Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


реферат Биология очистка сточных вод

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 20.05.13. Год: 2012. Страниц: 19. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


  
 
 

Содержание:

    1. Введение
    2. Главная часть
  1. Состав и показатели сточных вод.
    1. Характеристика сточных вод.
    2. Показатели качества сточных вод.
  1. Биохимическая очистка сточных вод.
    1. Общие положения.
    2. Влияние различных технологических факторов на эффективность процессов биохимической очистки.
    3. Естественные и искусственные методы биохимической очистки.
      1. Сооружение почвенной очистки и биохимические пруды.
      2. Биофильтры.
      3. Аэротенки.
      4. Окситенки.
    4. Использование биологических методов очистки сточных вод от тяжелых металлов.
    5. Понятие о глубокой (доочистке) производственных сточных вод.
    1. Заключение
    2. Литературы
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

          При использовании в технологических процессах вода загрязняется различными органическими и неорганическими веществами, т.е. образуются сточные воды. Сточная вода – это вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через какую-либо загрязненную территорию. Жидкие производственные отходы называют промышленными сточными водами или промышленными стоками. Это стоки содержат в своем составе токсичные и ядовитые вещества, загрязняющие водоемы.

           Одним из эффективных путей,  направленных на уменьшение промышленных  сточных вод в водоемы, является  создание замкнутых систем водоснабжения,  под которыми понимаются системы, в которых вода используется в производстве многократно без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.

            Промышленные сточные воды, поступающие  в замкнутые системы водоснабжения или сбрасываемые в водоемы, должны быть подвергнуты очистке механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества. Разработка и выбор высокоэффективных методов очистки промышленных стоков является сложной инженерной задачей, которую приходится решать инженерам-экологам, работающим на предприятиях и в научно-исследовательских институтах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Состав  и показатели сточных  вод
    1. Характеристика сточных вод.
 

         Воды, удаляемые после их  использования, называют сточными. Более  полно сточной водой (или сточной жидкостью) называется использованная  на бытовые или производственные нужды вода, получившая при этом загрязнения,  изменившие ее первоначальный химический состав или физические свойства (или одновременно и то, и другое), и подлежащая удалению с территории населенного пункта или  промышленного  предприятия.

           В зависимости от происхождения,  вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяют на три основные категории:  бытовые ( иначе хозяйственно- фекальные), производственные и атмосферные ( ливневые) .

             К бытовым относятся воды от кухонь и туалетных комнат, бань и прачечных, предприятий общественного питания и лечебных учреждений, воды от мытья помещений. Они поступают от жилых и общественных  зданий и от бытовых помещений промышленных предприятий. По  природе загрязнений они  могут быть фекальные, загрязненные, загрязненные всякого рода хозяйственными  отбросами.

             К  производственным сточным водам относят воды, образовавшиеся при проведении  различных технологических процессов, добыче полезных ископаемых, а также вода, прошедшая через загрязненную территорию  промышленных предприятий и не пригодная для вторичного использования. Вода,  используемая в технологических процессах,  загрязняется в результате протекания различных  химических реакций,  при промывке сырья, продуктов и оборудования, а также при  охлаждении последнего (охлаждающая вода).

            Ливневые вода образуются в результате выпадения атмосферных осадков. К ним относятся также талые воды, образующиеся при таянии льда и снега. Отличительной чертой ливневого стока является его эпизодичность и резкая неравномерность по  расходу и качеству воды. Воды от поливки улиц, от фонтанов и дренажей по  качественной характеристике загрязнений близки к  ливневым и удаляются вместе с ними.

           В составе ливневых сточных вод много песка, глины,  мусора, нефтепродуктов, смываемых с улиц города. Ливневые воды с территории  промышленных предприятий могут  содержать специфические примеси,  характерные для  того или иного производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Показатели  качества сточных  вод.
 

          Температура.  Кроме влияния на процессы осаждения температура является также важным технологическим параметром биологических процессов очистка, так от  нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов.

           Окраска. Бытовые сточные воды,  как правило, окрашены слабо. Интенсивная  окраска показывает наличие производственных сточных вод,  особенно от предприятий легкой промышленности, где в большом количестве используются разнообразные красители. Окраска определяется в фильтрованных пробах в  цилиндрах из бесцветного   стекла и описывается на основе визуального наблюдения: розовая, слабо- желтая,  буровая и т.п .

