лекция Гидросфера

1.

Гидросфера. Состав.
Антропогенное
воздействие. Способы
защиты.
1

2.

Интересные ссылки
Карты вод России
http://watermap.zdorovieinfo.ru/karta-zagraznenii-pdk
https://www.barrier.ru/karta-vody/
Водный след продуктов питания
https://evgenii.com/water-footprint/ru/
Виртуальная вода
https://bioalternative.files.wordpress.com/2014/05/waterfootprint2.png?w=768&h=525
• «Рефил» - возможность бесплатно набрать воды в свою
многоразовую бутылку https://tvojavoda.ru/
2

3.

3

4.

Рассматриваемые
вопросы
1.Состав гидросферы.
2.Роль воды в биосфере.
3.Виды водопользования
и водопотребления.
4.Источники и состав
загрязнения
гидросферы.
5.Загрязнение Мирового
океана.
6. Методы обработки и
очистки сточных вод.
4

5.

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли
3%
0,4%
2%
Мировой океан
Ледники
Поверхностные воды суши
Подземные воды суши
5

6.

2. Роль воды в биосфере
1. Вода – основа существования живых организмов,
т.к. является средой и участником биохимических
реакций. Потеря человеком 6-8 % жидкости
вызывает полуобморочное состояние, 10 % галлюцинации, 12 % - гибель.
2. Вода – аккумулятор солнечной энергии, т.к.
обладает теплоемкостью, поэтому Мировой
океан – важнейшая составляющая
климатической системы Земли.
3. 80% кислорода генерирует фитопланктон
Мирового океана.
6

7.

3. Виды водопользования и
водопотребления.
• Водные ресурсы – это весь объем
вод гидросферы.
– В узком смысле под водными ресурсами
понимают пригодные для употребления
пресные воды.
• «Водный паек» планеты оценивается
в 41 тыс. км3/год.
– По некоторым оценкам реально доступные для
использования ресурсы вод не превышают 15
тыс. км3/год
7

8.

Водопользование и водопотребление
• Водопользование – использование воды
без изъятия её из мест естественной
локализации(водные пути, рыбные
хозяйства, рекреационные водоемы –
зоны отдыха);
• Водопотребление – использование воды,
связанное с изъятием её из мест
естественной локализации, с
последующим возвращением в источник
водозабора в измененном (загрязненном)
состоянии (промышленность, сельское
хозяйство, ЖКХ и пр.).
8

9.

Рост мирового водопотребления
км3
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1900
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
9

10.

Структура водопотребления
Вид
потребления
Сельское
хозяйство
В среднем Россия,
по миру, %
%
70
17
Промышленность
20
56
ЖКХ
10
21
Прочие
-
6
10

11.

Экологический след человека.
11

12.

Как снизить
расход воды
12

13.

Фактическая и виртуальная вода
https://bioalternative.files.wordpress.com/2014/05/waterfootprint-2.png?w=768&h=525
13

14.

Использование воды в сельском
хозяйстве
• Орошение.
– На 1 га посевов расходуется 12-14 тыс.
м3/год, а общая площадь орошаемых
земель в мире около 300 млн. га
• Животноводство.
– Для производства 1 кг молока требуется 4 т
воды,
– а 1 кг мяса – 25 т воды
14

15.

Водный след продуктов
15

16.

16

17.

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»
ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» обеспечивает питьевой водой более 5 млн. жителей
мегаполиса и десятки тысяч предприятий и организаций.
Водоканал отвечает за водоотведение Петербурга – сбор, транспортировку и очистку
сточных вод.
Водоканал ведет свою историю с 1858 года
Централизованное водоснабжение в Петербурге
появилось благодаря созданию акционерного Общества
Санкт-Петербургских водопроводов, устав которого
Александр II утвердил 10 октября 1858 г.
Миссия Водоканала Санкт-Петербурга:
предоставление доступных услуг водоснабжения
и водоотведение, обеспечивающих достойное качество
жизни потребителей, устойчивое развитие мегаполиса,
формирование культуры водопотребления и сохранение
бассейна Балтийского моря.
Цель: удовлетворенность жителей Санкт-Петербурга
качеством услуг водоснабжения и водоотведения с учетом
растущих их потребностей на уровне лучших водоканалов
Европы
Основа информационной политики Водоканала:
Прозрачность деятельности предприятия,
Доступ к правдивой информации о работе и истории предприятия,
Активное взаимодействие со средствами массовой информации, образовательными
учреждениями, общественными и экологическими организациями.

