Диплом Изучение влияния рН ливневых сточных вод на образования в них дисперсных систем ГБОУ Гимназия № 000 «Московская городская педагогическая гимназия - лаборатория» (стр. 3 )

Для уменьшения количества загрязняющих веществ и стоков с автодорог непосредственно на проезжей части применяют следующие меры:

сбор ливневых вод с автодорог через водосборные лотки и предбордюрные углубления для дальнейшего отвода на очистные сооружения; недопущение эрозии земляных откосов и околодорожной территории, своевременная очистка водосборных канав, обочин и откосов; регулярная очистка поверхности дороги, уборка водоотводных систем; своевременный ремонт дорожного полотна; контроль за употреблением противогололедных реагентов; запрет на сброс убранного зимой снега в водоемы или на ледовую поверхность; подбор безопасных для окружающей среды материалов для дорожной разметки».[5]

Собранный с поверхности автодороги ливневый и талый сток должен направляться на очистные сооружения.

«Все методы очистки сточных вод, применимых для поверхностного стока автодорог, можно разделить на две большие группы.

Локальные очистные сооружения (ЛОС) в которых очистка сточной воды с автомагистралей проходит в результате физических, химических и физико-химических процессов. Преимущество этого типа очистки — возможность доведения состава воды до очень строгих показателей качества. Недостатки способа — высокие производственные и эксплуатационные затраты (реагенты, электроэнергия, замена фильтров, обслуживание установок). Примерная стоимость одной установки ЛОС — 1-5 млн руб. Гидроботанические площадки (ГБП), принцип действия которых основан на естественных процессах самоочищения биоценозов. Естественные биохимические процессы в почве и водоемах связаны с эффектами усвоения, задержания и разложения многих загрязняющих веществ в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов».[5]

Локальные очистные сооружения

На очистных сооружениях последовательно реализуются все или несколько из следующих этапов очистки стоков: механическая очистка, химическая очистка, физико-химическая и биологическая очистка.

Механическая очистка стоков от загрязнителей осуществляется с помощью механических решёток, песколовок, отстойников, нефтеловушек, гидроциклонов, фильтров, растительных полос и т. д. Такая очистка удаляет из стоков крупный мусор, существенно понижает содержание взвешенных веществ и подготавливает стоки к дальнейшим стадиям очистки.

Химическая очистка стоков(хлорирование, озонирование)применяется после механической очистки и перед поступлением стоков на биологическую очистку. Или же используется как конечный этап очистки.

Физико-химические методы очистки (методы флотации*, коагуляции** (осветления), адсорбции*** и т. д.) относятся к глубоким стадиям очистки. Данный метод позволяет убрать из воды большинство токсичных химических соединений, находящихся в растворенном виде.

Биохимические методы очистки основаны на способности некоторых микроорганизмов перерабатывать растворенные химические соединения. Эти методы имеют свои особенности, связанные с нормальным функционированием микрорганизомов — необходимо, чтобы концентрации химических веществ были в заданных рамках, и чтобы в стоках отсутствовали тяжелые металлы. [5]

Гидроботанические площадки (ГБП)

Способы, основанные на естественных процессах самоочищения водоемов, реализуются в гидроботанических площадках (ГБП). Производительность очистных сооружений варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен литров в секунду.

Сточная вода, прошедшая очистку в гидроботанических прудах, освобождается от значительного количества загрязняющих веществ — взвесей, нефтепродуктов, тяжелых металлов.

«ГБП как способ биологической очистки сточных вод широко используются по всему миру. В нашей стране также накоплена практика использования подобных сооружений.

Недостаток метода — недостаточная проработанность расчетов ГБП для очистки поверхностных стоков.

Преимущества метода очистки в гидроботанических прудах:

Возможность использовать под эти цели небольшие естественные водоемы. Можно усовершенствовать очистку, добавляя фильтрующие блоки. Способность задерживать аварийные разливы нефтепродуктов. Возведение сооружений не требует помещений или использования спецтехники. Стоимость ГБП меньше стоимости аналогичного ЛОС в 5-6 раз. Периодичность очистки иловых отложений — раз в 10 лет. Для ЛОС период очистки в 20-30 раз чаще. Не потребляют электроэнергию, не требуют содержания постоянного обслуживаемого персонала.

Отношение средней величины капиталовложений к единице объема очищенных стоков показывает, что удельная экономическая эффективность ГБП в 4 раза превышает показатель для ЛОС.

Гидроботанический пруд включает следующие этапы очистки:

отстойник, коалесцирующие поверхности (растения), шунгитовый фильтр, бон с нефтесорбирующим материалом.

Материал шунгит, из которого изготавливают шунгитовый фильтр, отличает высокая механическая прочность, сорбционные, бактерицидные и каталитические (восстановительные) свойства. Это позволяет использовать его как один из этапов фильтрования нефтесодержащих стоков.

