1 Bilans wody Pod pojęciem ochrony wód rozumie się zespół środków technicznych, ekonomicznych i administracyjnych, mających na celu ochronę wód powierzchniowych, podziemnych, wód kontynentalnych, śródlądowych i morskich przed zanieczyszczeniem. Ochrona wód jest częścią problemu ochrony środowiska.

2 Bilans wody Ilości wody zużywane w przemyśle chemicznym są ogromne np.: -do wyprodukowania 1t amoniaku potrzeba 200 t wody -1t sody kalcynowanej (węglan sodu) – w zależności od pory roku t -1t papieru – 700t -1t włókien syntetycznych – 1000t -1t kauczuku syntetycznego – 1000t -1t suchej masy roślinnej – 500t -1kg streptomycyny – 2t

3 Bilans wody Woda w przyrodzie Woda na ZiemiWody pokrywają 71% powierzchni naszego globu.   Woda na Ziemi Wody słone – 98% Wody słodkie 2% w postaci lodu 97% w postaci ciekłej 2% w postaci pary 1%

4 Bilans wody Czystość wody: a) wskaźniki fizyczne - temperatura, barwa, zapach, mętność, smak;  b) wskaźniki chemiczne - odczyn pH, utlenialność, BZT5 - biochemiczne pięciodobowe zużycie tlenu, chemiczne zużycie tlenu, twardość, zasadowość oraz zawartości: związków azotu, chlorków, siarczanów, żelaza, manganu, fluoru, gazów rozpuszczonych w wodzie, pierwiastków śladowych, substancji trujących oraz sucha pozostałość  i strata po prażeniu;  c) wskaźniki biologiczne - zawartość bakterii w objętości próbki wody.

5 Klasyfikacja wód powierzchniowych27 listopada 2002r. Rozporządzenie ministra środowiska. „Ustala się trzy kategorie jakości wody: 1)  kategoria A1 - woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności filtracji oraz dezynfekcji;    2)  kategoria A2 - woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego)    3)  kategoria A3 - woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowania i chlorowania końcowego).” 

6 Ocena stopnia zanieczyszczeńKlasyfikacja wód powierzchniowych (Dz. U. Nr 32, poz.284, 16 marca 2004r. rozporządzenie ministra środowiska) -  klasa I — wody o bardzo dobrej jakości: uzdatnianie sposobem właściwym dla kategorii A1, - klasa II — wody dobrej jakości: uzdatnianie sposobem właściwym dla kategorii A2, - klasa III — wody zadowalającej jakości: - klasa IV — wody niezadowalającej jakości: uzdatnianie sposobem właściwym dla kategorii A3, - klasa V — wody złej jakości

7 Zanieczyszczenia wód Zanieczyszczeniami wód nazywamy wszelkie substancje chemiczne oraz mikroorganizmy, które występują w wodach naturalnych, nie będąc ich naturalnymi składnikami lub będąc nimi - występują w zwiększonych ilościach.  

8 Zanieczyszczenia wód - podziałWedług kryterium trwałości zanieczyszczenia wód dzielimy na:  rozkładalne nierozkładalne trwałe

9 Zanieczyszczenia wód Rozróżnia się następujące rodzaje zanieczyszczeń wód naturalnych: - fizyczne - chemiczne - bakteriologiczne - termiczne - substancjami radioaktywnymi

10 Ocena stopnia zanieczyszczeńZanieczyszczenia wód ze względu na działanie na organizmy można podzielić na: bezpośrednio szkodliwe pośrednio szkodliwe

11 Skutki zanieczyszczenia wódWszelkie zanieczyszczenia wód powodują   Choroby organizmów roślinnych i zwierzęcych Śmierć organizmów żywych Eutrofizację jezior

12 POWSTAWANIE ŚCIEKÓW Ścieki to mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych oraz ciepła usuwanych z terenów miast i zakładów przemysłowych. Ścieki w ogólnej swej masie zawierają przede wszystkim wodę, której ilość dochodzi nawet do 99,9%. Same więc zanieczyszczenia stanowią w istocie niewielki procent ścieków.

13 ŚCIEKI W zależności od pochodzenia rozróżnia się ścieki:miejskie i bytowo-gospodarcze rolnicze przemysłowe:      a) ścieki technologiczne (podprocesowe)      b) wody chłodnicze      c) ścieki kopalniane (wody dołowe najczęściej silnie zasolone do 150g NaCl /litr)

14 Ocena stopnia zanieczyszczeń

15 ŚCIEKI ścieki przemysłowe i komunalne [2005r] km3 % ogółem 8,98 100wody chłodnicze 6,86 76 wody wymagające oczyszczania 2,12 24 w tym oczyszczone 1,93 91 nieoczyszczone 0,19 9

16 Oczyszczanie ścieków Oczyszczanie ścieków - jest to usuwanie ze ścieków zawartych w nich zanieczyszczeń w celu zminimalizowania ich szkodliwego oddziaływania na wody powierzchniowe lub grunty. Zespół urządzeń i obiektów służących do oczyszczania ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków.

17 Oczyszczanie ścieków Stosuje się cztery stopnie oczyszczania ścieków:Oczyszczanie mechaniczne i chemiczne Oczyszczanie biologiczne (złoża biologiczne, komory osadu czynnego oraz komory fermentacyjne. Usuwanie związków biogennych (azotu i fosforu) Proces odnowy wody Przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych

18 Oczyszczanie ścieków Mechaniczne1.Wydzielanie ciał stałych (kraty, sita) 2. Usuwanie zawiesin opadających piaskowniki osadniki wstępne

19 Oczyszczanie ścieków MechaniczneSchemat osadnika wstępnego o przepływie poziomym

20 Oczyszczanie ścieków Mechaniczne2. Usuwanie zawiesin opadających – osadnik wstępny o przepływie pionowym

21 Oczyszczanie ścieków Mechaniczne 3. Odtłuszczanie ścieków

22 Oczyszczanie ścieków Chemiczne Metody chemiczne oczyszczania ściekówKoagulacja i nawapnianie ścieków – powyżej 50oC Koagulanty: chlorki i siarczany żelazowe i żelazawe, siarczan glinu oraz wapno ( węglan wapnia, tlenek wapnia, wodę wapienną) Al2(SO4)318H2O + 6H2O  2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18H2O FeCl36H2O + 3H2O  Fe(OH)3 + 3HCl + 6H2O

23 Oczyszczanie ścieków Chemiczne 2. Usuwanie fosforanów.Fosfor można usuwać w różnych miejscach ciągu technologicznego oczyszczalni ścieków: wstępne w osadniku, równoczesne – z biologicznym oczyszczaniem, wtórne – po biologicznym oczyszczaniu. Sole glinu, żelaza i wapnia powodują tworzenie i wytrącanie praktycznie nierozpuszczalnych fosforanów.

24 Oczyszczanie ścieków ChemiczneAl2(SO4)318H2O + 2PO43-  2 AlPO4 + 3SO H2O Al2(SO4)318H2O + 6H2O  2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18H2O  FeCl36H2O +2PO43-  FePO4 + 3Cl- + 6H2O  FeCl36H2O + 3H2O  Fe(OH)3 + 3HCl + 6H2O 2Ca(OH)2  2Ca2+ + 4OH-  2Ca2+ +HPO OH-  CaHPO4(OH)2  + 2OH-  CaHPO4(OH)2 + 2Ca2+ +HPO42-  Ca10(PO4)6(OH)2 + 6H2O

25 Oczyszczanie ścieków Chemiczne 3. Zobojętnianie ścieków przemysłowychścieki kwaśne zobojętnia się: - mieszając ścieki kwaśne z zasadowymi - neutralizując je chemikaliami - przepuszczając przez złoża zasadowe, filtry wypełnione np.CaCO3, MgO lub dolomit prażony w temperaturze około 450 st. - wpuszczając je do stawów aeracyjnych z możliwością kilkudniowego przetrzymania - rozcieńczając je wodą rzeczną o odczynie lekko zasadowym lub nawet obojętnym. ścieki o odczynie zasadowym: - przez przepuszczanie przez nie gazów spalinowych - przez neutralizację kwasami - przez przesączenie ich przez filtr gruntowy

26 Oczyszczanie ścieków – II i III stopieńBiologiczne Biologiczne oczyszczanie ścieków w środowisku wodnym: We wszystkich metodach biologicznego oczyszczania ścieków zachodzą następujące procesy: rozkład substancji organicznych do CO2, H2O i NH3 nitryfikacja, czyli utlenienie NH3 za pomocą mikroorganizmów ( bakterii) do azotynów, a następnie do azotanów, denitryfikacja, czyli przemiana azotanów do postaci azotu cząsteczkowego N2

27 Oczyszczanie ścieków – II stopieńBiologiczne 1.Rozkład substancji organicznych do CO2, H2O i NH3 Równanie bezpośredniego utleniania CxHyOz jest zastępczą formułą zanieczyszczeń organicznych Równanie syntezy nowych komórek (asymilacji) gdzie (C5H7O2N)n statystyczny ustalony, zastępczy wzór chemiczny dla mikroorganizmów

28 Oczyszczanie ścieków – II stopieńBiologiczne 2.Amonifikacja N2 + mikroorganizmy heterotroficzne  NH3/NH4+ 3.Nitryfikacja, czyli utlenienie NH3 za pomocą bakterii Nitrosomonas do azotynów, a następnie za pomocą bakterii Nitrobacter do azotanów

29 Oczyszczanie ścieków – III stopieńBiologiczne 4.Denitryfikacja - usuwanie azotanów ze ścieków za pomocą mikroorganizmów. Przykładowy przebieg denitryfikacji przedstawia w wielkim uproszczeniu następujące równanie: 4NO3- + 5[CH2O] + 4H+  2N2 + 5CO2 + 7H2O 10[H] + 2H+ + 2NO3-  N2 + 6H2O

30 Oczyszczanie ścieków BiologiczneUkład oczyszczania ścieków z wydzieloną komorą denitryfikacji po komorze napowietrzania (komorze aeracji)

31 Oczyszczanie ścieków BiologiczneMikroorganizmy, stosowane w oczyszczaniu ścieków mogą występować jako skupisko w postaci błony biologicznej lub osadu czynnego. Biologiczne oczyszczanie ścieków zachodzi w: komorach napowietrzania z osadem czynnym, na złożach biologicznych, glebie stawach biologicznych (stabilizacyjnych, napowietrzanych, rybnych).

32 Oczyszczanie ścieków BiologiczneSchemat stopnia oczyszczania biologicznego w komorach napowietrzania z osadem czynnym.

33 Oczyszczanie ścieków BiologiczneOczyszczanie ścieków na złożach biologicznych Złoża biologiczne są zbiornikami wypełnionymi luźno ułożonym materiałem ziarnistym i porowatym. Rodzaje wypełnień: naturalne – materiał pobrany z dna rzek,kruszywa- żużel, koks, kamienie. Sztuczne: kształtki z polistyrenu, PCW, poliamidu itp.. Najważniejszą warstwą w złożu jest błona biologiczna.

34 Oczyszczanie ścieków Biologiczne

35 Oczyszczanie ścieków Biologiczne