18.

Система водоотведения Санкт-Петербурга
Охват населения, обеспеченного услугами водоотведения: 98,3%
КОС г. Зеленогорск
КОС пос. Молодежное
Объем очищаемых сточных вод – 2,1 млн. м3/сутки
КОС пос. Репино
Канализационные очистные сооружения – 15 шт.:
13 шт. – очистка хозяйственно – бытового и
общесплавного стока;
2 шт. – очистка поверхностного стока
КОС г. Сестрорецк
КОС г. Кронштадт
Протяженность канализационной
сети – 8603,0 км
ССА
КОС г. Петродворец
Протяженность тоннельных
коллекторов – 270,7 км
ЦСА
Канализационные насосные станции – 176 шт.
ЮЗОС
КОС пос. Металлострой
Заводы сжигания осадка – 3 шт.
КОС пос. Понтонный
До 1978 года город считался
не канализованным.
Все сточные воды
сбрасывались в водные
объекты без очистки
КОС г. Колпино
КОС г. Пушкин

19.

Балтийское море: «общее море – общая забота»
Хельсинкская комиссия (ХЕЛКОМ) – инициатор
реализации экологической политики для района
Балтийского моря посредством разработки:
• общих экологических целей
• мероприятий для их выполнения
В состав комиссии входят: Швеция, Дания,
Финляндия, Литва, Латвия, Эстония, Германия,
Польша и Россия.
Наша цель - ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД в
соответствии с рекомендациями ХЕЛКОМ:
• общий азот в очищенных стоках не более 10 мг/л
• общий фосфор в очищенных стоках не более 0,5 мг/л

20.

Динамика изменения процента очистки
сточных вод
100%
98,5%
98,4%
Завершение
строительства
Главного ТКК
северной части
города, ввод в
эксплуатацию
УРС-422,
переключение
выпусков по
набережной
Робеспьера
97,1%
94%
92%
88%
85%
67%
Ввод ЮЗОС
Ввод 1
очереди ТГКК
Ввод КОС
Петродворец
Переключение
малых КОС
Переключение
прямых
выпусков
по Пироговской
набережной.
Ввод в
эксплуатацию
снегоплавильных пунктов
Ввод 2
очереди ТГКК
2016 г.
2020 г.
2013 г.
Ввод ССА
27%
2012 г.
2011 г.
Ввод ЦСА
2008 г.
0%
Переключение
выпусков по
Петроградской
набережной,
переключение
выпусков
стадиона
«Петровский
Полное
прекращение
сброса
хозяйственнобытового стока в
водные объекты
СанктПетербурга.
Модернизация
всех
канализационных очистных
сооружений.
1987 г.
2009 г.
2005 г.
132 точки
1978 г.
до 1978 г.
«Горячие
точки»
Балтийского
моря
18 точек
6 точек
4 «горячие точки»
с 19 «горячими
подточками»
1 «горячая
точка»
с 10
«горячими
подточками»
1 «горячая точка»
с 2 «горячими
подточками»:
Канализационные
очистные
1 «горячая точка»
сооружения пос.
с 3 «горячими
Металлострой;
подточками»:
Канализационные
Канализационные
очистные
очистные сооружения пос.
сооружения г.
Металлострой;
Колпино
Канализационные
очистные сооружения г.
Колпино;
Главный канализационный
коллектор.

21.

Виды сточных вод
• Промышленные
• Сельскохозяйственные
• Бытовые
• Ливневые
21

22.

