Очистка грунтовых вод, загрязненных котельной установкой
Оценка качества воды. Эколого-гидрогеологические проблемы использования подземных вод для водоснабжения г. Москвы. Защита гидросферы (очистка сточных вод). Расчет массы реагентов для удаления из воды ионов тяжелых металлов и других вредных компонентов.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.02.2013 |
| Размер файла | 2,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Процесс восстановления проводят при 90сС. После отделения осадка фильтрованием в сточных водах остается только сульфат натрия. Осадок прокаливают при высокой температуре с целью получения стандартного оксида хрома.
В качестве восстановителя можно использовать и гидросульфит цинка или смесь его с известью в различных соотношениях, а также соединения, содержащие фосфор Р (1), природный газ, аммиак, древесный уголь, водород и др.
Возможно также осаждение Cr (VI) в виде нерастворимых соединений без предварительного восстановления его до Сг3+. например, ацетатом бария. В этом случае Cr (VI) осаждается в виде хромата бария. Достоинством этого метода является возможность одновременной очистки сточных вод и от ионов SO42".
Очистка от соединений ртути. Сточные воды, загрязненные ртутью и ее соединениями, образуются при производстве хлора и едкого натра, в других процессах электролиза с использованием ртутных электродов, на ртутных заводах, в некоторых гальванических производствах, при изготовлении красителей, углеводородов, на предприятиях, использующих ртуть как катализатор.
В производственных сточных водах может присутствовать металлическая ртуть, неорганические и органические ее соединения. Неорганические соединения ртути: оксид - HgO, хлорид (сулема) - HgCl.,, сульфат - HgSO4, сульфид (киноварь) - HgS, нитрат - Hg (N03) o, цианид - Hg (CN) _, тиоцианат - Hg (NCS) _ цианат - Hg (OCfrj, и др. В неорганических соединениях токсичны, главным образом, ионы Hg2+, поэтому наиболее опасны хорошо растворимые и легко диссоциирующие соли.
Рис. 2. Схема установки для очистки воды хлорированием: 1 - усреднитель; 2, 5 - насосы; 3 - инжектор; 4 - емкость
1.3 Предприятие занрязнитель (котельная установка)
Котельными установками называются устройства, предназначенные для производства пара или горячей воды заданных пара. метров для энергетических, технологических и отопительных целей.
В зависимости от назначения различают следующие типы котельных установок:
энергетические - вырабатывающие пар для паровых двигателей;
производственно - отопительные - вырабатывающие пар и горячую воду для удовлетворения технологических потребностей производства, отопления и вентиляции;
отопительные-вырабатывающие пар и горячую воду для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных, жилых и коммунальных помещений;
смешанного назначения - вырабатывающие пар для снабжения одновременно паровых двигателей, технологических нужд и отопительно-вентиляционных установок и горячего водоснабжения.
Котельная установка состоит из котельных агрегатов и вспомогательных механизмов и устройств.
Котельный агрегат включает топочное устройство, паровой котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы, арматуру и гарнитуру.
К вспомогательным механизмам и устройствам относят: дымососы и дутьевые вентиляторы, питательные, водоподготовительные и пылеприготовительные установки, системы топливоподачи, золоулавливания и золоудаления - при сжигании твердого топлива, мазутное хозяйство - при сжигании жидкого топлива, газорегуляторную станцию - при сжигании газообразного топлива.
Котельные установки по роду вырабатываемого теплоносителя разделяют на три основных класса: паровые котельные установки, предназначенные для производства водяного пара, водогрейные котельные установки, служащие для получения горячей воды, и смешанные котельные установки, оборудованные паровыми и водогрейными котлами, используемыми для получения пара и горячей воды одновременно или попеременно.
Рабочими телами, участвующими в процессе получения горячей воды или пара для энергетических производственно-технических целей и отопления, служат вода, топливо и воздух.
Топочное устройство котлоагрегата служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло наиболее экономичным способом.
Паровой котел является основным элементом котлоагрегата и представляет собой теплообменное устройство, через металлические стенки которого происходит передача тепла от продуктов горения топлива воде для получения насыщенного пара.
Паропроизводительность котлоагрегата определяется в килограммах или тоннах пара, получаемого от него в час, обозначается буквой D и измеряется в кг/ч или т/ч.
Паропроизводительность котельной установки или ее мощность - это сумма паропроизводительностей отдельных котлоагрегатов, входящих в ее состав.
Пароперегреватель предназначен для перегрева пара, полученного в котле в результате передачи ему тепла дымовых газов.
Водяной экономайзер служит для подогрева поступающей в котел питательной воды теплом уходящих из котла дымовых газов.
Воздухоподогреватель предназначен для подогрева поступающего в топочное устройство воздуха теплом уходящих газов.
Питательная установка состоит из питательных насосов для подачи воды в котел под давлением, а также соответствующих трубопроводов.
Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховадов, дымососа и дымовой трубы, обеспечивающих подачу необходимого количества воздуха в топочное устройство, движение продуктов сгорания по газоходам и удаление продуктов сгорания за пределы котлоагрегата.
Устройство теплового контроля и автоматического управления включает контрольно-измерительные приборы и автоматы, обеспечивающие бесперебойную и согласованную работу отдельных устройств котельной установки для выработки необходимого количества пара определенной температуры и давления.
