Защита от загрязнения водной среды
Защита водной среды от вредных выбросов осуществляется применением следующих методов и средств:
1. Рациональным размещением источников сбросов и организацией водозабора и водоотвода;
2. Разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций, путем организации специально организующих и рассредоточивающих выпусков.
3. Применение средств очистки стоков.
Методы очистки сточных вод подразделяют:
1. Механическая очистка: отстаивание, фильтрование, отделение частиц под действием центробежных сил, пескоулавливание, процеживание через решетки.
2. Биологический метод: основан на способности микроорганизмов использовать эти свойства в процессе своей жизнедеятельности (активный ил).
3. Физико-химические методы:
д) электродиализ — процесс сепарации ионов, под действием постоянного электрического поля;
е) обратный осмос — фильтрация через мембрану, под действием давления, превышающее осмотическое;
4. Химические методы:
Механическая очистка служит для отделения нерастворенных веществ, размер которых больше 1∙10 -4 см, путем процеживания, отстаивания, фильтрования и центрифугирования.
Для задержки различных веществ, плавающих на поверхности сточных вод (масел, жиров, нефти, смол и т. п.), служат различные сооружения: масло-, жиро -, нефте -, смолоуловители.
Во многих случаях сточные воды содержат мельчайшие частички, находящиеся во взвешенном состоянии, называемые суспензиями. Для их отделения прибегают к фильтрованию вод через специальные сетки или песчано-гравийные и шлаковые фильтры.
Процеживание предназначено для выделения из СВ механических примесей (dr³25 мм) вертикальными или наклонными решетками.
При эксплуатации решетки очищаются с помощью вертикальных и поворотных граблей, а при небольших расходах воды (Q 3 /ч) — вручную. Примеси, снятые с решеток, измельчаются и, в зависимости от их ценности, сбрасываются в поток СВ за решеткой или направляются на переработку. В настоящее время в основном используют решетки-дробилки РД-200, РД-900.
Отстаивание предназначено для выделения из СВ нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений минерального происхождения. Этот процесс основан на осаждении в жидкости твердых частиц.
Отстаивание осуществляется в песколовках, отстойниках, жиро-нефте-смоло- и маслоуловителях. Песколовки применяют для задержания тяжелых нерастворимых примесей: песка (в стоках литейных цехов), окалины (отходы прокатных цехов) и т.д. со средним размером частиц до 250 мкм.
В зависимости от направления потока сточных вод песколовки делятся на: вертикальные, горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды, аэрированные − для разделения загрязнений по фракционному составу или плотности.
Некоторые из устройств водоочистки в виде принципиальных схем показаны на рис. 3.11. Здесь а) – радиальный отстойник; б) – песчано-гравийный фильтр; в) – песколовка; г) – ловушка для нефти.
Очистку сточных вод от механических примесей можно осуществить с помощью гидроциклона и центрифуги, в которых воде придается вращательное движение с выделением частиц взвеси.
Рис. 3.11. Схемы устройств очистки воды
Для очистки частиц с Uв
На рисунке 3.12 показана схема фильтра-сепаратара с фильтрующей нагрузкой (например, из частиц пенополиуретана), предназначенного для очистки СВ от маслопродуктов и твёрдых частиц. Сточную воду по трубопроводу 5 подают на нижнюю опорную решётку 4. Затем вода проходит через фильтрующую нагрузку в ротор 2, верхнюю решётку 4 и очищенная от примесей переливается в приёмный кольцевой карман 6, затем выводится из корпуса 1. При концентрации маслопродуктов и твёрдых частиц до 0,5 кг/м 3 эффективность очистки составляет соответственно 0,92 и 0,9, а время непрерывной эксплуатации фильтра 16−24 ч. Фильтрующая нагрузка может вращаться электродвигателем 7. В результате частицы пенополиуретана под действием центробежных сил отбрасываются к внутренним стенкам ротора, маслопродукты выжимаются, поступают в карманы 3 и направляются на регенерацию. Время полной регенерации фильтра 0,1 ч.
