Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Водопотребления и водоотведения




Гидросфера – водная оболочка Земли, играющая огромную роль в создании, существовании и развитии биосферы. Без гидросферы невозможно существование живых организмов. Вода как химическое соединение обладает рядом специфических свойств и особенностей, которые определили в значительной мере строение и функции населяющих ее живых существ и живого вещества биосферы в целом. Как жидкость вода хороший растворитель, основная среда и участник большинства биохимичесих реакций и процессов в живых организмах. В природе вода является аккумулятором солнечной и термической энергии и распределителем этой энергии по планете. Имеет высокую диэлектрическую проницаемость; может испаряться, в том числе и в замёрзшем состоянии; имеет аномально высокую скрытую теплоту испарения – 2263,8 Дж /г при 1000С; высокое поверхностное натяжение и полную прозрачность в видимом участке спектра; несжимаема. В экологическом плане вода уникальна и незаменима как источник газообразного кислорода. Выделяемого в процессе фотосинтеза и является донором ионов водорода, используемых в фотосинтетических процессах.

Под водными ресурсами гидросферы понимают пригодные для использования в хозяйственной деятельности воды: морские, речные, озерные, подземные, почвенные, лед горных ледников, воды искусственных водоемов и водяные пары без связанной воды, входящей в состав живого вещества. Природные воды делятся на два класса: пресные и соленые. Пресной называют воду, в 1 кг которой содержится не более 1 г солей. Средняя соленость океанической воды 34,7% или 347 г/л, в них преобладают Cl и Nа, а в речных и озерных – гидрокарбонаты кальция и магния. Концентрация растворенных в воде солей определяет степень ее солености (жесткости). Океаническая вода содержит в 175 раз больше солей, чем в водах рек и озер. Запасы пресной воды составляют 2,5 – 2,8 % от общего количества её на планете. Ресурсы поверхностных и подземных вод подразделяются на единовременные, стационарные и возобновимые. Поверхностные воды сосредоточены в акватории Мирового океана и в континентальных водоемах. Последние расположены в углублениях суши и могут быть естественными и искусственными. Естественные водоемы – реки, озера, болота, ручьи; искусственные – каналы, водохранилища, пруды. Основная масса континентальных водных ресурсов на планете сосредоточена в реках и составляет 38,8 тыс. км3 воды. Реки, озера, пруды относятся к возобновимым водным ресурсам. Возобновимые ресурсы – это как раз та динамическая (подвижная) часть биосферного круговорота воды, благодаря которому все виды гидросферы возобновляются с определенной скоростью. Т. е., если научиться использовать воду в объеме возобновления ее в круговороте воды в биосфере, то источники водных ресурсов станут практически неисчерпаемыми. Развитие цивилизации изменяет естественный круговорот воды, прежде всего из-за изменения баланса транспирируемой воды, а также из-за образования такого промежуточного звена как техническое водопотребление. Расход пресной воды осуществляется по нескольким направлениям, таким как хозяйственно-бытовое, промышленное и сельскохозяйственное водопользование. По ГОСТ 17.11.01 – 77 водопользованием называется использование водных объектов для удовлетворения нужд населения и хозяйственной деятельности. Наибольшими потребителями воды являются химическая, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая промышленность.

