Практическая работа по дисциплине «Экология» для ТГУ



Практическая работа № 4. Методы и сооружения очистки сточных вод

Тема 2. Влияние современной антропогенной деятельности на биосферу

Цель работы: получение знаний в области очистки сточных вод, охраны гидросферы; формирование практических навыков при выборе методов и средств очистки вредных сбросов в водные объекты.

Задачи:

  • изучить теоретический материал;
  • освоить методы очистки сточных вод;
  • изучить сооружения для очистки сточных вод.

Учебные вопросы

  1. Назовите основные загрязняющие вещества производственных и бытовых сточных вод.
  2. Какие способы очистки и обеззараживания сточных вод существуют?
  3. В чем заключается принцип биологических методов очистки сточных вод?
  4. Назовите физико-химические методы очистки сточных вод.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о процессах образования сточных вод;
  • принципах химической и биологической очистки сточных вод;

знать:

  • методы очистки сточных вод;
  • современные технологии очистки сточных вод;
  • устройства и сооружения для очистки сточных вод;

уметь:

  • оценивать качество очистки сточных вод;
  • применять полученные знания при проведении природоохранных мероприятий;

владеть:

  • системным подходом к решению задач по снижению экологического риска в области профессиональной деятельности;
  • навыком принятия решений по обеспечению экологической безопасности;
  • методами реализации мер экологической безопасности.

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

  • изучить теоретический материал;
  • выполнить практическое задание;
  • ответить на контрольные вопросы.

Практическая часть

Задание 1

  1. Изучить методы очистки производственных сбросов.
  2. Получить у преподавателя вариант задания.
  3. Определить виды загрязнения.
  4. Установить приемлемые методы очистки сточных вод. Выбрать нужные очистные сооружения.
  5. Сделать описание состава сточных вод для составления схемы очистки и подбора сооружений (указаны в вариантах задания и в таблице 1).
  6. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1. Данные для выбора методов очистки сточных вод

Тип загрязняющих веществ Группа загрязнений Методы очистки сточных вод
Грубодисперсные взвешенные вещества Взвешенные вещества с размером частиц более 0,5 мм Просеивание
Первичное отстаивание без реагентов
Фильтрация
Грубодисперсные эмульгированные частицы Капельные загрязнения, органические вещества, не смешивающиеся с водой Гравитационная сепарация
Фильтрация
Флотация
Электрофлотация
Микрочастицы Взвешенные вещества с размером частиц более 0,01 мм Фильтрация
Коагуляция
Флокуляция
Напорная флотация
Песок Мелкая твердая фракция Отстаивание
Песколовки
Стабильные эмульсии Нефтепродукты в количестве более 5 мг/л; вещества, экстрагируемые серным эфиром Тонкослойная седиментация
Напорная флотация
Электрофлотация
Коллоидные частицы

оксида железа,

суспензии, пены, эмульсии

Размер частиц от 0,1 до 10 мкм Микрофильтрация
Электрофлотация
Едкие жидкости Различные кислоты (азотная, серная, соляная, ортофосфорная, уксусная эссенция и составы из них, такие как аккумуляторная жидкость, флюсы для пайки и др.), где рН < 7;

щёлочи (едкое кали, едкий натр, концентрированные растворы аммиака), в которых рН > 7;

другие опасные соединения (бихроматы, кальцинированная сода, карбонат калия или аммония, нитрат серебра, концентрированные растворы перекиси водорода, отбеливатели, растворы йода)

Нейтрализация
Масла Концентрация масел более 10 мг/л Гравитационная сепарация
Флотация
Электрофлотация
Фенолы Концентрация фенолов

0,5–5 мг/л

Биологическая очистка + озонирование
Сорбция активированным углем
Концентрация фенолов

5–500 мг/л

Биологическая очистка
Флотация
Биологическая очистка
Коагуляция
Озонирование
Содержание органических примесей

10000–1200000 мг/л

Циклогексанол, бензол, бутадиен, ацетилен, мочевина, белки, жиры, СПАВ Биологическая очистка
Химическое окисление (озон)
Сорбция активированным углем
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа,

Cd2+ – ионы кадмия

Концентрация Cu2+, Zn2+, Ni2+, Feобщ, Cd2+

5–100 мг/л

 

Электрофлотация
Реагентный метод
Отстаивание
Электродиализ
Электрокоагуляция
Ультрафильтрация
Ионный обмен
Цианиды Концентрация CN

1–10 мг/л

Химическое окисление
Электрофлотация
Электрохимическое окисление
Хром (VI) Концентрация Cr6+

1–100 мг/л

Химическое восстановление
Электрофлотация
Электрохимическое восстановление
Электрокоагуляция
Сульфаты Концентрация (SO4)2– > 2000 мг/л;

Концентрация (SO4)2– < 2000 мг/л

Реагентный метод
Отстаивание
Фильтрация
Вакуумное выпаривание
Нанофильтрация
Обратный осмос
Хлориды Концентрация Cl > 300 мг/л Обратный осмос
Вакуумное выпаривание
Электродиализ
Поверхностно-активные вещества Анионные и неионогенные ПАВ Флотация
Электрофлотация
Сорбция активированным углем
Анионные, катионные и неионогенные ПАВ Ультрафильтрация
Нанофильтрация
Озонирование
Азот общий, азот аммонийный Капролактам, сульфат аммония Нитри-, денитрификация
Флотация
Биофильтры
Иловые поля
Фосфаты, общий фосфор Водорастворимые удобрения – суперфосфат;

труднорастворимые удобрения – фосфоритная мука

Биологическая очистка активным илом
Коагуляция
Эфирорастворимые вещества Нефтепродукты Нефтеловушки
Флотация
Песчано-гравийные фильтры
Биологическая очистка активным илом
Ртуть хлористая Стоки гальванических, красильных и меховых фабрик, химических и кожевенных производств Реагентный метод
Сорбция
Электрокаталитический метод
Карбофос Пестициды Адсорбция
Фтор Стоки горных, химических и металлургических производств Сорбция
Соединения металлов,

 

Кадмий, хром, медь, никель, цинк, алюминий (в т. ч. остаточный), свинец, железо, калий Сорбция активированным углем
Электрофлотация
Анилин Аминосоединения ароматического ряда Адсорбция
Экстракция
Ионный обмен
Полициклические соединения Бенз(а)пирен, бифенилы Биологическая очистка
Коагуляция
Флокуляция
Ароматические соединения Углеводороды – бензол, толуол, ксилол Экстракция
Адсорбция
Неорганические соединения Тетраэтилсвинец, соединения бериллия, титана, ртути, хрома шестивалентного и оксида углерода, соединения бора, соли натрия, лития и магния Биологическая очистка активным илом
Лигнин Сточные воды целлюлозно–бумажного производства Коагуляция
Кора Сточные воды целлюлозно–бумажного производства Процеживание
Смолы Нефтепродукты Отстаивание
Фильтрация
Флотация
Плотный осадок Песок, шлам, зола Фильтрация
Отстаивание
Избыточный ил Иловые поля
Органические красители Сточные воды красильно-отделочного производства Сорбция
Фильтрация
Биологическая очистка активным илом
Реагентные методы
Сероводород Нефтепродукты Сорбция
Белки, углеводы Бытовые сточные воды, отходы пищевой промышленности Биологическая очистка активным илом
Жирные кислоты Бытовые сточные воды, отходы пищевой промышленности Биологическая очистка активным илом (анаэробная стадия)
Взвешенные вещества Хлопья ила Флотация
Коагуляция
Твердая фракция Металлический лом, шлам Процеживание

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Твердые мелкие фракции
Эфирорастворимые вещества Химические вещества
Сульфаты
Хлориды
Анилин

 

Вариант 2

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Твердые мелкие фракции
Ртуть хлористая Химическое вещество
Карбофос
Фенол
Металлический лом Твердая фракция
Эфирорастворимые вещества Химические вещества

 

Вариант 3

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Крупные фракции
Микрочастицы Хлопья ила
Эфирорастворимые вещества Химические вещества
Алюминий остаточный
Ионы металлов (в растворенном виде):

Zn2+ – ионы цинка

 

Вариант 4

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Песок Мелкая твердая фракция
Микрочастицы Хлопья ила
Металлический лом Твердая фракция
Хлориды химические вещества
Ионы металлов (в растворенном виде):

Zn2+ – ионы цинка

Фенол
Фтор

 

 

Вариант 5

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
Фтор Химические вещества
Соли аммония
Сульфаты
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа,

Cd2+ – ионы кадмия

 

Вариант 6

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Серная кислота Химические вещества
Смолистые вещества
Жирные вещества
Органические вещества
Фенол
Карбофос

 

Вариант 7

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Нефтепродукты Мелкие фракции
СПАВ (поверхностно-активные вещества) Химические вещества
Соли аммония
Фенол
Серная кислота
Ртуть хлористая

 

Вариант 8

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Фенол Химические вещества
Нефтепродукты
СПАВ
Полициклические соединения
Ароматические соединения
Ароматические соединения (углеводороды)
Неорганические соединения

 

Вариант 9

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Неорганические соединения Химические вещества
Фенол
Микрочастицы
Сульфаты
Хлориды
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы свинца,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа,

Cd2+ – ионы кадмия

 

Вариант 10

Состав сточной воды на химическом промышленном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Жидкая мелкая фракция
СПАВ Химические вещества
Нефтепродукты
Органические красители
Фенол
Неорганические вещества
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа,

