Курсовик1
Корзина 0 0 руб.

Работаем круглосуточно

Доступные
способы
оплаты

Свыше
1 500+
товаров

Каталог товаров

Очистка грунтовых вод, загрязнённых промышленным предприятием ТЭЦ

В наличии
0 руб.

Скачать курсовую Очистка грунтовых вод, загрязнённых промышленным предприятием ТЭЦ

Категория: Курсовые работы

Скачать бесплатно


ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 Характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды.. 7

1.1 Пути воздействия ТЭЦ на окружающую среду. 7

1.2 Выбросы в атмосферу. 8

1.3 Отходы производства и сточные воды от деятельности ТЭЦ.. 10

1.4 Методы очистки сточных вод. 12

2. Оценка состояния подземных вод в районе предприятия. 17

2.1 Построение гидрогеологического разреза. 17

2.2 Построение карты гидроизогипс. 20

2.3 Обработка результатов химического анализа воды.. 25

2.4 Расчет массы реагентов, необходимых для удаления ионов тяжелых металлов. 29

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 33

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 34

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Гидрогеологический разрез. 36

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Карта гидроизгипс. 37

ВВЕДЕНИЕ

Подземной пресной воды в России, как и в других странах, играют очень важную роль, обеспечивая население питьевой водой. При этом, в финансовом водоснабжения доля подземных вод по сравнению с наземными растет. Однако деятельность промышленных предприятий привело к тому, что состав подземных вод в пространстве, подвергается постоянным изменениям. В связи с этим, использовать местные подземные воды становится проблематично. Цель технического предприятия к минимуму отрицательного влияния предприятий, в воде, в земле. В тех случаях, когда инфекция уже достигли грунтовых вод - очистка воды-это отдельный проект.

Создание малоотходных и безотходных процессов является одним из основных направлений научно-технического прогресса. В связи с нечистоты в направлении это развитие, канализации, признался, минимальный сброс сточных вод в озеро или обеспечивать процесс производства без сброса — бессточных систем.Для предприятий, сброс в водные объекты – реки, ручьи, озера – скажем, только для воды, очищенной до такой степени, что не повредит окружающей среде и вода в этих водах, после выхода, будет соответствовать стандартам для натуральной воды.

Структурное подразделение "Хабаровская Теплосетевая Компания" филиала ОАО "Дальневосточная которые Производит Компания". Материнская компания ОАО "ДТК" ФЛ "Хабаровская теплосетевая компания расположена в городе: Хабаровск, переулок Сормовский, и т. д. 1.

Компания СП "Хабаровская ТЭЦ-2" осуществляет производство, передача и распределение электроэнергии, газа, пара и горячей воды.

Установленная тепловая мощность ТЭЦ-2 - 610 Гкал/час.

Предприятие начало свою работу в 1934 году. В настоящее время теплоэнергию вырабатывают 7 горячей воды и пара 2 котлоагрегата суммарной установленной мощностью 610 Гкал/час. С 2008 года используют в качестве топлива природный газ.

Зона отопления ТЭЦ-2: Город Хабаровск и теплотрасса Прибрежная.

Технология производства энергии на тэц, что связано с образованием большого количества загрязняющих веществ, выделяющихся в окружающую среду. В результате деятельности предприятия происходит загрязнение атмосферы окисью углерода, окислами азота, диоксид серы, тяжелые металлы и другие токсичные вещества, которые оказывают негативное влияние на здоровье людей, состояние животного и растительного мира. В водных установок повышается температура воды, что приводит к негативным изменениям естественные процессы жизни биоты. Золошлаковые отходы, содержащие радиоактивные вещества, опасные для человека. Пыль с отвалов загрязняют атмосферу в больших количествах.

Мы можем сказать, что сегодня проблема влияния энергетики на окружающую среду становится особенно острой, так как загрязнение окружающей среды, атмосферы и гидросферы с каждым годом, и растет. Если учесть, что масштабы потребления энергии постоянно растет, и, соответственно, возрастает негативное влияние энергии в природе.

Актуальность темы выражается в том, что правильный выбор технологии обработки сточных вод является необходимой частью всей продукции и систем защиты среды обитания.

Цель работы – очистка грунтовых вод, загрязненных промышленным предприятием продукции.

Задачи работы:

  • Характеризовать технологию производства предприятия
  • Построить гидрогеологический разрез
  • Построить план гидроизогипс
  • Оценить качество сточных вод, образующихся на производстве

Объектом исследования являются подземные воды.

Объектом исследования – качество подземных вод.

Исследования базируются на научной литературе по проблемам экологии.

1 Характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды

1.1 Пути воздействия ТЭЦ на окружающую среду

Воздействия ТЭЦ на окружающую среду можно разделить на:

- физические воздействия, включающие в себя: акустическое воздействие, электро-магнитное воздействие, радиационное, тепловое загрязнение;

- прямые эффекты воздействия, связанные с привнесением или изъятием из природной среды отдельных компонентов (химическое загрязнение, выбросы вредных веществ)

- косвенные воздействия, включающие в себя: гравитационное осаждение твердых частиц и аэрозолей, химические реакции вредных веществ выброшенных в атмосферу и гидросферу, а также на почве, вымывание из атмосферы NOX, SO2, SO3 с образованием кислотных осадков, изменение гидрологического и гидрохимического режимов грунтовых вод, изменение инсоляции в зоне рассеивания дымового факела, в зоне паров от градирни.

Основными последствиями данных воздействий являются:

- изменение состава природной среды;

- изменение растительного покрова,

- изменение климата;

- состояния недр;

- ландшафта;

- условий природопользования.

Рисунок 1 – Негативное воздействие ТЭЦ на окружающую среду

1.2 Выбросы в атмосферу

В попавших в атмосферу выбросы содержат продукты реакций в газообразной, твердой и жидкой фаз. Изменения в составе выбросов после попадания в атмосферу может проявляться в виде: осаждения тяжелых фракций? разложение на части в размер и масса; химические реакции с компонентами воздуха; взаимодействия с атмосферными осадками, потоки воздуха, облака, солнечное излучение на другой частоте (фотохимические реакции) и т. д.