            Запах. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. Запах производственных стоков весьма разнообразен  и зависит от вида производства. Для сточных вод описание запаха наиболее важно при появлении новых, ранее не встречавшихся оттенков, а также при резком сбросе  концентрированных сточных вод отдельными производствами.

            Прозрачность -  показатель степени общей загрязненности воды. Прозрачность городских сточных  вод обычно не превышает 3-5 см. Сточные  воды после  биологической очистки имеют  прозрачность более 15 см. Прозрачность  сточных вод определяется по шрифту.

            Реакция  среды. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь значение  рН  в пределах 6,5-8,5. Требование  обусловлено тем, что кислые и щелочные сточные воды разрушающе действуют на  материал коллекторов и могут нарушать биохимические  процессы очистки  сточных вод.

            Взвешенные  вещества – одна из важнейших характеристик состава сточных вод. Этот показатель  используется для расчета первичных отстойников и для определения количества образующихся осадков.

             Концентрация   взвешенных веществ в городских сточные водах составляет 100-500 мг/л.  С достаточной степенью точности этот показатель может быть определен как разность сухого и плотного остатков.

             Химическая окисляемость  определяет общее содержание в воде восстановителей - органических и неорганических,  реагирующих с окислителями. В сточных водах преобладают органические восстановители, поэтому,  как правило, всю величину  окисляемости относят к органическим примесям воды.

             Биохимическая  окисляемость  определяет содержание в воде органических примесей,  которые могут быть  окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии. По аналогии с ХПК окисляемость с использованием окислительной способности  бактерий называют биохимической  потребностью в кислороде или БПК.

            Сульфаты и хлориды.  Концентрация сульфатов в городских сточных водах обычно находится на уровне 100-150 мг/л, хлоридов – 150-300 мг/л.  В сооружениях аэробной очистки эти показатели не претерпевают каких- либо изменений, и их количество не имеет существенного значения, если общее солесодержание не превышает установленного предела. Концентрацию хлоридов важно знать при определении ХПК, так как хлориды окисляются бихроматом калия до молекулярного хлора. Поэтому при  концентрации хлоридов более 200 мг/л требуется их предварительное осаждение или введение поправки к результату анализа ХПК.

              Токсичные вещества.  К группе токсичных элементов относятся  тяжелые металлы:  железо, никель, медь, свинец и цинк, а также мышьяк, сурьма, бор, алюминий,  хром.

              Особенно  важно контролировать содержание этих элементов в производственных  сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Предельно допустимые концентрации (ПДК) этих элементов очень низки.

              Биологические загрязнения.  Микрофлора бытовых сточных вод представлена в основном микроорганизмами, выделяемыми из кишечника человека, смываемыми с тела и окружающих предметов. С физиологическими, выделениями человека в сточную воду поступает несколько триллионов микробов в сутки. Среди них значительное число составляют кишечные палочки,  лактобациллы,  энтерококки, грибы, простейшие. При спуске в городскую канализацию некоторых производственных отходов в сточных водах оказываются специфические микроорганизмы (грибы, актиномицеты, дрожжи и т.д.), используемые в промышленности. 
 
 

2. Биохимическая очистка сточных вод.

    2.1. Общие  положения. 

            Биохимический (или биологический) метод очистки  сточных вод применяется для очистки производственных и бытовых сточных вод от органических и неорганических загрязнителей. Данный процесс основан на способности  некоторых микроорганизмов использовать загрязняющие сточные воды вещества для питания в процессе своей жизнедеятельности.

            Основной процесс, протекающих при биохимической очистке сточных вод, лактобациллы-это биологическое окисление. Данный процесс осуществляется сообществом микроорганизмов, состоящим из множества различных бактерий, простейших водорослей, грибов и др., связанных между собой в единый комплекс сложным взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).  Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям.

