Условия сброса сточных вод в водоем
Приемниками сточных под в основном служат водоемы. Сточные воды перед сбросом в водоем необходимо частично или полностью очистить. Как известно, в воде водоема содержится определенный запас кислорода, который может быть частично использован для окисления органического вещества, поступающего в водоем совместно со сточной водой. Водоем, таким образом, обладает некоторой самоочищающей способностью, т.е. в нем под воздействием микроорганизмов-минерализаторов могут окисляться органические вещества, но при этом содержание растворенного кислорода в воде будет падать.
В настоящее время большинство крупных рек загрязнено сточными водами, поэтому самоочищающая способность рек сильно ограничена. Она зависит от условий смешения и разбавления сточных вод водой водоемов. Попавшее в водоем загрязнение вовлекается в комплекс физических, физико-химических, химических и биологических процессов трансформации (рис.14).
Прежде всего, попавшие в водоем загрязнения подвергаются разбавлению (рассеиванию), часть из них (например, нефтяные битумы) оседает на дно водоема (оседание загрязнений на дно водоема происходит с участием гидробионтов седиментаторов и фильтраторов), другая часть всплывает в виде пленки или пены. Некоторые всплывшие загрязнения испаряются с поверхности водоема (летучая органика), другие подвергаются разложению ультрафиолетовыми лучами. Важнейшим фактором самоочищения является гидролиз, в результате которого поступившие в водоем загрязнения подвергаются глубоким изменениям. Например, при гидролизе аммонийных солей, с образованием гидрата окиси аммония наблюдается снижение его концентрации в связи летучестью аммиака.
Рис.14. Трансформация загрязнений сточных вод
Сложный комплекс процессов аэробного окисления и деструкции примесей воды водоема, выпадение в осадок примесей из воды, процессов анаэробного брожения в слое осадка, перемешивание его выделяющимся углекислым газом — далеко не полный перечень процессов самоочищения водоема. Наиболее важными компонентами процессов в слое осадка являются образование в осадке углекислого газа и сероводорода и сильное локальное закисление его структуры, приводящее к растворению их гидратных и карбонатных форм и последующему переходу в воду ионов тяжелых металлов осадка. Вторичное загрязнение воды происходит и по другим схемам процессов и их компонентам, что, в конечном счете, приводит иногда к негативным последствиям.
Основная роль в процессе самоочищения принадлежит биологическому фактору. Процесс деструкции органических загрязнений осуществляется всем сообществом гидробионтов, образующих трофическую цепь. Однако главную роль в процессах самоочищения играют бактерии. Все бактерии водоема делятся на две группы: автохтонные — присущие данному водоему, и аллохтонные - попавшие в него извне. В случае благоприятных условий среды аллохтонные бактерии приживаются в водоеме, но чаше всего постепенно отмирают, что также является благоприятным фактором, поскольку многие из них относятся к патогенным. Те же процессы происходят и на очистных сооружениях в блоке биологической очистки.
Учитывая, что в процессах самоочищения водоемов и очистке сточных вод принимают участие микроорганизмы, студентам специальности «Водоснабжение и водоотведение» необходимы знания по экологии, гидробиологии, санитарии и гигиены, биотехнологии, биометрии и некоторых других смежных естественных наук.
«Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» установлены два вида нормативов качества воды в водоемах:
для водоемов питьевого и культурно-бытового водопользования;
для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях.
К рыбохозяйственным водоемам по ряду показателей предъявляются более высокие требования.
Для удовлетворения санитарных требований устанавливают предельно допустимый сброс (ПДС) лимитирующих веществ в целях ограничения поступления загрязнений в водоем со сточными водами. При расчете ПДС для каждого конкретного выпуска сточных вод природоохранными органами учитываются следующие факторы:
расход сточных вод, устройство выпуска сточных вод;
гидрологические характеристики водоема (расход реки, максимальные и минимальные скорости течения, глубина, ширина реки);
вид, категория водоема и установленные для них ПДК (предельно-допустимые концентрации) загрязняющих веществ;
степень загрязнения или самоочищающая способность водоема.