«Загрязнение водоёмов бытовыми сточными водами. Проблема загрязнения окружающей среды сточными водами и ее решение

Введение
Загрязнение окружающей природной среды - это поступ­ление в нее веществ (твердых, жидких, газообразных), биоло­гических агентов, энергии в количествах или концентрациях, превышающих естественный для данной экосистемы уровень. Одна из главных причин загрязнения водной оболочки Земли, приводящая к дефициту чистой пресной воды, - сброс в поверхностные (а через почву и в подземные) водо­емы неочищенной или недостаточно очищенной воды, содер­жащей загрязняющие вещества.
Как отмечается в Декларации ООН «Об окружающей сре­де», любое вещество считается загрязнителем, если оно встречается в ненадлежащем месте, в ненадлежащем коли­честве и в ненадлежащее время. И эти место, количество и время «назначает» уже не природа - распорядительница жизни на Земле, а индустрия, создающая свои незамкнутые техногенные круговороты веществ, что приводит к антропо­генному загрязнению всех компонентов биосферы.
1. Критерии степени загрязнения вод Критерием загрязненности воды выступа­ют ухудшение ее качества вследствие измене­ния органолептических свойств (неприятный запах, привкус, повышенная жесткость и т. п.) и наличие вредных веществ, влияющих на:
процессы естественного самоочищения водоемов;жизнедеятельность водных организмов;здоровье человека при использовании воды для водоснабжения населения. Естественное самоочищение воды проис­ходит биологическим путем: аэробные мик­роорганизмы питаются органическими веще­ствами, в том числе и загрязнителями. Их активная деятельность обусловлена присутст­вием в воде достаточного количества раство­ренного кислорода. Если содержание органи­ческих веществ велико, то продукты метабо­лизма аэробов (нитраты, фосфаты и др.) на­чинают стимулировать рост водорослей, зоо­планктона и размножение представителей высшей фауны, которые потребляют кисло­род при дыхании. С ростом числа живых ор­ганизмов в воде увеличивается и число отми­рающих, а для аэробного разрушения орга­нических остатков также требуется кислород. Расход кислорода уже не восполняется за счет фотосинтеза. В итоге происходит массовая гибель аэробных организмов и столь же мас­совое размножение анаэробных, которые разрушают биомассу посредством брожения. Такой переход от аэробного состояния воды к анаэробному называют опрокидыванием. Естественные водоемы при этом теряют спо­собность к самоочищению.
Итак, главную роль в процессах самоочи­щения воды от неорганических и органиче­ских загрязнителей играет растворенный в воде кислород. Уровень загрязнения воды (и возможность ее очищения) определяется потребностью воды в кислороде. При этом различают биологическую потребность в кислороде (мг кислорода в расчете на 1 л воды, ВПК, мг/л) - массу растворенного в воде кислорода, необходимого для биологи­ческого окисления тех компонентов загряз­нения, которые микроорганизмы использу­ют для своей жизнедеятельности, и химиче­скую потребность в кислороде (ХПК, мг/л) - массу растворенного в воде кислорода, обес­печивающего более полное, химическое, окисление органических и неорганических веществ, находящихся в сточной воде.
Важнейшая характеристика при норми­ровании содержания загрязняющих веществ в воде - предельно допустимая концентра­ция (ПДК, мг/л) - максимальная масса за­грязняющего вещества, содержащаяся в еди­нице объема воды, при превышении которой она становится непригодной для установ­ленного вида водопользования. При этом зна­чение ПДК зависит от характера водополь­зования: питьевая вода, вода рыбохозяйственных водоемов или техническая вода.
При концентрации загрязняющего веще­ства с (мг/л), равной или меньше ПДК (с < ПДК), вода безвредна для всего живого, как и вода, в которой полностью отсутству­ет данный загрязнитель.
В экологии принято определять степень загрязнения в единицах ПДК. Так, если кон­центрация фенола в водоеме хозяйственно-питьевого назначения составляет 0,1 мг/л, то при ПДК этого загрязнителя, равном 0,01 мг/л, говорят, что степень загрязнения водоема по фенолу равна 10 ПДК.
Значения ПДК зависят от признака вред­ности. Например, ионы меди оказывают токсическое действие при концентрации 10 мг/л, нарушают процессы самоочищения воды при концентрации 5 мг/л, а придают воде привкус при концентрации 1 мг/л.
ПДК того или иного вредного вещества устанавливают по лимитирующему признаку вредности (ЛПВ) - признаку вредного действия загрязняющего вещества, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией. Таким образом, ЛПВ созда­ет некоторый запас надежности по другим признакам вредности. В приведенном при­мере ПДК для меди равна 1 мг/л, т. е. выбра­на по органолептическому ЛПВ.
Сравнение ПДК, действующих в Россий­ской Федерации в соответствии с Законом об охране окружающей природной среды, со стандартами, действующими в США и евро­пейских странах, показывает, что россий­ские нормы в 80 % случаев более жесткие. Из этого можно сделать неверный вывод, что в России обеспечивается более надежная очи­стка загрязненной воды. На самом деле это не так. Многие российские стандарты сего­дня технически недостижимы, существую­щие аналитические методы контроля не по­зволяют определять столь низкие концентра­ции (особенно если загрязнителей несколь­ко) или не разработаны вообще.
Почти полвека сохраняется критическая ситуация на Волге. В бассейне реки, который охватывает 136 млн. га Русской равнины, проживают 63 млн. человек и сосредоточе­но более 60 % промышленного и половина сельскохозяйственного потенциала России, дающих не только продукцию, но и 40 % (!) всех сточных вод страны. Большая часть из 300 крупных предприятий химической, ме­таллургической, оборонной промышленно­сти, находящихся на берегах Волги и ее при­токов, по-прежнему сбрасывают стоки через примитивные, устаревшие очистные соору­жения либо вообще без всякой очистки. Не­малое токсическое воздействие на Волгу ока­зывают и колоссальные по объему комму­нальные стоки. В крупнейшую реку Европы ежегодно сбрасывается около 20 км3 сточ­ных вод (половина из них - загрязненные), что составляет почти 10 % годового стока реки. Каскад водохранилищ при ГЭС резко за­медлил течение воды: раньше вода с вер­ховьев реки попадала в море через 1,5 меся­ца, сейчас - через 1,5 года. Замедление тече­ния воды в десятки раз снизило способность реки к самоочищению, в волжской воде об­наружено более миллиона (!) химических соединений, многие из которых токсичны. И такая река - источник водоснабжения всех прилегающих к ней городов, поселков и де­ревень, при этом забор воды в поселках и деревнях идет непосредственно из реки, ми­нуя какие-либо очистные сооружения.

