Методы очистки сточных вод

Выделяют следующие виды водоохранных мероприятий:

1. Мероприятия, направленные на совершенствование самой технологии использования воды. Это сокращение потребления воды на единицу произведенной продукции, применение оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, борьба с потерями воды на производстве и т.д. Оборотное водоснабжение – это относительно быстрое повторное поступление использованной воды в технологические циклы после ее очистки. При повторно-последовательном водоснабжении вся отработанная вода направляется для вторичного использования в другом производстве без промежуточной очистки. В США одна и та же вода в среднем используется девять раз перед сбросом. В Японии процент оборотного водоснабжения вырос до 74%.

2. Мероприятия по очистке сточных вод.

3. Мероприятия, осуществляемые непосредственно на водоемах. К ним относится очистка водной поверхности от нефтяной пленки и плавающих предметов, удаление загрязненного грунта, периодическая уборка макрофитов. В Великобритании разработан метод очистки воды от нефти с помощью специального вещества, которое почти не оказывает влияния на морскую фауну. Нефть, обработанная таким веществом, быстро коагулируется в комки, которые оседают на дно, смешиваются с илом и разлагаются бактериями.

4. Мероприятия, проводимые на водосборе. Это создание водоохранных зон и лесозащитных полос, проведение противоэрозионных мероприятий, строительство прудов, организация безопасной технологии складирования, использования минеральных удобрений, ядохимикатов и др.

 

Очистка сточных вод осуществляется механическими, химическими, физико-химическими, биологическими методами. Наиболее дешевая – механическая очистка сточных вод применяется для выделения взвесей. Основными формами очистки являются процеживание, отстаивание, фильтрование. Методы механической очистки применяются во всех отраслях народного хозяйства в качестве предварительного этапа. Этот способ очистки является основным в металлургии, горнорудной и горно-химической промышленности Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных - более 9/10.

Химическая очистка сточных вод применяется для выделения неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение растворенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков. Химические методы позволяют очищать сточные воды со значительными колебаниями в них концентраций загрязняющих веществ. Определенным недостатком метода является накопление в процессе очистки значительного количества осадков.

Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубо- и мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей, растворенных соединений. Это высокопроизводительный способ очистки, но отличается высокой стоимостью. К физико-химическим методам относится флотация, экстракция, адсорбция, ионный обмен и др.

Флотация ускоряет осветление промышленных сточных вод и удаляет из них взвешенные вещества, нефть, нефтепродукты, жиры, поверхностно-активные вещества. Сущность этого процесса состоит в насыщении стоков воздухом, к пузырькам которого прилипают частицы твердых веществ, всплывающие на поверхность.

Адсорбцию применяют при невысоком содержании органических веществ в сточных водах. В качестве адсорбента используется активированный уголь и органические, синтетические сорбенты.

При ионообменном способе очистки легкие ионы водорода или ионы щелочных металлов замещаются на ионы цветных и тяжелых металлов. При этом удаляемое вещество концентрируется, а не разрушается. Для этого способа применяют синтетические ионообменные смолы.

Окисление – один из перспективных методов очистки сточных вод. Используется озон, хлор, диоксид хлора, перманганат калия и другие окислители, позволяющие окислять остаточные растворенные в воде, устойчивые к биологическому разрушению органические вещества. При эвапорации сточные воды нагревают до кипения. Насыщенный водяной пар извлекает из воды примеси. Затем пар пропускают через нагретый поглотитель, в котором примеси задерживаются.

Биологический метод очистки сточных вод применяется для удаления растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения. Биологическая очистка осуществляется как в очистных сооружениях, так и в естественных условиях. К недостаткам метода относится способность активного ила увеличиваться в размерах при перегрузке очистных сооружений и выносить в водоемы после очистки соединения азота и фосфора. Имеется несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

В биологических прудах в очистке сточных вод участвуют все организмы, населяющие водоем. Заросли камыша наряду с бактериями и водорослями выполняют роль живых фильтров, поглощающих многие загрязняющие вещества, уничтожают своими выделениями болезнетворные бактерии. Густые заросли тростника на площади 1 га поглощают из воды и почвы и аккумулируют в своих тканях до 5-6 т различных солей. За сутки с 1га водной поверхности гиацинтом извлекается 44 кг N, 44 кг К, 34 кг Nа, 22 кг Са, 4 кг Mn.

