Курсовая работа по химии на тему Виды загрязнения и методы очистки сточных вод

Введение
Актуальность темы. Сточные воды являются результатом хозяйственной и семейной деятельности человека. Они попадают в воды водохранилищ, рек, морей и океанов, где сосредоточены различные вредные вещества, и их производителем вольно или невольно является человек. Утилизация и нейтрализация сточных вод в настоящее время является одной из наиболее важных экологических проблем. В этой связи были разработаны различные технологии. Эти технологии основаны на физико–химических или биохимических процессах, которые разлагают вредные компоненты сточных вод.
В настоящее время ценность пресной воды как природного ресурса очень высока и продолжает расти. Он используется в повседневной жизни, промышленности и других областях. С древних времен человеческие поселения и промышленные объекты создавались вблизи пресноводных водоемов для питья, санитарии, сельского хозяйства и промышленных целей. При постоянном использовании вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения. Этот вид воды часто называют сточными водами. Сточные воды, в зависимости от их источника, могут содержать возбудителей различных заболеваний или токсичные вещества. Поэтому важно, чтобы системы водоснабжения городов и промышленных предприятий были оснащены средствами для удаления, очистки, обеззараживания и использования воды и образующихся внешних отложений, в противном случае это может иметь катастрофические последствия.
Особенно важно развивать современные системы очистки бытовых и промышленных сточных вод, чтобы обеспечить высокий уровень охраны окружающей среды и защиты от загрязнения, поскольку значительный рост населения мира гарантирует более высокий уровень домашних хозяйств, а не только бытовых отходов, что является серьезным фактором риска для благополучия наших планета.
Все это обуславливает актуальность темы данной курсовой работы.
Объект исследования – сточные воды г. Комсомольск-на-Амуре.
Предмет исследования - методы очистки сточных вод г. Комсомольск-на-Амуре.
Цель работы – рассмотреть виды загрязнения и методы очистки сточных вод.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
 рассмотреть виды загрязнения сточных вод;
 изучить очистку поверхностных сточных вод;
 определить очистку бытовых сточных вод;
 охарактеризовать организацию и методы исследования;
 изучить результаты исследования;
 рассмотреть охрану водных ресурсов от загрязнений.
Структура работы определяется поставленной целью и задачами, в соответствии с этим работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложения.



Глава 1. Теоретические обоснование видов загрязнения и очистки сточных вод
1.1 Виды загрязнения сточных вод
Самым ценным природным ресурсом является вода. Он играет особую роль в процессе обмена веществ. Здоровье человека напрямую зависит от качества потребляемой им воды. Поэтому очень важно разработать технические процессы, которые сводят к минимуму виды загрязнения сточных вод.
В России насчитывается более 100 тысяч рек с годовым расходом 4700 км3. Анализ водных ресурсов показывает, что нынешняя угроза истощения возрастает, и воды может стать не хватать. Сегодня около 60% населения земного шара уже сталкивается с нехваткой пресной воды.
Растущий дефицит пресной воды обусловлен ростом населения, а также нерегулируемой вырубкой лесов и загрязнением водохранилищ из-за неразумного отношения к охране водных ресурсов. Подсчитано, что нехватка пресной воды будет ощущаться уже в этом столетии. Поэтому очень важно уделять внимание комплексному и экономичному использованию водных ресурсов .
Сточные воды промышленных предприятий, сельского хозяйства и коммунальных служб оказывают особенно сильное влияние на нехватку пресной воды. Небольшой город потребляет 600 кубометров чистой воды в день и производит 500 кубометров сточных вод.
Нехватка пресной воды вызвана не ее необратимым потреблением, а растущим загрязнением водоемов промышленными и бытовыми сточными водами. Сточные воды нефтехимической, металлургической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности сильно загрязнены. Злоупотребление пестицидами и удобрениями в сельском хозяйстве нанесло большой вред.
Состав сточных вод разнообразен, в зависимости от типа поступающих в них загрязнений. Сточные воды предприятий химической промышленности, перерабатывающей и горнодобывающей промышленности очень вредны. Сброс высокотемпературных сточных вод, например, с тепловых электростанций, приводит к накоплению органического вещества и разрушает экологию водоема.
Сточные воды трудно удалить из-за синтетических поверхностно-активных веществ, содержащихся в моющих средствах. Иногда они даже присутствуют в питьевой воде. Поверхностно-активные вещества значительно ухудшают способность резервуара к самоочищению. Они попадают в резервуар в виде сточных вод из прачечных, ванн и производителей моющих средств. Поверхностно-активные вещества и КМЦ также используются в расширенном производстве предприятий легкой промышленности, при переработке полезных ископаемых и разделении химических продуктов .