2. Загрязняющие вещества в сточных водах Состав загрязняющих веществ в сточных водах и их концентрации зависят от источ­ника загрязнения, характера и технологии производственного процесса, при этом за­грязняющие вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях.
Степень загрязнения дождевых стоков зависит от общей санитарной обстановки населенного пункта. Общепринятая техноло­гия уборки улиц не обеспечивает полного удаления загрязнений. Мусор с проезжей части содержит не только кусочки почвы, песок или глину (на поверхности таких час­тиц могут находиться патогенные микроор­ганизмы и вирусы), но и значительное коли­чество органических веществ, биогенов, нефтепродуктов (бензин, мазут), поваренной соли и других реагентов, используемых для таяния льда и снега в зимнее время, солей тяжелых металлов.
Сточные воды металлургических заводов, предприятий, производящих строительные материалы, горно-обогатительных комбина­тов содержат взвешенные частицы неоргани­ческих веществ. Поверхностные стоки золоотвалов ТЭЦ, деревообрабатывающих и цел­люлозно-бумажных комбинатов содержат фенолы в различных агрегатных состояни­ях. Сточные воды предприятий пищевой и легкой промышленности содержат в основ­ном нетоксичные органические вещества, а химических комбинатов, нефтеперерабатывающих заводов - токсичные. В стоках ме­таллургических комбинатов, гальванических цехов содержатся неорганические примеси со специфическими токсическими свойства­ми (ионы тяжелых металлов). Много загряз­няющих веществ содержится в сточных во­дах машиностроительных заводов: соли, ки­слоты, щелочи, хром, свинец, медь, алюми­ний, краски, органические соединения, мас­ла и т. п.
На энергетических предприятиях (кроме атомных электростанций) вода, используе­мая для охлаждения различных агрегатов, остается практически чистой и может (после охлаждения) использоваться в оборотных системах без очистки. Однако сброс в водо­емы чистой, но теплой воды из систем ох­лаждения - опасное для водной биоты те­пловое загрязнение.
Специфические загрязнители содержатся в стоках агропромышленных комплексов (удобрения, различные пестициды, навозная жижа и моча с животноводческих ферм).
3. Отдельные виды загрязнений стоков и их последствия Поваренная соль
Достаточно распространенный вид за­грязнения, носящий сезонный характер, -загрязнение водоемов поваренной солью NaCl, которую используют для таяния льда и снега в зимнее время. Поваренная соль в широком диапазоне концентраций неток­сична для большинства живых организмов.
Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов, допустимая за­соленность зависит от общей загрязненно­сти воды. В среднем максимальная допус­тимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, при повышении общей загряз­ненности воды другими веществами этот порог снижается. При очень сильном загряз­нении водоемов хлоридами происходит гибель высшей водной биоты - рыбы.
Содержание хлоридов в воде определяет и ее пригодность для питья и полива растений. Для питьевой воды значение ПДК хло­ридов, выбранное по органолептическому признаку, составляет 200 мг/л (при большем содержании вода либо солона, либо горька). В воде, используемой для полива в парниках и оранжереях, предельно допустимая концен­трация хлоридов составляет 50-300 мг/л в зависимости от вида растений.
Тяжелые металлы
Попадание в сточную воду тяжелых ме­таллов связано с деятельностью предприятий различных отраслей (целлюлозно-бумаж­ной, металлургической, авто- и авиастрои­тельной, кожевенно-текстильной, химиче­ской и др.), а также с вымыванием этих ме­таллов из свалок промышленных и бытовых отходов атмосферными осадками и поступ­лением их в грунтовые воды.
Обычно тяжелые металлы скапливаются в донных отложениях водоемов в виде кар­бонатов, сульфатов или сульфитов, адсорби­руются минеральными и органическими осадками. При наступлении адсорбционной насыщенности осадков тяжелые металлы оказываются в воде; в половодье, когда веш­ние воды уносят донные отложения, проис­ходит разнос тяжелых металлов по большой территории. Переход тяжелых металлов из донных отложений в воду возможен также при повышении кислотности воды. Находясь в воде, тяжелые металлы включаются в цепи питания-живых организмов - водорослей, зоопланктона, рыб, человека.
Например, такой жизненно необходимый элемент (биоген), как марганец, может ока­заться очень токсичным. При окислении он выпадает в воде в виде нерастворимого ок­сида Мп02, который с помощью анаэробных микроорганизмов переходит в растворимый в воде и токсичный ион Мп2+:
Мп02 + 4Н+ + 2ё -- Мп2+ + 2Н20.
Участие тяжелых металлов и других ус­тойчивых токсинов в цепи питания и впечат­ляющий пример опасности, которой подвер­гаются здоровье и жизнь человека из-за за­грязнения ими воды, можно проиллюстрировать на примере ртути - первого метал­ла, для которого была обнаружена биоакку­муляция и новая техногенная болезнь - бо­лезнь Минаматы.
У жителей бухты Минаматы, на юге Япо­нии, считавшейся «морским садом» благода­ря богатству и разнообразию морских ор­ганизмов, в 1956 г. была обнаружена неиз­вестная ранее болезнь, выражавшаяся в на­рушении слуха, зрения и обоняния, а затем и в психических отклонениях в поведении людей. До обнаружения источника этого за­болевания треть заболевших умирали. Раз­гадать загадку помогли исчезнувшие из по­селка кошки и бедные рыбаки, которые пи­тались только рыбой. Десятилетнее интен­сивное расследование позволило устано­вить, что местная фабрика по ацетиленово­му производству сбрасывала в залив ртут­ные отходы. В воде ртуть микробиологиче­ским путем превращалась в метил- и диметилртуть:
Hg -~ CH3Hg+ - (CH3)2Hg.
Ионы метилртути и диметилртути сорби­ровались планктоном, а затем через пище­вую цепь моллюски - рыбы становились едой для кошек и человека.
Тяжелые металлы взаимодействуют с жи­рами, что обусловливает большой период полувыведения их из организма - время, в течение которого выделяется или разруша­ется половина усвоенного организмом веще­ства. Для ртути в большинстве тканей орга­низма человека этот период составляет око­ло 80 дней, для кадмия - более 10 лет! По­ступление в организм человека даже микродоз кадмия очень опасно - трудно сказать, какое количество его окажется в организме за такое время. Заболевание, связанное с отравлением ионами кадмия, приводит к скручиванию костей, анемии и почечной недостаточности (болезнь итаи-итаи).
У растений, аккумулирующих тяжелые металлы, устойчивость к их действию выше, чем у животных и человека, поэтому следу­ет обращать внимание на содержание тяже­лых металлов в растениях, употребляемых в пищу.

Удобрения Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, не ус­военные растениями, вымываются из почвы обильными дождями, попадают в грунтовые воды, а затем в поверхностные водоемы. Присутствующие в почве ионы N03, NH4, Н2РО3 НРО4, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фи­топланктоном. Наряду с удобрения­ми источниками фосфатов служат моющие средства. Нитраты и фосфаты также образу­ются в водоемах в результате микробиологи­ческого разрушения органических отходов.
Чтобы нормально функционировать, вод­ные экосистемы должны быть
олиготрофныии, т. е. обедненными питательными вещест­вами. В этом случае
наблюдается динамиче­ское равновесие всех групп организмов в эко­системе,
отличающихся способом питания, - продуцентов, консументов и редуцентов.
При поступлении в водоемы нитратов и особенно фосфатов скорость продуцирова­ния - фотосинтезирования органических веществ фитопланктоном - начинает пре­вышать скорость потребления фитопланкто­на зоопланктоном, другими организмами и скорость деструкции (бактериального разло­жения).
Явление насыщения вод питательными веществами (в частности, в результате смыва удобрений с полей), способствующее усилен­ному росту водорослей, бактерий, потребляю­щих разлагающиеся водоросли и поглощаю­щих кислород, и ведущее к гибели водной биоты, называется эвтрофированием.
Антропогенное эвтрофирование внешне проявляется «цветением» воды и ведет к на­рушению условий существования в ней и гибели высшей водной биоты. В таких водо­емах создаются благоприятные условия для жизнедеятельности анаэробных организмов. Связь эвтрофирования водоемов с обогаще­нием их фосфором и азотом вытекает из схемы балансового уравнения фотосинтеза:
106С02 + 90Н20 + 16NО3- + РО3- = С106Н18004бК1бР + 15402 + Q.
При увеличении концентрации азота и фосфора возрастает скорость прямой реак­ции, т. е. фотосинтеза, что приводит к эвтро-фированию. Это положение было подтвер­ждено многочисленными исследованиями в различных водоемах, в том числе в Невской губе и Финском заливе.
Повышение уровня трофности сопрово­ждается изменением фитопланктона: начи­нают преобладать сине-зеленые водоросли, некоторые из них придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные вещества. При разложении водорослей в ре­зультате целого ряда взаимосвязанных про­цессов брожения в воде увеличиваются кон­центрации углекислого газа С02, аммиака NH3, сероводорода H2S.
Растворимые соединения азота не только способствуют зарастанию водоемов, но и повышают токсичность воды, делают ее опас­ной для здоровья людей, если такая вода ис­пользуется как питьевая, поступает в водо­провод. Попадая вместе с пищей в слюну и тонкие кишки, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате чего в крови образуются нитрозил-ионы:
N02 + Н+ = N0+ + ОН-.
Нитрозил-ионы могут окислять железо (II) в гемоглобине крови до железа(Ш):
Fe2+ + N0+ -- Fe3+ + NO,

