Файл: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 338

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Практическая работа № 1. Демографическая емкость территорий

Практическая работа № 2. Загрязнение почвенного покрова

Практическая работа № 3. Методика расчета рассеивания выбросов в атмосферу

Статья 22 ФЗ от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (ред. от 29.07.2018)

Практическая работа № 4. Методы и сооружения очистки сточных вод

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. В вертикальных или наклонных решеткахширина прозоров обычно составляет 15–20 мм. Для удаления осадка веществ с входной поверхности решеток используют ручную или механическую очистку. Песколовкииспользуют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 0,25 мм. Песколовки защищают отстойники от загрязнения минеральными примесями. В зависимости от направления движения сточной воды применяют горизонтальные песколовки с прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые.Отстойникииспользуют для очистки сточных вод от механических частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц нефтепродуктов. В зависимости от направления движения потока сточной воды применяют горизонтальные, радиальные или комбинированные отстойники. Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляют в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах. Открытые гидроциклоныприменяют для выделения из сточной воды крупных твердых примесей со скоростью осаждения более 0,02 м/с. Такие гидроциклоны имеют большую производительность при малых потерях напора, не превышающих 0,5 м. Эффективность очистки сточных вод от твердых частиц в гидроциклонах зависит от состава примесей (материала, размера, формы частиц и др.), а также от конструктивных и геометрических характеристик гидроциклона. Фильтрование применяют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. Его используют как на начальной стадии очистки сточных вод, так и после некоторых методов физико-химической или биологической очистки. Для очистки сточных вод фильтрованием применяют в основном два типа фильтров: зернистые, в которых очищаемую сточную воду пропускают через насадки несвязанных пористых материалов, и микрофильтры, фильтр-элементы которых изготовляют из связанных пористых материалов (сеток, натуральных и синтетических тканей, спеченных металлических порошков и т. п.). Фильтрацию сточных вод при помощи данного метода можно организовать двумя различными способами: либо под действием силы тяжести – при отстаивании сточных вод, либо под действием центробежной силы. Установки, очищающие сточные воды такими способами, как правило, могут удалять нерастворимые взвеси размером более нескольких долей миллиметра. В некоторых случаях применяются также магнитные фильтры.Твердые фракции, такие как песок, волокна, металл и другие материалы, накопившиеся на ситах, решетках, в песколовках, в отстойниках, периодически вывозятся на полигоны утилизации как твердые отходы.Промышленный обратный осмос – это технология очистки воды, на которую сделали ставку практически во всех отраслях промышленности. Промышленная система обратного осмоса применяется при подготовке питьевой, котловой, технологической и другой воды, где необходима высокая степень очистки от растворённых в ней ионов. Также данная технология используется при обессоливании морской воды. Зачастую промышленные системы обратного осмоса называют мембранными опреснителями воды, т. к. внутри этого оборудования происходит обратноосмотическое обессоливание воды, или деминерализация. Промышленная установка обратноосмотического опреснения включает обычно следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, систему реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления. Основной элемент установки обратного осмоса – полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводятся два потока – очищенная и обессоленная, которые называются пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН – проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата – проточные расходомеры2. Физико-химические методы очисткиВ настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются флотация, экстракция, нейтрализация, сорбция, ионообменная и электрохимическая очистка, гиперфильтрация, эвапорация, выпаривание, испарение и кристаллизация. Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции. Коагулянты, или коагулирующие агенты (от лат. coagulo – вызываю свертывание, сгущение), – вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую мелкие частицы какого-либо тела, вызывает слипание этих частиц. Под действием коагулянтов образуются крупные слипшиеся частицы, выпадающие в виде хлопьев или комков в осадок (коагулят). Эффективными коагулянтами для систем с водной дисперсионной средой являются соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В качестве коагулянтов используют также водорастворимые органические высокомолекулярные соединения (полимеры), особенно полиэлектролиты. В отличие от неорганических коагулянтов их иногда называют флокулянтами. Коагулянты применяют для выделения ценных промышленных продуктов из отходов производства в различных технологических процессах, а также при очистке воды от природных и бытовых загрязнений. Для очистки сточных вод на предприятиях используют и другие вещества в зависимости от вида загрязнения. Так, если в отработанной воде присутствует большое количество различных масел, то для очистки рекомендуется использовать соли магния (сульфат магния, хлорид магния); в химической промышленности используют алюмосиликатный раствор; сточные воды, насыщенные щелочью, очищают неорганическим коагулянтом, полученным из красного шлама (красный шлам содержит примеси оксидов металлов и представляет собой одну из самых важных проблем с утилизацией при производстве алюминия; красный цвет вызван присутствием оксида железа); для повышения экологической безопасности сточных вод используется активированный кальций-алюминат; на теплоэлектростанциях в последнее время применяют новейший коагулянт – минеральный полиреагентный гель-сорбент.Флотацияпредназначена для интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду. В основе этого процесса имеет место молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонкодиспергированного в воде газа. Образование агрегатов «частица – пузырьки газа» зависит от интенсивности их столкновения друг с другом, химического взаимодействия содержащихся в воде веществ, избыточного давления газа в сточной воде и т. п. В зависимости от способа образования пузырьков газа различают следующие виды флотации: напорную, пневматическую, пенную, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию и др. Сточные воды, содержащие мелкую фракцию взвешенных веществ высокой концентрации (зооглеи активного ила) пропускают через флотационные установки или центрифуги.В настоящее время на станциях очистки широко используют электрофлотацию, так как протекающие при этом электрохимические процессы обеспечивают дополнительное обеззараживание сточных вод. Кроме того, применение для электрофлотации алюминиевых или стальных электродов обусловливает переход ионов алюминия или железа в раствор, что способствует коагулированию мельчайших частиц механических примесей сточной воды. Нейтрализация сточных вод. Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие pH 6,5–8,5. Нейтрализацию можно проводить различными путями: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки.Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из сточных вод кислот (H2SО4, НСl, HNO3, Н3РО4), щелочей (NaOH и КОН), а такжесолей металлов на основе указанных кислот и щелочей. Процесс нейтрализации основан на объединении ионов водорода и гидроксильной группы в молекулу воды, в результате чего сточная вода приобретает значение рН

Практическая работа № 5. Отходы производства и потребления

Практическая работа № 6. Санитарно-защитные зоны предприятий и иных объектов

Практическая работа № 7. Оценка здоровья населения как показатель экологического состояния в городах

Практическая работа № 8. Оценка экологического состояния водоемов по микробиологическим показателям

Практическая работа № 9. Экология региона

ВОПРОСЫ ДЛЯ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Вывод

В выводе:

  1. дать сравнительную характеристику численных значений ПДВ и ПДК пыли при заданных параметрах;

  2. указать предельно допустимую концентрацию пыли в устье выбросной шахты.

Контрольные вопросы

  1. Изложите суть расчета рассеивания выбросов в атмосфере, назвав параметры, которые могут быть рассчитаны, и основные формулы, по которым выполняется указанный расчет.

  2. Объясните, как определяются основные коэффициенты, используемые в формуле.

  3. Назовите нормативный документ об охране атмосферного воздуха.

  4. Что такое ПДВ?

  5. Какие показатели применяют для расчета рассеивания выбросов в атмосферу?



Практическая работа № 4. Методы и сооружения очистки сточных вод


Тема 2. Влияние современной антропогенной деятельности на биосферу

Цель работы: получение знаний в области очистки сточных вод, охраны гидросферы; формирование практических навыков при выборе методов и средств очистки вредных сбросов в водные объекты.

Задачи:

  • изучить теоретический материал;

  • освоить методы очистки сточных вод;

  • изучить сооружения для очистки сточных вод.

Учебные вопросы

  1. Назовите основные загрязняющие вещества производственных и бытовых сточных вод.

  2. Какие способы очистки и обеззараживания сточных вод существуют?

  3. В чем заключается принцип биологических методов очистки сточных вод?

  4. Назовите физико-химические методы очистки сточных вод.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о процессах образования сточных вод;

  • принципах химической и биологической очистки сточных вод;

знать:

  • методы очистки сточных вод;

  • современные технологии очистки сточных вод;

  • устройства и сооружения для очистки сточных вод;

уметь:

  • оценивать качество очистки сточных вод;

  • применять полученные знания при проведении природоохранных мероприятий;

владеть:

  • системным подходом к решению задач по снижению экологического риска в области профессиональной деятельности;

  • навыком принятия решений по обеспечению экологической безопасности;

  • методами реализации мер экологической безопасности.

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

  • изучить теоретический материал;

  • выполнить практическое задание;

  • ответить на контрольные вопросы.


