Файл: Реферат по дисциплине Введение в специальность Тема реферата Способы очистки сточных вод на судах Студент 1 курса заочного отделения.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота

имени адмирала С.О. Макарова»
Кафедра теплотехники, судовых котлов и вспомогательных установок

Реферат по дисциплине «Введение в специальность»

Тема реферата

Способы очистки сточных вод на судах

Студент 1 курса заочного отделения

специальности «Эксплуатация СЭУ» С. В. Сердюк
Руководитель

к.т.н., доцент Д. В. Коняев

Санкт-Петербург

2020

Содержание

Перечень условных обозначений

БПК – биологическая потребность в кислороде.

ВВ – взвешенные вещества.

ВОЗ – всемирная организация здравоохранения.

МАРПОЛ - 73/78 – Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов.

СВ – сточные воды.

УБО – установка биологической очистки.

УФ – ультрафиолетовое.

IMO (International Maritime Organization) – международная морская организация.

Введение

Загрязнение биосферы, в том числе источников водоснабжения, является реальным фактором, который оказывает отрицательное влияние на здоровье людей. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) от использования некачественной питьевой воды каждый год в мире страдает каждый десятый человек.

---

На качество воды оказывают значительное влияние находящиеся в ней вещества и соединения в различных концентрациях. Превышение концентрации некоторых загрязняющих веществ может оказывать пагубное воздействие как на человека, так и на биологическую обстановку в водном объекте.

Судоходство является одним из источников загрязнения внутренних и территориальных вод. Следовательно, при сбросе сточных вод после производственных процессов требуется осуществлять извлечение вредных веществ и добиваться установленной предельно допустимой концентрации в сточных водах.

Поэтому очистка сточных вод на сегодняшний день является одной из самых актуальных проблем человечества.

Очистка сточных вод – обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

1. 
   Основные показатели сточных вод и экологические нормы качества стоков, сбрасываемых в водоемы с судов
   

Согласно Конвенции МАРПОЛ -73/78, термин «сточные воды» (СВ) означает:

- стоки и прочие отходы из всех типов туалетов, писсуаров и унитазов;

- стоки из медицинских помещений (амбулаторий, лазаретов) через расположенные в таких помещениях раковины, ванны и шпигаты;

- стоки из помещений, в которых содержатся живые животные;

- прочие сточные воды, если они смешаны с перечисленными выше стоками.

К сточным водам относят также хозяйственно-бытовые воды:

- стоки из умывальников, душевых, прачечных, ванн и шпигатов;

- стоки из моек и оборудования камбуза и других помещений пищеблока.

В зависимости от состава СВ определяется метод их очистки. Степень загрязненности СВ характеризуют следующие показатели:

БПК₅. мг/л — биохимическая потребность в кислороде, необходимом для разложения органических загрязнений, содержащихся в 1 л СВ, в течение 5 суток при температуре 20°С без доступа воздуха и света, которая возрастает с повышением содержания органических веществ в сточных водах. Затрата кислорода на биохимическое разложение загрязнений приводят к уменьшению его содержания в морской воде, что отрицательно влияет на биологическое равновесие.

ВВ, мг/л — количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 л СВ. Определяется путем фильтрации и последующего взвешивания отфильтрованных загрязнителей. Повышение содержания взвешенных частиц в воде снижает ее светопроницаемость (приводит к помутнению воды).

---

Прозрачность – косвенный показатель загрязненности СВ, по которому можно дать предварительную оценку эффективности работы очистного оборудования.

Коли-индекс, шт./л или шт./100 мл – количество бактерий группы "коли" (Coli - кишечная палочка), которые содержатся в 1 л СВ. Отношение двух чисел, например 250/100, означает, что 250 бактерий коли содержатся в 100 мл воды или 2500 бактерий в 1 л воды. Обычно значение коли-индекса судовых фекальных стоков составляет от 10¹⁰ до 10¹² 1/л, а для хозяйственно-бытовых и фановых вод от 10⁷ до 10⁹ 1/л.

Коли-титр, 1/л — наименьшее количество воды, в котором обнаружена одна кишечная палочка. Если значение коли-титра воды равно 1/300 л, то это полностью исключает выживание болезнетворных микроорганизмов. Коли-титр характеризует бактериальную загрязненность сточных вод.

pH – водородный показатель – количество ионов в растворе, характеризующий нейтральность воды (pH <7 – среда кислая, pH 7 – среда нейтральная, pH > 8 – среда щелочная). Наиболее благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов в судовых сточных водах является нейтральная реакция воды, (значение pH от 7,2 до 7,5).

Количество свободного активного хлора – используется в случае применения для обеззараживания СВ хлорсодержащими веществами.

В соответствии с требованиями IМО установлены предельные нормативные значения характеристик сточных вод, сбрасываемых в водоёмы после их очистки:

- биохимическое потребление кислорода, значение БПК₅ не более 50 мг/л;

- количество взвешенных веществ, значение ВВ не более 100 мг/л;

- коли-индекс, значение не более 250/100 мл (не более 2500 в 1 л);

- количество свободного хлора, значение не более 5 мг/л.

