Перспективные методы очистки сточных вод
Маслова Гузаль Дамировна, учитель химии высшей категории,
МБОУ «Школа №34» Московского района
Маслов Игорь Николаевич, доцент, к.т.н., КГЭУ
Сегодня главная цель общеобразовательной школы - способствовать умственному, нравственному развитию одаренной личности, используя для этого различные методы обучения. Учитель должен совершенствовать свои профессиональные навыки, расширять круг используемых методов и применять их на практике, чтобы не пропустить того самого, одаренного ученика.
Основной целью моих научно-исследовательских работ является побуждение интереса учеников к предмету и развитие их одаренности. При выполнении исследовательской работы ученик раскрывает свои потенциальные возможности.
Обучайте учащихся соответствующим практикам проведения научно-исследовательских работ на основе адекватной оценки умений и навыков, имеющихся у учащихся.
Выбор методик, которые наиболее приемлемы в обучении, сложен. Почти все методики можно применять в работе. Попробуйте за год все методики проведения исследований, даже те, которые уже освоены учащимися. При необходимости повторяйте нужные практики. Учитель в каждом случае должен предусмотреть все моменты проведения исследований до мельчайших подробностей.
Одним из методов проведения урока естественного цикла может стать выполнение исследований на уроке, а затем и во внеурочное время. Проведение исследований на уроке повышает целеустремленность учащихся, мотивирует их к изучению предмета, воспитывает настойчивость, уверенность, заинтересует, поможет закрепить знания, расширить их универсальность – развить одаренность, даже если её не было изначально.
Выполнение исследований на уроках состоит из четырех этапов: 1. Этап подготовки; 2. Этап исследований; 3. Этап интерпретации; 4. Этап презентации.
Основной целью подготовительного этапа является побуждение интереса учеников к теме, пробуждение одаренных и стимулирование обычных учащихся. Возможность сделать все своими руками, не зная, чем закончится эксперимент, ведет к подлинной заинтересованности учащихся.
На этапе исследований собираются данные, чтобы найти ответ на каждый вопрос. При этом ученики могут как следовать инструкциям учителя, так и продумывать собственные методы работы, одобренные преподавателем.
На этапе интерпретации ученики определяют связи между обнаруженными фактами. Одаренный учащийся сам справится с поставленной задачей, а слабому ученику необходимо помочь. В конечном итоге делаются обоснованные выводы.
Этап презентации дает возможность учащимся продемонстрировать достижения, которых они добились во время проведения исследований.
Исследовательскую жилку, имеющуюся в каждом ребенке, я использую для развития творческого потенциала своих учеников, развития одаренности.
В качестве примера выполнения и презентации исследовательской работы могу предложить сокращенную версию научно-исследовательской работы учеников, вынесенную на одну из последних конференций.
«Перспективные методы очистки сточных вод»
Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов, вахтовых и коттеджных поселков, баз отдыхов, строительство новых производственных сооружений значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами.
Основными источниками загрязнения и засорения выгребных ям и водоемов в придомовых отстойниках являются недостаточно очищенные загрязняющие вещества, белковые примеси, ПАВ и другие шламовые включения. Попадая в природные водоемы, они приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появлении неприятных запахов, привкусов, в изменении химического состава воды, повышении в ней вредных примесей, в откладывании их на дне водоемов.
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. В локальных системах очистки домовых сточных вод очистка происходит в течение более короткого времени. На многих приусадебных территориях строятся большие (для увеличения времени осаждения) локальные очистные сооружения.
Очистные сооружения для осветления сточных вод осуществляют обработку сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).
Загрязнение придомовых бытовых вод можно распределить на следующие типы:
а) механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;
б) химическое – наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;
в) бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;
г) тепловое – выпуск в водоемы подогретых вод.
Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Цель проекта:
разработка новых технологических приемов предварительной водоподготовки, позволяющих осветлять воды в центробежных технологических аппаратах с использованием фильтрующих элементов,
переход на технологически дешевые и простые фильтрующие элементы.
Научные исследования.
Блочные очистные сооружения используются для очистки бытовых сточных вод. Принцип работы блочных локальных станций очистки схож с работой биологических очистных сооружений. Локальные или блочные конструкции очистки, в отличие от существующих септиков, производят очистку от органических загрязнений с возможностью сброса очищенных сточных вод на рельеф местности.
Методы решения проблемы.
Предлагаемая нами установка, приведена на рисунке 1. Основным из достоинств установки является высокая степень очистки сточных вод от всех видов органических загрязнений и отсутствие дурных запахов, неизбежно сопровождающих анаэробные процессы, проходящие в септиках и биофильтрах.
Рисунок 1 Схема сгустителя бытовых отходов
где: 1–ротор, 2–фланец, 3–радиальные пластины, 4–подача стоков, 5–перфорированный ротор, 6–стакан для разделения воды, 7–диск для уровня, 8–накопитель шлама, 9-усторйство выгрузки шлама, 10–переливной порог
Самым перспективным на настоящее время является метод центробежного сгущения и осаждения взвеси бытовых отходов. Нами предлагается установка, разработанная к.т.н., доцентом Масловым И. Н., для предварительного ускоренного осаждения механических примесей из бытовых вод.
Центробежный аппарат должен быть встроен в водосливную трубу. Приводимый во вращение механическим или гидравлическим приводом он, как предусмотрено нашей конструкцией, вращает поток воды с заданной частотой. Твердые частицы, механическая взвесь оседают на стенке трубы и медленно транспортируются к краю трубы. Для сбора сгущенных механических отходов достаточно установить небольшую емкость перед основной приемочной ямой.
Конструкция аппарата для центробежного осветления стоков может иметь компактные размеры (рис. 1). Она напоминает трубчатую центрифугу с различными скоростями вращения. Выбор частоты вращения может зависеть от состава отходов и их количества. К такой конструкции возможно подключение электронных систем управления вращением и выгрузкой.
Использование предлагаемой конструкции позволит разделить поток бытовых сточных отходов на две части. Осветленная часть может достаточно долго поступать в яму отстойника, не засоряя его. Сгущенная часть может сбрасываться в яму с твердыми отходами, где уплотняется, фильтруясь через дно отстойника (рис. 2).
Такая система очистки позволяет создать компактные очистные конструкции с длительной эксплуатацией очистных сооружений. В настоящее время в России существует строительный бум на постройку коттеджного жилья. В то же время инфраструктура по обслуживанию локальных придомовых систем очистки не существует или возможна только вокруг крупных городов: Москва, Санкт-Петербург.
Предлагаемая система очистки имеет множество преимуществ: компактность и малый вес; простота технического обслуживания при эксплуатации; минимальное энергопотребление; корпус установки водонепроницаем; отсутствие внутренних движущих деталей; легкая, прочная установка в едином корпусе.
Рисунок 2. Установки модельного ряда "ЮНИЛОС(SBM)"
Однако рассматриваемая установка засоряется крошками бытовых отходов и образовавшейся иловой массой. Для очистки глубокой ямы требуется проведение дополнительных регламентных работ: 1 раз в 3 месяца — удаление ила из отстойника с помощью штатного насоса (входящего в комплект установки); очистка стенок вторичного отстойника; очистка фильтров воздуходувки.
Предварительный анализ.
Предлагаемые нами установка изменит существующую систему локальных очисток, позволит снизить нагрузку на окружающую среду и даст время на организацию современных технологий по ускоренной обработке отходов придомовой канализации.
Очищенная вода может иметь достаточный запас растворённого кислорода, что позволит выполнить требования санитарных правил по спуску сточных вод в открытые водоёмы.
Обезвоживание осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связывают с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом.
Конструкции центробежных аппаратов технологически просты и могут быть изготовлены в течение месяца, при наличии необходимых материалов.
В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.
Основной целью образования является воспитание учащихся, которые умеют самостоятельно осваивать знания, развивая свои преимущества. Это особенно важно в нашем веке – веке стремительных технологических изменений, требующих постоянного совершенствования знаний, навыков, повышения уровня образования как учителя, так и ученика.
Сегодня главная цель средней общеобразовательной школы - способствовать умственному, нравственному, эмоциональному и физическому развитию одаренной личности, используя для этого различные методы обучения. Методы обучения - это способы организации учебно-познавательной деятельности ученика с заранее определенными задачами, уровнями познавательной активности, учебными действиями и ожидаемыми результатами для достижения дидактических целей. Методы обучения напрямую зависят от целей и задач обучения.
СПИСОК Литературы
1. В. Н. Башкин. Экологические риски: расчет, управление, страхование. // М.: «Высшая школа», 2007 г.
2. http://www.sbm-group.ru/
3. А. М. Когановский, Н. А. Клименко, Т. М. Левченко. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. // М.: «Химия», 1983 г.
4. С. В. Яковлев, Ю. В. Воронов. Водоотведение и очистка сточных вод. // М.: «Издательство Ассоциации строительных вузов», 2006 г.
5. В. С. Самойлов, В. С. Левадный. Дренаж и очистка сточных вод. // М.: «Аделант», 2009 г.
В номере
