Способы очистки сточных вод от загрязнения — защита гидросферы

Защита гидросферы

Поверхностная гидросфера
Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод превращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод. Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверх-ггных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются ^дующие экозащитные мероприятия:
— развитие безотходных и безводных технологий; внедре— ние систем оборотного водоснабжения;
— очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

 — очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

способы очистки сточных вод

Главный загрязнитель поверностных вод — сточные воды,
этому разработка и внедрение эффективных методов очи-си сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом за-ты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами
яется разработка и внедрение безводной и безотходной тех-огии производства, начальным этапом которой являетсясоз-ие оборотного водоснабжения.
I При организации системы оборотного водоснабжения в нее ночают ряд очистных сооружений и установок, что позволя-юздать замкнутый цикл использования производственных ытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки
лные воды все время находятся в обороте и попадание их в
ерхностные водоемы полностью исключено.
Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физический, химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных
вод может производиться каким-либо одним способом или
комплексом методов (комбинированный способ). В процессе
очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной
массы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в
водоем. При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаля-ются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов (рис. 20.5). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.
Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод.
К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окис

Способы очистки сточных вод от загрязнения - защита гидросферы

Схема устройства радиального отстойника:
1 — входная труба; 2 — отводящая труба; 3 — шламосборник;
4 — канал вывода шлама; 5 — механический скребок. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.  При физико-химической очистке используются:
? — коагуляция — введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;
v — сорбция ~ способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация;
.— флотация — пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно-активные вещества, нефть, масла, другие загрязнения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.
Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлоз-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий
юко используют биологический (биохимический) метод. Метод
основан на способности искусственно вселяемых микро
ор-измов использовать для своего развития органические и не-х>рые неорганические соединения, содержащиеся в сточных ;ах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очи-су ведут с помощью естественных (поля орошения, поля ;льтрации, биологические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метантенки, биофильтры, циркуляционные длительные каналы).
После осветления сточных вод образуется осадок, который аживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а зато удаляют на иловые площадки для подсушивания (рис. 20.7). дсушенный осадок обычно используется как удобрение. Од-со в последние годы в сточных водах стали обнаруживаться :огие вредные вещества (тяжелые металлы и др.), что такой способ утилизации осадков.

поверхностные воды

 Биологический модуль для очистки стока р. Темирника
(приток р. Дона)
Осветленная часть сточных вод очищается в аэротенках — специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата. Важно правильно подбирать температуру, рН, добавки, условия перемешивания, окислитель (кислород), чтобы в максимальной степени способствовать интенсификации гидробиоценоза, составляющего активный ил.
После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других сильных окислителей. При этом способе (хлорировании) уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы. В системах очистки сточных вод биологический (биохимический) метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении либо сбрасывать в поверхностные водоемы.
Способы очистки сточных вод от загрязнения - защита гидросферы

 Схема биологической очистки сточных вод: i- решетка; 2 — дробилка; 3 — песколовка; 4 — песковая плопш ка; 5 — на планировку; 6 — иловые площадки; 7 — метантенк; -первичный отстойник; 9 — аэротенк; 10 — вторичный отстой к; 11 — смеситель; 12 — хлораторная; 13 — контактный резерв}
ар; 14 — выпуск

В последние годы активно разрабатываются новые эффек-тивные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:
— электрохимические методы, основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;
— мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);
— магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;
— радиационная очистка воды, позволяющая в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;
— озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;
— внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования, и др.
Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливной водой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами защиты растений, и т. д.
Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции (Яковлев, 1991). При этом твердая
дъ превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая
(навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через
Фактор (рис. 20.8) и превращается в гумус. При разложении
ганики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород.
нергию этого биогаза используют для производства тепла и
ергии.
Способы очистки сточных вод от загрязне
ния - защита гидросферы
. Схема утилизации компонентов, содержащихся в стоках
животноводческого комплекса: ¦»;7 — колодец для навозной жижи; 2 — насос; 3 — биогазовый ¦реактор; 4 — отработанный осадок; 5 — биогаз; 6 — хранилище %огаза; 7 — газовая горелка; 8 — тепловая энергия; 9 — электроустановка; 10 — электроэнергия; 11 — тепловая энергия
Одним из перспективных способов уменьшения загрязнение поверхностных вод является закачка сточных вод в глубоко водоносные горизонты через систему поглощающих скважин
(подземное захоронение) . При этом способе отсутствует необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.
?• Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный метод целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими технологиями. Эти опасения связаны с
% что очень трудно оценить воможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных
жозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхности земли или в другие водоносные горизонты через затруб-
пространства скважин. И тем не менее в обозримом буду

Схема «захоронения» промышленных сточных вод
в глубокие водоносные горизонты (по Н. В. Тарасовой): 1 — накопительная емкость; 2 — нагнетательная скважина; 3 — наблюдательные скважины; 4 — зона активного водообмена (пресные воды); 5 — зона замедленного водообмена (солоноватые воды); 6 — зона застойного режима (соленые воды); 7— закаченные промышленные стоки
щем такое решение экологических проблем неизбежно, как наименьшее зло (Дзюба, 1999).
Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Недостаточно очищенные питьевые воды опасны как с экологической, так и с социальной точек зрения.
Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным способом борьбы с бактериальным загрязнением.
. Однако оказалосьх что хлорирование воды несет в себе зную опасность для здоровья людей. Исключить этот опас-для здоровья людей эффект и добиться снижения содер-ия канцерогенных веществ в питьевой воде возможно пу-замены первичного хлорирования на озонирование или об-,тку ультрафиолетовыми лучами, а также и применением патентных методов предочистки на биологических реакто-(Государственный доклад «Вода питьевая», 1995). Следует заметить, что обработка воды озоном или ультра-летовыми лучами практически полностью вытеснила хлопание на станциях очистки воды во многих странах Запад-Европы. В нашей стране применение этих экологически Активных технологий ограничено из-за высокой стоимости ^оборудования водоочистных станций.
?временная технология очистки питьевой воды от других
югически опасных веществ — нефтепродуктов, СПАВ, пестицыдов, хлорорганических и других соединений основывается
:спользовгшии сорбционных процессов с применением активированных углей или их аналогов — графитминеральных
5HTOB.
Большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвратить заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек,
так же образование эрозии, оползней, обрушение берегов и
Выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить
зненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте
водоемов. В этой связи огромное значение придается снижению
(ю процессов эвтрофикации водоемов, в частности водохранилищ таких гидротехнических каскадов, как Волго-Кама и др. Важную защитную функцию на любом водном объекте вышлют водоохранные зоны. Ширина водоохранной зоны рек ет составлять от 0,1 до 1,5—2,0 км, включая пойму реки, полосы и склон коренного берега. Назначение водоохранной I — предотвратить загрязнение, засорение и истощение вод-объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удоб^ рений, производство строительных работ и др.
Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно