курсовая очистка сточных вод. Доклад курсач 4 курс. Доклад Тема лекции Фиторемедиация, как один из перспективных методов очистки сточных вод
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
СЛАЙД 6 Биологические пруды– специально созданные неглубокие водоемы, где протекают естественные процессы самоочищения воды с участием населяющих их организмов. Биопруды представляют собой естественные или искусственно созданные понижения рельефа, служащие для накопления и очистки поверхностного стока. Устройство относится к области очистки сточных вод и предназначено для биохимической очистки и доочистки бытовых и промышленных сточных вод. Пруды могут использоваться как самостоятельные системы очистки, так и для доочистки сточных вод, поступающих с очистных сооружений. В отличие от биоплато, биопруды имеют большую глубину, от 3 до 5 м [87]. Помимо корневищных водных растений, таких как озерный камыш, тростник, узко- и широколистный рогоз и элодея, традиционно применяемых на биоплато, в биопрудах также используются интродуцирующие водные растения: плавающие – водный гиацинт (eichhornia crassipes) и ряска (Lemna a Spirodella spp.) или погруженные – харовые водоросли и рдест плавающий. Известно, что среди указанных растений наибольшей способностью извлечения загрязняющих веществ обладает водный гиацинт [88]. Исследования С. В. Лялина, Е.В. Соколова и И.В. Машникова [89] показывают эффективность доочистки воды в прудах с эйхорнией от органических веществ (по БПК) до 95%, взвешенных веществ – 80%, соединений азота – 80%, сульфатов – 50%. Эффективность очистки в биопрудах от ионов тяжелых металлов может достигать 98% [90, 91]. Как правило, биопруды устраиваются на основании существующих водотоков и постоянно заполнены водой (wet pond), но существуют и «сухие биопруды», заполняемые только в период поступления стока (dry pond). Очистка от грубодисперсных примесей и ассоциированных на их поверхности загрязнений осуществляется за счет осаждения. Растворенные примеси могут быть извлечены за счет адсорбции на мелких частицах взвеси и биологическим поглощением, осуществляемым в основном фитопланктоном. Дополнительным фактором выступает ультрафиолетовое обеззараживание воды, длительное время находящейся в сооружении, под действием солнечных лучей. В Москве построено около 40 биопрудов для очистки поверхностного стока. Многолетний опыт эксплуатации этих сооружений показал, что основным их недостатком является низкая степень очистки от взвешенных веществ – 10-20% вместо предусмотренных 80% [92; 93]. Обслуживание биопрудов схоже с обслуживанием биоплато. При этом их осушение для удаления осадка является значительно более простой процедурой за счет отсутствия плотных зарослей растительности. На рисунке представлен план биопруда.  1-подводящий лоток; 2-решетки с плавающими водными растениями.Устройство представляет из себя биопруд с подводящим лотком 1, в водоеме имеются каналы, образованные параллельными бермами, в каналах помещены решетки 2 с плавающими водными растениями. Каналы имеют поворотные зоны. Таким образом, изменяются направления движения сточных вод по горизонтали и по вертикали. По горизонтали- чередующимися рядами насаждений камыша, прижимающими поток к береговым и поворотным зонам. Изменение направления движения сточных вод по вертикали достигается чередующимися рядами полупогруженной растительности, имеющей мощную корневую часть, которые прижимают поток к донным зонам, занятой погруженной растительностью. На параллельных участках каналов чередуясь с рядами решеток 2, установленны затопленные на 0,5-0,7 м поперечные дамбы с насаждениями водно- воздушных растений с погружными корнями и жесткими стеблями , не доходящие до берм, что дает возможность направить поток в береговую зону для более полного использования накопленного в ней в результате фотосинтеза водных растений растворенного кислорода и повысить коэффициент объемного использования сооружения, на поворотных зонах так же установлены затопленные на 0,5-0,7 м дамбы. Зоны со свободно плавающей полупогруженной высшей водной растительностью в решетках 1 направляют поток вертикально в придонные области, занятые погруженной растительностью. В результате повышается коэффициент объемного использования сооружения, и большее количество кислорода, накапливаемого в береговых, поворотных и придонных зонах в результате фотосинтеза водных растений, вовлекается в химические процессы окисления органических и некоторых неорганических загрязнений. При этом повышается эффективность доочистки сточных вод в биопруде[АЮ]. Биопруды подразделяются на анаэробные, аэробно-анаэробные (факультативно аэробные), аэробные; а так же на высоко- и низконагружаемые; проточные и контактные. Анаэробные условия наблюдаются в присутствии избытка органических веществ и недостатка кислорода. Удаляется 80– 90% ХПК при времени пребывании воды в сооружении 40– 50 сут. После анаэробной очистки требуется дальнейшая очистка сточной воды в серии проточных аэробных прудов или, если принят контактный метод очистки, в том же пруду, но в аэробных условиях. В России анаэробные пруды практически не используются в силу невысоких среднегодовых температур и образования большого количества дурнопахнущих газов при функционировании таких прудов. Аэробно-анаэробные пруды имеют глубину более 1, 5– 2 м и аэрируются за счет естественных процессов. В зависимости от климатических условий, от содержания загрязнений в сточной воде и от требований к качеству очищенной воды нагрузка в аэробноанаэробных прудах колеблется в пределах 10– 300 кг БПК/га сут. В аэробных прудах с естественной аэрацией насыщение воды кислородом происходит вследствие естественной атмосферной аэрации и фотосинтеза. Такие пруды имеют небольшую глубину (0, 3– 1 м), хорошо освещаются и прогреваются солнечными лучами, в результате чего интенсивно развиваются планктонные водоросли и донные высшие растения. Очищаемая вода движется в них с очень малыми