Созвездие Марина

14-ая Всероссийская Олимпиада
научно-исследовательских и учебно-исследовательских проектов
детей и молодежи по проблемам защиты окружающей среды
«Человек-Земля-Космос» (Олимпиада «Созвездие»)
Номинация: «Город, в котором я живу»
Тема работы: «Технология очистки и рациональное использование воды в
городе-курорте Геленджик»
Автор: Богданова Марина Александровна,
ученица 10 «Б» класса, МБОУ СОШ № 2
им. Адмирала Ушакова муниципального образования
город-курорт Геленджик
Руководитель: Сбитнева Елена Владимировна,
учитель географии МБОУ СОШ № 2
им. Адмирала Ушакова муниципального образования
город-курорт Геленджик
Геленджик, 2013 г.
-1-
Оглавление.
Аннотация……………………………………………….…………………….3стр.
Введение………………………………………………….…….....................4стр.
Основная часть……………………………………………………………......6стр.
Заключение……………………………………………….……………….....12стр.
Вывод………………………………………………………………………...13стр.
Список использованной литературы и программного обеспечения........15стр.
Приложение……………………………………………………….……..…16стр.
-2-
Аннотация
Работа посвящена изучению технологий очистки воды. Природная вода
не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и
она содержит незначительные количества различных примесей, которые
захватывает из воздуха.
Поэтому прежде чем вода попадает в кран и утолит нашу жажду, ей
предстоит пройти через многочисленные механические фильтры и системы
очистки, выдержать контрольные замеры и тесты инженеров, технологов,
химиков и врачей. Труд многих специалистов служит высокой цели –
напоить всех жителей чистой водой. И какая вода поступает в квартиру по
городскому водопроводу, волнует каждого жителя нашего города. В целях
улучшения качества питьевой воды и ее очистки в составе современных
водопроводов возводятся специальные комплексы очистных сооружений,
объединяемые в водоочистные станции. Сточные воды также требуют
очистки с целью устранения вредного их воздействия на внешнюю среду
(водоемы, почву, подземные воды, воздух) и через нее на людей, животных,
рыб, растения. Очистка сточных вод является одним из важнейших
мероприятий по охране природы, рек и водоемов от загрязнения. Она производится
на
специальных
комплексах
канализационных
очистных
сооружений. Возводятся комплексы очистных сооружений двух основных
типов – водопроводные и канализационные. Каждый из указанных типов
очистных сооружений имеет свои разновидности, а также специфические
особенности. Объём работы 19 листов, 4схемы, 1фото.
1. Всеволод Арабаджи «Загадки простой воды».
2. Л.Кульский, В.Даль, Л.Ленчина. Вода: знакомая и загадочная.
3. Ю.В. Природа и человек. М.: Просвещение, 1991.
4. Фрог Б.Н. Левченко А.П. Водоподготовка, М.:Стройиздат 1996.
5. coust/ru
6. ru.wikipedia.org
7. Krasnodar.ru
-3-
Введение
В истории нашей планеты вода имеет исключительно важное значение.
Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему
влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за
многие сотни миллионов лет своего существования.
Не менее важна роль воды и для жизни растительного и животного
мира Земли. Вода может существовать без всякого участия жизни, но жизнь
без воды невозможна. Уже один этот факт дал право нашим предкам
утверждать, что вода появилась на Земле раньше, чем зародилась жизнь.
Вода — одно из немногих веществ, которое может в земных условиях
находиться во всех трёх физических состояниях: твёрдом, жидком и
газообразном.
Велика роль воды и в технике. Невозможно представить такую отрасль
промышленности, где бы в том или другом виде не применялась вода. Вода
служит источником энергии. Вода переносит тепло. Вода используется как
прекрасный растворитель для многих веществ. Вода является той средой, в
которой протекает огромное количество различных химических процессов.
Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей
океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии
в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она
круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли
также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.
Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой
является дождевая вода, но и она содержит незначительные количества
различных примесей, которые захватывает из воздуха.
Количество примесей в пресных водах обычно лежит в пределах от
0,01 до 0,1% (масс.). Морская вода содержит 3,5% (масс.) растворенных
веществ, главную массу которых составляет хлорид натрия (поваренная
соль).
Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость.
-4-
Плотность воды при переходе ее из твердого состояния в жидкое не
уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает. При нагревании
воды от 0 до 4°С плотность ее также увеличивается. При 4°С вода имеет
максимальную плотность, и лишь при дальнейшем нагревании ее плотность
уменьшается. Мы открываем кран, и из него сверкающей струйкой бежит
чистая и прозрачная вода. Поэтому прежде чем вода попадает в кран и
утолит
нашу
жажду,
ей
предстоит
пройти
через
многочисленные
механические фильтры и системы очистки, выдержать контрольные замеры и
тесты инженеров, технологов, химиков и врачей. Труд многих специалистов
служит высокой цели – напоить всех жителей чистой водой. И какая вода
поступает в квартиру по городскому водопроводу, волнует каждого жителя
нашего города.
Пресную воду нельзя назвать чистым веществом, т.к. в ней содержится
множество других веществ – растворенные газы (О2,N2,CO2), катионы и
анионы (Na+,K+), взвешенные частицы. Однако с бытовой точки зрения мы
считаем такую воду пригодной для питья и других хозяйственных нужд. Но
даже пресная вода, поступающая для домашних нужд, сельского хозяйства
или промышленных предприятий, нуждаются в очистке.
Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и
одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность может быть
микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов,
вызывающих у человека заболевания (холера, тиф, гепатит, гастроэнтерит и
др.). Загрязнение может быть и химическим, с немедленными или
отсроченными последствиями. Вода должна быть не только очищена от этого
загрязнения,
но
и
быть
приятной
на
вкус.
Питьевой считается вода, пригодная к употреблению внутрь, доставляемая
для нужд населения и отвечающая регламентированным критериям качества.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход
воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500
-5-
км3. При этом
70% всего водопотребления используется в сельском
хозяйстве
Основная часть
Немного из истории.
Проблема дефицита воды в курортных
городах
всегда
стояла
очень
остро.
К
сожалению, Геленджик не стал исключением.
Для решения этой насущной проблемы в
нашем городе существует МУП города курорта Геленджик « ВКХ», или просто
Водоканал, основной задачей которого является обеспечение курорта водой.
В первые годы существования предприятие называлось Геленджикский
городской водопровод, имело протяженность труб 7км и обеспечивало водой
только больницу да немногих жителей Геленджика. В 1970 году началось
строительство канализационных сетей.
До 1999 года вода в городе
подавалась по графику, который зачастую не соблюдался, а время подачи
было минимальным. У многих в памяти засушливые 1997-98годы, когда воду
доставляли машинами, носили ведрами. Можаровая щель, а также
собственные источники в летний период пересыхали, и Геленджик пребывал
в катастрофическом положении.
С приходом на пост главы города
С.П.Озерова началась планомерная реконструкция всего коммунального
хозяйства
Геленджика.
В
результате
проведенных
исполнительным
комитетом города-курорта и МУП ВКХ мероприятий стало возможным
увеличить время подачи воды по графику, а в отдельных районах довести ее
до круглосуточной. В 1998г. среднесуточный объем водоподачи составлял за
счет Дивноморского водозабора в засушливый период 9,0 тыс. тонн в сутки
при 26 рабочих скважинах. С Троицкого водопровода поступало 3,7тыс.
кубов воды, а изношенность его оборудования была 70%. Перед
Водоканалом стояла задача обеспечить стабильную подачу воды по графику.
-6-
Главой города - курорта были выделены из городского бюджета средства для
ремонта оборудования, реконструкции сетей и сооружений, выделялись
средства и из краевого бюджета. В результате проведенных работ по вводу в
эксплуатацию дополнительно 10 скважин на Дивноморском водозаборе
уровень подачи воды в летний период достиг 18,0 - 19,0тыс. куб.м в сут.
Полностью в 2003г. заменен Троицкий водопровод, который подает сегодня
в сутки 16,0 - 18,0тыс.куб.м. Все сотрудники Водоканала так же ревностно
относятся к проблеме нерационального использования воды. Ведь работа у
них не из легких, как на передовой: в любое время дня и ночи может
поступить сообщение об аварии, и ждать нельзя - сразу на выезд.
Типы и назначения очистных сооружений.
В связи с ростом объемов водопотребления и недостаточностью
источников подземных вод для целей водоснабжения используются
источники поверхностных вод, забираемых из рек и водоемов. К качеству
питьевой воды предъявляются требования в соответствии с нормами
действующего стандарта. Высокие требования предъявляются также и к
качеству
воды,
предприятий,
так
функционирование
идущей
как
на
от
технологические
этого
промышленных
во
многом
агрегатов
и
цели
промышленных
зависит
нормальное
оборудования
цехов.
Качество воды в источниках водоснабжения часто не соответствует
предъявляемым требованиям, поэтому возникает задача его улучшения.
Улучшение качества природной воды для хозяйственно-питьевых нужд и
технологических целей достигается различными специальными методами ее
обработки (очистки). В целях улучшения качества питьевой воды и ее
очистки в составе современных водопроводов возводятся специальные комплексы очистных сооружений, объединяемые в водоочистные станции.
Сточные воды также требуют очистки с целью устранения вредного их
воздействия на внешнюю среду (водоемы, почву, подземные воды, воздух) и
через нее на людей, животных, рыб, растения. Очистка сточных вод является
-7-
одним из важнейших мероприятий по охране природы, рек и водоемов от
загрязнения.
Она
канализационных
производится
очистных
на
специальных
сооружений.
В
комплексах
практике
строительства
возводятся комплексы очистных сооружений двух основных типов –
водопроводные и канализационные. Каждый из указанных типов очистных
сооружений имеет свои разновидности, а также специфические особенности
как
по
составу
и
устройству
отдельных
сооружений,
так
и
по
технологическим процессам, происходящим в них.
1) Водопроводные очистные сооружения.
Метод обработки воды и состав водопроводных очистных сооружений
зависят от качества исходной воды, требований, предъявляем их к качеству
питьевой
воды,
Технологические
обесцвечивание
и
принятой
процессы
и
технологической
схемы
очистки
воды
включают
обеззараживание.
При
этом
ее
ее
вода
очистки.
осветление,
коагулируется,
отстаивается и фильтруется, а также проходит обработку хлором. Если
качество исходной воды позволяет отказаться от некоторых технологических
процессов ее обработки, соответственно сокращается комплекс сооружений.
Изучение технологических схем очистки питьевой воды показывает,
что
основными
водопроводных
методами
очистных
осветления
и
сооружениях
обесцвечивания
являются
воды
на
отстаивание
и
фильтрование с предварительной обработкой воды реагентами (коагулянтами). Для отстаивания воды используются в основном горизонтальные
(реже вертикальные) отстойники или осветлители со взвешенным осадком, а
для фильтрования – фильтры с различными видами фильтрующей загрузки
или контактные осветлители. В практике водопроводного строительства в
нашей
стране
сооружения,
наибольшее
распространение
запроектированные,
предусматривающей
в
качестве
но
получили
водоочистные
технологической
основных
очистных
схеме,
сооружений
горизонтальные отстойники и скорые фильтры.
-8-
Принятая единая технологическая схема очистки питьевой воды
предопределила
практически
вспомогательных
сооружений.
одинаковый
Так,
состав
например,
во
основных
все
и
комплексы
водоочистных станций, независимо от их производительности и типа, входят
следующие сооружения: реагентное хозяйство со смесителем, камеры
реакции (хлопьеобразование), горизонтальные отстойники или осветлители,
фильтры, резервуары для чистой воды, насосная станция II подъема с
электроподстанцией,
а
также
объекты
подсобно-вспомогательного
(производственного), административно-технического и культурно-бытового
назначения.
2) Канализационные очистные сооружения.
Очистные сооружения канализации, как и водопровода, – это сложные
комплексы инженерных сооружений, взаимосвязанных технологическим
процессом очистки сточных вод. На очистных сооружениях сточные воды
подвергаются механической, химической и биохимической (биологической)
очистке. В процессе механической очистки из жидкой фазы сточных вод
отделяются взвешенные вещества и грубые механические примеси путем
процеживания, отстаивания и фильтрования. В некоторых случаях механическая очистка является окончательной. Но чаще всего она служит лишь
подготовкой для дальнейшей, например, биохимической очистки.
В
комплекс
механической
очистных
очистки
сооружений,
бытовых
сточных
предназначенных
вод,
входят:
для
решетки,
предназначенные для задержания крупных веществ органического и
минерального
происхождения;
песколовки
для
выделения
тяжелых
минеральных загрязнений (главным образом леска); отстойники для
выделения осаждающихся веществ (в основном органических); хлораторная
установка с контактными резервуарами, в которых происходит контакт
осветленной сточной воды с хлором в целях уничтожения болезнетворных
бактерий. В результате обработки поступающих сточных вод на указанных
-9-
сооружениях они после их дезинфекции могут быть отведены в водоем.
Схема химической очистки сточных вод отличается от механической
введением перед отстойниками смесителя и реагентного хозяйства. При этом
обрабатываемая сточная вода после решеток и песколовки поступает в
смеситель, где к ней добавляется реагент для коагулирования, а затем в
отстойник для осветления. Сточная вода из отстойника выпускается либо
прямо в водоем, либо сперва на фильтр для дополнительного осветления, а
потом в водоем. Сооружения для обработки осадка при химической очистке
такие же, как и при механической.
Биохимическая очистка сточных вод, в зависимости от местных
условий, обычно осуществляется на трех основных схемах сооружений: на
полях орошения или полях фильтрации, на биофильтрах и в аэротенках
(рис.1). При первой схеме сточная вода, пройдя через решетки, поступает в
песколовки и затем в отстойники для осветления и дегельминтизации, откуда
она направляется на поля орошения или поля фильтрации и затем в водоем.
При второй схеме сточная вода сначала проходит через сооружения
механической очистки и предварительной аэрации (преаэраторы), далее она
поступает на биофильтры, а затем во вторичный отстойник для выделения из
очищенной
воды
веществ,
выносимых
ил
биофильтров.
Очистка
заканчивается дезинфекцией сточных вод перед спуском в водоем. При
третьей схеме предварительная очистка сточной воды производится на
решетках, песколовках, преаэраторах и в отстойниках. Последующая их
очистка производится в аэротенках, затем во вторичных отстойниках и
заканчивается дезинфекцией, после чего вода сбрасывается в водоем. Выбор
типа сооружений для биохимической очистки сточных вод производится в
зависимости от ряда факторов, в том числе; требуемой степени очистки
сточных вод, размера площади под очистные сооружения (большая площадь
требуется для устройства полей орошения и гораздо меньшая для
аэротенков), характера грунтов, рельефа площади и др. Схему очистных
- 10 -
сооружений выбирают с учетом экономических показателей – строительной
и эксплуатационной стоимости сооружений.
Применение систем водоочистки в городе-курорте Геленджик.
Вода поступает:
1.
Решетки
2.
Песколовки. В них задерживаются песок, камешки и другие
тонущие примеси.
3.
Первичный отстойник. Сточная вода поступает в первичный
отстойник и из неё удаляются твердые примеси. Осадок обрабатывается
до состояния влажной земли, которая складывается на специальных
площадках.
4.
Аэрационный бассейн (преаэратор). Здесь происходит аэрация
воды воздухом. Также в преаэраторе окисляется часть легко
окисляемых веществ.
5.
Аэротенк. Обработка воды при помощи активного ила (буровато-
желтые комочки и хлопья), который под воздействием кислорода
поглащает загрязнения.
6.
Вторичный отстойник. Вода отстаивается и сбрасывается в море.
На пути сброса в воду добавляется активный хлор и в море во да
поступает очищенной.
- 11 -
Заключение
Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Но в то же
время вода таит в себе множество загадок. Ее до сих пор продолжают
исследовать ученые, находя все больше интересных данных о воде. Вода
играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность
существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль
универсального
растворителя,
в
котором
происходят
основные
биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в
том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и
неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания
химических реакций и в то же время — достаточную сложность
образующихся комплексных соединений. Благодаря водородной связи, вода
остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том,
который широко представлен на планете Земля в настоящее время.
22 марта во всем мире отмечается День водных ресурсов. Этот
праздник был установлен по решению Генеральной Ассамблеи Организации
Объединенных Наций, чтобы напомнить человечеству о важности водных
ресурсов для окружающей среды и развития общества. В настоящее время
70% территории нашей планеты покрыты водой. При этом пить можно
только 1% этой воды. С каждым годом проблем доступа к водным ресурсам
становится острее. За последние 50 лет в мире произошло целых 507
конфликтов, связанных с доступом к воде. 21 спор привел к военным
действиям. Министерством регионального развития РФ по итогам работы за
год МУП "Водоканал" города-курорта Геленджик признано победителем
Всероссийского конкурса на лучшую организацию предприятий сферы ЖКХ
среди водоканалов своей категории и награждено дипломом высшей степени.
Основной проблемой водоснабжения в муниципальном образовании городкурорт Геленджик являлось кратное увеличение потребности в питьевой воде
в летний сезон. Затруднения в поступлении пресной воды в Геленджике
также связаны и с рельефом местности города, жилые кварталы которого
- 12 -
поднимаются вверх от моря к горам. Модернизация водного хозяйства
курорта, отмеченная высокой победой, позволила разрешить проблему
почасовой подачи воды, и теперь жители и гости города-курорта пользуются
водой круглосуточно. Также дипломом высшей степени было отмечено МУП
БХО, которое жюри единогласно признало победителем Всероссийского
конкурса на лучшую организацию предприятий сферы ЖКХ среди
многопрофильных предприятий.
Вывод
В результате большого потребления водных ресурсов выбрасывается
половина всей воды. Причем вся сбрасываемая вода сильно загрязнена. Это
приводит к тому, что проблема загрязнения воды стала глобальной. Поэтому
наиболее правильный и рациональный способ использования воды – это
создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения – создание
бессточных
производств
и
сохранение
тем
самым
гидросферы
от
загрязнения. Усилить контроль за состоянием водопроводных труб,
своевременно ремонтировать аварийные участки. Ввести административную
ответственность
за
утечку
воды.
В
пиковый
сезон
использовать
дополнительно подземную воду.
Также сократить расход воды поможет внимание потребителя, то есть нас
самих. Вот несколько важных правил, которые каждый из нас может делать
самостоятельно:
1. Следите за утечкой воды; ищите скрытые места утечки.
2. Не забывайте выключать воду. Вы можете экономить до 76000литров
воды в год, если не будете оставлять кран открытым.
3. Основную часть воды, пригодной для питья, мы расходуем в туалете.
Но большая часть воды расходуется напрасно. При каждом сливании
ваш туалет потребляет от 15 до 21 литра воды. Что вы можете сделать.
Поместите в бачок вашего туалета какой-нибудь предмет, например,
пластиковую бутылку, чтобы занять место и оставить в бачке меньше
- 13 -
пространства для воды.
4. Проверьте, не слишком ли много воды расходует ваш душ. Люди могут
вставить в душ специальную головку для «медленного течения» воды.
Это устройство добавляет воздух к воде, и таким образом, количество
используемой воды сокращается в 2 раза.
- 14 -
Список использованной литературы и программного обеспечения
1.Л.Кульский, В.Даль, Л.Ленчина. Вода: знакомая и загадочная.
2.Всеволод Арабаджи «Загадки простой воды».
3.Ю.В. Природа и человек. М.: Просвещение, 1991.
4.Фрог Б.Н. Левченко А.П. Водоподготовка, М.:Стройиздат 1996.
5.coust/ru
6.ru.wikipedia.org
7.Krasnodar.ru
- 15 -
Приложения.
Рис.1. Аэратор барботажного типа (а) и инка-аэратор (б)
6 — магистральный воздухопровод; 2 — ввод воды в барботажную
камеру 5; 3 — дырчатые пластины; 4 — воздухораспределитель; 7,1 — отвод
аэрированной и подача исходной воды; 8 — водослив; 9 — стабилизацинная
перегородка; 10 — слой пены; 11 — вентилятор; 12 — дырчатое дно; б —
барботажная камера поверхности выбирают произвольно. Длительность
продувация воздуха, как правило, не превышает 15 мин. Расход воздуха
составляет 0,37—0,75 м3/мин на 1 м3 воды.
- 16 -
План водопроводных очистных сооружений.
План канализационных очистных сооружений.
Фильтры, используемые для очистки воды на котельной.
- 17 -