Экологическая техника и технологии при защите воды.

Предупреждение загрязнения водных объектов сточными водами может обеспечиваться организационными и техническими мероприятиями.

Организационные мероприятия сводятся к предупреждению сброса сточных вод в водоёмы без их очистки.

Технические мероприятия включают в себя очистку сточных вод различными методами, повторное использование сточных вод для технических нужд и полива, создание оборотных и замкнутых систем водопользования, совершенствование технологических процессов на предприятиях в направлении сокращения поступления загрязнений в стоки, переход на безводные технологии, сокращение загрязнения территорий нефтепродуктами.

Снизить загрязнённость водных бассейнов можно путём создания маловодной и безотходной технологии с замкнутыми водооборотными циклами, с промежуточной очисткой и охлаждением воды, а также утилизацией загрязнений.

Кроме того, необходимо отметить что сокращение расхода воды для нужд как производства, так и для нужд отдельных граждан также является средством уменьшения водопотребления и способом охраны природных вод.

Например, за сутки расход на среднестатистического городского жителя в России составляет от 500 до 800 л питьевой воды. Причем только 5-10% используется на бытовые нужды. А аналогичный расход на жителя Лондона составляет – 170л, Парижа – 160 л, Брюсселя – 85 л. Чем можно объяснить такую разницу?

Во - первых это использование счетчиков расхода и оплата по факту использования в сочетании с высокими тарифами. Во- вторых – это техническое совершенствование технических устройств, препятствующее утечкам и повышение культуры водопользования. В третьих – снижение водоемкости производств (на произдовство 1 т джинсовой ткани используется – 800 куб м воды., а на производство 1 т угля – 1-2- куб м.). В четвертых – модернизация оросительной сети и аппаратов («сухой полив» и т.д. В пятых – повторное использование вод, прошевших канализацию.

Способы очистки сточных вод

Способы очистки загрязненных промышленных вод можно объединить в следующие группы: механические, физические, физико-механические, химические, физико-химические, биологические, комплексные.

Механические способы очистки применяются для очистки стоков от твёрдых и масляных загрязнений. Механическая очистка производится одним из следующих способов:

- дробление крупных загрязнений в более мелкие различными устройствами механического воздействия на загрязнения;

- отстаивание загрязнений истоков с помощью нефтеловок, песколовок и других типов отстойников, конструкции которых приводятся в специальное литературе;

- разделение загрязнений и воды с помощью различных центрифуг и гидроциклонов;

- устреднение стоков чистой водой с целью снижения концентрации вредных веществ и примесей до уровня, при котором стоки можно сбрасывать в водоёмы или канализацию;

- извлечение механических примесей и стоков с помощью различных элеваторов, решёток, скребков и других устройств;

- фильтрование стоков через сетки, сита, специальные фильтры, а чаще всего по средствам пропускания стоков через песок;

- осветление воды путём пропускания её через песок или специальные устройства, наполненные композициями или минералами, способными поглощать взвешенные частицы.

Выбор схемы очистки воды от взвешенных частиц и нефтепродуктов зависит от вида и количества загрязнений, требуемой степени очистки, устройств для очистки стоков. Стоимость сооружений механической очистки сточных вод очистных комплексов предприятия составляет 20-30 % капитальных вложений и 15-20 % эксплутационных расходов очистных устройств. Эффективность работы механических очистных устройств особенно ощутима в замкнутых системах водопользования предприятий. Их применение позволяет сокращать количество потребляемой воды в 1,5-2,5 раза.

Физико-химические способы очистки стоков и воды базируется на флотации, мембранных методов очистки, азотропной отгонки.

Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц загрязнений к поверхности раздела двух фаз(вода-воздух, вода-твёрдое вещество). Процесс очистки сточных вод от СПАВ, нефтепродуктов, волокнистых материалов флотации заключается в образовании системы «частицы загрязнений – пузырьки воздуха», которых всплывает и поверхность и утилизируется

Обратный осмос (гиперфлотация) – процесс фильтрования сточных вод через полупронецаемые мембраны под давлением.

