Вода - это мир вокруг нас.
статья на тему

Министерство образования и науки Амурской области

государственное профессиональное образовательное автономное учреждение

Амурской области

«Амурский колледж строительства и жилищно–коммунального хозяйства».

Кафедра технических дисциплин

Вода - это мир вокруг нас.

Областной конкурс водных проектов.

« Технология водоподготовки, очистки сточных вод и рациональное использование водных ресурсов»

                                       Руководитель проекта                     Н.Ю. Устименко

        Благовещенск, 2016г.

Содержание.                                                        Стр.

Введение.                             3

1.История образования водоснабжения и водоотведения.                         5

2.Источники водоснабжения. Показатели качества природных вод.                   10

2.1Требования к источникам воды.               10

2.2 Качество воды в источниках.                10

2.3 Показатели качества природных вод.                11

2.4 Зоны санитарной охраны.        11

3.  Технологии в водоподготовке.        12

4. Очистка сточных вод.        18

4.1 Химическая очистка        18

2. Биологическая очистка сточных вод                                                              20

5. Рациональное использование водных ресурсов.        22

Заключение.        25

Библиографический перечень.        27

Введение.

  Вода имеет исключительное значение в жизни человека. Известно, что у древних народов наряду с культом Солнца и Огня и других стихий существовал и культ воды.

Сегодня на Земле становиться все меньше воды, пригодной для жизни человека, а так же для жизни растительного и животного мира. Почти треть населения планеты практически не имеет возможности пользоваться чистой питьевой водой. Во многих странах Азии полностью отсутствует система очистки сточных вод, что грозит экологической катастрофой и ведет к необратимому загрязнению поверхностных вод.

Россия является одной из наиболее обеспеченных ресурсами пресных вод стран мира, однако распределены они не равномерно: на районы, где проживает большая часть населения России и находится основная промышленность и сельское хозяйство приходится около 20% речного стока. При этом вода во многих реках этих районов сильно загрязнена, что требует дополнительных расходов на ее очистку.

 Для нужд населения, промышленности и сельского хозяйства в РФ ежегодно забирается из природных водоемов около 90млрд.м3 свежей воды, в том числе около 10млрд. м3-из подземных источников. Крупнейшими         потребителя воды являются сельское хозяйство, теплоэнергетика и питьевое водоснабжение.

В последнее время наметилась тенденция к снижению потребления воды, в частности, в Москве это вызвано сокращением объемов промышленного производства, произошедшего в 90-х годах прошлого столетия, и целенаправленной политикой Мосводоканала по водосбережения: установка счетчиков воды, борьба с потерями воды в водопроводных сетях.

Современные системы водоснабжения и водоотведения городов и населенных мест представляет собой сложные технические системы, обеспечивающие прием природной воды, ее очистку с последующей подачей и распределением воды потребителями, отвод и транспортировку образовавшихся сточных вод, их очистку и сброс в водоем. Основная часть питьевой воды в городах идет на нужды населения в жилые и общественные здания.

С далеких  времен вода служила человеку не только для утоления жажды, по мере развития цивилизации вода выполняет все новые и новые функции. В настоящее время можно выделить пять основных функции воды:

1. Удовлетворение физиологической потребности человека в воде. Эта функция самая важная, именно здесь требуется вода высокого качества, однако в общем объеме водопотребления занимает крайне малое место -человеку требуется 2-3 литра воды в сутки.
2. Санитарно-гигиеническая функция ( личная гигиена человека, мытье посуды, уборка, стирка)
3. Производственная функция воды связана с появлением промышленных ремесел (индустриальное производство, сельское хозяйство, гидро- и теплоэнергетика)
4. Архитектурно-декоративная функция воды возникла в период расцвета древних цивилизаций. Фонтаны, искусственные пруды и водоемы являлись хорошим украшением городского ландшафта.
5. Противопожарная функция стала актуальной с возникновением крупных городов.

Высокое качество питьевой воды, ее эпидемическая и физиологическая безопасность обеспечивает здоровье, благополучие и расцвет нации. Низкое качество воды приводит к эпидемиям, ухудшению здоровья. Поэтому с древнейших времен человек создает системы водоснабжения, изыскивает источники чистой воды, улучшают ее качество.

1.История образования водоснабжения и водоотведения.

  Первые  водопроводные сооружения – колодцы и оросительные каналы – появились в древних цивилизациях Ассирии, Вавилона и Египта. В Египте 4-5 тыс. лет назад проводились масштабные работы по созданию оросительных систем для земледелия, дамб, каналов, примитивных водоподъемных машин. В античном Риме и древней Греции существовали весьма развитые системы подачи, хранения и транспортировки воды, предназначенных для питьевых и хозяйственных нужд. Самыми известными и красивыми сооружениями были знаменитые римские акведуки – арочные сооружения, предназначенные для транспортировки воды через пониженные участки рельефа местности.

Рисунок 1

Рисунок 2        

      Древний Рим имел весьма крупное водопроводное хозяйство. Так во времена Траяна (98-117года), в Риме насчитывалась не менее 9 водопроводов общей длины 443 км. Суммарная суточная производительность этих водопроводов достигала почти 1млн.м3, а на одного жителя приходилось до 1000 л воды в сутки.

     Своим расцветом многие древние цивилизации и государства в значительной степени были обязаны умению народов использовать  (поднимать, отводить, распределять и т.д.) поверхностные воды (а позднее и подземные),  и  прежде всего воды рек для орошения полей и водоснабжения городов.

        На протяжении многих веков в устройстве водоподъемных механизмов основную роль играли простые машины:  рычаг, колесо, блок, ворот, винт, наклонная плоскость. Водоводы сооружались по принципу самотека.

Рисунок 3

В XII—XIV вв в ряде русских городов были построены водопроводы для крепостей  В XV в   был сооружен самотечный родниковый водопровод для Московского Кремля. В 1631 г. в Кремле был построен водопровод, который подавал воду при помощи «водовзводной машины» в водонапорную башню. Для транспортирования воды от водонапорной башни к местам потребления использовались свинцовые трубы.

В 1718 г. по приказу Петра I был сооружен, водопроводный капал для Летнего сада в Петербурге. В 1721 г. сооружаются знаменитые Петергофские фонтаны, которые по своим масштабам и совершенству водопроводной техники превосходят даже столь прославленные Версальские фонтаны.

При Петре I начато также сооружение родникового водопровода в Царском Селе (ныне г. Пушкин), законченного в 1749 г. Для того же Царского Села был построен крупный для того времени (длиной более 15 км) речной водопровод из р. Таицы.

В 1804 г. заканчивается сооружение первого московского городского водопровода, который подавал в город самотеком грунтовую воду из села Б. Мытищи на расстояние около 16 км. До наших дней сохранился акведук мытищинского самотечного водопровода, построенный у села Ростокино для перехода долины р. Яузы.

Мытищинский водопровод в дальнейшем перестраивался и модернизировался; были построены насосные станции, самотечные водоводы заменены напорными. В 1898 г. были построены (около существующего ныне Рижского вокзала) Крестовские водонапорные башни (В.2); они имели стальные баки емкостью по 1875 м3 каждый, расположенные на высоте 30 м над поверхностью земли.

Сооружались водопроводы и в других русских городах. В течение XIX в. в России были построены еще 64 городских водопровода. В 1900 г начал строиться и с 1902 г. вступил в действие первый москворецкий водопровод с приемом воды у деревни Рублево. Однако вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции строительство водопроводов в России развивалось медленно. До 1914 г. были построены водопроводы всего в 215 городах. При этом большая часть этих водопроводов находилась в неудовлетворительном состоянии; норма расхода воды на одного жителя была ничтожной; надлежащей очистки воды не производилось; число домовых вводов было незначительно, и большая часть воды отпускалась населению через уличные водоразборы.

Значительное число городских водопроводов принадлежало частным лицам или компаниям, которые использовали водопроводы как средство наживы, мало заботясь об удобствах и здоровье населения. Такую же эксплуататорскую политику в городском хозяйстве проводили в царской России и органы городского управления.

Городское хозяйство, не поддерживаемое и не ремонтируемое в течение первой мировой войны, пришло за это время в еще большее запустение.

Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила это нетерпимое положение.

С первых же лет Советской власти партия большевиков и Советское правительство проявили исключительную заботу об улучшении санитарного состояния населенных мест и охране здоровья трудящихся. Принятая на VIII съезде ВКП(б) в марте 1919 г. программа партии ставила одной из ближайших задач создание санитарного законодательства и проведение мероприятий по оздоровлению населенных мест и охране водоемов.

В годы борьбы молодого Советского государства с иностранными интервентами многие города и их коммунальное хозяйство подверглись значительным разрушениям. После окончания гражданской войны я разгрома интервентов Советская власть приступила к восстановлению хозяйства страны и в первую очередь промышленности и сельского хозяйства.