Нефтеловушки для пленочной нефти обычно устанавливаются в соединительной канаве между прудами. По мере зарастания пруда растениями, основную роль в задержании и разложении нефтепродуктов будут выполнять они».[5]

1.3.4. Ливневая канализация

Ливневая канализация предназначена для очистки самой загрязненной части сточной воды. С территорий предприятий, которые могут содержать токсичные вещества или большое количество взвешенных веществ, на очистные сооружения ливневых стоков отводится 100% стока.«Очистные сооружения ливневых стоков в зависимости от качественных характеристик очищаемой воды могут содержать следующие виды и элементы оборудования:

пескоуловители, нефтеуловители, сорбционные фильтры, станции УФ-обеззараживания; канализационные насосные станции (КНС), разделительные камеры; аккумулирующие емкости, отстойники» [6]

На рис. 1-3 представлены различные ракурсыи технологическая схема ливневых очистных сооружений.

Рис. 1. Ливневые очистные сооружения. Вид с поверхности.[6]

Рис.2. Ливневые очистные сооружения. Расположение в грунте[6]

Рис 3. Ливневые очистные сооружения. Схема с изображением

аппаратов очистки [7]

Поверхностные сточные воды на первом этапе подаются в разделительную камеру. Далее наиболее загрязненная часть сточных вод в самотечном режиме подается на очистные сооружения, а «условно-чистые» стоки отводятся по обводной линии в соединительную камеру и сбрасываются без очистки. На первом этапе очистки сточные воды попадают в аккумулирующую емкость. Данная емкость выполняет функцию отстойника-усреднителя и служит для обеспечения первичного улавливания взвесей и плавающих нефтепродуктов. Из аккумулирующей емкости при помощи погружного насосного агрегата сточные воды подаются в пескоуловитель ЛОС-П, который входит в состав ливневой канализации. Здесь, за счет тонкослойных модулей, сконструированных по противоточной схеме удаления «тяжелых» примесей, обеспечивается осаждение взвешенных веществ и песка (не менее 80%) и частичное выделение нефтепродуктов (не менее 50%). Взвешенные вещества, песок выпадают на дно установки,

Рис. 4.Технологическая схема очистных сооружений ливневой канализации[6].

откуда при помощи спецтехники через стояки для откачки по мере накопления вывозятся на утилизацию. Из пескоуловителя сточные воды в самотечном режиме подаются в нефтеуловитель. В данной установке, при прохождении воды через каскад фильтров, происходит выделение плавающих и растворенных нефтепродуктов, а так же выделение остаточных содержаний взвешенных веществ. Затем очищенные сточные воды отводятся в самотечном режиме в соединительную камеру, откуда в дальнейшем, смешиваясь с «условно-чистыми» стоками, подаются на станцию УФ-обеззараживания. [6]

Таким образом, важнейшие вещества, загрязняющие ливневые сточные воды – нефтепродукты и взвешенные частицы. Образование дисперсных систем, в состав которых входят эти вещества, может затруднить работу основных аппаратов ливневых очистных сооружений: пескоуловителя и нефтеуловителя. На образование дисперсных систем может влиять рНливневых сточных вод. Как именно влияет водородный показатель (рН) ливневых сточныхвод на образование в них дисперсных систем будет рассмотрено в Главе II«Экспериментальная часть».

Глава II. Экспериментальная часть

2.1.Реактивы, материалы, оборудование

Таблица 2

Реактивы

Дистиллированная вода
Дизельное топливо	АЗС «Лукойл»
Стандарт-титры для приготовления буферных растворов IIразряда	ГОСТ 8.135-2004
Гидроксид натрия	NatronlAuge Veb AR2NEIMITTERWER Dresden C = 0,25 M 061289A7
Наполнитель туалетов для кошек «Кузя» (глина)	ТУ 9692-001-81758948-98

Оборудование

1. Аналитические весы

2. Сушильный шкаф

3. Фингер - 1 шт.

4. Пипетка (10 мл) – 5 шгт.

5. Пипетка (2 мл) – 1 шт.

6. Мерный цилиндр (10 мл) – 1 шт

7. Секундомер

8.  Полиэтиленовая пленка – 1 уп.

9. Пробирки (15 мл) – 30 шт.

10. Шпатель – 1 шт.

11. Толстостенная колба (50 мл) – 1 шт.

12. Коническая колба – 1 шт.

13. Делительная воронка (100 мл) – 2 шт.

14. Складчатый фильтр – 1 шт.

15. Индикаторные полоски для определения рН

16. Стеклянная воронка

2.2. Методики экспериментов

Влияние рН ливневых сточных вод на образование в них дисперсных систем изучали при помощи модельных систем. Модели ливневых сточных вод (растворы с заданными рН с добавками или без добавок глины) готовили в лаборатории при помощи стандартных буферных растворов и растворов гидроксида натрия. Затем проводили их контактирование с нефтепродуктом – дизельным топливом и исследовали устойчивость образовавшихся дисперсных систем. Взвешенные частицы (частицы глины) получали измельчением в ступке гранул наполнителя для кошек «Кузя».