Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9


^ Таблица 3.12. Систематизация веществ, загрязняющих природные воды

Грубо дисперсные вещества (органические и минеральные)




Коллоиды


Молекулярно-дисперсные вещества


Органические


Минераль­ные


Катионы


Анионы


Газы


Плавающие

Взвешенные

Осаждающиеся


Гуминовые вещества

Масла

Жиры




SiO2


Са+2

Mg+2

Na+

Fe+2

Al+3

НСО3 -

СO3-2

SO4-2

Cl-

N03-

SiO3-2

С02

O2

N2

Н2S



^ Характеристики свойства Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 воды. К основ­ным показателям свойства воды отно­сятся прозрачность, сухой остаток, окисляемость и твердость.

Прозрачность, характеризую­щая наличие в воде грубодисперсных взвешенных веществ, определяется вы­сотой столба воды (в см), через который Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 может быть чтение шрифта определенной величины, или высотой столба воды, через который виден темный крест стан­дартной величины, нанесенный на белоснежном поле.

Величиной, оборотной прозрачности, является мутность, определяемая срав­нением Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 исследуемой воды со специально приготовленными образцами.

^ Сухой остаток (общее коли­чество растворенных в воде веществ кроме летучих) определяется взвешиванием просушенного при 105 – 110 °С остатка после выпаривания про­фильтрованной пробы воды (выражается в мг/л).

Окисляемость Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, характеризую­щая содержание органических веществ в профильтрованной воде, выражается в мг кислорода либо мг перманганата калия (КМnО4), нужных для окис­ления органических веществ, содержа­щихся в 1 л воды.

Твердость определяется Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 содер­жанием в воде ионов накипеобразователей — солей щелочноземельных метал­лов Са и Мg. Различают твердость кар­бонатную (временную) Нк и некарбонат­ную (постоянную) Нp; сумма их дает об­щую твердость Н0.

Карбонатная твердость обусловли Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9­вается наличием бикарбонатов Са и Мg, которые при нагревании воды разлага­ются. Неизменная твердость определяется содержанием в воде тех солей Са и Мg, которые при нагревании не распадаются.

До этого в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 качестве единицы измерения жесткости был принят германский градус жесткости (°Н), соот­ветствующий содержанию 10 мг СаО в 1 л воды. Позже введена но­вая единица — миллиграмм-эквивалент на 1 л (мг экв/л) для измерения больших Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 жесткостей и микрограмм-эквивалент на 1 л (мкг экв/л) для измерения малых жесткостей. Соотношения меж разными единицами измерения жесткости приве­дены в табл. 3.13

^ Таблица 3.13. Пересчёт разных единиц измерения жесткости

в миллиграмм-эквиваленты

Единицы Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 измерения жесткости


Миллиграмм-эквивалент


Германский градус


Француз­ский градус


Англий­ский градус


Американ­ский градус


1 миллиграмм-эквивалент в

литре………………………

1 германский градус……….

1 французский градус……

1 британский градус ......

1 южноамериканский градус .....



1

0,35663

0,19982

0,28483

0,01998



2,804

1

0,5603

0,7987

0,0560



5,005

1,7843

1

1,4255

0,1



3,511

1,2521

0,7015

1

0,0702



50,045 17,847

10

14,255

1



В табл. 3.14 приведены значения молеку­лярного веса и содержания разных соединений, эквивалентные единицам Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 жесткости.


^ Таблица 3.14. Содержания разных соединений,

эквивалентные единицами жесткости

Хим формула


Молекулярный

вес

Эквивалент в мг/л


Хим формула


Молекулярный

вес

Эквивалент в мг/л


1 мг экв/л

1о Н

1 мг экв/л

1о Н

А12 (SО4)3

СаС12

СаСO3

СаО

Са (ОН)2

СаSО4

Cl2

СО Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 92

FеSО4

МgСl2

МgСО3

342,12

111,00

100,09

56,03

74,10

136,14

70,92

44,00

151,92

95,24

84,32

57,02

55,50

50,045

28,04

37,05

68,07

35,46

22,00

75,96

47,62

42,16

20,34

19,90

17,85

10,00

13,21

24,28

12,65

7,85

27,09

17,00

15,03

Мg (НСО3)2

MgO

Мg (ОН)2

МgSO4

NаСl

N2СО3

NаНСОз

NаОН

SiO2

SiО3

SiО4

146,36

40,32

58,34

120,38

58,45

106,00

84,00

40,00

76,06

80,06

96,06

73,18

20,16

29,17

60,19

58,45

53,00

84,00

40,00

38,03

40,03

48,03

26,10

7,19

10,41

21,50

20,85

18,90

30,00

14,27

13,60

14,28

17,13


Соотношение растворенных в воде ве­ществ определяет реакцию воды, прида­вая ей кислый либо щелочной нрав. Аспектом является концентрация Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 водо­родных ионов Н+ в 1 л воды; он обозна­чается индексом рН:



Незапятнанная хим вода имеет рН = 7. Принята последующая шкала, ха­рактеризующая реакцию воды: рН < 5,5 — реакция воды очень кислая; рН =5,5 ÷ 6,5 − реакция слабокислая; рН= 6,5 ÷ 7,5 − нейтральная; рH=8 ÷ 10 − слабо щелочная; рН > 10 − очень ще­лочная.

Различают две категории Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 водопользования. К первой ка­тегории относится внедрение аква объекта в качестве источника централизованного либо нецентрализованного хозяйст­венно-питьевого водоснабжения, также водоснабжения пред­приятий пищевой индустрии; ко 2-ой категории — ис­пользование аква объекта для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 купания, спорта и отдыха на­селения, также внедрение аква объектов, находящихся в черте населенных мест.

При сбросе сточных вод в черте городка (либо хоть какого населен­ного пт) первым пт водопользования Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 является данный город (либо населенный пункт); в этих случаях требования к со­ставу и свойствам воды водоема либо водотока должны отно­ситься к самим сточным водам. Состав и характеристики воды аква объекта Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в пт хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования ни по одному из характеристик не должны пре­вышать установленные нормативы (табл. 3.15).