Особая роль в этом процессе принадлежит орошению – искусственному увлажнению почвы и поверхности растений путем подачи воды из водного источника, в целях обеспечения растений влагой, промывки почв и регулирования их солевого режима. 70 % потребляемой человеком пресной воды используется в земледелии, при этом 60 % из них не доходит до полей. В связи с этим, в настоящее время применяются более прогрессивные методы орошения: капельное, подпочвенное. Водные ресурсы РБ представлены совокупностью рек, озер, водохранилищ, грунтовых и подземных вод. Формируются водные ресурсы республики за счет атмосферных осадков и перетока поверхностных вод с сопредельных территорий. Количество воды, протекающее в единицу времени через поперечное сечение реки, называется ее расходом. Годовой расход представляет водность реки. Ежегодный вынос воды реками называется жидким стоком, вынос реками всевозможных твердых частиц – твердый сток. Сток растворенных частиц и биосток – вынос речными водами различных организмов и продуктов их жизнедеятельности. Объем стока рек в РБ, как и везде на планете, колеблется в зависимости от количества выпавших осадков в году, достигая в многоводные годы 96 км3/год, а в маловодные до 36 км3. С 1990 г в РБ, как и во всем мире наметилась тенденция к сокращению собственного стока рек, снижению уровня озер и образованию депрессионных воронок подземных горизонтов. Это связано с увеличением безвозвратных потерь в результате нарушения гидрологического режима на территории республики, изменением климата в сторону аридности и увеличением водозабора пресных вод на технологические и другие нужды. Т. о. не смотря на кажущееся водное изобилие в республике, сохранение водного баланса и сокращение потерь водных ресурсов актуальная задача всех водопользователей и водопотребителей. Характеристика водопотребления. Использование воды может идти 2-мя путями: без изъятия воды из источника и с изъятием её. 1-ый путь или проточное водопотребление – судоходство, рыбное хозяйство, гидроэнергетика; 2-ое – водоснабжение и орошение. В мировом водопотреблении орошаемое земледелие занимает первое место. О недостатках этого пути водопотребления мы говорили выше. На 2-ом месте по объему забираемой из природных источников пресной воды стоит промышленное водопотребление. На производство 1 т готовой продукции расходуется 15 – 20 м3 воды для стали и чугуна, 25 – 80 м3 – серной кислоты, 2000 – 3000 – синтетического каучука. Валовое потребление пресной воды мировой промышленностью составляет около 400 км3, а ежегодный суммарный безвозвратный расход в промышленности составляет около 400 км3, ежегодный суммарный безвозвратный расход в промышленности составляет 40 км3. В соответствии с ГОСТ 17.11.01 – 77 водопотреблением называется потребление воды из водного объекта или из систем водоснабжения. Водопотребление хозяйственного объекта устанавливается по укрупненным нормам водопотребления, представляющим собой целесообразное количество воды, необходимое для производственного процесса и установленное на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. В промышленности используется несколько систем водоснабжения: прямоточная – с однократным использованием воды потребителем и последующим сбросом из системы; прямоточная с последовательным использованием воды – система с многократным последовательным использованием воды потребителями и сбросом воды из системы; замкнутая система водопотребления и водоотведения – в которой все сточные воды после соответствующей очистки возвращаются для повторного использования в систему водоснабжения, при этом сброс сточных и других вод в водоемы и водотоки полностью исключается. Водоотведением называется система инженерных сооружений, обеспечивающих сбор загрязненных сточных вод, их очистку, обеззараживание и удаление загрязнений за пределы промпредприятия. На химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях применяется полная раздельная система водоотведения. При её разработке руководствуются следующими основными требованиями:

– необходимость максимального уменьшения объема сточных вод и снижения содержания в них примесей;

– возможность извлечения из сточных вод ценных примесей с их последующей утилизацией;

– повторное использование сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения;

– использование сточных вод на других предприятиях, а также для орошения с/х земель.

На многих предприятиях существуют системы оборотного водоснабжения, предусматривающие рециркуляцию воды с очисткой и (или) охлаждением при условии многократного использования воды одним и тем же потребителем. Такие системы могут быть технологическими и охлаждающими. Технологические – представляют собой систему, в которой вода используется в качестве растворителя, экстрагента продуктов, транспортирующей среды при этом вступает в непосредственный контакт с продуктом и загрязняется им. Охлаждающая система – в которой вода используется в качестве хладоагента для охлаждения или конденсации жидких или газообразных продуктов (как правило не соприкасаясь с ними) и приобретает так называемое тепловое загрязнение. Открытая охлаждающая система оборотного водоснабжения – это система, в которой вода поступает в качестве хладоагента с последующим охлаждением в градирнях, брызгальных бассейнах и таким путем вступая в контакт с атмосферным воздухом. Требования к качеству повторно используемой оборотной воды устанавливаются водопользователем. Нормой водоотведения считается количество сточных вод, отводимых от предприятия, при целесообразной норме водопотребления. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения разработаны для всех отраслей промышленности и представлены в специальных справочниках. Например, для НПЗ топливного профиля на 1 т переработанной нефти при оборотной системе водоснабжения требуется 0,38 – 1,32 м3 технической воды и 0,01 – 0, 017 м3 питьевой, при этом объем возвратной воды составит 0, 18 – 0,32 м3, а безвозвратное потребление и потери составят 0,25 – 1,03 м3 в зависимости от глубины переработки нефти. Загрязненные воды от технологического оборудования через водоотводящую сеть поступают на очистные сооружения. Бытовое водопользование состоит из хозяйственно-бытового и питьевого водоснабжения. В связи с ростом урбанизации мировая норма водопотребления на одного человека увеличилась до 400 л/сут. На цели питьевого водоснабжения обычно забираются подземные наиболее чистые по природе воды. В нашей республике основными водопотребителями являются жилищно-коммунальное хозяйство и промышленность – 59 % от общего водопотребления. В последние годы в республике прослеживается постоянная тенденция к сокращению водозабора, что связано с общим падением уровня производства, тогда как хозяйственно-бытовое водопотребление постоянно увеличивается. В структуре общего водозабора в РБ преобладают подземные воды. Мы уже отмечали, что несмотря на достаточно мощные запасы пресной воды в РБ, обеспеченность питьевой водой составляет не более 67 % и дефицит пресной воды увеличивается. Проблема чистой питьевой воды в республике становится одной из самых важных в связи с возрастающим химическим и радиоактивным загрязнением природных вод. Состояние загрязнения природных вод. В соответствии с ГОСТ 17.13.07 – 82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества водоемов и водотоков» осуществляется мониторинг состояния природных вод. Пробы воды отбираются 7 – 12 раз в год в зависимости от категории водного объекта.В поверхностных водах определяется свыше 50 показателей и ингредиентов: газовый и солевой состав; биогенные элементы и основные загрязняющие вещества; тяжелые металлы. Выделяют следующие группы показателей качества воды: органолептические, микробиологические, содержание химических токсинов. Органолептические – цветность, запах, вкус и привкус, мутность, пенистость. Гидрохимические показатели являются основными методами, характеризующими состояние водного объекта. Определение их осуществляется экспресс или полевыми методами, либо в лабораторных условиях. Экспресс анализы проводятся с помощью тест-комплектов в момент отбора проб – это определение рН, растворенного кислорода, минерализации (гидрокарбонаты, карбонаты, сульфаты, хлориды, сухой остаток, общая жесткость, катионы кальция, магния, натрия, магния, калия; биогенные элементы – нитраты, фосфаты, аммонийный азот. Примеси и тяжелые металлы – нитриты, фториды, медь, кадмий, а также содержание железа. Для каждого контрольного створа производится расчет индекса загрязненности вод (ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведенных к ПДК фактических значений показателей качества для 6-и основных загрязнителей воды:

ИЗВ = ( Σ Сi / ПДКi ) /6,

где Сi – среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге – это среднее значение за год); ПДКi – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества; 6 – число строго ограниченных показателей, используемых для расчета. В это число входят следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, БПК5 и еще четыре показателя наиболее неблагополучные для данного водоема, т. е. имеющие наибольшие относительные концентрации (отношение Сi / ПДКi ) Как показали многолетние наблюдения, в республике естественный гидрохимический фон природных вод к настоящему времени превратился природно-техногенный, т. е. содержание в водах макрокомпонентов сульфатов, хлоридов, натрия и калия, настолько превышает фоновые концентрация, что выходит за все существующие пределы природных изменений. Наиболее распространенными и неблагоприятными веществами водоемов РБ являются аммонийный и нитритный азот, легко окисляемые органические вещества, нефтепродукты и цинк. По всем этим веществам на протяжении многих лет в поверхностных и подземных водах наблюдается превышение ПДК. В последние годы отмечается стойкое увеличение ИЗВ по всем рекам республики, что на фоне сокращения сброса сточных вод свидетельствует о нарастании скорости вторичного загрязнения и деградации процессов самоочищения водоемов, их трансформации. Определение содержания химических токсинов (пестицидов, нефтепродуктов, тяжелых металлов, СПАВ и др.) повышает качество оценки водного источника, но требует дорогостоящего оборудования, высокой квалификации персонала, выполнения сложных и дорогостоящих методик. Эти анализы выполняются в обязательном порядке в рыбохозяйствах, санитарных и эпидемиологических и экологических службах. Определение микробиологических показателей проводится в лабораторных условиях в первую очередь по индикаторному показателю БГКП – бактерии группы кишечной палочки, типичным представителем которых является Еsсhеrуhiа соli, которая не является патогенным микроорганизмом. Коли – индекс – это количество БГКП в единице объема воды (не более 3 в литре). Коли-титр – это количество воды, в котором обнаруживается присутствие бактерий кишечной палочки. По интегральной оценке качества вода подразделяется на семь классов от очень чистой до чрезвычайно грязной – ИЗВ от 0,3 до 10. На ухудшение качества подземных вод существенное влияние оказывает санитарно-техническое состояние самих водозаборов, т. к. для большинства из них отсутствуют нормы режима их содержания и эксплуатации. В нарушении всех правил в пределах зон санитарной защиты водозаборов располагаются животноводческие комплексы, навозохранилища, склады минудобрений


Тема 8







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 976. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия