1-сабақ

Мақсаты

1. Ағынды суларды тазарту қондырғысының жұмыс моделін құру
2. Ағынды суларды тазарту процесін көрсету және суды тазарту кезінде жүретін химиялық реакцияларды зерттеу
3. Лабораториялық жұмыстар негізінде таза су сапасының көрсеткіштерін зерттеу және анықтау

Күтілетін нәтижелер

Жобаны жасағаннан кейін оқушылар:
— мұғаліммен ынтымақтастық дағдысын және топта, жұпта жұмыс істеу дағдыларын қалыптатырады;
— алынған ақпаратты талдай алады;
— коммуникативтік құзыреттілік Оқу іс-әрекеті барысында қалыптасады;
— өз бетінше логикалық пайымдау және қорытынды жасай алады;
— химиялық талдау арқылы судың сапасын зерттей алады;
— өз денсаулығына құндылық қатынасын қалыптастырады;
— ағынды суларды тазарту процесін және принципін көрсете алады.

Пәнаралық байланыс: 

— Химия (эксперименттер, химиялық реакциялар)
— Инженерия / физика (суды тазарту қондырғыларының жұмыс принципі, электронды құрылғылармен және сорғылармен жұмыс)
— Көркем еңбек (тазарту құрылыстарының макетін әзірлеу, дизайн) 

Мұғалімге арналған нұсқаулық

1. Жобаны бағалау үшін бірінші аптада оқушыларға осы материалды (PBLrubrics) беріңіз:
     — оқушылар қандай критерийлер бойынша дайындалу керектігін алдын ала түсіну үшін,
      — оқушылар өз әріптестеріне тиісті баға бере алу үшін.

2. Сабақтың басында жобаға қызығушылық тудыру үшін бірнеше «жетекші сұрақтар» қою ұсынылады:
— Сіз қандай су ішесіз?
— Сумен жабдықтау жүйесі дегеніміз не? Сізді (таза) сумен қамтамасыз ететін ұйым? / сіздің қалаңызда.
— Су бұру жүйесі дегеніміз не? (водоотведение)
— Ағынды сулар қайда кетеді және олармен не істейді, олар қайда төгіледі деп ойладыңыз ба?
— Бейнероликті қараңыз және сұраққа жауап беріңіз: ауыз су қалай тазартылады және ағынды сулар қалай тазартылады? Олар араласады ма?

Бейнені қараңыз, содан кейін жобаның сипаттамасын зерттеңіз:

Пайдалы сілтемелер:
https://vodproektstroy.ru/ochistnye-sooruzheniya/
https://www.youtube.com/c/WisconsinRapidsCommunityMedia
https://www.astanasu.kz/

Сипаттамасы

     Ағынды суларды тазарту — тұрмыстық және өнеркәсіптік ағынды суларды су қоймаларына шығарар алдында олардың құрамындағы ластануларды жою жөніндегі іс-шаралар кешені. Ағынды суларды тазарту арнайы тазарту қондырғыларында жүзеге асырылады.

Тазарту процесі 4 кезеңге бөлінеді:
— механикалық
— биологиялық
— физика-химиялық
— ағынды суларды дезинфекциялау.

Өндірістің технологиялық сызбасы:

