Влияние промышленности на экологию

  Достоинства и недостатки

Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей. Недостатками являются высокое гидравлическое сопротивление, невозможность улавливания пыли с малым размером частиц и небольшая долговечность (особенно при очистке газов от пыли с высокими абразивными свойствами). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Экобиозащитная  техника для защиты водоёмов 

Устройства для  очистки и нейтрализации жидких отходов

К нарушениям качества воды относится: 
- изменение температурного режима; 
- изменение окраски; 
- изменение минерального состава; 
- снижение кислорода; 
- наличие возбудителей заболеваний; 
- наличие ядовитых веществ; 
- изменение вкуса и запаха; 
- наличие плавающих примесей; 
- наличие взвешенных веществ и др.

Методы и средства очистки бытовых сточных вод приведены на рис.5. 

  Рис.5. Методы и средства очистки вод 

При механической очистке происходит разделение жидкой и твёрдой фаз стоячих вод. Жидкая часть подвергается биологической очистке. Сточные воды, поступающие в аэротенки, продуваются снизу мощным потоком мельчайших пузырьков воздуха. Очищающим началом является активный ил - совокупность микроскорических растений и животных.

При избытке кислорода и при притоке органических веществ в активном иле бурно развиваются бактерии, которые склеиваются в хлопья, обладающие огромной рабочей поверхностью. Они выделяют ферменты, расщепляющие органические загрязнения до простых минеральных веществ. Т.к. бактерии склеены в хлопья, активный ил быстро оседает и отделяется от уже чистой воды.

Самым распространённым методом химической очистки воды является нейтрализация. Сточные воды многих производств содержат серную, соляную и азотные кислоты. Нейтрализация проводится фильтрацией через магнезит, доломит, любые известняки. Она может осуществляться также смешиванием кислых стоков со щелочными.

Парациркуляционный метод очистки применяют для очистки загрязнённых фенолами сточных вод, которые превращаются в пар, проходящий через раствор щёлочи.

Абсорбционный метод заключается в поглощении загрязняющих веществ в небольших количествах активированным углём с последующим удалением отгонкой паром.

Физико-химические методы основаны на применении органических растворителей для экстрагирования органических веществ.

При температуре  сточных вод выше +40° их предварительно перед спуском в канализацию  охлаждают. 
Запрещено сбрасывать в канализацию воды, содержащие тетраэтилсвинец (ТЭС).

Схема очистки сточных  вод

              Рисунок 6. Схема механической и биохимической (на биологических фильтрах) очистки сточных

На рис.6. показана распространенная схема очистки бытовых сточных вод и смеси бытовых и производственных сточных вод в случае применения для биохимической очистки биологических фильтров. По такой схеме проектируют очистные станции на средний расход от 5-10 до 20-30 тыс. м³ воды в сутки.

Сточные воды подвергают механической и биохимической очистке, а затем дезинфекции. Осадок сбраживают в метантенках, а обезвоживают и сушат на иловых площадках