           Очистку сточных вод рассматриваемым методом проводят в аэробных (т.е. в присутствии растворенного в кислорода) и в анаэробных (в отсутствие растворенного в кислороде) условиях. Сообщество микроорганизмов представлено одними бактериями при очистке в анаэробных условиях.  При отчистке в аэробных условиях в сообществе микроорганизмов развиваются простейшие.

           Среди  бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеротрофы и автотрофы, которые различаются по всему отношению к источнику  углеродного питания. Гетеротрофы используют в  качестве  источника углерода готовые органические вещества и перерабатывают их для  получения  энергии и биосинтеза клетки. Автотрофы организмы потребляют для синтеза неорганический углерод, а энергию получают либо за счет  фотосинтеза, либо за счет хемосинтеза при окислении ряда неорганических соединений.

           Механизм биологического окисления гетеротрофными бактериями в присутствии  растворенного кислорода может быть представлен следующей схемой:  неокисляемые растворимые вещества    органические вещества + О2 + N  +  P >     микроорганизмы     + (1.1)

    + CO2 + H2O биологические неокисляемые растворимые   вещества                                                                                                                                     

микроорганизмы +О2>CO2+H2O + N + P +                                    (1,2)

    + биологически  неразрушаемая  часть клеточного  вещества.          

           Первая  реакция (1.1) характеризует окисление органических загрязнителей и образование новой биомассы. Вторая реакция (1.2) характеризует процесс эндогенного окисления клеточного вещества.

           Если окисление в аэробных условиях проходит с участием                                       автотрофов, то такой процесс может быть представлен

следующими уравнениями:

55NH4 + 5CO2 +76O2>C5H7NO2+54NO2=52H2O+109H+           (1.3)

400NO2+5CO2+NH+4+195O2+2H2O>C5H7NO2+400NO-3+H3          (1.4) 
 

           В этих уравнениях C5H7NO2 - символ состава органического вещества образующихся клеток микроорганизмов.

            Приведем схему анаэробного процесса, например, схему процесса метановой ферментации:

органические вещества +H2O>CH4+CO2 + (7.5)

+C5H7NO2+NH+4+HCO-3

            Представленные схемы биологической очистки достаточно часто встречаются в практике очистки сточных вод, но не исчерпывают всех возможностей биологического окисления.

           Примером последнего могут быть служить окисление железа и марганца бактериями. Так, железобактерии получают энергию в результате окисления солей двухвалентного железа до соединений трехвалентного железа:

4FeCO3O2+6H2O>4FeCO3+O2(OH)3+4CO2   ^(1.6)

            Известны микроорганизмы, которые восстанавливают Fe3+ до Fe2+,

2FeS2+7O2+2H2O>2FeSO4+2H2SO4    (1.7)

4FeSO4+O2+2H2SO4>2Fe(SO4)+2H2O  (1.8)

Fe2(SO4)3+6H2O>2Fe(OH)3+3H2SO4      (1.9)

            Двухвалентный марганец бактерии окисляют до четырехвалентного состояния:

Mn2++0.5O2+2OH->MnO2+H2O           (1.10)

             Кроме растворенных процессов биологического окисления, микроорганизмы способны окислять ряд органических веществ, таких, как бензойная кислота, фенол, серосодержащие вещества, анилин и др. 
 
 

2.2. Влияние различных  технологических  факторов на  эффективность  процессов  биологической очистки. 

           Считается, что оптимальная температура  для аэробных процессов, происходящих  в сооружениях биологической  очистки, составляет 20-30 С. В этих  условиях сосуществуют разнообразные и  хорошо развитые микроорганизмы. Следует, однако, указать, что для различных видов бактерий  оптимальные температурные режимы лежат в более широким пределах: от 4 до 85 С. Относительная продолжительность окисления t изменяется в зависимости от температуры сточной воды (Т, С ) следующим образом:

T, 0C 10 15 20 25 30
t 0.67 1 1.33 1.67 2.0

 

          Биологическая очистка наиболее эффективна при значениях рН 5-9, причем оптимальной считается среда с рН=6.5-7.5. при отклонении рН за пределы 5-9 снижается скорость окисления загрязнений, в связи с чем следует контролировать и корректировать величину указанного параметра в сточных водах.

