Сегодня ни для кого не секрет, что для поддержания водно-солевого баланса человеку следует ежедневно употреблять до 2-2,5 литров высококачественной пресной воды – в зависимости от рода занятий, комплекции, погодных условий и других факторов. Несомненно, это делает пресную воду одним из важнейших ресурсов для жизни, однако в современном мире её качество заметно понижается сточными водами – потоками жидкости, загрязненной в результате хозяйственной и промышленной деятельности человека. Кроме того, сточные воды, слитые напрямую в природные водоёмы, наносят критический вред окружающей среде. Вот почему жидкие отходы хозяйственной, равно как и бытовой, деятельности, подвергают тщательной многоуровневой очистке не только от физического загрязнения, но и, самое главное – от веществ, опасных для здоровья планеты и населяющих её живых организмов и растений. По той же причине очистные сооружения, приводящие сточные воды к соответствию экологическим нормам, можно с уверенностью назвать своего рода «реаниматорами» Земли. Ведь не зря говорят, что «лёгкие» нашей планеты находятся не только в лесах, но и в мировом океане.
Основные способы (методы) очистки сточных вод
Оборудования и технологии, с помощью которых сточные воды будут проходить процесс очистки, выбирают в соответствии с требованиями множества современных нормативов. В них учитываются степень загрязнённости стоков, концентрация содержащихся в них примесей, их тип и другие факторы. На сегодняшний день рассматривают три основных вида очистки сточных вод: механическая, биологическая и физико-химическая. Отдельной разновидностью очистки является дезинфекция (обеззараживание) вод. Чаще всего очищение сточных вод на предприятиях проводят механическим, химическим или биологическим способам, а в некоторых случаях используют комбинированные методики.
Механическая очистка сточных вод
Этот способ также называют фильтрацией. Механическую очистку принято разделять на несколько этапов. Сначала воду пропускают через решетчатые фильтры, которые задерживают крупные частицы мусора, затем воду направляют в песколовку – сооружение для отделения тяжелых минеральных частиц (песок, стекло и др.). Далее следует этап очистки от менее плотных жидкостей – нефтепродуктов, масел, жиров. Его осуществляет жироловка. Завершающим этапом на пути сточной воды в реку является её отстаивание в специальных резервуарах. Однако даже после одного цикла очистки вода еще не считается «питьевой», ведь из неё удалено всего 60 % грязи. Поэтому многие очистные станции проводят по два и более цикла очистки, прежде чем сбрасывать воду в природные водоёмы.
Биологическая очистка сточных вод
Чаще рассматривается как один из этапов комплексной очистки стоков. Суть метода заключается в погружении в сточные воды безвредных аэробных и анаэробных организмов, скопление которых называют активным илом. В процессе очистки вода становится насыщенной азотом и фосфором. После очистки ил удаляется, а вода направляется на следующий этап очистки. Стоит отметить, что биопленка (активный ил) хорошо проявляет себя в борьбе с инородными органическими соединениями в загрязненной воде.
Физико-химическая очистка стоков
Этот метод оптимален для работы с коллоидными системами, в которых грязь и ненужные минералы находятся во взвешенном состоянии. Существует несколько способов физико-химической очистки:
· Аэрация– процесс, в ходе которого в сточных водах выделяется большое количество кислорода, способствующего протеканию окислительных реакций.
· Сорбция– процесс очистки с использованием угля или торфа.
· Термическое обессоливание– процесс, при котором из загрязненной жидкости выпаривается чистая вода.
· Электрохимическая очистка– процесс отделения сульфатов и радиоактивных веществ от воды.
· Коагуляция– технология с использованием реактивов для выделения осадка примесей.
· Нейтрализация – процесс восстановления нормального уровня активности ионов водорода в растворе с использованием различных кислот, в том числе фтороводородной, тривиальным названием которым является «плавиковая кислота».
Проверка карпами: устройство и наиболее эффективные типы очистных сооружений
Говоря простым языком, типовые очистные сооружения представляют собой каскад резервуаров, расположенных друг за другом. Вначале происходит грубый «отлов» крупных фрагментов мусора, поступившего вместе с канализационными стоками. Затем сточные воды отправляются на отстаивание, очищаются при помощи ила, снова отстаиваются, освобождаются от поверхностной грязи, вновь поступают на доочистку в первые «ванны», и так далее. В итоге в последние «ванны» поступает прозрачная вода без запаха, в которой при необходимости можно даже вымыть руки. Особо продвинутые очистные могут даже похвастаться тем, что в конечных резервуарах вольготно плещутся самые настоящие карпы – живые «мерила» чистоты стоков. Но это лишь при условии, что системы успешно справляются со своим предназначением.
