Изучение эффективности гидрофитов, как биофильтраторов сточных вод (стр. 1 из 7)
Министерство просвещения ПМР
Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко
Кафедра: ботаники и экологии
Допустить к защите
Зав. кафедрой д.с.-х.н.
профессор _________ В.Ф. Хлебников
«_____» _______________ 2003 г.
Дипломная работА
Изучение эффективности гидрофитов, как биофильтраторов сточных вод
 |
Введение
Неустойчивый рост народонаселения Земли, улучшение его культурно-бытового обслуживания, развития промышленности и сельского хозяйства связаны с потреблением огромного количества пресной воды, которая, будучи использованной, через определенный период вновь сбрасывается в водоемы.
В любом технологическом процессе используемая вода в большей или меньшей степени загрязняется и не может быть использованной ни в одном производстве, ни для утоления жажды, пищевых и технических целей без восстановления ее прежнего качества чистой природной воды. Очистка сточных вод представляет трудную технологическую и методическую задачу по разработке эффективных способов регенерации, то есть восстановления отработанных производственных и хозяйственно-бытовых стоков. Состояние и поведение различных примесей в водной среде определяются не только их химической природой, но и размерами частиц, а также способностью образовывать с водой либо однообразную (гетерогенную) смесь или систему. Поэтому удаление какого-либо загрязняющего вещества требует в каждом конкретном случае индивидуального подхода.
В настоящее время для лучшей доочистки сточных вод все больше начинают обращать внимание на использование для этой цели биологических объектов.
В процессе литературного изучения технической литературы установлено, что высшей водной растительности под силу конкурировать с современными инженерными сооружениями по очистке сточных вод.
Актуальность проблемы
Очистка сточных вод по известным на сегодняшний день технологиям – дело не только непростое, но и экономически невыгодное.Исследователи продолжают искать новые, возможно менее дорогие методы переработки стоков. Одним из решений проблемы, надеемся станет применение высшей водной растительности.
Исследования возможности применения высшей водной растительности для очистки сточных вод в условиях ПМР может позволить нам утверждать, что эти растения действительно могут служить в качестве «биофильтра» и использоваться для очистки сточных вод различных хозяйственных объектов республики, где имеются биологические пруды, емкости-накопители, локальная очистка дачных домиков, пионерских лагерей.
Цели и задачи
- изучение возможности акклиматизации растений к местным условиям, сохранение и размножение растений в холодный период года;
- применение высшей водной растительности для очистки сточных вод;
- изучение свойств растений применительно к использованию их в качестве добавки к кормам для животных.
Апробация работы
Результаты исследований докладывались на научной студенческой конференции Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко 17 апреля 2003 года.
I. Литературный обзор
В процессе изучения литературы было обнаружено и изучено свыше 20 источников.
В последнее время стали уделять внимание строительству очистных сооружений, в основу которых положены физические и физико-химические процессы, а также использование микроорганизмов. [13]
Лет 30-40 назад, когда основными загрязнителями среды были бытовые и хозяйственные отходы, стоки пропускали через специальные поля фильтрации и орошения, где почвенные микроорганизмы разрушали органические вещества, загрязняющие среду. Потом появились окислительные пруды, аэротенки, биофильтры, в которых очищение стоков ведут сообщества микроорганизмов, образующие так называемый активный ил. Теперь по мере развития химической промышленности и родственных ей отраслей, особенно синтетической химии, в промышленные стоки попадают такие вещества, которые губят микроорганизмы активного ила, тем самым прерывая процесс биологической очистки. [15]
Сточные воды можно очищать и с помощью таких высших растений, как водный гиацинт, рогоз, тростник.
Во многих тропических странах ведется беспощадная борьба с водным гиацинтом как с опасным сорняком. Но ученым США удалось установить, что водный гиацинт способен удалять вредные примеси из воды. Подобные «ботанические» отстойники внедряются в практику. [13]
В Румынии в местечке Мартинешти специалисты межкооперативной ассоциации попробовали разводить водный гиацинт в бассейнах уездных станций водоочистки. Выяснилось, что гиацинт не только способствует биологической очистке воды, но и дает возможность собирать до 2 тысяч тон зеленой массы, пригодной на корм скоту. [19]
Также эйхорния прекрасно адаптировалась на стоках целлюлозно-бумажной промышленности в Сыктывкаре, справляясь не только с биогенными элементами, но и со значительным количеством дубительных веществ. [18]
Так что же это за растение, которое пришло к нам из глубины веков со столь полезными качествами?
Ботаническое название – эйхорния (crassipes), семейства понтедериевых. Очень эффективное плавающее водное растение, надводная часть которого состоит из листьев и цветка, напоминающего гиацинт (что послужило причиной его второго названия – водный гиацинт). В воде находятся нитевидные корни, опущенные ресничками, между которыми и происходит основной процесс очистки. Произрастает эйхорния в естественных условиях в странах с тропическим и субтропическим климатом. [19]
Высшая водная растительность, особенно крупная вводно-воздушные макрофиты (тростник, рогоз) в отличие от суходольных растений способные успешно расти и развиваться при недостаче и даже полном отсутствии кислорода в почвенно-водной среде благодаря аэренхименому строению тканей корней и других органов. [7]
Тростник обыкновенный (Phragmitescommunis) многолетний гигантский злак. Побеги тонкостенные, толщиной в палец, с центральной воздухоносной полостью, максимальная высота 5-7 метров заканчивающаяся метелкой. Побеги ежегодно отмирают осенью и отрастают весной от полых трубчатых корневищ. [11]
Тростник обыкновенный, рогоз узколистный способны эффективно поглощать как нитраты, так и аммиачный азот.
Аммиачная форма азота в значительных количествах всегда присутствует в хозяйственно-бытовых городских сточных водах, а также многих промышленных и сельскохозяйственных предприятиях. Для их очистки с большим успехом могут применять тростник и рогоз. [7]
Рогоз узколистный (Typhaangustifolia) растет по всей Европе, Северной Америке и на Канарских островах. Высота растения 100-180 см. Корневище толстое, ползучее. Стебель простой без узлов. Листья двухрядные, собранные при основании стебля, продолговато-линейные, 0,4-1 см. шириной, полуцилиндрические. Цветы очень мелкие, собранные в мужские и женские соцветия на одном цветке. Женские цветы образуют плотный пушистый початок в нижней части соцветия. Предпочитает глинистые питательные почвы. Размножается делением корневищ (только концевыми их отрезками) ранней весной, а также семенами. [11]
Анализ имеющейся литературы показывает, что для лучшей доочистки сточных вод экологи начинают обращать внимание на использование для этой цели биологических объектов, таких как: водный гиацинт, тростник и рогоз.
II. Общая технологическая схема очистки сточных вод на комплексе очистных сооружений
2.1. Назначение канализации и виды сточных вод
В населенных пунктах и на промышленных предприятиях образуются загрязнения, связанные с повседневной деятельностью человека. К загрязнениям относятся физиологические отбросы, получающиеся в результате обменных процессов в организме человека и животных, а также загрязненные воды от бань, прачечных, душен, мытья продуктов питания, посуды, помещений, улиц и пр.