Главная страница
Навигация по странице:

  • Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота

  • Способы очистки сточных вод на судах

  • Перечень условных обозначений

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

  • Методы обработки сточных вод на судах

  • Физико-химические методы очистки

  • Очистка с помощью химических реагентов.

  • Электрохимическая очистка.

  • Очистка реагентно-напорной флотацией.

  • Биохимический метод очистки сточных вод

  • Методы обеззараживания сточных вод

  • Ультрафиолетовое облучение

  • Список использованных источников

    		•

    Реферат Введение в специальность. реферат по ВвСп ЭСЭУ. Реферат по дисциплине Введение в специальность Тема реферата Способы очистки сточных вод на судах Студент 1 курса заочного отделения


    Скачать 0.68 Mb.
    НазваниеРеферат по дисциплине Введение в специальность Тема реферата Способы очистки сточных вод на судах Студент 1 курса заочного отделения
    АнкорРеферат Введение в специальность
    Дата19.02.2023
    Размер0.68 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлареферат по ВвСп ЭСЭУ.docx
    ТипРеферат
    #944843

    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 4

    Введение 5

    1.Основные показатели сточных вод и экологические нормы качества стоков, сбрасываемых в водоемы с судов 6

    2.Методы обработки сточных вод на судах 8

    2.1.Механический метод 8

    2.2.Физико-химические методы очистки 9

    2.2.1.Очистка с помощью химических реагентов. 9

    2.2.2.Электрохимическая очистка. 11

    2.2.3.Очистка реагентно-напорной флотацией. 12

    2.2.4.Очистка озонированием. 13

    2.2.5.Очистка испарением. 14

    2.3.Биохимический метод очистки сточных вод 15

    3.Методы обеззараживания сточных вод 20

    3.1.Хлорирование. 21

    3.2.Озонирование 22

    3.3.Ультрафиолетовое облучение 23

    Заключение 25

    Список использованных источников 26



    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.


    1. 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.


      1. 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;

    - постоянное участие обслуживающего персонала в подготовке реагентов, что затрудняет полную автоматизацию процесса очистки СВ.

    Следует отметить, что степень очистки СВ при химической очистке невелика: по ВВ – 75 - 80 %; по БПК5 – 70 - 75 %. Для повышения степени очистки СВ в состав установки обычно включают доочистные механические фильтры.


        1. Электрохимическая очистка.

    Способ электрохимической очистки основан на пропускании через СВ постоянного тока с помощью погруженных электродов. В этом случае на аноде будет происходить анодное растворение металла, а на катоде будет выделяться водород в виде микропузырьков газа, а частицы загрязнителей будут прилипать к пузырькам водорода и всплывать, образуя на поверхности слой эмульсии. Одновременно с этим и ионы металла от анода будут перемещаться к катоду, при их встрече с гидроксильными группами образуются гидраты закиси или окиси металлов. При использовании железных или алюминиевых электродов в СВ появляются их окиси, которые и являются коагулянтами. Далее происходят процессы коагуляции и флотации и осуществляется очистка СВ. Этот способ очистки ещё называют электрохимической коагуляцией. Установки работающие по этому принципу действия с алюминиевыми электродами, выпускаются в России. В США подобные установки выпускаются фирмой «Дженерал электрик». Во Франции выпускаются установки с алюминиевыми и серебряными электродами, которые позволяют одновременно с коагуляцией обеззараживать очищенную воду.

    Электрохимическая коагуляция требует значительных расходов металла и электроэнергии. Степень очистки СВ невысока: 70 - 85 % по ВВ и 70 - 75% по БПК5. После доочистки и фильтрации СВ степень очистки по ВВ можно довести до 95%.


        1. Очистка реагентно-напорной флотацией.

    Суть этого способа заключается в сочетании химической обработки СВ коагулянтом, путем обеспечения их всплытия на поверхность с последующим удалением хлопьев загрязнителей. Эффективность данного способа зависит как от условий коагуляции, так и от создания оптимальных режимов флотации. Флотацию можно рассматривать как процесс извлечения из жидкости частиц загрязнителей, находящихся во взвешенном или коллоидном состоянии, за счет прилипания их к пузырькам воздуха, образующихся в жидкости или введенных в неё. Прикрепившиеся к пузырькам воздуха частицы всплывают на поверхность, образуя удаляемый слой пены.

    Кроме напорной флотации, с выделением воздуха из раствора, в некоторых очистных устройствах используют флотацию с механическим диспергированием воздуха, т.е. подачей воздуха через пористые материалы и др.

    Сущность способа напорной флотации состоит в том, что из приемного резервуара СВ забираются насосом и перекачиваются через напорный резервуар в приемное отделение флотационной камеры. На всасывающем трубопроводе насоса имеется патрубок для подсоса воздуха. Воздух, поступающий в насос, в результате повышения давления в напорном резервуаре, растворяется в воде. Объем напорного резервуара рассчитан на необходимую продолжительность насыщения. Значение давления, создаваемого насосом для различных вариантов очистки, может находиться в пределах 0,1-0,4 МПа и выше, но чаще всего оно составляет 0,2-0,3 МПа. Количество воздуха, растворяющегося при таких значениях давления и температуры стоков 20-25 °C, составляет около 30 л/кг. Этого количества достаточно для того, чтобы, после резкого снижения давления в приемной части флотационной камеры, образовалась воздухо-водяная эмульсия, за счет выделившихся из раствора микропузырьков, которые, прилипнув к частичкам загрязнений, вынесут их на поверхность.

    Собирающийся на поверхности флотационной камеры шлам в виде пены скребковым транспортером перемещается к шламоотводящей трубе. Очищенная вода удаляется из нижней части камеры за борт.

    Способ очистки СВ флотацией применяется фирмой «Вестингауз» (США).


        1. Очистка озонированием.

    Этот способ основан на высокой окислительной способности озона, который при нормальной температуре окружающей среды разрушает органические вещества, находящиеся в СВ. В процессе озонирования одновременно происходит окисление органических примесей, обесцвечивание, дезодорация, обеззараживание воды и насыщение её кислородом. Как обеззараживающий реагент озон действует в 15 - 20 раз быстрее хлора. Механизм бактерицидного воздействия озона заключается в разрушении ферментов бактерий, что приводит к нарушению обмена веществ клеток и их гибели. Достоинством этого метода является то, что в СВ дополнительно не вводятся никакие дополнительные химические реагенты. В то же время озон является достаточно токсичным газом, его предельно допустимая концентрация в воздухе зоны обслуживания должна быть менее 0,1 мг/л. В судовых условиях получение озона затруднительно вследствие высокого влагосодержания и высокой температуры воздуха, поступающего в разрядный озонатор. Большой расход электроэнергии и химикатов, а также необходимость в частом удалении осадка сдерживают применение этого способа очистки СВ в судовых условиях.


        1. Очистка испарением.

    Проводится путём испарения СВ, с предварительным измельчением загрязнителей, в испарителе с применением обеззараживающих химических реагентов. Испарившаяся жидкость конденсируется и может использоваться вторично. Твердые отходы отводятся в сборную цистерну для сдачи на берег или утилизируются на борту судна. Установки, реализующие способ очистки СВ испарением, выпускаются английскими фирмами «Бабкок и Вилькокс», «Вильсон Валтон».

    Большой расход электроэнергии и химических препаратов, а также необходимость в частом удалении осадка ограничивают применение этих установок на судах.

    Установки, использующие физико-химические методы очистки судовых СВ, получили распространение на судах благодаря таким своим достоинствам, как:

    - малая чувствительность к колебаниям гидравлических характеристик потока воды;

    - возможность полной автоматизации процессов;

    - быстрый выход на номинальный режим работы установки после ввода её в действие;

    - возможность обработки всех видов СВ.

    К недостаткам установок с физико-химическим методом очистки можно отнести следующие:

    - высокие построечные и эксплуатационные затраты;

    - необходимость частых выводов из действия для очистки устройств;

    - сложность системы управления и контроля за работой;

    - необходимость усиленной вентиляции;

    - токсичность химических реагентов;

    - потребность в химических реагентах и специальных электродах, что вызывает дополнительные эксплуатационные расходы;

    - интенсивная коррозия металла оборудования из-за работы в агрессивных средах.


      1. Биохимический метод очистки сточных вод


    Биохимический способ очистки основан на аэробных биохимических процессах, в результате жизнедеятельности определенного набора микроорганизмов (биомассы) в рабочих отсеках очистных установок с принудительной аэрацией, так называемых аэротанках. Часто биомассу называют активным илом. В активном иле содержатся различные группы бактерий, плесневые и дрожжевые грибы. В нем также находятся разнообразные более организованные представители фауны: простейшие, коловратки, черви, личинки, водные клещи, т.е. все виды микроорганизмов, которые обычно присутствуют в СВ. В природе эти микроорганизмы питаются разнообразными веществами, содержащимися в воде. Процесс извлечения из СВ загрязнителей в естественных условиях идет довольно медленно.

    Поэтому в биохимических установках специальными искусственными приемами поддерживается заданный объем жизнеспособных микроорганизмов, обрабатывающий определенный объем загрязнителей за минимально возможное время. Для поддержания требуемой жизнедеятельности микроорганизмов в СВ вводят соответствующее количество кислорода или воздуха. Биохимические процессы в таком случае называются аэробными.

    В несколько упрощенном виде процесс усвоения загрязнителей микроорганизмами можно представить согласно рисунку 2.2. Содержащиеся в СВ загрязнители, в виде растворенных и находящихся в коллоидном состоянии органических веществ, задерживаются на поверхности активным илом, т.е. происходит процесс биосорбции (поглощение растворенных веществ).

    Затем начинается собственно процесс биохимического окисления, который можно разделить на два этапа.

    Первый этап – биохимическое окисление легко окисляемых органических веществ до углекислого газа и воды. Поскольку микробы не имеют специальных органов пищеварения, то все необходимые для их жизни вещества попадают в клетку путем осмотического всасывания через мельчайшие поры клеточной оболочки, а затем усваиваются. Для осуществления данного процесса микробы выделяют специальные вещества - ферменты, которые размельчают питательные вещества до молекулярного состояния и затем помогают их усвоить. Питательное вещество, усвоенное клеткой, перерабатывается в протоплазму клетки. В СВ органические вещества находятся в виде белков, жиров, углеводов, а также в виде продуктов их обмена. Все они довольно активно подвергаются биохимическому разложению, исключение составляют жиры, поэтому количество жиров в поступающей на обработку воде нормировано.



    Рис. 2.2. – принципиальная схема биологической обработки судовых стоков

    Второй этап – синтез клеточного вещества активного ила из оставшихся органических веществ в СВ, за счет освободившейся энергии. На данном этапе размножение микроорганизмов активного ила замедляется из-за недостатка органических веществ, т.е. ил находится как бы в «голодном» состоянии. Это заставляет микроорганизмы активного ила использовать не только органические вещества, поступившие с СВ, но и большую часть органических веществ отмерших микроорганизмов, т.е. минерализовать органическую часть самого активного ила.

    Таким образом, микроорганизмы активного ила, как и любые другие живые существа, зарождаются, развиваются, существуют определенный период времени и затем отмирают. Цикл жизнедеятельности активного ила продолжается строго определенное время. Для того чтобы при благоприятных условиях органические вещества СВ превратились в органическое вещество микроорганизмов, а затем произошло самоокисление активного ила, требуется около 50 часов.