Аэротенки – огромные резервуары из железобетона, заполненные активным илом из бактерии и микроскопических животных. Эти живые организмы быстро развиваются. Из-за значительного количества органических веществ в сточных водах и избытка подаваемого кислорода, бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты. Ферменты минерализуют органические соединения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, амебы и другие животные используют в пищу бактерии, не слипающиеся в хлопья.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее химической или физико-химической. Биологический метод дает хороший результат при очистке коммунально-бытовых стоков. Его применяют для очистки сточных вод нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

Применяемые методы очистки позволяют снизить уровень загрязнения воды лишь на 80%, в более совершенных сооружениях – до 95%. Даже в высокоразвитых странах мира очищают не все сточные воды. В Германии очищают 64% бытовых стоков, в Швеции – 10% стоков остаются неочищенными, 15% подвергают механической очистке. Стоимость очистных сооружений часто достигает 10-20% стоимости строительства предприятий. В отдельных отраслях промышленности, например, в целлюлозно-бумажной и нефтехимической, затраты на очистку достигают 25% всех производственных затрат. С повышением степени очистки до 98-99% стоимость очистных сооружений увеличивается в несколько раз.

Только очистными сооружениями полностью предотвратить загрязнение водоемов не удается. В комплексной охране водных ресурсов важное значение придается экономии чистой воды. В этих целях сокращают нормы потребления ее на технологические процессы, ведут борьбу с утечкой, водяное охлаждение заменяют воздушным и т.д. Большое внимание уделяется сохранению растительности, имеющей водоохранное значение. В промышленности значительное количество воды экономится при внедрении прогрессивных технологических процессов. На старых нефтехимических заводах для переработки 1 т нефти расходуется 18-22 м³ воды, на современных заводах с оборотным водоснабжением и системами воздушного охлаждения – 0,12 м³/год.

Важной задачей рационального использования водных ресурсов является сокращение потребления водопроводной воды на технические нужды. В Москве, например, на долю промышленности приходится около четверти подаваемой водопроводной воды. Необходимо расширить сеть технических водопроводов.

Для сбережения воды на неорошаемых землях важное значение имеет высокая агротехника. Зяблевая обработка почвы и агролесомелиоративные меры способствуют накоплению влаги. Расширяются площади оросительных систем, использующих сточные воды для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, а также доочистки в естественных условиях. Целесообразно использовать в качестве удобрений осадок сточных вод. При внесении осадков сточных вод в выщелоченный чернозем в дозе 40-60 т/га урожайность яровой пшеницы увеличивается на 27-48,6%.

Значительно сокращаются потери воды при орошении при применении прогрессивных способов полива: капельного орошения, предпочвенного и мелкодисперсного полива. Совершенствование оросительных систем, бетонирование дна, применение закрытых дренажей способствуют повышению КПД этих систем.

 

Водоохранные зоны

В водоохранную зону включается пойма реки, склоны надпойменной террасы, прибрежная овражно-балочная сеть. Минимальная ее ширина устанавливается в зависимости от длины реки. При расстоянии от истока реки до 10 км, ширина – 15м, 10-50 км – 100 м, 50-100 км – 200 м, > 100 км – 300 м. Ширина водоохранной зоны для озер и водохранилищ с площадью акватории до 2 км принимается в 300 м, с большей площадью – 500 м. Внутри водоохранной зоны выделяют прибрежную водоохранную полосу – это территория строгого ограничения хозяйственной деятельности. Она используется под сенокосы и для лесных полос. В водоохранной зоне запрещается содержание гаражей, складов, прудов-накопителей, размещение животноводческих комплексов и ферм, строительство новых предприятий, стоянок автомашин. Не разрешается размещать склады удобрений, ядохимикатов, свалки.