Ультрафильтрация – мембранный процесс разделения растворов, осмотическое давление которых мало. Применяется для очистки сточных вод от высокомолекулярных веществ, взвешенных частиц и коллоидов.

Электродиализ – процесс сепарации солей в мембранном аппарате, осуществляемый под действием постоянного электрического тока. Электродиализ применяется для деминерализации сточных вод.

К физико-химическим методам относятся так же следующие методы:

коагуляция – процесс соединения мелких частиц загрязнения в более крупные с помощью коагулянтов. В качестве коагулянтов используют известковое молоко, соли алюминия, железа, магния, цинка, сернокислый кальций, углекислый газ и др.;

флокуляция – процесс агрегации мелких частиц загрязнений в воде за счёт образования мостиков между ними и молекулами флокулянтов. В качестве флокулянтов используют активную кремниваю кислоту, эфиры, крахмал, целлюлозу, синтетические органические полимеры;

электрокоагуляция - процесс укрупнения частиц загрязнения под дествием постоянного электрического тока;

сорбция – процесс поглощения загрязнений твёрдыми и жидкими сорбентами (активированным углём, залой, мелким коксом, торфом, силикагелем).

При очистки сточных вод могут извлекаться с помощью экстрагентов ценные вещества. Этот процесс называется экстракция.

Химическая очистка применяется как самостоятельный метод или как предварительный перед физико-химической и биологической очисткой. Его применяют для снижения коррозионной активности сточных вод, удаления из них тяжёлых металлов, очистки стоков от гальванических участков, для окисления сероводорода и органических веществ, для дезинфекции воды, её обесцвечивания и других случаев.

 

После механических, химических и физико-химические методов очистки в производственной воде могут находиться различные вирусы и бактерии, которые могут вызывать различные заболевания. Сточные воды перед повторным использованием или перед спуском в водоёмы подлежат биологической очистке. Стерилизация воды производится путём нагревания, хлорирования, озонирования, обработки ультрафиолетовыми лучами, биообработки, электролиза серебра. Биологическая очистка проводится на биофильтрах, аэротенках, в окислительных каналах. Разработан метод очищения водоёмов от нефти с помощью бактерий.

Биологическая очистка может осуществляться и в естественных условиях на полях орошения, полях фильтрации, биологических прудах.

Чаще всего в условиях производства приходится применять комплексные методы очистки, основанные на механических, химических, физико-химических, биологических способах и устройствах для извлечения загрязнений.

 

Глава 9

Источники загрязнения литосферы.

Экозащитная техника и технологии, используемые для защиты почвенных ресурсов

Состав и строение почвы

Площадь суши 15 млдр га – треть земного шара. Из них леса занимают – 28% пустыни, ледники, населенные пункты и другие участки со слабо выраженным почвенным слоем – 45%,пастбища – 17%, обрабатываемые земли – 10% и 10% - пригодно для обработки, не выгодные для возделывания.

Использование земель в РФ:

Лес – 46%, пастбища оленей – 18,7%, сельскохозяйственные угодья – 13%, овраги, пески ледники – 10,8%, под водой – 4,2%, дороги – 0,5%, строительство – 0,3%, нарушенные земли – 0,1%.

Почва состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразной фаз. Например компоненты луговой почвы таковы. Минеральный состав почвы составляют 93% и представлены оксидами, солями угольной серной, фосфорной и др кислот. Органические вещества на 85% состоят из мертвой органики, на 10% - корни растений и оставшиеся 5% - это почвенная биота (бактерии, грибы, черви и т.д.).

Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водными, воздушным и тепловым режимами.

Химический состав почвы оказывает влияние на здоровье человека через воду, растения и животных.

Например, эндемический зоб связан с недостатком йода в почве, снижение кальция и избыток стронция вызывает уровскую болезнь, недостаток фтора может провоцировать возникновение кариеса, а его избыток – флюороз.