В результате состав выбросов может существенно измениться. Могут быть созданы новые компоненты, свойства и поведение, которые, как активность, токсичность, способность вступать в новые реакции, они могут в значительной степени отличаются от первоначальных. В настоящее время, не все эти процессы были хорошо изучены. Но самое главное-процессы существуют общие представления. Касаясь газообразных, жидких и твердых веществ.

В результате выбросов газов, которые образуются соединения углерода, серы и азота. Окиси углерода с другими веществами в атмосфере практически не взаимодействуют, и, вследствие этого, продолжительность их жизни практически не имеет границ.

Высокая биологическая активность имеется у диоксида азота. Он сильно раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательные пути.

Очень негативно на здоровье человека влияют тяжелые металлы. Проникает в тело, особенно в больших количествах, в течение короткого времени, может вызвать острое отравление. В случае длительной экспозиции, даже в малых дозах, как вещества, такие как мышьяк, никель и хром в состоянии доказать свои канцерогенные свойства.

Если количество вредных выбросов в год от ТЭЦ мощностью 1 млн. грн. квт перевести в смертельной дозе, мы имеем такую картину: магния -1,5 млн. евро доз, алюминий и его соединения - свыше 100 млн. доз, железа - 400 млн. доз.

В выбросах ТЭЦ, работающих на угле, есть окиси кремния и алюминия. Эти абразивные вещества разрушается ткань легких, это приводит к развитию такой болезни, как силикоз. Раньше этой болезнью страдают в основном шахтеры. В настоящее время, силикоз достаточно часто определяется детей, которые живут в непосредственной близости с теплоэлектростанций, работающих на угле.

В районах, где находится ТЭЦ, одновременно с увеличением доли углекислого газа в атмосфере снижается процент кислорода, а в больших количествах увеличивает сжигание топлива.

Событие с контролем выбросов в атмосферу оксид серы, приносит большой вред растительного и животного мира. Это разрушается хлорофилл, который доступен на растения, поврежденные листья и хвоя.

Окись углерода, при введении в тело человека и животных, вступает в связь с гемоглобином крови. Это приводит к нехватки кислорода в организме и, как следствие, возникают различные нарушения нервной системы.

Оксид азота приводит к уменьшению прозрачности атмосферы и способствует образованию смога.

Пентаксид ванадия, доступная в состав золы, характеризуется высокой токсичности. Попадая в дыхательные пути человека и животных, нарушает функции нервной системы, вызывает сильное раздражение, нарушает циркуляцию крови и метаболизм .

Вид канцероген бензопирен может вызвать онкологические заболевания.

1.3 Отходы производства и сточные воды от деятельности ТЭЦ

На ТЭЦ угли горят при температуре 1100-1600оС. Органическая часть углерода при сгорании образует летучие соединения в виде дыма и пара, а негорючая минеральная часть топлива выделяется в виде твердых остатков, образуя пылевидную массу (зола), а также куски шлака. Для каменных и коричневых углей количество твердых остатков колеблется от 15 до 40%. Прежде, чем горение угля измельчается, и в этом, для улучшения сгорания, часто добавляют немного (0,1-2%) количество мазута .

После сжигания измельченного топлива мелкие и легкие частицы золы уносятся дымовыми газами. Из-за этого, будет носить имя золы уноса. Размер частиц золы уноса колеблется от 3-5 до 100-150 мкм. Более крупные частицы, чем количество обычно не превышает 10-15%. Золоулавливание, как правило, жидкость, скруберах с трубами Вентури. Более тяжелые частицы золы оседают в подтопке и сплавляются в кусковой шлак, и представляет собой агрегатированные и сплавившиеся частицы золы размером от 0,15 до 30 мм. Шлак размельчается и удаляется из воды. Во-первых, золы уноса и мелко ржавчина удаляется отдельно, затем смешиваются, образуя золошлаковую смесь.

В золошлаковой смеси кроме золы и шлака постоянно попадают частицы несгоревшего топлива (недожог). Сумма 10-25%. Количество золы уноса, зависит от типа котла, вида топлива и режима горения. Это может занять до 70-85% от веса смеси, пока масса шлака 10-20%. Золошлаковую пульпу удаляли золоотвал с трубопровод.

При гидротранспорте и на золошлакоотвале золы и шлака взаимодействуют с водой и углекислотой воздуха. Когда это происходит, те процессы, которые схожи с диагенезом и литификацией. Они легко выветриваются и после слива, скорость ветра 3 м/сек, начинаются порошок. ЗШО имеют темносерый цвет. В рамках ЗШО многоуровневая, это связано с чередованием разнозернистых слойков, а также осаждением белой пены, состоящей из алюмосиликатных полых микросфер [11].

Золошлаковые отходы при хранении их создают риск загрязнения окружающей среды содержащимися в них радионуклидами и тяжелыми металлами. В зонах воздействия золоотвалов формируются неблагоприятные экологические ситуации для пылеобразования, а также вымывания компонентов золы, попадания их в почву и грунтовые воды, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние на население (здоровье человека). Кроме того, золоотвалы является причиной отчуждения земли, которые практически всегда изымаются из полезного использования (рис.2).

В самый опасный сжигания углей на ТЭЦ включают в себя: высвобождение радионуклидов природного происхождения; выбросы летучей золы, накопление золошлаковых отходов, содержащих радионуклиды 226Ra, 232Th и 40K.Удельные активности радионуклидов в зависимости от месторождения угля варьируют в широких пределах. По сравнению с углем в шлаковых отходах удельная активность 40K возрастает от 2 до 7 раз, 232Th – от 3 до 9 раз, а 226Ra – от 3 до 8 раз. В летучей золе удельная активность 40K и 226Ra увеличивается от 2 до 8 раз, 232Th – от 3 до 8 раз .