Устройство для подготовки питательной воды состоит из аппаратов и приспособлений, обеспечивающих очистку воды от механических примесей и растворенных в ней накипеобразующих солей, а также удаление из нее газов.
Топливоподготовительное устройство в котельных, работающих на пылевидном топливе, служит для измельчения топлива до пылевидного состояния; его оборудуют дробилками, сушилками, мельницами, питателями, вентиляторами, а так. же системой транспортеров и пылегазопроводов.
Устройство для удаления золы и шлака состоит из гидравлических систем и механических приспособлений: вагонеток или транспортеров или тех и других вместе взятых.
Топливный склад предназначен для хранения топлива; его оборудуют механизмами для разгрузки и подачи топлива в котельную или в топливоподготовительное устройство.
На рис.3 показана схема тепловой паротурбинной электростанции среднего давления, работающей на твердом топливе.
Рис.3. Схема паротурбинной электростанции
Котельная установка электростанции предназначена для получения перегретого пара, используемого в паровой турбине, вырабатывающей электрическую энергию.
Технологический процесс производства электрической энергии осуществляется следующим образом. Твердое кусковое топливо со склада после сортирования и дробления поступает в котельную с помощью ленточных конвейеров 5 и сбрасывается в бункера 4, откуда самотеком поступает в скребковый питатель 3, равномерно подающий топливо на полотно цепной механической решетки 2.
Воздух, необходимый для горения топлива, забирается вентилятором 21 из помещения котельной, подается в воздухоподогреватель 13, где нагревается теплом уходящих газов, и затем через каналы позонного дутья и зазоры между колосниками нагнетается под напором в слой горящего топлива.
Тепло, выделившееся при сгорании топлива, передается радиационным поверхностям нагрева котла излучением раскаленных слоев топлива и пламени горения летучих веществ в самой топке и конвекцией от нагретых газообразных продуктов в газоходах конвективным поверхностям нагрева котла. Образовавшийся в кипятильных трубах котла влажный насыщенный пар собирается в барабане 6, откуда, пройдя влагоулавливающие устройства, направляется в пароперегреватель 8, где перегревается до заданной температуры и через сборный коллектор 9 и главный запорный вентиль 10 идет в паровую турбину 15, установленную в машинном зале.
Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор 17, представляющий собой теплообменное устройство, где пар охлаждается водой, прокачиваемой циркуляционным насосом 18 через внутреннюю часть поверхности теплообмена. Конденсат отработавшего пара для удаления из него воздуха и активных газов направляется конденсатным насосом 19 в деаэратор 12, куда для этой же цели подается добавочная химически очищенная вода, конденсат из теплообменных устройств самой электростанции и конденсат, возвращающийся от внешних потребителей.
После деаэраций вся питательная вода подается питательным насосом 20 через подогреватель высокого давления 14 в водяной экономайзер 11. В водяном экономайзере за счет тепла уходящих газов вода подогревается до температуры, не превышающей температуру кипения, и подается в барабан 6 для последующего испарения.
Уходящие из топочного устройства нагретые газы, проходя последовательно между трубами пароперегревателя и водяного экономайзера и внутри труб воздухоподогревателя, отдавая тепло на перегрев пара, подогрев питательной воды и воздуха, охлаждаются и, пройдя систему пылезолоулавливающих устройств, дымососом 24 удаляются через дымовую трубу 28 в атмосферу.
Пылезолоулавливающие устройства значительно сокращают износ рабочих частей дымососа и избавляют атмосферный воздух от загрязнения. Для улавливания летучей золы в схеме предусмотрен золоуловитель циклонного действия 30, в котором выделение всех механических частиц из запыленного потока происходит под действием центробежных сил во время его интенсивного вращательного движения. Зола, осевшая в золоуловителе, отводится в циклон 26. Шлак с цепной решетки 2 шлакоснимателем сбрасывается в шлаковый бункер 23, откуда самотеком поступает в зубчатую шлаковую дробилку 22. Измельченный шлак из-под дробилки попадает в золопровод, где подхватывается струей воздуха и уносится в циклон 26.
В циклоне шлак и зола, поступаемая из золоуловителя, отделяются от воздуха и через клапан-мигалку 25 спускаются в золовой бункер, откуда по мере накопления выводятся в золоотвал.
Для отсасывания воздуха из циклона служит пароструйный эжектор 27. В рассмотренной схеме паротурбинной электростанции котельная установка относится к энергетическому типу, поскольку пар, получаемый в ней, используется для работы паровой турбины. Так как пар, отработавший в турбине, затем полностью конденсируется, турбина называется конденсационной. Такие турбины применяют только для выработки электрической энергии, а тепловые электрические станции, оборудованные ими, называются конденсационными электростанциями (КЭС).
Паровые турбины, которые кроме выработки электрической энергии из специальных отборных устройств дают частично или полностью отработавший пар для отопления и производственных целей, называются теплофикационными.
Тепловые электрические станции, вырабатывающие электрическую энергию и тепло, оборудованные теплофикационными турбинами, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Комбинированная выработка тепла и электрической энергии на ТЭЦ называется теплофикацией.