Деятельность многих отраслей народного хозяйства приводит к загрязнению сточных вод:
*Нефтехимическая и перерабатывающая промышленность;
Металлургическая и горнодобывающая промышленность;
Химическая и целлюлозно-бумажная промышленность;
Син предприятий по производству пищевых продуктов и других отраслей промышленности.
Неправильное использование удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве наносит огромный ущерб сточным водам. Некоторые соединения трудно удалить из дренажных труб, в том числе поверхностно-активные вещества, содержащиеся в синтетических моющих средствах.
Радиоактивное загрязнение представляет большую опасность. Эти примеси появляются в процессе переработки ядерного топлива, при нарушении технологии очистки урановой руды и в других ситуациях.
Загрязнители сточных вод можно разделить на три категории:
1. Физика - песок, глина, ил, шлам, взвешенные вещества, радиоактивные элементы. Сенсорные загрязнители, влияющие на цвет и запах жидкостей.
2. Организмы - дрожжевые и плесневые грибы, лигнин и водоросли, различные патогенные микроорганизмы.
3. Химия - кислоты и щелочи, нефть и нефтепродукты, соли и фенолы, двуокисные соединения и пестициды, тяжелые металлы, аммонийный и нитритный азот, поверхностно-активные вещества.
Термическое загрязнение сточных вод встречается реже. Когда высокотемпературная технологическая вода смешивается с более холодной массой, химический и газовый состав сточных вод изменяется. Это влечет за собой опасность размножения анаэробных бактерий, выделения токсичных газов – метана и сероводорода, роста ионов водорода .
Пестициды, которые попадают на поля с талой и дождевой водой в процессе посадки, а также с водами хлопковых и рисовых плантаций, наносят большой вред водоемам.
Радиоактивное загрязнение опасно для жизни и здоровья человека. Это явление наблюдалось во время подводных испытаний ядерного оружия, при нарушениях системы очистки урановой руды и при переработке ядерного топлива.
1.2 Очистка поверхностных сточных вод
Летом осадки образуются в виде дождя, грозы и тающего сильного снега весной - так проявляется поверхностный сток. Дождевая вода и талый снег, стекающие со зданий, твердых поверхностей, дорог и газонов на промышленных предприятиях и в населенных пунктах, также являются поверхностными стоками. На первый взгляд вода кажется чистой. Но это не так, потому что, когда осадки выпадают на землю, они загрязняются в больших масштабах, особенно когда осадки попадают на объекты химической и других отраслей промышленности. Когда дренажные каналы отводятся от шоссе, вредные и токсичные вещества в густонаселенных районах могут вызвать серьезное загрязнение. Конечным путем поверхностного стока является открытый резервуар.
Загрязненные поверхностные сточные воды подаются на очистные сооружения. В дополнение к растворенным загрязняющим веществам на очистную установку попадают крупные вещества, масла и другие вредные для окружающей среды соединения. Крупные загрязняющие вещества поочередно проходят через решетку, радиаторную решетку, пескоуловитель и маслоуловитель.
Далее сточные воды подаются на стадию физико-химической обработки путем смешивания с реагентом. При взаимодействии с коагулянтами и флокулянтами взвешенные загрязняющие вещества оседают и удаляются. Затем частично очищенный сток подается в фильтр. В лаборатории контролируется очищенная жидкость. Сброс очищенной воды происходит в водохранилище после того, как она достигает норм рыбохозяйственной ценности .
Механический способ очистки поверхностных сточных вод. Отложение нефтепродуктов и взвешенных твердых частиц является основой для механической очистки. Загрязняющие вещества могут находиться в твердом или растворенном состоянии. Оборудование для механической очистки включает бункеры, нефтяные ямы, отстойники, резервуары для хранения, гидроциклоны и центрифуги. Механическая очистка удаляет загрязнения размером более 60 микрон.
Физико-химические методы очистки поверхностных сточных вод. Существуют следующие процессы разделения для очистки поверхностных сточных вод: разделение пены (сжатие, барботаж, крыльчатка); адсорбция; коагуляция; коалесцентное разделение; электрокоагуляция и электрофлотация; мембранный процесс.
Разделение пены - это избирательная адсорбция поверхностно-активных компонентов жидкой системы на поверхности поднимающегося пузырька. Пузырьки воздуха прикрепляются к частицам, уменьшая при этом их плотность до плотности ниже, чем у воды. Образование пузырьков воздуха возможно несколькими способами. В соответствии с этим проводится различие между механическим и пневматическим разделением, а также разделением за счет пониженного давления. Суть механического разделения заключается в том, что при взаимодействии воздуха и воды с помощью рабочих колес (специальных турбин) образуются пузырьки воздуха. Пузырьки воздуха большие, что снижает эффективность очистки .