В соответствии со ст. 75 Водного кодекса Республики Беларусь, для предотвращения загрязнения, засорения и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного мира и произрастания объектов растительного мира на территориях, прилегающих к водным объектам, устанавливаются водоохранные зоны. В пределах водоохранных зон выделяются прибрежные полосы строгого охранного режима. В водоохранной зоне рек и водоемов устанавливается специальный режим хозяйственной и иной деятельности. Порядок установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос и режим ведения в них хозяйственной и иной деятельности определяются Положением о порядке установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов и режиме ведения в них хозяйственной и иной деятельности (утвержденно Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 21 марта 2006 г. № 377 «Об утверждении Положения о порядке установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов и режиме ведения в них хозяйственной и иной деятельности и признании утратившими силу некоторых постановлений Совета Министров Республики Беларусь»). Местные Советы депутатов, исполнительные и распорядительные органы обязаны доводить до сведения населения, всех заинтересованных юридических лиц и индивидуальных предпринимателей решения о границах водоохранных зон и прибрежных полос, режиме хозяйственной и иной деятельности, действующем на этих территориях. Следует отметить, что для технологических водоемов объектов сельского хозяйства, промышленности и энергетики, водоемов, используемых для очистки (доочистки) хозяйственно-бытовых, производственных и дождевых вод, открытых водоотводящих устройств (кюветов, каналов) дождевой канализации, временных водотоков, образованных стеканием снеговых или дождевых вод, осушительных и оросительных сетей водоохранные зоны и прибрежные полосы не устанавливаются. Согласно ст. 77 Водного кодекса Республики Беларусь, в границах водоохранных зон запрещаются: применение химических средств защиты растений, внесение- минеральных удобрений авиационным методом; 2 размещение складов для хранения химических средств защиты- растений, минеральных удобрений, площадок для заправки аппаратуры химическими средствами защиты растений, размещение объектов хранения нефти и нефтепродуктов (за исключением складов нефтепродуктов, принадлежащих организациям внутреннего водного транспорта), организация летних лагерей для сельскохозяйственных животных, размещение животноводческих ферм и комплексов, накопителей сточных вод, полей орошения сточными водами, кладбищ, скотомогильников, а также других объектов, способных вызывать химическое или биологическое загрязнение поверхностных и подземных вод, создающих угрозу для жизни и здоровья населения, нарушающих иные требования экологической безопасности; устройство объектов захоронения и хранения отходов, за- исключением санкционированных мест временного хранения отходов; рубка леса, удаление объектов растительного мира без- лесоустроительных проектов, проектов благоустройства и озеленения, по которым получено положительное заключение государственной экологической экспертизы, за исключением случаев, предусмотренных законодательством Республики Беларусь об использовании, охране и защите лесов, об охране и использовании растительного мира, о транспорте, о Государственной границе Республики Беларусь, о государственной экологической экспертизе; мойка транспортных и других технических средств вне- установленных мест; стоянка механических транспортных средств, за исключением- специально отведенных в установленном порядке мест для стоянок механических транспортных средств, а в случае их отсутствия – на расстоянии не менее тридцати метров по горизонтали от уреза воды. Размещение садоводческих товариществ, дачных кооперативов в границах водоохранных зон допускается при условии согласования проектов организации и застройки территорий садоводческих товариществ, дачных кооперативов в соответствии с законодательством Республики Беларусь об охране и использовании земель, о строительстве, архитектуре и градостроительстве, об охране окружающей среды. В границах прибрежных полос действуют запреты и ограничения, указанные в части первой настоящей статьи, а также запрещаются: 3 возведение и реконструкция зданий и сооружений, проведение иных- работ, за исключением указанных в частях четвертой–шестой настоящей статьи; применение всех видов удобрений на расстоянии до десяти метров- по горизонтали от уреза воды; выпас сельскохозяйственных животных вне установленных- местными исполнительными и распорядительными органами мест; обработка, распашка земель (почв) на расстоянии до десяти метров- по горизонтали от уреза воды, за исключением обработки земель (почв) для залужения и посадки водоохранных и защитных лесов, а также при проведении работ, указанных в частях четвертой–шестой настоящей статьи; удаление объектов растительного мира, за исключением их удаления- при проведении работ по установке и поддержанию в исправном состоянии пограничных знаков, знаков береговой навигационной обстановки и обустройству водных путей, полос отвода автомобильных и железных дорог, иных транспортных и коммуникационных линий, а также при проведении работ, указанных в частях четвертой–шестой настоящей статьи либо определенных иными законодательными актами Республики Беларусь; ограждение земельных участков на расстоянии менее пяти метров по- горизонтали от уреза воды, за исключением земельных участков, предоставленных для строительства и обслуживания водозаборных сооружений, объектов внутреннего водного транспорта, энергетики, рыбоводных хозяйств, рекреационного и лечебно-оздоровительного назначения и иных объектов, эксплуатация которых непосредственно связана с использованием водных объектов; размещение лодочных причалов и площадок постоянного- базирования маломерных судов за пределами отведенных для этих целей мест, определяемых местными исполнительными и распорядительными органами; размещение сооружений для очистки сточных вод (за исключением- сооружений для очистки дождевых вод) и обработки осадка сточных вод; размещение садоводческих товариществ и дачных кооперативов;- техническое