Очистка от примесей, содержащихся в сточных водах в небольшом количестве, производится отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. Конструкции маслоловушек аналогичны конструкции горизонтального проточного отстойника с маслосборным устройством. Для очистки охлаждающих жидкостей, используемых на металлорежущих станках, применяют специальные реагенты, способствующие коагуляции загрязнений в эмульсиях (реагенты Na2CO3, H2SO4, NaCl, Al2(SO4)3 и др.).
Механическую очистку применяют как предварительную при использовании других способов очистки.
Химический и физико-химический способы применяют для очистки производственных сточных вод от коллоидных и растворенных веществ.
К основным химическим способам очистки относятся: окисление или восстановление загрязняющих воду веществ, нейтрализация с введением в сточные воды веществ с кислой или щелочной реакцией с целью обеспечения в них рН в пределах 6,5 − 8,5.
Во многих случаях загрязняющие вещества выделяются в виде осадков.
При физико-химической очистке используются следующие методы:
— коагулирование − введение в сточные воды веществ-коагулянтов, способствующих ускорению выделения из них нерастворенного и части растворенного загрязнения;
— адсорбция − добавление некоторых веществ, способных концентрировать на своей поверхности вещества, находящиеся в сточных водах;
— экстракция − введение в сточные воды вещества, не смешивающегося с ними, но способного растворять находящиеся в них загрязнения;
— флотация − пропуск через сточную воду воздуха, пузырьки которого при движении вверх захватывают загрязняющие воду вещества;
— эвапорация − пропуск через нагретую сточную воду водяного пара;
— ионитовый метод − фильтрование сточных вод через ионообменный материал, что обеспечивает удаление из воды катионов и анионов;
— электрохимический метод − инициирование различных химических реакций под воздействием электрического тока.
Выбор метода зависит от того, в каком состоянии находится вещество − в молекулярном или диссоциированном на ионы. Для веществ, находящихся в молекулярно-растворенном состоянии, могут быть использованы различные сорбенты (активированные угли, бентониты, диатомит, хлопья гидроксидов и т. д.), обработка воды окислителями (для веществ органического происхождения) и др.
При очистке воды от веществ, диссоциированных на ионы, используют методы, направленные на образование малорастворимых соединений, перевод токсичного иона в нетоксичные комплексы (например, перевод цианидов в ферроцианиды), образование малодиссоциирующих молекул (при взаимодействии водородных и гидроксильных ионов), извлечение из воды ионов (электродиализ), замену токсичных ионов безвредными (например, при Н + и ОН — -ионировании) и т. п.
В последнее время все большее применение получают такие методы физико-химической обработки воды, как экстракция, сорбция, ионный обмен, электродиализ, озонирование, электрохимическое окисление и восстановление, окисление под высоким давлением, выпаривание, сжигание, обработка воды ультразвуком, ультрафильтрация и обратный осмос (гиперфильтрация). Под влиянием ультразвука интенсивно протекают окислительные процессы трудно окисляющихся веществ.
Нейтрализация СВ на заводах ведется для удаления из них кислот (H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4) и щелочей (NaOH, KOH), а также солей металлов, образованных на основе кислот и щелочей. В результате содержащиеся в воде ионы водорода Н + и гидроксильная группа ОН — объединяются в молекулы воды.
В последние годы успешно разрабатывается метод окисления органических веществ при высоком (до сотен атмосфер) давлении и высокой (порядка тысячи градусов) температуре. Возможность утилизации выделяющейся при этом теплоты повышает экономическую рентабельность метода.
Производственные и бытовые стоки, прошедшие очистку, теряют часть содержащихся в них бактерий, однако их полное уничтожение возможно лишь с помощью дезинфекции, которая производится путем хлорирования, электролиза, использования бактерицидных лучей и т. д.
