Дипломная работа - Методы очистки производственных сточных вод

Подождите немного. Документ загружается.

Содержание

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

1. Литературный обзор

1.1 Состав и свойства сточных вод …………………………………………. 4

1.2 Физическое состояние сточных вод ……………………………………. 5

1.3 Состав сточных вод ……………………………………………………… 6

1.4 Бактериальные загрязнения сточных вод ………………………………. 7

1.5 Водоём как приемник сточных вод …………………………………….. 8

1.6 Методы очистки ПСВ …………………………………………………… 9

1.6.1 Механическая очистка ПСВ …………………………………………... 9

1.6.2 Физико-химическая ПСВ …………………………………………….. 11

1.6.3 Химическая очистка ПСВ ……………………………………………. 13

1.6.4 Биологическая очистка ПСВ ………………………………………… 14

2. Практическая часть

2.1 Теоретические основы методов контроля качества очистки ПСВ ….. 16

2.1.1 Методика определения азота аммонийного с реактивом Несслера . 16

2.1.2 Методика определения нитритов с реактивом Грисса …………….. 20

2.1.3 Методика аргентометрического определения хлоридов …………... 22

2.1.4 Методика турбидиметрического определения сульфатов …………. 24

2.1.5 Методика определения железа с роданидом ……………………….. 25

2.1.6 Методика определения хрома с дифенилкарбазидом ……………… 27

2.1.7 Методика определения щёлочности титрометрическим методом ... 29

Выводы ……………………………………………………………………... 31

Техника безопасности …………………………………………………….. 32

Список используемой литературы ……………………………………… 39

Приложение ………………………………………………………………... 40

Введение

Бурное развитие промышленности вызывает необходимость в пре-

дотвращении отрицательного воздействия производственных сточных вод

(ПСВ) на водоёмы. В связи с чрезвычайным разнообразием состава, свойств и

расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение

специфических методов, а также сооружений по локальной, предварительной

и полной очистке этих вод. Одним из основных направлений научно-техниче-

ского прогресса является создание малоотходных и безотходных технологи-

ческих процессов.

Цель работы является знакомство с литературными данными по мето-

дам очистки сточных вод. Таким направлением является разработка водоот-

водящих систем с минимальным сбросом сточных вод в водоём или без

сброса – бессточных.

Определение компонентов:

- азот аммонийный с реактивом Несслера;

- нитриты с реактивом Грисса;

- хлориды аргентометрическим методом;

- сульфаты турбидиметрическим методом;

- железо с роданидом;

- хром с дифенилкарбазидом;

- щёлочность титрометрическим методом.

1. Литературный обзор

1.1.Состав и свойства сточных вод

В канализационную сеть поступают загрязненные сточные воды мине-

рального, органического и бактериального происхождения.

К минеральным загрязнениям относятся: песок; глинистые частицы;

частицы руды и шлака; растворенные в воде соли, кислоты, щёлочи и другие

вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного проис-

хождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей и

злаков, бумага, растительные масла, гуминовые вещества и другое. Основной

химический элемент, входящий в состав этих загрязнений – углерод. К за-

грязнениям животного происхождения относятся физиологические выделе-

ния животных и людей, остатки мускульных и жировых тканей животных,

органические кислоты и другое. Основной химический элемент этих загряз-

нений – азот. В бытовых водах содержится примерно 60% загрязнений орга-

нического происхождения и 40% минерального. В ПСВ эти соотношения мо-

гут быть иными и изменяться в зависимости от рода обрабатываемого сырья

и технологического процесса производства.

К бактериальным загрязнениям относятся живые микроорганизмы –

дрожжевые и плесневые грибы и различные бактерии. В бытовых сточных

водах содержатся такие болезнетворные бактерии (патогенные) – возбуди-

тели заболеваний брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и

др., а также яйца гельминтов (глистов), попадающих в сточные воды с выде-

лениями людей и животных. Возбудители заболеваний содержатся и в неко-

торых ПСВ. Например, в сточных водах кожевенных заводов, фабрик пер-

вичной обработки шерсти и др.

1.2 Физическое состояние сточных вод

Физическое состояние сточных вод бывает трех видов:

- нерастворенный вид;

- коллоидный вид;

- растворенный вид.

Нерастворенные вещества находятся в сточных водах в виде грубой

суспензии с размером частиц более 100мк и в виде тонкой суспензии (эмуль-

сии) с размером частиц от 100 до 0,1мк. Исследования показывают, что в бы-

товых сточных водах количество нерастворенных взвешенных веществ оста-

ется более или менее постоянным и равно 65г/сутки на одного человека,

пользующегося канализацией; из них 40г могут осаждаться при отстаивании.