обслуживание транспортных и других технических- средств. В границах прибрежных полос допускается строительство: 4 домов отдыха, санаториев, санаториев-профилакториев, домовØ охотника и рыболова, детских оздоровительных лагерей, спортивных и туристических комплексов, в том числе для агро- и экотуризма; сооружений спасательных станций РеспубликанскогоØ государственно-общественного объединения «Белорусское республиканское общество спасения на водах»; сооружений, предназначенных для благоустройства пляжей и иныхØ зон отдыха (биотуалеты, мостки для купания и ловли рыбы, теневые навесы и им подобные объекты); малых архитектурных форм (беседки, навесы, качели и имØ подобные объекты, предназначенные для благоустройства прибрежных полос водных объектов), а также размещение контейнеров, урн для сбора отходов; сооружений для хранения маломерных судов и другихØ плавательных средств; объектов, связанных с деятельностью внутреннего водногоØ транспорта; мостовых переходов;Ø гидротехнических сооружений, в том числе водозаборных иØ водорегулирующих сооружений, а также гидроэнергетических сооружений, дюкеров, объектов инженерной инфраструктуры; сооружений и объектов, необходимых для осуществления охраныØ Государственной границы Республики Беларусь, в пределах пограничной полосы; сооружений и объектов Государственной инспекции охраныØ животного и растительного мира при Президенте Республики Беларусь, непосредственно предназначенных для осуществления контроля за охраной и использованием диких животных, относящихся к объектам охоты и рыболовства, а также древесно-кустарниковой растительности и иных дикорастущих растений, используемых в заготовительных целях; пунктов гидрометеорологических наблюдений;Ø иных объектов, определяемых Советом Министров РеспубликиØ Беларусь по согласованию с Президентом Республики Беларусь. В границах прибрежных полос допускаются строительство и эксплуатация жилых домов, строений и сооружений при них, в том числе помещений для хранения инвентаря, твердого топлива, гаражей для хранения легковых автомобилей и мотоциклов, туалетов с оборудованным отводом 5 сточных вод в централизованные системы канализации или водонепроницаемые выгреба с организованным подъездом для вывоза стоков, на земельных участках, предоставленных в соответствии с законодательством Республики Беларусь об охране и использовании земель до 24 июля 2008 года, если такие строительство и эксплуатация соответствуют требованиям законодательства Республики Беларусь о строительстве, архитектуре и градостроительстве, об охране окружающей среды, о санитарно-эпидемическом благополучии населения и соблюдаются интересы государства и законные интересы граждан. Кроме возведения и реконструкции объектов, указанных в частях четвертой и пятой статьи 77 Водного кодекса, в границах прибрежных полос допускаются размещение пасек без капитальных строений, а также проведение: работ, связанных с укреплением берегов водных объектов;Ø работ по содержанию и техническому обслуживанию существующейØ застройки; работ по ведению садоводства и огородничества на земельныхØ участках, находящихся в пользовании, пожизненном наследуемом владении, частной собственности или аренде граждан, на землях населенных пунктов, садоводческих товариществ и дачных кооперативов; ремонтных и эксплуатационных работ по содержаниюØ гидротехнических сооружений, в том числе водозаборных и водорегулирующих сооружений, а также гидроэнергетических сооружений, мостов и внутренних водных путей; иных видов работ, определяемых Советом Министров РеспубликиØ Беларусь по согласованию с Президентом Республики Беларусь. В границах прибрежных полос эксплуатация зданий и сооружений, возведенных до 24 июля 2008 года, имеющих сброс сточных вод, осуществляется при наличии централизованной системы канализации, отвода и очистки загрязненных сточных вод или устройства водонепроницаемых выгребов с организованным подъездом для вывоза стоков. Выбор места для устройства водонепроницаемого выгреба производится на максимально удаленном расстоянии от уреза воды водного объекта в границах предоставленного земельного участка по согласованию с органами государственного санитарного надзора. 6 Законодательными актами Республики Беларусь могут быть установлены и другие запреты и ограничения хозяйственной и иной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных полосах. В соответствии с Приложением 1 к Положению о порядке установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов и режиме ведения в них хозяйственной и иной деятельности (утвержденному Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 21 марта 2006 г. № 377 «Об утверждении Положения о порядке установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов и режиме ведения в них хозяйственной и иной деятельности и признании утратившими силу некоторых постановлений Совета Министров Республики Беларусь») минимальная ширина водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов для населенных пунктов, в частности, для малой реки водоохранная зона составляет 200 м, прибрежная полоса – 10 м, для средней и большой реки – 300 м и 50 м соответственно, для озера 300 м и 30 м соответственно. Согласно ч. 2 статьи 15.51 КоАП Республики Беларусь, нарушение режима содержания водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов или водоохранного режима на водосборах, их загрязнение влекут наложение штрафа в размере до десяти базовых величин, на индивидуального предпринимателя – до тридцати базовых величин, а на юридическое лицо – до пятидесяти базовых величин. Согласно ч. 3 статьи 15.51 КоАП Республики Беларусь, нарушение режима содержания водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов или водоохранного режима на водосборах, их загрязнение, вызвавшие водную эрозию почв или иные вредные последствия, либо несоблюдение режима хозяйственной и иной деятельности, предусмотренного для зон санитарной охраны источников и систем питьевого водоснабжения, влекут наложение штрафа в размере от десяти до тридцати базовых величин, на индивидуального предпринимателя – от десяти до пятидесяти базовых величин, а на юридическое лицо – до двухсот базовых величин.