Исследовательский проект: «Технология очистки сточных вод г. Поворино»

ВВЕДЕНИЕ.

Проблема очистки стоков является актуальной для любой области человеческой деятельности, как промышленной, так и бытовой. Выбор системы очистки, правильность ее установки и последующей эксплуатации оказывает прямое влияние на решение экономических и экологических вопросов. Согласно требованиям ГОСТ- сточные воды после проведения очистки должны иметь качество, позволяющее применять воду в дальнейшем, что является важной задачей для каждого потребителя водных ресурсов. Выбор очистной системы производится в зависимости от объема сточных вод.

Заинтересовавшись этой темой, я выдвинула гипотезу: Технология очистки сточных вод на очистных сооружениях г. Поворино является достаточно эффективной.

Цель работы: Изучить технологию очистки сточных вод на примере очистных сооружений ст. Поворино и ремонтного локомотивного депо Поворино, ее эффективность.

Задачи: 1) изучить техническую литературу и Интернет-ресурсы ; 2) собрать информацию на производстве и создать схемы процессов обезвреживания сточных вод; 3) произвести качественный и количественный анализ сточных вод на каждом этапе очистки; 4)проанализировать полученные результаты, сделать выводы

Методы: изучение литературы и Интернет-ресурсов, опрос, наблюдение, анализ, эксперимент.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ.

Вода, сброшенная после использования в канализацию, образует сточные воды, загрязненные различными примесями, которые изменяют ее первоначальный химический состав и физические свойства. Сточные воды состоят из хозяйственно - бытовых и производственных сточных вод.

Бытовые сточные воды содержат минеральные, органические и бактериальные загрязнения. Минеральные загрязнения включают частицы почвы, песок, растворенные соли и пр. К органическим примесям относятся остатки пищи и пищевых продуктов, бумага, физиологические выделения людей, мыло, синтетические моющие средства и др. Бактериальными загрязнениями бытовых сточных вод являются различные микроорганизмы, для которых органические примеси служат питательной средой.

Производственные сточные воды образуются во многих технологических процессах и зависят от вида предприятия, технологии производства, используемого топлива, сырья, реагентов и т. д. Перед сбросом сточных вод в городскую канализацию, все предприятия обязаны предварительно очистить их на своих локальных очистных сооружениях.

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД НА ЛОКАЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ ЛОКОМОТИВНОГО ДЕПО ПОВОРИНО.

На железнодорожных предприятиях сточные воды образуются при обмывке подвижного состава, очистке узлов и деталей в моечных машинах и ваннах, гальванической обработке деталей, промывке аккумуляторов, обмывке полов, смотровых канав и т.д. В этих процессах вода загрязняется нефтепродуктами, минеральной и органической взвесью, щелочами, кислотами, поверхностно - активными веществами, солями металлов (хрома, никеля, железа, меди и др.).

1.Усреднение состава и расхода сточных вод.

Для производственных сточных вод характерны резкие и частые изменения их расхода и состава. Это связано с особенностями технологических процессов. Расход может в короткое время увеличиться от минимума до максимума, а загрязненность измениться как по составу, так и по концентрации вредных примесей. Нередки также колебания температуры сточных вод, что происходит при выпуске отработанных моющих растворов, продувке паровых котлов и т. д. Колебания состава и расхода стоков нарушают режим работы очистных сооружений, поэтому такие колебания необходимо предварительно выравнивать. Для этого служат резервуары- усреднители, в которых накапливаются и перемешиваются сточные воды от различных источников, благодаря чему выравнивается и снижается концентрация загрязнений, взаимно нейтрализуются кислые и щелочные стоки и исключаются резкие нагрузки на очистные сооружения последующих ступеней.