Что препятствует связыванию кислорода ге­моглобином. В результате появляются сим­птомы кислородной недостаточности, при­водящей к синюхе. При переходе 60-80"% железа(П) гемоглобина в железо(Ш) насту­пает смерть.
Кроме того, нитриты образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту и нитроза-мины, обладающие мутагенным действием. Отметим также, что вода эвтрофированных водоемов агрессивна по отношению к бето­ну, разрушает материалы, применяющиеся при гидростроительстве, засоряет фильтры и трубопроводы водоприемных устройств.
Навозная жижа и моча
При сильном загрязнении воды мочой и навозной жижей в ней оказывается большое количество мочевины (мочевина использу­ется также в качестве азотного удобрения, стимулирующего рост растений). Бактерии в сточных водах под действием ферментов выделяют из мочевины аммиак.
Если вода сильно загрязнена мочой жи­вотных, например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что она может оказаться токсичной для многих жи­вых организмов, приводя их к гибели. При вдыхании аммиака, а также при питье воды, содержащей его, он быстро усваивается орга­низмом. Попадая в кровь, он создает там ще­лочную среду и растворяет белки, нанося ор­ганизму непоправимый вред. Нитрифици­рующие бактерии, находящиеся в воде в те­чение длительного времени, могут переводить аммиак в нитраты и далее в нитриты, исполь­зуемые водными растениями для питания, но для такого окисления в воде должно быть достаточно растворенного кислорода.

Нефть и нефтепродукты
В настоящее время самые распространен­ные загрязнители гидросферы - нефть и нефтепродукты. В Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно привносится более 15 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1 т нефти может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12 км2. Нефть поступает в природную среду различными путями: при бурении нефтескважин, авари­ях танкеров и на нефтепроводах, промывке танкеров и автоцистерн и т. д. Несмотря на большую вязкость, нефть, разлившаяся по земле, проникает в грунтовые воды и пере­мещается на большие расстояния. Вода ста­новится непригодной для использования при попадании 1 л нефти в 1 млн. л воды; 1 мл нефти в 1 л воды вызывает гибель икры и мальков многих рыб.
Гидрофобная нефтяная пленка на откры­тых водных поверхностях препятствует га­зообмену между атмосферой и водоемом, и живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются. Главная угроза нефтяного загрязнения - гибель фитопланктона - первого звена пищевой цепи водных организмов, основного «про­изводителя» атмосферного кислорода. Гибель планктона по пищевым цепям ведет к гибели рыб, а также питающихся ими птиц и других животных. Растворимые в воде компоненты нефти (ароматические углево­дороды) обладают токсическим действием: смерть взрослых водных организмов может наступить спустя несколько часов после контакта с ними уже при содержании всего 10-4-10-2% (!). Для икринок смертельная доза еще меньше.
Как показывают исследования, само­очищение воды от нефтепродуктов воз­можно за счет деятельности отдельных микроорганизмов. Но на бактериальное окисление нефти требуется огромное коли­чество растворенного в воде кислорода (на бактериальное окисление 1 л нефти требу­ется такое количество кислорода, которое содержится в 400 000 л воды), что угнетает деятельность высшей аэробной водной биоты. Существующие в настоящее время технические методы ликвидации нефтяно­го загрязнения поверхности воды пока еще дороги, малоэффективны и не очень эко­логичны.
Фенолы Фенолы нашли широкое применение как средства дезинфекции, их используют в про­изводстве клеев и пластмасс. Кроме того, они образуются при сгорании и коксовании де­рева и угля, входят в состав выхлопных га­зов бензиновых и дизельных двигателей.
Большое количество фенола дает гнию­щая в воде древесина. Острейшая экологи­ческая проблема, существующая в нашей стране уже десятки лет, - затопление лесов сибирскими водохранилищами при строи­тельстве гигантских гидроэлектростанций: Усть-Илимской, Братской, Красноярской и др. Лес на затопляемых территориях не вырубали, в результате при строительстве, например, Усть-Илимской ГЭС под воду ушло 20 млн. м3 древесины, а при строитель­стве Братской ГЭС - 40 млн. км3. Содержа­ние фенола в этих водохранилищах состав­ляет десятки ПДК (фенол - сильный яд, поэтому его ПДК измеряется в микрограм­мах и равна 1 мкг/л), что привело к изме­нению видового и количественного соста­ва рыб.
Скорость распада фенолов в воде зави­сит от их химического строения и от окру­жающих условий. Особую роль при этом иг­рают ультрафиолетовое излучение, микро­организмы и концентрация кислорода в воде (в аэробных условиях распад идет зна­чительно быстрее, чем в анаэробных).
Очень опасны для всех живых организ­мов и прежде всего для человека галогено-производные соединения фенольного харак­тера. Эти соединения поступают в сточные воды предприятий оборонной, химической и целлюлозно-бумажной промышленности. Как показали исследования, возможна транс­формация исходных фенольных соединений в хлорпроизводные, происходящая на ста­дии обеззараживания питьевой воды. Так, 2,4,6-трихлорфенол
в больших дозах (ПДК этого вещества, уста­новленная по органолептическому признаку, достаточно жесткая и составляет 0,1мкг/л) повышает температуру человека, вызывает судороги и способен индуцировать лейкемию. По рекомендации Всемирной организа­ции здравоохранения (ВОЗ) страны ЕС и США включили хлорфенолы в число приоритет­ных загрязнителей питьевой воды. Это связа­но не только с их токсичностью, но и с полу­ченными исследованиями ВОЗ данными об­разования в водопроводной сети диокси­нов (!) при наличии в ней молекул хлорфенолов. ПДК диоксинов измеряется не милли­граммами, как для большинства загрязните­лей, не микрограммами, как для фенолов и их производных, а пикограммами (1пг = 10~12 г). В Российской Федерации контроль за содер­жанием в воде хлорфенолов не ведется.

4. Методы очистки сточных вод
Во всех случаях сточные воды представ­ляют собой сложные гетерогенные системы загрязняющих веществ, которые могут нахо­диться в растворенном, коллоидном или не­растворенном состоянии, причем всегда присутствуют как органические, так и неор­ганические компоненты загрязнений, отли­чающиеся процентным содержанием.
Лучший вариант поддержания вод в чис­том состоянии - предотвращение их загряз­нения, но поскольку это не всегда возмож­но, то главная задача современного водо­пользования состоит в очистке загрязнен­ных вод и доведении их до состояния, позво­ляющего им служить жизненным простран­ством для водных обитателей, источником питьевой воды и воды для полива сельско­хозяйственных культур.
Существуют различные методы очистки сточных вод: механические, химические, фи­зико-химические, биологические. Обычно на хозяйственных объектах комби­нируют различные методы очистки.

К сооружениям для механической очист­ки относятся:
решетки и сита (для задержания круп­ных примесей);песколовки (для улавливания мине­ральных примесей, песка);фильтры (для мелких нерастворенных примесей);жироловки, маслоуловители, нефтеловушки (для отделения масел, жиров, смол, нефтепродуктов, плавающих на поверхности сточных вод). Метантенк - это герметически закры­тый резервуар, в котором анаэробные бакте­рии в термофильных условиях (t ~ 30-40 °С) сбраживают сырой осадок из отстойников. В процессе брожения выделяются метан, во­дород, углекислый газ, аммиак и другие газы, которые затем используют для разных целей.
Осадки сточных вод, выгружаемые из метантенков, имеют влажность 97 % и неудобны для утилизации. Для уменьшения их объема применяют обезвоживание на центрифугах или на иловых площадках (проходя через активный ил, осадки очищаются дополни­тельно). В результате обезвоживания осадка его объем уменьшается в 7-15 раз (минималь­ная влажность 50 %). Эти осадки можно ис­пользовать в качестве удобрений или, после брикетирования, в качестве топлива. Миро­вой опыт показывает, что 25 % образующих­ся на очистных сооружениях осадков исполь­зуют в сельском хозяйстве, 50 % - размеща­ют на свалках (полигонах), 25 % - сжигают. В связи с ужесточением экологических требо­ваний к качеству окружающей среды все боль­шее предпочтение отдается сжиганию на спе­циализированных заводах при специфиче­ских условиях, обеспечивающих защиту атмо­сферы от загрязнения.
В некоторых случаях на предприятиях ограничиваются механической очисткой, на­пример если небольшой объем сточных вод сбрасывают в очень мощный по объему во­доем или если воду после механической очи­стки повторно используют на предприятии. При механической очистке удается задержать до 69 % нерастворенных примесей. Но обыч­но механическая очистка - это предварительный этап с целью подготовки к следующим, более глубоким методам очистки.
Для освобождения промышленных и коммунальных стоков от тонкодиспергиро­ванных взвесей, не улавливаемых фильтра­цией, растворимых газов, неорганических и органических соединений используют физико-химические методы очистки, позво­ляющие удалять из сточных вод токсичные, биохимически неокисляемые органические соединения и достигать более глубокой сте­пени очистки.
Физико-химические методы позволяют не только автоматизировать процесс очистки, но и рекуперировать загрязняющие вещества.
К физико-химическим методам относятся:
коагуляция;флотация;адсорбция;ионообменная очистка (для извлечения ценных примесей, таких, как медь, цинк, хром, никель и др., а также радиоактивных веществ);
экстракция (экстрагенты растворяют извлекаемое вещество в большей степени, чем вода, при этом сами имеют низкую растворимость в сточной воде); эвапорация - выпаривание (отгонка водяным паром летучих примесей, таких как сероводород, аммиак, диоксид углерод и др.);
дезодорация (устранение неприятного запаха, в том числе путем аэрации - продувки воздуха через сточную воду) и др.
Коагулянты способствуют укрупнению частиц, которые затем оседают на дно. Чаш всего в качестве коагулянтов использую соли алюминия А12(S04)з, железа FeCl3 , Fе2(S04)з, известь СаС03.
Флотация - это способ отделения твердых частиц или капель жидкости от сточной воды, основанный на различной смачиваемости (вредные примеси собираются в пенном слое и удаляются). В резервуар с очищаемой водой подается воздух, пузырьки которого адсорбируются на поверхностях извлекаемого (гидрофобного) вещества и выносят его на поверхность воды. Для усиления флотационного эффекта в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые снижают поверхностное натяжение, ослабляя связь воды с флотируемым веществом, а также вспениватели, кото­рые увеличивают дисперсность пузырьков воздуха и их устойчивость.
Флотационные установки применяют для очистки сточных вод нефтеперерабатываю­щих, целлюлозно-бумажных, кожевенных, многих химических производств и обеспе­чивают степень очистки до 95 %.
Адсорбцию (поглощение) используют для очистки сточных вод от растворимых органи­ческих соединений - фенолов, пестицидов, красителей и т. п. Очищаемую воду пропуска­ют через фильтр, загруженный сорбентом, в качестве которого применяют торф, опилки, золу, шлаки и другие малоценные вещества, которые обычно сжигают после одноразово­го использования. Самый эффективный и дорогой сорбент - активированный уголь.
Во многих случаях физико-химическая очистка обеспечивает такое глубокое удале­ние загрязнений, что последующая биологи­ческая очистка не требуется.
Основные способы химической очист­ки - нейтрализация и окисление.
Нейтрализацию проводят для приведе­ния кислых стоков к значениям рН, близким к нейтральным, например пропуская воду через слои известняка (мела) или доломита (СаС03 MgC03):
2HN03 + СаС03 = Ca(N03)2 + Н20 + С02 или
2H2S04 + CaMg(C03)2 =
= CaS04 + MgS04 + 2H20 + 2C02.
Нейтрализация стоков и непосредствен­но водоемов, снижая их кислотность, созда­ет более благоприятные условия для водной биоты, поскольку самый богатый и разнооб­разный по видам животный мир присущ водам, значения рН которых относятся к нейтральной или слабощелочной области.
Окисление применяют для обезврежива­ния сточных вод, содержащих токсичные примеси, патогенные для человека микроор­ганизмы. В качестве окислителей чаще все­го используют хлор и хлорсодержащие со­единения, способные выделять активный хлор. При введении хлора в воду образуют­ся соляная и хлорноватистая кислоты:
С12 + Н20 = НС1 + НС1О.
Комплекс соединений С12 + НС1О + С1О- называют активным хлором. Его источни­ком может быть также хлорная известь Са(С10)2.
Озонирование (продувка через воду озоно-воздушной или озоно-кислородной сме­си, в которой содержание озона 03 обычно порядка 3 %) не только очищает сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, канцеро­генных ароматических углеводородов и мно­гих других токсичных примесей, но и про­изводит гигиеническую очистку воды - уст­раняет запахи и привкусы, уничтожает пато­генные для организма человека микроорга­низмы и вирусы.
Биологическая очистка осуществляется биоценозом - сообществом микроорганиз­мов, бактерий, простейших, червей, водо­рослей. Эти организмы используют для сво­ей жизнедеятельности и развития те орга­нические соединения, которые не были уда­лены из очищаемой воды на предыдущих стадиях ее обработки. Биологическая очи­стка проводится как в искусственных усло­виях - в биологических фильтрах и аэротенках, так и в естественных условиях - на полях фильтрации, полях орошения, биоло­гических прудах.
Биофильтры представляют собой резер­вуары, заполненные крупнозернистым мате­риалом - гравием или керамзитом, сквозь который фильтруются сточные воды, остав­ляя на поверхности зерен биопленку, в ко­торой развиваются аэробные микроорганиз­мы, активно минерализирующие органиче­ские загрязнения. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых движется смесь активного ила и сточной воды, постоянно перемешиваемая при помощи сжатого воз­духа. Воздух обеспечивает кислородом мик­роорганизмы активного ила, поддерживая его во взвешенном состоянии. Хлопья актив­ного ила представляют собой биоценоз аэробных микроорганизмов, которые сорби­руют на своей поверхности и окисляют ор­ганические примеси сточных вод.
При любых способах очистки сточных вод заключительным этапом их обработки всегда бывает обеззараживание - дезинфек­ция воды хлорированием.
Перспективна биологическая очистка сточных вод в естественных условиях - на полях фильтрации и земледельческих полях орошения. В этих случаях для освобождения сточных вод от загрязняющих веществ ис­пользуют очищающую способность почвы. Фильтруясь сквозь слой почвы, вода остав­ляет в ней взвешенные, коллоидные и рас­творенные примеси, а микроорганизмы поч­вы окисляют органические загрязняющие вещества, превращают их в простейшие ми­неральные соединения.

Заключение Очистка сточных вод - составная часть общей стратегии охраны водных ресурсов, обеспечения экологической безопасности биосферы и, в частности, человека.
При решении проблемы загрязнения во­доемов сточными водами и их очистки боль­шое значение приобретает повторное (мно­гократное) использование воды, в том чис­ле использование очищенных сточных вод в качестве источника технического водо­снабжения предприятий, для орошения в сельском хозяйстве. Возможность использо­вания очищенных сточных вод для ороше­ния в сельском хозяйстве определяется сте­пенью их очистки и соответствующими са­нитарными нормами.
Теоретически все виды сточных вод, воз­никающих в производстве, могут быть очи­щены до любого заданного состояния и кон­диционированы до нужного состава, но это требует колоссального расходования энергии, получению которой, в свою очередь, на нынешнем уровне состояния энергетики сопутствует загрязнение окружающей воздушной и водной среды.
Если прибавить к этому расходы на капитальное строительство, оборудование и аппараты для очистки, то станет ясно, что наиболее рациональное решение проблемы охраны водоемов от загрязнения сточным водами промышленных предприятий - создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения, т. е. использование очищенных сточных вод в системах оборотное водоснабжения. Расчеты показывают, что при этом на обеспечение экологичности производства потребуется минимум затрат поскольку биологически очищенные сточные воды в оборотных системах водоснабжения позволяют частично или полностью отказаться от свежей воды, что весьма актуально в свете глобальной экологической проблемы современности - дефицита чистой пресной воды на планете.
Оборотное водоснабжение позволит сохранить незатронутыми техногенным воздействием пресные воды и наслаждаться природной, действительно чистой водой, о которой так замечательно сказал великий французский философ и писатель Антуан де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты - сама жизнь... ты самое большей богатство на свете».

