Курсовая работа: Очистка подземных и поверхностных вод по озоно-сорбционной технологии для хозяйственного назначения

Курсовая работа: Очистка подземных и поверхностных вод по озоно-сорбционной технологии для хозяйственного назначения

Введение

Мировое сообщество, подводя итоги ХХ столетия, приходит к выводу, что угроза существованию таится не столько в атомной опасности, сколько в катастрофической экологической ситуации. Одно из наиболее серьезных опасений вызывает недостаток питьевой воды, ее качественные изменения, несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям, серьезные последствия потребления недоброкачественной питьевой воды для здоровья населения.

По оценкам экспертов дефицит пресной воды быстро растет. Только за текущее десятилетие (1991-2000) потребность в воде на Земле увеличивается более чем на четверть. По тем же оценкам для индивидуального пользования необходимо не менее 5 тыс. м3 воды в год, тогда как в Центральной Азии и Казахстане в целом доступно не более 700 м3. Уже сейчас дефицит воды в Казахстане - один из главных лимитирующих факторов развития экономики. С учетом тенденций развития хозяйства и совершенствования технологий промышленного производства суммарная потребность свежей воды на ближайшую перспективу оценивается в 55-60 млрд. м3 в год, что в 1,5 ¸ 1,8 раза больше современного водопотребления. Эксплуатирующиеся водоочистные сооружения построены, как правило, по устаревшим технологическим схемам, предназначенным для кондиционирования природных вод с небольшим техногенным и антропогенным загрязнениям, в настоящее время они не в состоянии обеспечить снабжение потребителей доброкачественной водой, так как их барьерные функции в отношении ионов тяжелых металлов, хлорорганических соединений, фенолов, нефтепродуктов и других распространенных загрязнений чрезвычайно малы.

По экономическим причинам происходит задержка внедрения новых технологических процессов, в частности, озонирования, сорбции, флокуляции и ряда других.

Данные о качестве питьевой воды основаны на действующем ГОСТе 2874-82 и ограничены 28 ведущими показателями. Однако нормативно-методическая база действующего ГОСТа не соответствует современным требованиям, предъявляемым к контролю качества питьевой воды. В то же время “Руководство по качеству питьевой воды”, изданное Всемирной организацией здравоохранения в 1993 году, предполагает контроль более, чем по 100 показателям. Задержка в принятии новых нормативных документов объективно обусловлена неудовлетворительным состоянием систем водоподготовки и методическими трудностями в осуществлении контроля за качеством воды.

В рамках экологических программ фундаментальных исследований удалось организовать работы лишь по отдельным аспектам, что не решает ключевых задач.

1. Основная часть

1.1 Анализ существующей системы водоснабжения

Проблема обеспечения питьевой водой населения в Мангистауской области стоит особо остро, так как регион расположен в полупустынной зоне, водные ресурсы ограничены. Освоение природных богатств области, создание достаточных условий для интенсивного развития экономики требуют большого количества качественной воды. Ухудшение санитарно-эпидемиологической обстановки, неудовлетворительное техническое состояние систем водоснабжения, а также постепенное загрязнение и минерализация источников воды усугубляет проблему.

Основными потребителями питьевой воды в области являются г. Актау и г. Жанаозен с прилегающими к ним населенными пунктами их доля в общем объеме водопотребления составляет 75,2% и 18,6% соответственно. На долю остальных населенных пунктов области остается 6,2% объема питьевой воды, как для питьевых и бытовых нужд, так и для сельскохозяйственных и промышленных потребностей.

Общий объем водопотребления населением области составляет в среднем 2,4 млн. м3/мес. (около 30 млн. м3/год).

Таблица 1. Общее водопотребление по районам и административным единицам области

Потребление воды на промышленные нужды из общего объема водопотребления составляет 95,4%, на хозяйственно-бытовые нужды населения и сельскохозяйственное водоснабжение и орошение земель - 2,0% и 2,6% соответственно.

Фактическое удельное водопотребление на одного жителя для сельских населенных пунктов составляет от 47,3 л/сут в Бейнеуском районе до 44,58 л/сут в Мангистауском районе, в Тупкараганском районе эта цифра достигает 37,96 л/сут., в Каракиянском районе 42,2 л/сут., а в некоторых населенных пунктах оно не превышает 20 л/сут., что значительно ниже нормы. Только в городах Актау и Жанаозен водопотребление достигает большего объема и составляет 94,53 л/сут. Среднее же водопотребление по области, с учетом гг. Актау и Жанаозен, составляет 44 л/сут.

Питьевое водоснабжение обеспечивается тремя источниками и участие источников в общем объеме водопотребления имеет соотношение:

- морская вода - 52,4%;

- волжская вода 12,5%;

- подземные воды- 35,1%;

Имеющиеся запасы пресных подземных вод ограничены, а существующие системы водоснабжения в основном требуют замены и реконструкции.

В относительно благоприятных условиях находятся города Актау и Жана Озен, где сосредоточено преобладающее большинство жителей области и промышленные объекты. В других населенных пунктах, особенно в сельской местности, проблема обеспечения питьевой водой населения является более острой.