В связи с этим все суда должны быть оснащены следующим оборудованием:

- установкой для обработки и обеззараживания СВ с последующим сбросом очищенных вод за борт;

- сборными цистернами для накопления СВ с системой выдачи, на суда-сборщики с последующей передачей на специальные береговые приемные сооружения.

2. 
   Методы обработки сточных вод на судах
   

В мировой практике используют различные способы очистки СВ, базирующиеся на трех основных методах: физическом, химическом и биологическом. Однако на практике чаще всего применяют их комбинации – механический, физико-химический, биохимический и электрохимический методы.

---

1. 
   Механический метод
   

Данный способ очистки основан на отделении из СВ крупных загрязнителей (бумаги, ветоши и т.д.) с последующим их измельчением. Для этой цели могут использоваться простые фильтрующие сетки или решетки, задерживающие загрязнители, которые затем периодически удаляются. Обычно процесс их удаления осуществляется вручную, что требует значительных трудозатрат и является достаточно неприятной операцией. Для исключения ручного процесса используют фильтры барабанного типа, в которых очистка фильтрующей поверхности от задержанных загрязнителей механизирована. Далее СВ отстаивается и очищается при помощи механических фильтров, или центрифуг. Очищенная вода перед сливом за. борт обеззараживается. При механической очистке из стоков удаляется до 80 % ВВ. Следует отметить, что механические фильтры не в состоянии обеспечить требуемую степень очистки СВ от растворённых органических веществ и мелких взвесей. Степень очистки СВ этим способом не удовлетворяет современным требованиям, поэтому его комбинируют с другими методами.

2. 
   Физико-химические методы очистки
   

В судовых СВ до 60 % органических загрязнителей находятся в коллоидном состоянии, что не позволяет удалить их фильтрацией или отстаиванием. Коллоиды представляют собой не кристаллизующиеся мелкие вещества диаметром менее 0,0001 мм, характеризуются наличием сил, поддерживающих взвесь в дисперсном состоянии в течение длительного периода времени. Поэтому для разделения коллоидной суспензии, например, посредством силы гравитации, необходимо выполнить агломерацию (присоединение и накопление) коллоидных примесей с образованием относительно крупных частиц, так называемых хлопьев загрязнений. Чаще всего эта задача решается с помощью химической обработки СВ.

На базе этого метода разработан ряд способов очистки, из которых наибольшее распространение получили: очистка с помощью химических реагентов, электрохимическая, реагентно-напорная флотация, озонирование и испарение.

1. 
   Очистка с помощью химических реагентов.
   

Наибольшую сложность представляет удаление из СВ органических загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии. Отдельные частицы удерживаются на определенном расстоянии друг от друга благодаря действию электрических сил отталкивания, вызываемые положительно заряженными ионами, которые адсорбируются из раствора на поверхности этих частиц.

---

Величина сил отталкивания, развиваемых заряженным двойным слоем ионов на поверхности частиц, называется электрокинетическим потенциалом.

Между любыми двумя частицами вещества возникают силы взаимодействия, вызывающие притяжение и отталкивание частиц. Беспорядочное движение коллоидов (броуновское движение), вызываемое "бомбардировкой” частиц молекулами воды, обусловливает увеличение сил взаимодействия. Однако в тех случаях, когда силы отталкивания превосходят силы притяжения, коллоидная система остается в дисперсном состоянии. Чтобы изменить это состояние и довести его до соединения (слипания) частиц в СВ вводят специальные коагулянты.

В качестве коагулянтов обычно применяют хлорное железо, железный купорос, сернокислый алюминий и реже соли магния, цинка, титана. При добавлении в воду они вступают в реакцию с загрязнителями, способствуя их коагуляции. Коагуляция дестабилизирует дисперсную систему, образованную взвешенными в воде загрязнителями, способствуя соединению и слипанию частиц. Сущность химической коагуляции состоит в разделении коллоидного раствора на две фазы: растворитель и студнеобразная масса.

Наибольшее применение получил сернокислый алюминий (сульфат алюминия), который получают путем обработки серной кислотой сырой или обожженной глины (каолин, бокситы). В результате гидролиза солей в растворе образуются многозарядные ионы металлов, которые уменьшают силы отталкивания между коллоидными частицами путем сжатия диффузной части двойного электрического слоя, окружающего отдельные частицы. После нейтрализации сил отталкивания любое легкое перемешивание раствора приводит к сталкиванию частиц, а силы притяжения заставляют частицы слипаться друг с другом, что приводит к образованию крупных хлопьев.

Установки, использующие описанный принцип очистки СВ, выпускаются фирмами «Атлас» (Дания), «Электролюкс» (Швеция), «Аквадам» (Япония), «Эльсан Коваль» (Англия). Принципиальная схема такой установки приведена на рис. 2.1.



Рис. 2.1. – Принципиальная схема установки физико-химической обработки сточных вод

К недостаткам таких установок относятся:

- большой расход химических препаратов – от 500 до 700 г/м³;

- необходимость специальных резервуаров для растворения, хранения и дозировки химических препаратов;

---