Материал: 122

2.Химические методы основаны на применении специальных реагентов (химических веществ), разрушающих или осаждающих примеси. К химическим методам относятся:

- нейтрализация изменение водородного показателя (рН) сточных вод до значений рН = 6,5 7,5; нейтрализацию осуществляют добавлением к воде кислотных и щелочных компонентов или фильтрованием воды через эти компоненты;

-коагуляция это процесс удаления загрязнений при помощи специально вводимых веществ коагулянтов; в воде коагулянты вступают в химические реакции, образуя крупные хлопья, которые захватывают мелкие частицы загрязнителей и увлекают их на дно; наиболее часто для очистки сточных вод используются следующие коагулянты: сульфат алюминия Al2(SO4)3, хлорид железа FeCl3, сульфат железа Fe2(SO4)3, известь Ca(OH)2 и др.;

-стерилизация обеззараживание сточных вод при помощи сильных окислителей хлора (при хлорировании) или озона (в процессе озонирования); для обеззараживания городских сточных вод широко применяется метод хлорирования газообразным хлором или хлорной известью (CaOCl2).

3.Физико-химические методы − основаны на использовании специальных физико-химических процессов, среди которых можно выделить следующие:

-сорбция − поглощение загрязняющего вещества из раствора и

удерживание его на поверхности специального поглотителя сорбента; в качестве сорбента для извлечения органических веществ часто применяют активированный уголь;

-экстракция − извлечение вещества специальным экстрагентом;

-электрохимические методы очистка при помощи электрического тока и т.д.

Впроцессе физико-химической очистки из воды удаляются мелкодисперсные и растворенные примеси, а также разрушаются трудноудаляемые вещества.

Физико-химическая очистка применяется в основном для производственных сточных вод. Применение ее для очистки бытовых стоков ограниченно по экономическим соображениям. В ряде случаев физико-химическая очистка обеспечивает такое глубокое удаление загрязнений, что последующая биологическая очистка не требуется.

15

4.Биологическая очистка это очистка при помощи микроорганизмов, которые способны превращать органические соединения в неорганические вещества. При этом разрушаемые органические соединения служат микроорганизмам источником питательных веществ и энергии. Сооружения биологической очистки условно делят на два типа:

-сооружения, в которых процессы протекают в условиях, близких к естественным; к ним относятся поля фильтрации и биологические пруды;

-сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях; такими сооружениями являются биофильтры и аэротенки.

Поля фильтрации − это специально отведенные земельные участки, разделенные на секции, по которым равномерно распределяется сточная вода. Вода фильтруется через слой грунта, после чего собирается в дренажных трубах и канавах и стекает в водоемы. Очистку осуществляют находящиеся в почве микроорганизмы, поглощающие органические вещества.

Биологические пруды − это специально созданные неглубокие водоемы, в которых протекают естественные процессы самоочищения сточных сод. Такие пруды могут использоваться как для первичной биологической очистки, так и для доочистки сточных вод после биофильтров и аэротенков.

Биофильтры − это сооружения, в которых создаются условия для усиления естественных процессов самоочищения воды. Сточная

вода в биофильтрах пропускается через слой специального фильтрующего материала, на поверхности которого образуется пленка из различных микроорганизмов, разлагающих органические вещества до неорганических (как на полях фильтрации).

Аэротенк − это резервуар, в который поступает сточная вода (обычно после механической очистки), активный ил (совокупность специальных микроорганизмов-очистителей), а также непрерывный поток воздух для поддержания нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. После аэротенка вода в смеси с активным илом подается в отстойники, где ил осаждается.

Для ликвидации кислородной недостаточности и обезвреживания водоемов применяется аэрация − нагнетание воздуха в воду.

16

При выборе способа очистки сточных вод следует учитывать их состав, требования к качеству воды (ПДК, ПДС).

Очистка сточных вод включает три стадии обработки первичную, вторичную и, в случае необходимости, третичную. Важным показателем эффективности очистки является биологическое потребление кислорода (БПК). БПК характеризует содержание в воде органических загрязнителей.

Первичная обработка отделение фильтрованием крупного мусора и больших частиц взвесей. После этого сточные воды попадают в отстойники, где происходит осаждение более мелких частиц. Если воды не направляются на вторичную очистку, то перед тем как их сбросить в природные водоемы производят дополнительную стерилизацию (чаще всего хлором). Показатель БПК воды после первичной обработки снижается на 35 %.

Вторичная обработка может проводиться с использованием биологических и химических методов. Биологическая обработка обычно проводится в аэротенке с активным илом. Вторичная обработка удаляет взвеси примерно на 90 % по массе, и показатель БПК воды понижается на 90 %. Тем не менее даже после первичной и вторичной обработки воды могут содержать значительное количество азота и фосфора.

Третичная (специальная) обработка проводится не всегда, так как она требует дополнительных материальных затрат и нацелена на удаление каких-либо отдельных загрязнителей специальными методами.

Для сохранения водных ресурсов необходимо переходить на замкнутые циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются , а многократно используются в технологических процессах. Большое количество воды расходуется на охлаждение, поэтому переход к воздушному охлаждению позволит сократить расход воды, используемой в промышленности, на 70 90 %.

Данная лабораторная работа посвящена изучению способов очистки сточных вод. До и после каждого вида очистки в воде определяют содержание сульфат-ионов, хлорид-ионов и ионов свинца методами, указанными в п. 1.3, 1.4 и 1.8 Результаты определения занести в табл. 12.

17

(или хлорид железа FeCl3) , известь Ca(OH)2, растворы кислоты и щелочи.

В две одинаковые пробирки налить по 10 мл очищаемой воды. Добавляют в первую пробирку 2 мл раствора сульфата алюминия, во вторую 2 мл раствора гидроксида кальция (известкового молока). По появлению мути или осадка судят об эффективности химической очистки в каждом случае.

Содержимое каждой пробирки фильтруют при помощи бумажного фильтра. В фильтратах определяют остаточное содержание сульфатов, хлоридов и свинца. Результаты занести в табл. 12.

3.Физико-химическая очистка

Впроцессе сорбционной очистки пробу воду пропускают через стеклянную колонку, заполненную активированным углем. При этом загрязняющие вещества из воды поглощаются и удерживаются на поверхности наполнителя.

Воду, прошедшую через колонку, собирают и определяют в ней содержание сульфатов, хлоридов и свинца. Результаты занести в табл. 12.

Вотчете по лабораторной работе сравнивают содержание сульфатов, хлоридов и свинца до и после очистки и делают вывод об эффективности каждого способа очистки.

Библиографический список

1.Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1986. –742с.

2.Экология: Учебник для технических вузов / Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев и др. – М.: Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999. – 488с.

3. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. – М.: Высшая школа, 1988.

– 272с.

4.Вронский В.А. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1999. – 576с.

5.Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. М.: Просвещение, 1995. 240 с.

6.Правила охраны поверхностных вод (СанПиН 4630-88). – М., 1991.

7.Попов А.М. Химия и охрана окружающей среды в Омском регионе:

В 2 ч. – Омск: ОмГУ. – 1999.

19