2. Для механической очистки производственных стоков используют решетки, песколовки, отстойники, нефтеловушки, гидроциклоны, флотаторы и фильтры. Нефтеловушка представляет собой горизонтальный отстойник. При медленном протекании воды нефтепродукты всплывают на поверхность, а тяжелые примеси осаждаются на дно. Всплывшие нефтепродукты систематически удаляются с помощью поворотных щелевых труб. Выпавший на дно осадок периодически удаляется на специальную площадку или в бункер. Напорные и безнапорные гидроциклоны – резервуары, предназначенные для выделения из воды тяжелых механических примесей (песок, окалина), взвеси и нефтепродуктов. В напорных гидроциклонах из сточных вод извлекается твердая взвесь, а в безнапорном - взвесь и нефтепродукты. Для повышения эффективности работы гидроциклонов к воде добавляют коагулянт ( способствующий слипанию мелких частиц загрязнения в более крупные).

3.Физико – химическая очистка: Осветленные производственные стоки через промежуточный колодец подаются на многокамерный напорный флотатор. В нем очищаемые стоки искусственно насыщаются пузырьками воздуха. Воздух подается под давлением, затем давление резко снижают, и вся масса воды насыщается мельчайшими пузырьками воздуха, которые ускоряют процесс слипания нефтяных молекул и способствуют их выделению из воды в поверхностный слой. Этому процессу способствует и остаточное содержание в воде коагулянта. При этом скорость всплывания частиц загрязнения резко увеличивается. Из флотатора нефтепродукты отводятся в накопительный резервуар. После флотатора очищаемые стоки поступают на установки ультрафильтрации, предназначенные для разделения растворов сточных вод от нефтепродуктов путем прокачки их через полости пластин и мембран. Отфильтрованные стоки собираются в резервуар для очищенной сточной воды с последующим возвратом на производственные нужды или сбрасываются в канализацию.

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ СТ. ПОВОРИНО.

Очистные сооружения эксплуатируются с 1992 года, осуществляют прием и очистку производственно - бытовых стоков города. Всего через очистные сооружения проходит 1320 тыс.кубометров стоков, из них производственных- 659 тысяч кубометров, хозяйственно- бытовых -661 тысяча кубометров в год. Очистные сооружения расположены вниз по течению реки Свинцовка на расстоянии двух километров от водозаборных сооружений. Сточные воды от жилых застроек и промышленных предприятий г. Поворино поступают в приемную камеру городских канализационных очистных сооружений. Здесь они освобождаются от мусора, минеральных частиц (в основном песка), проходя через решетки и песколовки. Через распределительную камеру стоки попадают на блок емкостей, распределяясь по двум линиям, где собственно и происходит процесс их очистки.

1. Для механической очистки бытовых сточных вод используются решетки, песколовки, отстойники. Решетки устанавливают в каналах, подводящих сточные воды к очистным сооружениям для задержания мусора, щепок, тряпок, бумаги и других загрязнений. Задержанные отбросы в контейнерах выводят на свалку. Песколовки предназначены для улавливания тяжелой минеральной взвеси (в основном песка). Осадок удаляют на песковые площадки для подсушивания. Отстойники предназначены для удаления из воды основной массы нерастворенных органических и минеральных веществ, находящихся во взвешенном и плавающем состоянии. При медленном протекании сточной жидкости через отстойник тяжелые примеси осаждаются, легкие – всплывают.

2. В процессе биологической очистки происходит удаление из сточных вод растворенных органических соединений, а также некоторых неорганических соединений (сероводорода, аммиака, нитритов). Аэротенки- железобетонные бассейны, в которых биологическая очистка сточных вод осуществляется активным илом, состоящим из хлопьевидных скоплений аэробных микроорганизмов, в число которых входят бактерии, простейшие, коловратки, черви, водоросли и др. Смесь воды и ила непрерывно аэрируется с помощью специальных устройств, благодаря чему активный ил поддерживается во взвешенном состоянии и получает кислород, необходимый для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Пищей для них служат органические вещества, содержащиеся в стоках. В результате растворенные органические вещества переходят в микроорганизмы, их становится все больше, а загрязнений все меньше. Избавиться от активного ила очень просто - он тяжелее воды и легко осаждается во вторичном отстойнике. Часть ила из отстойника вновь подают в аэротенк, а часть высушивают на иловых площадках и используют как удобрение. Минерализация смеси сырого осадка и избыточного активного ила из вторичного отстойника происходит в аэробном минерализаторе, где снижается содержание беззольного вещества осадка за счет процессов самоокисления. Для окончательного обезвреживания сточные воды перед выпуском в водоем дезинфицируют хлорированием в специальных контактных резервуарах. Обычно для этого используют хлорную известь. При растворении ее в воде происходит химическая реакция, приводящая к образованию хлорноватистой кислоты, которая очень неустойчива и распадается с выделением атомарного кислорода: 2CaCl₂O+2H₂O→Ca(OH)₂+2HClO+CaCl_2; HClO↔HCl+O