            Для того чтобы процесс биологической очистки сточных вод был эффективным, необходимо обеспечивать в среде достаточную концентрацию органического углерода (БПК),  азота и фосфора. Так, при обработке городских сточных вод соотношение БПК :N:Р должно  быть не менее 100:5:1.

              Важное  значение  при биологической очистке сточных вод имеет уровень питания, за меру которого принимают величину суточной нагрузки по загрязнениям  в пересчете на 1 м3   очистного сооружения, на 1 г сухой биомассы или на 1 г беззольной  части биомассы. Используя эту характеристику в совокупности с другими характеристиками, можно прогнозировать эффективность процесса биологической очистки в аэрационных сооружениях.

              В  аэробных биологических  сооружениях концентрация растворенного кислорода  должна быть не ниже 2 мг/л, так как в противном случае  уменьшается скорость утилизации органических загрязнений.

             В процессах биологической очистки концентрация токсичных элементов в обрабатываемой  воде (например,  тетраэтилсвинца,  соединений бериллия,  титана, ртути, шестивалентного хрома и др.) не должна превышать величины ПДК. 
 

    2.3. Естественные и   искусственные методы биологической очистки.

    2.3.1. Сооружения  почвенной  очистки и биологические  пруды. 

           К  естественным  методам биологической очистки относятся почвенные методы очистки сточных вод и их  очистка в  биологических  прудах.

            Сооружения почвенной очистки сточных вод имеют производительность в пределах от 0,5 до 280 000 м3/ сут. Их используют в основном для очистки бытовых сточных вод. Указанные сооружения подразделяют на малые, к которым относятся фильтрующие колодцы,  фильтрующие траншеи,  площадки подземного орошения, площадки подземной фильтрации и  песчано - гравийные фильтры. К средним – поля подземного орошения и подземной фильтрации. Наиболее крупными  сооружениями являются коммунальные поля  орошения, земледельческие поля орошения и поля наземной фильтрации.

             Очистка сточных вод при использовании  указанных методов их обработки происходит под действием  почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

             В биологических прудах, которые представляют  собой искусственно созданные водоемы, для очистки  сточных вод также используются естественные процессы. Эти сооружения можно использовать и  для глубокой очистки сточных вод, прошедших биологическую обработку. Существуют пруды с естественной и искусственной аэрацией.

             Глубина прудов с естественной аэрацией обычно не превышает 1 м. Для искусственной аэрации используют либо механические аэраторы, либо пропускают воздух через слой воды. Глубина прудов с искусственной аэрацией  обычно достигает 3 м.  Как  правило, пруды с искусственной аэрацией объединяют в несколько параллельных каскадов.

             В окислительных процессах, протекающих в биологических   прудах, существенную роль играет водная растительность, которая способствует снижению концентрации биогенных элементов  и регулирует кислородный режим водоема.

              Сточные воды, обработанные в биологических  прудах, рекомендуется дополнительно очищать в отстойных секциях. Для глубокой очистки стоков воду из прудов необходимо пропускать через песчаные фильтры.

              Биологические пруды обычно используют для очистки сточных вод заводов органического синтеза, а также нефтехимических предприятий. 
 
 

      1. Биофильтры.
 

             Биологические фильтры достаточно широко применяются для очистки бытовых и производственных сточных вод при их объемном расходе до 30 тыс.м3/ сут.

             По типу  загрузочного материала все биофильтры можно разделить на устройства с объемной и плоскостной загрузкой.

             Объемный загрузочный материал состоит из гравия, керамзита, шлака с крупностью отдельных фракций 15-80 мм, а плоскостной материал- из пластмасс ,керамики, металла, тканей и др. Биофильтры  с объемной загрузкой делят на капельные ( рис 1.1), высоконагруженные (рис 1.2) и башенные.

         

     

     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    Рис 1.1. Капельный билфильтр:

    1-дозирующие  баки сточной воды; 2-спринклеры; 3-железобетонная стенка; 4-загрузка  биофильтра; 5-подача сточной воды; 6-отводящий лоток 

     
     

    Рис. 1.2. Высоконагружаемый биофильтр с реактивным оросителем 
     
     

    2.3.3. Аэротенки 

            Существуют различные классификации  аэротенков. В данном пособии  мы будем классифицировать их  аэротенки- вытеснители, аэротенки-  смесители и аэротенки с рассредоточенным  выпуском сточной жидкости ( аэротенки промежуточного типа).