За первые десять лет Советской власти в основном было закончено восстановление городского хозяйства, включая водопроводное, проведено установление охранных зон источников водоснабжения, построены новые водопроводы в 74 городах.

За годы первой и второй пятилеток была проведена коренная реконструкция ряда существующих водопроводов и построено более 100 новых городских водопроводов. Удельное водопотребление, т. е. количество воды, расходуемой на одного жителя, возросло в среднем более чем в 4 раза, несмотря на огромный рост численности городского населения.

В годы Великой Отечественной войны все народное хозяйство страны было подчинено нуждам фронта. Водопроводное хозяйство многих промышленных предприятий и населенных мест должно было обеспечивать бесперебойную подачу воды на нужды заводов оборонного значения и на борьбу с пожарами в условиях налетов вражеской авиации, бомбардировок и обстрелов. Советское водопроводное хозяйство успешно справилось с возложенной на него задачей.

После разгрома гитлеровской Германии перед страной встала задача быстрейшего восстановления народного хозяйства.

Восстановление и развитие промышленности требовали соответствующих масштабов водопроводного и канализационного строительства. В области коммунального водоснабжения послевоенный пятилетний план поставил задачу восстановления водопроводов во всех городах, подвергшихся немецкой оккупации, а также дальнейшего расширения существующих и строительства   ряда   новых   городских водопроводов.

Выполнение грандиозной задачи индустриализации нашей страны потребовало строительства крупнейших и весьма сложных водопровод-ьых систем для новых промышленных предприятий и целых промышленных районов.

Было осуществлено строительство громадных районных систем водоснабжения Донбасса, Криворожья, ряда промышленных районов Сибири и Урала.

2. Источники водоснабжения. Показатели качества природных вод.

1. Требования к источникам воды.

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

А) Обеспечивать получение необходимого количества воды с учетом роста водопотребителей;

Б) Подавать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает требованиям потребителей или позволяет достичь его за счет простой и экологической обработки исходной воды;

В) Обеспечивать подачу воду водопотребителям с наименьшей затратой средств;

Г) Обладать такой мощностью, чтобы расчетный отбор воды из него не нарушал сложнейшую экологическую задачу.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для конкретного потребителя требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором он расположен.

2. Качество воды в источниках.

Вода в большинстве рек обладает значительной мутностью, высоким содержанием органических веществ и бактерий, а часто и значительной цветностью.  Наряду с этим речная вода характеризуется относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ.

Качество всех поверхностных вод сильно зависит от атмосферных осадков и таяния снегов, в период паводков их мутность и бактериальная загрязненность возрастает, а жесткость снижается.

Подземные воды, не содержат взвешенных веществ, обладают бактериальной загрязненностью, они могут быть сильно минерализованы.

3.  Показатели качества природных вод.

Природные воды представляют собой воду, в которой находиться растворенные неорганические и органические примеси, нерастворимые примеси – взвешенные вещества и коллоиды, микроскопические водоросли и микроорганизмы, бактерии, вирусы.

Природные воды классифицируются по их минерализации и химическому составу.

Таблица 1-Классификация природных вод по минерализации.

По преобладающему аниону воды делаться на три класса: гидрокарбонатные, сульфатные и  хлоридные.

2.4 Зоны санитарной охраны.

Создание санитарных зон необходимо для предотвращения загрязнения источника хозяйственно-питьевого водоснабжения. Они охватывают эксплуатируемые водоемы и часть бассейна его питания. На этой территории, как правило, организуют три пояса санитарных зон, в каждой из которых устанавливают особый режим, санитарный надзор и контроль за качеством воды в источнике.

3. Технологии в водоподготовке.

Мягкая вода – это не только отсутствие накипи, это увеличенный срок службы оборудования, и снижение развития коррозии.

Если описывать новые технологии водоподготовки, то ее можно разделить на:

1) осветление – коагуляция, отстаивание, фильтрация;

2)  умягчение воды;

3)  дистилляция или удаление солей;

4) дегазация (термическим или химическим способом);

5) устранение запахов.

Чтобы лучше понимать, почему то или иное оборудование применяется при водоподготовке, нужно подробно рассмотреть этапы водоподготовки. Рассмотрению подвергнуться и фильтры, какие могут при этом использоваться.