Водообеспеченность сельского населения питьевой водой в среднем составляет 36% от нормативного. Из-за дороговизны и нехватки питьевая вода используется только для хозяйственно-питьевых нужд.

Большинство сельских населенных пунктов области почти полностью лишено централизованной системы водоснабжения, либо водопроводы находятся в неисправном состоянии, поэтому население вынуждено потреблять воду, привозимую автоводовозами или железнодорожными цистернами.

Но даже при наличии водопроводных сетей и источников водоснабжения, качество воды в них не всегда отвечает требованиям ГОСТа и СанПиНу 3.01.067-97 "Вода питьевая". Во многих населенных пунктах централизованные системы водоснабжения не функционируют из-за неплатежеспособности населения, в связи с чем, практически все водопроводные сети, находятся в неудовлетворительном состоянии. Большинство водопроводов были введены в эксплуатацию 20-25 и более лет назад и не отвечают санитарным требованиям в связи с длительным сроком эксплуатации и устаревшей технологией водоочистки и не обеспечивают подачу воды нормативного качества.

Высокая аварийность водопроводной сети способствует вторичному загрязнению, длительным перебоям в подаче воды, большим утечкам в сети и непроизводственным потерям воды, что ведет к перерасходу электроэнергии и, в конечном счете, к увеличению себестоимости 1м3 воды. В настоящее время почти все водопроводные и канализационные сети области изношены на 80-100%.

В связи с ограниченным распространением прогнозных ресурсов и малым количеством разведанных запасов, пригодных для хозпитьевого водоснабжения, Мангистауская область относится к плохо и частично обеспеченным территориям и занимает одно из последних мест в Казахстане по объемам водопотребления. Но даже при большом дефиците пресных подземных вод, не все разведанные месторождения используются в полном объеме, или вообще не эксплуатируются.

В связи с отсутствием на территории области открытых водоемов, пригодных для водоснабжения, обводнения и орошения, удаленностью региона от крупных рек и ограниченностью запасов пресных подземных вод, в настоящее время, наиболее актуальной является задача по выявлению и всесторонней оценке региональных ресурсов слабоминерализованных вод (1,0-1,5 г/л) и определению возможности их использования, разработке наиболее эффективных и экономичных систем водоочистки. Необходима также разведка новых месторождений на перспективных участках и эксплуатация в полном объеме уже разведанных, а также реконструкция и капитальный ремонт существующих и строительство новых водопроводов и систем водоснабжения, совершенствование организации подвоза питьевой воды до потребителей.

В свое время были разработаны мероприятия, предусматривающие меры по улучшению водообеспечения в связи с возрастающими потребностями экономики и социальной сферы области. Однако, в ходе их осуществления в конце 90-х годов, произошел спад в экономике, ухудшение ситуации в социальной сфере, что привело к уменьшению объемов водопотребления.

Из мероприятий, которые были приняты ранее, реализованы только отдельные пункты:

- в 1996-1997 годы на РГП "МАЭК" частично выполнены мероприятия по повышению надежности системы водоснабжения питьевой водой за счет опреснения морской воды с добавлением слабоминерализованных подземных вод Куюлуского месторождения;

- в 1997 году в г. Жанаозен введены в эксплуатацию очистные установки "Дегремон" (Франция), осуществляющие очистку волжской воды, производительностью 35,5 тыс. м3/сут.;

- в том же году в пос. Жетыбай завершено строительство и введены в эксплуатацию аналогичные очистные сооружения (Россия), проектной производительностью 3тыс. м3/сут;

- в 1999 году в г. Форт-Шевченко введены в эксплуатацию опреснительные установки (Израиль), производительностью 1тыс. м3/сут;

- в целях увеличения объема поставки волжской воды был проведен ряд работ на водоводе "Астрахань-Мангышлак".

Со стабилизацией и ростом развития экономики региона в последние годы увеличивается потребность в воде, реабилитация промышленных предприятий и возобновление работы простаивающих производств требуют пересмотра и принятия действенных мер в вопросах водообеспечения области.

В 2002 году общая потребность Мангистауской области в питьевой воде составила 27824 тыс. м3, в том числе 20295 тыс. м3 потребность населения области и 7529 тыс. м3 потребность промышленного сектора.

1.1.1 Существующие источники водоснабжения Мангистауской области

Питьевое водоснабжение Мангистауской области в настоящее время обеспечивается:

- опреснительными установками РГП "МАЭК", производящими питьевую воду путем опреснения морской воды из Каспийского моря;

- водоводом "Астрахань-Мангышлак", доставляющим в регион волжскую воду;

- за счет эксплуатации подземных источников.

1) Морская вода

Основным производителем питьевой воды в городе Актау является РГП "МАЭК". В г. Форт-Шевченко также функционирует опреснительная установка производительностью 1,0 тыс. м3/сут производства Израиль.