Технологическая схема очистки сточных вод
и обработки осадка
Очистка сточных вод
Механическая очистка
Химическое
удаление
фосфатов
Песколовка
Первичный
отстойник
Аэротенк
Вторичный
отстойник
Доочистка
Обеззараживание
Выпуск
Сырой
осадок
Решетка
ГНС
Биологическая очистка
Обработка осадка
Уплотненный
ил
Бак смешения осадка
Илоуплотнитель
Кек
Установка для
обезвоживания осадка
Дымовая
труба
Избыточный
ил
Система газоочистки
Зола на полигон
Печи сжигания осадка

23.

Механическая очистка
сточных вод
Механическая очистка сточных вод
Песколовки и зал решеток на Северной станции аэрации
Первичные отстойники на ЮЗОС

24.

Биологическая очистка
сточных вод
Биологическая очистка сточных вод
Аэротенки на Юго-Западных очистных сооружениях
Обитатели
активного ила
Инфузория туфелька
Коловратки

25.

Совершенствование биологической очистки
Технологическая схема очистки сточных вод с применением технологии биологической очистки Креал
-
Сжатый воздух
Механическая очистка
сточных вод
Внедрена на КОС:
• ЦСА – 10 секций
аэротенков
• ССА – 9 секций
аэротенков
• г. Колпино
• г. Зеленогорск
• п. Понтонный
ОКС
АНОКС
Биологическая очистка сточных вод
АН
Реагент для
химическог
о удаления
фосфора
77%
от объема очищаемых стоков
Возвратный ил
Недостатки:
- барбатаж за счет крупно-пузырчатой аэрации
- нет регулируемых рециклов
Технологическая схема очистки сточных вод с применением современной технологии биологической очистки UCT и JHB -23%
ОКС
АНОКС
Биологическая очистка сточных вод
АН
Реагент для
химического
удаления
фосфора
Сжатый воздух
Возвратный ил
Механическая очистка
сточных вод
Преимущества:
- мембранные аэраторы, мешалки
- внутренние рециклы
- приборы он-лайн контроля качества воды
от объема очищаемых стоков
Внедрены на КОС:
JHB
ЦСА – 2 секции
аэротенков
• г. Пушкин
• г. Петродворец
• г. Кронштадт
UCT
ССА – 1 секция
аэротенков
ЮЗОС
г. Сестрорецк
п. Репино

26.

Удаление фосфора и азота
На всех очистных сооружениях Петербурга внедрены технологии глубокого удаления фосфора.
С 2011 года Петербург полностью выполняет рекомендации ХЕЛКОМ:
содержание фосфора в общем сбросе сточных вод не превышает 0,5 мг/л, азота – 10 мг/л.
25000
23175
22288
20000
18163
15000
12248
11048
10729
10000
5000
3973
3502
3027
1930
10003
10049
9628
9303
8617
7974
1178
760
677
492
491
433
355
292
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
0
1978
1985
1987
2005
масса азота, т/год
масса фосфора, т/год

27.

Сине-зеленые водоросли в Балтийском море
Финский залив свободен от
цветения сине-зеленых водорослей
Снимок сделан
агентством НАСА по заказу
Шведского института
метеорологии и
гидрологии.
Представлен на семинаре
Всемирного фонда дикой
природы WWF
(август 2011 года,
Стокгольм)

28.

Виды сточных вод
• Промышленные
• Сельскохозяйственные
• Бытовые
• Ливневые
28

29.

Очистка поверхностного стока
Постановлением
Правительства
Санкт-Петербурга
от
11.12.2013 № 989 утверждена «Схема водоснабжения и
водоотведения Санкт-Петербурга на период до 2025 года с
учетом перспективы до 2030 года», которая включает:
• прекращение сброса без очистки хозяйственно-бытовых и
промышленных сточных вод - до 2020 г.
• решение проблемы отвода и очистки поверхностного
стока - до 2030 г.
Для решения вопроса очистки поверхностного стока
сегодня важно выбрать наиболее оптимальную и
экономически целесообразную технологию очистки.
Основные
контролируемые
параметры,
определяющие
необходимую
эффективность
очистки
–
это
взвешенные
вещества
и
нефтепродукты.

30.