Биологическая очистка базируется на способности некоторых микроорганизмов использовать для своего развития органические вещества, содержащиеся в сточных водах в коллоидном и растворенном состоянии. Этот способ применяют после того, как сточная вода очищена от минеральных и нерастворимых органических веществ. Он позволяет почти полностью удалить загрязнения органического происхождения. Биохимическая очистка производится в естественных условиях − на полях орошения, полях фильтрации или в биологических прудах, а также в искусственных условиях − в биологических фильтрах и аэротенках.
Использование полимеров в качестве загрузочного материала позволило существенно повысить эффективность биофильтров, при этом они могут работать и как самостоятельные биоокислители, и в различных комбинациях с аэротенками.
Биологическая (биохимическая) очистка сточных вод считается основной для обезвреживания органических примесей, в результате которой происходит очищение сточных вод вследствие способности микробов расщеплять, окислять и восстанавливать органические и некоторые минеральные соединения, содержащиеся в сточных водах.
Схема аэротенка с принудительной подачей воздуха показана на рис. 3.13.
В СВ обычно содержится 150 – 200 мг/л взвешенных твёрдых частиц, 150 – 200 мг/л органического вещества (определяемого как биологическая потребность в кислороде) и 20−40 мг/л аммонийного азота.
Очистка СВ в аэротенке колеблется от 4 до 24 ч и более в зависимости от вида СВ, требуемой глубины очистки, типа процесса и отделения очищенной жидкости от частиц активного ила в отстойнике.
Частицы активного ила представляют собой хлопок — смесь бактерий и простейших. Как правило, из множества видов бактерий, находящихся в активном иле, выделяют только три основные группы: углеродокисляющиефлокулообразующие бактерии, углеродокисляющие нитчатые бактерии и бактерии-нитрификаторы. Флокулообразователи способствуют быстрому осаждению ила в отстойнике, а нитрификаторы превращают аммонийный азот в нитраты:
Анаэробные методы используют для обезвреживания высококонцентрированных СВ и осадков, образующихся при биохимической очистке СВ.
Биологический анаэробный способ позволяет обрабатывать осадок на ОС без применения реагентов и выдавать товарный продукт: биогаз и комплексное минерализованное удобрение для сельскохозяйственных целей.
Эффективность различных методов очистки СВ составляет (в %): механических − 50÷70, химических − 80÷90, физико-химических − 90÷95, биологических − 90÷95.
Источник
Защита от загрязнений водной среды, методы и средства защиты, обеспечение, качество питьевой воды.
Биохимические методы. Основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разрушение происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.
Методы очистки сточных вод. В машиностроении очистка сточных вод от твердых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и раствора осуществляется методами: процеживания, отстаивания, отделением твердых частиц в поле действия центробежных сил, фильтрацией.
Процеживание — первичная стадия — очистка сточных вод, которая предназначена для выделения из сточных вод нерастворимых примесей размером до 25мм, а также волокнистых загрязнений. Процеживание осуществляется пропусканием сточных вод через решетки и волокноулавливатели. Решетки изготавливаются из металлических стержней или арматуры с зазором между ними 5-20 мм и устанавливаются под углом 60* горизонту. Очищаются решетки чаще всего механически с помощью поворотных граблей и реже вручную. При этом примеси, снятые с решетки измельчаются и сбрасываются обратно в сточные воды, чем ухудшается качество воздушной и водной среды. Для устранения этого недостатка используют решетки — дробилки, которые измельчают примеси, не извлекая их из сточных вод.
Отстаивание основано на особенности осаждения твердых веществ в жидкости. Очистка сточных вод осуществляется в песколовках и отстойниках. В зависимости от направления движения сточных вод песколовки бывают горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды аэрируемые.
Фильтрование сточных вод предназначено для очистки их от тонко дисперсионных твердых примесей. Процесс используется после физических и биологических методов очистки. Для очистки сточных вод используются 2 вида фильтров: зернистые, в которых жидкость протекает через насадки пористых материалов (песок) и микрофильтры, элементы которых изготавливаются из связанных пористых материалов.