Теплофикация позволяет по сравнению с раздельной выработкой тепла в самостоятельных котельных и электроэнергии на конденсационных электростанциях более экономично использовать тепло органического топлива и значительно снизить себестоимость вырабатываемых электроэнергии и тепла. Поэтому комбинированная выработка электрической энергии и тепла для централизованного теплоснабжения промышленности, коммунальных предприятий и жилых зданий является одним из ведущих направлений в развитии энергетики.
2. Практическая часть
2.1 Подземные воды в геотехнической системе
Подземные воды (грунтовые воды) представляют собой один из важнейших блоков геотехнической системы, взаимодействующий с другими составляющими - атмосферой, поверхностными водами, литосферой, техногенным ядром.
Грунтовые воды - это подземные воды первого от поверхности постоянно действующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте.
Основные признаки грунтовых вод (ГВ):
ГВ в большинстве случаев являются безнапорными, имеют свободную поверхность и непосредственную связь с атмосферой (давление на поверхности грунтовых вод равно атмосферному);
изменение характеристик ГВ во времени (количество воды в горизонте, положение уровня, температуру воды, химический состав - минерализация) значительное, в связи с близким залеганием к поверхности и взаимосвязью с атмосферными осадками;
повсеместное распространение и приуроченность в основном к отложениям четвертичного возраста;
область питания совпадает с областью распространения:
инфильтрация атмосферных осадков, включая талые воды;
фильтрация из рек, озер, каналов, инженерных сооружений;
подток (подпитка, перетекание) из более глубоких водоносных горизонтов;
конденсация водяных паров и внутригрунтовое испарение.
доступность для практического использования, но легкая подверженность загрязнению.
2.2 Построение гидрогеологического разреза
В долине реки пробурено в створе пять скважин. Скважины 2,3,4 располагаются на первой надпойменной террасе. Построить гидрогеологический разрез по данным разведочного бурения и наблюдения за подземными водами. Привести по разрезу характеристику водоносных горизонтов, определить условия их залегания, выяснить положения и источники питания, описать участки и характер дренирования, связь с поверхностными водами и взаимосвязь между водоносными горизонтами. Масштабы: вертикальный 1: 200, горизонтальный 1: 2000.
Таблица 1. Описание разрезов по скважинам
Таблица 2
Данные для построения реки.
|
Ширина надпойменной террасы, м. |
Высота уреза в створе, м. |
Ширина реки, м. |
Глубина реки, м. |
||
|
Левый берег |
Правый берег |
||||
|
230 |
115 |
160,5 |
15 |
5 |
Вывод: В долине реки пробурено 5 скважин. Скважины 1 и 5 расположены выше, а скважины 2,3,4 на первой надпойменной террасе.
По данным разведочного бурения и наблюдения выяснилось, что литологическая характеристика слоев не однородна. У скважин 1, 5 отмечены 4 характерных слоя: почвенно-растительный слой; глина серая плотная; песок серый, разнозернистый, водоносный; глина синевато-серая, опесчаненная. У скважин 2,3,4 отмечено 7 характерных слоев: почвенно-растительный слой; суглинок опесчаненный, водонасыщенный; галька, гравий и щебень водоносные; песок желтый, разнозернистый, водоносный; глина серая плотная; песок серый, разнозернистый, водоносный; глина синевато-серая, опесчаненная.
Водоносный горизонт заключен в толще опесчаненных водоносных суглинков и серой глины, плотной. Глубина залегания грунтовых вод в районе скважин 1, 5 составляет от 6,9 до 8,2 метров, а скважин 2,3,4 от 2,2 до 3 метров. Водоупором является слой глины синевато-серой, опесчаненной расположенный на глубинах от 147,8 до 155 метров. Поверхность грунтовых вод сложная. Водораздел подземного потока соответствует водоразделу поверхности земли. От водораздела подземных вод поток направляется к реке. Питание водоносного горизонта происходит по всей площади его развития путем инфильтрации атмосферных осадков. Кроме того, в период паводков, когда уровень воды в реке повышается, возможно, подпитка грунтовых вод путем фильтрации вод из реки. По направлению потока видно, что летом, в межень, грунтовый поток направлен к реке, и она дренирует грунтовые воды. Зеркало грунтовых вод на гидрогеологических картах показывают гидроизогипсами.
Гидроизогипсы - это линии, соединяющие точки одинаковых абсолютных отметок уровня грунтовых вод.
Для построения карты пользуются данными замеров уровней ГВ в наблюдательных скважинах, шурфах, колодцах, горных выработках, отметками источников, сведениями водомерных постов. Все данные, используемые при построении карты гидроизогипс, должны быть взяты на одну дату, то есть, получены по единовременным замерам всех точек наблюдения (Приложение 3).
2.3 Построение карты гидроизогипс
Построить карту гидроизогипс по топографической основе, масштаб: 1: 10000. Высотные отметки 20 скважин и четырех шурфов, а также глубина залегания подземных вод в них приведены в таблице. Выполнить анализ построенных карт гидроизогипс: показать направление движения грунтовых вод стрелками; определить гидравлический уклон (градиент) потока грунтовых вод в местах максимального (в пределах карты) уклона; определить глубину залегания грунтовых вод в точках А.