Определение количества выпавших
атмосферных осадков на территории Санкт-Петербурга
На
территории
Санкт-Петербурга
наблюдается
значительная
пространственная изменчивость выпадения
атмосферных осадков.
Существующая сеть наблюдений
Гидрометцентра не может обеспечить
получение фактических данных для каждого
района города.
В целях обеспечения учета выпавших
атмосферных осадков для отдельно
взятого районного объекта абонента,
выполнены работы по созданию
автоматизированной системы, состоящей
из 34 осадкомерных пунктов.
Организация системы учета,
обработки, получения,
хранения и предоставления
данных, полученных от
осадкомеров

31.

Определение количества выпавших
атмосферных осадков на территории Санкт-Петербурга
Принцип действия осадкомера OTT
Pluvio2200 основан на взвешивании
собранных атмосферных осадков и
пересчете их в единицы уровня.
Результаты измерений оформляются в виде
суточных, месячных и годовых сумм
атмосферных осадков в единые сроки,
установленные для метеорологических
станций Росгидромета.
Данные от осадкомеров OTT Pluvio2200
передаются в ФГБУ «Северо-Западное
УГМС» и ГУП «Водоканал СанктПетербурга».
Расчет количества выпавших атмосферных
осадков на территории производится на
основе данных сети осадкомерных пунктов.

32.

Очистка поверхностного стока
Объемы сброса сточных вод,
тыс. м 3/год
48968
Массы сброса взвешенных веществ,
тонн/год
Массы сброса
нефтепродуктов, тонн/год
12929
1979
795157
2182
24
3391
42
81
С целью изучения влияния поверхностного стока на состав сточных вод, поступающих на очистку на КОС,
проводится работа на тему «Изучение сезонной динамики изменения химического состава поверхностных
сточных вод, поступающих в систему водоотведения Санкт-Петербурга»
Подрядчик - Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Санкт-Петербургский научноисследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук (НИЦЭБ РАН)

33.

Исследование качества поверхностного стока
Исследование
качества
поверхностного
стока
Исследование
качества
поверхностного
стока
Примеры выбранных точек отбора проб
Дорога I категории (магистраль) – пр. Непокоренных у дома 47
(Калининский район)

34.

Исследование качества поверхностного стока
Дороги I ранга (пр. Большевиков, пр. Непокоренных)
НОРМАТИВЫ
ПДК рх (мг/литр)
Марганец – 0,01
Медь – 0,001
Цинк – 0,01
ПДК прочих абонентов –
Распоряжение №148
(мг/литр)
Марганец – 0,1
Медь – 0,04
Цинк – 0,1
ПДК поверхностных
сточных вод (мг/литр)
Марганец – 0,01
Медь – 0,006
Цинк – 0,02

35.

Технологические решения
по очистке поверхностного стока
Очистные сооружения поверхностного стока делятся на 2 типа в зависимости от принципа регулирования
сточных вод:
Накопительные, с регулированием стока по объему;
Проточные, с регулированием стока по расходу.
Современная технологическая схема очистки поверхностных сточных вод
Аккумулирующий
(регулирующий)
резервуар
Конструкции:
1. Железобетонные
2. Из шторм-блоков
Механическая очистка
Оборудование:
1. Решетки (сита)
2. Мусоросборные корзины
(контейнеры)
3. Измельчители
4. Комплектные установки
мехочистки
Очистка от маслонефтепродуктов
Доочистка
Обеззараживание
Оборудование:
Оборудование:
Оборудование:
Оборудование:
1. Песколовки
2. Комплектные
установки
мехочистки
1. Коалесцентные
модули
2. Скиммеры
3. Флотаторы
1. Напорные
или
безнапорные
фильтры с
минеральной
или
сорбционной
загрузкой
1. УФО
2. Реагентная
обработка
Коалесцентный модуль
Сорбционный фильтр
Задержание песка
Решетка
Корзина
Устройство
задержания
песка
Оборудование УФО
Выпуск
очищенных
сточных вод

36.