Припасы воды на Земле довольно значительны: три четверти земной поверхности покрыто водой, но пресной воды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 только 2,5 % . Она сосредоточена в главном в ледниках − 24 млн. км3, в подземных водах − 10 млн. км3, пресные озера, болота и реки содержат около 100 тыс. км3. Пресной водой считается вода, в какой концентрация солей менее Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 1кг/м3.

Динамика мирового употребления (в км3/год) воды смотрится так:


1900 г.

20

30


360

1940 г.

40

120


660

1975 г.

147

633


2700

2000 г.

440

1900


3400




1. Бытовое внедрение воды

2. Промышленное внедрение

3 Сельскохозяйственное внедрение (орошение и пр.)














В текущее время ежесуточно на 1 человека в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 бытовых целях расходуется (л/сут.): Лондон − 250, Санкт-Петербург − 370, Париж − 500, Москва и New-york − 600.

Имеющиеся системы водоснабжения можно поделить на прямоточные, в каких вода забирается из природного источника, очищается, употребляется в технологических процессах, опять очищается Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и сбрасывается в природный источник и обратные, в каких вода забирается из природного источника, очищается, употребляется в технологических процессах, очищается и опять употребляется в технологических процессах.

При обратном водоснабжении фактически не появляется Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 накипи на стенах котлов, труб, отпадает необходимость в их повторяющейся чистке, существенно сокращается расход воды. В согласовании с правилами охраны поверхностных вод рекомендуется обратная система водоснабжения. В нашей стране 65% общего Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 водоснабжения для промышленных целей обеспечивается методом обратного и повторного водоснабжения.

Таблица 3.15. Общие требования к составу и свойствам воды аква объектов у пт хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования


Характеристики состава и параметров воды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 водоема либо водо­тока


Категория водопользования


- для централизованного либо нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, также для водоснабжения пищевых компаний


- для купания, спорта и отдыха населения, также для водоемов в черте на­селенных мест


Взвешенные веще­ства


Плавающие при­меси

Запахи, привкусы


Расцветка Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9


Температура


Реакция

Минеральный со­став


Растворенный кис­лород

Биохимическая по­требность в кисло­роде

Возбудители забо­леваний


Ядовитые вещест­ва


Содержание взвешенных веществ не должно увеличи­ваться больше, чем на:

0,25 мг/л ( для I категории) и 0,75 мг/л (для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 II категории)

Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных веществ, допускается увеличе­ние взвешенных веществ в воде в границах 5% Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 проточных водоемов и поболее 0,2 мм/с для водохрани­лищ к спуску воспрещаются

На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минеральных масел и скоп­ление других примесей

Вода не должна получать запахи Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и привкусы ин­тенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемых:

конкретно либо при следующем │ конкретно.

хлорировании.

Вода не должна докладывать сторонних запахов и при­вкусов мясу рыбы

Не должна обнаруживаться в столбике:

20см |10см

Летняя температура воды в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 итоге спуска сточных вод не должна повышаться более, чем на 3°С по срав­нению со среднемесячной температурой воды самого горячего месяца года за последние 10 лет.

Не должна выходить за границы 6,5—8,5 рН.

Не должен Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 превосходить по сухому остатку

1000 мг/л, в том числе хлоридов Нормируется по приве­денному выше

350 мг/л и сульфатов 500 мг/л. показате­лю «Привкусы».

Не должен быть наименее 4 мг/л Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в хоть какой период года в

пробе, отобранной до 12 ч денька

Полная потребность воды в кислороде при 20°С не

должна превосходить:

3,0 мг/л | 6,0 мг/л

Вода не должна содержать возбудителей болезней. Сточные воды, содержащие возбудителей болезней, должны Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 подвергаться обеззараживанию после соответ­ствующей чистки.

Отсутствие содержания в воде возбудителей заболева­ний достигается методом обеззараживания на биологическом уровне очищенных бытовых сточных вод до коли-индекса1 менее 1000 при остаточном Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 хлоре более 1,5 мг/л.

Не должны содержаться в концентрациях, способных оказать прямо либо косвенно вредное воздействие на здоровье населения.

1 Коли-индекс – число микробов в 1 л воды.


На сто процентов замкнутый водооборотный цикл Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 достигается сейчас при производстве фосфорной кислоты, аммофоса, едкого натрия, хлорида, также в технологии целлюлозно-бумажного производства.

Контроль расхода воды стал осуществляться последние 10-15 лет и оценивается 2-мя коэффициентами:

1. Коэффициент оборота воды

Kо= Qо/(Qо+Qn+Qm Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9), (3.54)

где Qо − расход обратной воды; Qn − расход свежайшей воды; Qm − расход воды, поступающей вкупе с материалами; среднее значение коэффициента Ко для машиностроительной индустрии равно 0,55, но есть предприятия, на которых Ко = 0,75 − 0,96.

2. Коэффициент использования воды

Ки Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 = (Qn+Qm− Qc)/(Qn+Qm), (3.55)

где Qc - вода, сбрасываемая в водоем.

Характеристики сточной воды, определяющие способы ее очист­ки, зависят от степени дисперсности внутренней фазы. Если со­ставляющие ее Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 частички имеют крупность меньше 1∙10-7 см, то дисперсная фаза образует настоящий раствор (однофазовую систему). Так как в лю­бой точке объема настоящего раствора концентрация вещества схожа, смеси именуют однородными, либо гомогенными системами.

При крупности частиц Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 больше 1∙10-5 см дисперсная фаза образует взвешенные вещества. К главным свойствам таких частиц относится их неспособность удерживаться во взвешенном состоянии, которая находится в зависимости от размера суспендированных частиц и интенсивности наружного воздействия Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9.

Состояние кинетической стойкости наблюдается у частиц, поперечник которых близок либо меньше 1∙10-5 см. Более большие частички теряют эту устойчивость и получают способность к осаждению либо всплыванию, при всем этом частички крупностью 1∙10-5 − 1∙10-4 см выделяются из Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 воды очень медлительно. Частички, имеющие степень дисперсности 1∙10-5 − 1∙10-7 см, обра­зуют коллоидные смеси, при этом частички поперечником 1∙10-6 – 1∙10-7 см делают системы, характеристики которых приближаются к настоящим растворам, а частички поперечником 1∙10-5 − 1∙10-6 см − к Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 нерастворимым субстанциям.