Типовые очистные сооружения, установленные на территории промышленных предприятий, тоже наделены специальными решётками-«дробилками», в рамках которых производится вышеупомянутое механическое фильтрование стоков. Данный процесс также нередко называют процеживанием. Затем в дело вступают другие технологии: целесообразность и особенности их применения определяют в зависимости от характера сбросов. Максимально эффективными принято считать следующие системы очистных:
Песколовки. Данные сооружения, как уже было сказано, применяют для первичной очистки стоков и, как следует из названия, они «специализируются» на удалении из воды песка и прочих мелких компонентов.
Отстойники. Это специальные ёмкости, предназначением которых является сбор сточных вод, прошедших этап механической очистки. Во время отстаивания взвешенные частицы и примеси, которые содержатся в сточных водах, осаждаются. Кроме того, на этой стадии начинается биологическая очистка стоков.
Осветлители. Отдельный более действенный тип отстойников, обладающий особой конструкцией и естественной аэрацией.
Нефтеловушки. Ещё одно «говорящее» название, указывающее на то, что данный тип очистных эффективен для удаления нефтепродуктов из сточных вод. Нефтеловушки функционируют, благодаря разнице в плотности воды и нефтепродуктов, и являются оптимальными в случае, когда содержание нефтяных частиц превышает 100 мг/л.
Гидроциклоны. Данные установки производят очистку, благодаря сепарации твёрдых частиц во вращающейся жидкости. Тип гидроциклона определяют, исходя из размеров таких частиц.
Биофильтры. Такие системы производят фильтрацию сточных вод через специальный загрузочный материал, что обеспечивает формирование на поверхности стоков тонкой биологической плёнки, способствующей эффективной очистке хозяйственно-бытовых и промышленных стоков.
Основные методы дезинфекции сточных вод
Помимо нефтепродуктов и других опасных для здоровья соединений, практически все сточные воды содержат в своём составе органические загрязнения, провоцирующие появление и рост болезнетворных бактерий. При этом, максимальную опасность могут представлять сточные воды, которые вместе с течением попадают в места массового купания или сбора питьевой воды. Не случайно отдельным методом очистки стоков является уже упомянутая дезинфекция (обеззараживание).
Допускается выполнять обеззараживание различными способами, которые отличаются друг от друга степенью эффективности, равно как и опасности. Так, например, в прошлом веке, исходя из давних традиций, основным методом обработки стоков в нашей стране являлось хлорирование. Между тем, при всей простоте и распространённости использования хлора и хлорсодержащих агентов, для этого метода характерны существенные недостатки – к примеру, низкая надёжность уничтожения вирусов. Кроме того, избыток хлора оказывает пагубное воздействие на водную растительность и живые организмы.
Использование плавиковой кислоты в процессе очистки сточных вод
Как мы уже упомянули, в очистке стоков предприятий нередко применяется фтороводородная (плавиковая) кислота. Это неорганическое вещество представляет собой одноосновную кислоту, второе название которой – плавиковая – связано с тем, что фтороводород образуется из плавикового шпата. Фтороводородная кислота используется в реакциях нейтрализации в ходе очистки стоков, однако для поддержания данного процесса требуются достаточно большие объёмы кислоты, поэтому неудивительно, что впоследствии её обнаруживают в сточных водах. Таким образом, перед тем как сбрасывать стоки в водоем или использовать их повторно, остатки плавиковой кислоты и её солей удаляют. Добавлением известкового молока в воде осаждаются фториды, и в ходе этой операции образуется фторид кальция, который подлежит утилизации.
Особенности экологического контроля очистки сточных вод
Впрочем, не так уж важно, какие способы и методы очистки сточных вод применяют в рамках тех или иных очистных систем, ведь в любом случае, очистные сооружения промышленных предприятий, равно как и муниципальные очистные, тщательно контролируются специальными разделами законодательных баз государств. Не является исключением и Россия. Согласно действующему природоохранному законодательству РФ, все сбросы в водоёмы подлежат строжайшему нормированию. Данное нормирование, в частности, осуществляется путём согласования проекта нормативов допустимых сбросов (НДС). К примеру, природопользователь должен указать такие ключевые моменты в функционировании очистных предприятий, сооружений и систем, как их тип, производительность и пропускная способность. Если же на предприятии принято решение установить новые (дополнительные) очистные сооружения, то об этом необходимо уведомить локальные природоохранные органы, с тем, чтобы дальнейшие действия, направленные на очистку стоков, были скоординированными и максимально эффективными.