Коллоидные вещества в воде имеют размеры частиц в пределах от 0,1 до

0,001мк. На состав коллоидной фазы бытовых сточных вод влияют её органи-

ческие составляющие – белки, жиры и углеводы, а также продукты их физио-

логической обработки. Большое влияние оказывает также и качество водо-

проводной воды, содержащей то или иное количество карбонатов, сульфатов

и железа.

В сточной воде кроме азота и углерода содержится также большое коли-

чество серы, фосфора, калия, натрия, хлора и железа. Эти химические эле-

менты входят в состав органических или минеральных веществ, находящихся

в сточной воде в нерастворенном, коллоидном или растворенном состоянии.

Количество этих веществ, вносимых с загрязнениями в сточные воды, может

быть различно и зависит от характера образования.

Однако для бытовых сточных вод количество химических веществ, вно-

симых с загрязнениями на одного человека остается более или менее посто-

янным. Так, на одного человека в сутки приходится (г):

Таблица 1. Химические вещества, вносимые загрязнением на одного человека

Название соли г\сутки

азота аммонийного соли 8

Хлоридов 9

Фосфатов 1,7

Калия 3

Концентрация этих веществ в сточной воде (мг/л), меняется в зависимо-

сти от степени разбавления загрязнений водой: чем выше норма водоотведе-

ния тем ниже концентрация. Содержание в сточной воде железа и сульфатов

зависит главным образом от присутствия их в водопроводной воде.

Количество указанных выше, а также других ингредиентов, поступаю-

щих с загрязнениями в ПСВ, сильно колеблется и зависит не только от со-

держания их в разбавляемой водопроводной воде и обрабатываемом про-

дукте, но и от технологического процесса производства, режима поступления

вод в производственную сеть и других причин. Следовательно, для данного

вида производства можно установить лишь примерное количество загрязне-

ний, содержащихся в сбрасываемых ПСВ. При проектировании производст-

венной канализации необходимо иметь данные анализа ПСВ, и только в том

случае, если такие данные получить нельзя, можно пользоваться данными по

аналогичным производствам.

1.3 Состав сточных вод

Состав и количество ПСВ различны. Даже предприятия одного типа, на-

пример кожевенные заводы, в зависимости от характера технологического

процесса могут сбрасывать сточные воды различного состава и в различных

количествах.

Некоторые ПСВ содержат загрязнения, не больше, чем бытовые, но дру-

гие значительно больше. Так, вода от рудообоготительных фабрик содержит

до 25000мг/л взвешенных частиц, от шерстомоек – до 20000мг/л.

ПСВ делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые воды

чаще те, которые использовались для охлаждения; они почти не загрязня-

ются, а только нагреваются.

Загрязненные производственные воды делятся на группы, содержащие

определенные загрязнения: а) преимущественно минеральные; б) преимуще-

ственно органические, минеральные; в) органические, ядовитые вещества.

ПСВ в зависимости от концентрации загрязнений могут быть высоко-

концентрированными и слабоконцентрированными. В зависимости от актив-

ной реакции воды производственные воды по степени агрессивности делятся

на малоагрессивные воды (слабокислые с рН = 6 – 6,6 и слабощёлочные с рН

= 8 – 9) и сильноагрессивные (с рН < 6 и сильнощёлочные – рН > 9).

1.4 Бактериальные загрязнения сточных вод

Флора и фауна сточных вод представлены бактериями, вирусами, бакте-

риофагами, гельминтами и грибами. В сточной жидкости находится огромное

количество бактерий: в 1мл сточной воды их может быть до 1млрд.

Большая часть этих бактерий относится к разряду безвредных (сапро-

фитные бактерии), размножающихся на мертвой органической среде, но

имеются и такие, которые размножаются и живут на живой материи (пато-

генные бактерии), разрушая в процессе своей жизнедеятельности живой ор-

ганизм. Патогенные микроорганизмы, встречающиеся в городских сточных

водах, представлены возбудителями брюшного тифа, паратифа, дизентерии,

водной лихорадки, туляремии и др.

О загрязненности воды болезнетворными бактериями говорит присутст-

вие в ней особого вида бактерий – группы кишечной палочки. Эти бактерии

не болезнетворные, но их присутствие указывает, что в воде могут нахо-

диться и болезнетворные бактерии. Чтобы оценить степень загрязненности

воды патогенными бактериями, определяют коли – титр, т.е. наименьшее ко-

личество воды в мл, в котором содержится одна кишечная палочка. Так, если

титр кишечной палочки равен 100, то это значит, что в 10мл исследуемой

воды содержится одна кишечная палочка. При титре, равном 0,1, количество

бактерий в 1мл равно 10 и т.д. Для сточных городских вод титр кишечной па-

лочки обычно не превышает 0,000001. Иногда определяют коли – индекс, или

число кишечных палочек в 1л воды.