Более просто делятся фазы в тех случаях, когда дис­персная фаза состоит из довольно больших частиц, размер ко­торых превосходит 1∙10-4 см. Такие частички относятся к ме­ханическим примесям в воде.

Неувязка чистка Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 промышленных сточных вод (СВ) хим производства, металлургических, текстильных, целлюлозно-бумажных и машиностроительных компаний, и в особенности сельскохозяйственного использования, далека от собственного решения.

В текущее время находят обширное применение последующие методы чистки Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 сточных вод: механический, физико-химиче­ский, хим и биохимический. Главным фактором при выборе способа обработки воды яв­ляется фазовое состояние вещества.

Нареченные методы чистки разделяются на рекуперационные и деструктивные: рекуперационные предугадывают извлечение из Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 сточных вод и последующую переработку ценных веществ; при деструктивных методах ЗВ подвергают разрушению методом окисления либо восстановления. Продукты разрушения убирают из воды в виде газов либо осадков.

^ Механическая чистка служит для отделения нерас Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9­творенных веществ, размер которых больше 1∙10-4 см, методом процеживания, отстаивания, фильтрования и центрифугирования.

Для задержки разных веществ, плавающих на поверхно­сти сточных вод (масел, жиров, нефти, смол и т. п.), служат Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 разные сооружения: масло-, жиро -, нефте -, смолоуловители.

В почти всех случаях сточные воды содержат мелкие час­тички, находящиеся во взвешенном состоянии, именуемые сус­пензиями. Для их отделения прибегают к фильтрованию вод че­рез особые сетки Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 либо песчано-гравийные и шлаковые фильтры.

Процеживание создано для выделения из СВ механических примесей (dr25 мм) вертикальными либо наклонными решетками.

При эксплуатации решетки очищаются при помощи вертикальных и поворотных граблей Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, а при маленьких расходах воды (Q 4000 м3/ч) - вручную. Примеси, снятые с решеток, измельчаются и, зависимо от их ценности, сбрасываются в поток СВ за решеткой либо направляются на переработку. В текущее время в главном Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 употребляют решетки-дробилки РД-200, РД-900.

Отстаивание создано для выделения из СВ нерастворимых и отчасти коллоидных механических загрязнений минерального происхождения. Этот процесс основан на осаждении в воды жестких частиц.

Расчет отстойников СВ основывается Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 на скорости осаждения (либо витания) жестких частиц в воды, которая определяется из решения уравнения Стокса для движения сферической частички в воды с учетом воздействия силы гидравлического сопротивления, массовых сил Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и сил Архимеда (тяжести):

Uв= (gd2r/18)∙[(r −­ж)/ж] , (3.56)

где ж − динамический коэффициент вязкости воды; g − ускорение свободного падения; dr − поперечник частиц; r, ж − плотность частиц и воды.

Отстаивание осуществляется в песколовках Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, отстойниках, жиро-нефте-смоло- и маслоуловителях. Песколовки используют для задержания томных нерастворимых примесей: песка (в стоках литейных цехов), окалины (отходы прокатных цехов) и т.д. со средним размером частиц до 250 мкм.

Зависимо от Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 направления потока сточных вод песколовки делятся на: вертикальные, горизонтальные с прямолинейным и радиальным движением воды, аэрированные − для разделения загрязнений по фракционному составу либо плотности.

Некие из устройств водоочистки в виде принципных схем показаны Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 на рис. 3.11. Тут а) – круговой отстойник; б) – песчано-гравийный фильтр; в) – песколовка; г) – ловушка для нефти.

Чистку сточных вод от механических примесей можно осу­ществить при помощи гидроциклона и центрифуги Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, в каких воде придается вращательное движение с выделением частиц взвеси.

Открытые гидроциклоны используют для частиц со скоростью витания Uв  0,02 м/с и употребляют для чистки СВ огромных расходов, т.к. они Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 отличаются малыми потерями напора.




Рис. 3.11. Схемы устройств чистки воды


Для чистки частиц с Uв  0,02 м/с употребляют напорные гидроциклоны (схема подобна циклону для чистки воздуха от сухой неслипающейся пыли) и центрифуги. Индустрия употребляет напорные гидроциклоны НГЦ Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 поперечником цилиндрической части 0,05−0,5 м.

Фильтрование СВ создано для чистки их от мелкозернистых механических загрязнений в маленький концентрации. Процесс фильтрования нередко проходит 3 ступени: циклон, фильтр с железной сетью, а потом рукавный фильтр Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. Такую схему используют на участках чистки воды от бериллия. Употребляются фильтры с зернистым слоем (песок, доломит, доменный шлак, глиняние отходы, железные опилки, отходы асбестового производства и др.), также микрофильтры для узкой чистки Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 (барабанные либо пластинчатые конструкции).

На рисунке 3.12 [3 показана схема фильтра-сепаратара с фильтрующей нагрузкой (к примеру, из частиц пенополиуретана), созданного для чистки СВ от маслопродуктов и твёрдых частиц. Сточную воду по трубопроводу 5 подают Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 на нижнюю опорную решётку 4. Потом вода проходит через фильтрующую нагрузку в ротор 2, верхнюю решётку 4 и очищенная от примесей переливается в приёмный кольцевой кармашек 6, потом выводится из корпуса 1. При концентрации маслопродуктов и твёрдых частиц Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 до 0,5 кг/м3 эффективность чистки составляет соответственно 0,92 и 0,9, а время непрерывной эксплуатации фильтра 16−24 ч. Фильтрующая нагрузка может крутиться электродвигателем 7. В итоге частички пенополиуретана под действием центробежных сил отбрасываются к внутренним стенам ротора Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, маслопродукты выжимаются, поступают в кармашки 3 и направляются на регенерацию. Время полной регенерации фильтра 0,1 ч.

Чистка от примесей, содержащихся в сточных водах в маленьком количестве, делается отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 фильтрованием. Конструкции маслоловушек подобны конструкции горизонтального проточного отстойника с маслосборным устройством. Для чистки охлаждающих жидкостей, применяемых на металлорежущих станках, используют особые реагенты, содействующие коагуляции загрязнений в эмульсиях (реагенты Na2CO3, H2SO Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 94, NaCl, Al2(SO4)3 и др.).

