Метод очистки сточных вод ультрафиолетовым излучением

ТАЛЛИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Вирумааский колледж
RAR0693 Сберегающие технологии
Яшичева Тамара 111938RDKR
Метод очистки сточных вод
ультрафиолетовым излучением
Домашняя работа №3
Преподаватель: Zguro А.А., лектор
Кохтла-Ярве 2014
Метод очистки сточных вод ультрафиолетовым излучением
Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из
них загрязняющих веществ. В ходе процесса очистки образуется очищенная вода и отходы, содержащие загрязняющие вещества в высоких концентрациях. Как правило, это уже
твердые отходы пригодные для захоронения или утилизации. Методы очистки сточных
вод можно разделить на механические методы: при этом происходит задержание нерастворимых примесей, физико-химические методы: используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ (коагуляция)
и биологические методы: предполагают деградацию органической составляющей сточных
вод микроорганизмами .
Чаще
всего
используются
комбинации
данных
мето-
дов. Применение того или иного метода очистки сточных вод в каждом конкретном случае определяется характером загрязнений и требованиями к очищенной воде.
При биологической обработке сточных вод, даже если она дополняется системами осветления и фильтрации, не обеспечивается инактивация патогенных бактерий, вирусов, паразитов, а также удаление микрозагрязнителей, то есть всего того, что является необходимым для здоровья людей и окружающей среды. Для окончательного обеззараживания
сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют
установки ультрафиолетового облучения. Метод обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением получил широкое распространение за последние 20 лет во всем мире.
Одной из основных мотиваций применения этого метода послужил обнаруженный в 70-х
годах XX века факт, что хлорирование воды приводит к образованию опасных побочных
продуктов. Анализ альтернативных хлорированию методов дезинфекции воды показал,
что все окислительные технологии обеззараживания приводят к формированию тех или
иных побочных продуктов, большинство из которых представляют опасность для здоровья
людей. Вторым важным фактором в продвижении УФ технологии явилась недостаточная
эффективность хлорирования в отношении ряда микроорганизмов. Ультрафиолетовое
обеззараживание оказалось идеальным решением обеих этих проблем, что и стало
причиной бурного развития УФ технологий во всем мире.
Ультрафиолетовые волны – это электромагнитные волны длиною от 10 до 400 нм. Излучение может быть ближним, средним и дальним. Для обеззараживания воды при помощи
ультрафиолетового излучения используются волны средней длины. Природным источником ультрафиолета является Солнце. Но с ростом технического прогресса человечество
нашло способ заменить естественную энергию Солнца искусственными лампами.
2
Для УФ обеззараживания воды сегодня применяются электромагнитные волны довольно
узкого диапазона — от 250 до 270 нм. В этих рамках бактерицидное воздействия ультрафиолета приобретает свое максимальное значение.
Ультрафиолетовое обеззараживание воды происходит при помощи способности УФ излучения проникать сквозь стенки клетки, добираясь до ее информационного центра — нуклеиновых кислот ДНК и РНК.В ДНК живой клетки хранится вся информация, которая
контролирует
процесс
развития
и
нормального
функционирования
в
клетке.
Под воздействием у/ф лучей происходят фотохимические реакции, которые оказывают
необратимое повреждение ДНК и РНК и нарушение структуры мембран и клеточных стенок микроорганизмов, что в конечном итоге приводит к их гибели.
Принцип работы установок ультрафиолетовой дезинфекции воды
Основание прибора заключается в специальной камере, которая изготавливается из пищевой стали, неподверженной коррозии и ржавлению. Внутри такой камеры расположены
бактерицидные лампы. Они находятся в специальных кварцевых чехлах. Таким образом,
вода не попадает непосредственно на лампы, но поддается очистке и обеззараживанию.
Помимо очищающих ламп, есть датчик, который замеряет плотность ультрафиолетового
излучения, специальные трубы, проводящие воду, различные пробы очищенной воды и
иные детали. Также во многих установках предусмотрен блок, используемый для промывания камеры очистки воды. УФ очистка применяется после удаления из воды железа.
Контроль качества очищенной воды проходит из расчетов числа бактерий на 1 кубический сантиметр жидкости, а также количества кишечных микроорганизмов в одном литре
обработанной воды.
Основной характеристикой процесса УФ обеззараживания, определяющей степень снижения количества микроорганизмов в процессе облучения, является произведение интенсивности излучения (мВт/см2) и времени облучения (с), называемое дозой облучения
(мДж/см2). Доза облучения определяет количество энергии ультрафиолетового излучения,
сообщаемое микроорганизмам. Исследования показали, что для инактивации большинства
бактерий на 1-4 порядка достаточной является доза 10-16 мДж/см2. Достижение более
значительной
степени
обеззараживания
по
вирусам
обеспечивается
дозой
40
мДж/см2 (более 4 порядков). В отношении наиболее устойчивых к обеззараживанию вирусов требуемая доза УФ-облучения зависит от исходной концентрации этих микроорганизмов: при концентрации до 10000 экз/мл доза 16 мДж/см2 обеспечивает инактивацию на
2-4 порядка, доза 40 мДж/см2 обеспечивает отсутствие жизнеспособных вирусов.
3
Рис. 1. Принципиальная схема очистки нефтесодержащих стоков
Описание: 1. Производственные объекты (АЗС, нефтебазы, транспортные предприятия);
2.
Приемный
резервуар
(зависит
от
площади
водосбора
и
типа
покрытия);
3. Флотационно-фильтрационная установка; 4. Фильтр 1-ой ступени; 5. Фильтр 2-ой ступени; 6. Обеззараживание сточной воды.
Сточная вода, стекающая с территории предприятия, собирается в накопительном резервуаре (2), где происходит усреднение стоков и первичное отстаивание. Далее сточная вода
насосом подается на флотационно-фильтрационную установку (3).
Далее стоки поступают на первую ступень фильтра глубокой очистки, фильтрующий материал — минеральная вата (4), фильтрующий материал второй ступени — активированный уголь (5). Дезинфекция (6) сточных вод является заключительным этапом их обработки перед сбросом в водоем. Цель дезинфекции — уничтожение патогенных микроорганизмов, содержащихся в сочной воде. Для дезинфекции применяется хлорирование,
озонирование, ультрафиолетовое облучение.
Преимущества и недостатки УФ излучения при обеззараживании воды
Очистка воды наступает через несколько секунд после работы прибора. Это экономит
электроэнергию и позволяет в короткие сроки очистить большое количество воды. При
этом вода не меняет своих качеств, к тому же очень сложно передозировать УФ излучение. Также ультрафиолет абсолютно безвреден для человека, если его лучи не направлены
непосредственно на людей. Дезинфекция с помощью ультрафиолетовых лучей не оказывает токсического влияния на водные организмы и не приводит к образованию вредных
для здоровья химических соединений. Из недостатков стоит отметить способность неко4
торых микроорганизмов не подвергаться влиянию УФ лучей, быть к ним устойчивыми.
Поэтому данный способ должен использоваться лишь как предварительная очистка воды с
ее последующей доочисткой. Тяжелая вода с примесями может не позволить лучам легко
проникать сквозь нее, и тем самым спасет часть бактерий. На производствах и промышленности ультрафиолетовое обеззараживание воды обязательно сочетается с другими методами.
Выбор оптимального метода очистки сточной воды – достаточно сложная задача, что обусловлено многообразием находящихся в воде загрязняющих веществ и высоким требованиями, предъявленными к очищенной сточной воде. При выборе метода очистки загрязняющих веществ учитывают не только их состав, но и требования к очищенной воде. Для
приготовления технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных
вод в водоем большое значение имеет экономическая оценка методов очистки сточной
воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы использования воды. Применяемые методы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных сточных вод в основных технологических процессах и минимальный их
сброс в окружающую среду.
5
Литература:
1. Очистка сочных вод. [WWW]
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%87%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BA%D0%B0_%D
1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B2%D0%BE%D0%B4
(20.11.2014)
2. Методы очистки сточных вод. [WWW]
http://voda96.com/%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B%D0%BE%D1%87%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BA%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%B2%D0%BE%D0%B4.html
(20.11.2014)
3. Применение ультрафиолетового излучения для обеззараживания воды. [WWW]
http://wedeco.su/tekhnologii/uf-tekhnologii.html (21.11.2014)
4. Ульянов А.Н. Обеззараживание питьевой воды и сточных вод ультрафиолетовым
излучением и ультразвуком. Технология «ЛАЗУРЬ». [WWW]
http://www.svarog-uv.ru/tech_lazur.htm (21.11.2014)
5. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. [WWW]
http://www.ecodoma.ru/catalog/disinfection/ultraviolet/ (21.11.2014)
6. Очистные сооружения для очистки нефтесодержащих стоков. [WWW]
http://www.voda2000.ru/promstok/oil (29.11.2014)
6