Проектная работа «Технологии водоподготовки очистки сточных вод и рационального использования водных ресурсов»

               РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ЭТАП РОССИЙСКОГО НАЦИОНАЛЬНГО ЮНИОРСКОГО ВОДНОГО КОНКУРСА

                    Проект на тему:                                                                         

«Технологии водоподготовки  очистки сточных вод и рационального использования водных      ресурсов»

                                                                                        Выполнила:Хасбулатова Фатима

                                                                  Ученица 8 класса МКОУ СОШ № 3

                                                                   Руководитель: Алданова Наида Хабибовна,

учитель истории  МКОУ СОШ№3 г. Кизилюрт

Кизилюрт, 2021

Содержание

 Введение……………………………………………………………………….3

 1.Технологии водоподготовки  очистки сточных вод ……………………...4

   1.1Выбор технологической схемы очистки сточных вод………………….6

 2. Экологические проблемы вод Дагестана. Пути решения проблемы……7

  3.Рациональное использование  воды реки Сулак …………………………8                                                                       

  4.Заключение…………………………………………………………………10

  5.Список использованной литературы…………………………………….. 12

Введение

               Вода - ценнейший природный ресурс. Она  играет исключительную  роль  в

процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение  вода

имеет  в  промышленном  и  сельскохозяйственном  производстве.  Общеизвестна

необходимость  ее  для  бытовых  потребностей  человека,  всех  растений   и

животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

      Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского

хозяйства, значительное  расширение  площадей  орошаемых  земель,  улучшение

культурно-бытовых  условий  и  ряд  других  факторов  все  больше  усложняет

проблемы обеспечения водой.

      Потребности в воде огромны и  ежегодно  возрастают.  Ежегодный  расход

воды на земном шаре по всем видам водоснабжения  составляет  3300-3500  км3.

При этом  70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

      Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность,

черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит  к  резкому

увеличению потребности в воде.  Значительное  кол-во  воды  расходуется  для

потребностей  отрасли  животноводства,  а  также  на   бытовые   потребности

населения. Большая часть  воды  после  ее  использования  для  хозяйственно-

бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

      Дефицит пресной воды уже  сейчас  становится  мировой  проблемой.  Все

более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства  в  воде

заставляют  все  страны,  ученых  мира  искать  разнообразные  средства  для           решения этой проблемы.

      На современном  этапе  определяются  такие  направления  рационального

использования водных ресурсов:  более  полное  использование  и  расширенное

воспроизводство ресурсов  пресных  вод;  разработка  новых   технологических

процессов,  позволяющих  предотвратить  загрязнение  водоемов  и  свести   к

минимуму потребление свежей воды.

1. Методы очистки сточных вод

      В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения

воды. Однако  он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые  сбросы  были

невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в  связи  с

резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со  столь  значительным

загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные  воды  и

утилизировать их.

      Очистка сточных вод - обработка сточных вод  с  целью  разрушения  или

удаления  из них вредных веществ. Освобождение сточных вод  от  загрязнения-

сложное производство. В нем, как  и  в  любом  другом  производстве  имеется

сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)

Методы  очистки  сточных  вод   можно   разделить   на   механические,

химические, физико-химические  и  биологические, когда  же  они  применяются

вместе,  то  метод  очистки  и   обезвреживания   сточных   вод   называется

комбинированным. Применение  того  или  иного  метода  в  каждом  конкретном

случае  определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

      Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод  путем

отстаивания и фильтрации  удаляются  механические  примеси.  Грубодисперсные

частицы  в  зависимости  от   размеров   улавливаются   решетками,   ситами,

песколовками,  септиками,   навозоуловителями   различных   конструкций,   а

поверхностные   загрязнения   -    нефтеловушками,    бензомаслоуловителями,

отстойниками и  др.  Механическая  очистка  позволяет  выделять  из  бытовых

сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей,  а  из  промышленных  до  95%,

многие  из которых как ценные примеси, используются в производстве.

