Проблема стічних вод

Неочищені або недостатньо очищені стічні води, потра­пляючи в природні водойми, призводять до зміни фізичного й хімічного складу їхніх вод, забруднюють їх. Усі природні водойми мають здатність до самоочищення. Самоочищен­ня — це розбавлення стічних вод, випадіння в осади твер­дих забруднювачів, хімічні, й інші природні процеси, що призводять до видалення з водойми забруднювачів і сприя­ють поверненню води до її первісного стану. Проте здат­ність водойми до самоочищення має свої межі. Велика кі­лькість забруднених вод, наявність у них токсичних для водних біоценозів речовин й інші причини обмежують здат­ність водойми до самоочищення. Нині річки, озера й інші водойми самотужки вже не можуть подолати дедалі зроста­юче антропогенне навантаження. Тому людство, якщо воно хоче мати майбутнє, повинно вдатися до спеціальних досить трудомістких і дорогих заходів для очищення забруд­нених вод і повернення джерел водопостачання до стану, придатного для подальшого їх використання. Комплекс заходів, що мають забезпечити нормальний стан водних об'єктів, включає такі:

нормування якості води, тобто розробка критеріїв щодо Зі" придатності для різних видів водокористування;

скорочення обсягів скидів забруднень у водойми шляхом вдосконалення технологічних процесів;

очистка стічних вод.

Нормування якості води в нашій країні здійснюється за відповідними правилами й нормативними актами. У прий­нятому Верховною Радою України Законі про охорону навколишнього природного середовища є спеціальний роз­діл щодо охорони водного середовища. В ньому викладено вимоги до складу й властивостей води для різних потреб народного господарства, підкреслюються принципи обов'я­зковості захисту всіх водокористувачів і водоспоживачів. Окремо наголошується на забороні скидання у водойми стічних вод, що містять цінні відходи, сировину, які можуть бути вилучені шляхом раціональної технології. В додат­ках до закону наводяться ГДК різних забруднювачів води. Законом передбачена адміністративна й карна відповідаль­ність за порушення правил користування водоймами, за­бруднення їх понад встановлені норми тощо. Скорочення обсягів скидів забруднень у водойми й пере­хід підприємств до роботи за схемою замкнутого циклу водокористування є головним напрямом захисту водного середовища в промисловості. За такою схемою водокори­стування промислове підприємство після очищення власних стічних вод повторно використовує їх у технологічному циклі, й забруднені стічні води взагалі не потрапляють у природні водойми. Розробка нових прогресивних техноло­гій дозволяє різко скоротити потреби у воді, а інколи й зов­сім відмовитися від неї. Наприклад, на деяких ТЕС за кор­доном замість водяного охолодження агрегатів використо­вується повітряне, що звело теплове забруднення водоймі до нуля.

У сільському господарстві, яке є основним споживачем води, слід запровадити сувору економію води, раціональне-її використання. Так, заміна поверхневого поливу на зро­шуваних землях більш раціональними методами (дощуван­ням, крапельним поливом тощо) дозволяє одержувати ті ж врожаї за витрат води у п'ять — сім разів менших. За; повідомленнями преси, на бавовняних плантаціях Туркменістану лише 54 % води доходять до рослин, решта просо­чується в землю через не облицьовані стінки каналів, при­зводить до заболочення ділянок магістральних каналів. Економія на облицюванні спричинює до значно більших, втрат — втрат води, виведення з сівообороту великих площ; землі.

Зменшенню кількості пестицидів, фосфатів, нітратів у водоймах сприяє часткова заміна хімізації сільського гос­подарства біологічними методами боротьби з шкідниками й хворобами рослин, чітке дотримання сівооборотів, введен­ня нових, більш продуктивних і стійких до хвороб і шкід­ників сортів культур.

Очищення стінних вод — це руйнування або видалення з них забруднюючих домішок і знищення в них хвороботворних мікробів. Нині використовуються два основних ме­тоди очищення стічних вод: очищення в штучних умовах: (на спеціально створених спорудах, установках) і в природ­них умовах (на полях зрошення, фільтрації, біологічних ставках тощо). Останнім часом за рубежем дедалі частіше використовують комбінацію цих двох методів. Забруднені стічні води послідовно очищають механічним, хімічним її біологічним способами.

Механічне очищення полягає у видаленні із стічних вод нерозчинних речовин (піску, намулу, глини), а також жи­рів, нафтопродуктів, смол тощо. Для цього використову­ють решітки, пісколовки, сита, відстійники, а також спеціальні фільтри й центрифуги. Сучасними передовими мето­дами на кращих зарубіжних установках із стічних вод виділяється до 95 % твердих нерозчинних домішок.

Хімічне очищення стічних вод відбувається після їх ме­ханічного очищення. Цей спосіб передбачає внесення в за­бруднену різними сполуками воду спеціальних речовин-реагентів, які, вступаючи в реакцію з забруднювачами, утворюють нешкідливі сполуки або нерозчинні речовини, що випадають в осад і видаляються.

Хімічні методи очищення дуже часто доповнюють фізико-хімічними, такими як випарювання, екстракція, нейтра­лізація, поглинання домішок спеціальними речовинами-сорбентами тощо.

Біологічний метод застосовується для очищення вод, оброблених механічним і хімічним шляхом. Цей спосіб полягає у використанні природних або штучних водойм, у яких розводять спеціальні мікроорганізми, що харчуються органічними домішками, наявними в стічних водах (орга­нічними кислотами, білками, вуглеводами, фенолами тощо), розкладаючи їх на прості нешкідливі сполуки (воду, вугле­кислий газ, мінеральні солі).

Слід додати, що деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств взагалі не можна очистити сучасними методами. їх доводиться захороняти, закачуючи в підземні сховища. Таким чином створюються небезпечні об'єкти, бо завжди існує загроза прориву таких вод у підземні водонос­ні горизонти. В деяких країнах світу води, які не можна очистити, випарюють у відстійниках, різко зменшуючи об'єм і масу відходів, що підлягають захороненню.

Зазначимо, що ніякими сучасними методами очистити стічні води на 100 % не вдається, бо після певної межі затрати на кожний додатковий відсоток очищення зроста­ють по експоненті. Тому звичайно чинять так: очищають воду до певної економічно обгрунтованої межі, потім роз­бавляють її чистою природною водою так, щоб вміст домі­шок у суміші не перевищував ГДК, і скидають у водойму або використовують.

Для ілюстрації того, як працюють сучасні передові во­доочисні споруди в розвинутих країнах світу, розглянемо схему роботи такої станції поблизу м. Вісбадена (Німеччи­на). Тут діє складна комплексна система очищення досить забрудненої води річки Рейн. По спеціальній трубі щодоби з Рейну відбирається й надходить на станцію 100 тис. м* води. Вона потрапляє в гігантські ванни, де пропускається крізь фільтр, що відокремлює пісок, намул, мазут тощо. Довжина цього фільтра — 46 м. Після фільтрування воду «провітрюють» в каскаді резервуарів, підвищуючи вміст кисню. Далі вона зазнає багатоступінчастої обробки — коагуляції, фільтрування через пісок і активоване вугілля. Потім рейнська вода через інфільтраційні колодязі потра­пляє в підземні шари грунту на глибину 6—10 м, де змі­шується з ґрунтовими водами. Під землею вона циркулює тижні й навіть місяці, після чого через заборні колодязі її знову піднімають на поверхню. На цьому етапі вона вже досить чиста. Проте її знову інтенсивно «провітрюють», коагулюють і фільтрують. Останній етап очищення—18 герметичних фільтрів уповільненого никлу, де вода про­пускається через пісок. Потім воду хлорують, щоб уникнути бактеріального ураження у водопровідній мережі, і в та­кому вигляді вона надходить до споживача.