Первичная механическая очистка предполагает очистку воды от механических и твердых примесей. Здесь стоит механический фильтр с трехступенчатой очисткой. На этой стадии вода очищается от всякого рода включений, видимых вооруженным взглядом. После этого этапа мы уже имеем воду очищенную, но все еще с растворенными примесями.

Все возможные новые технологии, которые идут далее могут варьироваться. То есть может стоять либо какой-то один из них, либо они могут идти друг за другом. Это так называемый новый метод и новая технология водоподготовки. Сюда может входить обезжелезивание, обеззараживание, дегазация, таблетки от накипи и пр.

Обезжелезивание

Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы выветривания, эрозии почв и растворения горных пород. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами промышленных предприятий. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие использования на муниципальных станциях очистки воды железосодержащих коагулянтов, которые применяют для осветления поступающей воды, либо из-за коррозии водопроводных труб.

Соединения железа могут находиться в природной воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии в зависимости от валентности: Fe+2, Fe+3, а также в виде различных химических соединений. Например, двухвалентное железо (Fe+2) почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, а трехвалентное железо (Fe+3) — гидрооксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде, кроме случая очень низкого значения рН. Существует еще одна форма присутствия железа в природной воде — это органическое железо. Оно встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда, который не позволяет частицам сближаться и препятствует их укрупнению, предотвращая образование конгломератов, создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии и тем самым обуславливают мутность исходной воды.

Одним из современных направлений нехимической очистки подземных вод является биологический способ, который основывается на использовании микроорганизмов. Самыми распространенными среди них являются железобактерии. Эти бактерии переводят закисное железо (Fe2+) в окисное (ржавчина Fe3+). Сами по себе эти бактерии не представляют опасности для организма человека, однако продукты их жизнедеятельности токсичны.

Современные биотехнологии основаны на использовании свойств каталитической пленки, образующейся на песчано-гравийной загрузке или на другом подобном мелкопористом материале, например, колонне из активированного кокосового угля, различных синтетических материалов, а также на способности тех самых железобактерий обеспечивать течение сложных химических реакций без каких-либо затрат энергии и использования реагентов. Эти процессы являются естественными и основаны на биологических закономерностях самой природы. Обильное развитие железобактерий отмечается в воде с содержанием железа от 10 до 30 мг/л, однако, как показывает опыт, их развитие возможно даже при концентрации железа в сто раз меньше. Единственное условие — это поддержание кислотности среды на достаточно низком уровне при одновременном доступе кислорода из воздуха, хотя бы в ничтожно малом количестве.

Заключительным этапом биологического обезжелезивания является сорбционная очистка для задержания продуктов жизнедеятельности железобактерий и окончательное обеззараживание воды бактерицидными лучами. При всех своих достоинствах (например, экологичности) и перспективности у биоочистки есть только один недостаток — относительно низкая скорость процесса. Это, в частности, означает, что для обеспечения больших производительностей требуются большие габариты емкостных сооружений. Поэтому широкое распространение находят окислительные и ионообменные методы обезжелезивания.

Окислительные методы обезжелезивания подразумевают использование таких окислителей как воздух, хлор, озон, перманганат калия и др. для ускорения протекания реакции перевода закисной формы железа в окисную с дальнейшим ускоренным осаждением хлопьев железа посредством добавления специальных химических веществ — коагулянтов на осадочных фильтрах. Такая технология в основном применима на крупных муниципальных системах.

Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применяется в основном для умягчения воды. Раньше для реализации этого метода использовались природные иониты (сульфоугли, цеолиты). Однако с появлением синтетических ионообменных смол эффективность использования ионного обмена для целей водоочистки резко возросла.

Дегазация

Коррозионная агрессивность воды обусловлена рядом физико-химических факторов, среди которых одним из главных является наличие в воде растворенных газов. К наиболее распространенным и опасным коррозионно-агрессивным газам относятся кислород и углекислый газ. Известно, что присутствие в воде свободного диоксида углерода в три раза повышает интенсивность кислородной коррозии металла.

Поэтому удаление из воды растворенных газов является важной составной частью технологических процессов водоподготовки. Огромное значение удалению газов из воды придается в микроэлектронике, энергетике и в производстве медицинских препаратов. Современные технологии производства высокочистой воды предъявляют к питающей воде жесткие требования по содержанию углекислого газа перед ее обработкой на установках глубокого обессоливания, например, электродеионизации.

В качестве основных методов удаления растворенных газов используется физическая десорбция, а для удаления небольших остаточных количеств газа – химические методы их связывания. Как правило эти методы требуют высоких затрат энергии, больших производственных площадей, расхода реагентов и, кроме того, могут сопровождаться вторичным микробиологическим загрязнением воды.