Таблица 3
Данные для построения карты гидроизогипс.
|
№ сква-ы, шурфа |
Скважины |
Шурфы |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
8 |
9 |
10 |
16 |
17 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
Абсол. отметка устья, м |
88,3 |
92,1 |
90,8 |
83,0 |
91,5 |
91,0 |
84,9 |
88,2 |
83,1 |
87,3 |
92,4 |
87,0 |
91,6 |
|
|
Глубина залеган. уровня от устья |
3,5 |
5,3 |
4,5 |
1,4 |
4,8 |
4,2 |
2,6 |
2,4 |
1,3 |
3,0 |
5,2 |
1,2 |
4,8 |
|
|
Абсол. отметка уровня ГВ |
84,8 -3,5 |
86,8 -5,3 |
86,3 -4,5 |
81,6 -1,4 |
86,7 -4,4 |
86,8 -4,2 |
82,3 -2,6 |
85,8 -2,4 |
81,8 -1,3 |
87,2 -5,2 |
86,8 -4,8 |
84,3 -3,0 |
85,8 -1,2 |
Глубина залегания ГВ в каждой точке замера (А) пересчитывается на абсолютные или относительные отметки:
Нв = Нз - h, где
Нв - абсолютная отметка уровня грунтовых вод; Нз - абсолютная отметка поверхности земли; h - глубина залегания подземных вод.
Полученные отметки наносят на топографическую основу и по ним методом интерполяции строят гидроизогипсы.
Гидравлический уклон (градиент) грунтового потока (I) равен разности абсолютных отметок уровней поверхности в двух точках (? Н), выбранных по направлению потока, поделенной на расстояние (L) между этими точками в масштабе карты:
I = Н1 - Н2/ L =? Н / L.
Вывод:
В данном задании по топографической основе построили карту гидроизогипс (Приложение 4). На топографической основе было пробурено 20 скважин и 4 шурфа. По размерам 7 скважин (1,2,3,4,8,9,10,16,17) и 4 шурфов (1,2,3,4) нанесли все данные по наблюдениям за уровнем грунтовых вод: абсолютную отметку уровня и глубину залегания грунтовых вод (зеркало грунтовых вод).
Расчетным уровнем построили 3 линии гидроизогипс (82,84,86), которые выбираются таким образом, чтобы были отображены особенности зеркала грунтовых вод.
На самой высокой отметке расположена скважина 9 и загрязняющий объект (завод железобетонных изделий). В результате фильтрации дождевых и сточных вод с территории предприятия на глубине 86 метров (86 гидроизогипса) происходит загрязнение зеркала грунтовых вод. По всему периметру 86 гидроизогипсы расположено загрязняющее пятно. Далее происходит движение подземных вод, подчиняющиеся законам гравитации от участков с более высокими абсолютными отметками к участкам с меньшими отметками и разгружаются в родники, тем самым, загрязняя их.
В пределах карты нашли максимальный гидравлический уклон потока грунтовых вод Imax = 0,016538. Глубина залегания грунтовых вод в точках А = 86,75 м. и В = 84,55 м.
2.4 Обработка результатов химического анализа воды, выраженных в весовой форме
Обработку анализа выполнить в следующей последовательности:
Перевести анализ воды из весовой в эквивалентную и процент-эквивалентную формы.
Вычислить погрешность анализа по формуле:
Определить минерализацию воды. Вычислить жесткость воды. Оценить пригодность воды для питья. Оценить агрессивность воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям.
Таблица 4
Результаты химического анализа природных вод, мг/дм3
|
Показатель |
|||||||||||||||||||
|
Содержание макрокомпонентов |
Содержание микрокомпонентов |
Др. показатели |
|||||||||||||||||
|
К+ |
Nа+ |
Са2+ |
Мg2+ |
НСО3- |
SО42- |
СI- |
Аs |
Fе |
Рb |
Zn |
Нg |
Си |
F- |
NО3- |
Мn |
рН |
СO2(св) |
Т, С |
|
|
1 |
7 |
59 |
16 |
163 |
63 |
19,5 |
0,02 |
0,2 |
0,7 |
0,1 |
0,001 |
1,0 |
0,5 |
10,0 |
0,07 |
7,7 |
0,9 |
8 |
|
|
Предельно-допустимые концентрации на питьевую воду. (СанПиН 2.1.4.559-96) |
|||||||||||||||||||
|
200 |
500 |
350 |
0,05 |
0,3 |
0,03 |
5,0 |
5*10-4 |
1,0 |
1,5 |
45 |
0,1 |
6-9 |
Анализ химического состава подземных вод открывает пути для изучения генезиса, пригодности для различных потребителей, определения уровня их агрессивности для бетонных и металлических конструкций. Результаты химических анализов воды могут быть выражены в весовой, эквивалентной и процент - эквивалентной форме.
Перевести анализ воды из весовой в эквивалентную и процент - эквивалентную формы.
Эквивалентная форма записи состава вод позволяет определить соотношение между ионами с точки зрения их способности участвовать в химических реакциях, оценить качество анализа, установить генезис вод. В расчетах используется форма записи:
мг-экв/дм3 = (мг/дм3) /Э,
где Э-химический эквивалент иона.
Процент - эквивалентная форма показывает относительную долю участие того или иного иона в формировании ионно - солевого состава воды.
