курсовая очистка сточных вод. Доклад курсач 4 курс. Доклад Тема лекции Фиторемедиация, как один из перспективных методов очистки сточных вод
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Доклад Тема лекции: Фиторемедиация, как один из перспективных методов очистки сточных вод План лекции: 1. Структура лекционного материала, 2. Происхождение стоков на НПЗ 3. Типы систем канализаций на НПЗ. 4. Методы очистки сточных вод НПЗ. 5. Установки 1-й и 2-й систем канализации. 6. Принципы работы установок. 7. Описание технологии очистки сточных вод на НПЗ. Цель лекции: Сформировать ориентировочные основы данного материала у студентов для последующего более глубокого изучения. Задачи лекции: 1) Ознакомить студентов с модернизированной схемой очистки сточных вод методом фиторемедиации. 2) Разобрать сооружения очистки сточных вод. 3) Разобрать представление о сооружениях очистки стоков путем их описания и иллюстраций. 4) Выделить границы усредненного качественного и количественного составов сточных вод поступающих на БОС. Контрольные вопросы. СЛАЙД 1. ЧТО ТАКОЕ ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ? Вопрос аудитории: знакомо ли вам это понятие? - да совершенно верно -не совсем так но близко Под фиторемедацией понимают комплекс защитно-восстановительных мероприятий для окружающей среды с использованием растительности. Фитотехнологии внедряются, например при глубокой или дополнительной очистке (доочистке) сточных вод с применением высших водных растений. Фиторемедиация успешно применяется для очистки разных сред от органических токсикантов и от неорганических загрязнений. За основу данного метода взят природный процесс самоочищения водоёмов, в котором большую роль играют макрофиты (полностью погружённая высшая водная растительность). СЛАЙД 2 Существует несколько способов применения растений в рамках фитотехнологий. Ризофильтрация - использование растений в специально разработанных аппаратах для фильтрации загрязнённой воды. В процессе ризофильтрации осуществляется интенсивное аэрирование, что позволяет использовать также наземные растения. Фитоэкстракция заключается в использовании растений для экстрагирования поллютантов и аккумулирования их в тканях, после чего фитомасса собирается и может быть использована в производстве, утилизирована как отход, либо использована для извлечения и рекуперации ценных компонентов. Фитостимуляция представляет собой процесс стимуляции биологической деградации загрязняющих веществ в ризосфере микробами в присутствии растений. Секреция растениями органических веществ, используемых ризосферными микроорганизмами в качестве источника энергии и углерода, способствует данному процессу. Фитодеградация -способность растений разлагать загрязнители, имеющие органическую природу, с помощью ферментов до неорганических соединений, накапливающихся в растении. Применяемые для фитодеградации виды характеризуются наличием обширной плотной корневой системы и высоким уровнем синтеза ферментов деградации Фитоиспарение. Процесс основан на том, что после поглощения некоторые токсиканты могут покидать растение в летучей малотоксичной форме. Если летучее соединение оказывается токсичным, то после испарения растением оно рассеивается в атмосфере до концентраций, не представляющих опасности для окружающей среды. Фитоиспарение может быть использовано для летучих органических соединений и некоторых неорганических веществ, способных переводиться растением в летучее состояние (селен, ртуть). СЛАЙД 3 2. ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ В ФИТО-ОЧИСТНЫХ СИСТЕМАХ Высшая растительность выполняет несколько важнейших функций в ФОС. Растительность – это а) ассимилятор загрязняющих веществ (включение в биомассу), б) загрузка, на которой развиваются прикрепленные бактериальные ценозы: на корнях – в случае полупогруженных растений, на корнях, листьях и стеблях – в случае полностью погруженных растений; в) дополнительный источник автохтонного органического вещества (при отмирании) для процессов денитрификации, метаногенеза, биохимического окисления – крайне важных при удалении ксенобиотиков. Органические соединения разлагаются в ФОС как в аэробных условиях, так и в анаэробных – бактериями, прикрепленными к подземным органам растений (корни, стебли, корневища) и к поверхности загрузки (гравий). Кислород, необходимый для аэробного разложения, поставляется или непосредственно из атмосферы путем диффузии или просачивания кислорода из корней и корневищ макрофитов в ризосфере (в случае ФОС без применения аэрации) и/или из аэрационных систем (в случае ФОС с применением принудительной аэрации). Азот удаляется в ФОС путём нитрификации / денитрификации, процесса анаммокс и ассимиляции растениями. На основе исследования процессов в вертикальных и гибриднх ФОС показано, что нитрификация, денитрификаци, аммонификация и анаммокс происходят одновременно в большинстве этих систем. Однако степень проявления отдельных процессов отличается в разных системах. Фосфор в ФОС удаляется в первую очередь с помощью обменных реакций на поверхности минеральной загрузки, где фосфат вытесняет воду или гидроксильные группы с поверхности гидроксидов Fe и Al. Тем не менее, среды, используемые для вертикальных ФОС (например, мелкий гравий, щебень), как правило, не содержат больших количеств Fe, Al или Са и поэтому удаление фосфора, как правило, низкое. Аэробные условия более благоприятны для сорбции и соосаждения фосфора. Поэтому новейшие ФОС с применением принудительной аэрации позволяют соблюдать достаточно жесткие нормативы по содержанию фосфатов. Известны многочисленные работы, свидетельствующие, что в ФОС активно удаляются ксенобиотики. Процесс удаления происходит за счет биохимических процессов, что подтверждается исследованиями по разложению ароматических соединений, нефтепродуктов, пестицидов и других органических поллютантов. Эффективность удаления токсичной органики в ФОС увеличивается с возрастом сооружения, что свидетельствует о возможности формирования специфического бактериоценоза для каждой сточной воды. Новейшие биологические методы (секвенирование нового поколения, ПЦР, геочипы) позволяют оценивать структуру бактериоценоза и моделировать бактериоценоз с заданными свойствами. Значительное время пребывания воды позволяет обеззараживать сточные воды в ФОС. СЛАЙД 4. 2. СООРУЖЕНИЯ ФИТО-ОЧИСТКИ И ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД К достоинствам биоинженерных сооружений относят высокую эффективность, экологичность, умеренную стоимость строительства и эксплуатации . К недостаткам биотехнологий можно отнести низкую скорость протекания процессов, а также сложность их регулирования и контроля. Рассмотрим сооружения которые осуществляют очистку стоков методом фиторемедиации. Биофильтрационный канал представляет собой открытый канал небольшой глубины (до 1 м), чаще всего трапецеидального сечения, плотно засаженный растительностью и имеющий небольшой уклон для обеспечения самотечного движения воды (рисунок 5). При протекании воды по каналу происходит осаждение взвешенных частиц, сорбция растворенных примесей на почвенных частицах, а также их биологическое поглощение растениями и микроорганизмами. Биофильтрационные каналы располагаются вдоль улиц, парковочных мест или по периметру жилой застройки. Сточные воды после очистки отводятся либо непосредственно по каналу, либо по дренажной трубе, прокладываемой под ним.  Рисунок 5 – Биофильтрационный канал 1 – фильтрующая загрузка; 2 – дренажный слой; 3 – отводящий трубопровод; 4 – растительность; 5 – естественный грунт; 6 - водосборная поверхность; 7 – бордюрный камень; 8 – отверстия в бордюрном камне Эффективность очистки в биофильтрационных каналах составляет: по взвешенным веществам – 81%, БПК – 67%, нитратам – 38%, фосфору – 9%, нефтепродуктам – 62%, Cd – 42%, Cu – 51%, Pb – 67%, Zn – 71%. СЛАЙД 5 Биофильтрационный склон представляет собой наклонный участок территории с растительностью (рисунок 6). Биофильтрационный склон отличается от канала тем, что не имеет русла, а очищаемая вода движется в тонкослойном режиме. Работа фильтрационного склона основана на фильтровании взвешенных частиц при движении через растительность, а также биологическом поглощении загрязняющих веществ растениями и микроорганизмами почвы. Биофильтрационные склоны могут быть засажены как специально подобранной, так и дикорастущей растительностью, а также кустарником и деревьями. Фильтрационные склоны используются для очистки стока как с парковочных площадок и небольших жилых территорий, так и с улиц и автодорог, а также в качестве предочистки перед другими биоинженерными сооружениями, например, фитофильтрами или фильтрационными каналами [73].  Рисунок 6 – Биофильтрационный склон 1 – водораспределительный лоток с гравием; 2 – водораспределительная стенка; 3 – растительность на склоне; 4 – поверхностный сток; 5 – естественный грунт; 6 – водосборная поверхность Оптимальный уклон биофильтрационного склона имеет величину порядка 1% [74; 75]. При больших уклонах значительно снижается доля инфильтрации стока в грунт, а также возможно появление эрозионных процессов. Исследования применения фильтрационных склонов показывают эффективность очистки по взвешенным веществам 35-60%, и до 30-45% по биогенным элементам [76; 77]. Из наиболее распространенных способов доочистки поверхностных стоков является выдерживание их в биологических прудах- отстойниках, в которых концентрация загрязнителей в течение того или иного периода времени снижается до требуемых норм за счет естественного процесса самоочищения, который осуществляется микроорганизмами, водорослями, беспозвоночными организмами и высшими водными растениями - биогидроботанический способ очистки[АЮ]. |