М
Рис. 3.12. Схема фильтра-сепаратора
еханическую чистку используют как подготовительную при использовании других методов чистки.

^ Хим и физико-химический методы используют для чистки производственных сточных вод Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 от колло­идных и растворенных веществ.

К главным хим методам чистки относятся: окис­ление либо восстановление загрязняющих воду веществ, нейтра­лизация с введением в сточные воды веществ с кислой либо ще­лочной реакцией с Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 целью обеспечения в их рН в границах 6,5 − 8,5.

В почти всех случаях загрязняющие вещества выделяются в ви­де осадков.

При физико-химической чистке употребляются последующие ме­тоды:

- коагулирование − введение в сточные воды веществ-коа Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9­гулянтов, содействующих ускорению выделения из их нерас­творенного и части растворенного загрязнения;

- адсорбция − добавление неких веществ, способных концентрировать на собственной по­верхности вещества, находящиеся в сточных водах;

- экстракция − введение в сточные воды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 вещества, не смешивающегося с ними, но способного растворять находящиеся в их загрязнения;

- фло­тация − пропуск через сточную воду воздуха, пузырьки которого при движении ввысь захватывают загрязня­ющие воду вещества;

- эвапорация − пропуск через Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 подогретую сточную воду водяного пара;

- ионитовый способ − фильтрование сточных вод через ионообменный материал, что обеспечивает удаление из воды катионов и анионов;

- химический способ − инициирование разных хим реакций под воздействием электронного тока.

Выбор Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 способа находится в зависимости от того, в каком состоянии находится вещество − в молекулярном либо диссоциированном на ионы. Для веществ, находящихся в молекулярно-растворенном состоянии, могут быть применены разные сорбенты (активированные Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 угли, бентониты, диатомит, хлопья гидроксидов и т. д.), обработка воды окислителями (для веществ органического происхождения) и др.

При чистке воды от веществ, диссоциированных на ионы, употребляют способы, направленные на образование плохорастворимых соединений, перевод ядовитого Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 иона в нетоксичные комплексы (к примеру, перевод цианидов в ферроцианиды), образование малодиссоциирующих молекул (при содействии водородных и гидроксильных ионов), извлечение из воды ионов (электродиализ), подмену ядовитых ионов безобидными (к Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 примеру, при Н+ и ОН--ионировании) и т. п.

В ближайшее время все большее применение получают такие способы физико-химической обработки воды, как экстракция, сорбция, ионный обмен, электродиализ, озонирование, химическое окисление и восстановление, окисление под Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 высочайшим давлением, выпаривание, сжигание, обработка воды ультразвуком, ультрафильтрация и оборотный осмос (гиперфильтрация). Под воздействием ультразвука активно протекают окислительные процессы тяжело окисляющихся веществ.

Нейтрализация СВ на заводах ведется для удаления из Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 их кислот (H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4) и щелочей (NaOH, KOH), также солей металлов, образованных на базе кислот и щелочей. В итоге находящиеся в воде ионы водорода Н+ и гидроксильная Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 группа ОН- соединяются воединыжды в молекулы воды.

В последние годы удачно разрабатывается способ окисления органических веществ при высочайшем (до сотен атмосфер) давлении и высочайшей (порядка тыщи градусов) температуре. Возможность утилизации выделяющейся при Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 всем этом теплоты увеличивает экономическую рентабельность способа.

Перспективен способ окисления органических загрязнений производственных стоков озоном. Применение озона не связано с расходом привозных реагентов, создание его может быть скооперировано на месте при наличии озонаторной установки Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и электроэнергии. Для чистки промышленных сточных вод озон более комфортен, чем другие окислители, включая активный хлор.

Производственные и бытовые стоки, прошедшие чистку, теряют часть содержащихся в их микробов, но их полное ликвидирование может Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 быть только при помощи дезинфекции, которая делается методом хлорирования, электролиза, использования антибактериальных лучей и т. д.

^ Биохимическая чистка базируется на возможности неких микробов использовать для собственного развития органические вещества, находящиеся в сточных Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 водах в кол­лоидном и растворенном состоянии. Этот метод используют после того, как сточная вода очищена от минеральных и не­растворимых органических веществ. Он позволяет практически пол­ностью удалить Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 загрязнения органического происхождения. Био­химическая чистка делается в естественных критериях − на полях орошения, полях фильтрации либо в био прудах, также в искусственных критериях − в био фильтрах и аэротенках.

Внедрение полимеров в качестве загрузочного мате Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9­риала позволило значительно повысить эффективность био­фильтров, при всем этом они могут работать и как само­стоятельные биоокислители, и в разных композициях с аэротенками.

Био (биохимическая) чистка сточных вод считается основной для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 обезвреживания органических примесей, в итоге которой происходит очищение сточных вод вследствие возможности бактерий расщеплять, окислять и восстанавливать органические и некие минеральные соединения, находящиеся в сточных водах. Этот процесс может происходить Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в естественных критериях (в реках, озерах, водохранилищах, также в верхних слоях земли) либо в особых очистных сооружениях (в аэротенках, окситенках и биофильтрах).

Схема аэротенка с принудительной подачей воздуха показана на рис. 3.13.

В
Рис Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. 3.13. Схема аэротенка
СВ обычно содержится 150 – 200 мг/л взвешенных твёрдых частиц, 150 – 200 мг/л органического вещества (определяемого как био потребность в кислороде) и 20−40 мг/л аммонийного азота.

Биохимическое потребление кислорода (БПКt) – количество кислорода, надобное при биохимическом Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 окислении содержащихся в воде веществ в аэробных критериях. БПК выражается в мг О2/л. К примеру: БПК5 – биохимическое потребление кислорода в течение 5 суток. БПК20 − биохимическое потребление кислорода в течение 20 суток; БПКпол Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 − биохимическое потребление кислорода для полного окисления органики.

Пользуются также понятием «химическое потребление кислорода» (ХПК) – количество кислорода, надобное при хим окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием окислителей (выражается Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в мг О2/л).

Чистка СВ в аэротенке колеблется от 4 до 24 ч и поболее зависимо от вида СВ, требуемой глубины чистки, типа процесса и отделения чистой воды от частиц активного ила в отстойнике Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9.