Таблица 5
Анализ воды в эквивалентной и процент - эквивалентной форме.
|
Компонент (катион) |
Содержание мг/дм3 |
Эквивалент |
Эквивалентная форма |
% -эквивалентная форма |
Компонент (анион) |
Содержание мг/дм3 |
Эквивалент |
Эквивалентная форма |
% -эквивалентная форма |
|
|
К+ |
1 |
39,1 |
0,025575 |
0,567948 |
НСО3- |
163,0 |
61,0 |
2,672131 |
56,597500 |
|
|
Na+ |
7 |
23,0 |
0,304348 |
6,758697 |
SO42- |
63,0 |
48,0 |
1,312500 |
27,799617 |
|
|
Ca2+ |
59 |
21,0 |
2,809524 |
62,391481 |
CI- |
19,5 |
35,5 |
0,549296 |
11,634452 |
|
|
Mg2+ |
16 |
12,2 |
1,311475 |
29,124103 |
F- |
0,5 |
18,99 |
0,026330 |
0,557687 |
|
|
As3+ |
0,02 |
24,9 |
0,000803 |
0,017832 |
NO3- |
10,0 |
62,1 |
0,161031 |
3,410743 |
|
|
Fe2+ |
0,2 |
27,9 |
0,007168 |
0,159181 |
||||||
|
Рb2+ |
0,7 |
103,59 |
0,003060 |
0,150054 |
||||||
|
Zn2+ |
0,1 |
32,68 |
0,0305998 |
0,067954 |
||||||
|
Hg2+ |
0,001 |
100,3 |
0,000010 |
0,000222 |
||||||
|
Cu2+ |
1,0 |
31,77 |
0,031476 |
0,698992 |
||||||
|
Mn2+ |
0,07 |
24,47 |
0,002861 |
0,063535 |
||||||
|
Всего: |
4,503057 |
4,721288 |
Вычисление погрешности анализа.
На основе эквивалентной формы выражения состава можно определить погрешность анализа воды. Эта оценка основана на принципе электронейтральности раствора: сумма концентраций катионов (мг-экв/дм3) равна сумме концентраций анионов. Анализ воды считается удовлетворительным, если погрешность определения менее 5%.
Вывод: Анализ воды считается удовлетворительным, т.к. погрешность определения составляет Е = 2,37 % и это меньше 5%.
Определение минерализации воды.
Минерализация воды (М) - это сумма минеральных веществ, в граммах или миллиграммах, содержащихся в 1 дм3 воды.
М = К+ + Nа+ + Са2+ + Мg2+ + НСО3 - + SО42 - + СI - +Аs + Fе + Рb + Zn + Нg + Си + F - + NО3 - + Мn
М=1+7+59+16+163+63+19,5+0,02+0,2+0,7+0,1+0,001+1,0+0,5+10,0+0,07=341,091 мг/дм3
Вычисление жесткости воды.
Жесткость воды - это совокупность свойств, обусловленных содержанием в воде катионов кальция Са2+ и катионов магния Мg2+.
Если концентрация этих катионов велика (Жо > 7 мг-экв/дм3), то воду называют жесткой, если мала (Жо < 7 мг-экв/дм3) - мягкой.
Различают: общую, карбонатную, временную (устранимую), некарбонатную, неустранимую (постоянную) жесткости.
Общая жесткость определяется как сумма мг-экв ионов Са2+ + Мg2+ в 1дм3 воды и слагается из Жк карбонатной и Жнк некарбонатной жесткости.
Жобщ = Са2+ + Мg2+; Жобщ = Жк + Жнк
Жо = 2,809524+1,311475=4,120999 мг-экв/дм3.
Вывод: При расчете результата анализа жесткости грунтовых вод было выявлено, что данная вода является мягкой и дополнительного умягчения не требует.
Оценка пригодности воды для питья.
Согласно СанПиН 2.1.4.559-96 (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.) данная грунтовая вода не пригодна для питья, т.к. не отвечает выше указанному документу и имеет превышение по 2 компонентам: ртуть, свинец.
Оценка агрессивности воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям.
Агрессивность воды связана с присутствием в ней ионов водорода, свободного диоксида углерода, сульфатов и магния. Агрессивные свойства воды проявляются по отношению к бетону и металлам.
Агрессивность воды по отношению к бетону выражается в разрушительном воздействии подземных вод определенного состава. Оценка качества воды производится по нормам и техническим условиям. Эти нормы учитывают воздействие следующих видов агрессивности: выщелачивающую, углекислую, общекислотную, сульфатную и магнезиальную.
1) Выщелачивающую агрессивность связана с выщелачиванием карбонатов, главным образом кальция. Если вода, контактирующая с бетоном, содержит низкие концентрации Са2+, НСО3 - и СО32-, то карбонат кальция бетона переходит в раствор. Для бетона вода считается агрессивная при карбонатной жесткости меньше 0,54 - 2,14 мг-экв/дм3.
Так как, данная грунтовая вода имеет карбонатную жесткость (НСО3 - 61мг-экв/дм3), и низкую концентрацию катионов кальция (Са2+ - 59 мг/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.
2) Углекислотная агрессивность обусловлена высокими концентрациями растворенной в воде углекислоты СО2. Эта агрессивность проявляется как в отношении металла (коррозия), так и бетона. Воды, обладающие карбонатной жесткостью менее 1,4 мг-экв/дм3, следует считать агрессивными.