    Развитие активного ила имеет ряд особенностей, к которым в первую очередь относится очень низкая скорость отмирания ила. Установлено, что скорость отмирания составляющих активного ила во много раз меньше, чем скорость их размножения. Это означает, что в нормально функционирующей установке, со временем, накапливается определенное количество избыточного (лишнего) активного ила. Избыточный ил следует периодически удалять из установки в судовую шламовую цистерну или за борт в разрешенных районах, так как он нарушает оптимальное соотношение между количеством поступающих загрязнителей и количеством активного ила, что отрицательно сказывается на жизнедеятельности водной биосферы. Кроме того, избыточный активный ил может быть вынесен с очищенной водой из отстойника в отсек обеззараживания, что значительно ухудшит качество обработанной воды. Количество скапливающегося избыточного активного ила обычно составляет 1-2% от объема обработанных СВ.

    После обработки в аэротанке очищенные СВ отстаиваются, обеззараживаются и удаляются за борт или направляются на повторное использование (например, в качестве воды для смыва в туалетах). Обычно судовые установки биологической очистки (УБО) предусматривают очистку лишь фекальных вод. Обезжиренные камбузные стоки и хозяйственно-бытовые воды проходят только процесс обеззараживания. Принципиальная схема биологической очистки сточных вод представлена на рис. 2.

    Биологическая очистка осуществляется в установках двух типов.

    Первый тип: УБО, использующие режим «продленной аэрации», когда стоки аэрируются в течение от 16 до 24 часов. При этом органические загрязнители полностью окисляются или «сгорают». В установках этого типа СВ поступают на очистку без предварительного отстоя. В аэротанке загрязнители, находящиеся в СВ, минерализуются стабилизированным илом и затем стоки переводят в отстойник. Осевший в отстойнике активный ил возвращают в камеру аэрации. Можно использовать для отстаивания и сам аэротанк. Преимуществом установок данного типа является то, что они работают с очень малым приростом ила, а выводимый из установки избыточный ил имеет высокую зольность. Эффект очистки стоков по ВВ составляет (70-80) %.

    В установках продленной аэрации иногда наблюдается повышенный вынос ВВ. Это обусловлено тем, что активный ил в этих установках имеет легко подвижные хлопья, поэтому для этих установок характерно повышенное время отстаивания – от 4 до 5 часов. По причине продолжительного времени аэрации и отстаивания стоков метод продленной аэрации рационально использовать только в установках с малой производительностью, например в УБО транспортных судов.

    Второй тип: УБО с отдельной минерализацией активного ила с периодом аэрации стоков до 4 часов. Так сокращение времени очистки связано с использованием значительной избыточной массы активного ила, что вызывает необходимость укомплектовывать такие установки специальной ёмкостью – аэробным стабилизатором, где при непрерывной аэрации в течение 5-10 суток происходит минерализация избыточного ила. При этом степень очистки по ВВ достигает 85 - 90 %. Метод очистки с отдельной минерализацией активного ила позволяет значительно снизить вынос ВВ. Вследствие малого времени аэрации стоков можно значительно повысить производительность установки. Такие УБО целесообразно использовать на пассажирских и других судах с большой численностью экипажа.

    По сравнению с другими методами, биологическая очистка обладает рядом преимуществ:

    - более высокая степень очистки СВ;

    - возможность повторного использования очищенной воды для смыва в туалетах;

    - простота установок, что обусловливает их невысокую стоимость и простоту обслуживания;

    - возможность полной автоматизации процесса очистки СВ;

    - малые расходы химических реагентов в процессе эксплуатации УБО (только для обеззараживания очищенных стоков).

    К недостаткам установок биологической очистки СВ можно отнести следующие:

    - для вывода УБО на нормальный режим, при выращивании активного ила на судне, требуется значительное время – от 10 до 25 суток, однако в портах возможно организовать зарядку установок активным илом от действующих очистных сооружений, после чего ввод установок в режим возможен в течение суток;

    - УБО чувствительны к гидравлическим колебаниям нагрузки, изменениям солесодержания и температуры СВ;

    - на процесс очистки отрицательное влияние оказывают жиры, масла, поверхностно-активные вещества, которые могут попасть в СВ.


