Методи очищення стічних вод та їх вплив на водойми

Сучасному українському суспільству важко уявити життя без доступної питної води. У кожному місті та у багатьох селищах і селах Сумської області давно існують централізоване водопостачання та водовідведення. На якість води люди звертають увагу лише тоді, коли з кранів тече руда «іржава» вода або ж коли вона має специфічний запах хлору. Проте, мало хто цікавиться, які етапи проходить вода, допоки потрапляє до наших домівок.

Чи замислювались ви, що з кожним прийомом душу, миттям посуду та пранням білизни ви робите свій внесок у зменшення світових запасів питної води? На її стан впливають побутові стоки із безліччю різновидів засобів побутової хімії та стічні води промислових підприємств; ґрунтові води із домішками хімічних засобів, які широко застосовуються у сільському господарстві та ливневі стоки, забруднені паливо-мастильними матеріалами, а також багато інших факторів.

Зокрема, до всеукраїнського рейтингу «ТОП-100 найбільших підприємств-забруднювачів довкілля», (по скидам забруднених стічних вод у водні об’єкти), входять: Комунальне підприємство «Міськводоканал» Сумської міської ради; Комунальне підприємство виробничого управління водопровідно-каналізаційного господарства «Водоканал» Шосткинської міської ради; Комунальне підприємство «Виробниче управління водопровідно-каналізаційного господарства» Конотопської міської ради та ПАТ «СУМИХIМПРОМ». А загалом, за обсягом скидів забруднених стічних вод Сумська область знаходиться на 7 місці в Україні.

Слід пам’ятати, що регенераційні можливості природи не безмежні, а тому навіть мешканці Сумщини вже у недалекому майбутньому ризикують мати помітний дефіцит питної води. Кожному варто замислитись над раціональним використанням питної води не лише задля економії коштів, сплачуваних за комунальні послуги, а й для того, аби зберегти прісну воду планети.

Якщо не проводити якісне очищення стічних вод промислових підприємств, то забруднене середовище призводить до цілого ряду проблем:

1. У стічних водах молочних або м’ясопереробних підприємств містяться органічні забруднення, яйця гельмінтів і патогенна мікрофлора. При попаданні в питну воду, органіка тваринного походження може стати причиною спалахів інфекційних захворювань людей.
2. Неочищені стічні води промислових підприємств впливають на колір, запах і присмак води, порушують кислотно-лужний баланс середовища. Нафтопродукти, рослинні і тваринні жири при попаданні в річки і озера утворюють на поверхнях водойм плівку, яка перешкоджає збагаченню води киснем. Все це погіршує якість води і робить її непридатною для пиття і використання в побутових та рекреаційних цілях.
3. Разом з неочищеними стічними водами промислових підприємств текстильної, хімічної або металообробної галузі у водойми потрапляють шкідливі для риб, тварин і людей отруйні речовини.

Забруднені стічні води промислових підприємств значно скорочують обсяги питної води. В такому середовищі вирощується риба, забрудненою водою поливають сільськогосподарські культури, напувають тварин. Все це – продукти харчування, які можуть мати безпосередній негативний вплив на здоров’я людей.

Існує велика кількість способів очищення стічних вод і різні види їх класифікації. Серед способів очищення найпоширеніші: механічний, фізико-хімічний і біологічний. Кожен із них передбачає цілий ряд методів.

Застосування того чи іншого способу чи методу очищення вод визначається залежно від агрегатного стану, складу і концентрації забруднюючих речовин.

При заборі води для господарсько-побутових потреб, очищення здійснюють на водоочисних станціях. Вибір способів і методів очищення залежить від якості води та її призначення. Перед подачею води у водогін її прояснюють, тобто вилучають із неї завислі колоїдні частинки, знезаражують і знебарвлюють, а при потребі – пом’якшують, дегазують, дезодорують і дезактивують. Прояснення води здійснюється внаслідок відстоювання, фільтрування та коагуляції.

Знезараження води відбувається за допомогою дії рідкого хлору, хлорного вапна або озону. Поряд із знезараженням при дії даних сполук відбувається знебарвлення води.

Пом’якшення води відбувається внаслідок дії вапна на надлишок солей кальцію і магнію. Такий метод має назву реагентного (пропускання води через іонітні фільтри катіонітовим методом пом’якшення води).

Зменшення вмісту заліза у воді досягається аерацією – збагаченням води повітрям, внаслідок чого кисень повітря окислює розчинені у воді солі двовалентного заліза (Fe2+) до тривалентного (Fe3+).

Дегазація відбувається за допомогою аерації та фільтрування води через шар активного оксиду амонію. Таким методом виділяють з води сірководень метан, надлишок фтору, вуглекислого та інших газів.

Виділення з води речовин, що надають їй певного смаку і запаху (дегазація), здійснюють за допомогою активованого вугілля, озону, діоксиду хлору або перманганату калію.