      Химический метод заключается в  том,  что  в  сточные  воды  добавляют

различные химические реагенты, которые вступают в реакцию  с  загрязнителями

и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой  достигается

уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

      При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются  тонко

дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются  органические

и  плохо  окисляемые  вещества,  чаще  всего  из  физико-химических  методов

применяется  коагуляция,  окисление,  сорбция,  экстракция  и  т.д.  Широкое

применение  находит  также   электролиз.   Он   заключается   в   разрушении

 органических веществ   в  сточных  водах  и  извлечении  металлов,  кислот  и

других неорганических веществ. Электролитическая  очистка  осуществляется  в

особых  сооружениях  -  электролизерах.  Очистка  сточных  вод   с   помощью

электролиза  эффективна на свинцовых и медных предприятиях,  в  лакокрасочной

и некоторых других областях промышленности.

      Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука,  озона,

ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала  себя  очистка

путем хлорирования.

      Среди  методов  очистки  сточных  вод  большую  роль  должен   сыграть

биологический   метод,   основанный   на    использовании    закономерностей

биохимического и физиологического самоочищения рек и других  водоемов.  Есть

несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод:  биофильтры,

биологические пруды и аэротен0ки.

      В биофильтрах сточные воды пропускаются  через  слой  крупнозернистого

материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой.  Благодаря  этой  пленке

интенсивно протекают процессы биологического окисления.  Именно  она  служит

действующим началом в биофильтрах.

      В биологических прудах в очистке сточных  вод  принимают  участие  все

организмы, населяющие водоем.

        Аэротенки - огромные резервуары  из  железобетона.  Здесь  очищающее

начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти  живые

существа бурно развиваются  в  аэротенках,  чему  способствуют  органические

вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение  потоком

подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются  в  хлопья  и  выделяют  ферменты,

минерализующие органические  загрязнения.  Ил  с  хлопьями  быстро  оседает,

отделяясь от очищенной воды.  Инфузории,  жгутиковые,  амебы,  коловратки  и

другие  мельчайшие  животные,  пожирая  бактерии,  не слипающиеся  в  хлопья,

омолаживают бактериальную массу ила.

      Сточные воды перед биологической очисткой подвергают  механической,  а

после  нее  для  удаления  болезнетворных  бактерий  и  химической  очистке,

хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции  используют

также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз,  озонирование

и др.)

      Биологический метод дает большие результаты при  очистке  коммунально-

бытовых стоков. Он применяется  также  и  при  очистке  отходов  предприятий

нефтеперерабатывающей,  целлюлозно-бумажной   промышленности,   производстве

искусственного волокна.

1.1  Выбор технологической схемы очистки сточных вод

               Выбор оптимальных  технологических  схем  очистки  воды  -  достаточно

сложная задача, что обусловлено преимущественным  многообразием  находящихся

в воде примесей и  высоким требованиями, предъявленными  к  качеству  очистки

воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только  их  состав  в

сточных  водах, но  и  требования,  которым  должны  удовлетворять  очищенные

воды: при сбросе в водоем  -  ПДС  (  предельно  допустимые  сбросы)  и  ПДК

(предельно допустимые концентрации веществ), а при  использовании  очищенных

сточных  вод  в  производстве  -  те  требования,  которые  необходимы   для

осуществления конкретных технологических процессов.

      Для приготовления из сточных  вод  технической  воды  или  обеспечения

условий  сброса  очищенных  сточных  вод  водоемов  большое  значение  имеет

технико-экономическая  оценка  способов   подготовки   воды.   Экономическое

преимущество  имеют,  как правило, замкнутые  системы  вод использования  [1-

3].  Однако процесс  замены  современных  производств  без  отходными,  в  том

числе  и  с  полностью  замкнутой  системой  водоиспользования,   достаточно

длительный. Поэтому часть очищенных сточных  вод  сбрасывают  в  водоемы.  В

этих случаях необходимо соблюдать установленные нормативы  для  относительной

концентрации вредных веществ в очищенных сточных водах.

      Применяемые   схемы   очистки   должны    обеспечивать ,   максимальное

использование  очищенных  вод  в  основных   технологических   процессах   и

минимальный их сброс в открытые водоемы. 

При  широком  внедрении , оборотных

систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода  свежей  воды  и

уменьшению сброса , сточных вод в водоемы  (совершенствование  технологических

процессов,  повышение  эффективности  очистки  сточных  вод).  Сточные  воды

являются  чистыми,  если  их  отведение  в  водные  объекты  не  приводит  к

нарушению  норм  качества  воды   в   контролируемом   створе   или   пункте

водоиспользования.