1.5 Водоём как приемник сточных вод

Приемниками сточных вод в большинстве служат водоёмы. Сточные

воды перед спуском в водоём необходимо частично или полностью очистить.

Однако в водоёме находится определенный запас кислорода, который может

быть частично использован для окисления органического вещества, посту-

пающего в него совместно со сточной водой; водоём обладает некоторой са-

моочищающей способностью, т.е. в нем с помощью микроорганизмов – ми-

нерализаторов могут окисляться органические вещества, но содержание рас-

творенного кислорода в воде будет падать. Зная об этом, можно снизить сте-

пень очистки сточных вод на очистных сооружениях перед сбросом их в во-

доём.

Не следует преувеличивать возможности водоёмов, в частности рек, в

отношении приема больших масс сточных вод даже в том случае, если кисло-

родный баланс позволяет осуществить такой сброс без окончательной очи-

стки. Любой, даже небольшой, водоём используется для массового купания и

имеет архитектурно – декоративное и санитарное значение.

1.6 Методы очистки ПСВ

ПСВ обычно делятся на 3 основные группы:

1. Чистые воды, используемые обычно для охлаждения;

2. Малозагрязненные, или условно чистые, воды, образующиеся от про-

мывки готовой продукции;

3. Грязные воды.

Чистые и малозагрязненные воды можно направлять в систему оборот-

ного водоснабжения или использовать для разбавления загрязненных вод для

снижения концентрации загрязнения. Часто применяют раздельное отведение

ПСВ и раздельную очистку этих вод теми или иными методами перед спус-

ком в водоём. Это оправдывается экономически.

Для очистки ПСВ применяют следующие методы:

1. Механическая очистка.

2. Физико-химическая очистка.

3. Химическая очистка.

4. Биологическая очистка.

1.6.1. Механическая очистка ПСВ

Механическая очистка ПСВ предназначается для выделения из них не-

растворенных и частично коллоидных примесей. К методам механической

очистки относятся: а) процеживание; б) отстаивание; в) фильтрование; г) уда-

ление нерастворенных примесей в гидроциклонах и на центрифугах.

Процеживание применяют для выделения из сточной жидкости крупных

плавающих веществ и более мелких, главным образом волокнистых загрязне-

ний. Для выделения крупных веществ применяют решетки, а более мелких –

сита. Решетки для предварительной очистки обязательно устраивать для всех

очистных станций. Сита применяют как самостоятельные устройства, после

прохождения которых ПСВ могут быть сброшены либо в водоём, либо в

городскую канализационную сеть.

Отстаиванием выделяют из ПСВ нерастворенные и частично коллоид-

ные загрязнения минерального и органического происхождения. Отстаива-

нием удается выделить из сточной воды как частицы с удельным весом,

большим, чем удельный вес воды (тонущие), так и с меньшим удельным ве-

сом (плавающие). Отстойники для очистки ПСВ могут представлять собой

самостоятельные сооружения, процесс очистки на которых заканчивается,

или же сооружения, предназначенные только для предварительной очистки.

Для выделения тонущих нерастворимых примесей применяют как горизон-

тальные, так и радиальные отстойники по своей конструкции они мало отли-

чаются от отстойников, применяемых для осветления бытовых сточных вод.

Фильтрование служит для задерживания взвеси, не осевшей при отстаи-

вании. Применяют песчаные фильтры, диатомитовые фильтры и сетчатые

фильтры с фильтрующим слоем.

Песчаные фильтры применяют при невысоком содержании взвешен-

ных веществ. Хорошо зарекомендовали себя двухслойные фильтры. Нижний

слой загрузки – песчаный крупностью зерен 1 – 2 мм, а верхний слой – антра-

цитовая крошка. Сточная вода подается сверху, затем подают промывную

воду и отводят грязную.

Диатомитовые фильтры. В этих фильтрах сточная жидкость фильтру-

ется через тонкий слой диатомита, наносимый на пористые поверхности. В

качестве пористых материалов применяют керамику, металлическую сетку и

ткань. Применяют также искусственные порошкообразные составы из диато-

мита с высокой адсорбционной способностью. Такие фильтры обеспечивают

высокий эффект очистки.