Рисунок 2 - Схема воздействия складирования золошлаковых отходов

на окружающую среду.

Кроме того, ТЭЦ загрязняют окружающую среду, сбрасывая их в горячей воде, в результате чего происходит цепная реакция, озеро зарастает водорослями, нарушается кислородный баланс, что в свою очередь несет угрозу жизни всех жителей . Тепловые электростанции с охлаждающей водой снимает 4 -7 кдж тепла на 1 квт/ч. производится энергия. Между тем, согласно санитарным нормам сброса горячей воды с ТЭЦ не должна повышаться температура бака выше, чем на 3оС в летнее время и на 5о С зимой.

1.4 Методы очистки сточных вод

Качество сточных вод должно соответствовать нормативам, для достижения которых сточные воды проходят очистку на локальных очистных сооружениях предприятия.

Из-за огромного разнообразия в одном сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химическая, химическая, биологическая и т. д. обработка сточных вод может быть сделано любым способом, так и комплексом методов (комбинированный способ), Это зависит от степени повреждения и характера загрязнения. В процессе очистки должно быть сделано, обработку осадка и обеззараживание сточных вод перед сбросом в водоем .

Во время механической очистки из стоков путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности. Это песок, глинистые частицы, окалину и т. д., а из бытовых стоков – до 60%. Для этой цели применяются песколовки, решетки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод, и масла, смолы, масла, жиры, полимеры и т. д., задержка масла и маслоловушками или уловителями других видов, либо сжигают.

Для очистки промышленных сточных вод является более эффективным, химические и физико-химические методы очистки .

Основные химические методы являются нейтрализация и окисление. Для нейтрализации кислот и щелочей в сточных водах, с специальные реагенты: известь, кальцинированную соду, аммиак. Для окисления вводят различные окислители. Таким образом, сточные воды свободно от токсичных и других ингредиентов.

При физико-химической очистке используются:

- свертывания – в сточные воды вводятся коагулянты: соли аммония, железа, меди, шламовых отходов и т. д. для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;

– сорбция-способность некоторых веществ, таких как активированный уголь, бентонитовые глины, торф, цеолиты, силикагель и др. поглощать загрязнение. Используя сорбцию могут быть удалены из сточных вод ценных растворимых веществ, с последующей их утилизацией;

– флотация является проход воздуха через сточные воды. Пузырьки газа при движении вверх захватывают поверхностно-активные вещества, нефть, масла и другие примеси, образуя на поверхности воды пенообразный слой, который легко удаляется.

Для очистки коммунально-бытовых сточных вод, целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий, который широко используется биологический (или биохимический) метод. Этот метод основан на способности некоторых микроорганизмов использовать для жизни органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах: аммиак, сероводород, нитриты, сульфиды и т. д. Очистка осуществляется с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и т. д.) и искусственных сооружений (аэротенки, метатенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы) .

После осветления сточных вод образуется осадок. Его сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), после чего удаляют на иловые площадки для подсушивания. Сухой осадок обычно используется как удобрение. Но в последние годы в сточных водах стали обнаруживать множество вредных веществ, в том числе. тяжелых металлов, и т. д., что привело к исключению этого метода утилизации осадков.

Осветленную часть сточных вод очищают в аэротенках. Это специальные закрытые резервуары, которые медленно опустить канализацию, смешивается с активным грязи и обогащенной кислородом. Активный ил – это совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных: дрожжей, воды, грибков, плесени, коловраток и т. д., а также твердого субстрата. Здесь важно выбрать нужную температуру, рн, добавки, условия перемешивания и окислителя (кислород). Это в максимальной степени способствовать интенсификации гидробиоценоза, составляющего активный ил.

После вторичного отстаивания сточные воды проходят обеззараживание (дезинфекция) с использованием соединений хлора или других сильных окислителей. Таким образом (при хлорировании) с учетом разрушения вирусы, болезнетворные бактерии, патогенные микроорганизмы. В системах очистки сточных вод биологический (биохимический) метод является окончательным. После его применения сточные воды можно расположить на оборотное водоснабжение, либо сбрасывать в поверхностные водоемы.

В последние годы активно ведется разработка новых эффективных методов, которые способствуют экологизации процессов очистки сточных вод [12]:

– электрохимические методы, использующие процессы катодного восстановления и анодного окисления, электрофлотации и электрокоагуляции;

– мембранные процессы очистки, которые используют ультрафильтры, электродиализ и др.;

– магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;

– радиационная очистка воды, могут в короткие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;

– озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, которые негативно воздействуют на естественные биохимические процессы;

– внедрение новых селективных типов сорбентов, что позволяет избирательно выделять полезные вещества из сточных вод с целью вторичного их использования и т. д.
2. Оценка состояния подземных вод в районе предприятия

2.1 Построение гидрогеологического разреза

ЗАДАЧА 1. В долине реки просверленные в ряд пять скважин. Скважины 2, 3, 4 расположены на первой надпойменной террасе. Построить гидрогеологический разрез по данным разведочного бурения и мониторинга подземных вод. Привести к разрезу характеристика водоносных горизонтов, определить условия, понять, макеты и источники энергии, описания зон и характер дренирования, связь с поверхностными водами и отношения между водоносными горизонтами. Масштаб: вертикальный 1:200, горизонтальный 1:2000. Описание разрезов по скважинам для вариантов№. 1-10 в таблице. 5.2 . Расчетные данные представлены в таблице. 5.4 [10].

РЕШЕНИЕ.

Построение гидрогеологических разрезов.

Как правило, гидрогеологические разрезы строятся в двух разных масштабах: горизонтальный масштаб разреза определяет масштаб карты, а вертикальный масштаб должен обеспечить четкое расчленение вертикально элементы разреза. Как правило, среднемасштабные разрезов используют вертикальный масштаб 1:1000 или 1:2000, а также крупномасштабные от 1:100 до 1:500. Ориентировать разрезы должны были пройти через исследования скважины и водопункты.

Для того, чтобы построить гидрогеологический разрез должен иметь:

- геолого-литологические колонки по скважинам, шурфам и другим выработкам, либо от линии разреза, или в ее?

- гипсометрические отметки поверхности земли в сечении;

- результаты гидрометрических наблюдений на поверхности земли на линии проводится разрез: наличие источников, мочежин, болота, указатели уровня воды в реках, водоемах и т. д.;

- результат наблюдения за уровнем грунтовых вод: глубина отображения и стабилизации уровня?

- результат наблюдений за параметрами гидрогеологической среды, которые составляют цели, содержание разрезы: минерализация или содержание отдельных компонентов, дебиты скважин и источников, температура и вода свойства водонасыщенных пород.

Разрез следует строить на миллиметровой бумаге в следующем порядке.

1. Следует определить положение левого края разреза. Определения вертикальной прямой, которую необходимо нанести точки, которые соответствует максимальной индекса рельефа поверхности. Вертикальное деление прямой на равные промежутки времени (0,5—1,0 см) на всю высоту разреза, а затем значение абсолютных показателей.

2. Горизонтальные прямые, которые владеют в отеле уровня моря или базы резки и разбить на равные промежутки времени. Слева первый водопункт следует наносить, отступив от края разреза на 0,5— 1,0 см, а затем применять, учитывая масштаб, остальные водопункты.

3. Вызывая отметки поверхности земли каждого водопункта, построить гипсометрический профиль.

4. Возникновение вертикальных линий скважины, шурфы и скважины от поверхности земли до убоя, с указанием глубины скважины, шурфа, колодца.

5. В рамках определения данных со свойствами древесины и ее состав в виде литологической и гидрогеологической характеристики: глины, мергели, известняки, пески, техногенные грунты и т. д. При этом, вертикально отмечают границы распространения этих пород. Соединение точек одних и тех же границах между ними, у нас есть поля распространения пород одного и того же типа. Условия сигналы указывают на литологию пород и возрастов.

6. Для безнапорных вод показатели внешний вид и стабилизации уровня практически совпадают. Таким образом, соединив их, мы депрессионную кривую. Для напорных вод подъем уровня показывает вертикальную прямую вдоль ствола скважины и соединяется кривой давления в различных водопунктах. Это воображаемая кривая не имеет ничего общего с уровнем поверхностных вод, и может быть выполнена над поверхностью земли.

Таблица 1 - Описание разрезов по скважинам для вариантов 1-10

№ слоя сверху вниз

Глубина залегания

Геологический индекс

Литологическая характеристика

Данные о подземных водах

от

до

Глубина появления

Установленный уровень

СКВ.1 абсолютная отметка устья 184,60м, на расстоянии 300 м от уреза левого берега реки

1

0,0

0,7

еQIV

Почвенно-раст слой

31,20

6,90

2

0,7

31,20

К1

Глина серая плотная

3

31,20

35,00

К1

Песок серый, разнозернистый, водоносный

4

35,00

37,00

К1

Глина синевато-серая опесчаненная

СКВ.2 абсолютная отметка устья 173м, на расстоянии 180 м от уреза левого берега реки

1

0,0

0,8

еQIV

Почвенно-раст. слой

2

0,8

4,8

АQIV

Суглинок опесчаненный водонасыщенный

2,20

2,20

3

4,8

9,2

АQIV

Галька, гравий и щебень водоносный

2,20

4

9,2

11,5

АQIV

Песок кварцевый, разнозернистый водоносный

2,20

5

11,5

18,0

К1

Глина серая, плотная

6

18,0

21,8

К1

Песок серый, разнозернистый, водоносный

18,0

4,0

7

21,8

25,2

К1

Глина синевато-серая

Над устьем скважины

СКВ.3 абсолютная отметка устья 172,8 м, на расстоянии 50 м от уреза левого берега реки

1

0,0

0,8

еQIV

Почвенно-раст. слой

2

0,8

4,6

АQIV

Суглинок опесчаненный с галькой водонасыщенный

3,0

3,0

3

4,6

9,0

АQIV

Галька, гравий и щебень водонасыщенные

3,0

4

9,0

12,2

АQIV

Песок желтый, разнозернистый водоносный

3,0

5

12,2

16,0

К1

Глина серая, очень плотная

6

16,0

19,6

К1

Песок серый, разнозернистый, водоносный

16,0

3,40

7

19,6

21,2

К1

Глина синевато-серая опесчаненная

Над устьем скважины

СКВ.4 абсолютная отметка устья 173,2 м, на расстоянии 100 м от уреза правого берега реки

1

0,0

0,7

еQIV

Почвенно-раст. слой

2

0,7

5,0

еQIV

Суглинок опесчаненный с галькой водонасыщенный

3,0

3,0

3

5,0

9,4

еQIV

Галька, гравий и щебень водоносные

3,0

4

9,4

10,6

еQIV

Песок желтый, разнозернистый водоносный

3,0

5

10,6

14,8

К1

Глина серая, плотная

6

14,8

18,5

К1

Песок серый, разнозернистый, водоносный

14,8

3,4

7

18,5

23,00

К1

Глина синевато-серая опесчаненная

Над устьем скважины

СКВ.5 абсолютная отметка устья 185м, на расстоянии 180 м от уреза правого берега реки

1

0,0

0,6

еQIV

Почвенно-раст. слой

24,2

8,20

2

0,6

24,2

К1

Глина серая, плотная

3

24,2

28,0

К1

Песок серый, разнозернистый, водоносный

4

28,0

30,00

К1

Глина синевато-серая

Гидрогеологический разрез приведен в Приложении 1.

Всего на линии, сечение у элементов 5 скважин. Скважины № 2,3,4 находятся на первой надпойменной террасе. Скважины 1 и 5 имеют абсолютные отметки более чем в устье.

