Рациональное использование водных ресурсов

Введение .

20-е столетие                   характеризуется                   интенсивным               рос-

том            населения   Земли   ,развитием   урбанизации.Появились

города-гиганты с населением более 10-ти млн.человек .Развитие промышленности ,транспорта,энергетики,индустриализа­ция сельского хозяйства привели к тому ,что антропо­генное воздействие на окружающую среду приняло гло­бальный характер.

Повышение эффективности                    мер   по   охране   окружаю-

щей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих,малоотходных и безотходных технологических процессов,уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов.

Охрана окружающей                    среды               представляет                    собой

весьма   многогранную   проблему,решением                                  которой              зани-

маются,в                       частности,инженерно-технические                                работники

практически   всех   специальностей   ,которые   связаны                                                     с

хозяйственной                 деятельностью   в   населенных   пунктах   и

на   промышленных   предприятиях,которые                                 могут             являться

источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.

Состав сточных вод и основные методы их очистки.

Водоотводящие системы    и   сооружения-это   один   из

видов инженерного оборудования и благоустройства на­селенных пунктов,жилых,общественных и производствен­ных зданий,обеспечивающих необходимый санитарно-гигиенические условия труда,быта и отдыха населения.Системы водо­отведения и очистки состоят из комплекса оборудова­ния ,сетей и сооружений,предназнаенных для приема и удаления по трубопроводам бытовых производственных и атмосферных сточных вод,а также для их очистки и обезвреживания перед сбросом в водоем или утилизаци­ей.

Объектами водоотведения                        являются                 здания              раз-

личного   назначения,а   также                                вновь             строящиеся,сущест-

вующие              и           реконструируемые                 города,поселки,промышлен-

ные предприятия,санитарно-курортные комплексы и т.п.

Сточные воды -это воды ,использованные на бы­товые,производственные или другие нужды и загрязнен­ные различными примесями,изменившими их первоначаль­ный химический состав и физические свойства,а также воды ,стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения ат­мосферных осадков или поливки улиц.

В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды полразделяются на три основные катего­рии:

бытовые(от                       туалетных                      комнат,душевых,ку-

хонь,бань,прачечных,столовых,больниц;они                                                  пос-

туппают  от  жилых  и  общественных  зданий   ,а   также   от

бытовых помещений и промышленных предприятий );

производственные(воды,использованные в   техно-

логических процессах ,не отвечающие более требовани­ям ,предъявляемым к их качеству;к этой категории вод относят воды ,откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых);

атмосферные (дождевые и          талые;вместе   с   атмос-

ферными отводятся воды от полива улиц,от фонтанов и дренажей).

В практике   используется   также                                   понятие              городс-

кие            сточные             воды,которые   представляют   собой   смесь

бытовых   и   производственных                              сточных             вод.Бытовые,про-

изводственные                 и   атмосферные   сточные   воды   отводятся

как совместно,так и раздельно.Наиболее широкое расп­ространение получили общесплавные и раздельные сис­темы водоотведения.При общеспплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения.Раздельные системы состоят из нескольких сетей труб и каналов:по одной из них от­водятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды,а по другой или по нескольким сетям-бы­товые и загрязненные производственные сточные воды.

Сточные воды   представляют   собой                                сложные            гете-

рогенные              смеси,содержащие                 примеси             органического                 и

минерального   происхождения,которые                              находятся               в           не-

растворенном,коллоидном                          и                растворенном                     состоя-

нии.Степень загрязнения сточных вод оценивается кон­центрацией,т.е.массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб.м.Состав сточных вод регулярно анализиру­ется.Проводятся санитарно-химические анализы по оп­ределению:величины ХПК (общая концентрация органи­ческих веществ);БПК (концентрация органических сое­динений,окисляемых биологическим путем);концентрация взвешенных веществ;активной реакции среды;интенсив­ности окраски;степени минерализации;концентрации би­огенных элементов (азота,фосфора,калия) и др.Наибо­лее сложны по составы сточные воды промышленных предприятий.На формирование производственных сточных вод влияет вид перерабатываемого сырья,технологичес­кий процесс производства,применяемые реагенты,проме­жуточные изделия и продукты,состав исходной во­ды,местные условия и др.Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия,но также сточных вод от отдельных цехов

и           аппаратов.Помимо                 определения                основных                санитар-

но-химических                 показателей   в   производственных   сточных

водах   определяются   концентрации   специфических                                           компо-

нентов,содержание                      которых             предопределяется                   техноло-

гическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ.Поскольку производственные сточные воды представляют собой наибольшую опасность для водое­мов,мы рассмотрим их более подробно.

