Дубикова В.С.
Курский государственный университет, Россия.
Экологические проблемы очистки сточных вод и технологии их решения.
В настоящее
время проблема загрязнения водных объектов остается наиболее актуальной. Водные
объекты являются средой обитания многих живых организмов, влияют на
микроклимат, используются как источники питьевой воды и вод технического и
сельскохозяйственного пользования. Загрязнение водоемов сточными водами
приводит к изменению химического состава, нарушению круговорота веществ,
разрушению естественных экосистем, исчезновению видов, генетическому
ущербу, нарушению качества питьевой
воды.
Сточные воды
- любые воды и атмосферные осадки, отводящиеся в водоёмы с территорий
промышленных предприятий и населённых пунктов через систему канализации или
самотёком, свойства которых ухудшаются в результате деятельности человека[1].
Загрязнение водоемов сточными водами приводит к изменению химического
состава, нарушению круговорота веществ, разрушению естественных экосистем,
исчезновению видов, генетическому ущербу.
Сточные воды
могут поступать на городские очистные сооружения, на очистные сооружения предприятия,
на локальные очистные сооружения (предприятий, малых хозяйств,
домохозяйств)[2].
Очистка
сточных вод — комплекс мероприятий по удалению
загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах перед выпуском их в водоёмы. Она
осуществляется на специальных очистных сооружениях[3].
Процесс очистки делят на четыре этапа:
1) на механическом этапе производится предварительная
очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к
биологической очистке, происходит
задержание нерастворимых примесей;
2) биологический этап предполагает деградацию органической
составляющей сточных
вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).
На
данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота
и фосфора;
3) физико-химический этап используют для очистки от растворённых
примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы
физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из
сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции;
4) заключающим
этапом является дезинфекция сточных вод. Для окончательного обеззараживания
сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем
применяют установки ультрафиолетового облучения[4].
Современные
способы очистки, такие как классическая очистка сточных вод активным илом или
при помощи биофильтров, перестают удовлетворять современным требованиям из-за
значительной нагрузки на очистные сооружения. Перспективным и эффективным
направлением является переоснащение и модернизация очистных сооружений на
использование процессов очистки при помощи частиц-носителей биомассы. Этот
способ обеспечивает оптимизацию процесса очистки и уменьшает потребность в
доочистке. За счет поддержания в
движении носителей биомассы во всем объеме резервуара при помощи инновационной установки Wilo-Sevio ACT и благодаря
этому оптимизировать биологические процессы очистки.
В современное время для физико-химической
очистки используют катионные флокулянты Envifloc – специальный продукт, приготовленный на основе сополимеров акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом и
другими катионными мономерами – имеют молекулярную массу 300000–10000000 и
заряд 30–100% и стабилизирующих добавок. Стабилизирующая добавка катионных
флокулянтов – смесь органических соединений, позволяющих улучшать показатели по
очистке воды и делать процесс очистки более контролируемым и управляемым.
Так же используют анионные флокулянты Envifloc – специальный продукт на основе сополимеров
акриламида с акриловой кислотой и стабилизирующих добавок, позволяющие улучшать
качество очистки воды и делать процесс очистки более гибким и управляемым.
Широкий диапазон молекулярных масс и плотностей зарядов у анионных флокулянтов,
позволяет решать неординарные задачи по очистке сточной воды из любой отрасли
производства[5].
Современная очистка сточных вод методом электрокоагуляции сегодня
все чаще применяется на предприятиях машиностроительной, а также
металлургической промышленности, где отработанная жидкость характеризуется
высоким уровнем содержания солей тяжелых металлов, нерастворимых осадков,
технических масел. Суть процесса электрокоагуляции для очистки и обработки вод
заключается в оседании коллоидных систем в силу постоянного воздействия
электрического тока. В ходе процедуры присутствующие в очищаемой жидкости
технические соли подвергаются электрической диссоциации, а ионы выборочно
взаимодействуют с вредными примесями и выпадают в осадок в виде обычных гелей.
Современная установка электрокоагуляции для очистки воды в системе обработки
шламов обычно используется в металлургии, а также в горнорудном производстве[6].
На данный момент существует достаточное
количество компаний, которые
разрабатывают проекты, предлагают услуги в области водоснабжения и
установке станций очистки сточных вод. Например проект Мегаполис - станции нового поколения с нулевой эмиссией. Их появление
является прорывом в области концептуальных подходов в строительстве очистных
сооружений для крупных и средних
городов. Они могут быть размещены практически в любой части населённых пунктов,
не принося вреда окружающей среде и человеку.
Эти станции предельно компактны и
полностью закрыты: все технологические процессы очистки, обработки осадка,
вспомогательные рабочие зоны и хозяйственно-бытовые помещения располагаются в
одном здании, что в пять-шесть раз позволяет уменьшить территорию строительства. Компактность станций и сокращенная
санитарно-защитная зона позволяют экономить территорию под застройку и
располагать станцию практически в любом месте населенного пункта. После очистки
полученную очищенную воду можно использовать как для хозяйственных целей, так и
для производственного водоснабжения. Осадок, обезвоженный на станции после
специальной обработки, может быть
использован в качестве: удобрений
агротехнического назначения; биотоплива; строительной подсыпки для дорог,
фундаментов, кирпичного производства. Станция перерабатывает вредные выбросы,
не допуская их попадания в атмосферу.[7]
Огромное
влияние на повышение водооборота может оказать внедрение
высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических.
Большая часть затрат - затраты на охрану водоемов. Расходы, связанные с
получением коагулянтов и флокулянтов, могут быть снижены за счет более широкого
использования отходов производства различных отраслей промышленности, а также
осадков, которые образуются при очистке сточных вод, в особенности избыточного
активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта[8].
Так
как классическая очистка сточных вод активным илом или при помощи биофильтров
перестают удовлетворять современным требованиям из-за нагрузки на очистные
сооружения, в России и за рубежом
разрабатываются более эффективные и модернизированные очистные
сооружения, которые оптимизируют процесс очистки и уменьшают потребность в
доочистке сточных вод.
Литература
1. Гудков А.Г. Механическая
очистка сточных вод, Вологда:
ВоГТУ, 2003. 152с.
2. Алексеев
М.И., Рублевская О.Н. Очистка сточных вод: пер. с нем. - СПб: Новый журнал,
2013. 496с.
3. Самыгин В.Д., Игнаткина В.А. Процессы и аппараты очистки сточных вод. М: МИСиС,
2009. 222 с.
4. Галкин Ю.А., Селицкий Г.А. Очистка сточных вод: выбор технологии и
оборудования // Экология производства .2008. №10. С.60-67.
5. Оборудование для очистки и перекачки сточных вод // журнал Эколос. 2014.
№2. С.15-17.
6. Молоканов Д.А. Комплексный подход к очистке сточных вод // Экология
производства. 2011. №5.С.79-81.
7. Проект Мегаполис, очистные
сооружения нового поколения с нулевой эмиссией // журнал Экос, Новочеркасск:
2014. №3.С.7-10.
8. Буренин В.В. Очистка производственных сточных вод от загрязняющих примесей
// Безопасность жизнедеятельности. 2010. №2.С.15-20.