Атомарный кислород является сильным окислителем и разрушающе действует на клетки патогенных бактерий. Так же действуют на бактерии и соединения хлора. Поля фильтрации, разделенные на отдельные карты, представляют собой специально спланированные участки земли, на которые поступают сточные воды, прошедшие отстаивание. В процессе фильтрации сточных вод через почву загрязнения задерживаются на ней, образуя пленку, содержащую большое число микроорганизмов. Пленка адсорбирует коллоидные и растворенные вещества, мелкую взвесь, которые в присутствии кислорода воздуха окисляются аэробными бактериями и переходят в минеральные соединения (нитриты, нитраты и углекислота).

Биологические пруды представляют собой неглубокие земляные бассейны, в которых сточные воды очищаются за счет естественной аэрации, аэробного и анаэробного разложения загрязнений микроорганизмами, поглощения образующихся продуктов распада водорослями и улетучивания газообразных веществ в атмосферу. Выпавший на дно осадок разлагается анаэробными бактериями с образованием метана, углекислого газа и других простых соединений, которые частично усваиваются водорослями, частично улетучиваются. Остающийся осадок с неорганическими примесями (песок, пыль) накапливается на дне и раз в несколько лет требует удаления. Для интенсификации очистки сточных вод рекомендуется засаживать биологические пруды камышом, рогозом и другой водной растительностью, которая в период вегетации способна полностью извлекать из воды соединения азота. Такие пруды не только эффективно очищают бытовые сточные воды, но также способны удалять из воды нефтепродукты, фенолы и снижать щелочность стоков. На этом очистка заканчивается.

Очистные сооружения биологической очистки оснащены производственными лабораториями, в которых проводится постоянный производственный лабораторный контроль сточной воды. Пробы исследуются на общие физические показатели, рН, компоненты солевого состава, показатели органического загрязнения азота, нефтепродукты.

Мы произвели качественный и количественный анализ сточных вод на каждом этапе очистки, а также сравнили показатели с ПДК (предельно допустимой концентрацией) и НДС (установленными нормативами допустимого сброса и состава сточных вод)

По результатам анализа можно отметить, что очистные сооружения г. Поворино работают эффективно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Изучив технологию очистки сточных вод на примере очистных сооружений ст. Поворино и ремонтного локомотивного депо Поворино, мною были созданы схемы процессов обезвреживания производственных и бытовых сточных вод г. Поворино, а так же сделан качественный и количественный анализ сточных вод на каждом этапе очистки производимой очистными сооружениями ст. Поворино. Проанализировав полученные данные и данные из ежемесячных отчетов по сточной воде очистных сооружений ст. Поворино, я сделала вывод об эффективности работы по обезвреживанию стоков. В дальнейшем я планирую изучить зависимость состава, свойств и количества сточных вод от времени года, а так же применение высушенного на иловых площадках осадка бытовых сточных вод в виде топлива или удобрения.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Схема процесса обезвреживания производственных нефтесодержащих сточных вод на локальных очистных сооружениях локомотивного депо Поворино перед выводом в канализацию.

