarea micelară. Procesul poate fi realizat în conformitate cu aceeași schemă tehnologică (vezi figura de mai sus), este necesară doar dozarea unui reactiv de asociere atent selectat în colecția 3. De obicei, procesul are loc într-un mod discontinuu, când, după o etapă lungă de acumulare a concentratului în colector la nivelul maxim posibil, totul este transferat imediat către o prelucrare ulterioară - separarea metalelor sau pregătirea pentru depozitare pe termen lung.

Curățare efluenți care conțin surfactanți

(Surfactanții sunt compuși cu molecule mici, M.m. ~ 300). Astfel de drenuri se formează în timpul spălării hainelor, după orice proces de spălare a echipamentelor și produselor. Aceste ape reziduale conțin agenți tensioactivi dizolvați și diverși contaminanți care au spălat suprafețele dure. Specificitatea acestor canalizări este următoarea circumstanță:

Contaminanții spălați sunt, de regulă, particule moleculare și coloidale ridicate: proteine, polizaharide, microorganisme, grăsimi, produse petroliere, oxizi metalici etc;

Rolul surfactanților în procesul de spălare și spălare este de a reduce tensiunea superficială a apei pentru a facilita fie dizolvarea moleculelor de murdărie în apă, fie transferul lor în apă sub formă de emulsii și suspensii.

Datorită proprietăților de separare a membranelor, apare o oportunitate unică de a readuce aproape complet surfactantul la refolosire (vezi Fig. 7).

Fig. 7 Schema schematică a procesării soluțiilor de curățare:

1 - mașină de spălat; 2 - capacitate; 3 - filtru mecanic; 4 - aparate cu membrană; 5 - adăugarea de surfactanți și apă; 6 - returnarea agenților tensioactivi și a apei; 7 - pătrunde cu surfactant; 8 - concentrat de impurități

După spălarea în mașina 1, soluția este colectată în recipientul 2, unde este pregătită pentru separare. Pe filtrul mecanic 3, particule solide mari sunt eliberate din soluție, se formează un permeat în aparatul cu membrană cu aceeași concentrație de surfactant ca în soluția de deșeuri, dar eliberat de toate tipurile de contaminanți. Consumul de concentrat poate fi crescut la 0,5-1,0% din cel inițial.

Purificarea apelor reziduale care conțin compuși proteici

Aceste ape uzate sunt generate în industriile de prelucrare și biotehnologie: zer după extracția de caș și brânză; bulionuri după prepararea peștelui în producția de făină de pește; lichide de cultură după izolarea produselor de sinteză microbiană din acestea, vinasă după distilarea alcoolului din piure. O caracteristică a acestor scurgeri este următoarea circumstanță:

Compușii proteici au o greutate moleculară foarte mare (Mw> 20.000), dar concentrația lor în apele uzate este scăzută pentru a le elibera prin denaturare - încălzire, sărare sau coagulare cu nesolvenți;

Toate proteinele sunt un aditiv alimentar sau furajos valoros;

De regulă, alte componente ale efluenților - compuși organici și minerali - au greutăți moleculare mici.

Un prim exemplu este prelucrarea apelor uzate de la fabricile de brânzeturi. Brânza este o proteină din lapte denaturată - cazeina, care este utilizată aproape complet. Dar, în paralel cu cazeina, laptele conține așa-numitele proteine ​​din zer, a căror valoare nutritivă este mult mai mare decât cea a cazeinei. Ele rămân în soluție, adică în ser și, înainte de apariția proceselor de membrană, întregul flux a fost complet evacuat în canalizare. Astăzi proteinele din zer sunt capturate într-un concentrat de ultrafiltrare și sunt utilizate la fabricarea produselor alimentare speciale.

Permeata de ultrafiltrare conține lactoză - zahăr din lapte, care este concentrat prin osmoză inversă, uscat și utilizat în industria de cofetărie.

Sisteme închise de gestionare a apei

Sarcina de tratare a apelor uzate este determinată de natura utilizării lor ulterioare în economia națională. În viitor, procentul de utilizare a apelor uzate suplimentare tratate în industria și serviciile municipale ar trebui să crească brusc. Sarcina finală este de a crea sisteme închise de gestionare a apelor din întreprinderi, în care să nu existe deversări de ape uzate în corpurile de apă.

Astfel, apare întrebarea schimbării abordare științifică, principiile proiectării și funcționării sistemelor de gestionare a apei în dezvoltarea întreprinderilor industriale, a complexelor teritorial-industriale (TPK) și a schemelor regionale de dezvoltare industrială.