Тазалаудың негізгі кезеңдері	Қондырғылар	Сипаттамасы
Механикалық тазарту	Торлар мен електер	Торлар мен Елек-16 мм – ден астам ірі қоқысты ұстайды-банкалар, бөтелкелер, шүберектер, пакеттер, Тамақ өнімдері, пластмасса және т.б. Ары қарай бұл қоқыс сол жерде өңделеді немесе қатты тұрмыстық және өнеркәсіптік қалдықтарды қайта өңдеу орындарына шығарылады.
	Құм тұтқыштар	Шын мәнінде, олар құмды ғана емес, сонымен қатар ұсақ тастарды, шыны фрагменттерді, шлакты және т.б. ұстайды. Содан кейін арнайы құрылғы орнатылған бөлшектер түбіндегі шұңқырға түседі, сол жерден ол сорғымен сорылады. Құм жуылады және жойылады.
	Майтұтқы	Мұнда судың бетіне (майлар, мұнай өнімдері және т.б.) қалқып шығатын барлық қоспалар алынып тасталады, олар арнайы қырғышпен, тек су бетінен алынады.
	Тұндырғыштар	Тұндырғыштар-тазарту қондырғыларының кез-келген желісінің маңызды элементі. Оларда су қалқыма (взвешанные) заттардан, соның ішінде гельминт жұмыртқаларынан босатылады. Тұндырғыштар-бұл үлкен көлемдегі дөңгелек немесе тікбұрышты резервуарлар, онда ауырлық күші әсерінен заттардың тұнуы жүреді.Бұл процесті тездету үшін арнайы қоспаларды қолдануға болады – коагулянттар немесе флокулянттар.
Биологиялық тазарту	Аэрация	Аэротенк-механикалық тазартудан кейін су  белсенді тұнбамен (арнайы микроорганизмдермен) араласатын тікбұрышты резервуар. Микроорганизмдер 2 түрде болады:Аэробты-суды тазарту үшін оттегін пайдаланады. Осы микроорганизмдерді пайдаланған кезде аэротенкке түсер алдында суды оттегімен байыту қажет.Анаэробты-суды тазарту үшін оттегін пайдаланбайды.
	Ауаны тазалау цехы	Цех жағымсыз иісті ауадан шығару үшін қажет, содан кейін оны тазартады. Бұл цех ағынды сулардың мөлшері жеткілікті үлкен болған кезде және/немесе тазарту қондырғылары елді мекендердің жанында орналасқан кезде қажет.
	Екіншілік тұндырғыштар	Мұнда су Белсенді тұнбадан оны тұндыру арқылы тазартылады. Микроорганизмдер түбіне орналасады, онда олар төменгі қырғыштың көмегімен шұңқырға тасымалданады. Қалқымалы шламды жою үшін беткі қырғыш механизмі қарастырылған.
Физика-химиялық тазарту	Фильтрация	Тұндырғыштардан кейін сүзу процесі басталады, ол негізінен биофильтрлерде жүзеге асырылады. Биофильтрдің әсер ету механизмі органикалық заттарды бұзатын бактериялардың әсеріне негізделген.
Ағынды сулардың дезинфекциясы		Суды дезинфекциялау немесе зарарсыздандыру оның төгілетін су қоймасы үшін қауіпсіздігін қамтамасыз ететін маңызды компонент болып табылады. Дезинфекция, яғни микроорганизмдерді жою — ағынды суларды тазартудың соңғы кезеңі болып табылады. Зарарсыздандыру үшін әртүрлі әдістерді қолдануға болады: ультракүлгін сәулелену, айнымалы токтың әсері, ультрадыбыстық, гамма-сәулелену, хлорлау.

Дерек көздер:
1. Сточные воды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М: Советская энциклопедия, 1969—1978
2.  Водохозяйственный словарь / СЭВ. — М., 1974
3. Воронов Ю. В. Водоотведение и очистка сточных вод : учебник. — изд. 4-е, доп. и перераб.. — М: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. — 702 с.
4. Очистка сточных вод от взвешенных веществ и неорганических примесей. — М: НИЦ «Глобус», 2007. — Т. 1. — 81 с.
5. Горшенов Н. Я. Обзор и итоги русской литературы по вопросу искусственно-биологической очистки сточных вод (до середины 1908 г.) // Известия Томского Технологического Института [Известия ТТИ]. — 1909. — Т. 14, № 2. — С. 1—12.
6. Савичев О. Г. Биологическая очистка сточных вод с использованием болотных биогеоценозов // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. — 2008. — Т. 312, № 1 : Науки о Земле. — С. 69—74.

Суретте Нұрсұлтан қаласынның ағын суды тазарту қондырғылары көрсетілген (Астана су арнасы):

Сонымен, су тазарту қондырғыларының жұмыс моделін өз бетімізше жасайық және тазарту кезеңдерін егжей-тегжейлі зерттейік!

Тәжірибелік бөлім

Қадам 1. Қажетті материалдармен танысыңыз:

Қадам 2. Картоннан жасалған су тазарту құрылыстарына арналған негіз (основа)— картон парағын алыңыз, макет салыңыз- суретте көрсетілгендей қажетті өлшемдерді кесіңіз-  терможелім  пайдалана отырып, картон шеттерін біріктіріңіз- сабақтың соңында негіздің түбін біріктіреміз

Қадам 3. Үй мен ванна бөлмесінің орналасуы— үй мен ванна бөлмесінің макеттерін мына жерден жүктеп алыңыз: макет дома— басып шығарыңыз- содан кейін көрсетілген өлшемдерге сәйкес кесіңіз- нүктелер бойынша тіліктер жасаңыз- қағаз макетін тиісті өлшемдегі картонға жабыстырыңыз