Очистные сооружения поверхностного стока
Очистные сооружения поверхностного
стока «Пулково-3» предназначены для
механической очистки и обеззараживания
поверхностных (дождевых и талых) сточных вод с
территории нежилой зоны Пулково-3.
Строительство и ввод в эксплуатацию - 2005 год.
Проектная производительность – 700 м3/сут.
Эффективность очистки
Взвешенные вещества – 96%
Нефтепродукты – 95%
Описание технологического процесса
Механическая очистка предусматривает:
• решётки,
• песколовки,
• торфяные фильтры.
Доочистка предусматривает :
• песчаные фильтры,
• угольные фильтры.
Обеззараживание:
• перед сбросом в водный объект очищенный сток
проход обеззараживание ультрафиолетом.
Выпуск очищенных и обеззараженных
поверхностных вод в реку Волковка.

37.

Очистные сооружения поверхностного стока
Торфяные фильтры
Фильтрующий элемент – торф.
Площадь одного фильтра 18м2
Количество фильтров – 6
Скорость фильтрации - 7,4 м/ч
Высота загрузки - 0,32 м.
Грязеёмкость - не менее 4,4 кг на 1 кг ЭФТ.
Периодичность замены – 1 год.
Стоки подаются на ЭФТ снизу.
Уровень воды в распределительной камере создает
гидростатическое давление, необходимое для
"продавливания" стоками фильтрующего слоя.
Эффективность очистки – 50-70 %

38.

Утилизация снега на
стационарных снегоплавильных пунктах
Постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 12.07.2012 №713 «О Плане
мероприятий по проектированию, устройству и модернизации стационарных
снегоплавильных пунктов в Санкт-Петербурге в 2012-2013 годах» ГУП «Водоканал СанктПетербурга» была утверждена программа по проектированию, устройству и
модернизации ССП.
В сезоне 2015-2016 годов
эксплуатировались десять
стационарных снегоплавильных
пунктов (ССП)
Во второй половине 2016 года
планируется ввод в эксплуатацию
снегоплавильного пункта,
расположенного по адресу:
Шкиперский проток, участок 9.

39.

Принцип работы
стационарных снегоплавильных пунктов
В ССП снег тает за счет тепла сточных вод. Образующаяся талая вода по коллекторам
поступает на канализационные очистные сооружения, где проходит полный цикл очистки.

40.

Утилизация снега на
стационарных снегоплавильных пунктах
За сезон 2014-2015 гг. было принято 632 479,2 м куб. снега.
При очистке всех ССП после сезона приема снежных масс было вывезено на
полигоны и утилизировано 14 348 м куб. осадка и 168 м куб. твердых бытовых
отходов, что позволило предотвратить попадание загрязняющих веществ в
водные объекты города.

41.

Виды сточных вод
• Промышленные
• Сельскохозяйственные
• Бытовые
• Ливневые
41

42.

Использование воды в
промышленности
• Как химический реагент,
• Как необходимый компонент в
производстве стройматериалов,
• При производстве энергии и
охлаждении,
• На растворение, смешивание,
очищение и др. технологические
процессы
42

43.

Среди отраслей
промышленности
основная доля стоков
приходится на:
–лесопереработку и
целлюлозно-бумажное
производство,
–черную и цветную
металлургию,
–нефтепереработку и
нефтехимию,
–энергетику,
–пищевую промышленность
43

44.

Виды загрязнения вод:
• биологическое – сброс в водные объекты
органических веществ или веществ,
способных к брожению,
• химическое – сброс в водные объекты
разнообразных химических соединений,
• физическое, которое имеет разновидности:
– а) тепловое,
– б) радиоактивное
• механическое – сброс взвешенных частиц,
песка, крупных объектов и пр.
44

45.

45

46.

5. Проблема загрязнения Мирового океана
• Загрязнение МО и его морей
происходит в результате прямого или
косвенного поступления в морскую
среду загрязняющих веществ.
• 70 % загрязнений морской среды
связано с наземными источниками,
включая города, промышленность,
строительство, сельское хозяйство.
46

47.

Наиболее распространенные и опасные
загрязнители морских и океанских вод:
• нефть и нефтепродукты,
• тяжелые металлы,
• пестициды и другие
хлорорганические соединения,
• радиоактивные вещества
47

48.

Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти
и до 20% его площади уже покрыты нефтяной пленкой. Это
связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане
стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса.48

49.

Общее воздействие нефтепродуктов на морскую
среду можно разделить на 5 категорий:
• отравление с летальным
исходом,
• серьезные нарушения
физиологической
активности,
• эффект прямого
обволакивания живого
организма
нефтепродуктами,
• патологические изменения
в живых организмах,
• изменения в биологических
особенностях среды
обитания.
49

50.

•До 2 млн. морских
птиц и 100 тыс.
морских животных,
ежегодно погибают,
проглотив какие-либо
пластмассовые
изделия или
запутавшись в
обрывках сетей и
тросов.
50

51.

51

52.

52

53.

53

54.

Охрана Мирового океана
• 1973 г. – Международная конвенция, запрещающая
сброс нефтяных отходов вблизи побережья и
ограничивающая количество отходов, которые
могут быть сброшены в открытом море.
• 1981 г. – Конвенция по охране человеческой жизни
на море, потребовавшая специального
дооборудования танкеров.
• 1992 г. Конференция ООН по окружающей среде и
развитию в Рио, где было много внимания уделено
проблемам предупреждения загрязнения морской
среды.
• 1995 г. – Всемирная программа действий по
защите морской среды от загрязнений от наземных
источников. Она определила практические меры по
предупреждению и уменьшению таких загрязнений
54
и контролю над ними.

55.

Центр реабилитации ластоногих
В 2013 году Водоканал начал новый социальный проект – по спасению редких животных
Балтийского региона (нерп и тюленей).
Проект реализуется совместно с учеными-зоологами Вячеславом Алексеевым и Еленой Андриевской.
Основные этапы проекта:
• Зима 2013 г. – создание на территории очистных сооружений Водоканала в пос. Репино центра
реабилитации ластоногих.
• Весна 2013 г. – лечение прошли пять животных.
• Весна 2014 г. – лечение прошли 29 животных, в том числе пять балтийских кольчатых нерп.
• Осень 2014 г. – открытие уникального Центра изучения и сохранения морских млекопитающих с
участием губернатора Санкт-Петербурга Г.С. Полтавченко.
• Осень 2014 г. – создание Фонда друзей балтийской нерпы.
• 2015 г. – посещение Центра министром природных ресурсов РФ Сергеем Донским.
• Весна – лето 2015 г. – лечение в Центре 14 животных. 13 животных – четыре серых тюленя и
девять ладожских кольчатых нерп – были выпущены на волю. Балтийская кольчатая нерпа –
Ингер – осталась на реабилитации до следующего сезона.

56.

Центр реабилитации ластоногих
Фонд содействия сохранения морских
млекопитающих «Фонд друзей балтийской
нерпы» (www.balticseal.org) был зарегистрирован в СанктПетербурге в сентябре 2014 года.
Главная цель фонда – сохранение редких морских
млекопитающих Балтийского региона.
Особое внимание специалисты уделяют спасению субпопуляции балтийской
кольчатой нерпы Финского залива. Этих животных в Финском заливе
осталось около 200.
На базе Центра изучения и сохранения морских млекопитающих,
расположенного на территории петербургского Водоканала, специалисты фонда
также работают и с другими видами морских млекопитающих нашего региона –
балтийским серым тюленем и ладожской кольчатой нерпой.

57.

Показатели качества воды
57

58.

58

59.

6. Методы обработки и очистки сточных вод
• Обработка сточных вод – воздействие на них
с целью обеспечения необходимых свойств и
состава вод (ГОСТ 12.1.1.01-77).
• Очистка сточных вод – это обработка воды с
целью разрушения или удаления из нее
определенных веществ (ГОСТ 12.1.1.01-77).
• В настоящее время существует множество
методов очистки сточных вод.
59

60.

