Méthodes de traitement des eaux usées

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Selon des normes temporaires, la pollution peut être classée comme

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a. à court terme et permanent

b. à court terme, à long terme et permanent

c. long et permanent

d. court et long

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D'efficacité particulière de nettoyage de la pollution apporte l'utilisation de méthodes... nettoyage.

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Les réservoirs dans lesquels les eaux usées, l'air et les boues activées, y compris les bactéries, les protozoaires, les vers et autres minéraliseurs aérobies, sont alimentés avec un débit suffisamment élevé sont...

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Parmi ces méthodes de purification de l’eau utilisées pour éliminer les impuretés dissoutes

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e. traitement biologique

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Les technologies de recyclage pour la production ont été classées comme

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a. technologies physiques et chimiques

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Le processus d'absorption sélective des composants d'un mélange gazeux par une série de corps solides poreux finement divisés est...

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Parmi ces méthodes de purification de l'eau pour l'élimination des polluants organiques utilisés

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b. traitement biologique

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Parmi les méthodes de purification de l'eau énumérées ci-dessus sont utilisées pour éliminer les particules

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f. traitement biologique

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Pour sécher les collecteurs de poussière,

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b. laveur à venturi

e. filtres à manches

f. réacteurs catalytiques

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Méthodes de nettoyage physico-chimiques

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... le nettoyage retient les impuretés non dissoutes (parfois appelée clarification de l'eau) et consiste à filtrer, décanter, séparer les particules dans le champ des forces centrifuges et filtrer

Comment nettoyer les eaux usées: le choix de la méthode d'obtention d'un liquide clair

De nombreuses personnes utilisant de l'eau purifiée ne se doutent même pas des méthodes utilisées. Cependant, il existe maintenant un certain nombre de méthodes de nettoyage, telles que: mécanique, biologique, biochimique. chimique, physico-chimique, qui, à leur tour, sont divisés en types. Dans certains cas, ces méthodes sont appliquées dans un complexe. Lequel d'entre eux est le plus efficace - cela sera discuté ci-dessous.

La purification de l’eau de la présence de divers types d’impuretés, de métaux lourds et de leurs composés est un processus fastidieux. Il existe maintenant de nombreuses méthodes pour obtenir un liquide propre. Les méthodes de traitement des eaux usées diffèrent par le degré de contamination et la concentration d'impuretés dans l'eau.

Schéma des méthodes de nettoyage.

Pourquoi nettoyer les drains?

Le but principal de la purification est la destruction de polluants de différentes natures et leur élimination. Il s'agit d'un processus de production complexe dont les produits finis sont de l'eau purifiée. Ses paramètres sont mis aux normes établies. De plus, les besoins en eau à des fins diverses sont très différents et augmentent constamment.

Méthodes de nettoyage

Le choix de la méthode de nettoyage dépend du type de contamination. Le plus souvent, un filtrage maximal est obtenu en combinant différentes méthodes.

Parmi la variété des méthodes existantes, vous pouvez sélectionner les principaux types:

  1. Mécanique - le traitement des eaux usées est effectué à partir d'impuretés insolubles.
  2. Produits chimiques A ce stade, la neutralisation des acides et des alcalis.
  3. Biochimique. Avec les réactifs chimiques, on utilise des micro-organismes consommant des contaminants comme aliments.
  4. Biologique. Le traitement de l'eau se fait sans l'utilisation de produits chimiques.
  5. Le traitement physique et chimique des eaux usées comprend plusieurs types, dont chacun sera discuté ci-dessous.

Mécanique

Traitement intégré des eaux usées.

Utilisé pour le pré-traitement des eaux usées provenant de contaminants insolubles et utilisé en combinaison avec d'autres espèces. Le nettoyage lui-même est effectué en plusieurs étapes.

Nettoyage

Au cours du processus de décantation, des particules de poids spécifique supérieur à celui de l'eau se déposent au fond et, avec un poids inférieur, elles remontent à la surface. Les poumons comprennent les huiles, les huiles, les graisses et les résines. De telles impuretés sont présentes dans les effluents industriels. Ensuite, ils sont retirés de l'usine de traitement et envoyés pour traitement.

C'est important! Pour séparer les suspensions solides naturelles, utilisez une version spéciale des réservoirs de décantation - des pièges à sable, qui sont fabriqués de manière tubulaire, statique ou dynamique.

Filtrage et filtrage

Les caillebotis sont conçus pour séparer les grosses saletés sous forme de papier, de chiffons, etc. Pour piéger les petites particules en utilisant une méthode mécanique de purification de l'eau, on utilise des filtres en tissu, poreux ou à grains fins. Dans le même but, utilisez un microcore, constitué d’un tambour, équipé d’une grille. Le rinçage des substances séparées dans le piège à mazout se produit sous l'influence de l'eau fournie par les buses.

Biochimique

Le système de traitement des eaux usées, qui utilise des microorganismes spéciaux lors de son utilisation avec des produits chimiques, est de deux types:

Les premiers effectuent la purification de l'eau dans des conditions naturelles. Il peut s'agir de réservoirs, de champs d'irrigation où un traitement supplémentaire du sol est nécessaire. Ils se caractérisent par une faible efficacité, une forte dépendance aux conditions climatiques et la nécessité de disposer de grandes surfaces.

Ces derniers fonctionnent dans un environnement artificiel où des conditions favorables sont créées pour les micro-organismes. Cela améliore considérablement la qualité du nettoyage. Ces stations peuvent être divisées en trois types: réservoirs aériens, filtres bio et filtres aérodynamiques.