Теоретический материал

Источники загрязнения водных объектов

В промышленности вода играет важнейшую роль, т. к. в любом технологическом цикле вода используется как растворитель, теплоноситель, хладагент.



Виды сточных вод

Сточные воды – это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

Основными веществами, загрязняющими воду, являются:

  • нефть и нефтепродукты;

  • синтетические поверхностно-активные вещества, или СПАВ (моющие вещества);

  • кислоты и щелочи;

  • пестициды и гербициды;

  • загрязнители атмосферы (за счет осаждения);

  • загрязнители почвы (за счет вымывания);

  • органические вещества;

  • ядохимикаты;

  • горюче-смазочные материалы.

По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на следующие: бытовые, производственные и атмосферные.

Производственные сточные воды образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и проч. К ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных и твердых отходов и их транспортировки. Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов.

По составу производственные сточные воды делят на три основные группы:

  • воды, содержащие неорганические примеси (в том числе токсические);

  • воды, содержащие органические примеси;

  • воды, содержащие неорганические и органические загрязняющие примеси.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Попадание неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод и других видов отходов, содержащих цветные металлы, в водные объекты наносит ущерб народному хозяйству и окружающей природе не только из-за потерь, используемых в производстве металлов, но и вследствие огромного негативного их воздействия на окружающую среду.


Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Сточные воды третьей группы образуются в процессах гальвано-химической обработки поверхностей, в производстве печатных плат электронной техники, в коксохимических и других технологических процессах. В составе этих стоков присутствуют неорганические кислоты, ионы тяжелых металлов, ПАВ, масла, красители, смолы и другие вещества.

Производственные сточные воды также можно подразделить на два основных вида: незагрязненные и загрязненные.

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, такие стоки образуются при охлаждении технологического оборудования и продуктов производства.

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси. Такие стоки могут быть загрязнены преимущественно органическими или минеральными примесями.

Производственные сточные воды можно различать также по физическим свойствам. Например, по температуре кипения выделяют воды, кипящие при температуре ниже 120 °С, 120–250 °С и выше 250 °С в зависимости от свойств содержащихся в них примесей.

По степени агрессивности сточные воды подразделяют:

  • на слабоагрессивные (слабокислые при рН = 6–6,5 и слабощелочные при рН = 8–9);

  • сильноагрессивные (сильнокислые при рН < 6 и сильнощелочные при рН > 9);

  • неагрессивные (при рН = 6,5–8).

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега как на жилой территории населенных пунктов, так и на территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми (или ливневыми) вследствие того, что в большинстве случаев максимальные расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического происхождения содержится в среднем 100–300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями биохимической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК = 100–400 мг/л, а ХПК = 150–600 мг/л, и их можно оценить как весьма загрязненные. При хранении они способны загнить через 12–24 ч (при t = 20 °C).


Все указанные выше сточные воды требуют обязательной очистки при их отведении в открытые водоемы, так как в них содержатся различные загрязняющие вещества в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства, образующиеся при обработке рудных ископаемых (воды шахт, рудников), обработке и сплаве лесоматериалов, сбросы водного и железнодорожного транспорта, отходы первичной обработки льна, пестициды и т. д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды. Наблюдаются изменения химического состава воды, в частности – появление в ней вредных веществ, плавающих на ее поверхности и откладывающихся их на дне водоемов.

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности отмечается интенсивным использованием пресной воды (3,4 млрд м3 в год) и относятся к числу наиболее крупных загрязнителей водоемов. Со сточными водами сбрасывается значительное количество органических веществ, входящих в состав древесины, одним из которых является лигнин. Лигнин и подобные ему вещества (талины, флавоноиды и другие фенольные соединения), являются веществами, обусловливающими цветность воды. Лигниноподобные вещества относятся к числу опасных загрязнителей. Их деструкция длится долгие годы, они являются источником постоянных токсичных соединений (таких как фенолы), что резко ухудшает физико-химические свойства воды и замедляет процессы самоочищения водоемов.

Радиоактивные сточные воды. Объекты ядерной энергетики (атомные станции, военные объекты) загрязняют водные объекты радиоактивными стоками. Радиоактивные вещества концентрируются в мельчайших планктонных организмах и в рыбе, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем радиоактивность воды, в которой они живут. Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 Ки на 1 л и более), подлежат захоронению в подземных бессточных бассейнах и специальных резервуарах.