Очистку сточных  вод осуществляют последовательно  на ряде сооружений. Механическая и  механохимическая очистка сточных  вод, как правило, предшествует биохимической  очистке. Вначале сточные воды очищают  от нерастворенных загрязнений, а затем уже от растворенных органических загрязнений.                                                                                                   Химической очистке подвергают преимущественно производственные сточные воды. В случае применения биохимической очистки химическую очистку можно проводить до и после биохимической очистки сточных вод. Физико-химические методы очистки также можно осуществлять до биохимической очистки (коагуляция, флотация, электролиз и др.) и после биохимической очистки (сорбция, экстракция, эвапорация, ионный обмен, кристаллизация и др.).   Обработку осадков сточных вод также осуществляют последовательно на ряде сооружений: вначале биохимическое разложение органических веществ (если это необходимо), а затем уже обезвоживание и сушку осадка.Дезинфекцию сточных вод, как правило, проводят в конце их обработки.                                                                                                       Механическая очистка заключается в процеживании сточной жидкости через решетки, улавливании песка в песколовках и осветлении воды в первичных отстойниках. Загрязнения, уловленные на решетках, дробятся на специальных дробилках и возвращаются в поток очищаемой воды до или после решеток. Эти загрязнения можно отправлять и на сбраживание в метантенки. Осадок из песколовок состоит в основном из песка. Его обработка обычно заключается в обезвоживании на песковых площадках. Твердая фаза осадка, образующегося в отстойниках, преимущественно имеет органическое происхождение, в связи, с чем этот осадок направляется для сбраживания в метантенки.                                                                  Биохимическая очистка сточных вод на биологических фильтрах осуществляется аэробными микроорганизмами, развивающимися на фильтрующей загрузке сооружений, в виде так называемой биологической пленки. Она периодически отмирает и выносится с очищенной водой. Для ее улавливания применяют вторичные отстойники. В целях снижения степени загрязнения воды, поступающей на биологические фильтры,часть очищенной воды возвращают для разбавления неочищенной воды (рециркуляция воды).

Осадок из вторичных  отстойников также направляют в  метантенки. Для дезинфекции воды используют хлор. Приготовленную в  хлораторной хлорную воду смешивают  с очищаемой водой.                                                      Обеззараживание воды происходит в контактных резервуарах, конструкция которых аналогична первичным отстойникам.                                                            При сбраживании осадка в метантенках образуется газ, в значительной степени состоящий из горючего газа метана. Этот газ аккумулируют в газгольдерах, а затем используют на нужды станции, в том числе для подогрева осадка в метантенках. Схему, представленную на рис.7, также применяют при очистке бытовых сточных вод и смеси бытовых и производственных сточных вод. Отличие этой схемы заключается в применении преаэраторов. Аэрация воды с добавлением активного ила интенсифицирует осветление сточных вод, обеспечивая снижение содержания взвешенных веществ в воде до значений, допустимых при подаче воды в аэротенки. При малом содержании взвешенных веществ в воде применение преаэраторов необязательно.

Рисунок 7. Схема механической и биохимической (на аэротенках) очистки сточных вод

В этой схеме  для биохимической очистки применены  аэротенки. Принцип очистки воды в них такой же, как и в  биологических фильтрах. Вместо биологической  пленки здесь используют активный ил, представляющий собой колонии аэробных микроорганизмов. Ил непрерывно циркулирует в системе - отделяется во вторичных отстойниках и возвращается в очищаемую воду перед аэротенками. Жизнедеятельность микроорганизмов сопровождается постоянным приростом их. Образующийся при этом избыточный активный ил уплотняется в илоуплотнителях и направляется на аэробное разложение в метантенки вместе с осадком из первичных отстойников.

По этой схеме  осадок обезвоживают на вакуум-фильтрах, а сушат в термических печах.

Схема химической очистки производственных сточных  вод наряду с сооружениями, применяемыми при механической очистке сточных  вод, включает ряд дополнительных сооружений: реагентов, а также смешения их с  водой. Сточные воды, не содержащие растворенных органических загрязнений, после химической очистки подвергаются механическому фильтрованию для глубокого осветления. Осадок после химической очистки обычно лишь обезвоживается и сушится.

Знание методов  очистки сточных вод и принципов  работы, применяемых при очистке сооружений, способствует правильному составлению схем очистки различных сточных вод.

Аэрация воды - естественный или искусственный процесс обогащения воды кислородом воздуха. Аэрация применяется для:  
- повышения концентрации растворенного кислорода;  
- удаления из воды газов и веществ, обусловливающих запах;  
- обезжелезивания воды;  
- биологической очистки сточных вод.