      Степень очистки сточных вод  при  сбросе  их  в  водоемы  определяется

нормативами качества воды водоема в расчетном створе  и  в  большой  степени

зависит от фоновых загрязнений. Для снижения концентраций вредных  примесей,

присутствующих в сточных водах, до требуемых величин,  необходима  достаточно[5]

глубокая очистка. Поэтому, важное значение ,имеет  надежный  контроль  степени

очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству  очищенных

вод значение ПДК большинства вредных  веществ  снижается  и,  следовательно,

возрастают трудности их определения [4]. Кроме  того,  контроль  усложняется

при определении концентраций вредных веществ в сильно  разбавленных  сточных

водах.

2. Экологические проблемы вод Дагестана. Пути решения проблемы

Учитывая то, что Республика Дагестан обладает значительными ресурсами поверхностных и подземных вод, состояние обеспеченности населения водой соответствующей требованиям Сан ПиНу  остается весьма  тревожной.

Таким образом, жизненно важный ресурс вода несоответствующая качеству служит одновременно главной причиной многочисленных заболеваний различной этиологии  человека в частности детей. Я считаю, что для решения актуальной экологической проблемы - загрязнения воды – необходимо провести неотложные мероприятия по строительству и ремонту очистных сооружений и канализационных коллекторов в Республике Дагестан, строительству объектов инженерной защиты побережья Каспия.

Государство и союзы охраны природы и природных ресурсов должны активно призывать людей сохранять пресную воду и широко рассказывать о проблемах, связанных с ее исчезновением и загрязнением. Наше будущее зависит только от нас, мы должны постараться обеспечить его детям и внукам, оставить после себя добрый след. Если в настоящее время общество не возьмется решать проблему воды, то нам и нашим предшественникам грозит экологическая катастрофа. Вода - это нечто большее, чем просто вещество с химической формулой H2O, это источник жизни, это великое богатство, это самое прекрасное, что дала нам природа. Так давайте же сохраним ее вместе!

Пусть на земле не умирают реки, Пусть стороной обходит их беда.

Пусть чистой остается в них навеки Студеная и вкусная вода.

Ребята! Берегите воду и нашу природу!

3. Рациональное использование  воды реки Сулак

Река Сулак: общая информация

«Овечьи воды» – так переводится название этого водотока с языка кумыков. Общая длина реки Сулак – 169 километров, а площадь водосбора составляет около 15 тысяч кв. км.

Истоком Сулака считается место слияния двух других рек: Андийского и Аварского Койсу. Обе они берут свое начало на склонах Кавказского хребта. В верхнем течении река Сулак несет свои воды по глубокому и невероятно красивому каньону. Затем она пересекает Ахетлинское ущелье, после чего ее долина существенно расширяется. В низовьях река образует довольно крупную дельту и впадает в Каспий.

Питается Сулак преимущественно талыми снеговыми водами. Половодье в реке наблюдается с мая по сентябрь, а межень (минимальный уровень воды) – с декабря по март. Показатель мутности воды в низовьях Сулака в 100 раз выше, чем в его верхнем течении.

Важным компонентом природы является вода, она  играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира. Особа ценна для человека пресная вода рек.

              Там, где вода, там и жизнь - эта простая истина, рожденная на Востоке. Наша река Сулак, является стержнем всего села и части Республики. Это и пресная вода для орошения полей и огородов,  территория отдыха и зимой и летом,  утренний рассвет для выпускников школы и главное источник воды для части Республики. Всего этого мы можем лишиться уже очень скоро, если не пересмотрим свое отношение к нашей реке.

            На реке есть несанкционированные  пляжные зоны, где купаются  жители села. После отдыха остается большое количество мусора на берегу,  который с дождем и ветром попадает в реку, тем самым,  загрязняя ее. Отдыхающие уничтожают кустарники вблизи реки, вытаптывают травостой, загрязняют места стоянок отбросами. Происходит постепенная деградация прибрежного ландшафта, богатого орнитофауной и разнообразной растительностью. Часто можно увидеть на берегу реки автомобилистов, моющих свои машины водой из реки. Русло  реки также беспощадно замусоривается. Механический и бытовой мусор, не влияющий на русловые процессы на крупных и средних реках, приобретает иное значение на малой реке. Любая свалка на ее берегах может стимулировать аккумуляцию наносов и отмирание русла. Хозяйственная деятельность человека и отсутствие экологической культуры  сегодня стала фактором, перекрывающим по своей силе действие многих естественных природных сил. И этой силой надо умело управлять. Поэтому назрела необходимость принятия действенных мер для восстановления чистоты реки Сулак.