Производственные сточные   воды                            делятся               на           две

основные              категории:загрязненные                       и           незагрязненные(ус-

ловно             чистые).Загрязненные                      производственные                     сточные

воды подразделяются на три группы.

1.Загрязненные преимущественно                                                  минеральными

примесями(предприятия                                       металлургической,машинострои-

тельной,рудо-                  и           угледобывающей              промышленности;заводы

по производству кислот,строительных иззделий и мате­риалов,минеральных удобрений и др).

2.Загрязненные преимущественно                                               органическими

примесями                 (предприятиия                       мясной,рыбной,молочной,пище-

вой,целлюлозно-бумажной,микробиологической,химической промышленности;заводы    по    производству    каучука,пласт­масс и др).

3.Загрязненные минеральными                               и                   органическими

примесями(предприятия                                    нефтедобывающей,нефтеперераба-

тывающей,текстильной,легкой,фармацевтической                                                промыш-

ленности;заводы                       по                 производству                      сахара,консер-

вов,продуктов органического синтеза и др.).

Кроме вышеуказанных   3          групп   загрязненных   про-

изводственных сточных вод имеет место сброс нагретых вод в водоем,что является причиной так называемых тепловых загрязнений.

Производственные сточные                      воды            могут             различать-

ся   по   концентрации   загрязняющих   веществ,по                                                степени

агрессивности и т.д.

Состав производственных                      сточных             вод            колеблется

в значительных                  пределах,что                    вызывает                 необходимость

тщательного обоснования                      выбора   надежного   и   эффектив-

ного метода очистки в каждом конкретном случае.Полу­чение расчетных параметров и технологических регла-

ментов обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных научных исследований как в лабора­торных,так и полупроизводственных условиях.

Количество производственных                          сточных             вод            опре-

деляется в   зависимости   от                                  производительности                   предп-

риятия по укрупненным нормам водопотребления и водо­отведения для различных отраслей промышленности.Нор­ма водопотребления-это целесообразное количество во­ды,необходимого для производственного процесса,уста­новленная на основании научно обоснованного расчета или передового опыта.В укрупненную норму водопотреб­ления входят все расходы воды на предприятии.Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предп­риятий.Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

В составе                инженерных             коммуникаций               промышленно-

го предприятия,как                      правило,имеется                   несколько               водоот-

водящих сетей.Незагрязненные                            нагретые                 сточные             воды

поступают на                   охладительные                  установки                  (брызгальные

бассейны,градирни,охладительны пруды),а                                    затем                   возв-

ращаются в               систему                 оборотного                  водообеспечения.Заг-

рязненные сточные воды поступают на очистные соору­жения,а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему оборотного водообеспечения в те цеха,где ее состав удовлетворяет нормативным требованиям.

Эффективность использования                        воды            на           промышлен-

ных предприятиях                  оценивается                такими             показателями,как

количество использованной                             оборотной                 воды,коэффициен-

том ее использования и процентом ее потерь.

Для промышленных                 предприятий               составляется                  ба-

ланс воды,включающий   расходы   на   различные   виды                                             по-

терь,сбросы и                   добавление   компенсирующих   расходов   во-

ды в систему.

Проектирование вновь   строящихся    и          реконструи-

руемых систем водоотведения населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утверж­денных в установленном порядке схем развития и раз-

мещения отрасли народного      хозяйства,отраслей  промыш-

ленности и схем развития и размещения производитель­ных сил по экономическим районам.При выборе систем и схем водоотведения должна учитываться техничес­кая,экономическая и санитарная оценки существующих сетей и сооружений,предусматриваться возможность ин­тенсификации их работы.