Қадам 4. Душ кабинасы үшін:— пластикалық бөтелкені алыңыз төменгі және жоғарғы бөлігін кесіп, алып тастаңыз- содан кейін бөтелкенің бүйірлерін бүгу арқылы төртбұрыш жасаңыз- осыдан кейін пленканы алып, барлық жағынан 1-2 см артық өлшеммен бөтелкнің түбіне сәйкес кесіп алыңыз- изолента көмегімен жапсырыңыз- содан кейін дайындалған пластикалық бөтелкені картонға бекітіңіз- шұңқырды пайдаланып, пленкаға және картонға тесік жасаңыз — силикон шланг картоның төменгі бөлігіне шығуы қажет, және астынан терможеліммен бекітіңіз- шлангтың астына бір рет қолданылатын 200 мл ыдысты қойыңыз- пленка мен шлангтың герметикалығына көз жеткізіңіз

Қадам 5. Тұрмыстық қатты қалдықтарға (ТҚҚ) арналған мотор мен конвейерді орнату.— редукторы бар қозғалтқышты алыңыз, оны зерттеңіз, содан кейін қозғалтқыштың контактілерін батарея БӨЛІМІНЕ қосыңыз (1). Байланыстарды электрлік таспамен (изолента) оқшаулаңыз- бірдей мөлшердегі 2 қақпақты алыңыз да, шпажканың диаметріне сәйкес тесік жасаңыз-қақпақтар еркін айналуы керек және қақпақтарды ыстық желімімен бір-біріне қосыңыз (2)- 500ml тікбұрышты контейнерді алыңыз, шпажкамен екі жағынан тесік жасап, қақпақтарды және алдын-ала дайындалған резеңкені шпажкадан өткізіңіз (ұштарын жалғаңыз) (2)- содан кейін контейнерді картонның жоғарғы оң жақ бұрышына ыстық желіммен желімдеңіз (2)- осыдан кейін тағы 4 қақпақты алыңыз (әр түрлі өлшемде: 2 кішкентай және 2 Үлкен), ортасында мотор білігінің өлшеміне сәйкес тесік жасаңыз (артқа)- және ыстық желіммен бекітіңіз — қақпақтар білікпен бірге айналу керек (3)- Содан кейін қозғалтқышты (моторды) бөтелкенің қақпағына, ал бөтелкені картонға ыстық желімді қолданып бекітіңіз (бұған дейін резеңке (конвейер) еркін айналғанына көз жеткізіңіз (4)- таяқшаларды алыңыз және 2-3мм-ден 8-10 бөлікке кесіңіз және ыстық желім (4)көмегімен резеңкеге желімдеңіз

Қадам 6. Ұнтақтағыш торын орнату.— 15 см*4 см өлшемді дөңгелек контейнерден парақты кесіңіз- бірнеше тесік жасаңыз- екі жағынан жылу желімімен бекітіп, контейнердің ішіне торды орнатыңыз 

Қадам 7. Қатты тұрмыстық қалдықтарды тастау (ҚТҚ)— бөтелкені алып, бүйір қабырғасын кесіңіз- дөңгелектерді төрт жағынан желімдеп орнатыңыз-содан кейін ыстық Желімді қолданып, бөтелкені көнвейердің астына бекітіңіз

Қадам 8. Тұндырғыштарды орнату.Дөңгелек контейнердің түбін пайдаланып, картонға  шеңбер жасап, кеңсе пышағын пайдаланып кесіңіз. Содан кейін екі шеңбердің арасында мотор өлшеміне сәйкес тесік жасаңыз.

Қадам 9. Тұндырғыштарды орнату— Редукторы бар екінші қозғалтқышты алыңыз, көрсетілген принцип бойынша батарея БӨЛІМІНЕ қосыңыз- содан кейін дөңгелектерді білікке (вал) орнатыңыз (дөңгелектердің орнына бірдей қақпақтарды қолдануға болады)- Жүйенің 2 дана сүзгі түйінін кесіңіз — ұшында 1-1,5 см қалдырыңыз және жүйенің шлангісін кесіңіз- содан кейін екі жағынан кесу жасаңыз және ыстық балқыманы пайдаланып, скапула тамшылатқышының ішіне қосыңыз (пластикалық тақтайшаларды қондыру пышақтары ретінде қолданылады) — бірдей 2 бөлік- контейнерден қақпақтың ортасында сүзгі түйінінің ұшына сәйкес тесік жасап, бөлшектерді жалғаңыз ( қақпақ+тамшы шпательмен) — 2 қақпақ болуы керек- енді 2 контейнерді орнатыңыз, дайын қақпақтарды жабыңыз-қақпақтар еркін айналуы керек — содан кейін ортасында моторды орнатыңыз және жылу желімімен бекітіңіз, дөңгелектерді айналдырған кезде контейнерлердің қақпақтары да айналуы керек екеніне көз жеткізіңіз

