Неконтролируемое использование водных ресурсов настолько выросло в наши дни, что скорость уже вдвое превышает темпы роста населения в XX веке: до точки, где надежные услуги водоснабжения больше не могут обеспечиваться во многих регионах. Множество экономических проблем, неконтролируемая рождаемость, урбанизация и стабильное загрязнение окружающей среды оказывают отрицательное воздействие на хоть и возобновляемые, но ограниченные водные ресурсы, особенно в полузасушливых и засушливых регионах.
Отрасль сельского хозяйства затрачивает наибольшее количество воды. На питьевые и хозяйственные нужды тратится 3% водных ресурсов планеты, причём 2/3 возвращаются в виде сточных вод. Но при этом вода загрязняется быстрее, чем природные механизмы могут её очистить. Существенно осложняют дело новые опасные вещества, накапливающиеся в сточной воде, которых не существовало еще 30 лет назад.
Из-за постоянного роста населения и капитализированных привычек питания, объем потребления продуктов питания растет в большинстве регионов мира. Ожидается, что к 2050 году необходимо будет ежегодно производить дополнительно миллиард тонн зерновых и 200 млн тонн мяса для удовлетворения растущего спроса на продовольствие.
Часто в природные объекты сбрасываются не очищенные, содержащие бытовые и промышленные отходы сточные воды. Водоемы, озера, реки, почва загрязняются солями тяжёлых металлов, производными углеводородов, в том числе хлорсодержащими, диоксинами и другими опасными для здоровья веществами. Множество исследований доказали связь между вредными токсинами, обнаруженными в питьевой воде, и частотой возникновения тех или иных заболеваний.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД:
1. Механический
Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, проходят через решётки и сита (для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения), песколовки (для выделения мелких тяжёлых минеральных частиц путём осаждения), первичные отстойники (для осаждения взвешенной органики), фильтры и септики. В результате механической очистки удаляется до 60-70% минеральных загрязнений. Затем сточные воды поступают в отстойники, предназначенные для осаждения из сточной воды не растворенных примесей
2. Биологический
Процессы анаэробной очистки воды происходят в метантенках и биореакторах (данные установки являются герметичными). Материалы изготовления емкостей – металл, пластик, бетон. Поскольку для деятельности микроорганизмов кислород не нужен, все процессы очистки протекают без выброса энергии, и температура не повышается. При разложении органических составляющих, которые находятся в воде, численность колоний бактерий остается практически неизменной. Поскольку сложная система контроля за условиями среды в данном случае не требуется, стоимость методики получается сравнительно невысокой. Главный недостаток анаэробной очистки – образование в результате деятельности анаэробов горючего газа метана.
3. Физико-химический
На данном процессе вода проходит очистку от растворённых примесей, а также и от взвешенных веществ. Происходит процесс коагуляции - слипание мелких частиц в более крупные.
Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные (Некристаллизующееся вещества, растворы которых не проходят через животные и растительные перепонки) и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов - слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение.
4. Дезинфекция
При заключительном обеззараживания сточных вод, предназначенных для сброса в водоёмы, применяют установки ультрафиолетового облучения, а также обработку хлором.
Но традиционные технологии не всегда справляются с удалением всех органических веществ-загрязнителей. Поэтому молодые инженеры ищут все больше безопасных и простых способов очистки вод.
В следующей статье мы поговорим о современных и очень необычных способах очистки воды!