Особенности анаэробной очистки сточных вод. Основные сооружения
Техника анаэробного метода очистки стоков используется при очистке промышленных сточных вод, при этом производится энергия в виде биогаза, который можно использовать. Особенность анаэробного метода заключается в закислении и сбраживании соединений углерода до получения конечных продуктов в виде метана и оксида углерода. При анаэробном методе в ходе очистки не используется аэрация с применением кислорода, так как процесс очистки сточной воды протекает без контакта с воздухом. Также при биологической очистке стоков образуется лишь небольшое количество избыточного ила. Анаэробные очистные сооружения особенно подходят для очистки сточных вод с высоким и/ или резко изменяющимся уровнем загрязнения по ХПК и БПК, а также для сезонно работающих предприятий. Образующийся в процессе расщепления биогаз может использоваться для получения дополнительной энергии, что является преимуществом данного метода очистки.
Основные сооружения: 1. Решетки ( большой мусор). 2.Вертикальная и горизонтальная песколовка. 3. Первичные отстойники. 4. Аэротенки.
5.Водослив. 6. Плоские щелевые сита. 7. Скорые фильтры. 8. Метантенки
9. Илоуплотнители 10. Фильтр-прессы.
Процессы анаэробного окисления протекают без доступа молекулярного кислорода, при этом источником кислорода в воде служат кислородосодержащие анионы: и т.д. В основе метода лежит способность определенных микроорганизмов в ходе своей жизнедеятельности сначала гидролизовать сложные органические соединения, а затем с помощью метанообразующих бактерий превращать их в метан и угольную кислоту
3.Перечислите условий образования смога в Лондоне и в Лос-Анджелесе и поясните, в чем их сходство и различие.
Условия образования:
1. Неблагоприятная метеорологическая ситуация.
2. Выбросы предприятий.
3. Загазованность от автомобилей.
4. Присутствие озона в атмосфере.
У Лондонского и Лос-Анджелевского смога почти нет сходств. Условия их образования могут сопутствовать друг другу , но в малой мере.
Отличия: 1. Основа смога Лос-Анджелеса фотохимические реакции. В Лондоне они могут только сопутствовать образованию смога. 2. Смог Лос-Анджелеса связан с загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими окислы азота, а смог Лондона связан с загрязнением атмосферы копотью или дымами, содержащими двуокись серы. 3. Наиболее часто Лос-Анджелес «страдает» от смога в августе и сентябре, Лондон, напротив в зимние месяцы. 4. Основным источником для смога в Лос-Анджелесе является бензин, в Лондоне уголь. 5. Обязательным условием для образования смога в Лондоне является безветренная погода, для Лос-Анджелеса это не так важно. 6. Инверсия температуры в Лос-Анджелесе происходит на высоте более километра, а в Лондоне нескольких сотен метров. 7. В Лондоне наблюдается высокая влажность.
Билет №30
1)Концепция устойчивого развития. История становления.
Под понятием устойчивого развития понимается такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности. Иными словами человечество должно научиться "жить по средствам", использовать природные ресурсы, не подрывая их, вкладывать деньги, образно выражаясь в "страховку" - финансировать программы, направленные на предотвращение катастрофических последствий собственной деятельности.
Устойчивое развитие включает в себя два ключевых взаимосвязанных понятия:
1) понятие потребностей, в том числе приоритетных (необходимых для существования беднейших слоев населения);
2)понятие ограничений (обусловленных состоянием технологии и организацией общества), накладываемых на способность окружающей среды удовлетворять нынешние и будущие потребности человечества
Концепция устойчивого развития основывается на пяти основных принципах.
1.Человечество действительно способно придать развитию устойчивый и долго- временный характер, с тем чтобы оно отвечало потребностям ныне живущих людей, не лишая при этом будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности.
2.Имеющиеся ограничения в области эксплуатации природных ресурсов относительны. Они связаны с современным уровнем техники и социальной организации, а также со способностью биосферы справляться с последствиями человеческой деятельности.
3.Необходимо удовлетворить элементарные потребности всех людей и всем предоставить возможность реализовывать свои надежды на более благополучную жизнь. Без этого устойчивое и долговременное развитие попросту невозможно. Одна из главнейших причин возникновения экологических и иных катастроф - нищета, которая стала в мире обычным явлением.
4.Необходимо согласовать образ жизни тех, кто располагает большими средствами (денежными и материальными), с экологическими возможностями планеты, в частности относительно потребления энергии.
5.Размеры и темпы роста населения должны быть согласованы с меняющимся производительным потенциалом глобальной экосистемы Земли.