Усреднительный колодец → решетка → нефтеловушки →

( осадок)

→ напорные гидроциклоны → безнапорный гидроциклон → флотатор→

( твердая взвесь) (взвесь и нефтепродукты)

(емкость для осадка) (бак для масла и нефтепродуктов)

( главный отстойник)

→ промежуточный колодец → напорный флотатор → установка ультрафильтрации

(нефтепродукты)

(главный отстойник)

Схема очистных сооружений депо

1

3

4

6

II III

I IV

V

1-нефтеловушка (усреднитель-отстойник), 2- нефтесборный резервуар, 3- флотатор, 4-фильтр, 5- шнековый насос, 6- шламовая площадка.I- производственные стоки, II-поверхностный сток, III- нефтепродукты, IV- очищенная вода, V- осадок.

Очистные сооружения ст. Поворино

Песколовка Первичный отстойник

Аэротенк Вторичный отстойник

Контактный резервуар Пруды доочистки

Эффективность очистки в среднем

В ходе эксперимента установлено

Список литературы

1. Белан А.Е., Блошенко Г.Н. Водопользование и очистка сточных вод на железнодорожном транспорте. −М.: Транспорт, 1978.−165с.

2. Бусаев А.И., Ефимов И.П. Словарь химических терминов. Пособие для учащихся.− М.: Просвещение, 1971.− 208с.

3. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод./ Учебник для вузов : Издательство АСВ, М.:2006

4. Данилов Д.Т. Эксплуатация канализационной сети. −М.: Стройиздат, 1977−127с.

5. Дикаревский В.С., Караваев И.И. Водоохранные сооружения на железнодорожном транспорте. −М.: Транспорт, 1986.−211с.

6. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. −М.: Стройиздат, 1977.−208с.

7. Разумовский Э.С. и др. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов - М.: Стройиздат, 1986.

8. Энциклопедический словарь юного техника/ Э61 Сост. Б.В. Зубков, С.В. Чумаков− М.: Педагогика, 1980.−512с., ил

Тезисы

« Технология очистки сточных вод г. Поворино»

Михайлова Полина Андреевна, 8 класс

МКОУ «СОШ №1» г. Поворино

Руководитель: Ефремова Елена Валериевна

Учитель химии и биологии МКОУ «СОШ №1»

Проблема очистки стоков является актуальной для любой области человеческой деятельности, как промышленной, так и бытовой. Выбор системы очистки, правильность ее установки и последующей эксплуатации оказывает прямое влияние на решение экономических и экологических вопросов. Выбор очистной системы производится в зависимости от объема сточных вод. Согласно требованиям ГОСТ- сточные воды после проведения очистки должны иметь качество, позволяющее применять воду в дальнейшем, что является важной задачей для каждого потребителя водных ресурсов.

Заинтересовавшись этой темой, я выдвинула гипотезу: Технология очистки сточных вод очистных сооружений г. Поворино является достаточно эффективной.

Цель работы: Изучить технологию очистки сточных вод на примере очистных сооружений ст. Поворино и ремонтного локомотивного депо Поворино, ее эффективность.

Методы: 1) изучение технической литературы; 2) сбор информации на производстве; 3) анализ поступающей и очищенной сточных вод.

В своей работе я рассмотрела хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды г. Поворино, их состав и методы очистки. А так же оценила работу очистных сооружений по эффективности очистки сточных вод.

Очистные сооружения г. Поворино эксплуатируются с 1992 года, осуществляют прием и очистку производственно - бытовых стоков города. Всего через очистные сооружения проходит 1320 тыс.кубометров стоков, из них производственных- 659 тысяч кубометров, хозяйственно- бытовых -661 тысяча кубометров в год. Бытовые сточные воды содержат минеральные, органические и бактериальные загрязнения. Для производственных сточных вод характерны резкие и частые изменения их расхода и состава. Это связано с особенностями технологических процессов. Технологическая линия очистных сооружений имеет следующие участки: блок по обработке сточной воды - первичные отстойники, аэротенки двухкоридорные, вторичные отстойники; блок по обработке осадка - илоперегниватель и аэробный минерализатор. Очистные сооружения биологической очистки оснащены производственными лабораториями, в которых проводится постоянный производственный лабораторный контроль сточной воды.

Эффективность очистки сточных вод

По результатам анализа можно отметить, что очистные сооружения г. Поворино работают достаточно эффективно.

15