Так как, данная грунтовая вода имеет карбонатную жесткость (НСО3 - 61мг-экв/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.
3) Общекислотная агрессивность воды связана с повышенной концентрацией ионов водорода Н+ (пониженная величина рН). При этом бетон разрушается из-за растворения в кислой среде защитной карбонатной корки. Вода считается агрессивной для всех типов цементов: при рН < 7,0, если карбонатная жесткость меньше 8,6 мг-экв/дм3, при рН < 6,7, если карбонатная жесткость больше 8,6 мг-экв/дм3.
Грунтовая вода имеет кислую среду (рН - 7,7) и карбонатной жесткость (НСО3 - 61 мг-экв/дм3), тем самым не разрушает бетонные конструкции и не является агрессивной средой.
4) Сульфатная агрессивность обусловлена присутствием в воде иона SО42-. Этот вид агрессии проявляется в кристаллизации в бетоне новых соединений и выщелачивании бетона. По сульфатной агрессии для обычных цементов воду относят к слабоагрессивной при содержании иона SО42 - от 250 - 800 мг/дм3 и к агрессивной при содержании более 800 мг/дм3.
Так как, данная грунтовая вода имеет слабую сульфатную агрессивность (SО42 - 63 мг/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.
5) Магнезиальная агрессивность вызывает разрушение и вспучивание бетонных конструкций.
Так как, данная грунтовая вода имеет слабую магнезиальную агрессивность (Мg2+ 16 мг/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.
6) Агрессивность воды по отношению к металлу связана с коррозирующей способностью вод. Агрессивные по отношению к металлу являются воды: углекислые; сероводородные кислые; обогащенные кислородом. Корродирующая способность воды определяется при помощи коэффициента коррозии:
для щелочных вод:
Кк = rМg2+ - rНСО3-.
Кк= 1,311475 - 56,597500 = - 55,286025 мг-экв/дм3
По величине коэффициента коррозии различают следующие группы вод (содержание Са2+ в мг/дм3):
коррозирующие, Кк > 0;
полукоррозирующие,
Кк < 0, но Кк + 0,05 Са2+ > 0;
- некоррозирующие,
Кк + 0,05 Са2+ < 0.
55,286025 + (0,05 * 2,809524) = - 55,145549
Так как данная грунтовая вода Кк < 0, то вода будет являться некоррозирующей или неагрессивной.
2.5 Расчет массы реагентов, необходимых для удаления из воды ионов тяжелых металлов и других вредных компонентов
Расчет вести на 1000 м3 загрязненной воды.
Данная грунтовая вода не пригодна для питья, так как имеет превышение по 2 компонентам: ртуть, свинец.
Для нейтрализации ионов ртути применяют Na2S (двукратный избыток от стехиометрического соотношения).
Ответ: Для удаления ионов ртути необходимо 0,0007 килограмм сульфида натрия. Для удаления ионов свинца применяют щелочные агенты (СаО, Са (ОН) 2, Nа2СО3, NаОН).
Ответ: Для удаления ионов свинца необходимо 0,189 килограмм СаО.
грунтовая вода очистка загрязненный
Ответ: Для удаления ионов свинца необходимо 0,252 килограмм Са (ОН) 2.
Ответ: Для удаления ионов свинца необходимо 0,357 килограмм Nа2СО3.
Ответ: Для удаления ионов свинца необходимо 0,266 килограмм NаОН. Обработка результатов химического анализа сточной воды, взятой из скважин также показала, что данная сточная вода не имеет превышения по жесткости и кислотности. Поэтому по жесткости и кислотности расчетов не требуется.
Заключение
Уровень загрязнения рек, озер, морей и океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего речного стока.
Наибольший вклад в загрязнение водных объектов сточными водами вносят такие отрасли промышленности, как черная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая.
Промышленные сточные воды могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду, что приводит к изменению естественного рН в водоемах, в которые сбрасываются эти воды.
В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов; в бытовых отходах содержание органических веществ составляет 32…40%. Эти вещества, попадаю в почву, создают в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.
В случае образования в водоемах поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды, нарушается газообмен на границе сред воздух-вода. Кроме того, загрязняющие вещества могут аккумулироваться в клетках и тканях гидробионтов и оказывать токсическое действие на них.
Поверхностные воды в промышленно развитых густонаселенных регионах подвергаются загрязнению коммунально-бытовыми и промышленными стоками, стоками сельхозпредприятий и др. Например, в пределах столицы ежегодно в р. Москву станциями аэрации сбрасывается до 4*10і мі сточных вод; к ним нужно добавить 8*10і мі сточных вод, поступающих от промышленных предприятий. Всего в бассейн р. Москвы поступает 9.10і т загрязняющих веществ, основу которых составляют соединения азота, нефтепродукты, металлы. Все это приводит к тому, что в черте города в водах р. Москвы в 2 раза возрастает количество взвешенных частиц, в 1,5 раза увеличивается минерализация, концентрация растворенного кислорода уменьшается до 1,5.2,0 мг / л, в 5 раз увеличивается концентрация биогенных элементов, в 2 раза по сравнению с фоновым возрастает содержание металлов и нефтепродуктов. По количеству
сбрасываемых в водоемы стоков в РФ лидирует Москва - 2367.106 м3, далее следуют Санкт-Петербург - 1519.106 м3, АнгарсК - 529.106 м3, Красноярск - 416.106 м3, Новосибирск - 316.106 м3.
Еще одним источником загрязнения природных вод являются аmмосферные воды, несущие в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного происхождения. При стекании по поверхности земли атмосферные и талые воды увлекают за собой органические и минеральные вещества из почвы. В первую очередь это касается территорий санитарно неблагоустроенных населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и угодий, особенно в период весеннего паводка, что приводит к сезонному ухудшению качества питьевой воды.
Большое значение для организации водопотребления и водопользования имеет состояние подземных вод, которое может нарушаться проведением мелиоративных и гидротехнических работ, строительством городов и поселков, сооружением и эксплуатацией шахт и рудников.
Необходимо отметить, что процессы регенерации, или самоочищения, протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе. Источники загрязнения водоемов более разнообразны, а естественные процессы, происходящие в водной среде и подвергающиеся действию загрязнителей, более чувствительны и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые происходят в атмосфере.
При работе различных производств образуются сточные воды, содержащие ионные примеси: катионов - меди, никеля, цинка, кадмия, хрома, железа, алюминия и других металлов, а также их гидроксиды - в виде суспензии и коллоидных частиц: анионов - хлоридов, сульфатов, фторидов, нитратов, нитритов, фосфатов, цианидов и др., а также поверхностно - активные другие токсичные вещества.
Эти же соединения содержатся в шламах - отходах процесса обезвреживания сточных вод. Шламы являются источником токсикантов в почвенные воды. Большинство из них не подвергаются в природе каким-либо изменениям, устраняющим их вредное действие.
Соединения металлов, выносимые сточными водами, весьма вредно влияют на экосистему водоем - растение - животный мир - человек.
Переходя в раствор или образуя коллоидные системы, металлы участвуют во всех стадиях гидрологического цикла. Во всех случаях распределение металлов в водоемах и почвах зависит от водородного показателя (рН), температуры, концентрации солей, химического состава, биологической активности и других факторов.
В ходе работы над курсовым проектом по данным разведочного бурения и наблюдения выяснилось, что литологическая характеристика слоев не однородна. Поверхность грунтовых вод сложная. Водораздел подземного потока соответствует водоразделу поверхности земли. От водораздела подземных вод поток направляется, подчиняясь законам гравитации, от участков с более высокими абсолютными отметками к участкам с меньшими отметками и разгружается в водный объект. Питание и загрязнение (с территории предприятия) водоносного горизонта происходит по всей площади развития путем инфильтрации атмосферных осадков.
Обработка результатов химического анализа воды взятой из скважин показал, что минерализация воды составляет 341,091 мг/дм3, общая жесткость 4,120999 мг-экв/дм3, рН = 7,7, а так же имеет превышение по двум элементам (ртуть, свинец), для которых была рассчитана загрузка нейтрализующих реагентов на 1000 м3 воды.
Данная вода не обладает выщелачивающей и общекислотной агрессивностью, углекислотной, сульфатной, магнезиальной агрессивностью, поэтому при проектировании очистных сооружений могут применяться обычные бетоны.
Данная вода не обладает коррозирующей способностью по отношению к металлам, так как Кк < 0. При проектировании очистных сооружений дорогие некоррозирующие металлы не требуются. Достаточно обычных марок стали.
Для очистки 1 м3 сточных вод котельной установки необходимо:
· для очистки от ртути: Na2S - 0,0007 кг;
· для очистки от свинца в зависимости от используемых реагентов необходимо:
CaO - 0,189 кг или
Ca (OH) 2 - 0,252 кг или
NaOH - 0,266 кг или
Na2CO3 - 0,357 кг
Литература
1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности / Основы энвайронменталистики /: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд., переработка и дополнение. - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. - 800с., ил., табл.
2. Запольский А.К., Баран А.А., "Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение." - Л.: Химия, 1987. - 208 с.
3. СанПин 2.1.4.559-96 Питьевая Вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Госкомсанэпиднадзор России. Москва 1996 г. - 111 с.
4. И.О. Иванов, Б.И. Коган, А.П. Быков, "Инженерная экология": Учебное пособие / Новосибирск, 1994 г. - 184 с.
5. Зекцер И.С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир-2001.
6. Белов С.В. Охрана окружающей среды. Учебник для техникумов и специальных вузов. М. - Высшая школа-1991.
7. Киселев Н.А. Котельные установки. М. - 1975.
8. Медведев В.Т. Инженерная экология. М. - 2002.
Приложения
Приложение 1
Cхeмa реагентной очистки сточных вод oт ионов тяжелых металлов
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Системы очистки сточных вод города Новосибирска. Показатели качества питьевой воды, физические и химические. Эколого-гидрогеологические проблемы использования подземных вод для водоснабжения города Москвы. Медико-экологическое значение водного фактора.
курсовая работа [159,2 K], добавлен 09.09.2012Методы очистки производственных сточных вод. Электрохимическая очистка от ионов тяжелых металлов. Описание принципиальной технологической схемы. Расчет решетки, песколовки, нефтеловушки, усреднителя, барботера, вертикального отстойника, адсорбера.