В воде из глубоких артезианских источников практически  полностью отсутствует кислород и имеется избыток углекислоты  и сероводорода. Доставить кислород в воду, удалить сероводород и избыточную углекислоту позволяет процесс аэрации воды. При этом кислород, растворяясь в воде, вступает в химическую реакцию с двухвалентным железом, переводя его в нерастворимую трёхвалентную форму. В процессе безнапорной аэрации воды большая часть сероводорода и углекислого газа выветривается. Поэтому аэрация - одна из важнейших стадий предварительной подготовки воды перед фильтрацией. Игнорирование этого процесса приводит к развитию сульфатредуцирующих прцессов и восстановлению сероводорода в воде. В результате падает эффективность каталитических фильтров- обезжелезивателей, появляется неприятный запах в горячей воде, вызванный присутствием сероводорода.

Принцип действия

Вода от источника  под давлением подаётся в аэрационную  ёмкость. В аэрационной ёмкости  с общим рабочим объёмом 400, 700 или более литров и запасом  воды равным половине емкости происходит предварительная подготовка воды к  процессу фильтрации. Вода в ёмкость  выливается через специальные форсунки, обеспечивающие распыление мелкими каплями. Капли падают на поверхность воды с высоты 0,9-1,1 м. Отключение подачи воды обеспечивает электромагнитный клапан, который закрывается при пропадании сигнала поплавкового выключателя, когда уровень воды в аэрационной ёмкости достигает заданного. Компрессор для барботажа воздуха через толщу воды, находящейся в нижней половине аэрационной ёмкости, подаёт воздух на трубчатый мембранный аэрационный элемент, установленный в нижней части ёмкости. 
    Для ускорения окислительных реакций, повышения Ph, ускорения процесса окисления сероводорода и двухвалентного железа и марганца при больших непрерывных расходах воды дополнительно установлен перистальтический дозирующий насос, подающий в аэрационную ёмкость жидкий окислитель или другой реагент по необходимости. 
     Из аэрационной ёмкости воду забирает центробежный насос второго подъёма, работающий реле давления и гидроаккумулятором, что обеспечивает автоматическую подачу воды с заданным напором. Для обеспечения защиты насоса по сухому ходу аэрационная ёмкость оборудована поплавковым выключателем сухого хода. Насос второго подъёма подает воду на фильтры для дальнейшей обработки.

Выбор конкретного  оборудования для аэрационных систем зависит от заданного расхода воды через фильтры. При этом подача воды в ёмкость, поток распылителя воды и расход насоса второго подъёма должны быть согласованы между собой. При недостаточной подаче воды в аэрационную ёмкость её объём необходимо увеличить. Высота падения капель воды составляет от 0,6 до 1,0 м, поэтому аэрационная ёмкость заполнена водой наполовину. 
Расход насоса второго подъёма должен быть достаточным, чтобы обеспечить промывку фильтра обезжелезивателя. Как правило, фильтр- обезжелезиватель требует на промывку расход воды в три раза больше своего номинала при фильтрации. 

Основные  понятия 

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

ПДК р. з. — это концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны в мгр/м³, эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов и не более 40 часов в неделю за всё время рабочего стажа, каких-либо заболеваний или отклонений от нормального состояния здоровья, которое могло бы быть обнаружены современным методами исследования непосредственно во время работы или в отдалённые сроки. Рабочая зона — пространство, высота до 2-х метров над уровнем пола или площадки, на которой расположены работающие.                                                    Для обоснования ПДК р.з.. необходимо: 
1. Условия производства и примен. вещества и о его агрегатном состоянии и при поступлении в воздух 
2. Данные о химическом строении и физико-химических свойствах вещества, то есть формула молекулярной массы, плотности, точки плавления и кипения, давление паров при температуре 25 °C, химическая стойкость — это гидролиз, окисление, растворимость в воде, а также показатели поверхности натяжения, E разрыва связей 
3. Данные о токсичности и характере действия химического соединения при однократном воздействии на организм.                                                                   Для большинства вещества ПДК р.з. является max разовым для воздуха на территории предприятия Промышленная площадка считается допустимым, присутствием вредных веществ с max концентрацией не более 30 % от их допустимой концентрации в рабочей зоне ПДК р. пл. = 0,3 ПДК р. з.