Частички активного ила представляют собой флокулированную смесь микробов и простых. Обычно, из огромного количества видов микробов, находящихся в активном иле, выделяют только три главные группы: углеродокисляющие флокулообразующие бактерии, углеродокисляющие нитчатые бактерии и бактерии-нитрификаторы Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. Флокулообразователи содействуют резвому осаждению ила в отстойнике, а нитрификаторы превращают аммонийный азот в нитраты:

NH3 + O2  NO2‾, NO2‾ +O2  NO3‾.

Длительность ta (в часах) аэрации СВ в аэротенке оценивается по формуле:

tа Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 = (La - Lt) / а (1 − S) , (3.57)

где La и Lt – БПКt начальной и чистой СВ; а − доза активного ила, г/л; толика зольности примесей S = 0,3÷0,35;  − средняя удельная скорость окисления загрязнений, мг Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9/(г.ч).

Некие значения  для данных величин La , Lt, а приведены таб. 3.16. Для Lа 500 мг/л используют аэротенки с сосредоточенной подачей консистенции СВ и активного ила сначала сооружения.

При отсутствии данных о средней удельной Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 скорости окисления можно использовать формулу:

 = m Lt CО /[(Lt CО + Ko Lt + K1CО ) (1 +  a)] , (3.58)

где CО − концентрация растворенного кислорода, мг/л; m − наибольшая скорость окисления загрязнений, равная 85 мг/(г.ч Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9); Ko=0,5 − константа для кислорода; K1 - константа БПК (для городских СВ K1=33);  − коэффициент ингибирования (для слабо концентрированных СВ  = 0,07 л/г).

^ Таблица 3.16. Средние удельные скорости окисления загрязнений

БПКполн начальной воды, мг/л

БПКполн очищенных сточных Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 вод С, мг/л

15

29

25

30

40

50 и поболее

При а  1,8 г/л

100

200

20

22

22

24

24

28

27

32

35

42

47

57

При а > 1,8 г/л

150

200

300

400

500

18

20

22

23

24

21

23

26

28

29

23

26

30

33

35

26

29

34

38

41

35

37

44

53

58

45

50

60

73

82


Время пребывания органического вещества в аэротенке связано с нагрузкой ^ Р на ил выражением [32]:

Р = La Q / (a Wa) = La / (a ta) , (3.59)

где Q − расход Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 СВ, м3/сут; Wa − объем аэротенка, м3.

Есть три главных типа процессов чистки: стремительная (Р = 0,5÷5), стандартная (Р = 0,25÷0,45) и продленная (Р = 0,05÷0,2) аэрация.

Продленный тип аэрации обеспечивает очень высочайшие свойства выходного стока: полная нитрификация; БПК Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9  10 мг/л; концентрация взвешенных частиц меньше 10 мг/л; аммонийного азота меньше 5 мг/л. Стандартная аэрация позволяет обеспечить качество стока от полной нитрификации на нижней границе интервала до отсутствия нитрификации на его Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 верхней границе. Резвый тип аэрации делает вероятным прирастить скорость удаления БПК на единицу массы ила; качество выходного стока может быть выше в среднем в 20−30 раз при достаточной подаче кислорода.

Устанавливая нагрузку Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 органики на ил в день, рекомендуется принимать рабочую концентрацию иловой консистенции в границах 1,5−5 г/л. Выбор этой величины находится в зависимости от типа СВ и от возраста tи ила, определяемого по Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 формуле:

tи = a Wa / ( mу + Q Ct) , (3.60)

где mу − количество удаляемого ила, кг/сут; Ct − концентрация ила в выходном стоке, кг/м3.

Управляя скоростью отвода ила, можно управлять нагрузкой по органическому веществу − основным Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 параметром, влияющим на качество выходного стока.

Рабочая концентрация растворенного кислорода рассчитывается на базе расчетной потребности установки. Для полной нитрификации следует выбирать СО  2 мг/л, а для других целей (окисление углерода, денитрификация) достаточны Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 наименьшие значения.

Величина

СО =103 R/Q , (мг/л) , (3.61)

где R (кг/сут) − дневная потребность в кислороде для окисления углерода в установке со стандартной нагрузкой рассчитывается по формуле:

R = 0,75 La + 0,048 a Wа. (3.62)

Тут характеристики Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 имеют размерность: La (г/л), а (г/л), Wа (м3).

Для систем продленной аэрации, содержащих не осевший ил, значение

R = La + 4,34 NNН3 + 2,85 Nо + 0,024 Wа r  (t-20) , (3.63)

где NNНЗ и Nо - количество удаляемого в день Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 азота аммонийного и общего соответственно, кг/сут; r - скорость эндогенного дыхания, принимается равной 3,9 мг О2 / (гила. сут);  = 1,07; t - температура воды, ˚С.

Отношение количества кислорода, требуемого для обработки 1 м3 СВ, к Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 количеству кислорода, применяемого с 1 м3 подаваемого воздуха, определяется по формуле

, (3.64)

где ^ D − удельный расход воздуха при аэрации; Z − удельный расход кислорода, мг/мг БПКп (при неполной чистке Z= 0,7÷0,9; при полной Z=1÷1,2; при нитрификации Z=1,5÷2,4); К Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 91 − коэффициент, учитывающий тип аэрации (по размеру пузырька), для маленьких пузырьков является функцией дела площади, занятой аэраторами, к площади зеркала воды; К2 − коэффициент, учитывающий глубину погружения аэратора; n1 − коэффициент, учитывающий Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 температуру (среднемесячную) СВ (n1 = 1+0,02(Тср-20)); n2 − коэффициент, учитывающий скорость переноса кислорода в иловой консистенции к скорости переноса его в незапятанной воде (n2 = 0,5-0,8); Сд - допустимая малая концентрация кислорода в СВ, которая не лимитирует скорости окислительного Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 процесса (принимается равной 2 мг/л); СО − растворимость кислорода воздуха в воде (мг/л) зависимо от высоты Р (м) столба воды над аэратором:

СО = ОТ(10,3+0,5 Р)/ 10,3 (3.65)

Тут ОТ − растворимость кислорода воздуха Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в СВ зависимо от температуры:

ОТ = [468/(31,6+Т)]∙ [мг/л], (3.66)

где Т − температура СВ (˚С), а газовая фаза − воздух под давлением 0,1 МПа;  − коэффициент, учитывающий загрязнение воды, равный 0,7−0,9.

