Железнодорожный транспорт как загрязнитель водных ресурсов
Ремонтные заводы, локомотивные и вагонные депо. Все подразделения локомотивного и вагонного депо хозяйств обеспечивают подготовку к работе тягового подвижного состава, вагонов, их техническое обслуживание и ремонт. Большинство производственных операций связано с потреблением воды и образованием загрязненных сточных вод. Производственные сточные воды локомотивных и вагонных депо образуются в процессе наружной обмывки подвижного состава, при промывке узлов и деталей перед ремонтом, в гальванических цехах или участках, при промывке и заправке аккумуляторов, регенерации фильтров, при продувке и промывке паровых котлов, мытья смотровых кранов и стирке спецодежды. Загрязнители: нефтепродукты, минеральная и органическая взвесь, щелочи, кислоты, поверхностно-активные вещества (ПАВ), соли металлов.
Промывочно-пропарочные станции ( пропарка и промыка цистерн из-под нефти, мазута, дизельного топлива, керосина, бензина, смазочных масел). Загрязнители: нефтепродукты, взвешенные вещества, органические кислоты, фенолы, ПАВ, тетраэтил свинца (после перевозки этилированного бензина), соли металлов.
Шпалопропиточные заводы. Осуществляют сушку и пропитку деревянных шпал антисептиками, в качестве которых используются каменноугольные или сланцевые пропиточные масла. Загрязнители: растворенные смолы, фенолы, циридин, скипидар, ацетон, органические кислоты и др.
Пункты подготовки грузовых вагонов. Сточные воды образуются при наружной обмывке и внутренней промывке вагонов из-под различных грузов (минеральные удобрения, химикаты, строительные материалы, комбикорма, зерно и др.). Загрязнители: тяжелые минеральные примеси, растворенные соли, небольшое количество нефтепродуктов, органические примеси.
Пункты подготовки (обмывки) пассажирских вагонов. Сточные воды пунктов обмывки пассажирских вагонов и электросекций содержат в основном взвешенные вещества и нефтепродукты, а также бактериальные загрязнения, смываемые при обмывке подвагонных узлов. В зависимости от вида применяемого моющего средства в стоках могут присутствовать кислоты, щелочи, поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Щебеночные заводы. Производственные сточные воды образуются при промывке щебня, мокрой очистке воздуха от пыли в аспирационных системах, в гидрозатворах дробилок, при охлаждении масло-хозяйства дробилок, обмывке ремонтируемого оборудования, уборке помещений. Загрязнители: минеральная пыль, нефтепродукты. Очистные сооружения на этих предприятиях содержат нефтеловушки, отстойники, флотаторы, реже — фильтры.
На рельсосварочных поездах производственные сточные воды образуются при охлаждении сварочных и закалочных агрегатов, выпуске воды из моечных машин для обмывки старогодних замасленных рельсов. В качестве примесей стоки этих предприятий содержат, в основном, нефтепродукты и взвешенные поезда. При использовании моечных машин стоки могут загрязняться щелочами и поверхностно-активными веществами.
На пассажирских станциях образуются хозяйственно-бытовые сточные воды, загрязненные минеральными и органическими примесями, включая жиры и моющие средства.
Помимо приведенных выше загрязняющих веществ, при ремонте подвижного состава в сточную воду попадают тяжелые металлы, которые образуются, в основном, в литейных, механических, кузнечных, гальванических цехах, на постах сварки, а также с различными стоками.
Литейные цеха. вода используется при гидравлической выбивке стержней, транспортировке и промывке формовочной земли в отделениях регенерации, а также гидротранспорте отходов горелой земли в систему обеспечивающей вентиляции. Образующиеся при выполнении этих операций сточные воды загрязнены глиной, песком зольными остатками от выгоревшей части стержневой смеси и связывающими добавками формовочной смеси и оксидом железа.
Кузнечно-прессовые участки. Основными загрязнителями воды, используемой для охлаждения технологического оборудования и поковок, являются частицы пыли, окалины и масла. их концентрация составляет 0,1-0,2%.
Механические цеха. вода используется для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей, промывки окрашиваемых изделий, для гидравлических испытаний и обработки помещения. Основными загрязняющими компонентами воды являются пыль, металлические и абразивные частицы, а также масла, растворители и краски.
С сборочных цехах и на постах сварки сточные воды содержат механические примеси, масло ,кислоты и тому подобное в значительно меньших количествах, чем в приведенных выше производствах.