Хозяйственное использование

Вода из реки используется для водоснабжения городов Махачкала и Каспийск. В долине реки также успешно акклиматизован енот-полоскун^[9].

На Сулаке расположен каскад ГЭС: Миатлинская ГЭС, Чирюртские ГЭС, Чиркейская ГЭС, а также малая Бавтугайская ГЭС, их суммарная установленная мощность — 1345,6 МВт, дополнительно планируется строительство малых ГЭС общей мощностью 46,2 МВт, эти гидроэлектростанции входят в Сулакский каскад ГЭС

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и  загрязнения и их  рационального

использования для  нужд  народного  хозяйства  -  одна  из  наиболее  важных

проблем,   требующих   безотлагательного   решения.    В    России    широко

осуществляются  мероприятия по  охране  окружающей  Среды,  в  частности  по

очистке производственных сточных вод.

      Одним  из  основных  направлений  работы  по  охране  водных  ресурсов

является внедрение новых технологических процессов производства, переход  на

замкнутые (бессточные)  циклы водоснабжения, где очищенные сточные  воды  не

сбрасываются,  а  многократно  используются  в  технологических   процессах.

Замкнутые циклы  промышленного  водоснабжения  дадут  возможность  полностью

ликвидировать сбрасываемые сточных вод в  поверхностные  водоемы,  а  свежую

воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

      В  химической  промышленности   намечено   более   широкое   внедрение

малоотходных и  безотходных  технологических  процессов,  дающих  наибольший

экологический эффект. Большое  внимание  уделяется  повышению  эффективности

очистки производственных сточных вод.

      Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой  предприятием,

можно путем выделения из сточных  вод  ценных  примесей,  сложность  решения

этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в  многообразии

технологических процессов и получаемых продуктов.  Следует  отметить  также,

что основное количество воды в отрасли расходуется  на  охлаждение.  Переход

от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на  70-90  %  расходы

воды  в  разных  отраслях  промышленности.  В  этой  связи  крайне   важными

являются  разработка  и  внедрение  новейшего  оборудования,   использующего

минимальное количество воды для охлаждения.

      Существенное влияние на повышение  водооборота  может оказать  внедрение

высокоэффективных  методов  очистки  сточных  вод,   в   частности   физико-

химических, из которых одним из  наиболее  эффективных  является  применение

реагентов.  Использование  реагентного   метода   очистки   производственных

сточных вод не  зависит  от  токсичности  присутствующих  примесей,  что  по

сравнению со способом биохимической  очистки  имеет  существенное  значение.

Более широкое  внедрение  этого  метода  как  в  сочетании  с  биохимической

очисткой, так и отдельно, может в определенной  степени  решить  ряд  задач,

связанных с очисткой производственных сточных вод [3].

      В ближайшей перспективе намечается внедрение  мембранных  методов  для

очистки сточных вод.

      На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и

истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие  2-4

%  национального  дохода  ориентировочно,  на  примере  США,   относительные

затраты составляют (в %) : охрана атмосферы  35,2  %  ,  охрана  водоемов  -

48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение  шума  -0,7,  прочие  1,1.

Как видно из примера, большая часть затрат -  затраты  на  охрану  водоемов,

Расходы, связанные с получением коагулянтов и  флокулянтов,  частично  могут

быть снижены за счет  более широкого использования  для  этих  целей  отходов

производства   различных   отраслей   промышленности,   а   также   осадков,

образующихся при очистке сточных вод, в  особенности  избыточного  активного

ила,   который   можно   использовать   в   качестве   флокулянта,    точнее

биофлокулянта.

      Таким образом, охрана и рациональное использование водных  ресурсов  -

это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы

 Список литературы

1 Банников А.Г.   ,  Рустамов А.К.  ,  Вакулин  А.А: Охрана   природы.   М.:

  Агропромиздат 1987

2. Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989

3. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы  очистки  производственных

  сточных вод . М.: Стройиздат.

4.  Капинос П.И., Панесенко Н.А.  Охрана природы .

5. Туровский  И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 1984