Очистка от маслопродуктов в зависимости от состава и концентрации осуществляется отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, фильтрацией и флотацией.
При размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую природную среду. При проектировании и строительстве вновь создаваемых и реконструируемых хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов, влияющих на состояние водных объектов, необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем технического водоснабжения, как правило, не допускаются.
Запрещается ввод в эксплуатацию: хозяйственных и других объектов, в том числе фильтрующих накопителей, захоронений отходов, городских и других свалок, не оборудованных устройствами, очистными сооружениями, предотвращающими загрязнение, засорение, истощение водных объектов и вредное воздействие вод; водозаборных и сбросных сооружений без рыбозащитных устройств и устройств, обеспечивающих учет забираемых и сбрасываемых вод; животноводческих ферм и других производственных комплексов, не имеющих очистных сооружений и санитарно-защитных зон; оросительных, обводнительных и осущительных систем, водохранилищ, плотин, каналов и других гидротехнических сооружений до проведения мероприятий, предотвращающих вредное воздействие вод; гидротехнических сооружений без рыбозащитных устройств, водозаборных и иных гидротехнических сооружений без установления зон санитарной охраны и создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов; сооружений и устройств для транспортирования и хранения нефтяных, химических и других продуктов без оборудования их средствами для предотвращения загрязнения водных объектов и контрольно-измерительной аппаратурой для обнаружения утечки указанных продуктов
Контрольные вопросы.
1. Как классифицируются вредные химические вещества в зависимости от их практического использования?
2. Как классифицируются вредные вещества по характеру воздействия на человека.
3. К каким профессиональным заболеваниям приводит воздействие аэрозолей?
4. Укажите источники и виды вредных веществ, образующиеся в технологических процессах, характерных для выбранной вами специальности.
Глава 5. Средства индивидуальной защиты.
5.1 Классификация средств индивидуальной защиты.
Средства защиты работающих в зависимости от характера их применения подразделяют на две категории: средства коллективной защиты; средства индивидуальной защиты.
Средства коллективной защиты в зависимости от назначения подразделяют на классы:
-средства нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест;
-средства нормализации освещения производственных помещений и рабочих мест;
-средства защиты от повышенного уровня ионизирующих излучений;
-средства защиты от повышенного уровня инфракрасных излучений;
-средства защиты от повышенного или пониженного уровня ультрафиолетовых излучений;
-средства защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений;
-средства защиты от повышенной напряженности магнитных и электрических полей;
-средства защиты от повышенного уровня лазерного излучения;
-средства защиты от повышенного уровня шума;
-средства защиты от повышенного уровня вибрации (общей и локальной);
-средства защиты от повышенного уровня ультразвука;
-средства защиты от повышенного уровня инфразвуковых колебаний;
-средства защиты от поражения электрическим током;
-средства защиты от повышенного уровня статического электричества;
-средства защиты от повышенных или пониженных температур поверхностей оборудования, материалов, заготовок;
-средства защиты от повышенных или пониженных температур воздуха и температурных перепадов;
-средства защиты от воздействия механических факторов (движущихся машин и механизмов; подвижных частей производственного оборудования и инструментов; перемещающихся изделий, заготовок, материалов; нарушения целостности конструкций; обрушивающихся горных пород; сыпучих материалов; падающих с высоты предметов; острых кромок и шероховатостей поверхностей заготовок, инструментов и оборудования; острых углов);
-средства защиты от воздействия химических факторов;
-средства защиты от воздействия биологических факторов;
-средства защиты от падения с высоты.
Средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения подразделяют на классы: костюмы изолирующие; средства защиты органов дыхания; одежда специальная защитная; средства защиты ног; средства защиты рук; средства защиты головы; средства защиты лица; средства защиты глаз; средства защиты органа слуха; средства защиты от падения с высоты и другие предохранительные средства; средства дерматологические защитные; средства защиты комплексные.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Источник
