4. Сточные воды.
Сточные воды формируются в населённых пунктах, на промышленных предприятиях, а также на сельскохозяйственных предприятиях. Это воды, собираемые после использования на производственные, бытовые нужды, для полива дорог и насаждений, для мойки машин и мойки мест содержания скота. Они загрязнены органическими и минеральными примесями в виде взвеси, коллоидных и истинных растворов. К ним относятся дождевые и талые воды, стекающие по поверхности из населённых мест и промзон. В зависимости от происхождения сточные воды разделяют на три основных категории:
бытовые (от туалетных комнат, бань, прачечных, столовых, больниц и тому подобных социальных учреждений ),
производственные (от предприятий, использующих воду в технологических процессах для производства, мойки и охлаждения продукции),
атмосферные (талые и дождевые воды, стекающие с застроенных территорий и автомагистралей).
Состав сточных вод должен подвергаться анализу, в процессе которого устанавливают:
-химическую потребность в кислороде (ХПК) -- величину, определяющую общую концентрацию органических веществ в воде,
-биологическую потребность в кислороде (БПК) – величину, определяющую концентрацию органических соединений, окисляемых биологическим путём,
-концентрацию взвешенных веществ,
-интенсивность окраски,
-степень минерализации – содержание растворённых веществ, в том числе раздельно биогенных элементов (азота, фосфора, калия и других).
Бытовые и атмосферные воды положено отводить к очистным сооружениям раздельно по сетям ливневой и фекальной канализации. После очистки их сбрасывают в водотоки и водоёмы.
Согласно требованиям Основ водного законодательства РФ сточные воды промышленных предприятий должны очищаться на предприятии и повторно использоваться. На предприятиях России в ряде отраслей промышленности, в чёрной металлурги, нефтепереработке повторно используются в замкнутом цикле 90-95% сточных вод. Только 5-10% воды используемой предприятием для производства единицы продукта забирается из природных водных источников. Соответствующее количество воды, за вычетом потерь на испарение и воды вошедшей в продукт предприятия, возвращается в источники после очистки. Промышленные стоки также нередко создают тепловое загрязнение природных вод.
После очистки промышленные, бытовые и атмосферные воды не достигают первичного качества и потому загрязняют водотоки и водоёмы. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водотоке, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и возможности дальнейшего использования для водоснабжения, транспорта, рыбохозяйственных целей. В СССР были установлены и в РФ применяются нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных загрязнителей. Так, для водотоков, используемых для водоснабжения, содержание растворённого в воде кислорода в реке после смешения со сточными водами должно быть не менее 4мг/л; величина БПКполн. не должна превышать 3 мг/л,; количество взвеси не должно увеличиваться более, чем на 0,25 мг/л относительно фонового загрязнения взвесью; минерализация не должна превышать 1000 мг/л. Наблюдения за выполнением условий спуска сточных вод в природные источники осуществляют санитарно-эпидемические станции и бассейновые управления.
Сброс недоочищенных сточных вод производится по причине высокой стоимости полной очистки и ввиду возможного самоочищения реки, как живой экосистемы. Важно не перегрузить экосистему и не прекратить её работу по самоочищению. Река в природных условиях вне деятельности людей естественно загрязняется. Реки вены Земли. Они с континентов собирают продукты выветривания горных пород и продукты жизнедеятельности растений и животных, грибов и различных микроорганизмов. Они транспортируют этот смываемый материал в озёра и моря в растворённом и взвешенном виде. Потому вода реки минерализована примерно в 100 раз более, чем дождевая и замутнена. Она освобождается от минеральной взвеси на участках со слабым течением и захоранивает её. Растворённые вещества транспортируются до устья. Река с берегов получает также растительный детрит и другие органические остатки. Они перерабатываются механическим, химическим и биологическим путями. Некоторое количество загрязнений от хозяйственной деятельности может быть переработано теми же способами самой рекой. Способность к самоочищению реки зависит от скорости воды, её химического состава, температуры. Задача экологов определить резерв самоочистительной способности реки и не перегрузить её сточными водами.
Методы очистки сточных вод разделяют на четыре группы: механические, биологические, химические, физико-химические. В комплексе очистных сооружений в первую очередь проводят механическую очистку, которая при необходимости дополняется другими видами очистки. Механическая очистка производится с помощью различных решеток, фильтров и отстойников. Биологическая очистка осуществляется в специальных резервуарах или на полях орошения сообществом организмов (биоценозом), включающим множество специально подобранных родов и видов бактерий, водорослей, грибов, связанных между собой сложными взаимоотношениями. Главнейшая роль в сообществе принадлежит бактериям, число которых варьирует от 106 до 1014 клеток на 1 г сухой биомассы. Число родов бактерий достигает 5-10, а количество видов – до 100. Такое разнообразие обусловлено наличием в воде органических веществ различных классов. Но каким бы сложным ни было вещество, в природе находятся микроорганизмы, способные расщепить его полностью или частично. Процессы биологического окисления в сооружениях не всегда идут до конца, то есть до образования СО2 и Н2О. В воде могут появиться промежуточные продукты очистки, иногда более токсичные для водоёмов, чем исходные. Потому процесс биологической очистки требует контроля, научного и инженерного планирования в связи с изменением состава сточных вод во времени.
Вцелом очистка сточных вод представляет собой сложный технологический процесс, построенный на научной основе и постоянно совершенствуемый в интересах охраны окружающей среды. К сожалению, сточные воды сельских населённых мест и малых городов во многих случаях не проходят через очистные сооружения и сбрасываются в малые реки, самоочистительная способность которых недостаточна из-за малого расхода воды. Даже в крупных городах часть атмосферных вод уходит в реки мимо ливневой канализации. Необходимо отметить, что в очищенных сточных водах содержатся частицы активного ила, поверхностно активные вещества, бактериальные загрязнения, которые вызывают эвтрофикацию водоёмов, а так же затруднения при оборотном использовании воды. Необходима доочистка (глубокая очистка) очищенных сточных вод, которая осуществляется только на некоторых промпредприятиях для оборотного водопользования и для сброса в некоторые водоёмы с повышенными требованиями к их санитарному состоянию.
Несмотря на сказанное, всё же неверен расхожий тезис, что реки, озёра, моря безоглядно загрязняются сточными водами. Действующее в России законодательство обязывает промышленные и коммунальные предприятия осуществлять очистку сточных вод перед сбросом их в водоёмы, и она осуществляется под контролем СЭС (санитарно-эпидемических станции). Проекты строительства и реконструкции предприятий и населённых пунктов допускаются к реализации только после экологической экспертизы. СЭС существуют в России с дореволюционных времен. Научная экспертиза проектов введена в последнее пятилетие Советской власти и осуществляется в настоящее время. Однако в ряде случаев очистные сооружения не обеспечивают должной очистки из-за разных технических, технологических и финансовых причин, так как очистка сточных вод дело сложное, дорогостоящее и не до конца отработанное в научном плана.