В результате разведочного бурения, и в соответствии с исследования состава пород было установлено, что слои имеют неоднородный состав. Для скважин 1, 5 характеризуется слои: глина серая плотная; песок серый, разнозернистый, водоносный; глины серо-голубой, опесчаненную. В колодцах 2,3 и 4 раскладываем литологические слои: суглинок опесчаненный, водонасыщенный; галька, гравий и щебень водоносные; песок желтый, разнозернистый, водоносный; глина плотная серая; песок серый, разнозернистый, водоносный; глина голубовато-серая, опесчаненная.

Первый водоносный горизонт (верховодка) залегает в слое из опесчаненных суглинков и гравийно-галечной смеси и водоносных песков. В районе скважин 1, 5 глубина водоносного слоя составляет от 6,9 до 8,2 метров, и в отверстия 2,3,4 от 2,2 до 3 метров.

Напорный водоносный горизонт залегает на слое песка-серый, разнозернистый, водоносный. Второй водоупорным горизонтом служит глина сине-серая, опесчаненная. Он залегает на глубине от 147,8 до 155 метров.

Грунтовые воды имеют сложную поверхность. Водораздел подземных горизонта соответствует водораздел на поверхности земли. От водораздела потока подземных вод, направленного к реке. Питание водоносного горизонта происходит путем инфильтрации атмосферных осадков на всей площади развития. Кроме этого, в период наводнения, когда река поднимается уровень воды, возможно макияж подземных вод вследствие фильтрации вод реки. Направление потока показывает, что летом, в межень, грунтовый поток имеет направление к реке и заканчивается грунтовые воды.

2.2 Построение карты гидроизогипс

ЗАДАЧА 2. Построить карту гидроизогипс на топографической основе, описанной в рис.1. Высотные отметки 20 скважин и четырех шурфов, а также глубина подземной воды в них приведены в таблице. 5.5 [10]. Выполнения анализа были построены карты гидроизогипс: показать направление движения грунтовых вод стрел? определить гидравлический уклон (градиент) потока грунтовых вод в местах максимального (на карте) степень; чтобы определить глубину грунтовых вод в местах мониторинга.

Рисунок 1 - Топографическая основа для построения карты гидроизогипс

В почве, на территории предприятия, образуется в месте загрязнения. Дальнейшее расширение и движение на земле пятна водорастворимых загрязнителей зависит, в основном, от характера движения грунтовых вод, которые происходят в регионе. Исследуйте движение и состав грунтовых вод, и будет наша задача в этой работе.

Поверхность грунтовых вод называется уровнем или зеркалом грунтовых вод. В пределах изучаемого участка (промзона) характеристика распространения подземных вод показывают при помощи карты гидроизогипс [5].

Гидроизогипсы-это линии, которые соединяют точки одинаковых абсолютных отметок уровня грунтовых вод.

После анализа карты гидроизогипс вы можете получить следующую информацию.

1.Установите направление, в движение грунтовых вод в любой точке карты. Движение грунтовых вод, повинуясь законам гравитации, происходит от участка с более высокими абсолютными показателями в фазе с меньшим количеством знаков. Это происходит по линии, которая под прямым углом к основному направлению гидроизогипс.

2.Узнать характер взаимосвязи грунтовых вод с поверхностными водами. Грунтовые воды могут быть тесная гидравлическая связь с поверхностными водами. Они могут иметь рельеф, например, в реку, могут осуществлять питание за счет поверхностных вод. Если на карте гидроизогипс грунтовый поток направлен к реке, то это означает, что грунтовые воды разгружаются в реку. В другом случае (речной наводнения, оросительный канал, блок очистки сточных вод) в поверхностные воды расходуются на питание грунтовых вод. Этот уровень будет увеличиваться по сравнению с почвой. В природе есть ситуации, в которых разгрузки и питания подземных вод происходят одновременно.

3. Для того, чтобы установить глубину залегания грунтовых вод в любой точке пространства. Параметр (h) определяется разница между абсолютными показателями уровня грунтовых вод и поверхности земли.

4. Установка гидравлический уклон (градиент) грунтового потока.

Создание карты гидроизогипс.

Масштаб карты зависит от характера выполняемых гидрогеологи-ческих исследований. Это, как правило, 1:10000, 1:200000 или меньше, схематическая карта. Для построения на карте пользуют данные измерения уровня подземных вод, которые проводятся скважин, шурфах, колодцах, горных выработках, пользуются данные водомерных постов. Все данные, используемые при построении карты гидроизогипс, должны быть от той же даты, то есть, которые приходят мгновенно замером во всех точках наблюдения.

Глубина грунтовых вод в каждой точке измерения преобразуются в абсолютные или относительные отметки:

Нв = Нз-h,

где Нв — абсолютная отметка уровня грунтовых вод; нз — абсолютная отметка поверхности земли; h — глубина залегания грунтовых вод.

После установки на карту значений картируемого параметра, чтобы перейти к интерполяции. Это делается для определения регионального положения цен. В каждой точке измерения значения представляют в виде дроби: в числителе указывают абсолютную указатель уровня грунтовых вод, в знаменателе — глубина залегания грунтовых вод. Соединение точек с равными значениями строят изолинии.

Карта гидроизогипс обязательно характеризуется линию токов. Линия течения проходят, так что перебраться изолинии только под прямым углом. Направление фильтрации указывает стрелка. Линия питания осуществляется из наиболее важных или характерных направлениях.

После завершения создания карты гидроизогипс, чтобы перейти к выбору места с различных глубинах подземные грунтовые воды. Для этой цели используются все доступные данные глубины залегания грунтовых вод в водопунктах. В поверхностных источниках, как болота, мочежины, урезы поверхностных озер и ручьев, глубина принимается равной нулю.

Таблица 3 – Исходные данные для построения карты гидроизогипс (вар. 1)

№ скважины/

шурфа

Абсолютная отметка устья, м

Глубина залегания статического уровня, м

Абсолютная отметка статического уровня, м

скважины

1

88,3

3,3

85,0

2

92,1

5,1

87,0

3

90,8

4,3

86,5

4

83,0

1,2

81,8

8

91,5

4,6

86,9

9

91,0

4,0

87,0

10

84,9

2,4

82,5

16

88,2

2,2

86,0

17

83,1

1,1

82,0

шурфы

1

87,3

2,8

84,5

2

92,4

5,0

87,4

3

87,0

4,0

83,0

4

91,6

4,6

87,0

По данным табл.3 на топографической основе построили карту гидроизогипс (рис.2).