Все это привело к появлению нового направления водоподготовки – мембранной дегазации или, как принято обозначать этот процесс в англоязычной литературе, – дегазификации. Мембранной дегазацией (дегазификацией) воды называется процесс удаления растворенных в воде газов с помощью специальной пористой мембраны, проницаемой для газов, но непроницаемой для воды.

Мембранная дегазация основана на использовании специальных мембран большой площади (как правило, на основе полого волокна), размещенных в напорных корпусах. Газообмен происходит в микропорах мембраны, обладающей огромной поверхностью. Благодаря этим факторам достигается компактность установок и снижается вероятность вторичного механического и биологического загрязнения воды.

Мембранные дегазаторы (МД) позволяют удалить растворенные газы из потока воды без его диспергирования; собственно дегазация протекает в системе вода–мембрана–газовый поток. Несмотря на то, что МД в своем составе имеют ультрапористую мембрану, принцип их работы отличен от других мембран (ультрафильтрационных, обратноосмотических): в мембранах дегазатора отсутствует поток жидкости сквозь поры мембраны. Мембрана служит инертной газопроницаемой стенкой, которая разделяет жидкую и газообразную фазы.

Ультрапористые мембраны с размером пор 0,03–0,05 мкм изготавливаются из полимера, например, полипропилена, обладающего высокой гидрофобностью, которая позволяет изолировать поток воды от газовой фазы. Для того, чтобы вода прошла сквозь пористое волокно, необходимо приложить значительное.

Обеззараживание

Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Поскольку все микроорганизмы характеризуются определенными размерами, пропуская воду через фильтрующую перегородку с размерами пор меньшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду. Так, фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующим ТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т. е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1–0,2 мкм.

Умягчение

После обезжелезивания, обеззараживания и дегазации наступает долгожданный момент умягчения. Здесь наибольшее распространение получили два вида бытовых умягчителей воды. Ионообменный фильтр применяют, как в быту, так и на производстве, а обратносаматический фильтр больше применяется в промышленности.

В основе работы водоподготовки и ионообменного фильтра лежат ионообменные процессы. Фильтрующим элементом здесь является смола, в состав которой входят ионы натрия. Они образовывают непрочную связь с ионами смолы. Когда вода попадает в такой фильтр, то ионы кальция и магния легко замещают ионы натрия, образовывая прочные соединения. В результате очень простым способом мы имеем мягкую воду, к тому же обогащенную натрием.

Чаще всего простые установки умягчения воды без подключения к системе водоснабжения – это и есть ионообменный фильтр. Восстанавливается он с помощью обычного солевого раствора. Магнитный фильтр от накипи служит примерно 5-7 лет, прежде чем его после многократных регенераций придется менять. К недостаткам метода можно отнести постоянные затраты на солевой раствор. Это одна из новых технологий водоподготовки воды.

4. Очистка сточных вод.

Сточные воды очищают с целью удалить из них загрязняющие вещества или разрушить их. В процессе очистки образуется загрязняющие вещества в виде твердого отхода, пригодного к захоронению или утилизации, и очищенная вода. Методы очищения известны различные, подразделить их можно на несколько категорий:

• химические;
• механические;
• физико-химические;
• биологические.

4.1 Химическая очистка

Заключается химическая очистка в добавлении специальных реагентов в сточные воды. Эти элементы вступают в реакцию с веществами, загрязняющими воду, и осаждают их в виде нерастворимых в воде соединений, выпадающих в виде осадка. Уменьшение нерастворимых примесей при помощи химической очистки достигает 95%, а растворимых до 25%.

Механическое очищение сточных вод

Механический метод – это отстаивание, фильтрация и флотация сточных вод, при помощи чего из воды удаляются все твердые примеси. В зависимости от размеров частиц для этого используются отстойники, решетки, сита, нефтеловушки, песколовки. Механическая очистка применяется, как правило, раньше, чем химическая, и позволяет удалить из нуждающихся в очищении вод крупнодисперсные загрязняющие вещества. Таким образом вода подготавливается к дальнейшей очистке.

Механическая очистка сточных вод из бытовых стоков выделяет 60-70% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%. Многие нерастворимые примеси из промышленных вод используются затем при производстве.

