11. Меры борьбы с загрязнением водоемов. Очистка сточных вод

Основные меры борьбы с загрязнением водоемов:

1. Установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон. В прибрежных защитных полосах (шириной 10-50 м) запрещаются любые работы. В водоохранной зоне – до 300 м от уреза воды – запрещается размещение любых объектов, которые могут оказать влияние на состояние реки, не допускается вырубка насаждений.

2. Отказ от применения пестицидов в сельском хозяйстве.

3. Уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет снижения водоёмкости производства и применения оборотных систем водоснабжения.

4. Разделение промышленных и к/х стоков. Обеспечение их очистки перед сбросом в водный объект. Снижение опасности загрязнения нефтепродуктами за счет повышения надежности водного транспорта и оборудования.

Очистка воды предназначена для обеспечения требуемого качества воды, т.е. снижения концентраций загрязняющих веществ в сточных водах производства и иных водах до нормативных параметров (ПДК). Методы и качество очистки воды различаются в зависимости от ее назначения: очистка воды для питьевых, технологических или хозяйственно-бытовых целей существенно различается. Методы очистки воды подразделяют на три основные группы: механические, физико-химические и биологические.

Механическая очистка применяется прежде всего для отделения твердых и взвешенных веществ. Наибо­лее типичными в этой группе являются способы процеживания, отстаивания, инерционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания). Для водоподготовки из этой группы наи­более широко применяются отстаивание и фильтрова­ние.

Процеживание - первичная стадия очистки сточ­ных вод - вода пропускается через специальные ме­таллические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.

Методы очистки сточных вод

Механические

Отстаивание;

Процеживание;

Фильтрование;

Центрифугирование

Физико-химические

Коагуляция;

Флотация;

Ионный обмен;

Экстракция;

Сорбция;

Дистилляция;

Дезодорация;

Обратный осмос;

Электрохимические

Химические

Нейтрализация;

Аэрация;

Озонирование;

Хлорирование;

Барбатирование

Биологические

Термические

Рис. Классификация методов очистки сточных вод

Отстаивание происходит в специальных емкостях, которые по направлению движения воды делят на гори­зонтальные, вертикальные, радиальные и комбинирован­ные. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаж­дения частиц, которые собираются внизу. Разновиднос­тью отстойника являются песколовки, применяющиеся для выделения частиц песка в стоках литейных цехов, окали­ны - в стоках кузнечно-прессовых и прокатных цехов и т. д. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).

Фильтрование осуществляется чаще всего через по­ристые связанные или несвязанные материалы. Как правило, фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Фильтроматериалы достаточно разнообразны: кварцевый пе­сок, гравий, антрацит, частички металлов и др. Песча­ные фильтры - основные очистители при водоподготовке.

Нефтеловушки в самом простом исполнении пред­ставляют собой отстойники, в которых выход очищен­ной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собира­ется сверху.

Физико-химическая очистка обеспечивает отделе­ние как твердых и взвешенных частиц, так и раство­ренных примесей. Она включает множество разных способов, важнейшими из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция, ионообменные методы и др.

Экстракция - процесс разделения примесей в сме­си двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточ­ной воды). Например, в специальных колонках (пусто­телых или заполненных насадками) стоки смешивают­ся с экстрагентом, отбирающим вредные вещества: так бензолом удаляется фенол.

Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В некоторых слу­чаях между пузырьками и примесями происходит реак­ция.

Нейтрализация - обработка воды щелочами или кис­лотами, известью, содой, аммиаком и т. п. с целью обес­печения заданной величины водородного показателя рН. Самый простой способ нейтрализации сточных вод - сме­шение кислых и щелочных стоков, если они имеются на предприятии.

Коагуляция – процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов.

Окисление - применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных вод для обеззараживания воды и уничтожения токсичных биологических приме­сей. Наиболее распространенный способ - хлорирова­ние - чреват появлением ди­оксинов (особенно при вынужденном повышении дозы хлора летом или в период паводка, так называемом ги­перхлорировании). Необходимо постепенно переходить на другие способы, например, на комбинацию - озо­нирование и хлорирование. Озонирование - дорого и имеет более кратковременное действие, но оно перспек­тивнее. В настоящее время отрабатываются комбина­ции реагентов с ультрафиолетовой обработкой воды. Во всяком случае вода, применяемая для питья и содер­жащая характерный запах хлора, перед употреблени­ем должна отстаиваться и кипятиться, как минимум.

Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. И в том, и в другом случае органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, простейшими, водорослями и т. п.) и превращаются в минеральные вещества. В естественных условиях очистка производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах-отстойниках, в которых концентрация загрязняющих веществ снижается до требуемых норм за счет процессов самоочищения, осуществляемых микроорганизмами.

Как правило, очистка сточных вод происходит в несколько этапов: 1 – механическая очистка для удаления крупного мусора, песка, твердых взвешенных частиц; 2 – физико-химические или химические методы (для удаления токсичных неорганических или органических загрязнителей), биологические методы (для очистки хозяйственно-бытовых стоков); 3 – доочистка или обеззараживание.

Выбор способов очистки и обеззараживания воды за­висит от многих параметров и требований, важнейшие из которых:

• необходимая степень очистки и исходная загрязненность воды,

• требуемые расходы и время очистки,

• наличие очистителей и энергии,

• эконо­мические возможности.

Но при всех методах очистки следует обращать внимание на вопрос утилизации осад­ка, образующегося при обработке воды (особенно токсич­ных промстоков).