Основные направления практической охраны вод

Основные направления практической охраны вод включают предотвращение образования загрязняющих веществ, очистку сточных вод и организационно-правовые и планировочные мероприятия, направленные на минимизацию воздействия загрязняющих веществ.

Предотвращение образования загрязняющих веществ достигается сокращением объемов водопотребления и водоотведения, совершенствованием технологий и экономии воды, что является наиболее перспективным направлением охраны водных ресурсов. В разных отраслях экономики существует большое количество методов, позволяющих снижать водопотребление, изолировать водные объекты от потенциально опасных производственных процессов. Немалые ресурсы экономии воды имеются в быту, для их использования требуется создание экономических стимулов и поддержание в технически исправном состоянии систем водоснабжения и канализации.

Однако техническое перевооружение промышленности и коммунально-бытовой сферы, внедрение принципиально новых, прогрессивных технологий невозможно без значительных инвестиций в производство. При отсутствии у предприятий средств на замену устаревших технологий снижение потребления воды в промышленности может быть достигнуто за счет более широкого использования систем оборотного и последовательного водоснабжения. При оборотном водоснабжении вода, прошедшая очистку и/или охлаждение, вновь используется на этом же предприятии; свежая вода потребляется в сравнительно небольшом количестве (до 5%) для компенсации потерь. В настоящее время промышленность на 70% удовлетворяет свои потребности в воде за счет оборотного водоснабжения. При системе последовательного водоснабжения вода, использованная на одном производстве, далее подается на другое производство, менее требовательное к качеству воды, подобно тому как коммунально-бытовые сточные воды могут использоваться в сельском хозяйстве как оросительные.

Очистка сточных вод. Сточные воды по происхождению подразделяются на следующие группы, сильно различающиеся и составом: производственные, бытовые, дождевые и талые. Очистка производственных и бытовых сточных вод производится в естественных (на полях орошения и фильтрации, в биологических прудах) и в искусственных условиях (на специально созданных сооружениях и установках). Существуют механические, физико-химические, биохимические методы очистки сточных вод.

Методы очистки сточных вод обычно комбинируют: вначале используют механические и химические, далее может производиться биохимическая очистка, так как сточная вода с высоким содержанием токсических веществ способна вывести из строя биологические очистительные сооружения (уничтожить бактерии активного ила). Такую сточную воду (гальванические стоки, рассолы, радиоактивные отходы и др.) направляют на захоронение в глубокие горизонты, в зону замедленного водообмена, где циркулируют естественные рассолы.

Механические методы очистки заключаются в механическом удалении из вод нерастворенных примесей. Для этого используются решетки, предназначенные для улавливания грубых примесей (более 5 мм), и сита — для улавливания мелких примесей (менее 5 мм), отстойники, в которых взвешенные вещества осаждаются, а легкие всплывают. Для улавливания загрязняющих веществ, более легких, чем вода, используются жироловки, масло- и нефтеловушки, смолоуловители. В них выпуск очищенных вод производится из нижней части потока, тогда как плавающее загрязнение задерживается перед механическим препятствием, перекрывающим верхнюю часть живого сечения. Механическая очистка позволяет удалить из бытовых сточных вод до 60% нерастворенных примесей и до 95% — из производственных. При этом достигается снижение ВПК до 20%.

Химические методы очистки состоят в добавлении к сточным водам химических реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязняющими веществами, способствуют их выпадению в осадок либо переводят в безвредные вещества. Сточные воды смешиваются с реагентами в специальных смесителях, затем, обработанные реагентами, отстаиваются в отстойниках.

Для кислых сточных вод применяется нейтрализация известкой. Химические методы позволяют удалить до 95% нерастворенных загрязнений и до 25% растворенных. При этом БПК снижается до 80%.

Электролитический метод очистки заключается в пропуске через сточные воды электрического тока для осаждения ионов на аноде или катоде, где ионы разряжаются и образуют новые соединения между собой или с материалом электрода.

Биохимические методы очистки. Сущность биохимической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. Биохимическая очистка может быть полной, при которой БПК снижается на 90-95%, и неполной, при которой БПК снижается на 40-80%. Биохимическая очистка проводится в естественных или в искусственных условиях.