Физико-химическая очистка

Этот метод нужен для того, чтобы удалить из воды мелкодисперсные, неорганические и органические растворенные вещества. Применяются при этом такие методы как окисление, сорбция, коагуляция, флокуляция, ионообменный метод, электролиз, экстракция, электрокоагуляция.

У физико-химического очищения есть масса преимуществ. При помощи этого метода из воды можно удалить токсичные и биологически неокисляемые примеси, степень очистки более глубокая и стабильная. К тому же этот метод возможно полностью автоматизировать, размеры используемых очистных сооружений тоже значительно меньше, и нет такой чувствительности к изменениям нагрузок. Достаточно легко при помощи механического способа удалить из воды частицы размером 10 мкм и более.

Электролиз при этом способе пользуется особой популярностью. С его помощью органические вещества, содержащиеся в воде, разрушаются, а из неорганических веществ можно извлечь металлы и кислоты. Особенно эффективен метод очистки электролизом на предприятиях: свинцовых, медных, в лакокрасочной индустрии.

Коагуляцией же называется процесс слипания частиц под действием на них различных сил. В результате из скопления мелких первичных частиц образуются агрегаты – вторичные частицы. Применяется коагуляция для ускорения осаждения мелкодисперсных примесей или эмульгированного вещества. Нередко коагуляция происходит непроизвольно, но в данном случае она имеет направленный результат действия химических и физических процессов и добавления к подлежащей очистке специальных веществ – коагулянтов. Хлопья гидроксидов металлов в воде образуются в результате действия коагулянтов и под силой тяжести быстро оседают на дно. Образовавшиеся хлопья адсорбируют загрязняющие сточные воды вещества и очищают воду, осаждаясь вместе с ними.

Флокуляцией называют один из методов коагуляции, когда находящиеся во взвешенном состоянии мелкие частицы под влиянием специально добавленных в воду веществ образуют быстро оседающие рыхлые хлопья. Отличие от коагуляции в том, что тут сбивание в хлопья происходит независимо от контакта частиц, под действием флокулянтов. К природным флокулянтам относят крахмал и декстрин.

4.2 Биологическая очистка сточных вод

Этот метод во всей системе играет большую роль, основан он на использовании закономерностей биохимического и физиологического методов, которыми очищаются природные водоемы. Биологическая очистка сточных вод использует несколько видов сооружений: метанреакторы, аэротенки, биофильтры, биологические пруды.

В биофильтрах через покрытый тонкой бактериальной пленкой слой крупнозернистого материала пропускают подлежащие очистке воды, в результате чего крупные частицы остаются на этом фильтре. Процессы биологического окисления при помощи этой специальной пленки протекают интенсивнее.

Аэротенк представляет собой очень большую железобетонную емкость. Очистка происходит при помощи активного ила, состоящего из микроорганизмов и бактерий. В аэротенках среда для них благоприятна, и развиваются они очень бурно благодаря избытку кислорода и органическим веществам из сточных вод. Чтобы обеспечить активный ил кислородом, в емкость потоком подается воздух. Бактерии там складываются в большие хлопья, которые выделяют ферменты и минерализуют таким образом органические загрязнения. Очищенная вода быстро отделяется от ила, который вместе с хлопьями оседает на дне и стенках. Чтобы омолаживать бактериальную массу ила, во множестве нужны амебы, инфузории и жгутиковые, которые пожирали бы бактерии, не слипающиеся в хлопья.

Способность микроорганизмов использовать органические вещества и соединения как источник питания и окисление загрязняющих веществ в итоге – на этом основана биологическая очистка сточных вод. Это результат функционирования системы активный ил-сточные воды.

Обработку сточных вод, независимо от метода очистки, можно поделить на 3 основные стадии, используемые при любых комбинациях методов. Это первичная, вторичная и третичная стадии обработки. Третичная является экономически самой затратной, поэтому принято использовать 2 первые, берущие на себя 90% операций, а оставшиеся 10% оставлять без внимания. Первичная стадия – отфильтровывание твердых частиц, примесей. Вторичная представляет собой медленную фильтрацию и аэрацию. Третичная стадия всецело зависит от методов очистки и качества стока, проведение ее никогда не бывает одинаковым и однородным.

Так как загрязняющие вещества, находящиеся в сточных водах, многообразны, выбор оптимального метода очистки порой затруднителен. К очищенной сточной воде предъявляются высокие требования. Учитывать при выборе метода следует не только состав сточных вод, но и предъявляемые к очищенной воде требования. Экономическое преимущество имеют замкнутые системы очистки, а экономическая оценка на выбор методов влияет в большой мере.