    1. Методы обеззараживания сточных вод


    Перед удалением сточных вод в море или другие водоёмы, с целью предупреждения бактериального загрязнения, СВ подвергаются обеззараживанию. Обеззараживающий эффект любого бактерицидного реагента после его растворения в воде, зависит от ряда факторов:

    - дозы и степени активности бактерицидного агента;

    - времени контакта с обрабатываемой водой;

    - количественного содержания бактерий в обрабатываемой воде;

    - степени поглощаемости бактерицидного агента водой и загрязнителями;

    - стойкости бактерий и вирусов к данному бактерицидному агенту.

    Обеззараживание судовых стоков может осуществляться следующими способами: обработкой воды хлорсодержащими реагентами, озоном или ультрафиолетовым облучением.

    Качественные показатели обеззараживания сточных вод различными способами приведены на рис. 3.1.



    1 – перекись водорода; 2 – серебро; 3 – хлор; 4 – озон; 5 – ультрафиолетовые лучи.

    Рис. 3.1. – Зависимость степени обеззараживания сточных вод различными методами от времени воздействия


      1. Хлорирование.


    Хлорирование является наиболее распространенным способом обеззараживания СВ. При насыщении воды хлором образуется хлорная вода, которая обладает сильными окислительными свойствами. Реакция взаимодействия хлора с водой называется гидролизом хлора. Хлор, соединяясь с водой, образует хлорноватистую кислоту, которая в свою очередь диссоциирует, образуя гипохлорит-ионы. При растворении в воде гипохлоритов высвобождаются его ионы. Хлор, находящийся в воде в виде хлорноватистой кислоты и иона гипохлорита, называют свободным активным хлором.

    Бактерицидное действие хлора является результатом химической реакции, вследствие чего парализуются жизненные процессы клеток бактерий, и они погибают. Наиболее чувствительны к хлору бациллы брюшного тифа, дизентерии и вибрионы холеры. Степень обеззараживания зависит в основном от концентрации активного хлора, времени контакта, значения pH и температуры воды. Хлорноватистая кислота более эффективна, чем ион гипохлорита, поэтому увеличение pH снижает активность хлора.

    Дозу хлора, необходимую для обеззараживания воды, в связи со сложной зависимостью хлоропоглощаемости от некоторых факторов, определяют исходя из величины остаточного хлора. При остаточном хлоре в воде после 30-минутного контакта более 0,3 мг/л, обеззараживание считается удовлетворительным.

    Рекомендуемая доза хлора для обеззараживания СВ составляет 8-15 мг/л, при времени контакта 20-30 мин.

    Определять правильную дозу обеззараживающего раствора, подаваемого в СВ, можно только по количеству остаточного хлора в обработанной воде, содержание которого при сбросе воды в водоем не должно превышать 5 мг/л. В то же время надежное обеззараживание обеспечивается обычно при содержании остаточного хлора в обеззараженной воде не ниже 1,5 мг/л.

    При выходе судна в море за 12 мильную зону, где разрешен сброс необеззараженных сточных вод, насос-дозатор подачи хлорсодержащего раствора можно отключить.

    Наиболее приемлемыми, для судовых условий, хлорсодержащими обеззараживающими реагентами являются гипохлориты кальция и натрия, монохлорамин. Менее приемлемым является использование хлорной извести.


      1. Озонирование


    Высокоэффективным реагентом для обеззараживания сточных вод показал себя озон. Обработка воды озоном основана на перемешивании определенного количества озоновоздушной смеси в объеме обрабатываемой жидкости. Эффективность действия озона зависит от скорости подъема пузырьков озоновоздушной смеси. Чем меньше эта скорость, тем более полное взаимодействие озона с примесями и меньше потерь озона в атмосферу.

