Обеззараживание сточных вод перед выпуском в водоем

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 

Кафедра Водоснабжения и

водоотведения 
 
 
 

РЕФЕРАТ

на тему: «Обеззараживание сточных вод перед  выпуском в водоем». 
 
 
 
 

Выполнил  ст. гр. 08-401

_______М.А.  Афанасьева

Защищен_____________

С оценкой____________

Проверил:

__________А.Р.  Каюмов. 
 
 

2010

Содержание

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

1 Хлорирование  сточных вод…………………………………………………...5

2 Озонирование сточных вод…………………………………………………..11

3 Ультрафиолетовое  облучение сточных вод………………………………….14

Заключение………………………………………………………………………18

Список  литературы……………………………………………………………...20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение

 

      По  данным ВОЗ до 80% заболеваний передается водным путем и с ростом антропогенной нагрузки на окружающую среду актуальность возведения барьера на пути их распространения возрастает. Основным источником микробного загрязнения объектов водопользования, поверхностных и морских вод, почвы, подземных водоносных горизонтов, хозпитьевой воды являются хозяйственно - бытовые сточные воды.

      Для таких вод характерен высокий  уровень микробного загрязнения  на фоне значительной концентрации взвешенных и органических веществ. В сточных  водах населенных пунктов обнаруживаются многие виды патогенных бактерий, вирусов и паразитов. Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, весьма различны и могут приводить к серьезным последствиям для здоровья человека.

     Средством предотвращения распространения инфекционных болезней и защиты поверхностных  и подземных водоемов от заражения  является обеззараживание сточных вод.

      Обеззараживание (дезинфекция) сточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасности заражения водоема этими микробами при спуске в него очищенных сточных вод.

      Патогенные  микробы не могут быть полностью удалены ни при отстаивании, ни при искусственной биологической очистке сточных вод. Работами С. Н. Черкинского и Л. Б. Доливо-Добровольского показано, что патогенные бактерии кишечной группы обнаруживаются в очищенной воде даже тогда, когда содержание кишечных палочек уменьшается на 99%. В сооружениях искусственной биологической очистки (в биофильтрах и аэротенках) устраняется от 91 до 98% таких бактерий. Поэтому после механической и искусственной биологической очистки до спуска в водоем требуется обеззараживание сточной воды. Оно может быть эффективно только в том случае, когда в воде не содержатся взвешенные вещества.

     Эффективность обеззараживания, определяемая по концентрации бактерий Coli, должна достигать практически 100%. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Хлорирование сточных вод

     

     

     Дезинфекция сточных вод может производиться  различными способами, но наибольшее распространение получило хлорирование, т. е. введение в сточную воду определенного количества хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия.

     Сущность  обеззараживающего действия хлора  заключается в окислении и инактивации ферментов, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают.

     Бактерицидный эффект хлора в значительной степени  зависит от начального его количества в воде и продолжительности контакта с водой. Количество активного хлора, вводимого при дезинфекции на единицу объема сточных вод, называют дозой хлора, выражаемой в мг/л или г/м³.

     Жидкий  хлор в воде растворяется плохо, поэтому  применяют хлор-газ. Взаимодействие газообразного хлора с водой протекает с выделением соляной НС1 и хлорноватистой НОС1 кислот по уравнению

     С1₂+Н₂О→НСl+НОСl.

     Хлорноватистая  кислота частично ионизирована. Ионизация  ее повышается с повышением рН среды. Так, например, при рН=7 хлорноватистая кислота ионизирована на 20%. Наличие в воде хлорноватистой кислоты НОС1 и особенно гипохлорит-иона ОС1- создает при известных концентрациях такие условия, в которых микробы погибают. Хлорноватистая кислота не устойчива и легко распадается, образуя соляную кислоту и выделяя атом кислорода:

     HOCl→HCl+O.

     Кислород  этот окисляет бактерии.

     Кроме того, при хлорировании сточной воды собственно хлор непосредственно действует на бактериальную клетку и, соединяясь с веществами, входящими в ее протоплазму, вызывает гибель бактерий.

     

     Если  вместо газообразного хлора производить  дезинфекцию хлорной известью, то при взаимодействии ее с водой  образуются хлорид кальция, хлорноватистая кислота и известь:

     2CaCl₂О+2H₂О→Ca(OH)₂+2HOCl-fCaCl₃.

     Процесс обеззараживания происходит так же, как и при использовании газообразного хлора.

     Для эффективного обеззараживания хлор должен быть хорошо перемешан с дезинфицируемой водой и находиться определенное время в контакте с ней. Контакт хлора со сточной водой осуществляется в сооружениях, называемых контактными (дезинфекционными) резервуарами, и должен продолжаться не менее 30 мин (с учетом времени движения хлорированных вод в лотках и трубах до спуска в водоем).

     Необходимость дезинфекции сточных вод и  доза хлора устанавливаются органами Государственного санитарного надзора по данным бактериологических анализов и по показателю хлоропоглощаемости сточной воды — величине наибольшей дозы хлора в мг/л, при введении которой после 30-минутного контакта остается избыточного хлора 0,5 - 1 мг/л. При повышении дозы избыточного хлора от 1 до 1,5 мг/л бактерии погибают быстрее.

