Обработка сточных вод чаще всего сводится к удалению из воды таких примесей, как нерастворимые вещества и нефтепродукты, которые в обилии встречаются в наше время в окружающей среде. В отличии от подземных вод очистка поверхностных вод в подавляющем случае не предполагает умягчения воды или ее обезжелезивания, так как железо и минеральные вещества - загрязнители, свойственные скорее грунтовым водам, зато она зачастую предполагает обеззараживание и дезинфекцию воды, так как в поверхностных водах, как правило, содержится высокое количество различных микроорганизмов, бактерий, вирусов, палочек, микроводорослей и т.д., которые подлежат обязательному удалению вне зависимости от назначения и целей использования поверхностных сточных вод. Кстати, беззараживание необходимо и для бытовых сточных вод. Таким образом, весь процесс сводится к трем основным процессам: осветление, удаление нефтепродуктов и обеззараживание. Остановимся подробнее на этих трех этапах.
2.1 Очистка поверхностных вод от взвешенных загрязнителей
Первым блоком любых установок очистки поверхностных сточных вод являются осветлители, целью которых является извлечение из воды всех взвешенных частиц нерастворимых загрязнителей. Так, например, на первом этапе очистки из воды удаляется песок, глина, крупный мусор вроде веток, листвы и других механических загрязнителей. Также на первом этапе необходимо произвести обесцвечивание воды, то есть удаление таких загрязнителей как органические соединения. Высокую мутность и цветность воды также могут вызывать некоторые неорганические загрязнители, однако в установках очистки поверхностных сточных вод в основном удаляются именно органические загрязнители, в обилии встречающиеся в поверхностных сточных водах. Устранение нерастворимых загрязнителей чаще всего производится при помощи стандартных механических методов вроде отстаивания и фильтрации. Остановимся подробнее на методах удаления нерастворимых загрязнителей. Отстаивание - это простейший метод очистки поверхностных вод от частиц грубодисперсных загрязнителей. При отстаивании частицы загрязнителя оседают на дно специального резервуара под воздействием силы тяжести, поэтому этот метод подходит для удаления крупных частиц загрязнителей, однако слабоэффективен по отношению к мелким частицам. Применение коагулянтов, которые склеивают между собой мельчайшие частицы загрязнителей, при отстаивании позволяет существенно увеличить эффективность и скорость удаления механических примесей. Поэтому во многих установках очистки поверхностных сточных вод блоки отстаивания включают в себя станции дозирования химических реагентов.
Более эффективным и быстрым методом считается механическая фильтрация воды, которую, кстати, используют. Фильтрация воды осуществляется через слой зернистого, пористого или сетчатого материала. При прохождении воды через тот или иной тип фильтрующего материала крупные частицы нерастворимых загрязнителей задерживаются между зернами, порами или ячейками фильтрующей среды, вследствие чего и происходит очистка поверхностных сточных вод от механических примесей. Также, как и при отстаивании, этот метод зачастую использует различные дополнительные средства, в число которых входят и коагулянты.
2.2 Дезинфекция и обеззараживание поверхностных вод
Еще одним немаловажным блоком любой установки является блок обеззараживания и дезинфекции воды. Под дезинфекцией обычно подразумевается очистки поверхностных вод от всех типов живых микроорганизмов, в числе которых не только потенциально опасные для человеческого здоровья организмы вроде бактерий и вирусов, но и микроводоросли, способные навредить технике, трубопроводу и другим вступающим в контакт с загрязненной водой предметами. А чтобы, например, избежать попадания аналогичных вредных веществ в почву используют системы автономной загородной канализации, информацию о которой можно учесть, наверняка, весьма полезной. Сегодня существует несколько методов очистки стоков, каждый из которых обладает как своими преимуществами, так и своими недостатками, на некоторых из них мы остановимся подробнее.
Одним из наиболее распространенных методов очистки поверхностных вод от потенциально опасных микроорганизмов является их окисление при помощи тех или иных реагентов. Самым дешевым методом является хлорирование воды, так как этот реагент считается самым дешевым. Более дорогим, но более надежным и безопасным реагентом является озон, который после очистки попросту разлагается на безвредные соединения вроде воздуха, воды или углекислого газа в отличии от хлора, который остается в воде и способен нанести вред как человеческому организму, так и бытовой или промышленной технике.
Еще одним методом очистки поверхностных вод от микроорганизмов является облучение воды ультрафиолетом, которое считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов дезинфекции воды. При облучении воды ультрафиолет проникает в ядро живых клеток, нанося ДНК последних необратимые повреждения, которые становятся причиной потери микроорганизмом способности к репродукции. Очистка методом ультрафиолетового облучения сегодня считается одним из наиболее экологических технологий обеззараживания воды, который гарантирует высокое качество и хороший результат.
2.3 Очистка поверхностных сточных вод от нефтепродуктов
промышленный поверхностный вода очистка
Одним из наиболее сложных типов чистки считается удаление из воды нефтепродуктов, которые в изобилии встречаются в поверхностных водах в последнее время. Существует огромное количество разнообразных методов и установок для устранения нефтепродуктов, однако сегодня наибольшее распространение получил метод флотации. Подобные установки очистки поверхностных сточных вод используют физические методы очистки, что служит гарантией экологической чистоты данного метода, а высокая эффективность этой технологии позволяет удалить из воды практически любые количества нефти, нефтепродуктов и других сложноудалимых загрязнителей. Подробнее остановимся на принципе работы этих установок.
В основе работы установок для удаления нефтепродуктов лежит процесс флотации - отделение частиц нерастворимых загрязнителей от воды вместе с пузырьками тонкодиспергированного воздуха или другого газа. В процессе флотации частицы нефтепродуктов всплывают на поверхность воды вместе с воздухом, благодаря чему образуется грязная пена, которая и удаляется установкой. Использование флотации как метода очистки поверхностных сточных вод возможно благодаря различной плотности веществ, их смачиваемости прочим свойствам.
Установки представляют собой достаточно простые устройства, основной функциональной частью которых являются своеобразные резервуары-отстойники. На дне отстойников размещаются погружные аэраторы, которые насыщают воду пузырьками тонкодиспергированного воздуха. При прохождении пузырьков воздуха через всю массу воду вместе с газом выносят нефтепродукты и другие нерастворимые примеси, после чего начинается работы следующего блока установки - скребкового механизма, который удаляет с поверхности воды грязную пену.
Выводы
Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь. В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных вод.
Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.
Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов.
Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.
В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод. На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %): охрана атмосферы 35,2 %, охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов, расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта. Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.