 

Очищення стічних вод потребує спеціальних очисних споруд і агрегатів, за допомогою яких виділяють, знезаражують або знешкоджують забруднюючі домішки. Побутові стічні води очищають механічним і біологічним способами. Виробничі стічні води очищають разом із побутовими, але якщо концентрація забруднюючих речовин перевищує допустиму або стічні води містять високотоксичні речовини, то такі води попередньо очищають на очисних спорудах відповідних підприємств, установ і тільки після цього скидають у загальні очисні споруди. Перед скиданням очищених стічних вод у водойми їх мають обов’язково знезаражувати.

Механічне очищення служить для вилучення зі стічних вод нерозчинних речовин. Воно забезпечується за допомогою таких методів, як проціджування, відстоювання, фільтрування та центрифугування. Проціджування стічних вод забезпечує затримання порівняно великих частин забруднень, розміри яких перевищують 15–20 мм.

Фільтрування вод використовують для затримання найдрібніших нерозчинних часток забруднень, що перебувають у завислому стані. Для цього застосовують піщано–гравійні фільтри або спеціальні сітки.

Очищення стічних вод від механічних домішок здійснюють також за допомогою гідроциклона – агрегата, який у процесі обертання цистерни з водою внаслідок дії відцентрованих сил вилучає із води завислі частинки забруднюючих речовин (центрифугування).

З метою інтенсифікації процесу механічного очищення побутових стічних вод проводять їх аерацію, або ж аерацію поєднують з відстоюванням у просвітлювачі чи біокоагуляторі.

Фізико–механічний спосіб поділяють на хімічний, фізико–хімічний та біохімічний залежно від того, який метод очищення переважає.

Під час хімічного очищення у стічні води додають хімічні реагенти, які внаслідок реакції із забруднюючими речовинами сприяють випаданню останніх в осад або їх випаровуванню. До хімічного очищення відносять коагуляцію і нейтралізацію. Коагуляція — процес додавання до стічних вод речовин-коагулянтів, що сприяють прискореному виділенню нерозчинних і частково розчинних речовин, які при відстоюванні не випадають в осад. Коагуляція зумовлює поступове осідання дисперсних часток і виділення їх з розчину у вигляді осаду. Цей процес називають седиментацією.

Нейтралізація — реакція, що приводить до знищення кислотних властивостей розчину за допомогою лугів, а лужних — за допомогою кислот.

Фізико–хімічні та біологічні методи очищення вод поділяються на дві групи: регенеративні та деструктивні. Перші дають змогу вилучати й утилізувати зі стічних вод цінні елементи та речовини. Деструктивні методи передбачають руйнацію забруднюючих речовин або їх знешкодження.

До регенеративних методів очищення належать: сорбція, екстракція, евапорація, флотація, іонний обмін, електроліз, кристалізація, випаровування тощо.

Сорбція — процес, внаслідок якого відбувається поглинання певною речовиною (тілом) зі стічних вод газів, пари і розчинних речовин.

Екстракція — це процес переведення речовин із водної фази в органічну.

Евапорація — процес випаровування летких забруднюючих речовин внаслідок пропускання пари через нагріті до 100°С стічні води.

Флотація — процес вилучення зі стічних вод забруднюючих речовин разом із бульбашками повітря, що піднімаються на поверхню.

Іонний обмін. Цей метод широко застосовують для технологічного й аналітичного розділення сумішей неорганічних іонів.

Електроліз полягає в тому, що пропускають струм через занурені у воді електроди, підсилюють розчинення матеріалу електродів і утворення згустків коагулята, що сприяє осаду забруднень.

Кристалізація ґрунтується на утворенні кристалів забруднюючих речовин внаслідок природного або штучного прискореного випаровування рідини.

Випаровування застосовується при очищенні радіоактивно забруднених вод, що переважно є стоками атомних електростанцій.

Деструктивна очистка стічних вод полягає в окисленні органічних речовин, що містяться у стічних водах. Окислення й мінералізація органічних забруднюючих речовин внаслідок аеробних біохімічних процесів становлять суть біохімічного способу очищення стічних вод.

Біологічне очищення відбувається в природних умовах: на полях зрошення, полях фільтрації, біологічних ставках або в штучних умовах — біологічних фільтрах.

В основі методу біологічної очистки стічних вод лежить здатність мікроорганізмів використовувати різноманітні речовини, які містяться в стічних водах, у якості джерела живлення в процесі життєдіяльності. Таким чином мікроорганізми звільняють воду від забруднень.

Біологічні фільтри – споруди, в яких стічні води фільтруються через завантажувальну речовину, покриту біологічною плівкою, яку утворюють колонії мікроорганізмів.

Класифікація біофільтрів може здійснюватись за багатьма ознаками, головними з яких є тип використовуваного завантаження, спосіб контакту біоплівки з очищуваними стічними водами і спосіб подачі повітря в тіло біофільтра.

Для визначення необхідного ступеня очищення стічних вод перед їх випуском у водоймища визначають концентрації забруднень та обсяг вод, що випускаються.

Отже, існує багато сучасних методів, здатних очищати стічні води. Використання певного з них залежить від складу забруднень у воді, подальшого її використання та виділених речовин. Проте, використання хоча б одного з них є правовим і моральним обов’язком кожного суб’єкта господарювання. Бо всі ми маємо пам’ятати, що залежимо від навколишнього середовища та нанесення йому шкоди повернеться до нас втричі.