К основным группам обработки и очистки
сточных вод относятся следующие.
Гидромеханическая очистка применяется
для удаления нерастворимых примесей.
Осуществляется следующими способами:
- процеживание на решетках и сетках для
выделения крупных примесей и посторонних
предметов. Процеживание осуществляется,
главным образом, для защиты очистных
сооружений от засорения и поломки
движущихся частей оборудования;
- улавливание в песколовках тяжелых
примесей;
60

61.

- отстаивание воды для удаления
нерастворяющихся тонущих и плавающих
органических и неорганических примесей,
незадерживаемых решетками и
песколовками. Осуществляется в
отстойниках и осветителях, удаление
примесей происходит естественным
образом под действием силы тяжести;
- удаление твердых взвешенных частиц в
гидроциклонах. Гидроциклоны просты по
устройству, легко обслуживаются, имеют
высокую производительность и небольшую
мощность. К недостаткам гидроциклонов
61
относится большая энергоемкость;

62.

- фильтрование для улавливания
тонкодисперсных взвесей Эффективность
метода зависит от применяемых
фильтров. Выбор того или иного фильтра
определяется свойствами сточных вод, их
температурой и давлением. Чаще всего в
качестве фильтра используются:
кварцевый песок, металлические
перфорированные листы, тканевые и
керамические перегородки.
62

63.

Физико-химическая очистка используется
для удаления мелкодисперсных взвешенных
частиц, растворенных газов, минеральных и
органических веществ. Осуществляется
следующими способами:
- флотация – применяется для удаления
нерастворимых диспергированных
примесей, которые самопроизвольно плохо
отстаиваются. При флотации через сточные
воды в резервуаре подают воздух, который
подымается вверх пузырьками, увлекая за
собой ЗВ и образует на поверхности грязную
пену. Примеси легко удаляются вместе с
пеной;
63

64.

- адсорбция применяется для глубокой
очистки сточных вод от растворенных
органических веществ после
биохимической очистки. Адсорбция чаще
всего используется для доочистки, когда
концентрация ЗВ невелика или они очень
ядовиты. Этим методом удаляют из
сточных вод гербициды, пестициды,
фенолы, ПАВ, красители и т.д.;
64

65.

- ионообменная очистка применяется для
извлечения металлов, соединений мышьяка,
фосфора, цианидов. Ионный обмен основан
на взаимодействии раствора с твердой
фазой, которая обладает свойством
обменивать содержащиеся в ней подвижные
ионы на ионы, присутствующие в растворе;
- обратный осмос и ультрафильтрация
используются для обессоливания воды на
ТЭЦ и для очистки городских сточных вод.
Обратный осмос заключается в
фильтровании через полупроницаемые
мембраны под давлением, превышающим
осмотическое.
65

66.

- экстракция применяется для очистки
сточных вод, содержащих фенолы, масла,
органические кислоты. Экстракция
выгодна лишь тогда, когда стоимость
извлеченных веществ компенсирует все
затраты на проведение процесса, т.е.
когда концентрация примеси составляет 34 г/л. Сточные воды смешивают с
жидкостью, растворяющую ЗВ лучше, чем
вода, но которая сама в воде не
растворяется. Образуется две фазы:
экстракт, содержащий ЗВ и экстрагент и
рафинат, содержащий воду и экстрагент.
Первая фаза легко удаляется из раствора.
66

67.

Химические методы очистки
используются для удаления растворимых
примесей; основаны на проведении
химических реакций и получении
безвредных или менее вредных веществ,
которые легче удалить, чем исходные;
обычно применяются в сочетании с другими
видами очистки. Осуществляются
следующими способами:
- нейтрализация используется для удаления
минеральных кислот или щелочей;
67

68.

- коагуляция применяется для ускорения
процесса осаждения тонкодисперсных
примесей и эмульгированных веществ.
Фактически, коагуляция – это процесс
укрупнения дисперсных частиц в результате
их взаимодействия и объединения в
агрегаты. Для этого в сточную воду
добавляются коагулянты (гидроокислы
металлов, обладающие способностью
сорбировать вещества – соли алюминия,
железа или их смесь). Агрегированные
частицы легко удаляются из сточных вод.
68

69.