В водостоки тяжелые металлы попадают из различных типов источников. к ним относятся ливневые воды, канализационные и условно-чистые промышленные воды.
Большая часть тяжелых металлов поступает в гидросферу из ливневого стока: до 85% цинка, 68% свинца, 50-80% кадмия, меди и марганца, около 40% молибдена и никеля. С канализационным стоком поступает 53% олова и 55% хрома, а содержание остальных элементов не превышает 10-20%. Условно чистые промывные воды содержат незначительное количество тяжелых металлов. Для таких элементов, как медь, кадмий, никель оно составляет около 5%, а для остальных около 1%. Таким образом, ливневый поверхностный сток является основным источником попадания тяжелых металлов в водоемы. Это определяется его составом, который образуется за счет смыва почв, пыли с асфальтированных поверхностей, эрозии зданий и сооружений, размыве небрежно хранящихся материалов.
Тяжелые металлы поступают в грунтовые воды также со свалок и полигонов, на которых хранятся промышленные и твердые бытовые отходы. В толще свалки обычно формируется техногенный водоносный горизонт, уровень которого превышает уровни нижележащих водоносных горизонтов. Это связано с наличием в подошве свалки слабопроницаемого слоя, образовавшегося вследствие скопления тонкодисперсных фракций грунта и значительным инфильтрационным питанием по площади свалки. за счет этого процесса образуется фильтрат — уникальный по своей токсичности раствор с высокой общей минерализацией и большими концентрациями тяжелых металлов.
Нормативы очистки
Используемая установка очистки сточных вод должна обеспечивать необходимую степень переработки.
Нужно сказать, что строгие нормативы по очистке существуют только в промышленности. Причем регламентирует содержание каждого отдельного вещества в очищенной воде. К примеру, очистка сточных вод от железа должна быть произведена так, чтобы содержание этого вещества на выходе из установки не превышало 0,1 мг на литр.
Рассмотрим, какие способы очистки сточных вод применяют в быту
Современные способы обработки бытовых стоков позволяют добиться такой степени очистки, что воду можно использовать повторно. Конечно, не в качестве питьевой, а для использования в хозяйстве. Например, для полива сада, мытья дорожек и пр.
В бытовых очистных установках, как правило, применяют следующие методы очистки:
Механический (фильтрация, отстаивание).
Биологический (переработка стоков бактериями).
Физико-химический (коагуляция, адсорбция и пр.) и
Химический (очистка за счет добавления различных химических веществ).
Рассмотрим, эти способы очистки подробнее.
Механическая очистка сточных вод, в большинстве случаев, применяется на начальном этапе очистных мероприятий. Основная цель такой очистки – отделение крупнодисперсных включений. Это можно сделать путем установки фильтров грубой очистки и используя гравитационное отстаивание.
Сооружения для механической очистки сточных вод:
решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;
Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.
Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, битого стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.
В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Эта технология применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврата их в производственный цикл.
Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %[источник не указан 1026 дней].
Используя механические методы, можно достичь очищения бытовых стоков примерно на 60-70%.
Именно при помощи механических методов удается удалить большую часть нефтепродуктов из сточных вод, поэтому данный способ широко используется на нефтеперерабатывающих предприятиях и автомойках.
Кроме того, механические способы проведения очистки являются самыми простыми и дешевыми.
Существует три основных метода механической очистки:
Механическим методом производится очистка ливневых сточных вод, так как в них содержится в основном только крупный мусор – частицы грунта, листья, ветки и пр. Как правило, в системах ливневой канализации устанавливаются, так называемые пескоулавливатели – своеобразные фильтры, не допускающие попадание мусора в систему.
Биологический метод
В большинстве случаев очистка хозяйственно бытовых сточных вод производится с использованием биологических методов. Данный способ очистки основан на природной способности среды самоочищаться. Сегодня используется несколько типов установок для биологической очистки стоков:
Биофильтр
Принцип работы этого устройства заключается в просачивании стоков через слой материала крупнозернистой фракции (например, песка или щебня), покрытого тонкой пленкой из бактерий. По этому принципу работают такие установки, как фильтрационный колодец или поле аэрации. Биологическая пленка является действующим началом в этих фильтрах, при прохождении через нее в стоках происходят интенсивные реакции биоокисления.
Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).
Метантенк (от англ. methane — метан и англ. tank — резервуар) — устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.