Қадам 10. Аэрация қондырғысы— шприцтің инесін алып тастап, инфузияға арналған жүйенін ұшына, яғни резина жағымен жалғаңыз- 200 мл тікбұрышты контейнерді алыңыз және шпажканың өткір бөлігін пайдаланып, ортасына (түбіне жақын жерде) тесік жасаңыз- содан кейін сол тесікке жүйенің шлангісін жүргізіп, тесіктің айналасын ыстық желіммен өңдеңіз, су өтіп кетпес үшін- контейнер мен шприцті картонға бекітіңіз

Қадам 11. Сүзгілеу қондырғысы— 250 мл пластикалық бөтелкені алыңыз да, силикон шлангының диаметріне сәйкес келетін түбінде және қақпағында (ортасында) тесік жасаңыз- сүзгі материалдарын алдын-ала дайындаңыз: қиыршық тас, белсендірілген көмір, мақта, сүзгі қағазы (немесе дәке)- қақпақты ашыңыз, содан кейін барлық материалдарды  бөтелкеге төмендегі ретпен салыңыз: — сүзгі қағазы — мақта — қиыршық тас — мақта — сүзгі қағазы — белсендірілген көмір — сүзгі қағазы- мақта- қиыршық тас- мақта- сүзгі қағазы — қақпақты мықтап жабыңыз- бәрі дайын болғаннан кейін, екі жағынан 2 түрлі силикон шлангісін жүргізіп, ыстық желіммен бекітіңіз- содан кейін картонға сол жақтан аэрациядан тесік жасаңыз (шлангтың диаметріне сәйкес) және бөтелкенің түбінен шыққан шлангты жүргізіп, барлығын ыстық желіммен бекітіңіз,- екінші шлангты (бөтелке қақпағынан шыққан) сол жақтан тесік жүргізіп шығарыңыз.

Қадам 12. Дезинфекция қондырғысы. — 6 жарық диоды мен 6 резисторды, мыс сымдарын және батарея бөлімін дайындаңыз- шпажканың өткір бөлігін пайдаланып, 200 мл контейнерде 6 тесік жасаңыз (екі жағынан симметриялы түрде 3)- содан кейін жарық диодтарын тесік арқылы ішіне қарай өткізіңіз- осыдан кейін Резисторларды схемаға сәйкес Жарық диодтарына қосыңыз: анод ( + ) жарық диоды (анод катодтан ұындау) резисторға қосылады (кез келген жағына)- содан кейін біз резистордың басқа бөлігіне сымдар тартамыз, сәйкесінше барлық анодтарды(+) бір тізбекке қосамыз- тиісінше, біз барлық катодтарды(-) Жарық диодтарынан сымдарды қолдана отырып, екінші тізбекке қосамыз- сонымен, барлық екі сымды тізбектей айналдыра жалғағаннан кейін біз 2 сымды шығарамыз: анод ( + ) және катод ( -)- содан кейін, жарық диодтарының сыртқы және ішкі жағынан, жарық диодтарын қоспай, ыстық желіммен тесіктерді герметизациялаңыз (бекітіңіз) -тесік су өткізбеуі керек- электрлік таспаны (изолента) пайдаланып, сымдарды (+ және -) олар бір-біріне тиіп кетпеуі үшін оқшаулау керек- батарея бөлімін — ажыратып қосқышпен (переключатель) схема бойынша қосамыз: батарея бөлігінің қызыл сымы ( + ) — қосқышқа — диодтардан (резисторлардан) анод ( + ) / / / қара сым ( — ) — Жарық диодынан катодқа ( -)- содан кейін тексеру үшін қосыңыз,жарық диодтары жануы керек, егер ақаулық белгілері болса, себебін тауып, жойыңыз — сымдарды жасыру үшін контейнерге тағы бір контейнер кигізуге болады (алдын-ала кесу арқылы) — дезинфекциялау қондырғысын фильтрацияның арғы бөлігіне терможеліммен орнатыңыз- қосқыш (переключатель) контейнерінің жанында кішкене тесік жасап (1-1, 5 см), орнатылады- батарея бөлімі картонның ішінде қалады

Үй тапсырмасы

1. Келесі сабақта сіз су тазарту қондырғыларын салуды жалғастырасыз: сорғыларды, су құбырларын (шлангтарды) қосып, жүйені іске қосасыз
2. Тазартуға дейін және кейін судың сапасын анықтау үшін зертханалық жұмыстар жүргізесіз