Cd2+ – ионы кадмия

 

Вариант 11

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Жидкая мелкая фракция
Кора Твердая фракция
Лигнин Жидкая фракция
Смола Твердая фракция
Хлор Химические вещества
Сернистая кислота

 

Вариант 12

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в окорочном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Зола Плотный осадок
Лигнин Жидкая фракция
Плотный осадок Избыточный ил

 

Вариант 13

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в кислотном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Органическая часть Химические вещества
Сульфаты
Органические красители Жидкая фракция

 

Вариант 14

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в варочном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Жидкая мелкая фракция
Органическая часть Химические вещества
Плотный осадок Избыточный ил
Сульфаты Химические вещества

 

Вариант 15

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в очистном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
Органическая часть Химические вещества
Плотный осадок Избыточный ил
Сульфаты Химические вещества

 

Вариант 16

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в отбельном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
Запах Определяется органолептически
Плотный осадок Избыточный ил
Органическая часть Химические вещества
Неорганические вещества

 

Вариант 17

Состав сточной воды на целлюлозно-бумажном предприятии при сульфитном способе варки древесины (в сушильном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Микрочастицы Жидкая фаза
Запах Определяется органолептически
Нефтепродукты Химические вещества
Органическая часть
Плотный осадок Избыточный ил

 

Вариант 18

Состав сточной воды в машиностроении на литейном производстве

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Твердая фракция
Нефтепродукты Химические вещества
Фенол
Кадмий
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля

 

Вариант 19

Состав сточной воды в машиностроении на литейном производстве

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Твердая фракция
Нефтепродукты Химические вещества
Фенол
Кадмий
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа

 

Вариант 20

Состав сточной воды на металлургических заводах (в прокатном цехе)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Твердая фракция
Сульфаты Химические вещества
Цианиды

 

Вариант 21

Состав сточной воды на металлургических заводах (очистка доменного газа)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Твердая фракция
Плотный осадок Избыточный ил
Хлориды Химические вещества
Сульфаты
Цианиды

 

Вариант 22

Состав сточной воды на металлургических заводах (грануляция шлака)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Грубодисперсные взвешенные вещества Твердая фракция
Плотный осадок Избыточный ил
Шлам, металлический лом Твердая фракция
Ионы металлов (в растворенном виде):

Cu2+ – ионы меди,

Zn2+ – ионы цинка,

Ni2+ – ионы никеля,

Feобщ – ионы железа,

Cd2+ – ионы кадмия

Химические вещества
Отработанные масла

 

Вариант 23

Состав органических веществ бытовых сточных вод (в массовых долях)

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
Белки Химические вещества
Углеводы
Жирные кислоты
Жиры, масла
Азот общий
Фосфаты
Хлориды
Сульфаты
СПАВ

 

Вариант 24

Состав ливневых сточных вод

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
Азот общий Химические вещества
Азот аммонийный
Фосфор общий
Фенол
Нефтепродукты

 

Вариант 25

Состав бытовых сточных вод

Виды загрязнений Характеристика

загрязняющего вещества

Взвешенные вещества Хлопья ила
СПАВ Химические вещества
Хлориды
Сульфаты
Калий
Сероводород

 

Алгоритм выполнения проверяемого задания по методам и сооружениям очистки сточных вод

  1. Получить вариант задания у преподавателя.
  2. По характеристике сточных вод различных предприятий определить методы очистки (таблица 1).
  3. Определить типы сооружений (опираясь на теоретическую часть практикума).
  4. Схематично изобразить процесс очистки в зависимости от состава сточных вод (рисунок 1).
  5. Ответить на контрольные вопросы.

 

Форма отчета

Образец

Таблица 1. Данные для выбора технологии очистки сточных вод

вар-та

Виды загрязне-ний Оборудование Утилизация отходов
Механичес-кий метод Физико-химический метод Биологичес-кий метод
ХХ Взвешен-ные вещест-ва, твердая фракция Отстойники,

решетки, сита, песколовки, дробилки

 

Полигон рекультивации
Соединения фенола Флотацион-ные установ-ки, озона-торы Полигон захоронения
Азот аммо-нийный Аэротенки, вторичные отстойники, флотаторы, поля фильт-рации Полигон рекультива-ции

 

 

 

 

 

 

Схема процесса очистки

 

 

Рисунок 1. Схема трехступенчатой очистки сточных вод

 

Контрольные вопросы

  1. В каких случаях применяется механический метод очистки сточных вод?
  2. Что такое активный ил?
  3. В чем состоит принцип работы сооружений биологической очистки сточных вод?
  4. Назовите источники образования сточных вод.
  5. Какие методы применяются при физико-химической очистке сточных вод?
Узнать сколько стоит решение этого задания
(ответ в течение 5 мин.)
X