Литература

1. Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ: Л. О. Никифорова, Л. М. Белопольский - Москва, Бином. Лаборатория знаний, 2009 г.- 80 с.
2. Водоотведение: Ю. В. Воронов, Е. В. Алексеев, В. П. Саломеев, Е. А. Пугачев - Санкт-Петербург, Инфра-М, 2010 г.- 416 с.
3. На перекрестках ЭКОЛОГИИ: Плотников В. В, Москва "Мысль" 1985г.
4. Растения и чистота природной среды: Артамонов В. И., Москва "Наука", 1986г
5. Титриметрические методы анализа. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Аналитическая химия» для студентов 2 курса химического факультета/ Сост. Шрайбман Г.Н., Серебренникова Н.В.-Кемерово:КемГУ,2003.44с.

Министерство образования Российской Федерации

Уссурийский Государственный Педагогический Институт

Биолого-химический факультет

Курсовая работа

Загрязнение сточными водами

Выполнил:

студентка 2 курса 521 группы

Ястребкова С. Ю._________

Научный руководитель:

______________________________

Уссурийск, 2001 г. Содержание:

Введение……………………………………………………………………..…3

I.1. Источники загрязнения внутренних водоемов…………………4

I .2. Выпуск сточных вод в водоемы ……………………………………..7

II.1. Методы очистки сточных вод…………………………………….…9

Заключение………………………………………………………………….11

Приложение …………………………………………………………………13

Список литературы ……………………………………………………..22

Введение

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасывание сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %): охрана атмосферы 35,2 %, охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов. Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Статья 250 УК РФ Загрязнение вод

1. Загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если эти деяния повлекли причинение существенного вреда животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству, - наказываются штрафом в размере от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от одного до двух месяцев, либо лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет, либо исправительными работами на срок до одного года, либо арестом на срок до трех месяцев.

2. Те же деяния, повлекшие причинение вреда здоровью человека или массовую гибель животных, а равно совершенные на территории заповедника или заказника либо в зоне экологического бедствия или в зоне чрезвычайной экологической ситуации, - наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев, либо исправительными работами на срок от одного года до двух лет, либо лишением свободы на срок до трех лет.

3. Деяния, предусмотренные частями первой или второй настоящей статьи, повлекшие по неосторожности смерть человека, - наказываются лишением свободы на срок от двух до пяти лет.

1. Объектом рассматриваемого преступления являются обществен- ные отношения в области охраны вод и экологическая безопасность. Предметом преступления являются поверхностные воды, в том числе поверхностные водотоки и водохранилища на них, поверхностные водоемы, ледники и снежинки, подземные воды (водоносный горизонт, бассейны, месторождение и естественный выход подземных вод).

Внутренние морские воды, территориальное море РФ, открытые воды Мирового океана к предмету данного преступления не относятся.

2. Объективная сторона преступления состоит в загрязнении, засорении, истощении либо ином изменении природных свойств указанных выше компонентов гидросферы неочищенными и необезвреженными сточными водами, отходами и отбросами или токсичной либо агрессивной по отношению к качеству окружающей среды продукцией (нефтью, нефтепродуктами, химическими веществами) промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных и других предприятий и организаций.

В соответствии со ст. 1 водного кодекса РФ, принятого Государственной Думой 18 октября 1995г., засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты, а так же образование в них вредных веществ, которые ухудшают качество поверхностных и подземных вод, ограничивают использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов таких объектов.

Засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты предметов или взвешенных частиц, ухудшающих состояние и затрудняющих использование подобных объектов.

Истощение вод есть устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод.

Качество окружающей среды и её основных объектов, в том числе воды, определяется с помощью специальных нормативов – предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК). Сбросы неочищенных сточных вод, отходов промышленного и сельскохозяйственного производства в реки, озёра, водохранилища, иные внутренние водоёмы резко повышают ПДК в водных источниках и тем самым существенно снижают их качество. Сброс – поступление вредных веществ в сточных водах в водный объект определяется ГОСТом.

Суммарный сброс в поверхностные водоемы в 2000 году

в Уссурийском районе

Уссурийский район

с. Воздвиженка

Воздвиженская КЭЧ

с. Новоникольское

МПЖКХ Уссурийского района

Таблица № 1

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механической (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Сухой остаток (в тоннах)
Азот аммонийный (в кг)
Нитраты (в кг)
Нитриты (в кг)
СПАВ (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)

Суммарный сброс на рельеф в Уссурийском районе в 2000 году.

Уссурийский район

с. Воздвиженка - 2 322 АРЗ

Таблица №2

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Загрязненных без очистки (тыс. м куб)
Недостаточно очищенных (тыс. м куб)
Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб)
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механически (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Взвешенные вещества (в тоннах)
Алюминий (в кг)
Азот аммонийный (в кг)
Железо (в кг)
Медь (в кг)
СПАВ (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)
Хром (в кг)
Цинк (в кг)

Суммарный сброс на рельеф в г. Уссурийске в 2000 году.

г. Уссурийск

АО «Дальэнерго - Центральные электросети»

Уссурийская дистанция водоснабжения и СТУ

ОАО «Приморнефтепродукт»

АООТ «Примагрореммаш»

Уссурийская КЭЧ

Совхоз «Юбилейный»

Таблица № 3

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Загрязненных без очистки (тыс. м куб)
Недостаточно очищенных (тыс. м куб)
Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб)
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механически (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Взвешенные вещества (в тоннах)
Сухой остаток (в тоннах)
Алюминий (в кг)
Азот аммонийный (в кг)
Железо (в кг)
Медь (в кг)
Нитраты (в кг)
Нитриты (в кг)
СПАВ (в кг)
Тетраэтилсвинец (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)
Хлориды (в тоннах)
Цинк (в кг)

Суммарный сброс в поверхностные водоемы в г. Уссурийске в 2000 году

г. Уссурийск

Новоникольское РЭК (филиал Уссурийского Райпо)

ОАО «Приморский сахар»

Уссурийская КЭЧ

ЗАО УМЖК «Приморская соя »

Таблица № 4

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Загрязненных без очистки (тыс. м куб)
Недостаточно очищенных (тыс. м куб)
Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб)
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механически (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Взвешенные вещества (в тоннах)
Сухой остаток (в тоннах)
Алюминий (в кг)
Азот аммонийный (в кг)
Бор (в кг)
Железо (в кг)
Жиры, масла (в кг)
Медь (в кг)
Нитраты (в кг)
Нитриты (в кг)
СПАВ (в кг)
Сероводород (в кг)
Сульфаты (в тоннах)
Тетраэтилсвинец (в кг)
Таннин (в кг)
Титан (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)
Хлориды (в тоннах)
Хром (в кг)
Цинк (в кг)

Суммарный сброс в поверхностные водоемы в 1999 году

в Уссурийском районе

Уссурийский район

с. Воздвиженка

Воздвиженская КЭЧ

с. Новоникольское

МПЖКХ Уссурийского района

Таблица № 5

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Загрязненных без очистки (тыс. м куб)
Недостаточно очищенных (тыс. м куб)
Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб)
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механической (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Взвешенные вещества (в тоннах)
Азот аммонийный (в кг)
Нитраты (в кг)
Нитриты (в кг)
СПАВ (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)

Суммарный сброс в поверхностные водоемы в г. Уссурийске в 1999 году

г. Уссурийск

Уссурийский Райкоопзаготпром

АО «Приморский сахар»

Уссурийское водоканалуправление

Уссурийский танкоремонтный завод (в/ч 96576)

Уссурийский картонный комбинат

Уссурийская КЭЧ

АО «Дальсоя »

Уссурийское вагоно-рефрижераторное депо (ВЧД-7)

Автоколонна 1273

Нефтебаза г. Уссурийска

Таблица № 6

ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД:
ВСЕГО: (тыс. м куб)
в том числе:
Загрязненных без очистки (тыс. м куб)
Недостаточно очищенных (тыс. м куб)
Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб)
Нормативно-очищенных:
биологически (тыс. м куб)
физико-химически (тыс. м куб)
механически (тыс. м куб)
БПК полный (в тоннах)
Нефтепродукты (в тоннах)
Взвешенные вещества (в тоннах)
Сухой остаток (в тоннах)
Алюминий (в кг)
Азот аммонийный (в кг)
Бор (в кг)
Железо (в кг)
Жиры, масла (в кг)
Медь (в кг)
Нитраты (в кг)
Нитриты (в кг)
СПАВ (в кг)
Сероводород (в кг)
Сульфаты (в тоннах)
Таннин (в кг)
Титан (в кг)
Фенолы (в кг)
Фосфор общий (в кг)
Хлориды (в тоннах)
Хром (в кг)
Цинк (в кг)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. «Контроль качества воды» М: Стройиздат, 1986г.

2. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. «Химия воды и микробиология» М: Стройиздат, 1983г.

3. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией В.Н. Соколова М: Стройиздат, 1992г.

4. Туровский И.С. «Обработка осадков сточных вод» М: Стройиздат, 1984г.

5. Сергеев Е. М., Кофф. Г. Л. «Рациональное использование и охрана окружающей среды городов.» -М.: Высшая школа, 1995г.

6. Новиков Ю.В. «Охрана окружающей среды»М.: Высшая школа, 1987г.

Сточные воды – это загрязненные различными производственными отходами воды, для удаления которых с территории населенных пунктов и предприятий промышленности оборудуются специальные канализационные системы.

В данной статье будет рассказано о том, какие бывают сточные воды, какие меры принимаются для защиты водоемов от загрязнения сточными водами и какие способы очистки стоков существуют.

Помимо отходов, образующихся в результате деятельности населения и предприятий, к сточным водам относятся также воды, образование которых стало следствием выпадения различных атмосферных осадков на территории объектов промышленности и населенных пунктов.

Различные органические вещества, содержащиеся в стоках, при попадании в водоемы начинают гнить и вызывают ухудшение санитарного состояния как самих водоемов, так и окружающего воздуха, а также становятся источниками распространения болезнетворных бактерий.

Поэтому важнейшими вопросами охраны окружающей среды являются водоотведение и очистка сточных вод,позволяющие предотвратить нанесение вреда здоровью населения и экологической ситуации населенных пунктов.

Классификация и состав сточных вод

Классификация сточных вод включает три основные категории в зависимости от их состава, происхождения и качественных показателей примесей и загрязнений:

• Бытовые, или хозяйственно-фекальные, к которым относятся сточные воды, удаляемые из различных бытовых помещений, таких как туалеты, душевые и ванные комнаты, кухни, прачечные, бани, больницы, столовые и т.д.
  Основными их загрязнениями являются хозяйственно-бытовые и физиологические отходы, а для их сброса действуют специальные правила приема сточных вод в городскую канализацию;
• Промышленные или производственные, использованные при выполнении разнообразных технологических процессов, таких промывание сырья и продукции, охлаждение оборудования и т.д., а также откачанные на поверхность в процессе добывания полезных ископаемых.
  Чаще всего промышленные стоки загрязнены производственными отходами, в которых могут содержаться такие вредные и отравляющие вещества, как азот аммонийный в сточных водах, синильная кислота, соли свинца, ртути и меди, фенолы, анилин и т.д., а также отходы, которые могут иметь ценность при использовании в качестве вторичного сырья.
  Промышленные стоки могут быть разделены на две категории: загрязненные, для которых перед повторным использованием или выпусканием в водоемы производится предварительная , и слабозагрязненные или условно чистые, которые не требуют предварительной обработки.
• Атмосферные сточные воды, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц.
  Данная категория сточных вод содержит в себе в основном загрязнения минерального происхождения и представляет меньшую санитарную опасность, чем производственные и бытовые стоки, поэтому очистка ливневых сточных вод является наименее требовательной процедурой.

Уровень загрязнения сточных вод рассчитывается в зависимости от концентрации в них различных примесей, выражающейся в массе на единицу объема (г/м 3 или мг/л).

Бытовые сточные воды являются относительно однообразными по своему составу, а концентрация в них загрязнений зависит от того, какой объем воды расходуется на одного человека, проще говоря – от норм водопотребления.

В зависимости от того, какое значение принимает разбавление сточных вод, загрязнения бытовых стоков подразделяют на следующие категории:

• Нерастворимые, в которых образуются крупные взвеси, размеры частиц в которых превышают 0,1 мм;
• Пены, суспензии и эмульсии, размеры частиц которых составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм;
• Коллоидные – размер частиц от 1 нм до 0,1 мкм;
• Растворимые, в состав которых входят молекулярно-дисперсные частицы, размер которых не достигает 1 нм.

Кроме того, отличают органические, минеральные и биологические загрязнения бытовых стоков:

• Минеральные загрязнения включают в себя частицы песка, глины и шлака, растворы солей, щелочей, кислот и прочие вещества.
• Органические загрязнения могут быть как животного, так и растительного происхождения. Растительные загрязнения – это различные остатки плодов, растений и овощей, а также бумага, масла растительные и т.д., характеризующиеся повышенным содержанием углерода.
  К животным загрязнениям можно отнести различные человеческие и животные физиологические выделения, остатки органической ткани, клейкие вещества и т.д., для которых характерно высокое содержание азота.
• Биологические же загрязнения включают в себя различные грибки (плесневые и дрожжевые), микроорганизмы, водоросли и бактерии, среди которых довольно большое количество возбудителей таких болезней, как паратиф, тиф брюшной, дизентерия, сибирская язва и т.д.
  Такие загрязнения могут быть характерны не только для бытовых сточных вод, но и для части промышленных стоков, например – отходов мясокомбинатов, скотобоен и т.д.
  Несмотря на то, что химический состав данных загрязнений является органическим, создаваемая ими при поступлении в водоемы санитарная опасность требует их выделения в отдельную категорию.

В состав бытовых стоков входят следующие загрязнения (значения приведены в процентах от общего числа загрязнений):

• Минеральные вещества – 42%;
• Органические вещества – 58%;
• Взвешенные осаждающиеся вещества – 20%;
• Коллоидные смеси – 10%
• Растворимые вещества – 50%.

Полезно: общее количество бытовых стоков прежде всего зависит от норм водоотведения, определяемых уровнем благоустроенности зданий.

В соответствии с действующими нормативами среднее суточное количество сточных вод на одного человека (в случае оснащения здания водопроводом, горячим водоснабжением и канализацией) составляет от 275 до 350 литров в сутки.

Состав промышленных сточных вод и их степень загрязнения могут варьироваться в зависимости от характера конкретного производства и различных условий применения воды в технологическом процессе.

На количество же атмосферных сточных вод существенное влияние оказывает рельеф и климат конкретной местности, а также такие показатели, как характер застройки, вид дорожного покрытия и т.п.

Интересно: в среднем в городах, расположенных в европейской части России, количество дождевых сточных вод раз в год достигает значения 100-150 литров в секунду на 1 гектар.

При этом годовое значение стока дождевой воды для застроенных площадей превышает годовое значение бытовых территорий до 15 раз.

Защита водоемов от загрязнений сточными водами

Сточные воды предприятий промышленности и населенных пунктов являются основным источником загрязнения водоемов.

Так, не очищенные поверхностные сточные воды с высоким содержанием микроорганизмов и органических веществ, при попадании в естественные водоемы, такие как реки и озера, приводят к нарушению их естественного режима.

При этом происходят следующие негативные процессы:

• поглощение кислорода, растворенного в воде;
• снижение качества воды в водоемах;
• оседание на дно водоемов различных отложений;
• вода становится непригодной для питья, а зачастую даже для технического использования;
• происходит вымирание рыбы в водоемах и т.д.

Загрязнение естественных и искусственных водоемов сточными водами также приводит к ухудшению их внешнего вида и существенно снижает их пригодность для купания, туризма, водного спорта и т.д., поэтому биоочистка сточных вод является обязательной процедурой.

Степень очистки и условия выпуска сточных вод в водоемы регламентируют специальные «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Данные Правила устанавливают два вида нормативов, которым должно соответствовать качество воды в водоеме в соответствии с характером ее использования (водоемы питьевого или культурно-бытового использования, а также водоемы, использующиеся в целях рыбного хозяйства), а также предельные допустимые концентрации различных веществ в воде, которые используются как исходные данные в процессе определения условий сбрасывания сточных вод в водоемы.

Действующим законодательством также запрещен выпуск в водоемы неочищенных сточных вод, а также регламентируются надзор за качеством спускаемых в водоемы стоков и такие дополнительные мероприятия, как доочистка сточных вод.

Утилизация и очистка сточных вод

Очистка и утилизация сточных вод из канализационных систем населенных пунктов производится в специальных очистных сооружениях, в которых из стоков удаляются следующие вещества:

• Взвешенные;
• Коллоидные;
• Растворенные;
• Осевший в первичных отстойниках осадок;
• Избыток активного ила, появившийся в результате биологической очистки.

Кроме того, в данных сооружениях производятся обработка и , позволяющие выполнить в дальнейшем их утилизацию.

Наиболее эффективным методом удаления различных загрязнений из бытовых стоков является .

Промышленные сточные воды могут использоваться в технологическом процессе повторно после того, как была произведена их соответствующая очистка, поэтому многие предприятия оборудуют системы либо оборотного водоснабжения, либо замкнутого водоснабжения и канализации, исключающие сбрасывание стоков в водоемы.

Существенное значение имеют также технологии безотходной переработки материалов и сырья, особенно это касается предприятий горной, целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Кроме того, довольно эффективными являются физико-химическая очистка стоков (фильтрация, коагуляция, отстаивание и т.д.) используемые в отдельности или совмещаемые с биологической очисткой, флокулянты для очистки сточных вод, и методы дополнительной обработки (ионообмен, сорбция, гиперфильтрация, удаление фосфатов и азотистых веществ и т.д.).

Данные методы способны обеспечить довольно качественную очистку стоков, после чего они могут быть спущены в водоемы или использованы в системе оборотного водоснабжения предприятия.

Следует также заметить, что сточные воды, в которых присутствует значительное количество веществ, содержащих фосфор, калий, азот, кальций и т.д. (в основном такие стоки имеют бытовое происхождение) представляют собой довольно ценные удобрения для различных сельскохозяйственных культур и применяются для полива и орошения земель сельскохозяйственного назначения.

В связи с этим очищенные биологическим путем сточные воды целесообразно направлять на поля.

В данной статье были сточные воды и их классификация, а также методы их очистки и утилизации. Следует помнить, что от качества очистки сточных вод зависит качество воды в водоемах, используемой для питья или в хозяйственных целях, а также общая экологическая ситуация в прилегающей местности.

Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси, которые находятся в нерастворённом, коллоидном и растворённом состоянии.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжёлых металлов, сокращении растворённого в воде кислорода воздуха, проявлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространённым относят нефть и нефтепродукты, СПАВ. Очень опасны биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические – радиоактивные вещества, тепло и др.

Таблица 1. Главные загрязнители воды

Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение – наиболее распространённое, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца и др.) и нетоксичным. при осаждении на дно водоёмов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязнённых вод не происходит. Очаги химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредные «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоёмы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют ещё их загрязнение (а точнее, засорение) твёрдыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведёт к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов – сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. По существующим санитарным нормам температура водоёма не должна повышать более чем на 3°С летом и 5°С зимой, а тепловая нагрузка на водоём не должна превышать 12 – 17 кДж/м³.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (табл.2), в зависимости от специфики отраслей промышленности.

21.3. Загрязнение водных ресурсов, методы очистки сточных вод

Со сточными водами, с поверхностным стоком, стоком с сельскохозяйственных угодий, из атмосферы в водоемы поступают различные загрязнения. Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое – наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и водорослей; радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое – выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Основными источниками загрязнения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий (рисунок 21.4), крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; обработке и сплаве лесоматериалов; воды шахт, рудников; сбросы водного и железнодорожного транспорта. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, 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, появлении в ней опасных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности и откладывании их на дне водоемов.

Рисунок 21.4 – Схема источников загрязнения подземных вод и водоемов:

I – грунтовые воды, II – напорные пресные воды, III – напорные соленые воды,

1 – трубопроводы, 2 – хвостохранилище, 3 – дымовые и газовые выбросы,

4 –подземные захоронения промстоков, 5 – шахтные воды, 6 – терриконы,

10 – водозабор, подтягивающий соленые воды, 11– объекты животноводства,

12 – внесение удобрений и пестицидов.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и сбросами производств. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. В стоках производств содержатся нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вещества.

Серьезные последствия у водных организмов возникают при повышенном содержании в воде тяжелых металлов.

Первичными и побочными продуктами промышленности являются стойкие органические загрязнители (СОЗ). СОЗ представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. В связи с очень медленным разрушением СОЗ накапливаются во внешней среде и переносятся на большие расстояния потоками воды, а также воздуха, подвижными организмами. Они накапливаются в высоких концентрациях в воде и основных пищевых продуктах – в частности в рыбе. При этом даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей приводят к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам, порокам развития, онкологическим заболеваниям. Под воздействием СОЗ имело место резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлени, дельфины, белуга. Согласно Стокгольмской конвенции (первое международное соглашение, нацеленное на прекращение производства и использования некоторых наиболее токсичных веществ в мире, вступило в силу 17 мая 2004 г.) к СОЗ отнесено 12 веществ: токсафен, альдрин, диэльдрин, эндрин, мирекс, ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), хлордан, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), полихлорированные диоксины (ПХДД), полихлорированные фураны (ПХДФ), полихлорированные бифенилы (ПХБ). Из отмеченных веществ первая группа (8) – это устаревшие и запрещенные пестициды. Все они, кроме ДДТ, не только давно запрещены к производству, но и к использованию. ДДТ же до сих пор используют против опасных насекомых, переносчиков возбудителей тяжелых заболеваний, как малярия, клещевой энцефалит. Вторая группа включает промышленные продукты, которые используются в настоящее время. К ним относятся полихлорированные бифенилы. ПХБ устойчивы, токсичны, способны к биоаккумуляции. Они могут накапливаться в жировых тканях животных и человека, существовать там долгое время. ПХБ присутствуют повсеместно и обнаруживаются, даже в тканях животных, обитающих в диких ландшафтах. Гексохлорбензол (также вторая группа) может содержаться в промышленных отходах на промышленных предприятиях деревообрабатывающих заводов, они образуются при сжигании отходов. ГХБ токсичен для водной флоры и фауны, а также для наземных растений и животных, для человека. Третья группа веществ – ПХДД и ПХДФ (их обычно называют диоксины и фураны) обладает чрезвычайно высокой токсичностью и сильнейшим образом воздействует на иммунную систему человека. Их допустимая суточная доза (ДСД) исчисляется пиктограммами – величиной в миллион миллионов раз меньше грамма. Вместе с тем, в последнее время диоксины широко распространились по всему миру и обнаруживаются в тканях людей и животных. В Беларуси после её присоединения к Стокгольмской конвенции проводятся мероприятия по сокращению и ликвидации выбросов стойких органических загрязнителей (данные приведены по работе Е. А. Лобанова и М. В. Коровай «Проблемы обращения со стойкими органическими загрязнителями в Республике Беларусь.– Мн. : УП «Орех», 2005 – 24 с.).

В последнее время большое внимание привлекают такие компоненты, содержащиеся в воде, как аммонийный, нитритный, нитратный азот, которые попадают в водоемы, водотоки разными путями. Обнаружение азота в воде в значительной степени связано с разложением белоксодержащих органических соединений, поступающих в водоемы, водотоки со сточными бытовыми и промышленными водами. Кроме указанного пути возможно поступление азота в водоисточники с атмосферными осадками, поверхностным стоком, при рекреационном использовании водоемов, водотоков. Существенным источником попадания азота в водоемы являются животноводческие комплексы. Большую опасность для водоемов представляет поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, где используются химические удобрения, так как в их состав часто входит азот. Один из источников поступления его в водоемы – земли, подвергнутые осушительной мелиорации. Все увеличивающееся применение азотных удобрений, загрязнение окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами приводит к возрастанию содержания аммонийного, нитритного, нитратного азота в воде, к загрязнению ими воды.

