Физико-химические методы применяются для очистки сточных вод от мелкодисперсных (0,1–10 мкм) и коллоидных (0,001–0,1 мкм) примесей /3/, а также кислот, оснований и некоторых ионов, солей и тяжелых металлов. Это необходимо для защиты от коррозии материалов водоотводных сетей и очистных сооружений, а также для предварительной очистки воды перед поступлением ее в сооружения биологической очистки. В практике широко получил распространение метод взаимной нейтрализации кислот и щелочей, содержащихся в сточных водах, а также нейтрализация сточных вод специальными реагентами. Также часто применяют в физико-химических методах очистки сточных вод коагуляцию, экстракцию, сорбцию и другие способы.
Биологическая очистка сточных вод основана на процессе биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, которое включает бактерии и простейших. Для биологической очистки вод используют поля орошения, фильтрации, биологические пруды и другие сооружения. На полях орошения очистка происходит за счет жизнедеятельности аэробных почвенных микроорганизмов. В биологических прудах процесс очистки происходит за счет аэрации (перемешивания водной массы с атмосферным воздухом), а также за счет окисления растворенных в воде веществ гидробионтами. Обширное применение в практике получили биофильтры и аэротенки.
Аэротенки представляют собой достаточно глубокие (от 3 до 6 м) резервуары, снабженные устройствами для аэрации. Здесь обитают колонии микроорганизмов, расщепляющие органические вещества. После аэротенков очищенная вода попадает в отстойники, где происходит осаждение активного ила для последующего частичного возвращения его в аэротенк. Кроме того, на подобных сооружениях устраиваются специальные емкости, в которых ил «отдыхает» (регенерируется).
Биофильтр в простейшем исполнении представляет собой резервуар, заполненный крупнозернистым материалом, на частицах которого закрепляются микроорганизмы. То есть, в отличие от аэротенка, аэробные бактерии расположены здесь на стационарно размещенных носителях. Биофильтры проще аэротенков в эксплуатации, более надежны и способны переносить периодические перегрузки по загрязнению и объему сточных вод.
Все вышеперечисленные методы очистки сточных вод применимы, когда концентрация определенных загрязняющих стоки веществ не превышает допустимую (ПДК). В большинстве случаев необходимо проводить три-четыре ступени предочистки сточных вод, чтобы добиться необходимого содержания определенных загрязняющих веществ. Кроме того, чтобы сбросить уже очищенные сточные воды в водоем после сооружений биологической очистки, часто необходима их доочистка (например, озонированием или УФ-облучением).
4. Классификация водных объектов по назначению, требования к качеству природных вод
3.1 Классификация водных объектов по назначению
Согласно Водному кодексу РФ, водные объекты классифицируются в зависимости от цели их использования в народном хозяйстве. Данная классификация приведена в Водном кодексе по статьям /1/.
1. Водные объекты хозяйственно-питьевого назначения
К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников питьевого водоснабжения. Подобным водным объектам уделяется особое внимание, поскольку качество воды в них напрямую влияет на здоровье населения. Контроль за качеством питьевой воды осуществляется по действующемй СанПиНу /3/.
2. Водные объекты, предназначенные для целей производства электрической энергии
Такими водными объектами, как правило, являются реки, на которых строятся гидроэлектростанции (ГЭС) с сооружениями плотин и водохранилищ. Функционируют ГЭС за счет энергии водного потока реки.
3. Поверхностных водные объекты, используемые для водного и воздушного транспорта
Водный транспорт является едва ли не самым древним водопользователем. По внутренним водным путям России (рекам, озерам, водохранилищам, каналам), имеющим общую протяженность свыше 400 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов.Использование поверхностных водных объектов в качестве путей сообщения осуществляется в соответствии с законодательством о водном транспорте.Также поверхностные водные объекты используются для взлета, посадки воздушных судов. Данный вид водопользования осуществляется в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.
4. Водные объекты, используемые для сплава леса
Весьма неблагоприятное воздействие на экологическое состояние водоемов оказывает лесосплав, изменяя естественное состояние русел, засоряя водные объекты затопленной древесиной, разрушая нерестовые участки. Именно поэтому водопользователи, осуществляющие сплав леса, обязаны регулярно проводить очистку водных объектов от затонувшей древесины. Также, согласно Водному кодексу, сплав леса без судовой тяги на водных объектах, используемых для судоходства, и молевой сплав леса на водных объектах запрещаются.
5. Водные объекты, используемые для лечебных и оздоровительных целей
Водные объекты, содержащие природные лечебные ресурсы, используются для лечебных и оздоровительных целей в порядке, установленном законодательством Российской Федерации о природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах.
6. Водные объекты, используемые для рекреационных целей
Водные объекты - излюбленное место для отдыха, спорта и туризма. Практически все рекреационные учреждения и сооружения размещены либо на берегах водоемов, либо вблизи них. Использование водных объектов для рекреационных целей осуществляется с учетом правил использования водных объектов, устанавливаемых органами местного самоуправления в соответствии с Водным кодексом.
7. Использование водных объектов для целей рыболовства и охоты
Рыбное хозяйство непосредственно связано с использованием водных ресурсов и предъявляет очень высокие требования к их режиму, количественному и качественному состоянию. Для успешного воспроизводства и нормального развития рыбы необходимы чистая вода с достаточным количеством растворенного кислорода и отсутствием вредных примесей, соответствующая температура и обеспеченность кормами. Нормативы качества воды для рыбохозяйственных объектов более строгие, чем для источников питьевого водоснабжения. Использование водных объектов для целей охоты и ведения охотничьего хозяйства осуществляется в соответствии с водным законодательством и законодательством о животном мире.
8. Использование водных объектов для разведки и добычи полезных ископаемых
Использование водных объектов для разведки и добычи полезных ископаемых осуществляется в соответствии с Водным кодексом и законодательством о недрах. При добыче торфа и других полезных ископаемых, как правило, используют месторождения на болотах. Болото или его часть может утрачивать режим водного объекта в результате полной или частичной выработки торфа, полной или частичной замены его материалами естественного или техногенного происхождения, в том числе подстилающими болото отложениями. После окончания использования болота или его части проводится их рекультивация преимущественно путем обводнения и искусственного заболачивания.
9. Использование водных объектов для обеспечения пожарной безопасности
Согласно Водному кодексу, забор (изъятие) водных ресурсов для тушения пожаров допускается из любых водных объектов без какого-либо разрешения, бесплатно и в необходимом для ликвидации пожаров количестве.Использование водных объектов, предназначенных для обеспечения пожарной безопасности, для иных целей запрещается.
3.2 Требования к качеству воды
Зачастую на бытовом уровне отношение к качеству воды бывает легкомысленное, основанным на оценке "нравится - не нравится", либо на разного рода заблуждениях. Однако существуют объективные показатели качества воды, которые должны соблюдаться непосредственно при ее потреблении. Их устанавливает СанПиН 2.1.4.1074-01 от 26.09.01. Данные нормы распространяются на питьевую воду, подаваемую централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также централизованными системами водоснабжения, подающими воду одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей, и устанавливает гигиенические требования и контроль за качеством питьевой воды.
Виды определяемых показателей и количество исследуемых проб питьевой воды перед ее поступлением в распределительную сеть устанавливаются с учетом следующих требований.
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические (вкус, запах, цвет) свойства. Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть, в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.
Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ:
- встречающихся в природных водах;
- добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;
- появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.
Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, установленных СанПиН.
Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава. Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по:
1) обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение;