Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Луцький національний технічний університет

Кафедра екології

Реферат на тему:

«Загальна характеристика стічних вод та забруднень, що надходять до міської каналізації»

Виконав: ст. гр.. ЕОС - 31 Бабінчук К. О.

Перевірив: к. с.-г. наук, доц. кафедри екології,

Бондарчук С. П.

Луцьк 2012

Зміст

• Вступ
• Склад та характеристика стічних вод
• Висновок
• Використана література


Вступ

У містах і інших населених пунктах утворюються забруднення різного характеру, пов'язані з повсякденною діяльністю людини. До таких забруднень відносяться фізіологічні відходи людини і тварин, а також забруднені води з лазень, пралень, ванн, душів, від миття продуктів харчування, посуду, приміщень, вулиць і ін. У великій кількості утворяться забруднення і на промислових підприємствах. Це - відходи, що виходять у результаті технологічних процесів, і відходи, розведені в тій чи іншій концентрації води.

Вода, що була використана для різних нестатків і одержала при цьому додаткові домішки (забруднення), що змінили її хімічний чи склад фізичні властивості, називається стічною рідиною.

Каналізація являє собою комплекс інженерних споруджень і заходів, призначених для наступних цілей:

- прийому стічних вод до місцях їхнього утворення і транспортування їх до очисних споруджень;

- очищення і знезаражування стічних вод;

- утилізації корисних речовин, що містяться в стічних водах і їхньому осаді;

- спуску очищених вод у водойму.

каналізація стічний вода очистка

Склад та характеристика стічних вод

Склад побутових стічних вод характеризується змістом в основному органічних забруднень у нерозчиненому, колоїдному і розчиненому станах. Органічні забруднення бувають рослинного походження (залишки плодів, овочів, рослин, папір і ін.) і тваринного походження (фізіологічні виділення людей і тварин, органічні кислоти, залишки тканин живих організмів, різні бактерії, у тому числі і хвороботворні, дріжджові і цвілеві грибки - так звані бактеріальні і біологічні забруднення). У побутових стічних водах міститься близько 60% органічних і 40% мінеральних забруднень. Атмосферні стічні води містять переважно мінеральні забруднення й у меншій кількості органічні забруднення. Склад і концентрація виробничих стічних вод дуже різноманітні, тому що вони залежать від характеру виробництва, що випускається продукції й особливостей технологічного процесу. Виробничі стічні води поділяють на 2 основні категорії: забруднені і незабруднені (умовно чисті).

Забруднені виробничі стічні води містять різні домішки і підрозділяються на 3 групи:

1. Забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства металургійної, машинобудівної, рудо- і вуглевидобувної промисловості; заводи з виробництва мінеральних добрив, кислот, будівельних виробів і матеріалів і ін.);

2. Забруднені переважно органічними домішками (підприємства м'ясної, рибної, молочної харчової, целюлозно-паперової, хімічної, мікробіологічної промисловості; заводи з виробництва пластмас, каучуку й ін.);

3. Забруднені мінеральними й органічними домішками (підприємства нафтовидобувної, нафтопереробної, нафтохімічної, текстильної, легкої, фармацевтичної промисловості; заводи з виробництва консервів, цукру, продуктів органічного синтезу, папера, вітамінів і ін.).

Об'єднання стічних вод, здатних вступати в хімічні реакції з виділенням отрутних чи вибухонебезпечних газів і утворювати емульсії, а також мають велика кількість нерозчинених речовин, не допускається. Забороняються залпові скидання сильноконцентрированных виробничих стічних вод. Стічні води, у яких можуть міститися радіоактивні, токсичні і бактеріальні забруднення, перед випуском у міську каналізацію повинні бути знешкоджені і знезаражені. Випуск концентрованих розчинів безпосередньо в каналізацію забороняється.

Фекальні стічні води надходять із житлових, і громадських будівель, побутових приміщень промислових підприємств. Вони включають води із кухонь, вбиралень, лазень, пралень, лікарських закладів тощо. Ці води містять велику кількість органічних речовин (близько 60 %), характеризуються значною каламутністю, слаболужною реакцією (рН=7,2-7,6), великою кількістю завислих частинок. Вони небезпечні в епідемічному відношенні, оскільки містять патогенні мікроорганізми і ентеровіруси, а також велику кількість яєць гельмінтів.

Склад промислових стічних вод пов'язаний з характером технологічного процесу на підприємстві. Вода використовується як теплоносій, розчинник, засіб для транспортування, для вилучення викидів і інших потреб. Склад промислових стічних вод різний. Активна реакція їх коливається від кислої до лужної. Вони містять різні хімічні речовини, в тому числі токсичні, часто мають специфічний запах, колір, підвищену температуру.

Зливові води поділяють на дощові і розталі. Ці води каламутні, містять велику кількість ґрунтових домішок, мікроорганізмів, їх склад в значній мірі залежить від санітарного стану територій, з яких вони стікають. Скидання неочищених стічних вод у водойми може зумовити їх забруднення. Різні стоки збільшують каламутність води, надають воді специфічного запаху, кольору. На окиснення органічних речовин, що містяться у стічних водах, витрачається багато кисню води, внаслідок чого вода у водоймі може загнивати, викликати загибель водоростей, риби і інших тварин у водоймі. Неочищені побутові стоки містять значну кількість збудників інфекційних захворювань і яєць гельмінтів, що небезпечно в епідемічному відношенні. Щоб попередити забруднення водойм, які є джерелом питного і культурно-оздоровчого водокористування, стічні води перед спуском у відкриті водойми необхідно очищати й знезаражувати.

Сплавна система (каналізація) призначена для прийому стічних вод у місцях їх утворення, транспортування, очистки, знезараження і випуску їх у водойми або на грунтові ділянки. Вона до мінімуму зводить контакт людей з нечистотами, сприяє високому санітарному комфорту, попереджує забруднення рідкими відходами об'єктів навколишнього середовища: грунту, повітря, водойм. Вона економічно дешевша, ніж вивізна. Каналізація буває господарсько-фекальна, промислова і зливова.

Господарська - фекальна каналізація приймає стічні води і рідкі відходи, які утворюються внаслідок господарсько-побутової діяльності і фізіологічних справлень людини. Промислова каналізація відводить стічні води від підприємств, зливова-дощові і розталі води.

Каналізація може бути роздільною і загальносплавною. Роздільна система передбачає окремий збір, транспортування і очистку стоків кожної з описаних вище видів каналізації. Загально-сплавна каналізація призначена для відведення всіх стоків разом. Каналізація складається з послідовно сполучених внутрішньо-квартирних, будинкових, міських і позаміських трубопроводів, по яких рідкі відходи відводяться на очисні споруди. Улаштовуючи каналізацію, необхідно передбачити непроникність труб у місцях їх з'єднання, щоб стоки не забруднювали грунт.

Очистку господарсько-фекальних стічних вод можна розділити на три послідовні етапи: механічне (звільнення від грубих мінеральних і органічних часток), біологічне (мінералізація органічних речовин, які знаходяться в колоїдному або розчиненому стані) і знезаражування.

Механічне очищення стічних вод проводиться за допомогою решіток, пісковловлювачів і відстійників. Решітки являють собою паралельні залізні прути, які встановлюють в місці поступлення стоків на очисні споруди. На них затримуються грубі завислі рештки (папір, ганчір'я, вата, кухонні відходи тощо), які по мірі необхідності вручну або механічним способом видаляються. Пісковловлювачі призначені для затримування мінеральних домішок. Зміна швидкості руху потоку води у спеціальних лотках сприяє осіданню важкого піску і заважає осіданню легкої органічної зависі. Вілходи, зібрані з ґрат і пісковловлювачів, зберігають у закритих приймачах під шаром хлорного вапна. По мірі накопичення їх спалюють або вивозять на поля асенізації. Після пісковловлювачів стічна вода надходить у первинні відстійники, де осідає основна маса завислих речовин, переважно органічного походження. Відстійники бувають горизонтальні, вертикальні і радіальні. Вони являють собою великі резервуари, в яких вода рухається із швидкістю близько 7 мм/с, за рахунок чого відходи випадають на дно у вигляді осаду. Осад згрібається до центру відстійника в заглиблений приймач і під тиском стовпа води або за допомогою насоса вилучається з резервуару. Мул поступає у метантенки. Метантенки - залізобетонні резервуари циліндричної форми, в яких відбувається збродження мулу (спочатку кислотне, потім лужне). Після лужного бродіння мул набуває чорного кольору і специфічного запаху. Щоб поліпшити переробку осаду, його за допомогою пари або води підігрівають до 40-55 °С і перемішують. Під час бродіння утворюється газ - метан, який збирається у газовому ковпаку, розташованому у верхній частині метантенка, звідки відводиться в спеціальні резервуари і використовується в котельній станції очистки. Одержаний після бродіння мул безпечний в епідемічному відношенні і підлягає механічному зневодненню. Після підсихання на мулових майданчиках мул використовується на полях як органічне добриво або як паливо в котельнях.