скоростями. Время пребывания воды в этих прудах колеблется от 7 до 20 суток. Достоинства прудов с естественной аэрацией – простота устройства и обслуживания, минимальные эксплуатационные затраты. Недостатки – невысокие скорости изъятия и биологического окисления органических загрязнений, для очистки требуются большие площади. Аэробные пруды с искусственной аэрацией из-за интенсификации в них биохимических процессов занимают в 10– 15 раз меньшую площадь, имеют значительно меньший объем и глубину до 4– 6 м. Требуемая степень очистки воды в них обычно достигается за 1– 3 суток. По сравнению с прудами с естественной аэрацией в биопрудах с искусственной аэрацией водоросли развиваются менее активно. Это снижает объем вторичной биомассы и загрязнение воды продуктами метаболизма водорослей. Однако строительство и эксплуатация искусственно аэрируемых прудов обходятся дороже, увеличиваются эксплуатационные затраты [6]. В контактных биопрудах с искусственной аэрацией очистка проводится в два этапа – аэрация и осаждение. В период аэрации сточные воды подаются в пруд, но не удаляются из него. При прекращении аэрации ил оседает и осветленная вода отводится из пруда. Чередование аэрации и осаждения осуществляется в автоматическом режиме управления. В контактных биопрудах с естественной аэрацией отстоенная сточная вода при необходимости разбавляется 3 -5 объемами чистой воды и напускается в мелкие непроточные пруды. Через 20 -30 суток вода спускается и вновь заполняется разбавленной сточной водой. Качество очистки в таких непроточных прудах выше, чем в проточных. В серийных прудах, устанавливаемых обычно на местности, имеющей уклон, неразбавленная сточная вода проходит последовательно через 4– 6 ступенчатый каскад прудов. Разведение рыбы в таких прудах бывает возможно после прохождения 3– 4 ступеней. СЛАЙД 7 Биоплато, известные в мировой практике как constructed wetland, представляют собой мелководную территорию произвольной формы с зарослями высших водных растений (ВВР), создаваемую в пониженных участках рельефа местности [78] или на специально обвалованных территориях (рисунок 7 ). Биоплато являются наиболее распространенными биоинженерными сооружениями в отечественной практике очистки сточных вод. В большинстве случаев ВВР представлена тростником обыкновенным, рогозом узколистным и широколистным, камышом озерным. Биоплато, как правило, применяются для глубокой доочистки сточных вод, а вода, подаваемая на них, проходит предварительную очистку [79; 80]. Степень очистки от соединений азота на таких площадках колеблется в пределах 2,5-97%, от тяжелых металлов – 14-90%, от нефти и нефтепродуктов можетдостигать почти 100% [81].  Рисунок 7 – Биоплато 1 – трубопровод подачи воды на очистку; 2 – постоянные слой воды; 3 – ВВР; 4 – грунт для высадки ВВР Вода проходит в горизонтальном направлении, фильтруясь через заросли высшей водной растительности [82;83;84;85]. В случае только горизонтального направления движения стоков очистка основана на эффекте отстаивания и биохимической очистке под действием ВВР, а также находящихся на их стеблях макрофитов микроорганизмов биопленки. Большей эффективностью обладают биоплато с движением воды через корнеобетаемый слой почвы. Таким образом, удается задействовать не только водно-воздушную, но и ризосферную часть растений. Поглощающая поверхность корней в 10-15 раз больше площади, занятой растениями, а поглощающая способность их в 5–8 раз выше, чем у водно-воздушной части растений. Движение воды может быть как вертикальным, так и горизонтальным [86]. Обслуживание биоплато заключается в периодическом осмотре и очистке от мусора основных элементов сооружения, контроль за численностью и составом растительности, удалении осадка из сооружения. Удаление осадка, как правило, производится при осушении сооружения, что в случае биоплато представляет значительные сложности из-за присутствия растительности. Общими недостатками для всех биоплато являются сложные системы управления процессом очистки, а также благоприятные условия для развития насекомых, что ограничивает возможность их применения в городской среде. Комплекс очистных сооружений биоплато круглогодично работает как саморегулирующая система. Поступление сточных вод с одного блока сооружений к другому осуществляется самотеком. Подача сточных вод на очистку осуществляется таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия развития высшей водной растительности на поверхности блоков сооружений. Извлечение загрязняющих веществ из воды системой "биоплато" происходит путем прямого поглощения корнями высших водных растений растворенных в воде минеральных веществ, в том числе биогенных элементов. При этом в водоемы и подземные воды поступают стабильно восстановленные возвратные воды, что предотвращает загрязнение окружающей среды аварийными сбросами и существенно снижает риски возникновения чрезвычайных ситуаций от сброса недостаточно очищенных традиционными способами возвратных вод, так как на эффективность работы биоплато не влияют перебои в подаче электроэнергии. Кроме того, они обладают значительной буферностью и выдерживают значительные колебания концентраций примесей на входе без существенного ухудшения качества возвратных вод на выходе[АЮ]. В комплекс очистных сооружений биоплато входят такие элементы: отстойник- септик; блок обезвоживания осадка отстойника; фильтрационные блоки, предназначенные для удаления мелких фракций взвешенных веществ и растворенных примесей; блок поверхностного биоплато, предназначенного для более глубокой очистки от растворенных примесей и удаления мелких фракций взвешенных веществ, которые представляют собой искусственные или естественные плантации высших водных растений. Существуют также наплавные и русловые биоплато, очищающие воду от поверхностных и растворенных примесей. Они представляют собой сооружения из плавающей сетки, в ячейках которой укореняются водные растения с развитой корневой системой[АЮ]... |