Стічні води та способи їх очищення

Стічні води - це використані промисловими й комунальними підприємствами води, що забруднені різними домішками. Стічні води підприємств різних галузей виробництва відрізняються за характером і концентрацією забруднень.

Стічні води котелень і ТЕС містять пом'якшувачі, продукти корозії, плями мастил і нафти. Синтетичні поверхнево-активні речовини згубно впливають на розвиток фітопланктону. Особливо токсичними є стічні води підприємств металургії і гальванічних цехів, у яких вміст свинцю, ртуті, кадмію, нікелю, цинку, марганцю може перевищувати ГДК у 2000-5000 разів. Пестициди, котрі потрапляють у воду при хімічній обробці лісонасаджень, садів, городів, полів, негативно впливають на водні організми та людей, що споживають таку воду.

Господарсько-побутові стоки призводять до біологічного забруднення води, яке може викликати інфекційні захворювання в людей (холеру, тиф, гепатит). Особливо небезпечні стічні води пунктів санітарної обробки білизни, спецодягу, стоки від лікарень, каналізаційні стоки, у яких часто містяться збудники глистових захворювань (гельмінтозів). Органічні забруднення часто призводять до зменшення вмісту розчиненого в воді кисню, наслідком чого є загибель водних організмів, фітопланктону. Надлишки азоту й фосфору в воді призводять до її цвітіння і порушення біологічної рівноваги водойм.

Радіоактивні речовини, потрапляючи до води, викликають її іонізацію, що несприятливо відбивається на розвитку живих організмів. Крім того, планктон і риби здатні накопичувати в тілі велику кількість радіоактивних ізотопів (ефект кумуляції). Споживання такої риби небезпечне для здоров'я людей.

Для запобігання негативного впливу забруднених стічних вод на водойми і здоров'я людей існують вимоги до умов спуску і низка способів очищення стічних вод.

Згідно з "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами" (1974) забороняється допускати у водні об'єкти витоки з нафто- і продуктопроводів, нафтопромислів, а також скиди неочищених стічних і баластних вод та інших речовин з плавзасобів водного транспорту. Забороняється скидати стічні води у водойми, оголошені заповідними.

Умови спуску стічних вод у водні об'єкти визначаються з урахуванням ступеня можливого змішування і розбавлення стічних вод водою об'єкта на шляху від місця випуску стічних вод до контрольного створу найближчих пунктів господарсько-питтєвого, культурно-побутового і рибогосподарського водокористування. Місце випуску стічних вод повинно бути розміщене нижче за течією ріки від меж конкретного населеного пункту і всіх місць його водокористування з урахуванням можливості зворотної течії при нагінних вітрах. У системі відведення стічних вод повинні бути передбачені пристосування для відбору проб і обліку обсягів скиду. За необхідності повинні бути забезпечені відповідні автоматизовані пристрої для постійного контролю за витратами, складом і властивостями стічних вод.

 

Очищення стічних вод - це руйнування або видалення з них певних речовин, патогенних мікроорганізмів (обеззаражування). Основний спосіб захисту водойм від забруднення їх стічними водами - будівництво очисних споруд. Різноманітність забруднювальних хімічних сполук обумовлює необхідність застосування різноманітних методів і споруд для очищення стічних вод. Ці методи можна об'єднати в такі групи: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні, комплексні.

Механічні способи застосовуються для очищення стоків від твердих часток та масляних забруднень. До них відносяться подрібнення, розділення (масляних плям), дистиляція, усереднення (розбавлення чистою водою), вилучення, уловлювання, відстоювання, фільтрація.

Фізико-механічні способи очищення стоків базуються на флотації, мембранних методах очищення, електродіалізі.

Флотація - процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз (вода - повітря, вода - тверде тіло). Застосовується для очищення води від ПАР, нафтопродуктів, волокнистих матеріалів.

Гіперфільтрація (зворотний осмос) - процес фільтрування стічних вод через напівпроникні мембрани під тиском.

Ультрафільтрація - мембранний процес розподілу розчинів, осмотичний тиск котрих малий. Застосовується для очищення від високомолекулярних сполук, зважених та колоїдних частинок.

Електродіаліз - процес розділення іонів солей у мембранному апараті під впливом постійного електричного струму. Застосовується для демінералізації стічних вод.

Фізичні методи очищення стоків включають випаровування, виморожування, магнітну й електромагнітну обробку.

Хімічне очищення використовується як самостійний метод або перед фізико-хімічним чи біологічним очищенням. Його використовують для зниження корозійної активності стічних вод (нейтралізація рН), осадження з них у виді окислів важких металів (окислення), окислення сірководню та органічних речовин, для дезінфекції води та її знебарвлення.

Фізико-хімічні методи очищення стічних вод базуються на процесах коагуляції (з'єднання дрібних частинок у більші), флокуляції (процес агрегації дрібних частинок за рахунок утворення хімічних зв'язків між їх молекулами), сорбції (поглинання забруднень сорбентами - активованим вугіллям, золою, торфом, силікагелем, цеолітами), екстракції (вилучення цінних речовин за допомогою екстрагентів), іонному обміні (вилучення солей хрому, цинку, міді, ПАР шляхом обміну іонами між ними та іонітами - іонообмінними смолами).

Після очищення переліченими вище методами у стічних водах можуть знаходитися різноманітні збудники захворювань - віруси та бактерії. Тому перед повторним використанням для побутових потреб стічні води підлягають біологічному очищенню. Воно може здійснюватися шляхом озонування, хлорування, опромінення, стерилізації. Для руйнування органічних речовин застосовують біологічне очищення за допомогою мікроорганізмів, які розкладають їх шляхом окислення (аеробний процес) або відновлення (анаеробний процес).

У виробничих умовах часто доводиться застосовувати комплексні методи очищення, котрі базуються на послідовному використанні окремих способів за допомогою різноманітних пристроїв.

Проте найрадикальнішим вирішенням проблеми попередження забруднення водойм стічними водами вважається створення безвідходних технологічних процесів. Під терміном "безвідходна технологія" розуміють комплекс заходів, який скорочує до мінімуму кількість шкідливих викидів. Безстокова технологія розвивається у кількох напрямках:

1. Створення різних типів безстокових технологічних систем і водооборотних циклів на базі існуючих і перспективних способів очищення стічних вод.

2. Розробка і впровадження систем переробки відходів виробництва, що розглядаються як вторинні матеріальні ресурси.

3. Створення і впровадження принципово нових процесів отримання традиційних видів продукції, що дозволяють виключити або скоротити технологічні стадії, які дають основну кількість відходів.

4. Створення територіально-промислових комплекси) із замкнутою структурою потоків сировини й відходів.

Важливе завдання перебудови технологічних процесів - зменшення водоспоживання, яке в остаточному підсумку дозволить перейти на безвідходне виробництво без скиду технічних стічних вод у водойми.

Охорона вод

Охорона вод включає систему заходів, спрямованих на попередження й усунення наслідків забруднення, засмічення й виснаження вод. Норми охорони вод - це значення показників, дотримання котрих забезпечує екологічну благополучність водних об'єктів і необхідні умови охорони здоров'я населення й культурно-побутового водокористування. Правила охорони вод - це встановлені вимоги, що регламентують діяльність людини стосовно водних об'єктів.

На основі комплексного системного підходу розроблено комплекс стандартів у галузі охорони вод. Його цілі такі:

1) забезпечення водокористувачів водою необхідної якості й у достатній кількості відповідно до встановлених норм;

2) раціоналізація використання вод;

3) збереження унікальних водних об'єктів і їх екосистем у найближчому до природного стані;

4) дотримання умов, необхідних для підтримання оптимального рівня відтворення біологічних ресурсів вод, що забезпечує можливість їх раціонального використання.

Стандартизація спирається перш за все на санітарно-гігієнічні показники води. Регламентування державними стандартами гранично допустимих значень (ГДК) показників забруднення води є одним з найважливіших водоохоронних заходів. Це можливе лише за наявності налагодженого контролю якості води, тобто перевірки відповідності показників якості води встановленим нормам і вимогам. Служба контролю за рівнем забруднення прісних вод-частина національної системи моніторингу забруднення довкілля. Вона входить у систему державного обліку вод і ведення водного кадастру.

Важливу роль у системі водоохоронних заходів має охорона малих річок. їхнє господарське, кліматичне й рекреаційне значення важко переоцінити. Розвинута мережа малих річок підтримує підземні водоносні горизонти, які служать головними питтєвими джерелами. Безгосподарне відношення до малих річок призводить до їх замулення, погіршення якості води. Тому розробка і здійснення заходів з охорони малих річок - дуже актуальне завдання, від правильного вирішення якого залежать не тільки збереження природних багатств, але й подальший розвиток народного господарства. Для малих річок з невеликими витратами води в них і, відповідно, слабким розбавленням стоків існує велика небезпека забруднення й замулення. У їхньому функціонуванні роль лісу є важливішою, ніж для середніх і великих рік. У межах невеликих за площею водозборів малих річок значне зниження лісистості призводить до зменшення ґрунтового живлення, обміління і навіть пересихання цих річок. Тому для збереження малих річок необхідні водоохоронні зони - території, на якій встановлюється спеціальний режим з метою запобігання забрудненню, засміченню, виснаженню і замуленню вод. Ширина водоохоронної зони переважно становить 100-300 м. На цій території заборонено застосування міндобрив і отрутохімікатів, скид забруднених стічних вод, звалища сміття, будівництво підприємств і стоянок автотранспорту. Особливо суворо обмежується господарська діяльність у прибережній смузі шириною 15-100 м від плеса. Тут заборонено розорювати землі, випасати худобу і вирубувати деревно-чагарникову рослинність, яка є своєрідним регулятором стоку і бар'єром для ерозійних процесів та забруднювальних речовин.