Після механічного очищення стічні води поступають на біологічне очищення. Біологічне очищення необхідне для мінералізації розчинених органічних речовин, які залишилися у воді після відстоювання. Біологічне очищення стічних вод є природне і штучне. В природних умовах очищення здійснюється на полях фільтрації, полях зрошення і в біологічних ставках. Для штучного очищення призначені спеціальні споруди, в яких відтворюють умови, що спостерігаються в грунті (біологічні фільтри) або у водоймі (аеротенки). Для окиснення розчинених органічних речовин вода поступає на один з багатьох існуючих комплексів, одним з яких є біофільтри. Біофільтри - це резервуари, заповнені твердим матеріалом (шлаком, щебенем, гравієм), через який фільтрується стічна вода. Для підвищення ступеня аерації в бокових стінках знизу роблять повітропроникні канали. На дренажне дно насипають знизу шар грубого гравію або шлаку, потім шар гравію або шлаку меншого розміру і зверху - шар дрібного гравію. За допомогою спеціальних пристосувань (спринклерів) стічна вода розбризкується по всій поверхні біофільтра. Під впливом кисню повітря, що проходить через завантажувальний матеріал, відбувається окиснення розчинених у воді органічних речовин. Через деякий час на поверхні фільтруючого матеріалу утворюється біологічна плівка. Вона в значній кількості затримує органічні речовини, мікроорганізми-пожирачі (інфузорії, джгутикові та ін.), які майже повністю звільняють воду від інших мікроорганізмів, у тому числі й патогенних. З біологічних фільтрів вода поступає у вторинні відстійники. Після очистки вода стає прозорою, майже без запаху і органічних речовин. Більш ефективним, ніж біофільтр, є аерофільтр. Він має більшу висоту фільтруючого шару і пристрій для підсилення вентиляції фільтра. Стічна вода надходить зверху, а повітря подається знизу. Таке збагачення киснем прискорює процес окиснення і дозволяє пропускати більший об'єм води порівняно з біофільтром. Аеротенк являє собою довгий залізобетонний резервуар глибиною 3-6 м, без завантажувального матеріалу. Тут окиснення органічних речовин відбувається у водному середовищі за участю активного мулу, заселеного великою кількістю мікроорганізмів-міне-ралізаторів. Вони відіграють головну роль в окисненні органічних речовин. В аеротенк по повітропроводах, розташованих у нижній частині резервуара, за допомогою компресорів під тиском подають повітря, яке крізь пористі пластинки надходить у воду. Пройшовши аеротенк, органічні речовини окиснюються, а стічна вода направляється у вторинний відстійник для вилучення активного мулу, який повторно використовується в аеротенках. Після цього вода набуває високої прозорості, але містить ще велику кількість мікроорганізмів. Знезаражування води проводиться шляхом хлорування газоподібним хлором, або хлорним вапном. Очищена і знезаражена вода перед спуском у відриті водойми поступає у біологічні ставки, де звільняється від хлору і насичується киснем. Стічні води можна очищувати також природним шляхом на полях фільтрації і полях зрошування. Поля фільтрації являють собою земельні ділянки, огороджені земляним валом, розподілені на окремі грядки типу городніх. Стічна вода по трубах надходить до найвищої точки полів фільтрації, а звідти самопливом поступає у спеціальну мережу розподільних каналів і розливається по окремих картах. Зрошення ведеться або суцільним заливом, або по борознах. Процеси біохімічного окиснення органічних речовин, що є у стічних водах, проходять у верхньому шарі грунту. Стічна вода, фільтруючись крізь грунт, звільняється від завислих речовин, котрі завдяки кисню, що є у порах грунту, окиснюються і мінералізуються. Тут також затримується більшість мікроорганізмів, яєць гельмінтів. Профільтровану через грунт воду збирають у дренажну мережу відкритого або закритого типу. Відкритий дренаж (канави) проходить по периметру ділянок і має схил у бік головної дренажної канави, котра виводить очищену воду у водойму. Закритий дренаж закладають на глибині 0,75-1,0 м з глиняних труб з проміжками між ними для надходження дренажної води. Ці труби з'єднують з головним дренажним колектором, по якому вода відводиться за межі полів фільтрації. На полях зрошення так само, як і на полях фільтрації проводиться очистка стічних вод. Але на відміну від останніх поля зрошення використовуються одночасно і для вирощування сільськогосподарських культур (технічних, зернових, кормових). Сюди вода надходить після механічного очищення і використовується для поливу. Після біологічного очищення через грунт вода збирається в дренажну систему, надходить в біологічні ставки чи у водойму, Очистка промислових стічних вод здійснюється різними способами. З допомогою відстійників, пісковловлювачів, жиро-вловлювачів, нафтопасток вилучаються плаваючі і осаджуються завислі частинки. Відстоювання стоків, при необхідності, здійснюється із застосуванням коагулянтів-сульфату алюмінію, сульфату заліза та ін. На 20-30 % прискорюють осаджування, порівняно з коагулянтами, флокулянти, наприклад, поліакриламід. При цьому пластівці гідроксидів збільшуються. Для вилучення із стічних вод деяких цінних для народного господарства речовин застосовують екстракцію, іонний обмін та інші методи. При екстракції речовини, які містяться в стічній воді (фенол та ін.), переходять в екстрагент-чотирьоххлористий вуглець, хлороформ, бензол тощо, а потім вилучаються з нього. Екстрагент - нерозчинна у воді рідина, яка для очищення стічних вод може використовуватися повторно. Іонообмінне очищення стічних вод в значній мірі звільняє воду від токсичних речовин і дозволяє повертати у виробництво такі цінні речовини, як нікель, цинк, мідь, феноли та ін. Ці способи основані на застосуванні синтетичних іонообмінних смол (карбоксильних, фенольних), які мають здатність обмінювати іони водню на катіони кольорових і важких металів. Відпрацьовані зерна смоли підлягають регенерації і повторному використанню. Кислі стічні води на спеціальних спорудах обробляються вапном або нейтралізуються за допомогою фільтрації крізь магнезит, доломіт, вапняк. Для ліквідації органічних речовин промислові стічні води піддаються біохімічному очищенню.