Общий объем (м3) аэрационной части равен

Wa = ta / 24. (3.67)

Суммарная площадь Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 проектных аэротенков равна

F = W / H. (3.68)

Типовые аэротенки имеют длину L = 49,15 м, ширину b = 15м и глубину Н = 3м.

Надобное количество аэротенков определяется по формуле:

N = W / (n H L b), (3.69)

где n Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 − количество коридоров аэротенка.

Для выделения из СВ взвешенных веществ используют первичные (до аэротенка) отстойники, в каких под действием гравитационных сил происходит выпадение осадка на дно отстойника. Основная масса взвешенных частиц выпадает в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 осадок в течение tот=1,5 ч отстаивания. При расходах СВ до 10000 м3/сут используют вертикальные отстойники. При расходах  10000 м3/сут используют горизонтальные либо круговые отстойники с поперечником 18−54 м.

Длительность tот нахождения СВ Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 во вторичном вертикальном отстойнике рекомендуется выбирать из условия, когда скорость осаждения ила больше скорости восходящего потока воды, равной ~ 0,1 мм/с. Можно принять tот  2 ч, так как эффект осветления СВ через 2 ч добивается Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 значения более 99%. Применение флокулянтов позволяет уменьшить время tот.

Объем отстойника равен

Wот = tот / 24. (3.70)

Степень чистки СВ определяется по формуле

 = ((La - Lt)/ La) ∙ 100% . (3.71)

Практика эксплуатации аэротенков показала, что непостоянность сброса сточных вод затрудняет Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 их обработку по технологиям, обусловленным стационарностью рабочих режимов и всепостоянством концентраций лимитирующего субстрата и биомассы.

Для анализа непрерывной чистки СВ активным илом с учетом вторичного отстойника и рециркуляции биомассы употребляется уравнение вещественного баланса в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 виде:

для лимитирующего фактора

(3.72)

и для биомассы

. (3.73)

Тут ^ С − концентрация субстрата, С0 − исходная его концентрация;  − толика выходного стока из биореактора, которая подвергается рециркуляции;  − удельная скорость роста бактериальной биомассы с концентрацией Х, измеренная по сухому веществу Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9; Qc − расход воды из биореактора; g − коэффициент, учитывающий концентрацию биомассы в отстойнике; Y − коэффициент выхода бактериальной биомассы при гетеротрофном росте на источнике углерода и энергии:

. (3.74)

На рис.3.14 показана схема проточного биореактора непрерывного Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 деяния, работающего в режиме полного смешения, с отстойником и рециркуляцией сконцентрированной микробной биомассы.

Расход воды из биореактора Qc связан с потоком воды Q в реактор уравнением:

Qc = Q (1−). (3.75)




Рис.3.14. Схема проточного Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 биореактора;1–биореактор; 2–отстойник


Зависимость меж удельной скоростью роста биомассы и концентрацией лимитирующего субстрата выражается уравнением Моно:

 = m С/(С+КC), (3.76)

где m − наибольшее значение субстратной составляющей , когда концентрация кислорода С много больше Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 КC − константы насыщения по кислороду (константы Моно); КC=С, когда =0,5m.

Целенаправлено в модели кинетики учитывать раздельно скорости окисления главных загрязнителей. В данном случае субстратную составляющую удельной скорости роста биомассы m следует определять Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 как m = k∙Сnсуб , где, к примеру, значения коэффициентов k и n равны соответственно: для оксибензола 0,0006 и 1,5; для СПАВ 0,00007 и 1,2; для гликолей 0,0002 и 1,5; Cсуб – концентрация субстрата, мг/л [12].

Решая уравнение (3.73), запишем

X Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9(t) = X0 eAt , (3.77)

где Х0 = a − исходная концентрация бактериальной биомассы; А = (m-Qc/V + Qcg/V).

Экспоненциальный рост при повторяющемся культивировании биомассы длится до того времени, пока С много больше КС Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. Потому решение уравнения (3.72) с учетом (3.77) можно записать в виде:

, (3.78)

где  = m/Y - наибольшее значение скорости окисления субстрата (задаётся зависимо от природы компонента субстрата); Сs = С0 при t=0.

Выражение (3.78) позволяет не только лишь Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 предсказывать во времени изменение концентрации субстрата в аэротенке, да и, используя параметрические зависимости для C(t), советовать автоматические методы управления качеством чистки с учетом нестационарности сброса СВ.

Анаэробные способы употребляют для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 обезвреживания высококонцентрированных СВ и осадков, образующихся при биохимической чистке СВ.

Био анаэробный метод позволяет очищать СВ без внедрения реагентов и выдавать товарный продукт: биогаз и всеохватывающее минерализованное удобрение для сельскохозяйственных угодий. Метод анаэробной чистки СВ Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 может быть изменен кипящим слоем гранулированного ила, а аппарат выполнен в виде колонны.

Эффективность разных способов чистки СВ составляет (в %): механических − 50÷70, хим − 80÷90, физико-химических − 90÷95, биохимических − 85÷95.

Сравнимо маленькая эффективность используемых на Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 прак­тике принципных разновидностей способов чистки сточных вод вызывает необходимость разработки новых, более эффектив­ных способов. Одним из вероятных приемов обработки сточных вод является их радиационная чистка, сущность которой за­ключается Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в радиационном облучении сточных вод, в итоге чего может происходить трансформация загрязняющих веществ, включающая синтез и разложение, полимеризацию и деструк­цию, окисление и. восстановление, гидрогенизацию, изомериза­цию, также их композиции. Имеющиеся в литературе данные Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 по применению этого способа для чистки сточных вод свиде­тельствуют о его перспективности.

В последние годы разрабатываются нетрадиционные и действенные технологии чистки, основанные на применении лазерных лучей. К примеру, компания ‘“Инвертел Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9” опробовала в работе фитохимический реактор, основой которого является лазер с перестраиваемой длиной волн. Подбирая частоту и интенсивность излучения, можно избирательно разрушать в воде молекулы только ядовитых веществ, которые в присутствии нагнетаемого в Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 реактор кислорода окисляются, превращаясь в безобидные соединения.