     Контроль  за хлорированием сточной воды осуществляется проверкой фактического количества израсходованных реагентов по массе  и определением избыточного хлора в воде после контакта ее с хлором.

     Состав  очищенной сточной воды непостоянен, поэтому нужно регулярно следить за содержанием избыточного хлора и поддерживать его в пределах заданной величины. Определение избыточного хлора в сточной воде производится иодометрическим методом.

     Согласно  СНиП, в проектах для предварительных  расчетов дозы активного хлора следует принимать:

     а) для сточной воды после механической очистки 10 г/м³;

     б) для не полностью очищенной сточной воды в аэротенках или в вы-

     

     соконагружаемых биофильтрах 5 г/м³;

     в) для полностью очищенной сточной воды 3 г/м³.

     Дезинфекция больших масс воды, как правило, осуществляется хлор-газом; при малых количествах сточных вод (до 1000 м³/сутки) применяется хлорная известь.

     Установка для дезинфекции сточной воды состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров.

     В хлораторной устанавливают оборудование для приготовления водного раствора газообразного хлора или хлорной извести. Производительность хлораторной установки вычисляют, исходя из максимального расхода дезинфицируемой сточной воды Q_Maкc и дозы хлора.

     Жидкий  хлор привозят с заводов в стандартных  стальных баллонах вместимостью 25-30 кг, а для больших станций —  стальных бочках вместимостью 1 т или в цистернах.

     Хлорную известь получают заводским способом путем обработки сухой гашеной извести (пушенки) газообразным хлором. Она содержит не менее 32—36% активного хлора. С заводов хлорную известь обычно доставляют в деревянных бочках объемом 50, 100 и 175 л.

     Раствор хлорной извести крепостью 10—15% приготовляют в специальных затворных баках. Из затворного бака раствор перепускают в растворные или рабочие баки, в которые добавляют чистую водопроводную воду для доведения крепости раствора до 2—5%. Из рабочих баков хлорная вода через дозирующий бачок поступает в смеситель.

     В хлораторной производительностью  до 1 кг/ч хлора устанавливают  деревянные (круглые) рабочие баки, покрытые изнутри цементным раствором, при производительности до 2,5 кг/ч — железобетонные баки. Объем затворного бака принимают равным примерно 30% объема рабочих баков.

     На  станциях средней производительности затворные баки должны иметь механические мешалки, приводимые в движение электродвигателями. Лопасти мешалок и вала изготовляют  из дерева во избежание коррозии. Хлорный  раствор смешивают со сточной  водой в смесителях различных конструкций. На небольших станциях аэрации чаще применяют ершовый смеситель, т. е. канал с рядом поперечных перегородок.

     

     Хлорную воду со сточной можно перемешивать также с помощью воздуха, подаваемого в канал через фильтросы или дырчатые трубы. Для получения необходимого бактерицидного эффекта смесь хлорной соды со сточной выдерживают в течение 20—30 мин в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу вертикальных или горизонтальных отстойников.

     При всей распространенности метода хлорирования ему присущи и существенные технологические недостатки, в частности, недостаточная эффективность в отношении вирусов. После хлорирования при дозах остаточного хлора 1,5 мг/л в пробах остается очень высокое содержание вирусных частиц [1], поэтому даже хлорированные сточные воды остаются эпидемически опасными в отношении энтеровирусных заболеваний.

     Другим  серьезным недостатком является образование в воде под действием хлора хлорорганических соединений: хлороформа (ПДК = 0,2 мг/л), четыреххлористого углерода (ПДК = 0,006 мг/л), бромдихлорметана (ПДК = 0,03 мг/л), хлорфенола, хлорбензольных и хлорфенилуксусных соединений, хлорированных пиренов и пиридинов, хлораминов и др. Хлорорганические соединения по данным многочисленных исследований обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью.

     Хлорирование  сточных вод приводит к тому, что  хлорпроизводные и остаточный хлор, попадая в естественные водоемы, оказывают отрицательное воздействие на различные водные организмы, вызывая у них серьезные физиологические изменения и даже их гибель, что приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов.

     

     

     Хлорорганические  соединения способны аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и, в конечном счете, по трофическим  цепям попадать в организм человека. Содержание хлорированных углеводородов в рыбе, водорослях и планктоне находится в тесной корреляции с содержанием их в донных отложениях. Положение осложняется еще и тем, что существует опасность возможного неблагоприятного воздействия образующихся в процессе хлорирования галогенпроизводных углеводородов на здоровье населения через включение этих продуктов в пищевые цепи, например водоросли (планктон) - ракообразные - рыбы - человек, а также использование водоема в качестве источника водоснабжения.

     Образование хлораминов также является крайне нежелательным  явлением.Эти вещества по данным исследований многочисленных авторов, даже при очень низких концентрациях ядовиты для рыб. Исследования, проведенные в Нижнем Новгороде, показали высокую токсичность хлорированной воды для всего состава биоценоза водоема. Беспокойство, вызванное повышенной токсичностью следов остаточного хлора и хлораминов, привело к принятию администрацией многих штатов США (в частности, Калифорнии и Мериленда) требований, ограничивающих остаточную концентрацию хлора до 0,1 мг/л.