Вместе с тем установлено, что они могут оказывать отрицательное действие на человека, животных. Большая опасность заключается в том, что нитриты и нитраты способны в организме человека частично превращаться в высококанцерогенные (вызывающие раковые заболевания) нитрозосоединения. Последние обладают также мутагенными и эмбриотоксическими свойствами. Нитриты вызывают разрушение витамина А в организме животных, снижают активность пищеварительных ферментов, вызывают расстройство желудочно-кишечного тракта. В доброкачественной воде нитритов не должно быть или могут содержаться только их следы. Очень высокие концентрации нитратов в воде действуют на животных токсически, вызывая поражение нервной системы. При употреблении воды, содержащей 50–100 мг/дм 3 нитратов, повышается уровень метгемоглобина в крови и возникает заболевание метгемоглобинемия. Образовавшийся метгемоглобин не способен переносить кислород, поэтому при значительном его содержании в крови возникает кислородное голодание, когда поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови) или способность тканей использовать кислород оказываются ниже, чем их потребность в нем. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени. Степень выраженности метгемоглобинемии при поступлении нитратов во внутреннюю среду организма зависит от возраста и дозы нитратов, от индивидуальных особенностей организмов. Уровень метгемоглобина при одних и тех же дозах нитратов тем выше, чем меньше возраст организма. Установлена и видовая чувствительность к метгемоглобинообразующему действию нитратов. Чувствительность человека к нитратам превышает чувствительность к ним некоторых животных.

В общем, в водоемы поступает большое количество загрязняющих веществ. В перечне основных из них имеется 12 (приводятся по публикации В. Л. Гуревича, В. В. Левковича, Л. М. Скориной, Н. В. Станилевич. «Обзор документов ВОЗ и ЕС по обеспечению качества питьевой воды», 2008):

– органогалогеновые соединения и вещества, которые могут образовывать такие соединения в водной среде;

– фосфорорганические соединения;

– оловоорганические соединения;

– вещества, препараты или продукты распада того, что, как было доказано, имеет канцерогенные или мутагенные свойства, а также свойства, которые через водную среду могут влиять на репродуктивную функцию организма, функции щитовидной железы или другие функции, связанные с эндокринной системой;

– устойчивые углеводороды, устойчивые и биоаккумулируемые органические токсичные вещества;

– цианиды;

– металлы и их соединения;

– мышьяк и его соединения;

– биоциды и продукты защиты растений;

– взвеси;

– вещества, способствующие евтрофированию (в частности, нитраты и фосфаты);

– вещества, неблагоприятно влияющие на кислородный баланс.

Оценка современного состояния качества воды в Беларуси, бассейне Днепра свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения. Так, в реки Белорусского Полесья сбрасываются различные химические ингредиенты, 12 из них отмечаются почти регулярно – взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фосфаты, азот аммонийный, нитритный и нитратный, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), медь, цинк, никель, хром.

В связи с опасностью, которую представляют загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, в том числе в водоемы, в разных странах и в Беларуси осуществляется экологическое нормирование. Система нормативно-технического обеспечения включает нормативы ПДК и ПДС (предельно-допустимых сбросов). ПДК (предельно-допустимая концентрация) – это количество вредного вещества в окружающей среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Пороговые значения вещества, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. Имеются ПДК для многих вредных, опасных веществ. Применительно к таким веществам верхний предел не должен превышаться, ни при каких условиях. Основным средством для соблюдения ПДК является установление ПДВ (предельно-допустимых выбросов). Они являются научно-техническим нормативом, установленным для каждого источника загрязнения, исходя из условия, что сбросы загрязняющих веществ не создадут концентраций, превышающих установленные нормативы.

На территории Республики Беларусь действуют санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы, отраженные в ряде документов:

1 Сборник гигиенических нормативов по разделу коммунальной гигиены. Республиканские санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Министерство здравоохранения Республики Беларусь. – Мн., 2004. – 96 с.

2 13.060.10 Вода естественных источников. СанПин 2.1.2.12–33–2005. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

3 13.060.20 Питьевая вода. СанПин. Гигиенические требования к питьевой воде, расфасованной в емкости (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 29.06.2007 № 59).

4 СанПин 2.1.4.12–23–2006. Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников централизованного питьевого водоснабжения населения (Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 22.11.2006 № 141).

5 13.060.50 Исследования воды для определения содержания химических веществ. ГН 2.1.5.10–20–2003. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

6 ГН 2.1.5.10–21–2003. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

7 СП 2.1.4.12–3–2005. Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов.

Приведенный перечень документов отражен в Каталоге СанПин по состоянию на 01.05. 2008 г. (НП РУП «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации – БелГИСС, Минск, 2008).

Значения ПДК 16 показателей, принятых в странах Днепровского бассейна (РБ, РФ, Украина), ЕС, США, ВОЗ приводятся в книге «Трансграничный диагностический анализ бассейна реки Днепр. Программа экологического оздоровления бассейна реки Днепр. – Мн., 2003. – 217 с.».

ПДК некоторых показателей, имеющихся в указанной работе, для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения следующие: рН – 6–9 (РБ и РФ), 6,5–8,5 (Украина), кислород, мг/дм 3 (концентрация других показателей приводится в таких же единицах) – 4 (РБ, РФ, Украина), БПК 5 (БПК – биохимическое потребление кислорода, выражается концентрацией кислорода в мг/дм 3 , БПК 5 – утрата кислорода в 5-и суточной пробе, дает представление о количестве растворенных и взвешенных веществ в воде) – 6,0 (РБ), 2,0–4,0 (РФ), 4,0 (Украина), аммонийный азот-N – 1,0 (РБ), 2,0 (РФ, Украина), нитритный азот-N – 0,99 (РБ), 0,91 (РФ) и 1,0 (Украина), нитратный азот-N – 10,2 (РБ, РФ, Украина), РО 4 -Р – 0,2 (РБ), 1,14 (РФ, Украина), нефтепродукты – 0,3 (РБ, РФ, Украина), фенолы – 0,001 (РБ, РФ, Украина), СПАВ – 0,5 (РБ, РФ). Нормы для источников питьевого водоснабжения: рН – 6,5–8,5 (ЕС), аммонийный азот-N – 0,39 (ЕС), 1.5 (ВОЗ), нитритный азот-N – 0,91 (ВОЗ), нитратный азот-N – 11,3 (ЕС, ВОЗ), РО 4 -Р – 0,15 (ЕС).

В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век, в связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.

Очистка сточных вод – это обработка 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). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 21.5.

Рисунок 21.5 – Блок-схема очистных сооружений канализации

(по А. С. Степановских, 2003)

1 – сточная жидкость; 2 – узел механической очистки; 3 – узел биологической очистки; 4 – узел дезинфекции; 5 – узел обработки осадка; 6 – очищенная вода;

7 – обработанный осадок. Сплошной линией показано движение жидкости, пунктиром – движение осадка

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Индекс загрязнения воды. Вычисление ИЗВ основывается на расчете среднегодовых концентраций шести ингредиентов, два из которых являются обязательными: растворенный кислород и БПК 5 , остальные четыре выбираются исходя из приоритетности превышения ПДК.

, (38)

где С i – концентрация i -го показателя в воде, мг/дм 3 ;

ПДК i – предельно допустимая по i -му показателю, мг/дм 3 .

Класс качества и степень загрязнения воды определяются из таблицы 21.3.

Таблица 21.3 – Классификация качества поверхностных вод по величине ИЗВ

Величина ИЗВ	Степень загрязнения	Класс качества воды
Менее или равно 0,3	Чистые
Более 0,3 до 1	Относительно чистые
	Умеренно загрязненные
	Загрязненные
	Очень грязные
	Чрезвычайно грязные

Предыдущая