Биопруды. Биологическими прудами называют естественные или искусственно созданные водоемы, в которых осуществляется очищение сточных вод под действием естественных биологических процессов. Биопруды, как правило, применяются для доочистки стоков, прошедших первичное отстаивание и биологическое очищение. Фактически биологические пруды – это неглубокие (до 1 метра глубиной) водоемы, которые хорошо прогреваются солнцем. Пруды заселены различными микроорганизмами, для обеспечения жизнедеятельности которых необходима органика. Как правило, в таких прудах происходят комбинированные анаэробно-аэробные процессы. Причем аэробные процессы могут поддерживаться, как за счет естественного поступления воздуха из атмосферы, так и за счет принудительной подачи кислорода – искусственной аэрации.
Аэротенки – это закрытые резервуары для биологического очищения сточных вод, в которых принудительно подается кислород. В таких установках используется, так называемый, активный ил – субстанция, состоящая из бактерий и простейших организмов (амеб, инфузорий и пр.). Все эти организмы активно развиваются в аэротенках, интенсивно очищая стоки от органических включений.
Как правило, на стадию биологической очистки стоки попадают, предварительно пройдя механическую очистку.
Источник
Какими соединениями загрязняется вода от транспорта?
Какими соединениями загрязняется вода от транспорта?
Транспорт является одним из основных источников загрязнения поверхностных вод. Большая часть загрязнений попадает в поверхностные воды из атмосферы. На долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в атмосферу в крупных городах. В среднем за год автомобиль сжигает 2 т топлива и расходует около 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека.
Автомобиль выбрасывает в атмосферу, кг/год:
- угарного газа – 700
- диоксида азота – 40
- несгоревших углеводородов – 230
- и твердых веществ – около 5.
Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за использования этилированного бензина.
В состав выхлопных газов входят следующие вредные вещества:
Альдегиды. 0,2 мг/ м 3
Бенз(а)пирен. 10–20 мкг/м 3
Монооксид углерода. 0–1,2 об.%
Монооксид азота. 0,001–0,8 об.%
Углеводороды. 0,2–3,0 об.%
Среди вредных веществ, поступающих от автомобильного транспорта, имеются и канцерогенные соединения. Это в первую очередь бензапирен и другие ароматические углеводороды, поступающие с выхлопными газами автотранспорта.
Вредные токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, в зависимости от механизма образования разделяются на группы:
- углеродсодержащие вещества – продукты полного и неполного сгорания топлива (СО2, CO, углеводороды, в т.ч. полициклические ароматические, сажа);
- вещества, механизм образования которых не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота – по термическому механизму);
- примеси, содержащиеся в топливе (соединения серы, свинца, других тяжелых металлов), воздухе (аэрозоли), а также образующиеся в процессе износа деталей (оксиды металлов).
Монооксид углерода СО – образуется при сгорании углеводородного топлива с воздухом, а также при диссоциации СО2 (при высоких температурах).
Углеводороды СХНУ – образуются в результате неполноты сгорания топлива при горении.
Наиболее токсичными из углеводородов являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Кроме основного представителя ПАУ – бензапирена, в выхлопных газах автомобильных двигателей присутствуют множество других до ПАУ, а также их замещенных производных. Причем, пирена и флуорена содержится в десятки раз больше, чем бензапирена.
Содержание других ПАУ (коронен и тетрафен) также превышает содержание бензапирена более чем в 10 раз. В городах с интенсивным автомобильным движением отмечено присутствие хризена, 3,4-бензфенантрена, циклопента(cd)пирена, бензнафтотиофена и др.
В водоемах, расположенных вблизи автомобильных дорог, ПАУ накапливаются в донных отложениях и способны оказывать негативное воздействие на водные организмы. ПАУ обладают высоким сродством к липопротеидам и поэтому способны накапливаются в жировых тканях рыб и человека.
Также в состав загрязнителей от автомобильного транспорта входят сера, свинец, оксиды азота.
Сера, содержащаяся в моторном топливе, во время горения окисляется до SO2. Диоксид серы затем может окисляться до SОз, взаимодействуя с парами воды и формируя серную кислоту (Н2SО4).
Свинец в составе твердых частиц (при использовании этилированных бензинов) присутствует в виде соединений галогенидов свинца.
Оксиды азота представлены N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 и N2O5. В бензиновых двигателях и более 90% в дизелях на 99% преобладает NO.
Таким образом, состав загрязнителей от автомобильного транспорта чрезвычайно сложен и многообразен. Некоторые загрязняющие компоненты в присутствии других компонентов образуют не менее вредные вторичные производные.
Источник