Питьевой водой, приготовленной на ЗПД РГП "МАЭК", обеспечиваются жители г. Актау и пригородные населенные пункты. Технология приготовления искусственной питьевой воды заключается в смешении в определенных соотношениях дистиллированной воды, полученной методом термической дистилляции из морской воды, с минерализованной водой из подземного месторождения "Куюлус", на станции приготовления питьевой воды производительностью 75 тыс.м3/сут. Перед подачей воды потребителям различными методами выполняется ее обеззараживание.

Водоснабжение централизованное, питьевая вода подается всем потребителям непрерывно 24 часа в сутки через сеть разветвленных магистральных трубопроводов. Ежесуточно станция приготовления производит до 20 тыс.м3 питьевой воды, полностью обеспечивая потребности населения.

2) Волжская вода

Природная вода из поверхностных источников протока Кигач в дельте реки Волга подается в регион по водоводу "Астрахань Мангышлак".

Объем волжской воды, поставляемый по водоводу составляет 12,5% от общего количества потребляемой населением области питьевой воды. Водовод "Астрахань-Мангышлак" проходит по территории Бейнеуского, Мангистауского и Каракиянского районов, имея общую протяженность 1100 км. Волжской водой обеспечивается в среднем 52,3% населения вышеуказанных районов, составляя по районам: Бейнеуский 87% (села Бейнеу, Боранкул, Жангельдино, Сынгырлау, Есет, Толеп), Каракиянский 53% (села Жетыбай, Мунайши, ж/д ст. Жетыбай) и Мангистауский 17% (села Отес, Акшимрау, Кызан), а также 100% населения г. Жанаозен. Очистка волжской воды в г. ЖанаОзен до соответствующего качества, отвечающего требованиям ГОСТа и СанПиНа "Вода питьевая", производится на установке "Дегремон" (Франция).

Поставляемый по водоводу объем воды на технологические и хозяйственно-питьевые нужды области составляет 80-100 тыс. м3/сутки.

3) Подземные воды

Количество воды, получаемое населением из подземных артезианских источников и источников грунтовых вод и используемое на хозяйственно-бытовые нужды, животноводство и поливное земледелие, составляет 35,1% от общего объема потребляемой пресной и слабоминерализованной воды.

В настоящее время на территории Мангистауской области разведано 19 месторождений подземных вод хозяйственно-питьевого, технического, бальнеологического назначения и используемые для орошения земель. Эксплуатационные запасы месторождений утверждены в Государственных территориальных комиссиях по запасам полезных ископаемых.

Почти на всех разведанных месторождениях подземных вод истек расчетный срок эксплуатации и требуется провести переоценку их эксплуатационных запасов на новый расчетный срок.

Кроме того, на 24 участках выполнены поисково-разведочные работы, подсчитаны эксплуатационные запасы и прогнозные ресурсы по категории.

Данные о количестве эксплуатационных разведанных и прогнозных запасов подземных вод Мангистауской области приведены в таблице.

1.1.2 Состояние системы водоснабжения населенных пунктов региона

Существующая схема водообеспечения населения области в разрезе городов и районов выглядит следующим образом: г. Актау обеспечивается питьевой водой искусственного приготовления по водоводам РГП "МАЭК";

С учетом населения г.Актау и пригородной зоны в 166 тыс.человек в области охвачено централизованным водоснабжением 245 590 человек или 78%, снабжается привозимой автоводовозами водой 84 510 человек.

При этом население г.Актау и прилегающих к нему населенных пунктов полностью обеспечено центральным водоснабжением;

Имеются 11 подземных скважин для забора воды, 15 насосных станций.

г.Актау обеспечен водопроводными сетями питьевой воды РГП "МАЭК" протяженностью 181,05 км;

Многие действующие в области водопроводы не отвечают санитарным требованиям в силу длительного срока эксплуатации, устаревшей технологии водоочистки и не обеспечивают подачу воды нормативного качества.

Часть населенных пунктов отключены от водоснабжения эксплуатирующими организациями из-за хронических неплатежей. В настоящее время не эксплуатируются водопроводы Акжигит Каргайлы Сам, Беке - Баскудук, Кызылкум - Кызан Акшимрау, Торорпа Таучик и прочие.

Наличие громоздской системы групповых водопроводов и крайне неудовлетворительное их техническое состояние, высокие эксплуатационные затраты при наличии на отдельных территориях разведанных месторождений подземных вод свидетельствуют о малоэффективности управления этим водохозяйственным комплексом и требуют выполнения мероприятий по его реорганизации.

1.1.3 Качество потребляемой питьевой воды

В области, особенно в сельских районах, проблема качественного водообеспечения населения стоит особенно остро в связи с загрязнением водоисточников, ухудшением санитарно эпидемиологической обстановкой, отсутствием в ряде случаев систем водоснабжения.

Качество подаваемой населению водопроводной воды по микробиологическим показателям в целом по области по удельному весу загрязненных проб составляет 2,5%, по химическим показателям 27,3%.

В г.Актау по химическим показателям, согласно ГОСТу и СанПиНу не соответствует от 31,5% до 61,7% подаваемой населению водопроводной воды. В 90% случаях это связано с повышенным содержанием в воде солей железа (ржавчина, мутность).

Таблица 2. Показатели качества водопроводной воды по области на 2002год.

Страницы: 1, 2, 3