    Обеззараживающее действие озона выше, чем хлора благодаря большему окислительному потенциалу. Как обеззараживающий реагент озон действует быстрее хлора в 15 - 20 раз. Механизм бактерицидного воздействия озона заключается в разрушении ферментов бактерий, что приводит к нарушению обмена веществ клеток и к их гибели.

    Дозы озона для обеззараживания очищенной воды составляет всего 5 -7 г/м3 при времени контакта со стоками около 10 минут. Однако обработка судовых СВ озоном применяется редко из-за его токсичности и сложности производства в судовых условиях. На эффективность обеззараживания влияют следующие основные факторы: концентрация озоновоздушной смеси, способ ее смешивания с водой, содержание органических веществ в воде, значение pH и температура.

    Одним из недостатков систем озонирования является повышенное пенообразование в цистерне дезинфекции. Эго обстоятельство вынуждает применять специальные пеногасители или устанавливать в цистерне устройство для отвода пены.


      1. Ультрафиолетовое облучение


    Наиболее эффективным и доступным методом дезинфекции сточной воды является обработка ультрафиолетовым излучением. Используемый ультрафиолет – это электромагнитное излучение невидимое человеческому глазу с длиной волны около 255 нм. При данной длине волны оказывается максимально негативное воздействие – разрушаются ДНК микроорганизмов, что в результате приводит к невозможности размножения бактерий и вирусов. Преимуществами ультрафиолетовой обработки СВ являются:

    - экологичность и безопасность – ультрафиолетовое излучение безопасно для человека и не меняет химических и органолептических характеристик воды;

    - высокая эффективность – после обработки воды ультрафиолетовым излучением удается добиться гибели 99,9 % микроорганизмов и вирусов, которые могут нанести вред здоровью человека;

    - экономичность – приобретая установку для УФ-обеззараживания сточных вод, нет необходимости приобретать дополнительные химические реактивы;

    - простота и безопасность в эксплуатации – современные установки оснащены многочисленными датчиками и контроллерами, гарантирующими безопасность работы прибора.

    Недостатком УФ-обеззараживания является то, что обрабатываемая вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникания УФ-лучей быстро затухает. Поэтому степень мутности и цветности воды влияет на качество обеззараживания СВ.

    Заключение



    В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

    Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

    Анализ достоинств и недостатков установок с физико-химическими методами очистки СВ показывает, что они требуют постоянного квалифицированного обслуживания, что в условиях малой численности экипажей не даёт им занять главенствующее положение на морских судах.

    В настоящее время на вновь строящихся судах их вытесняют установки, использующие биологический метод очистки (УБО). Качество очистки в УБО полностью соответствует требованиям МАРПОЛ 73/78 в отношении обработанных стоков.

    Ужесточение экологических норм – реалия судоходства наших дней. Экологические требования к морскому транспорту со стороны IMO постоянно растут, что вносит радикальные изменения в деятельность судоходных компаний.

    Список использованных источников





    1. Ермошкин Н.Г., Калугин В.Н., Корнилов Э.В., Кулешов И.Н. Судовые установки очистки сточных вод: способы и схемы очистки, устройство и эксплуатация: Учебное пособие / Под общ. ред. Пипченко А.Н. – Одесса: ФЕНИКС – 56 с.

    2. Сурин С.М., Калугин В.М., Логишев И.В. Технология обработки воды в судовых энергетических установках [Текст]: учебное пособие для курсантов и студентов морских вузов. – Одесса: ОНМА, 2007, – 100 с.

    3. Транснациональный экологический проект. Методы очистки сточных вод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://enviropark.ru/course/category.php?id=9 (дата обращения: 02.02.2020 г.).

    4. Электронный фонд. МАРПОЛ 73/78. Приложение IV (пересмотренное) к Конвенции «Правила предотвращения загрязнения сточными водами с судов» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/499014537 (дата обращения: 03.02.2020 г.).

    5. ООО «Сварог» (Москва). Обзор методов обеззараживание сточных вод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.svarog-uv.ru/disinfwastewater.htm (дата обращения: 05.02.2020 г.).

    написать администратору сайта