Какие бы методы не применялись, их основная задача позволить по максимуму использовать очищенную сточную воду в любых технологических процессах и по минимуму сбрасывать ее в окружающую среду.

5.  Рациональное использование водных ресурсов.

Нехватка пресной воды, постепенное уничтожение и усилившееся загрязнение ресурсов пресной воды, получившие широкое распространение во многих регионах мира, наряду с наращиванием объема нерациональной деятельности требуют обеспечения комплексного планирования и рационального использования водных ресурсов. Такой комплексный подход должен охватывать все виды взаимосвязанных пресноводных водоемов, включая ресурсы поверхностных и подземных вод, и должным образом учитывать количественные и качественные аспекты, связанные с водой. Необходимо признать многосекторальный характер освоения водных ресурсов в рамках социально-экономического развития, а также многоцелевое использование водных ресурсов для целей водоснабжения и санитарии, сельского хозяйства, промышленности, городского развития, выработки гидроэлектроэнергии, внутреннего рыболовства, транспорта, отдыха, рационального использования низинных и равнинных земель и других видов деятельности.

Проекты рационального использования воды в целях освоения поверхностных и подземных источников водоснабжения и других потенциальных источников должны быть подкреплены одновременными мерами по охране вод и сведения к минимуму количества отходов. Первоочередное внимание, однако, должно придаваться мерам по предотвращению последствий наводнений и борьбе с ними, а также борьбе с наносами, в случае необходимости.

Для засушливых территорий основной проблемой при опустынивании является недостаток влаги. В условиях богарного земледелия, а также водоснабжения, зависящего от количества и характера выпадения осадков, значительную роль играет технология аккумулирования дождевого поверхностного стока13.

Такое аккумулирование, даже в условиях незначительного выпадения осадков, например 10 мм, может обеспечить получение полезных количеств воды – 100 мыс. л воды на 1 га. Способы аккумулирования стока, насчитывающие не менее 4 мыс. Лет существования, возможны в районах с минимально допустимым среднегодовым количеством осадков 50 – 100 мм. Среди технологических процессов можно отметить: изменения профиля местности (строительство канав или стенок из скальных пород вдоль склонов), расчистка земель (удаление камней и растительности), уплотнение поверхности почв; химическая обработка поверхности почв с целью сокращения скорости просачивания воды и эрозии за счет заполнения пор и трещин (применение солей натрия, силикоза, латекса, битума и воска), покрытие поверхности почв водонепроницаемой пленкой.

Значительную часть потерь воды составляют потери на испарение с поверхности почвы. Помимо различных материалов для мульчирования (стерня, полиэтиленовая и полигравий, алюминиевая фольга, бумага), разработаны принципиально новые методы. Так, внесение в почву после влагозарядкового полива фумигантов типа этилендиброма позволило сократить потери влаги на 30 – 40 %, а в некоторых случаях - 80%.

Большое внимание уделяется антитранспирантам, позволяющим резко сократить транспирационные потери растений. Опрыскивание ими дает возможность уменьшить скорость истощения почвенной влаги для сокращения числа поливов, а также повысить содержание влаги в растениях. Наиболее известны два вида антитранспиранстов: белые отражающие вещества (в частности, каолинит); восковая или латексная эмульсия.

В условиях недостатка влаги был изобретен способ регулирования естественной фильтрации через почву с целью повышение эффективности использования влаги. Это осуществляется с помощью создания асфальтового водосдерживающего экрана на легких песчаных почвах в условиях недостатка влаги

Экономия воды в бытовых условиях.

             Прежде всего, необходимо привести в порядок сантехнику и все оборудование водоснабжения. Часто вода просто течет без всякой пользы, а между тем:

1. Капает из крана, это-24литра в сутки или 720литров в месяц;
2. Течет из крана, это-144литра в сутки или 4000литров в месяц;
3. Течет бачек в туалете, это-2000литров в сутки или 60000литров в месяц.

           Современные кран-буксы с металлокерамическими элементами вместо резиновых прокладок позволит устранить капание из кранов. Применение качественных распылителей – аэраторов на смесителях и душевых установках позволит комфортно пользоваться водой при вдвое меньшем расходе.

Мыть посуду под проточной водой расточительство дважды, кроме воды увеличивается расход моющих средств. Экономнее пользоваться двумя наполненными раковинами. Расход воды снижается в десятки раз.

Необходимо устанавливать в квартирах водосчетчики. Что приведет к экономии воды и уменьшит расходы на оплату ЖКХ.

Заключение.

Рациональное природопользование - система природопользования, при которой:

- достаточно полно используются добываемые природные ресурсы и соответственно уменьшается количество потребляемых ресурсов;

- обеспечивается восстановление возобновимых природных ресурсов;

- полно и многократно используются отходы производства.

Система рационального природопользования позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды. Рациональное природопользование характерно для интенсивного хозяйства.

Вода – единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения.

Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% – на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды.

Вода как химическая субстанция, уникальна по своему строению и по своим свойствам. Вода это прозрачная жидкость без запаха, вкуса и без цвета.

Среди всех веществ имеющихся на Земле, вода, благодаря своеобразию своих физических и химических свойств, занимает исключительное положение в природе и играет особо важную роль в жизни человека. Вода занимает 70% поверхности Земли и составляет 70% массы человека: эмбрион состоит из воды на 95%, в теле новорожденного её - 75%, у взрослого человека - 60%, лишь в старости её количество снижается.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

К самым опасным видам загрязнений морей и океанов относятся: разливание нефти и нефтепродуктов при авариях судов и морских нефтяных скважин, выбрасывание радиоактивных веществ, вынос реками с сельскохозяйственных угодий химических удобрений – пестицидов, сбросы промышленных и бытовых неочищенных сточных вод и т. д. Перенасыщение морских вод этими веществами не только уничтожает биологическую жизнь в морях и океанах, но изменяет состав самой воды и делает ее непригодной для дальнейшего использования человеком.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм.

Нехватка пресной воды, постепенное уничтожение и усилившееся загрязнение ресурсов пресной воды, получившие широкое распространение во многих регионах мира, наряду с наращиванием объема нерациональной деятельности требуют обеспечения комплексного планирования и рационального использования водных ресурсов.

Библиографический перечень.

1.  Агарков, А.П. Управление качеством: учебное пособие / Агарков А.П. 3-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Дашков и К, 2009. - 228 с.

2. Акимова, Т.А., Хаскин, В.В. Экология. - М.: Издательское объединение ЮНИТИ, 2008. - 561 с.

3. Ануфриев, В.Н. Энергосбережение в зданиях: пособие / В.Н. Ануфриев, Н.А. Андреенко; МОО «Экопроект Партнерство». - Минск: Альтиора-Живые Краски, 2011. - 75 с.

4. Аристов, О.В. Управление качеством: учебник / Аристов О.В. - М.: Инфра-М, 2009. - 240 с.

5. Бардовский, В.П., Бордовский, В.П. Экономика: учебник для студентов вузов / Бардовский В.П. / Бордовский В.П., Рудакова О.В., Самородова Е.М. - М.: Форум-ИНФРА-М, 2009. - 672 с.

6. Беккер, А.А., Агаев, Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 2010. - 214 с.

7. Большаков, С.В. Финансы предприятий: теория и практика: учебник для вузов / Большаков С.В. - М.: Книжный мир, 2006. - 617 с.

8. Веснин, В.Р. Менеджмент: учебник / Веснин В.Р. 3-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Проспект, 2009. - 512 с.

9. Волков, О.И., Девяткин, О.В. Экономика предприятия (фирмы) [Текст]: учебник для студетов вузов / Волков О.И., Девяткин О.В., Акуленко Н.Б., Слепухин В.Г.; Рос. экон. акад. им. Г.В. Плеханова. - М.: Инфра-М, 2006. - 601 с.

10. Голик, В.И. Охрана окружающей среды: учебное пособие для студентов вузов / Голик В.И., Комащенко В.И., Дребенштедт К. - М.: Высшая школа, 2007. - 270 с.

11. Гольдштейн, Г.Я. Основы менеджмента: Учебное пособие, изд. 2-е, дополненное и переработанное. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. - 102 c.

12. Грибов, В.Д., Грузинов, В.П. Экономика организаций (предприятия): учебное пособие для студентов вузов / Грибов В.Д., Грузинов В.П., Кузьменко В.А. - М.: Кнорус, 2009. - 416 с.

13. Гусев, А.А. Современные экономические проблемы природопользования: Учебное пособие. - М.: Международные отношения, 2004. - 208 с.

14. Дадеркина, Д.И. Производственные технологии: учебно-методическое пособие для вузов / Дадеркина Д.И., Гавриленко В.Н.; Белорусский государственный экономический университет. - Минск: БГЭУ, 2007. - 91 с.