Сточные воды, их виды, опасность и способы очистки

По данным Всемирной организации здравоохранения около 80% всех заболеваний вызвано потреблением некачественной питьевой воды. В связи с этим важнейшим условием является государственный контроль за надлежащей очисткой сточных вод перед их сбросом в водоемы. В настоящей статье рассмотрим виды сточных вод, их возможные загрязнения и методы очистки.

Виды сточных вод

Сточные воды образуются в результате производственной и хозяйственно-бытовой деятельности человека. Они собираются и после очистки отводятся в водоемы и системы канализации. Задачей государственных органов является контроль за тем, чтобы неочищенные стоки не попадали в природные водоемы. По происхождению сточные воды можно разделить на 3 группы.

Производственные

Это наиболее многочисленная группа. Образуются в процессе производственной деятельности при промывке полезных ископаемых и промышленного сырья, процессах теплообмена (нагрев, охлаждение), промывке производственного оборудования и емкостей хранения сырья, полупродуктов и готовой продукции.

Производственные стоки могут сильно отличаться по составу и содержать многочисленные загрязняющие вещества. Могут включать такие высокотоксичные загрязнители, как соли тяжелых металлов, кислоты, щелочи, нефтепродукты, ПАВ, галогенированные органические соединения и другие. Они представляют наибольшую опасность для окружающей среды и здоровья человека.

Хозяйственно-бытовые

Это стоки от жизнедеятельности человека и хозяйственно-бытового использования (бани, прачечные, туалеты, кухни, предприятия общепита и др.). Основные их загрязнения имеют биологическую природу. Это растительные и животные остатки, фекалии, белки, жиры, углеводы, пищевые остатки. Имеются также специфические загрязнители (микрочастицы пластика от стирки одежды из синтетических тканей, ПАВ, фосфаты).

Поверхностные (дождевые, талые)

Поверхностные воды содержат загрязнения, характерные для территорий с которых они собираются. Поверхностный сток населенных пунктов имеет достаточно постоянный состав и небольшое количество загрязнений (пыль, сажа, песок, нефтепродукты, микрочастицы пластика и резины).

Стоки сельских поселений содержат значительно меньше загрязнений. Однако, крупные сельско-хозяйственные предприятия имеют собственные специфические загрязнения (средства защиты растений, минеральные удобрения, растительные остатки).

В крупных промышленных центрах поверхностные воды имеют значительно большую загрязненность. Около металлургических предприятий в них преобладают сажа, нефтепродукты, окислы черных и цветных металлов. Наиболее значительные загрязнения оказывают угольные теплоэлектростанции, в выбросах которых содержится почти половина таблицы Менделеева. Годовые выбросы тяжелых металлов составляют сотни килограммов, а мышьяка, свинца, ртути-десятки килограммов.

Классификация по степени загрязнения и видам загрязнителей

В зависимости от состава загрязнений сточные воды подразделяются:

• загрязненные преимущественно минеральными веществами (грунт, песок, соли тяжелых металлов, неорганические кислоты, щелочи, оксиды и гидроксиды);
• содержащие преимущественно органические загрязнения (хозяйственно-бытовые стоки);
• содержащие как минеральные, так и органические примеси.По концентрации загрязняющих веществ стоки подразделяют на:
• слабозагрязненные, содержащие до 500 мг/л загрязняющих веществ. Требуют минимальной очистки для выполнения нормативов допустимого воздействия;
• средне загрязненные (500-5000 мг/л);
• сильнозагрязненные (5000-30 000 мг/л), такие стоки нуждаются в очень качественной очистке;
• опасные, содержащие более 30 000 мг/л, представляют повышенную опасность для водных обитателей и здоровья человека.

Опасность сточных вод

Поступление неочищенных стоков в водоемы может привести к катастрофическим последствиям:

• массовой гибели водных обитателей, включая ценных рыб, развития мутаций, накопления токсинов в пищевых цепочках;
• бурному росту водорослей при высоком содержании нитратов, фосфатов и органических загрязнений. Это при водит к снижению содержания растворенного кислорода и массовой гибели водных обитателей;
• полной ликвидации биологических сообществ, включая человека, при высокой концентрации токсичных веществ. Например, массовая гибель людей в Японии при сбросе неочищенных ртутьсодержащих стоков в залив Минамата.

  

  Способы очистки сточных вод

  Для снижения концентрации загрязняющих веществ до допустимых значений сточные воды подвергаются различным вилам очистки. Чаще всего используют комбинацию различных методов.

  Механические

  С их помощью осуществляется осаждение взвешенных веществ (отстойники, решетки различной конструкции, сетчатые фильтры, сепараторы и др.) и пленок несмешивающихся с водой жидкостей (нефтеловушки, жироловки, пленочные фильтры и др.). Используются как метод предварительной очистки для более эффективного использования других способов.

  Физические

  Физические методы применяют для удаления мелкодисперсных и коллоидных частиц. Для этого осуществляют обработку с использованием дополнительной энергии (центрифугирование, дистилляция, ионный обмен и др.).

  Химические

  Применяют для очистки от растворимых загрязняющих веществ с помощью химических реагентов, осаждающих загрязнения в виде нерастворимых соединений. Для ускорения их осаждения используют специальные добавки (коагулянты и флокулянты).

  Физико-химические

  Это объединение обработки химическими реагентами с физическими воздействиями, позволяющими значительно увеличить эффективность очистки (флотация, обратный осмос, электрофлотация, электролиз).

  Биологические

  В основе биологической очистки лежит деятельность специальных штаммов микроорганизмов, разлагающих сложные органические вещества до воды, углекислого газа, азота, метана и кислорода. Для интенсификации этих процессов проводят аэрацию-перемешивание с одновременным насыщением кислородом.

  Содержащиеся в хозяйственно-бытовых стоках и сточных водах пищевых производств соединения азота, фосфора, калия, кальция являются ценным удобрением для сельскохозяйственных культур. Такие воды после очистки и дезинфекции можно использовать для орошения полей. Осадки от очистки таких вод после специальной обработки (компостирование, сбраживание, дезинфекция) применяют в качестве органических удобрений.

  Комбинированные

  Для эффективной очистки сточных вод обычно используют комбинации перечисленных методов. Таким образом можно обеспечить очистку до жестких нормативов допустимого воздействия.

  Обеззараживание

  После эффективной очистки стоки обязательно подвергают обеззараживанию для уничтожения патогенной микрофлоры, гельминтов, грибов, бактерий, вирусов. Риск здоровью населения от микробиологических загрязнений значительно выше, чем от загрязнения химическими веществами. Для обеззараживания используют обработку стоков сильными окислителями (хлор, гипохлориты натрия или кальция, озон и др.) или используют физические воздействия с высокой интенсивностью (ультразвук, электромагнитная обработка и др.).

  Заключение

  Производственные сточные воды после эффективной очистки могут быть повторно использованы в технологическом процессе. Так создаются замкнутые (бессточные) системы производственного водооборота, исключающие сбросы вод в водоемы.

  Если у вас остались вопросы, напишите их в комментариях. С удовольствием отвечу.