Становление концепции устойчивого развития неразрывно связано с осмыслением истории человечества.
Основными факторами устойчивого развития являются экономический, социальный и экологический факторы, которые и являются основой триединой концепции устойчивого развития. Экономическая составляющая подразумевает оптимальное использование природных ресурсов и использование экологичных технологий, включая добычу и переработку сырья, создание экологически приемлемой продукции, минимизацию, переработку и уничтожение отходов. Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. В рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Концепция устойчивого развития подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение. Экологическая составляющая должна обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.
2)Методы обессоливания воды. Обессоливание воды означает уменьшение содержания в ней растворенных солей. Этот процесс называют также деионизацией, или деминерализацией. Для морских и засоленных (солоноватых) вод такой процесс называют опреснением.
Классификация способов обессоливания:
термический;
ионообменный;
мембранные;
обратный осмос
электродиализ;
комбинированные.
Старейшим методом получения обессоленной воды (дистиллята) является термический метод - перегонка, дистилляция, выпарка. Основой процесса является перевод воды в паровую фазу с последующей ее конденсацией. Для испарения воды требуется подвести, а при конденсации пара – отвести тепло фазового перехода. При образовании пара в него наряду с молекулами воды переходят и молекулы растворенных веществ в соответствии их летучестью. Важнейшим преимуществом данного метода являются минимальные количества используемых реагентов и объем отходов, которые могут быть получены в виде твердых солей.По характеру использования дистилляционные установки подразделяются на одноступенчатые, многоступенчатые и термокомпрессионные. Наибольший интерес представляет использование выпарных установок в сочетании с ионообменными и реагентными схемами. В этих условиях возможно оптимизировать расход реагентов, тепла и решить как экономические, так и экологические проблемы.
Термический метод позволяет обессолить воду с любым солесодержанием
Термический метод:· минимальные количество реагентов и сброс солей в окружающую среду;· высокое качество воды по взвесям;· возможность получения отходов минимального объема, вплоть до сухих солей;· возможность использования избыточного тепла;· удаление из воды растворенных газов. Недостатки:- необходимость предподготовки; · большие энергозатраты;· большие капзатраты.
Наиболее часто обессоливание воды производят ионным обменом. Это наиболее отработанный и надежный метод. Метод основан на свойстве некоторых веществ обратимо обмениваться ионами с растворами солей. Эти вещества называют ионообменными смолами. Это своего рода твердые электролиты, которые делятся на катиониты и аниониты.1. Катиониты - вещества типа твердых кислот, у которых анионы представлены в виде нерастворимых в воде полимеров.2. Аниониты - по своей сути твердые основания, нерастворимую структуру которых образуют катионы. Их анионы (обычно это гидроксильная группа) подвижны и могут обмениваться с анионами растворов. Химический механизм работы ионообменных смол заключается в последовательном прохождении воды через катионит и анионит. В итоге из воды удаляются катионы и анионы и она тем самым обессоливается. Обменная способность ионообменных смол (ионитов) не бесконечна, постепенно она снижается, и, в конце концов, исчерпывается вовсе. В этом случае требуется регенерация раствором кислоты (катионит) или щелочи (анионит), что полностью восстанавливает исходные химические свойства смол. Эта ценная особенность позволяет использовать их в течение длительного времени.Сложная процедура использования ионообменных смол и их последующей регенерации требует автоматизации, сложной системы управления и необходимое оборудование является довольно громоздким, что ограничивает его применение в быту. В настоящее время данный метод часто включается как один из элементов процесса водоподготовки в частных домах с автономной системой водоснабжения.
Электроосмос.Опреснение на принципе электроосмоса производится в специальных аппаратах, представляющих собой электролитическую ванну, разделенную двумя полупроницаемыми мембранами на три отделения. Исходная вода подается в среднюю камеру. Ионы находящихся в воде солей устремляются сквозь мембраны к электроду, имеющему противоположный заряд. Чистая вода остается в средней камере.Данный метод требует затрат электроэнергии, хотя и является достаточно эффективным. Эффективность составляет более 90%, достигая в некоторых случаях 96%. Мембраны имеют ограниченный срок службы, который максимально составляет 5 лет, а при неблагоприятных условиях эксплуатации - значительно меньше. Кроме того, этот метод, как и большинство других методов использующих полупроницаемые мембраны, требует предварительной подготовки очищаемой воды.Есть и еще одна особенность, которая значительно ограничивает применение данного метода. Это то, что все вещества, которые не превратились при растворении в ионы, не реагируют на электрическое поле. Т.е. большинство органических веществ, бактерий, вирусов и т.п. останется в растворе.