курсовая работа [688,5 K], добавлен 26.05.2009Исследование особенностей гидросферы, совокупности в ней океанов и морей. Изучение воды как самого распространенного вещества в биосфере. Показатели качества и виды загрязнения воды. Механическая, физико-химическая и биологическая очистка сточных вод.
презентация [5,1 M], добавлен 23.10.2014Сточные воды как ресурс промышленного водоснабжения, их классификация в зависимости от экономичности использования для водоподготовки, типы и разновидности. Этапы проведения мероприятий по подготовке сточных вод, применяемые сооружения и инструменты.
реферат [38,8 K], добавлен 03.01.2011Особенности использования подземной воды и способы ее подготовки. Источники загрязнения питьевых вод летучими хлорорганическими соединениями. Предварительная очистка воды коагуляцией. Сорбционная очистка воды. Заболевания, вызываемые зараженной водой.
курсовая работа [240,2 K], добавлен 24.09.2013Оценка возможности обезвреживания цианидов содержащихся в сточной воде гальванических цехов реагентным способом и хром содержащих сточных вод методом ионообменной сорбции с последующей регенерацией хромат-ионов. Методика эксперимента. Результаты работы.
курсовая работа [108,5 K], добавлен 20.10.2008Вода в атмосфере, на поверхности и в глубине земли, ее физическое состояние: испарение, конденсация и экологическая очистка. Зависимость человека от круговорота воды и его влияние на этот процесс. Этапы стандартной очистки и дезинфекции сточных вод.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 29.08.2014Очистка и обесцвечивание природной воды коагулянтами и флокулянтами. Условия применения флокулянтов для очистки воды. Методы определения показателей качества питьевой воды. Исследование флоккулирующих свойств новых сополимеров акриламида в воде.
дипломная работа [577,3 K], добавлен 30.07.2010Технические предложения по снижению уровня экологической безопасности морской среды. Очистка морской среды от соединений тяжелых металлов и нефтепродуктов. Десорбция летучих примесей. Очистка загрязненных вод методом обратного осмоса и ультрафильтрации.
практическая работа [396,1 K], добавлен 09.02.2015Характеристика сточной воды предприятия и условия сброса очищенной воды. Предельно допустимые концентрации веществ, входящих в состав сточных вод. Выбор технологической схемы очистки. Анализ эффективности очистки сточных вод по технологической схеме.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.11.2011Санитарно-гигиеническое значение воды. Характеристика технологических процессов очистки сточных вод. Загрязнение поверхностных вод. Сточные воды и санитарные условия их спуска. Виды их очистки. Органолептические и гидрохимические показатели речной воды.
дипломная работа [88,8 K], добавлен 10.06.2010Общие сведения о механической очистке сточных вод. Механическая очистка, фильтрование и отстаивание воды. Основные параметры каркасно-засыпных фильтров. Основные загрязнения сточных вод. Разделение суспензий и эмульсий в поле гравитационных сил.
реферат [1,8 M], добавлен 24.04.2015Вода из поверхностных или подземных источников как источник питьевой воды во многих странах мира. Загрязнение источников воды нефтепродуктами и химическими примесями. Технологии очистки воды и почвы от разливов нефти, нефтепродуктов, химических веществ.
реферат [18,2 K], добавлен 08.04.2014Понятие и общая характеристика природных вод, их распространение в природе. Оценка уровня потребления воды человеком, параметры, влияющие на показатель. Очистка сточных вод. Фильтрование суспендированных веществ. Флотация с выделением воздуха в растворе.
контрольная работа [33,3 K], добавлен 02.12.2010Водоснабжение и требования к качеству воды. Канализация и характеристика сточных вод. Выбор метода очистки. Расчет тонкослойного отстойника, вторичного радиального отстойника. Физико–химическая очистка сточных вод. Песковые площадки и шламонакопитель.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 21.03.2011Состав и классификация пластических масс. Сточные воды производств суспензионных полистиролов и сополимеров стирола. Сточные воды производства фенолоформальдегидных смол. Классификация методов их очистки. Очистка сточных вод после производства каучуков.
курсовая работа [611,0 K], добавлен 27.12.2009Мониторинг поверхностных и подземных вод области. Классификация качества воды водотоков. Основные показатели водопотребления на территории Ярославской области. Сброс и очистка сточных вод. Мощность очистных сооружений перед сбросом в водные объекты.
реферат [28,5 K], добавлен 03.04.2014Этапы системы водоподготовки, сферы их применения. Очистка подземных вод, содержащих сероводород. Двухступенчатая схема очистки воды городского водоснабжения с применением сернокислого алюминия и хлора: озонирование, коагуляция, ультрафильтрация.
реферат [31,5 K], добавлен 21.01.2011Ценность пресной воды как природного ресурса, роль сооружений, реализующих отведение, очистку, обезвреживание воды в системе водоснабжения городов и промышленных предприятий. Применяемые методы физико-химической и биологической очистки сточных вод.
реферат [38,3 K], добавлен 10.06.2015Предназначение и основные методы биологической очитки воды. Важность качественной очистки сточных вод для охраны природных водоемов. Деградация органических веществ микроорганизмами в аэробных и анаэробных условиях, оценка преимуществ данного метода.
реферат [53,5 K], добавлен 14.11.2010