Coroziunea metalului, care are loc în sistemele de alimentare cu apă circulantă a întreprinderilor industriale, provoacă mari daune economiei naționale.

În următorii ani, în multe zone industrializate cu stres echilibrul apei este planificată utilizarea apelor uzate urbane tratate în industrie, transport, construcții, servicii municipale și pentru irigarea terenurilor agricole.

Principalele condiții prealabile pentru crearea sistemelor închise de gestionare a apei din întreprinderile industriale sunt următoarele.

Crearea sistemelor închise de gestionare a apei pentru întreprinderile industriale necesită o schimbare în formularea cercetării științifice.

Este necesar să se treacă de la dezvoltarea metodelor individuale de tratare a apelor uzate la dezvoltarea unui sistem de gestionare a apei pentru întreprinderile industriale, care include optimizarea utilizării apei în toate operațiunile, industriile și atelierele; regenerarea soluțiilor de deșeuri; extragerea componentelor valoroase din apele uzate; metode de purificare a fluxurilor locale de apă uzată și crearea sistemelor locale închise de alimentare tehnică cu apă; soluționarea problemelor legate de purificarea profundă a apelor uzate, pregătirea acestora pentru reaprovizionarea sistemelor de alimentare cu apă în circulație; tratarea apei reciclate a acestor sisteme; neutralizarea precipitațiilor.

Cu această formulare a întrebării în cel mai scurt timp sistemele de gestionare a apelor din întreprinderi pot fi dezvoltate luând în considerare metodele deja cunoscute de tratare a apelor uzate și acele noduri pentru care în prezent nu există soluții gata preparate sau cele cunoscute nu sunt optime; cu alte cuvinte, vor fi stabilite sarcinile cercetărilor ulterioare în domeniile îmbunătățirii tehnologiei de bază și a epurării apelor uzate.

În unele cazuri, va fi cel mai rațional să se creeze sisteme închise de gestionare a apei la întreprinderi industriale individuale, în TPK sau regiuni.

Astfel, soluția la problema creării sistemelor închise de gestionare a apei din întreprinderile industriale pune o serie de noi probleme, de a căror soluție depinde momentul introducerii acestor sisteme.

În prezent, se acordă o atenție specială creării complexelor teritoriale de producție (TPK) ca principală unitate economică, deoarece soluționarea problemelor are o mare importanță pentru dezvoltarea economiei naționale. utilizare teritorială diverse resurse naturale.

În acest caz, este recomandabil să se introducă sisteme de tratare biologică la toate instalațiile mari de procesare a peștilor TPK cu prelucrarea suplimentară a nămolului activ în exces în îngrășăminte organominerale adecvate pentru utilizare în agricultură.

Complexul agroindustrial (AIC) este una dintre cele mai complexe unități de producție teritorială, deoarece utilizarea resurselor naturale regenerabile în agricultură în combinație cu întreprinderile industriale care deservesc și prelucrează agricultura reprezintă o serie de sarcini pentru a preveni efectele nocive ale complexului. deșeuri asupra mediului.

Agricultura și instalațiile sale de procesare industrială produc o cantitate semnificativă de deșeuri organice care suferă o descompunere rapidă prin eliberarea de compuși toxici.

Automatizarea este principalul mijloc de creare regim optim munca atât a instalațiilor individuale de tratare, cât și a întregului complex de instalații de apă.

Astfel de condiții necesită crearea la aceste uzine a ciclurilor închise de gestionare a apei și de tratare a apelor uzate pentru refolosirea lor.

În schema integrată, au fost luate următoarele decizii: apele uzate din procesele tehnologice ale unei centrale chimice și ale unei centrale termice sunt închise în ciclurile locale de gestionare a apei cu tratarea apelor uzate industriale într-o anumită etapă a ciclului; deversarea în rețele de canalizare separate se efectuează numai pentru fluxuri, a căror curățare este prevăzută la instalațiile generale de tratare a instalațiilor.

În acest caz, se formează o masă omogenă, care are proprietăți adezive în raport cu diverse substraturi și poate fi utilizată în diferite sectoare ale economiei naționale: construcții, agricultură, prelucrarea lemnului și industriile tipografice.

Concluzie

Logica dezvoltării vieții pe Pământ definește activitatea umană ca factor principal, iar biosfera poate exista fără o persoană, dar o persoană nu poate exista fără o biosferă. Factorul existenței biosferei este apa pura... Următoarele generații nu ne vor ierta că le-am lipsit de ocazia de a se bucura de natura curată. Conservarea armoniei omului și a naturii este principala sarcină cu care se confruntă generația actuală. Acest lucru necesită o schimbare în multe dintre ideile stabilite anterior despre comensurarea valorilor umane. Este necesar să se dezvolte în fiecare persoană „conștiința ecologică”, care va determina alegerea opțiunilor pentru tehnologii, construcția întreprinderilor și utilizarea resurselor naturale.