           Аэротенки  используют для  полной или частичной очистки  многих видов производственных  сточных вод. Основные схемы  аэротенков представлены на рис 1.3.

           В аэротенках-вытеснительных воду  и ил подают в начало сооружения, а смесь отводят в конце его. Эти сооружения имеют один – четыре коридора. Сточная вода ил в аэротенках-смесителях подводятся и отводятся равномерно вдоль длинных сторон сооружения. В аэротенках промежуточного типа можно рассредоточено подать либо воду (обычно применяется на аэротенки), либо ил с отводом смеси сосредоточенного в конце аэротенка.

            Очистка сточной воды в аэротенках  осуществляется следующим образом.  Вода после механической очистки  смешивается с циркулирующим активным илом и, пройдя через аэротенк, поступает во вторичный отстойник. За это время основная масса органических загрязнений перерабатывается(окисляется) активным илом. Важнейшим конструктивным элементом каждого аэротенка является система аэрации, насыщающая обрабатываемую воду кислородом, поддерживающая постоянное перемешивание сточной воды с илом.

              Различают три системы аэрации:  пневматическая (воздух нагнетается  в аэротенк под давлнеием), механическая (воздух поступает в аэроте6нк  при вращении в нем жидкости мешалкой-эратором) и комбинированные. 

 
 
 
 
 
 
 

    Рис.1.3. Схемы аэротенков:

    а-вытеснители; б-смесители; в-с рассредоточенным впуском воды; 1-сточная вода;

    ??-активный ил; ???-иловая смесь; 1- аэротенк 
     

    2.3.4.  Окситенки 

         Окситенки- это сооружения биологической очистки, в которых вместо воздуха используется технический кислород или воздух, обогащенный кислородом.

            Основным отличием окситенка  от аэротенка, работающего на  атмосферном воздухе, является  повышенная концентрация ила. Это связано с увеличенным массообменном  кислорода между газовой и жидкой фазами.

            Рекомендуемая концентрация ила в окситенках составляет 6-8 г/л. Возможна работа данного устройства и при более высоких концентрациях активного ила.

             Конструктивная схема окситенка представлена на рис.1.4. Он  представляет собой резервуар, круглой в плане формы с цилиндрической перегородкой, которая отделяет зону аэрации от зоны  илоотделения.

             В средней части цилиндрической перегородки прорезаны окна для перемещения иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель, в нижней части- для поступления возвратного ила в зону аэрации. В зону аэрации с помощью турбоаэратора подается кислород.

             Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора,  развиваемого турбоаэратором, иловая смесь через окна  потупает в илоотделитель, в котором жидкость движется по окружность; при этом происходит интенсивное отделение и уплотнения ила. Очищенная вода проходит через слой взвешенного активного ила, дочищается от различных загрязнений, поступает в сборный лоток и отводится по трубке. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна поступает в камеру аэрации.

        Кроме рассмотренных сооружений биологической очистки для этих         же целей могут быть использованы погружные биофильтры, аэротенки с заполнителями, анаэробные биофильтры. В этих сооружениях активный ил частично находится во взвешенном состоянии, а частично- в прикрепленном к материалу загрузки, т.е. они занимают промежуточное положение между аэротенками и биофильтрами. 

                       

Рис.1.4. Окситенк:

1-продувочный  трубопровод; 2,5-задвижки с электроприводом; 3-электродвигатель;4-турбоаэратор;

6-герметичное  перекрытие; 7-трубопровод для подачи кислорода; 8-вертикальные стержни; 9-сборный лоток; 10-трубопровод для сброса избыточного ила; 11-резервуар; 12-окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотдеитель; 13-циллиндрическкая перегородка; 14-скребок; 15-окна для перепуска возвратного ила  в зону аэрации; 16-зона аэрации; 17-трубопровод для подачи сточной воды в зону аэрации; 18-илоотдолитель; 19-трубопровод для выпуска очищенной воды 
 
 
 
 
 

    2.4. Использование биологических  методов очистки  сточных вод от                                тяжелых металлов
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.