Другая разработка по чистке СВ базирована на композиции электронных полей и низкочастотных звуковых волн. Сущность способа в том, что низкочастотные звуковые колебания способны коагулировать вредные вещества Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. Электронные же поля созданы для сотворения соответственного заряда на поверхности активного ила, частичках грязищи, с тем, чтоб ее было легче улавливать фильтрами.

^ Расчет выпуска СВ в водоемы проводят зависимо от Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 преобладающего вида оставшихся после чистки примесей ЗВ и черт водоема. Для взвешенных веществ их допустимую концентрацию определяют как (в очищенных СВ) С0  Св + n . ПДК, где Св − концентрация ЗВ в воде водоема до Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 сброса; ПДК − в воде водоема; n − кратность разбавления СВ в воде водоема (толика воды водоема, участвующая в смешивании); С0 - концентрация в сбрасываемых очищенных водах.

Для растворимых веществ

C0i  n (Cimax − Cвi Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9) + Cвi . (3.79)

В общем случае кратность разбавления СВ в воде водоема n = (C0 − Cв)/(Cn −Cв), где Сn − концентрация загрязнителя в водоеме после сброса.

Для водоемов с направленным течением

n = (mQp+Qв)/Qв, (3.80)

где Qв − большой Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 расход СВ, сбрасываемых в водоем; Qp − большой расход водоёма (реки); m − коэффициент смешения, равный

m = [1 − exp(− KL1/3)] / [1+(Qв/Qp)exp(− KL1/3)], (3.81)

где К =  (Dт/Qp)1/3 − коэффициент гидравлического смешения;  − коэффициент места Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 расположения сточных вод (для берегового выпуска =1; посреди русла =1,5);  = L/Lн − коэффициент извилистости русла; Lн − расстояние меж сечениями в обычном направлении; L − длина русла реки от сечения до расчетного створа; Dт = gHWMCш − коэффициент турбулентной диффузии; Н Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 − средняя глубина на длине смешения; W средняя скорость течения на расстоянии L от места выпуска СВ; Сш = 40-44 м0,5/с − коэффициент Шези; М − функция коэффициента Шези, принимаемая значению 22,3.

В отдельные потоки СВ на Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 предприятиях выделяют:

слабозагрязненные воды одним либо несколькими видами примесей;

циансодержащие стоки;

хромосодержащие стоки;

кислые стоки;

щелочные стоки;

стоки, содержащие масла и нефтепродукты.

При отсутствии резко выраженных загрязнителей все производственные СВ усредняют Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, объединяя в один поток. Объем усреднителя на входе в очистные сооружения определяется с учетом коэффициента (угнетения):

Кп = (Сmax − Сср) / (Сд − Сср) , (3.82)

где Сmax = f () − предельная концентрация, Сср − средняя концентрация на Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 входе в очистные сооружения, ^ Сд − допустимая концентрация для обычной работы очистных сооружений. При Кп  5 объем усреднителя V = KпQ; Q − увеличение расхода СВ при переменном сбросе;  − длительность переменного сброса. При Кп  5 значение V = Q Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 / Ln[Kп/(Kп − 1)].

Высота секции усреднителя h определяется из условия:

Qh/V  Wдоп = 0,0025 м/с. (3.83)

Очистные сооружения промышленного предприятия обычно имеют несколько ступеней (видов) чистки СВ. К примеру, 1-ая ступень Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 − гравитационное отделение загрязняющих примесей в резервуарах-отстойниках, фильтрах, песколовках-жироловках и др. 2-ая ступень может включать в себя физико-химические методы чистки: флотаторы, экстракционные, сорбционные и другие установки. 3-я ступень может быть Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в виде систем био чистки (биофильтры, аэротенки, биопруды) и т.д..

Нужное число очистных сооружений в цепочке чистки СВ можно найти, исходя из значений ПДК ЗВ в стоках, сбрасываемых в водоем после чистки. В Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 общем виде уравнение для расчета комплекса очистных сооружений имеет вид: n

Свхj= Cвыхj / [ П (1 - i)], (3.84)

i=1

где Свх − концентрация j-го ЗВ на входе в комплекс очистных сооружений; Свых − концентрация ЗВ на Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 выходе из очистных сооружений;  − эффективность работы (степень чистки) i-го очистного сооружения; n − число сооружений.

Существует три вида лимитирующих характеристик вредностей в воде (ЛПВ): а) санитарно-токсикологический − по токсическому действию ЗВ на людей и Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 животных; б) общесанитарный − охарактеризовывает способность водоема обезвреживать органику; в) органолептический − охарактеризовывает запах, цвет, вкус воды.

Вода в водоеме добивается границы экологического сдвига, когда содержание вредных веществ в ней равно одной Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 дозе. Для личных веществ это ПДК, а при наличии в воде нескольких веществ и 1-го ЛПВ − одна доза, определяется как

n

(Ci/ПДКi) = 1, (3.85)

i=1

где Ci - концентрация i-го загрязнителя; n - число загрязнителей. Отсюда очень допустимое Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 загрязнение i-м веществом воды в водоеме равно


n-1

Ci max = ПДКi [1- (Ci/ПДКi)]. (3.86)

i=1

Качество воды находится в зависимости от состояния источников водоснабжения, состояния централизованных систем подготовки питьевой воды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, санитарно-технического состояния водопроводных сетей, уровня лабораторного контроля свойства воды на всех шагах ее подготовки и подачи популяции. Новый документ СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» устанавливает Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 содержание в воде 1437 хим компонент, в том числе 32 обобщенных показателя и 9 характеристик, связанных с обработкой воды. Контроль воды должен производиться с периодичностью один раз в час и может быть осуществлен Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 или экспрессными способами анализа, или автоматизацией процесса измерения.


3.9.3. Защита литосферы


Более очень подвергается загрязнению верхний слой литосферы − почва. Не считая загрязнений от атмосферы и вод в почву попадают твердые и водянистые промышленные Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими почву субстанциями являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Самоочищение почв происходит очень медлительно. Ядовитые вещества скапливаются, что содействует изменению хим состава почв, нарушению биогеоценоза. Из Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 земли ядовитые вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нехорошие последствия.