Una dintre cele mai importante sarcini actuale ale omenirii este protecția naturii, o problemă care a devenit socială. Din nou și din nou auzim despre pericolul care amenință mediul, dar totuși mulți dintre noi le consideră un produs neplăcut, dar inevitabil al civilizației și cred că mai avem timp să facem față tuturor dificultăților apărute.

Cu toate acestea, impactul uman asupra mediului a devenit alarmant. Pentru a îmbunătăți fundamental situația, aveți nevoie de acțiuni intenționate și bine gândite. Politici de mediu responsabile și eficiente vor fi posibile numai dacă acumulăm date de încredere de ultimă oră mediu, cunoștințe justificate despre interacțiunea factorilor de mediu importanți, dacă dezvoltă noi metode de reducere și prevenire a dăunării naturii de către oameni.

Lumea are nevoie de practici durabile de gestionare a apei, dar nu ne deplasăm suficient de repede în direcția corectă. Un proverb chinez spune: „Dacă nu schimbăm cursul, putem ajunge unde mergem”. Fără o schimbare de direcție, multe zone vor continua să experimenteze lipsuri de apă, mulți oameni vor continua să sufere, vor continua conflictele legate de apă și vor fi distruse noi zone de terenuri valoroase, extrem de umede.

Protecția resurselor de apă împotriva epuizării și poluării și utilizarea rațională a acestora pentru nevoile economiei naționale este una dintre cele mai importante probleme care necesită soluții urgente. Măsurile de protecție a mediului sunt aplicate pe scară largă în Rusia.

Pentru implementarea unui set de măsuri pentru protejarea resurselor de apă de poluare și epuizare în toate țările dezvoltate, sunt alocate alocări care ating 2-4% din venitul național, aproximativ, folosind exemplul Statelor Unite, costurile relative sunt (în %): protecția atmosferei 35,2%, protecția corpurilor de apă - 48,0, eliminarea deșeurilor solide - 15,0, reducerea zgomotului -0,7, alte 1.1. După cum puteți vedea din exemplu, majoritatea costurilor sunt costurile protejării corpurilor de apă.

Una dintre principalele sarcini ale educației moderne este formarea unui mod de gândire ecologic. Deci, guvernul Republicii Belarus în 1991 a aprobat programul republican pentru educație în domeniul mediului. Acesta definește obiectivele și principiile organizării educației de mediu în domeniul protecției mediului. Un punct important este faptul că prioritatea educației de mediu, introducerea obligatorie a disciplinelor de mediu în toate institutii de invatamant sunt consacrate în legile Republicii Belarus „Despre educație” și „Despre protecția mediului”. Din sloganul „Ia totul de la natură” este necesar să treci la sloganul „Natura este casa noastră”.

Astfel, protecția și utilizarea rațională a resurselor de apă este una dintre verigile problemei globale complexe a protecției naturii.

Bibliografie

1 Revista „Economia fabricii din Rusia”, 2007, nr. 5.

2 Revista „Ecologie și industrie din Rusia”, 2006, nr. 9

3 Kashapov R.Sh. Introducere în principalele probleme de mediu din Bashkiria: Tutorial... - Ufa: BGPI, 1992 .-- 107 p.

4 Korobkin V.I., Predelskiy L, V. Ecologie: Manual pentru universități studențești. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2000. - 576 p.

5 Novikov Yu.V. Ecologie, mediu și om: Manual pentru universități. - M.: Agenția „FAIR”, 1998. - 320 p.

6 Protecția mediului: Manual pentru universități / Avt.-comp. LA FEL DE. Stepanovskikh. - M.: UNITI, 2000. - 510 p. Tipuri de poluare a hidrosferei Modalități de poluare în sol și clasificarea poluării solului.

Rezumat-Problema poluării apei

• 168 KB
• adăugat 28.01.2012

Școala secundară MOU nr. 50, Murmansk, 2006, 22 p.
Introducere. Hidrosfera ca mediu natural.
Poluarea cu hidrosferă:
Poluarea Oceanului Mondial de metale grele.
Poluarea Oceanului Mondial cu deșeuri menajere.
Evacuarea deșeurilor pentru eliminare (aruncare).
Poluarea Oceanului Mondial prin xenobiotice.
Murdar ...