Очистка в естественных условиях происходит на полях орошения, фильтрации или в биологических прудах. Поля орошения, фильтрации –специально подготовленные участки земли, где создается сеть из магистральных и распределительных каналов, по которым разливаются сточные воды. Очистка от загрязнений происходит в ходе фильтрации через почву, т.е. загрязнения используются как удобрения. Отличие между полями орошения и фильтрации состоит в том, что на первых выращиваются кормовые сельскохозяйственные культуры или травы, а на вторых происходит только очистка (применяется, когда сточные воды содержат компоненты, которые могут перейти в растения). Биологические пруды –неглубокие земляные резервуары (0,5-1 м), где происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Биологические пруды размещаются сериями (ступенями), так, чтобы вода из верхних перетекала в нижние.

Биологическая очистка в искусственных условиях проводится в специальных сооружениях – биофильтрах или аэротенках. В биофильтрахочистка происходит при фильтрации сточных вод через слой крупнозернистого материала (гравия). Поверхность зерен густо заселена микроорганизмами. Процесс очистки в биофильтрах аналогичен процессу на полях орошения или фильтрации, но протекает значительно интенсивнее. Аэротенки – железобетонные резервуары, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом. Активный ил имеет вид бурых хлопьев, состоящих в основном из бактериальных клеток, простейших организмов. Источником питания для них служат содержащиеся в воде органические и биогенные вещества. В процессе биологической очистки разрушаются загрязнения, идет рост активного ила, слизеобразование. Воду после аэротенков пропускают через отстойники, где избыточный активный ил выпадает в осадок, далее этот ил сушат на иловых площадках и используют как удобрение. Воду после аэротенков и отстойников дезинфицируют хлорированием или более современными способами (озонирование, электролиз, ультрафиолетовые лучи, ультразвук) и сбрасывают в водоем.

Организационно-правовые и планировочные мероприятия, направленные на сведение к минимуму воздействия загрязняющих веществ, включают систему ограничений, накладываемых на определенные виды хозяйственной деятельности в тех местах, где она способна оказать наиболее негативное воздействие на состояние водных объектов. На предотвращение загрязнения водных объектов нацелено создание и поддержание режима водоохранных зон и прибрежных полос. Согласно Водному кодексу в водоохранных зонах запрещается:

– проведение авиационно-химических работ, использование ядохимикатов и навозных стоков,

– размещение складов удобрений, ядохимикатов и горюче-смазочных материалов, складирование навоза, мусора и отходов,

– стоянка, заправка топливом и ремонт автотракторной техники,

– добыча полезных ископаемых, строительство новых и расширение действующих объектов без согласования с природоохранными органами.

В пределах прибрежных полос дополнительно запрещается распашка земель, выпас скота, применение удобрений, устройство палаточных городков. В Водном кодексе оговорены минимальные размеры водоохранных зон, в зависимости от протяженности реки, в то же время водоохранные зоны должны устанавливаться с учетом конкретных физико-географических условий: в них должны входить поймы и надпойменные террасы, склоны долин, впадающие в водоем овраги и балки и т.д.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения от микробиологического и химического загрязнения. Границы второго и третьего поясов ЗСО определяются соответствующими гидродинамическими расчетами и могут составлять от нескольких десятков метров для мелких подземных водозаборов до десятков километров для крупных поверхностных водозаборов.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно - защитной полосы, соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Мероприятия по второму и третьему поясам:

– Выявление, тампонирование или восстановление всех старых, бездействующих, дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в части возможности загрязнения водоносных горизонтов.

– Бурение новых скважин и новое строительство, связанное с нарушением почвенного покрова, производится при обязательном согласовании с центром государственного санитарно - эпидемиологического надзора.

– Запрещение закачки отработанных вод в подземные горизонты, подземного складирования твердых отходов и разработки недр земли.

– Запрещение размещения складов горюче - смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей промстоков, шламохранилищ и других объектов, обусловливающих опасность химического загрязнения подземных вод.

Кроме данных мероприятий, в пределах второго пояса ЗСО подземных источников водоснабжения не допускается:

– размещение кладбищ, скотомогильников, полей ассенизации, полей фильтрации, навозохранилищ, силосных траншей, животноводческих и птицеводческих предприятий и других объектов, обусловливающих опасность микробного загрязнения подземных вод;

– применение удобрений и ядохимикатов;

– рубка леса главного пользования и реконструкции.