Много ртути поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Неконтролируемые выбросы ртути составляют 4−5 тыс.т Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9. в год, а из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг поступает в окружающую среду. Много свинца поступает в почву из атмосферы, содержащей выхлопные газы автомобилей.

Термические электростанции дают 70 млн.т пылевидной золы и кусковых шлаков Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 в год. В золе находится 17−40% Al2O3, 25−40% Fe.

На свалки, занимающие огромные площади, раз в год поступают млрд консервных банок, стеклянных бутылок, различных железных емкостей и пр.

Все виды промышленных отходов, загрязняющих Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 литосферу, делятся на твердые и водянистые. К жестким отходам относятся отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов, пыль минерального и органического происхождения, мусор, состоящий из разных органических и минеральных веществ: резины, бумаги Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, тканей, песка, шлака и т.п.

К водянистым отходам относятся осадки СВ после их обработки, также шламы минерального и органического происхождения в системах влажной чистки газов. Для использования отходов в качестве Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 вторичного сырья разработана их промышленная систематизация: по физическим признакам, по хим составу и по показателям свойства отходов.

Шламы из отстойников очистных сооружений и прокатных цехов содержат огромное количество твёрдых материалов, концентрация Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 которых составляет 20 – 300 г/л. После обезвреживания и сушки шламы употребляют в качестве добавки к агломерационной шихте либо убирают в отвалы. Шламы тепловых, литейных и других цехов содержат ядовитые соединения свинца, хрома Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, меди, цинка, также цианиды, хлорофос и др.

Отходы производства, разработка переработки которых ещё не разработана, складируют и хранят до возникновения новых технологий переработки отходов. Разработка мероприятий по обезвреживанию и переработке неутилизируемых промышленных отходов Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 привела к необходимости систематизации отходов по гигиеническому и технологическому принципам (к примеру, просто разлагающиеся, инертные, слаботоксичные вещества и др.).

Различают три варианта технологий использования отходов: переработка и внедрение; переработка и консервация (хранение); ликвидирование Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9.

Вторичные ресурсы металлов в значимой мере складываются из лома (57%). Ломом металлов именуют изношенные и вышедшие из потребления детали и изделия из металлов и сплавов. Есть промышленные отходы металлов, получаемые при плавке и Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 механической обработке, также в виде бракованных деталей и изделий в процессе производства. На предприятиях, где появляется огромное количество металлоотходов, организуются особые цехи для переработки вторичных ресурсов.

Обычно, переработку промышленных отходов в РФ Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 создают на особых полигонах, создаваемых в согласовании с требованиями СНиП2.01.28-85 и созданных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения ядовитых отходов промышленных компаний, НИИ и учреждений. Приему на полигон не подлежат отходы, для Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 которых разработаны действенные способы извлечения металлов и других веществ, нефтепродукты, подлежащие регенерации, радиоактивные отходы.

Переработка отходов на полигонах предугадывает внедрение физико-химических способов, тепловое обезжиривание с утилизацией теплоты; демеркуризацию ламп Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 с утилизацией ртути и других ценных металлов, прокаливание песка и формовочной земли, подрыв баллонов в специальной камере, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение.

Экологически безобидная обработка твёрдых и водянистых отходов Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, токсических промышленных отходов, также утилизация либо регенерация ценных веществ без отходов обеспечиваются разными методами:

- подготовка и сжигание ила и твёрдых отходов с утилизацией приобретенного тепла;

- упаривание и сжигание водянистых отходов;

обезвреживание сточных вод Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9, содержащих органические вещества, оковём сжигания с следующей чисткой отходящих газов;

- тепловое разложение отработанных кислот, также отходов нефтеперерабатывающих производств.

Полигоны для переработки отходов обязаны иметь санитарно-защитные зоны: для завода по обезвреживанию ядовитых Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 отходов мощностью 100 тыс.т и поболее отходов в год − 1000м; для завода мощностью наименее 100 тыс.т. в год − 500 м. Участок захоронения ядовитых отходов − более 300 м.

Максимально допустимые концентрации хим загрязнения почв существенно Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 отличаются от ПДК для воздуха и воды. ПДКп − это концентрация хим вещества (мг) в пахотном слое земли (кг), которая не должна вызывать прямого либо отрицательного косвенного воздействия на соприкасающиеся с почвой среды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и здоровье человека, также на самоочищающуюся способность земли. Существует четыре разновидности ПДКп (табл.3.17) зависимо от пути передвижения хим веществ в сопредельные среды [4]: ТВ − транслокационный показатель, характеризующий переход хим вещества из земли Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 через корневую систему в зеленоватую массу и плоды растений; МА − воздушный миграционный показатель, характеризующий переход хим вещества из земли в атмосферу; МВ − миграционный аква показатель, характеризующий переход хим вещества из земли в подземные грунтовые воды Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 и водоисточники; ОС − общесанитарный показатель, характеризующий воздействие хим вещества на самоочищающую способность земли и микробиоценоз.

Отбор проб земли проводят на участке площадью 25 м2 в 3−5 точках на искосок с глубины Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 0,25 м; при выяснении загрязнения грунтовых вод − с глубины 0,75−2 м в количестве 0,2−1,0 кг. В случае внедрения новых хим соединений, для которых отсутствует ПДКп, проводят расчет временных допустимых концентраций

ВДКп = 1,23 + 0,48 lg ПДКпр, (3.87)

где ПДКпр − максимально допустимая Таблица 3.12. Классификация веществ, загрязняющих природные воды - Учебное пособие Казань 2003 удк 614 084 ббк 68. 9 концентрация для товаров (овощные и плодоносящие культуры) мг/кг.



tablica-6-rekomenduemij-dlya-ooo-obedinennaya-tabachnaya-kompaniya-kompleks-integrirovannih-marketingovih-kommunikacij.html
tablica-6-stoimostnie-aspekti-vosproizvodstva-aktivnoj-chasti-osnovnogo-kapitala.html
tablica-61-struktura-urovnya-mladencheskoj-smertnosti-v-rossii-po-osnovnim-klassam-prichin-smerti.html