- флокуляция применяется для
интенсификации процессов образования
хлопьев гидроокислов алюминия и
железа с целью повышения скорости их
осаждения. Фактически, флокуляция –
это процесс агрегации частиц в
результате добавления в сточные воды
высокомолекулярных соединений.
Флокулянты в отличие от коагулянтов
способны взаимодействовать между
собой. Самыми распространенными
флокулянтами являются: крахмал,
эфиры целлюлозы, полиакриламид и др.;
69

70.

- окисление и восстановление
используется для перевода опасных
веществ в безвредное или менее вредное
состояние. Используются такие
окислители как хлор, оксид хлора,
гипохлорита кальция и натрия, перекись
водорода, перманганат калия, бихромат
калия, кислород, озон и др. Этот метод
является чрезвычайно дорогим и
используется только в том случае, когда
ЗВ другими способами извлечь
невозможно.
70

71.

Электрохимическая обработка сточных
вод позволяет извлекать из сточных вод
ценные продукты без использования
химических реагентов. Осуществляется
следующими способами:
- анодное окисление и катодное
восстановление используются для удаления
цианидов, аминов, спиртов, альдегидов,
сульфидов и др. анодное окисление
производится в электролизерах в процессе
окисления ЗВ полностью распадаются с
образованием углекислого газа, воды,
аммиака и ряда других нетоксичных
соединений;
71

72.

- электрокоагуляция используется для обработки
сточных вод, содержащих высокоустойчивые
соединения. Осуществляется при пропускании
электрического тока через сточные воды.
Электролиз проводится с использованием
растворимых стальных или алюминиевых
катодов, образуются гидроокислы металлов,
агрегирующие ЗВ;
- электрофлотация – очистка от взвешенных
частиц с использованием электролиза воды.
При электролизе образуются пузырьки воздуха,
которые способствуют очистке сточных вод;
72

73.

- электродиализ используется для
опреснения соленых вод и очистки
радиоактивных вод. Электродиализ
основан на разделении ионизированных
веществ под действием ЭДС
(электродвижущей силы), создаваемой
в растворе по обе стороны мембраны.
Этот метод позволяет извлекать
кислоты и щелочи и снова использовать
их в технологическом процессе.
73

74.

Биологическая очистка осуществляется при
помощи живых организмов разного уровня
организации.
В зависимости от организмов, которые
используются при очистке, выделяют
аэробную и анаэробную очистку.
Анаэробная очистка основана на
использовании бактерий, не нуждающихся в
кислороде. Осуществляется в метантенках.
В Беларуси из-за высокой стоимости не
применяется.
74

75.

Аэробная очистка осуществляется
бактериями при наличии в воде кислорода.
Аэробная очистка подразделяется на
естественную и искусственную.
Естественная аэробная очистка происходит
на полях орошения, полях фильтрации и в
биологических прудах. Искусственная
аэробная очистка осуществляется в
аэротенках, биофильтрах и окислителях.
Естественная аэробная очистка относится к
экстенсивным методам и в настоящее время
применяется все реже. Наиболее
распространенным методом аэробной
очистки является эксплуатация аэротенков.
75

76.

Все аэротенки построены по одному принципу:
смесь воды и активного ила медленно
движется по резервуарам, непрерывно
насыщаясь воздухом. Процесс очистки основан
на способности микроорганизмов использовать
ЗВ для питания в процессе
жизнедеятельности. Процесс очистки сложен и
требует постоянного контроля и управления:
контроль концентрации ила, режима аэрации,
температуры и т.д. вследствие этих
недостатков более широко распространены
биофильтры. Тем не менее сами биофильтры
также имеют ряд существенных недостатков:
они быстро заиливаются, распространяют
неприятные запахи, являются средой, в
которой выводятся личинки мух.
76

77.

Интересные ссылки
Карты вод России
http://watermap.zdorovieinfo.ru/karta-zagraznenii-pdk
https://www.barrier.ru/karta-vody/
Водный след продуктов питания
https://evgenii.com/water-footprint/ru/
Виртуальная вода
https://bioalternative.files.wordpress.com/2014/05/waterfootprint2.png?w=768&h=525
77

78.

Спасибо за
внимание!