Існуючі спроби класифікувати стічні води (класифікація Вигельта, Эллиса, Хлопина і Дурилина) або не відбивали впливу стічних вод на водойму, або враховували лише запити охорони здоров'я і не відповідали запитам рибогосподарської токсикології. Класифікація стічних вод повинна враховувати всі сторони їхньої дії на водойму, на гідрологічні, гідрохімічні показники, на флору і фауну водойми. Більш прийнятної в даний час є класифікація, запропонована Е.А. Веселовым (1953, 1968). Однак і вона не цілком характеризує вплив забруднювачів на гідробіонти і водойму: класифікація відбиває лише дію стічних вод на водойму. Стічні води в цій класифікації по дії їх на водойму поділяють на утримуючі органічні і неорганічні забруднювачі. Кожна з цих груп, у свою чергу, підрозділяється на стічні води зі специфічними отрутними властивостями і стічні води без специфічних отрутних властивостей. Органічні забруднювачі в стічних водах можуть являти собою: первинні продукти тваринного походження, первинні продукти рослинного походження, продукти термічної переробки твердого палива (кам'яного вугілля, торфу, дерева), нафта, нафтопродукти і з компонента, органічні кислоти, кетони і спирти, феноли, органічні барвники і їхні компоненти, поверхньостноактивні речовини (у тому числі миючі засоби), пестициди (у тому числі інсектициди, гербіциди, фунгіциди, нематоциды, зооциды, репеленти, хемостерилизаторы, стимулятори й інгібітори росту рослин, дефоліанти й ін.). З неорганічних забруднювачів можуть бути: сірководень і сірчисті з'єднання, неорганічні кислоти і луги, неорганічні отрути, солі натрію, кальцію, магнію, амонію (хлориди, сульфати, нітрати), зважені мінеральні речовини. Стічні води без специфічних токсичних речовин містять органічні забруднювачі і є переважно відходами підприємств харчової промисловості. Вони характеризуються великим змістом нестійких органічних речовин і наявністю продуктів їхній анаэробного розпаду. У результаті гнильних процесів і шумування у водоймі накопичуються отрутні гази: сірководень, метан, а також оцтова і молочна кислоти. У результаті різко падає зміст кисню у водоймі, що приводить до заморів. Стічні води зі специфічними токсичними речовинами містять меншу кількість органічних речовин, але також викликають гнильні процеси і створюють дефіцит кисню у водоймі. Крім того, токсичні речовини роблять специфічну дія на гідробіонтів. Отрути промислових стічних вод (пестициди, хв. добрива, сільськогосподарські стоки), потрапляючи у водойми, згубно діють на ікру риб, знищуючи нерестовища і нагульні угіддя, обмежують міграції, знижують резистентність організму риб, викликають хвороби, погіршують якість рибної продукції. Забруднені стічні води змінюють фізичні, фізико-хімічні і хімічні властивості води водойм, змінюють кількість і якість кормових організмів, порушують біологічну рівновагу у водоймі і процеси самоочищення, тісно пов'язані з життєдіяльністю одноклітинних організмів - бактерій, водоростей і найпростіших.

Висновок

Виробничі стічні води, що випускаються в каналізацію, не повинні:

- порушувати роботу мереж і споруджень;

- містити більш 500 мг/л зважених і спливаючих речовин;

- містити речовини, здатні засмічувати труби каналізаційних чи мереж відкладатися на стінках труб;

- робити дії, що руйнують, на матеріал труб і елементи споруджень каналізації;

- містити пальні домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші в каналізаційних мережах і спорудженнях;

- містити шкідливі речовини в концентраціях, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод чи скиданню їх у водойму (з урахуванням ефективності очищення);

- мати температуру вище 40⁰ С.

Виробничі стічні води, що не задовольняють даним вимогам, повинні піддаватися попередньому очищенню.

У результаті проведеної оцінки впливу стічних вод на навколишнє середовище можна зробити наступні висновки:

1. Забруднення атмосфери газами і парами шкідливих речовин відбувається внаслідок утворення в каналізаційних мережах легкозаймистих вибухових сумішей, при випарі шкідливих забруднюючих речовин з поверхні водойм і виділенні неприємних запахів. Забруднення атмосферного повітря знижує продуктивність і плідність домашніх і диких тварин, птахів.

2. Забруднення ґрунтів стічними водами відбувається при впливі агресивних вод на труби внаслідок їхньої корозії і руйнування; а також при аваріях на трубопроводах, у результаті чого стічні води знищують живі організми (рослинність, тварин), негативно впливають на здоров'я людини.

3. Органічні забруднення, що містяться в стічній рідині, можуть загнивати і служать гарним середовищем для розвитку мікроорганізмів, у тому числі патогенних, тобто таких, котрі викликають інфекційні захворювання. Підтримка санітарного благополуччя міст і інших населених пунктів, а також промислових підприємств можливо тільки при своєчасному видаленні з займаної ними території стічних вод з наступним їхнім очищенням і знезаражуванням.

4. Забруднення гідросфери і знищення гідробіонтів обумовлене дефіцитом кисню у водоймах, змістом у промислових стічних водах отрут (пестициди, хв. добрива). Стічні води, потрапляючи у водойму, змінюють фізичні, фізико-хімічні, хімічні властивості води, порушують біологічна рівновага у водоймі і процеси самоочищення, змінюють кількість і якість кормових організмів. Нагромадження стічної рідини на поверхні й у глибині ґрунту, у водоймах викликає забруднення навколишньої місцевості й атмосфери, виключає можливість використання водойм для господарських цілей.

5. До переваг стічних вод варто віднести їхнє використання в сільському господарстві для нестатків зрошення. Найбільш придатними будуть стічні води деяких виробництв харчової, хімічної і легкої промисловості (цукрові, молочні, крохмальні заводи, бойні, м'ясокомбінати), а також підприємство з виробництва мінеральних добрив, азотної кислоти. Крім того, ефективним шляхом зниження забруднення виробничих стічних вод є витяг з них коштовних речовин (нафта і нафтопродукти, целюлозне волокно).

Використана література

1. Алексеев С.В., Пивоваров Ю.П. Экология человека (Учебник). - М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 640 с.

2. Бортук Б.О., Федоров Н.Ф. Канализационные сети. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1976. - 272 с.

3. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учебник для вузов / В.И. Калицун, В.С. Кедров, Ю.М. Ласков, П.Ф. Сафонов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. - 359 с.

4. Иванова Г.Г. Санитарная гидробиология с элементами водной токсикологии. Учебное пособие. Издательство Иркутского университета, 1982. - 80 с.

5. Калицун В.И. Основы водоснабжения и канализации. Учеб. пособие для техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1977. - 207 с.

6. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. Водная токсикология. М., 1971.

Размещено на Allbest.ru