84,5


На участке пробурено 20 скважин и расстояния 4 шурфа. Данные измерений по 7 скважинам (1,2,3,4,8,9,10,16,17) и 4 шурфам (1,2,3,4), наложенного на топооснову: абсолютная отметка уровня (в числителе) и глубины грунтовых вод (в знаменателе).

С помощью метода интерполяции построены 3 линии гидроизогипс (82,84,86), которые выбираются таким образом, чтобы появились функции зеркала грунтовых вод.

Промышленного предприятия (ТЭЦ) расположен в скважины 9, абсолютная отметка устья, 91,0. м. В результате фильтрации отходов и сточных вод с территории предприятия на глубине 86 метров (86 гидроизогипса) происходит загрязнение зеркала грунтовых вод. Учитывая, что движение грунтовых вод подчиняется законам гравитации, из районов с высокими абсолютными показателями происходит снижение фильтрации в областях. Затем загрязненные подземные воды попадают в ручьи.

Гидравлический уклон (градиент) грунтового потока (I) равен разности абсолютных отметок уровней поверхности в двух точках (Н), отобранных от направления потока, поделенной на расстояние (L) между этими точками в масштабе карты:

I = (H2 – H1)/ L

В плавучий отель рассчитан максимальный гидравлический уклон потока подземных вод Imax между скважинами 9 и 10:

Imax = (87,0-82,5)/260 = 0,0173

Расчет глубины залегания грунтовых вод в точках А и В:

Агв = (86,9+87,0)/2 = 86,95 м

Аабс= (91,5+91,0)/2 = 91,25 м

Вгв = (87,0+82,5)/2 = 84,75 м

Вабс = (91,0+84,9)/2 = 87,95 м

2.3 Обработка результатов химического анализа воды

ЗАДАЧА 3. . Обработать результаты химического анализа воды, приведенные в таблице. 5.6 , выраженные в вес виде.

Инструкция для присвоения:

Анализа обработки запустить в следующем порядке:

1. Перевод анализ воды весом в эквивалентную и процент-эквивалентную форму (см. таблицу. 5.1 ).

2. Рассчитать погрешность анализа по формуле:

3.Определить минерализацию воды.

4.Вычислить жесткость воды.

5.Оценить пригодность воды для питья.

6.Оценить агрессивность воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям.

Таблица 4 – Исходные данные результатов химического анализа природных вод, мг/дм3 (вар.1)

Показатель

Содержание макрокомпонентов

Содержание микрокомпонентов

Др. показатели

К+

+

Са2+

Мg2+

НСО3-

42-

СI-

Аs

Рb

Zn

Нg

Си

F-

3-

Мn

рН

СO2(св)

Т, оС

2

32

75

35

281

134

23

0,03

0,1

0,05

0,2

0,001

2,0

0,5

5,0

0,05

7,4

8,2

9

Предельно-допустимые концентрации на питьевую воду. (СанПиН 2.1.4.559-96)

200

500

350

0,05

0,3

0,03

5,0

5*10-4

1,0

1,5

45

0,1

6-9

Весовая форма — представление ионно-солевого состава воды в миллиграммах (граммах) в 1 дм3 или 1 кг воды. В зарубежной литературе результаты анализа могут быть приведены в частях на миллион (ррm), что соответствует концентрации мг/дм3. Эквивалентная форма записи состава вод позволяет определить соотношение между ионами с точки зрения их способности участвовать в химических реакциях, оценить качество анализа, установить генезис вод. В расчетах используется форма записи: мг/дм3.

При выражении содержания какого-либо иона в эквивалентной форме перед символом иона ставится знак г, например, гСа2+, гНСО3- и т. д.

Анализ воды в эквивалентной и процент-эквивалентной форме приведен в табл.5.

Таблица 5 - Анализ воды в эквивалентной и процент - эквивалентной форме.

Компонент катион/анион

Содержание мг/дм3

Эквивалент

Эквивалентная форма, мг-экв/дм3

% -эквивалентная форма

К+

2

39,1

0,0512

0,64%

Na+

32

23

1,3913

17,48%

Ca2+

75

21

3,5714

44,87%

Mg2+

35

12,2

2,8689

36,04%

As3+

0,03

24,9

0,0012

0,02%

Fe2+

0,1

27,9

0,0036

0,05%

Рb2+

0,05

103,59

0,0005

0,01%

Zn2+

0,2

32,68

0,0061

0,08%

Hg2+

0,001

100,3

0,0000

0,00%

Cu2+

2

31,77

0,0630

0,79%

Mn2+

0,05

24,47

0,0020

0,03%

ВСЕГО:

146,431

7,9591

100%

НСО3-

281

61

1,9180

22,28%

SO42-

134

48

4,3125

50,10%

CI-

23

35,5

2,0563

23,89%

F-

0,5

18,99

0,0790

0,92%

NO3-

5

62,1

0,2416

2,81%

ВСЕГО

443,5

8,6074

100%

На основе эквивалентной формы выражения состава можно определить погрешность анализа воды. Эта оценка основана на принципе электронейтральности раствора: сумма концентраций катионов (мг-экв/дм3) равна сумме концентраций анионов. Анализ воды считается удовлетворительным, если погрешность определения менее 5%.

Е = (7,959-8,607)/(7,959+8,607)*100 = -3,91%

Вывод: Анализ воды считается удовлетворительным, т.к. погрешность определения составляет Е < 5%.

Определение минерализации воды.

Минерализация воды (М) - это сумма минеральных веществ, в граммах или миллиграммах, содержащихся в 1 дм3 воды. Для определения М суммируют содержание всех ионов, определенных химическим анализом и выраженных в весовой форме.

М = 2+32+75+35+0,03+0,1+0,05 + 0,2 + 0,001 + 2 + 0,05 + 281 + 134 + 23 + 0,5 + 5 = 589,931 мг/дм3

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей Са2+ и .Mg2*. Различают: общую, карбонатную, временную (устранимую), некарбонатную, неустранимую (постоянную) жесткости.

Общая жесткость ЖО определяется как сумма мг-экв ионов Са2+ и Mg2+ в 1 дм3 воды и слагается из карбонатной ЖК и некарбонатной ЖНК жесткости:

ЖО = ЖК + ЖНК ,

ЖО = Ca2+ + Mg2+ .

Если концентрация этих катионов велика (Жо > 7 мг-экв/дм3), то воду называют жесткой, если мала (Жо < 7 мг-экв/дм3) - мягкой.

Жо = 3,57 + 2,87 = 6,44 мг-экв/дм3.

Вывод: данная вода не является жесткой (< 7 мг-экв/дм3), не требуется дополнительное ее умягчение.

Оценка пригодности воды для питья.

Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 [8] данная грунтовая вода не пригодна для питья, т.к. не отвечает выше указанному документу и имеет превышение по 3 компонентам: ртуть, свинец и медь.

Оценка агрессивности воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям.

Агрессивность воды связана с присутствием в ней ионов водорода, свободного диоксида углерода, сульфатов и магния. Агрессивные свойства воды проявляются по отношению к бетону и металлам.

Агрессивность воды по отношению к бетону выражается в разрушительном воздействии подземных вод определенного состава. Оценка качества воды производится по нормам и техническим условиям. Эти нормы учитывают воздействие следующих видов агрессивности: выщелачивающую, углекислую, общекислотную, сульфатную и магнезиальную.

1) Выщелачивающая агрессивность связана с выщелачиванием карбонатов, главным образом кальция. Если вода, контактирующая с бетоном, содержит низкие концентрации Са2+, НСО3 - и СО32-, то карбонат кальция бетона переходит в раствор. Для бетона вода считается агрессивная при карбонатной жесткости меньше 0,54 - 2,14 мг-экв/дм3.

Вывод: данная грунтовая вода имеет допустимую карбонатную жесткость (НСО3 – 1,92 мг-экв/дм3), и высокую концентрацию катионов кальция (Са2+ - 75 мг/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.

2) Углекислотная агрессивность обусловлена высокими концентрациями растворенной в воде углекислоты СО2. Эта агрессивность проявляется как в отношении металла (коррозия), так и бетона. Воды, обладающие карбонатной жесткостью менее 1,4 мг-экв/дм3, следует считать агрессивными.

Вывод: данная грунтовая вода имеет карбонатную жесткость (НСО3 – 1,92 мг-экв/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.

3) Общекислотная агрессивность воды связана с повышенной концентрацией ионов водорода Н+ (пониженная величина рН). При этом бетон разрушается из-за растворения в кислой среде защитной карбонатной корки. Вода считается агрессивной для всех типов цементов: при рН < 7,0, если карбонатная жесткость меньше 8,6 мг-экв/дм3, при рН < 6,7, если карбонатная жесткость больше 8,6 мг-экв/дм3.

Вывод: Грунтовая вода не является агрессивной средой, т.к. имеет карбонатную жесткость (НСО3- - 1,92< 8,6 мг-экв/дм3) при рН = 7,4 (> 7,0) и, тем самым не разрушает бетонные конструкции.

4) Сульфатная агрессивность обусловлена присутствием в воде иона SО42-. Этот вид агрессии проявляется в кристаллизации в бетоне новых соединений и выщелачивании бетона. По сульфатной агрессии для обычных цементов воду относят к слабоагрессивной при содержании иона SО42 - от 250 - 800 мг/дм3 и к агрессивной при содержании более 800 мг/дм3.

Вывод: данная грунтовая вода имеет слабую сульфатную агрессивность (SО42 - 134 мг/дм3), то вода является не агрессивной для бетонных сооружений.

5) Магнезиальная агрессивность вызывает разрушение и вспучивание бетонных конструкций.

Вывод: данная грунтовая вода имеет слабую магнезиальную агрессивность (Мg2+ - 35 мг/дм3), то вода не агрессивна для бетонных сооружений.

2.4 Расчет массы реагентов, необходимых для удаления ионов тяжелых металлов

ЗАДАЧА 4. Рассчитать массу реагентов, необходимых для удаления из воды ионов тяжёлых металлов и других вредных компонентов. Расчёт вести на 1000 м3 загрязнённой воды.

Данная грунтовая вода не пригодна для питья, так как имеет превышение по компонентам: ртуть, свинец.

  • Для нейтрализации ионов ртути применяют Na2S (двукратный избыток от стехиометрического соотношения).
  • Для удаления ионов свинца применяют щелочные агенты (СаО, Са (ОН) 2, Nа2СО3, NаОН).

Hg2+ = 0,001 мг/дм3

ПДК = 0,0005 мг/дм3

2*m(Na2S)

V = 1000 м3 = 106 дм3

Решение

Hg2+ + 2Na2S®HgS2+4Na+

0,001 кг - х кг

200,59 г/моль 2*78,04 г/моль

1 кг - 0,78

M(Hg2+) = 0,01 мг/дм3 * 106 дм3 = 0,001 кг

Х = 0,001*2*0,78 = 0,0015 кг

Ответ: Для удаления 0,001кг ионов ртути необходимо 0,0015 кг сульфида натрия.

Исходные данные:

Pb2+ = 0,05 мг/дм3

ПДК = 0,03 мг/дм3

V = 1000 м3 = 106 дм3

Определить: m(CaO)

Решение

Pb2+ + CaO®PbO+Ca2+

0,05 кг - m(CaO) кг

207,2 г/моль - (40,08+16,0)= 56,08 г/моль

1 кг 0,27 кг

m(Pb2+) = 0,05 мг/дм3 * 106 дм3 = 0,05 кг

m(CaO) = 0,05*0,27/1 = 0,0135 кг

Ответ: Для удаления 0,05 кг ионов свинца необходимо 0,013 кг СаО.

Определить m(Ca(OH)2) - ?

Решение:

Pb2+ + Ca(OH)2®Pb(OН)2+Ca2+

0,05 кг - Ca(OH)2 кг

207,2 г/моль - 40,08+2*(16+1)= 74,08 г/моль

1 кг - 0,36 кг

m(Pb2+) = 0,05 мг/дм3 * 106 дм3 = 0,05 кг

m(Ca(OH)2) = 0,05*0,36/1 = 0,018 кг

Ответ: Для удаления 0,05 кг ионов свинца необходимо 0,018 кг Са(ОН)2.

Определить m(Na2(CO)3) - ?

Решение:

Pb2+ + Na2(CO)3®PbO+CO2+2Na+

0,05 кг - Na2(CO)3 кг

207,2 г/моль - 2*22,99+3*(12,01+16)= 130,01 г/моль

1 кг - 0,62 кг

m(Pb2+) = 0,05 мг/дм3 * 106 дм3 = 0,05 кг

m(Na2(CO)3) = 0,05*0,62/1 = 0,0313 кг

Ответ: Для удаления 0,05 кг ионов свинца необходимо 0,031 кг Nа2СО3.

Определить m(NaOH) - ?

Решение:

2Pb2+ + 2NaOH®Pb(OH)2+2Na+

0,05 кг - m(NaOН) кг

207,2 г/моль - 22,99+16+1= 39,99 г/моль

1 кг - 0,193 кг

m(Pb2+) = 0,05 мг/дм3 * 106 дм3 = 0,05 кг

m(NaOH) = 0,05*0,193/1 = 0,009 кг

Ответ: Для удаления 0,05 кг ионов свинца необходимо 0,009 кг NаОН.

  • Обработка результатов химического анализа сточной воды, взятой из скважин также показала, что данная сточная вода не имеет превышения по жесткости и кислотности. Поэтому по жесткости и кислотности расчетов не требуется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе по данным скважин разведочного бурения и гидрогеологическим наблюдениям построен гидрогеологический разрез и карта гидроизогипс.

В результате установлено, что присутствуют два водносных горизонта. Поток ненапорных подземных вод направлен от участков с более высокими абсолютными отметками в сторону участков с меньшими отметками, разгрузка осуществляется в поверхностный водный объект. Питание первого водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Производственный объект, расположенный в районе скважины №9 осуществляет загрязнение водоносного горизонта по всей площади развития.

Обработка результатов химического анализа сточной воды, взятой из скважин также показала, что данная сточная вода не имеет превышения по минерализации, жесткости и кислотности, соответствуют нормативам. Однако имеется превышение по элементам ртуть и свинец, для которых был выполнен расчет количества необходимых нейтрализующих реагентов на 1000 м3 воды.

Данная вода не обладает агрессивностью по отношению к бетонным сооружениям и металлам. Данная вода обладает коррозирующей способностью по отношению к металлам. Поэтому при строительстве очистных сооружений могут применяться обычные бетоны, и марки стали, устойчивые к коррозии.

Для очистки 1 м3 сточных вод необходимо:

  • для очистки от ртути: Na2S - 0,0015 кг;
  • для очистки от 0,05 кг свинца в зависимости от используемых реагентов необходимо: CaO - 0,013 кг, или Ca(OH)2 - 0,018 кг, или NaOH - 0,009 кг, или Na2CO3 - 0,031 кг.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  • Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 (ред. от 31.10.2016) № 74-ФЗ // Российская газета – 2006. - №4087 (0)
  • Гражданский кодекс Российской Федерации (часть первая) от 30.11.1994 (ред. от 07.02.2017) № 51-ФЗ // Российская газета - 1994. - № 238-239
  • Жилищный кодекс Российской Федерации от 29.12. 2004 (ред. от 28.12.2016) № 188-ФЗ // Российская газета – 2005. - №3670 (0)
  • Федеральный закон «О водоснабжении и водоотведении» от 07.12.2011 (ред. от 03.07.2016) № 416-ФЗ // Собрание законодательства Российской Федерации - 2011. - № 50
  • ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. [Текст] - Введ. 1978–07–01. – М. : Изд-во стандартов, 1977. – 9 с.
  • ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. [Текст] - Введ. 1987–01–01. – М. : Изд-во стандартов, 1986. – 8 с.
  • ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. [Текст] - Введ. 2016–10–17. – М., Стандартинформ, 2016. – 23 с.
  • СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. [Текст] - Введ. 2002–09–26. – М.: РидГрупп, 2012. – 128 с.
  • Анализ воздействия систем теплоснабжения на экосистемы окружающей среды. /Н.Р.Пономарев // Вестник ЮРГТУ (НПИ). Социально-экономические науки. – 2008. - №4. – С.46-48
  • Инженерная защита окружающей среды / Под ред. Воробьева О.Г.- СПб.: Лань.-2002.- С.22, 199-205.
  • Современные экологические проблемы. Энергетика и окружающая среда/ Сулейманов Е.В. – Нижний Новгород, ННГУ, 2012. – 29 с.
  • Черепанов А.А. Использование золошлаковых отходов ТЭЦ в строительстве. /А.А.Черепанов. Институт тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН, г.Хабаровск – [Электронный ресурс] URL: http://skatr.ru/
  • Черкасова Н.И. Общая энергетика (курс лекций): Учебное пособие. – 2-е изд. – Рубцовск, Рубцовский индустриальный институт, 2010. – 161 с.
  • Экология / Шубина Е.В. - Москва : Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2013. - 160 с.
  1. Шабанов В.В. «Введение в рациональное природопользование» Учебное пособие М., МГУП, 2003.- 190 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Гидрогеологический разрез

Масштабы: вертикальный 1:500

Горизонтальный 1:2000


ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Карта гидроизгипс

Loading...