При выборе системы и схемы водоотведения про­мышленных предприятий необходимо учитывать:

1)требования к     качеству         воды,используемой  в

различных технологических процессах;

2)количество,состав и   свойства   сточных   вод                                               от-

дельных производственных                      цехов   и   предприятия   в   це-

лом,а также режимы водоотведения;

3)возможность сокращения                            количества                  загрязнен-

ных производственных   сточных   вод                                 путем             рационализа-

ции технологических процессов производства;

4)возможность повторного использования производственных сточных вод в системе оборотного водообеспечения или для технологических нужд другого производства,где допустимо применять воды более низкого качества;

5)целесообразность извлечения            и          использования

веществ,содержащихся в сточных водах;

6)возможность и                        целесообразность                           совместного

отведения и                 очистки              сточных   вод   нескольких   близко

расположенных промышленных                  предприятий,а                 также               воз-

можность комплексного                     решения             очистки              сточных             вод

промышленных предприятий и населенных пунктов;

7)возможность использования  в          технологическом

процессе очищенных бытовых сточных вод;

8)возможность и                        целесообразность                     использования

бытовых и   производственных   сточных   вод   для   орошения

сельскохозяйственных и технических культур;

9)целесообразность локальной                               очистки                      сточных

вод отдельных цехов предприятия;

10) самоочищающую      способность  водоема,условия

сброса в него сточных вод и необходимую степень их очистки;

11)целесообразность применения        того    или     иного

метода очистки.

При вариантном                        проектировании                         водоотводящих

систем и                очистных             сооружений              на   основании   техни-

ко-экономических показателей принимается оптимальный вариант.

Выпуск сточных вод в водоемы

Водоемы загрязняются                    в           основном   в   результате

спуска в  них  сточных  вод   от   промышленных   предприятий

и населенных   пунктов.В   результате   сброса   сточных  вод

изменяются физические                      свойства               воды(повышается                   тем-

пература ,уменьшается                           прозрачность,появляются                         окрас-

ка,привкусы,запахи);на поверхности                                 водоема                   появляют-

ся плавающие               вещества,                а   на   дне   образуется   оса-

док;изменяется химический                              состав                   воды(увеличивается

содержание органических                      и           неорганических                 веществ,по-

являются токсичные                         вещества,уменьшается                            содержание

кислорода,изменяется активная реакция среды и др.);изменяется

качественный и                  количественный                   бактериальный                  состав

,появляются болезнетворные                              бактерии.Загрязненные                        во-

доемы становятся непригодными для питьевого , а час­то и для технического водоснабжения;теряют рыбохо­зяйственное значение и т.д.

Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйс­твенной их значимостью и характером водопользова­ния.После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах,однако это не должно замет­но отражаться на его жизни и на возможности дальней­шего использования водоема в качестве источника во­доснабжения,для культурных и спортивных мероприя­тий,рыбохозяйственных целей.

Наблюдение за   выполнением   условий                                спуска              про-

изводственных сточных                     вод            в           водоемы   осуществляется

санитарно-эпидемиологическими станциями                                  и                бассейно-

выми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользо-

вания:к первому                   виду            относятся   участки   водоемов,ис-

пользуемые в   качестве   источника   для                                          централизованно-

го или                       нецентрализованного                            хозяйственно-питьевого

водоснабжения,а также                     для            водоснабжения                  предприятий

пищевой промышленности                  ;ко             второму   виду-участки   во-

доемов,используемые для   купания,спорта   и                                        отдыха            на-

селения,а также находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водо­пользования проводится органами Государственного са­нитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам,расположенным на проточных водо­емах на 1 км вышеближайшего по течению пункта водо­пользования,а на непроточных водоемах и водохранили­щах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание                 уделяется                вопросам              предупреж-

дения и               устранения               загрязнений                 прибрежных             районов

морей.Нормативы качества                      морской             воды,которые                должны

быть обеспечены                  при   спуске   сточных   вод,относятся   к

району водопользования   в   отведенных                                    границах              и           к

створам на расстоянии 300 м в стороны от этих гра­ниц.При использовании прибрежных районов морей в ка­честве приемника производственных сточных вод содер­жание вредных веществ в море не должно превышать ПДК,установленные по санитарно-токсикологическо­му,общесанитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности.При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к харак­теру водопользования.Море рассматривается не как ис­точник водоснабжения,а как лечебный оздоровительный,культурно бытовой фактор.

Поступающие в               реки,озера,водохранилища                      и              моря

загрязняющие вещества                        вносят              значительные                изменения

в установившийся режим и нарушают равновесное состо­яние водных экологических систем.В результате про­цессов превращения загрязняющих водоемы веществ,про­текающих под воздействием природных факторов,в вод­ных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств.При этом могут образовы-

ваться вторичные            продукты       распада          загрязнений,оказы-

вающих отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение воды                        водоемов-это                         совокупность

взаимосвязанных                                         гидродинамических,физико-химичес-

ких,микробиологических и гидробиологических процессов,ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.

В связи с тем,что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загряз­нения,их спуск в городскую водоотводящую сеть огра­ничен рядом требований.Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны:нару­шать работу сетей и сооружений;оказывать разрушающе­го воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений;содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ;содержать вещества,способные за­сорять сети или отлагаться на стенках труб;содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещест­ва,способные образовывать взрывоопасные смеси;содер­жать вредные вещества,препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем;иметь темпе­ратуру выше 40 С.Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям,должны предвари­тельно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

Основные методы очистки сточных вод

Методы,применяемые для                      очистки                   производствен-

ных и             бытовых   сточных   вод,можно   разделить   на   три

группы:механические;физико-химические,биологические.

В комплекс                     очистных                   сооружений,как                    прави-

ло,входят сооружения                     механической                очистки.В                  зависи-

мости от требуемой степени очистки они могут допол­няться сооружениями биологической либо физико-хими­ческой очистки,а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки.Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются,образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса пос­тупает на сооружения по обработке осадка.Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий,на сельско­хозяйственные нужды или сбрасываться в водоем.Обра­ботанный осадок может утилизироваться,уничтожаться или складироваться.

Механическая очистка   применяется  для      выделения

из сточных вод нерастворенных минеральных и органи­ческих примесей.Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подго­товки сточных вод к биологическим или физико-хими­ческим методам очистки.В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%,а органических веществ до 20%

В состав   сооружений   механической   очистки                                          вхо-

дят решетки,различного вида уловители,отстойники,фильтры. Песколовки применяются   для   выделения    из    сточ-

ных вод                 тяжелых             минеральных              примесей.(в                  основном

песка).Обезвоженный песок                        при            надежном             обеззаражива-

нии может   быть   использован   при   производстве  дорожных

работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются                     для            регулирования                 сос-

тава и   расхода   сточных   вод.Усреднение                                               дости-

гается либо                    дифференцированием                    потока                поступающей

сточной воды,либо                   интенсивным               перемешиванием               отдель-

ных стоков .

Первичные отстойники применяются для      выделения

из сточных вод взвешенных веществ,которые под дейс­твием гравитационных сил оседают на дно отстойни­ка,или всплывают на его поверхность.

Для очистки                сточных             вод,содержащих                нефть                и

нефтепродукты,при концентрациях                          более             100   мг/л   при-

меняют нефтеловушки.Эти                     сооружения              представляют                  со-

бой прямоугольные                     резервуары,в                    которых                происходит

разделение нефти и воды за счет разности их плотнос­тей.Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность,собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию

Биологическая очистка-широко                                применяемый                   на

практике метод   обработки   бытовых                                  и           производственных

сточных вод.В его основе лежит процесс биологическо­го окисления органических соединений,содержащихся в сточных водах.Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов,включающим множество различных бактерий,простейших и ряд более высокоор­ганизованных организмов-водорослей,грибов и т.д.,связанных между собой в единый комплекс сложны­ми взаимоотношениями(метабиоза,симбиоза и антагонизма).

Химические и                   физико-химические                   методы            очистки

играют значительную                   роль            при            обработке               производс-

твенных сточных                 вод.Они              применяются               как            самостоя-

тельные,так и в сочетании с механическими и биологи­ческими методами.

Нейтрализация применяется                       для            обработки                 ппро-

изводственных сточных                     вод   многих   отраслей   промышлен-

ности,содержащих щелочи                               и                      кислоты.Нейтрализация

сточных вод                осуществляется                  с           целью            предупреждения

коррозии материалов   водоотводящих                              сетей              и           очистных

сооружений,нарушения биохимических                            процессов               в           био-

логических окислителях и водоемах.

Список используемой литературы:

1.Г.В.Стадницкий,А.И.Родионов.»Экология».

2.Е.М.Сергеев,Г.Л.Кофф.»Рациональное        использо-

вание и охрана окружающей среды городов.»

3.И.Ф.Ливчак,Ю.В.Воронов.»Охрана окружающей среды».