  1. Aerotank. La biomasse productive est constituée de boues activées. À l'aide de mécanismes spéciaux, il est mélangé avec les drains livrés en une seule masse.
  2. Un biofiltre est un dispositif où le filtrage est fourni. Pour cela, utilisez des matériaux tels que du laitier, du gravier argileux expansé.
  3. Le filtre à air est construit sur le même principe, mais de l'air est forcé dans le lit filtrant.

Biologique

Les méthodes biologiques de traitement des eaux usées sont utilisées en cas de pollution de nature organique. Un effet plus important est observé lors de l'utilisation de bactéries aérobies. Mais pour assurer leur activité vitale, il faut de l'oxygène. Par conséquent, lorsque vous travaillez dans des conditions artificielles, l'injection d'air est nécessaire, ce qui entraîne une augmentation des coûts.

L'utilisation de microorganismes anaérobies réduit les coûts, mais son efficacité est inférieure. Pour améliorer la qualité de la filtration, une purification supplémentaire des eaux usées préalablement traitées est effectuée. Le plus souvent à cette fin, des clarificateurs à contact sont utilisés, qui sont un filtre multicouche. Moins souvent - microfiltres.

Le traitement des eaux usées avec cette méthode élimine les impuretés toxiques, mais en même temps le phosphore et l'azote sont saturés. Le déversement de cette eau violera le système écologique du réservoir. L'élimination de l'azote s'effectue par d'autres moyens.

Physico-chimique

Méthode de nettoyage physico-chimique.

Cette méthode de nettoyage permet de séparer les effluents de mélanges finement dispersés et dissous de composés inorganiques et de détruire les matières organiques difficilement oxydables. Il existe plusieurs types de nettoyage, dont le choix dépend du volume d’eau et de la quantité d’impuretés qu’il contient.

La coagulation

Ce type implique l’introduction de réactifs chimiques: sels d’ammonium, fer, etc. Les impuretés nocives se déposent sous forme de flocons, après quoi leur élimination n'est plus difficile. Pendant la coagulation, les petites particules se collent dans de gros composés, ce qui augmente considérablement l'efficacité du processus de dépôt. Cette méthode de nettoyage élimine la plupart des inclusions indésirables de l'effluent. Il est utilisé dans la construction de systèmes de traitement des eaux usées industrielles.

Floculation

De plus, la floculation est utilisée pour accélérer le processus de formation des boues. Les composés moléculaires de floculant en contact avec des impuretés nocives sont combinés en un seul système, ce qui réduit la quantité de coagulant. Les flocons précipités sont éliminés mécaniquement.

Les floculants ont des origines diverses: naturelles (dioxyde de silicium) et synthétiques (polyacrylamide). La vitesse du processus de floculation est influencée par l'ordre d'addition des réactifs, la température et le niveau de pollution de l'eau, avec quelle fréquence et quelle puissance se mélange. Le temps passé dans le mélangeur - 2 minutes et le contact avec les réactifs - jusqu'à une heure. Ensuite, effectuez la clarification de l'eau dans les puisards. Réduire le coût des coagulants et des floculants permet un double traitement des eaux usées, lorsque la décantation initiale est réalisée sans utilisation de réactifs.

L'adsorption

C'est important! Un certain nombre de substances peuvent absorber des impuretés nocives. La méthode d'adsorption est basée sur cela. Comme réactifs, le charbon actif, la montmorillonite, la tourbe, les aluminosilicates.

Le traitement des eaux usées avec cette méthode donne de hautes performances et permet d’éliminer divers types de pollution. L'adsorption est de deux types: régénérative et destructive.

La première option est due à l'élimination des impuretés nocives du réactif et seulement après que celles-ci sont recyclées. Dans le second cas, ils sont détruits simultanément avec l'adsorbant.

Extraction

Les impuretés nocives sont placées dans un mélange constitué de deux liquides qui ne se dissolvent pas. Appliquer lorsqu'il est nécessaire d'éliminer les matières organiques de l'effluent.

La méthode est basée sur l’addition d’une certaine quantité d’agent d’extraction. Dans ce cas, les substances nocives quittent l’eau et se concentrent dans la couche créée. Lorsque leur contenu atteint la valeur maximale, l'extrait est supprimé.

Méthode d'échange d'ions

En raison de l'échange qui a lieu entre les phases de contact, les éléments radioactifs peuvent être éliminés: plomb, arsenic, composés du mercure, etc. Avec une teneur élevée en substances toxiques, cette méthode est particulièrement efficace.

Produits chimiques

Toutes les méthodes de traitement des eaux usées chimiques reposent sur l’ajout de réactifs qui convertissent les solutés en suspension. Après cela, ils sont enlevés sans difficulté.

Comme réactifs utilisés:

  • oxydants (ozone, chlore);
  • les alcalis (soude, chaux);
  • acide.

Neutralisation

Le traitement des eaux usées neutralise de la même manière les bactéries pathogènes et affiche le pH au standard requis (6,5 à 8,5). Pour ce faire, utilisez les méthodes suivantes:

  • les alcalis et les acides sont mélangés sous forme de liquides;
  • entrer des réactifs chimiques;
  • filtrer les drains contenant des acides;
  • neutraliser les gaz avec une solution alcaline et acide - ammoniac.

L'oxydation

L'oxydation est utilisée lorsqu'il n'est pas possible d'éliminer les impuretés par des moyens mécaniques et par décantation. Dans ce cas, l'ozone, le bichromate de potassium, le chlore, la pyrolusite, etc. agissent en tant que réactifs.L'ozone est rarement utilisé en raison du coût élevé du processus et de sa concentration en explosif.

C'est important! L'essence de la méthode: l'état physique de tous les contaminants nocifs est restauré, puis ils sont éliminés par flottation, sédimentation ou filtration.

Quand il est nécessaire de purifier l’arsenic, le mercure et le chrome, on utilise cette méthode.

Flottation

Méthode de flottation - Nettoyage à l'air à haute pression

C'est la manière dont l'ascension des débris à la surface est obtenue en ajoutant de l'air vortex dans les eaux usées. L'efficacité de la méthode dépendra de l'hydrophobicité des particules. L'ajout de réactifs augmente la résistance des bulles d'air à la destruction.

L'efficacité du traitement des eaux usées par diverses méthodes de clarté peut être présentée sous forme de tableau.

travaux de recherche "Problèmes modernes de pollution et de traitement des eaux usées"

L'étude pose le problème de l'intervention humaine dans l'environnement, souvent - destructif. L'auteur parle du problème du manque d'eau douce, des principales sources de pollution et des méthodes de nettoyage. La partie expérimentale du travail est l'étude de la qualité de l'eau au voisinage de l'école et de la consommation d'eau par les résidents.

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La branche de l'institution d'éducation budgétaire municipale Staroyurievskaya école secondaire à avec. Novoyur'evo

District Staroyuryevsky de la région de Tambov

Problèmes modernes de pollution et de traitement de l'eau

Nomination "Eau et Paix"

Donskikh Anastasia Ivanovna, élève de 9e année

Lesnikova Valentina Alekseevna, professeur de mathématiques

I. L'eau est une ressource humaine précieuse et absolument nécessaire.

III. Méthodes de purification de l'eau

Pour chaque personne, l'endroit le plus cher est sa patrie. La nature de notre pays, notre terre est unique dans sa forme originale. Les vastes étendues plates étaient autrefois couvertes de forêts mixtes et de feuillus, des steppes des prés. Des centaines de milliers de sources pures sonnaient dans des poutres boisées, cueillies dans des ruisseaux, donnant vie à des rivières à la pureté irréprochable. L'abondance de nourriture et d'eau potable a attiré une grande variété d'animaux. Dans les forêts, on pouvait voir un ruisseau de grouses noires ou des tétranyques, un troupeau de sangliers ou un ours brun. Dans les eaux claires de Tsna Crow, un esturgeon éclaboussait.

Tout cela jusqu'à ce que l'homme envahisse le complexe naturel de la nature. Il a commencé à retravailler la nature, à créer des systèmes naturels qui lui étaient bénéfiques, sans avoir étudié la profondeur de tous les processus intervenant dans les complexes naturels. À la suite d’une telle restructuration, nous voyons des étendues infinies de champs creusés par des ravins et des poutres, des forêts rares, des rivières et des étangs avec une eau boueuse et "pourrissante", impropre à la consommation mais parfois aux besoins domestiques.

Tout serait différent si une personne, avant de changer quelque chose dans la nature, étudiait les schémas par lesquels elle vivait et se développait. Seulement dans ce cas, l’interaction de la société et de la nature ne sera pas une catastrophe environnementale, mais la joie de la vie quotidienne et la prospérité de l’économie.

Malheureusement, les gens ont tendance à négliger le danger quand ce n'est pas évident pour eux. Ils ne sont pas habitués à prendre des précautions dans ce cas. Corriger, scientifiquement conscient, la relation entre l'homme et la nature peut empêcher la croissance de facteurs nocifs dans l'environnement. La tâche de chacun de nous est de pouvoir prévoir et résoudre ce problème. Personnellement, pour la première fois, j'ai pensé à la gestion rationnelle de l'eau en tant que source de bien humain, il y a deux ans, à l'été 2010, sous une chaleur anormale.

Actuellement, le problème de la pollution des masses d’eau (rivières, lacs, mers, nappes phréatiques, etc.) est le plus urgent, car tout le monde connaît l'expression "l'eau c'est la vie". Sans eau, une personne ne peut vivre plus de trois jours mais, même conscient de l’importance du rôle de l’eau dans sa vie, elle continue à exploiter de manière rigide les masses d’eau, modifiant irrévocablement leur régime naturel de déversements et de déchets.

Le sujet de mes travaux de recherche est «Les problèmes modernes de pollution et d’épuration de l’eau».

L'objet de l'étude est l'eau en tant que source de la vie sur la planète Terre.

Le sujet de recherche est la pollution affectant la composition et la qualité de l’eau et les méthodes de purification.

L’objectif est de déterminer les principales dispositions relatives au problème de la pollution de l’eau et de son traitement.

Le but du travail a identifié les tâches suivantes:

1. Analyser la littérature scientifique populaire, identifier la nature du problème de la pollution et de l'utilisation de l'eau.

2. Examiner les moyens indiqués dans la littérature pour réduire les effets nocifs de l'homme sur l'état des masses d'eau.

3. Déterminer la possibilité de la population du district scolaire avec. Novoyur'yev contrôler le débit et la qualité de l'eau dans les conditions de vie

En conséquence, j'ai émis l'hypothèse suivante: si un consommateur moderne est conscient des problèmes liés à l'utilisation de l'eau, la probabilité de résoudre ce problème augmente.

Méthodes de recherche: analyse des sources littéraires, questionnement, observation et expériences.

I. L'eau est une ressource humaine précieuse et absolument nécessaire.

(Charte de l'eau du Conseil européen de 1976)

L'eau est le composé inorganique le plus répandu sur notre planète. L'eau - la base de tous les processus de la vie, la seule source d'oxygène dans le processus de conduite principal sur Terre - la photosynthèse. L'eau est présente dans toute la biosphère: non seulement dans les masses d'eau, mais aussi dans l'air, dans le sol et chez tous les êtres vivants. Ces derniers contiennent jusqu’à 80-90% d’eau dans leur biomasse. La perte de 10 à 20% d'eau par les organismes vivants les mène à la mort. La majeure partie de l'eau sur notre planète est concentrée dans les mers et les océans. L'eau douce est seulement 2-3%. La majeure partie de l'eau douce (85%) est concentrée dans les glaces des zones polaires et des glaciers. Le renouvellement de l'eau douce résulte du cycle de l'eau.

L'activité humaine peut-elle affecter le processus du cycle de l'eau dans la nature? Comme le montre l'expérience du développement historique de l'humanité, oui. Avec l’avènement de la vie sur Terre, le cycle de l’eau est devenu relativement difficile, car au simple phénomène d'évaporation physique (transformation de l'eau en vapeur) s'ajoutent des processus plus complexes associés à l'activité vitale des organismes vivants.

Le rôle de l'homme dans le développement de ses activités devient de plus en plus important dans ce cycle.

Ainsi, cette étude pose le problème de l'intervention humaine dans l'environnement, dans la nature, souvent - nocif.

Le rôle de l'homme dans le processus du cycle de l'eau dans la nature, ainsi que dans les activités et le fonctionnement des eaux naturelles: rivières, lacs, mers et sources souterraines n'était plus seulement important, mais à mon sens fondamental. Tout le monde sait qu’au moment où nous en sommes saisis, l’eau propre (tant l’eau douce que salée) ne devient pas un problème. C'est déjà devenu un problème grave, qui acquiert une portée mondiale. Il est déjà devenu triste de constater que certains États n’utilisent pas leur propre eau à des fins alimentaires;

doivent l'importer d'autres pays. Par exemple, les États-Unis achètent de l'eau douce au Canada, en Allemagne - en Suède, aux Pays-Bas, les importations d'eau douce en provenance de Norvège et d'Arabie saoudite - en provenance de Malaisie. L'eau douce est devenue une marchandise du commerce mondial: elle est transportée par des navires-citernes sur des conduites d'eau à grande distance. Des projets sont en cours de développement pour remorquer les icebergs de l’Antarctique, auxquels chaque été polaire envoie 1 200 millions de tonnes d’eau douce transformées.

Le pétrole et les produits pétroliers sont les polluants les plus courants dans les océans. Les plus grandes pertes de pétrole sont liées à son transport depuis les zones de production. Urgences, déversement par-dessus bord de navires-citernes, eaux de lavage et de ballast - tout cela entraîne la présence de champs de pollution permanents sur les routes maritimes. La quantité de pollution de cette source est de 2,0 millions de tonnes / an. Chaque année, 0,5 million de tonnes de pétrole sont rejetées dans l'eau par l'industrie. En pénétrant dans le milieu marin, l’huile s’étale d’abord sous forme de film, formant des couches d’épaisseurs différentes. Le film d'huile modifie la composition du spectre et l'intensité de la pénétration de la lumière dans l'eau. La transmission de la lumière des couches minces de pétrole brut est comprise entre 1 et 10% (280 nm) et entre 60 et 70% (400 nm). L'épaisseur du film de 30 à 40 microns absorbe complètement le rayonnement infrarouge. En se mélangeant avec de l’eau, l’huile forme une émulsion de deux types: directe - "huile dans eau" - et l’inverse - "eau dans huile". Lors de l'élimination des fractions volatiles, l'huile forme une émulsion inverse visqueuse qui peut rester à la surface, être entraînée, relâchée sur le rivage et se déposer au fond.
La prochaine source de pollution est constituée par les pesticides - substances créées artificiellement utilisées pour lutter contre les parasites et les maladies des plantes. La production industrielle de pesticides s'accompagne de l'émergence d'un grand nombre de sous-produits polluants pour les eaux usées.
Les polluants courants et hautement toxiques comprennent les métaux lourds (mercure, plomb, cadmium, zinc, cuivre, arsenic). Ils sont largement utilisés dans diverses productions industrielles. Par conséquent, malgré les mesures de purification, la teneur en composés de métaux lourds dans les eaux usées industrielles est relativement élevée. De grandes masses de ces composés pénètrent dans l'océan à travers l'atmosphère. Pour les biocénoses marines, le mercure, le plomb et le cadmium sont les plus dangereux. Le mercure est transporté dans l'océan à partir du drain continental et à travers l'atmosphère. La composition de la poussière atmosphérique contient environ 12 000 tonnes de mercure, dont une part importante est d'origine anthropique. Environ la moitié de la production industrielle annuelle de ce métal (910 000 tonnes / an) pénètre dans l'océan de différentes manières. Dans les zones polluées par les eaux industrielles,

la concentration de mercure dans la solution et les suspensions est considérablement accrue. Le plomb est un oligo-élément typique contenu dans toutes les composantes de l'environnement: dans les roches, les sols, les eaux naturelles, l'atmosphère, les organismes vivants. Enfin, le plomb est activement dispersé dans l'environnement lors des activités humaines. Ce sont des émissions de

eaux usées industrielles et domestiques, avec fumée et poussière d'entreprises industrielles, avec gaz d'échappement de moteurs à combustion interne.
En raison du rejet d'eaux usées chauffées par les centrales électriques et certaines installations industrielles, il se produit une pollution thermique à la surface des masses d'eau. La décharge d'eau chauffée provoque souvent une augmentation de la température de l'eau dans les réservoirs de 6 à 8 degrés Celsius. En conséquence, la solubilité de l'oxygène diminue et sa consommation augmente, car avec l'augmentation de la température, l'activité des bactéries aérobies décomposant la matière organique augmente. La diversité des espèces de phytoplancton et de l'ensemble de la flore d'algues augmente.

Sur le territoire de la région de Tambov, il y a environ 90 conduites d'eau municipales, dont environ 65 dans des zones rurales. Environ 30% des conduites d'eau municipales ne répondent pas aux normes sanitaires. Ce sont principalement des indicateurs de fer, de fluor, de dureté constante, de turbidité. La plus grande partie des échantillons qui ne répondent pas aux normes d'hygiène, a été observée dans les régions de Rasskazovsky, Morshansk et Michurinsky.

Nos rivières, nos lacs et nos étangs souffrent de débits excessifs. Les entreprises industrielles déversent chaque année environ 10 millions de mètres cubes d’eaux usées dans les eaux. Cela entraîne un changement de l'habitat de la faune de nos masses d'eau, la disparition d'espèces animales sensibles.

La qualité des eaux usées est un indicateur de l'état et du fonctionnement des installations de traitement de la région. Les installations de traitement des villes de Tambov, Michurinsk et Uvarovo fonctionnent de manière satisfaisante. La qualité des eaux usées est insuffisante dans les villes de Morshansk et de Rasskazovo. Les eaux usées de ces villes dépassent les normes fixées pour les phosphates, les ions ammonium et les produits pétroliers. La situation peu satisfaisante du traitement des eaux usées à Kirsanov, Zherdevka, p. Inzhavino

III. Méthodes de purification de l'eau

Ainsi, sur la base de la situation présentée ici et des exemples donnés, nous nous sommes approchés de la question de la purification de l’eau. Comment devrions-nous le résoudre?

Pour résoudre le problème de la protection de l'eau, il conviendrait de mettre en œuvre des mesures de protection de l'eau intégrées très efficaces visant à préserver la qualité requise et la quantité suffisante d'eaux naturelles, en se fondant sur la volonté de réduire autant que possible la réduction.

la pollution et le volume des effluents industriels en cours de formation. La base de ces mesures de traitement de l’eau devrait être la volonté de réduire autant que possible la consommation industrielle d’eau et les rejets d’eaux usées, et surtout - de réduire la pollution de ces dernières. Ce qui nécessite réellement des usines de traitement des eaux usées. Mais la principale difficulté réside ici dans le fait que les installations d’épuration et d’utilisation des eaux usées nécessitent des investissements et des coûts d’exploitation importants. Par conséquent, comme cela semble être le cas pour beaucoup, il est plus facile de se passer d'installations de traitement des eaux usées. Toutefois, ces coûts ne doivent pas être considérés comme des coûts de matériaux, car, grâce à l'utilisation des effluents traités, un certain nombre d'autres coûts d'exploitation liés à l'alimentation en eau et aux eaux usées sont réduits, ce qui, dans la plupart des cas, permet de rembourser l'investissement initial. Grand besoin d'amélioration

la protection sanitaire des sources d'eau de surface et l'augmentation de l'approvisionnement en eau douce et propre conduiront sans aucun doute au fait que les indicateurs économiques des systèmes en circulation deviendront tout à fait acceptables. Par conséquent, des processus sont en cours de développement pour permettre, presque partout, de résoudre le problème de la récupération des eaux usées dans des conditions garantissant leur réutilisation. Cependant, malgré les nombreuses possibilités de progrès scientifique et technologique, il est probable qu’il sera impossible d’éviter complètement la pollution de l’eau par divers déchets lors de son utilisation technologique. Par conséquent, pour résoudre le problème de la protection de l'eau, une attention particulière sera accordée à divers types d'installations de traitement et d'utilisation.

Il y a beaucoup de façons de traiter l'eau. Cela dépend de nous, lequel choisir et utiliser, lequel sera plus acceptable dans telle ou telle situation et apportera une plus grande efficacité. Différentes méthodes ont été utilisées et appliquées pour le traitement des eaux usées: mécanique, chimique, physico-chimique, biochimique.

Tout d'abord, les eaux usées entrent dans les réservoirs spéciaux - des réservoirs de sédimentation d'eau, et ensuite seulement pour le traitement. Dans la plupart des cas, la première étape du nettoyage est un nettoyage mécanique: 20 à 30% des contaminants sont retenus ici. Les systèmes de nettoyage suivants sont généralement biologiques. Le traitement mécanique de l'eau implique l'élimination des impuretés en suspension et grossièrement dispersées du fait de la filtration et de la décantation. Parmi les méthodes progressives de ce traitement de l’eau, on les filtre à travers différents types de filtres: filtres à tamis, microréseaux, tissus, matériaux granulaires, etc. Les méthodes de nettoyage mécanique sont en cours d'amélioration et de mise à jour. Différentes méthodes de calcul des décanteurs d’eau et d’amélioration de leurs structures sont proposées. L'intensification du processus d'isolation des impuretés grossièrement dispersées dans les eaux usées est possible soit en améliorant les clarificateurs de divers types, soit en les remplaçant par des structures plus efficaces.

Une application plus large est nécessaire pour trouver un traitement des eaux usées à partir d'impuretés insolubles dans le domaine des forces centrifuges utilisant des hydrocycles et des centrifugeuses, hautement productifs, compacts et capables de purifier le dégagement des impuretés mécaniques d'une taille hydraulique donnée des eaux usées. Les étapes énumérées se rapportent à la deuxième étape - le traitement biologique.

La sédimentation de l’eau peut être remplacée par la flottation, un processus basé sur le principe de la flottation des particules dispersées avec des bulles d’air. Une méthode similaire est utilisée pour éliminer des eaux usées les fibres, les huiles, les produits pétroliers et autres substances insolubles dans l'eau, ayant une surface développée et une densité peu différente de l'eau. La troisième étape du traitement de l'eau est souvent le traitement chimique de l'eau. À l'aide de divers types de réactifs, il est largement utilisé dans les industries chimique et textile, la métallurgie ferreuse et non ferreuse, le génie mécanique, la production de synthèse de substances organiques, l'industrie chimique et pharmaceutique et de nombreux autres types d'industries. Le traitement chimique réactif des eaux usées est très varié (neutralisation, coagulation, réduction et oxydation de composés organiques et minéraux, etc.) et vous permet de vous débarrasser de diverses impuretés telles que les colorants, les graisses, le zinc, le chrome, le nickel, les acides et autres.

Dans les cas où tout produit est retiré en vue de son utilisation, des méthodes de sorption, d'extraction et d'évaporation sont utilisées.

Au cours du traitement de sorption des eaux usées, celles-ci sont ensuite mélangées et décantées (sorption dans des conditions dynamiques) ou filtrées à travers une couche de sorbant (sorption dans des conditions dynamiques). Le charbon actif, la brise de coke, la tourbe, le kaolin, le minerai de marais, la sciure de bois, la cendre et d’autres matériaux sont utilisés comme absorbants.

Le procédé d’extraction du traitement des eaux usées repose sur le fait que lors du mélange de deux liquides mutuellement insolubles, toute autre substance de la solution est répartie entre eux en fonction de sa solubilité dans ces liquides.

L'évaporation (évaporation de liquide résiduel) est utilisée pour purifier les eaux usées des matières volatiles avec de la vapeur d'eau dans des appareils à fonctionnement périodique ou des colonnes de distillation à fonctionnement continu.

Le traitement biochimique, qui est largement utilisé pour le traitement des eaux usées domestiques, règle généralement avec succès les eaux usées urbaines contenant une grande quantité d'effluents industriels.

Dans le domaine du traitement biochimique des eaux usées, de plus en plus d'applications sont trouvées: traitement des eaux usées en deux étapes dans des réservoirs d'aération; schémas technologiques associant un traitement préalable anaérobie d'eaux usées fortement concentrées, suivi d'une purification dans des bassins d'aération; installations d’aération compactes (aéroaccélérateurs, biotentiels, etc.), canaux d’oxydation; utilisation d'oxygène technique pour l'aération, etc. Des études ont montré qu'en appliquant des méthodes de purification chimiques et physico-chimiques, comprenant l'oxydation d'impuretés organiques avec des agents oxydants actifs (ozonation, surchloration), la coagulation, la flottation, la sorption sur les charbons actifs et les résines échangeuses d'ions, la microfiltration, etc., vous pouvez fournir presque n'importe quel degré de traitement des eaux usées.

Récemment, avec l'accumulation d'une expérience d'exploitation positive, les méthodes de purification des eaux usées d'origine organique dans les étangs biologiques attirent de plus en plus l'attention. L’utilisation généralisée de procédés naturels d’autoépuration dans les étangs biologiques complète avantageusement dans certains cas les méthodes industrielles de traitement des eaux usées. Cette combinaison vous permet de réduire les coûts de nettoyage, de simplifier les opérations et de résoudre avec beaucoup plus de succès le problème de la protection sanitaire des eaux de surface.

Iv. Partie expérimentale

La rivière Sitovka coule sur le territoire du village. En raison du faible niveau d'eau de la rivière et de la qualité relativement basse de l'eau, l'eau n'est utilisée que pour les besoins des ménages. Les eaux souterraines sont utilisées pour répondre aux besoins en boisson de la population: tours d'eau (7 pièces), puits, dans un rayon de 15 km, il y a 3 sources (avec un acte de recherche en laboratoire), le long de la rivière, il y a 2 sources.

Après avoir étudié théoriquement le problème de la pollution et de la purification de l'eau, nous avons décidé de mener notre mini-recherche dans le quartier de notre école (rue Molodezhnaya).

Sur cette rue se trouvent 58 bâtiments résidentiels, un bâtiment d’école. Il y a un système d'approvisionnement en eau dans toutes les maisons et à l'école, il y a des puits dans 9 maisons. Toute la consommation d'eau est contrôlée par les services publics. La consommation d'eau consommée au cours de l'année par les résidents de la rue était de 5 274 mètres cubes. La plus grande quantité d'eau consommée en été.

Pollution par les hydrocarbures. Nettoyage avec des préparations bactériennes

Le problème de la protection de l'environnement est particulièrement aigu en ce qui concerne la pollution des masses d'eau et des sols par des hydrocarbures. Ces impacts sont particulièrement visibles dans la production de pétrole, le raffinage et le transport, en raison des émissions technologiques et accidentelles de produits dans l'environnement.

On sait qu'un litre d'huile pollue jusqu'à 1 000 m 3 d'eau, en raison de la présence de substances tensioactives naturelles qui forment des émulsions huile-eau stables (Gandurina LV, 1987).

Il convient de noter que, à tous les stades de la production et du transport, perdaient chaque année plus de 45 millions de tonnes de pétrole (22 millions de tonnes à terre, 7 millions de tonnes en mer, et 16 millions de tonnes dans l'atmosphère sous forme de produits de combustion incomplète). La quantité totale d'hydrocarbures de pétrole entrant dans le milieu marin est de 2 à 8 millions de tonnes par an, dont 2,1 millions de tonnes sont perdues lors des expéditions par navires et navires-citernes, 1,9 million de tonnes sont transportées par voie fluviale, le reste provient de déchets municipaux et industriels. zones côtières, zones urbanisées et d’autres sources (Shaporenko, SI, 1997).

À la mi-2004, la flotte mondiale de pétroliers comptait 3,5 000 navires d'un port en lourd égal ou supérieur à 10 000 tonnes. Sa capacité totale est d'environ 310 millions de tonnes. En outre, plus de 70% des navires d'un port en lourd total de 270 millions de tonnes sont destinés au transport de pétrole et de produits pétroliers. Pour une raison ou une autre, la flotte de pétroliers est en détresse, ce qui cause une pollution de l'environnement.

Ainsi, la catastrophe du pétrolier Prestige en novembre 2002 a entraîné la pollution de 3 000 km des côtes espagnole, française et britannique. En conséquence, 300 000 oiseaux sont morts, la pêche et la mariculture ont subi de lourdes pertes. 64 000 tonnes de mazout (provenant du rapport du Fonds mondial pour la nature) ont été mises en mer. Lors de l'accident du pétrolier Exxon Valdez en Alaska en 1989, plus de 70 000 tonnes de pétrole ont été polluées, polluant 1 200 kilomètres de côtes. Lors des tempêtes de novembre 2007, plusieurs navires ont fait naufrage dans la région du détroit de Kertch. Environ 100 tonnes de produits pétroliers ont ainsi été déversées dans la mer dans une petite zone.

En 2010, une catastrophe planétaire s'est produite dans le golfe du Mexique. Après un incendie de 36 heures, la plate-forme pétrolière a coulé, après quoi près de 1000 tonnes de pétrole par jour ont commencé à se jeter dans l'océan. Dans le golfe du Mexique, un énorme déversement de pétrole de 78 km sur 128 km s'est formé, qui a finalement atteint les côtes de la Louisiane, de la Floride et de l'Alabama (Figure 1-4). La fuite ne pouvait être réduite qu’après cinq mois.

Le pétrole et les produits pétroliers présents dans les écosystèmes aquatiques affectent tous les maillons de la chaîne écologique, des algues microscopiques aux mammifères.

La pollution continue des mers et des eaux douces par les huiles et les produits pétroliers pose aux chercheurs le défi de trouver des moyens de restaurer les indicateurs naturels de l’eau.

Actuellement, il existe un grand nombre de méthodes et de méthodes de purification des eaux polluées, qui peuvent être divisées en différentes méthodes.

Le nettoyage mécanique est basé sur la filtration, la filtration, la décantation et la séparation inertielle de diverses impuretés et déchets. Cette méthode de traitement des eaux usées vous permet de séparer les impuretés insolubles et les particules en suspension dans l'eau. Les méthodes de nettoyage mécanique sont les moins chères, mais leur utilisation n’est pas toujours efficace.

Lors du traitement chimique des eaux usées, une grande quantité de sédiments peut s'accumuler, ce qui doit être filtré et éliminé par d'autres méthodes de purification. L'une des méthodes les plus efficaces (mais coûteuses) de purification de l'eau consiste à utiliser la coagulation, la sorption, l'extraction, l'électrolyse, l'ultrafiltration, la purification par échange d'ions et l'osmose inverse. Ces méthodes physico-chimiques de traitement des eaux usées se distinguent par des indicateurs satisfaisants d'épuration de l'eau à partir d'hydrocarbures de pétrole. Cependant, avec leur utilisation généralisée, il est nécessaire de construire des usines de traitement spéciales, de disposer de réactifs chimiques coûteux, etc.

La méthode biologique d'épuration des eaux contaminées par les huiles est efficace pour l'élimination des effluents d'origines diverses et repose sur l'utilisation de microorganismes spéciaux oxydant les hydrocarbures. Les biofiltres avec un film bactérien mince, les bassins biologiques pour l’élimination des matières organiques facilement détruites et les micro-organismes les habitant, les aérotanks contenant des boues actives de bactéries et d’autres micro-organismes ont une grande efficacité (Fergusson S., 2003).

Les méthodes énumérées ci-dessus sont principalement utilisées pour nettoyer les eaux usées et les eaux souterraines. D'autres méthodes sont utilisées dans les mers.

Pour éliminer un déversement d'hydrocarbures en haute mer, des méthodes mécaniques, thermiques, physico-chimiques et biologiques sont utilisées.

L'une des principales méthodes d'intervention en cas de déversement d'hydrocarbures est sa collecte mécanique d'hydrocarbures déversés et de produits pétroliers en combinaison avec des barrages. Leur but est d'empêcher la dispersion de pétrole à la surface de l'eau, en augmentant sa concentration pour faciliter le processus de nettoyage, ainsi que le retrait (chalutage) du pétrole des zones les plus écologiquement vulnérables. Les barrages de sorption d’huile sont fiables, efficaces, faciles à entretenir, sûrs pour l’environnement et économiquement acceptables pour nettoyer l’huile de la pollution par les hydrocarbures. L'efficacité la plus élevée est atteinte dans les premières heures après le déversement d'hydrocarbures. Pour nettoyer les zones d’eau et lutter contre les déversements d’hydrocarbures (collecte d’huile et de déchets), divers modèles d’écumeur d’huile sont utilisés.

La méthode thermique est basée sur la combustion de l'huile, est utilisée avec une épaisseur de couche suffisante et immédiatement après la contamination, avant la formation d'émulsions avec de l'eau. Cette méthode est généralement utilisée en combinaison avec d'autres méthodes d'intervention en cas de déversement.

La méthode physico-chimique utilisant des dispersants et des sorbants est efficace dans les cas où la collecte mécanique du pétrole est impossible, par exemple avec une faible épaisseur de film ou lorsque le pétrole déversé constitue une menace réelle pour les zones écologiquement sensibles. Les dispersants sont des produits chimiques spéciaux utilisés pour renforcer la dispersion naturelle (dissolution) du pétrole afin de faciliter son élimination de la surface de l'eau avant que le déversement n'atteigne la zone écologiquement vulnérable. Les sorbants (résidus de plantes herbacées et ligneuses, tourbe, lichens, etc.), finement hachés, absorbent, lorsqu'ils interagissent avec la surface de l'eau, les produits pétroliers, après quoi se forment des mottes saturées d'huile. Elles sont ensuite éliminées par des méthodes mécaniques et les particules restantes sont détruites de diverses manières, notamment biologiques.

La méthode biologique repose sur l'utilisation de microorganismes utilisant de l'huile et des produits dérivés de l'huile. Il est principalement utilisé après l'application de méthodes mécaniques et physico-chimiques.

Parmi les méthodes biologiques connues, les biotechnologies occupent une place particulière avec l'utilisation de produits biologiques et de consortiums de micro-organismes créés à partir de la microflore native présente dans les eaux usées naturelles. Il existe une grande variété de produits biologiques commerciaux dont l’action est basée sur la destruction biochimique des hydrocarbures et des souches de microorganismes. La composition des produits biologiques comprend souvent une ou plusieurs variétés de microorganismes.

L'utilisation d'une méthode de purification biologique diffère des autres méthodes de sécurité environnementale, de haute efficacité et de viabilité économique. Avec le choix optimal d'un consortium de micro-organismes associé à l'utilisation de substances biostimulantes (substances organiques, engrais minéraux, etc.), il est possible d'accélérer l'oxydation biologique de la pollution par les hydrocarbures par dizaines et par centaines et de réduire la teneur en huile résiduelle à des valeurs presque nulles (Morozov NV, 2001). ).

Lors de l'élimination des hydrocarbures de pétrole en utilisant des consortiums de micro-organismes et de préparations biologiques, il est nécessaire de prendre en compte les conditions climatiques (principalement le pH et la température), les propriétés des huiles de certains champs, ainsi que l'interaction des micro-organismes utilisés avec la microflore native des objets à nettoyer.

Actuellement, une grande classe de microorganismes hétérotrophes est incluse dans la composition de préparations bactériennes. De plus, chaque complexe de micro-organismes se distingue par son individualité vis-à-vis de l'un ou l'autre des hydrocarbures pétroliers. Par exemple, les préparations monobactériennes se caractérisent par une spécificité étroite vis-à-vis des hydrocarbures individuels, une faible gamme de pH, de salinité, de température et de concentration d'hydrocarbures. C'est leur faute.

Dans des conditions naturelles, la microbiocénose dans son ensemble, avec une structure caractéristique de liens trophiques et de métabolisme énergétique, participe à la décomposition du pétrole. Par conséquent, les préparations polybactériennes offrent une adaptation plus large et des possibilités écologiques pour l'utilisation de micro-organismes dans les processus de purification.

À l’Université fédérale de Kazan (région de la Volga) (Russie, Kazan), des consortiums ont été créés par une sélection ciblée, comprenant des associations de trois, neuf et dix souches de microorganismes oxydant les hydrocarbures. Ils ont été séparés des eaux usées de l'entreprise de raffinage du pétrole de l'OJSC Kazanorgsintez, de nombreuses flottes et de l'égout de la ville qui rejette de l'eau polluée par le pétrole. Le consortium a une activité oxydante élevée (sur le produit final de l’oxydation de l’huile commerciale (dessalée et déshydratée) et de produits pétroliers 2040 mg de CO2 pendant 20 jours); capable de croître dans un milieu nutritif maigre avec un taux élevé d'oxydation de l'huile (y compris les hydrocarbures aromatiques contenus dans les huiles de paraffine lourde); à 5-35 ° C et une large plage de pH (de 2,5 à 10 unités). L'un des principaux avantages du consortium de bactéries que nous avons développé est sa capacité unique à s'adapter à des conditions d'utilisation spécifiques, sa résistance au processus continu et à long terme de traitement des eaux usées contre la pollution par les hydrocarbures, la simplicité de la technologie.

Étant donné que le consortium comprend un grand nombre de souches de micro-organismes, celles-ci s'adaptent rapidement à diverses conditions environnementales. Le consortium est «préparé» pour travailler avec certains hydrocarbures contenus dans les eaux usées. Lorsque les conditions environnementales changent, notamment la composition des polluants, ceux-ci réorganisent rapidement leur métabolisme en modifiant la structure du consortium. Le médicament n'a pas d'effet dommageable (contrairement aux produits chimiques agressifs) sur l'équipement et est écologique.

Le consortium de micro-organismes oxydant les hydrocarbures est destiné au nettoyage en profondeur et à la purification des drains contenant des hydrocarbures:

1) les navires flottants autonomes, les stations-service, les stations de lavage et de réparation des véhicules à moteur, les stations de transport mécanisées, les entreprises de l’industrie locale et les petites installations d’épuration;

2) les effluents d'usines de grand tonnage provenant de diverses branches de l'industrie agricole et ménagère, contenant une large gamme de produits pétroliers et d'hydrocarbures résiduels;

3) lors de la préparation d'eaux usées fortement concentrées contenant des hydrocarbures, provenant d'installations de production locales, d'ateliers de synthèse de produits organiques et d'exploitations agricoles, dans la limite du débit de rejet des installations de traitement biologique pour leur décontamination complète;

4) lors de l'épuration et du traitement tertiaire des eaux usées de ballast mazoutées des navires flottants autonomes;

5) lors de la purification d'effluents de traitement à grande échelle à partir des résidus d'impuretés d'huile après traitement biologique des eaux usées.

6) Le consortium peut également être utilisé pour nettoyer de grandes zones marines.