Водокористування та водоспоживання
АНТРОПОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДИ І СПОСОБИ ЇЇ ОЧИЩЕННЯ
Мета роботи
Проводить моніторинг забруднення води. Ознайомитись із методами очищення стічних вод. Набуття навичок щодо методичних розрахунків.
Ключові положення
Раціональне використання та охорона водних ресурсів
Проблема забезпечення належної кількості та якості води є однією з найважливіших і має глобальне значення. Ще до нашої ери Аристотель вказував на необхідність раціонального споживання чистої води та відокремлення її від тієї, яка використовується для господарських потреб.
Стан 2/3 водних джерел якості води не відповідають нормативним вимогам. Через використання неякісної води у 4-5 разів зросла захворюваність людей. Політики дедалі частіше говорять про ймовірність екологічних воєн за воду у низці країн.
Вода використовується для охолодження машин та механізмів, функціонування технологічних процесів та входить до складу виробленої продукції. Питомі норми водоспоживання для однієї тонни готової продукції становлять, м3: чавун - 160. 200; сталь – 150; прокат – 10. 15; нікель - 4000; мідь -500; синтетичний каучук – 2000-3500; папір – 400. 800; пластмаси – 500. 1000.
Великі обсяги води споживають теплові та атомні електростанції. На 1 млн кВт потужності теплової станції витрачає 1,2. 1,6 км3 води щорічно, а атомні - 1,5. 2 рази більше.
У природі відбувається постійний кругообіг води, який забезпечується випаровуванням, транспірацією води рослинами, випаданням опадів. Швидкість заміни води описується такими даними року: Світовий океан - 2500 (змішування - 63); підземні води – 400; води озер – 17; води боліт - 5. У річках заміна води відбувається закілька днів, а в організмі людини – за кілька годин.
У процесі кругообігу вода транспортує тепло, розчиняє та переносить природні елементи, руйнує та перетворює літосферу, бере участь у метеорологічних та гідрологічних процесах, є середовищем існування водних організмів, які забезпечують продукування значної частини кисню. Кількість та якість води відновлюється, якщо забезпечуються необхідні для цього умови. Проте розвиток промисловості, транспорту, сільського господарства, урбанізація призвели до того, що природні водоймища вже не можуть самоочищатися, тому потрібні штучні споруди для очищення води.
Водойми характеризуються площею дзеркала, довжиною, глибиною, об'ємом і витратою води, швидкістю перебігу та рівнем води, її температурою, тривалістю умов, несприятливих за шкідливістю, та умов водообмінних періодів (кордонів, льодоставів, відсутність стоку тощо), показниками водообміну, фільтрувальними властивостями ґрунтів.
Залежно від міри забруднення води об'єкти бувають припустимою, помірною, високою та надзвичайно високою ступенями забруднення (табл.3.1). Це слід враховувати під час організації водоспоживання.
| Рівень забруднення | Органолептичний режим | Токсикологічний режим | Санітарний режим | Бактеріологічний режим | Індекс забруднення | |
| запах, присмак, бали | ПДКорг міра перевищення | ПДКтокс міра перевищення | БПК20, мг/дм 3 | Розчинне повітря, мг/дм 3 | Кількість лактозо-позитивних кишкових паличок 1 дм 3 | |
| Допустимий | Менше 1*10 4 | |||||
| Помірний | 1*10 4 -1*10 5 | |||||
| Високий | 1*10 5 -1*10 6 | |||||
| Надзвичайно високий | >4 | >8 | >10 | >8 | >10 | Більше 1*10 6 |
Водокористування та водоспоживання
Водокористування - це використання водних об'єктів задоволення потреб населення та об'єктів господарської діяльності.
Відповідно до Держстандарту 17.1.1.03-86. водокористування класифікується за такими ознаками:
v за метою водокористування — господарсько-питне, комунально-побутове, промислове, сільськогосподарське, для потреб енергетики, для рибного господарства, для водного транспорту та лісосплаву, для лікувальних та курортних потреб тощо;
v по об'єктах водокористування - поверхневі, підземні, внутрішні та територіальні морські води;
v за способом використання - з вилученням води та з її поверненням, з вилученням води без повернення, без вилучення води;
v за технічними умовами водокористування - із застосуванням технічних споруд, без застосування споруд.
При водокористуванні велика увага приділяється водоспоживання, яке може бути безповоротним, повторним, оборотним. З метою раціонального використання води запроваджено норми споживання води на одного мешканця та на умовну одиницю продукції, характерну для підприємств кожної з галузей промисловості. У районах з обмеженими водними ресурсами слід дотримуватись водогосподарського балансу, який передбачає порівняння водокористування з потенційними ресурсами водних басейнів.
За характером використання води системи водопостачання діляться на прямоточні, послідовні, оборотні, підживлювальні.
Проточна вода використовується у виробничому процесі один раз, після чого зливається у водойми або каналізацію.
Послідовно використана вода використовується у кількох технологічних процесах.
Оборотна вода використовується у виробництві багаторазово, з періодичним чи безперервним її очищенням. На добре обладнаних підприємствах показник ступеня оборотного та послідовного водопостачання становить 30. 90%. При цьому слід враховувати і те, що спорудження водооборотних систем є вдесятеро дешевшим, ніж будівництво очисних установок відповідної потужності.
Навколо водозабору або іншого джерела водопостачання влаштовуються санітарні зони, що охороняються, в яких встановлюється особливий режим охорони вод від забруднення хімічними речовинами і шкідливими біологічними організмами, а також стоковими водами. Охоронна санітарна зона ділиться на дві-три підзони.
Перша підзона - суворого режиму з огорожами, а іноді і зі спеціальною охороною. Ця зона обсаджується лісовими насадженнями, тут забороняється будувати, випасати худобу, будь-який вид діяльності, який може спричинити забруднення води.
Друга підзона має обмеження за видами діяльності, що викликають забруднення, здатні проникнути до водозабору; в ній забороняється розташовувати склади паливно-мастильних матеріалів (ПММ), тваринницькі ферми, застосовувати добрива.
Третя підзона – попереджувальна. У ній також обмежуються види діяльності, які спричиняють забруднення води.
Загальне водоспоживання підприємства визначається за такою формулою:
де q1,q2-питомі норми водоспоживання на господарські та виробничі потреби;
Pi—кількість працівників у зміні;
Ni – кількість споживачів на виробництві;
n- кількість груп працівників та обладнання.
Рівень використанняводних ресурсів у промисловому виробництві, а також технічне оснащення споруд та технології очищення стічних вод, що застосовуються, описуються такими коефіцієнтами:
1) використання оборотної води в загальному обсязі водокористування
Vзаг, Vіст, Vсыр -обсяг води, використаної відповідно в обороті, що забирається з джерела і тієї, що надходить з сировиною;
2) безповоротного споживання та втрат свіжої води
Vсбр, Vповт-обсяг води, що відповідно зливається у водойму і використовується повторно;
3) використання води, що забирається із джерела водопостачання
k =(Vіст+Vсир- Vсбр /Vіст + Vсир)≤ 1;
- обсяг води, що надходить від інших споживачів;
5) нормативного навантаження забруднень стічних вод на водоймі.
- Коефіцієнт очищення;
-коефіцієнт нормального навантаження забруднень стокових вод на водойму;
-маса забруднень, які підлягають видаленню зі стічних вод,
- маса забруднень, що допускається до скидання у водоймища (ПДС);
-маса забруднюючих речовин у стічних водах
Водопостачання здійснюється водогінами, які поділяються на питні та технічні. З міського водогону вода може використовуватися для господарсько-питних потреб та гасіння пожеж. Допускається до 15% виробничих потреб у воді задовольняти з міського водогону, решту потреби у воді слід покривати, використовуючи технічні водогони.