Загрязнение водного бассейна

          Загрязнение водного бассейна в городах следует рассматри­вать в двух аспектах – загрязнение воды в зоне водопотребления и загрязнение водного бассейна в черте города за счет его стоков.

           Как и в ранее рассмотренных проблемах, проследим состав и объемы сточных вод на примере условного города-миллионера.

 

 

Таблица 3

Сточные воды (в тыс. т) города с населением 1 млн. человек (7, с.24)

Показатель	Количество
Загрязненные сточные воды	350000, 0
В том числе:
взвешенные вещества	36, 0
Фосфаты	24, 0
Азот	5.0
Нефтепродукты	2, 5
синтетические поверхностно-активные вещества	0, 6

 

          Загрязнение воды в зоне водопотребления является серьезным фактором, ухудшающим экологическое состояние городов, что очень характерно для промышленных городов Сибири. Оно производится как за счет сброса части неочищенных стоков го­родов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора дан­ного города и загрязнения воды речным транспортом, так и за счет попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вно­симых на поля. Причем, если с первыми видами загрязнения мож­но путем строительства очистных сооружений бороться эффектив­но, то предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно. В зонах по­вышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, мо­жет приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды.

       Важно заметить, что водоочистные сооружения водопроводов не в состоянии очистить питьевую воду от растворов указанных ве­ществ, поэтому питьевая вода может содержать их в себе в повы­шенных концентрациях и отрицательно повлиять на здоровье че­ловека. Рост химизации сельского хозяйства неизбежно будет при­водить к увеличению количества удобрений и ядохимикатов, вно­симых в почву, и соответственно с этим их концентрация в воде будет увеличиваться.

         Борьба с таким видом загрязнений требует использования удо­брений и ядохимикатов в зонах водосбора исключительно в гра­нулированной форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся ядохимикатов, а также биологических методов защиты ра­стений.

         Города также являются мощными источниками загрязнения водного бассейна. В крупных городах в расчете на одного жителя (с учетом загрязненных поверхностных стоков) ежесуточно сбрасы­вается в водоемы около 1 м³ загрязненных стоков. Поэтому города нуждаются в мощных очистных сооружениях.

           

 Способы очистки загрязненных вод

       Еще в Древнем Риме строили акведуки для снабжения свежей водой и “Cloaca maxima” - канализационную сеть, бассейна отстойника и тем самым предотвращение засорения канализации и образования продуктов гниения (“дортмундские колодцы” и “ эмские колодцы”). Другим методом обезвреживания сточных вод была их очистка с помощью полей орошения, т. е. спуск сточных вод на специально подготовленные поля. Однако лишь в середине прошлого столетия начались разработка методов очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей в городах.

       Сначала были созданы установки механической очистки. Сущность этой очистки заключалась в осаждении находящихся в сточных водах твердых частиц на дно, при просачивании через песчаный грунт сточные воды отфильтровывались и осветлялись. И только после открытия в 1914 г. Биологического (живого) ила, появилась возможность разработки современных технологий очистки сточных вод, включающих в себя возврат (рецикл) биологического ила в новую порцию сточных вод и одновременную аэрацию суспензии. Все методы очистки сточных вод, разработанные в последующие годы и до настоящего времени, не содержат никаких существенно новых решений, а лишь оптимизируют разработанный ранее метод, ограничиваясь различными комбинациями известных стадий технологического процесса. Исключение составляют физико-химические методы очистки, в которых используются физические методы и химические реакции, специально подобранные для удаления веществ, содержащихся в сточных водах.

      Таблица 4

Физико-химическая очистка сточных вод

(8, с. 37)

1	Нейтрализация
2	Флокуляция (объединение коллоидных частиц в рыхлые хлопьевидные агрегаты) и осаждение
3	Умягчение сточных вод
4	Очистка скребками и перегонка
5	Адсорбция, ионный обмен, экстракция
6	Обратный осмос и ультрафильтрация
7	Удаление аммиака  биологические методы (нитрификация)  физико-химические методы (очистка, ионный обмен, обратный осмос, отгонка с паром)
8	Окислительная очистка сточных вод  сжигание  влажное окисление · H2O2 / Fe2+ (реагент Фентона) · O3 (озонирование)

       Сточные воды предприятий (например, нефтеперерабатывающих) вначале подвергаются физико-химической очистке, а затем биологической. Содержание вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку не должно превышать определенных значений.

Таблица 5

Предельные значения концентрации загрязняющих веществ

В сточных водах нефтеперегонных заводов, направляемых

 на биологическую очистку

(5, с.9)

Вещества и параметры	Предельные значения
Масла и жиры	< 75 мг / л
Сульфиды	< 200 мг / л
Осаждаемые вещества	< 125 мг / л
Тяжелые металлы (например, Ni, Cr)	Менее предела токсичности для организмов
PH	5 -9
Температура	< 36 оС

Таблица 6

Усредненные характеристики просачивающихся вод

Из хранилищ (свалок) городского бытового мусора

(через 6-8 лет после закладки на хранение)

(5, с.12)

Значение pH	6, 5 - 9, 0
Сухой остаток	20000 мл / л
Нерастворимые вещества	2000 мг / л
Электрическая проводимость (20 оС)	20000 мкСм / см
Неорганические компоненты
Соединения щелочных и щелочноземельных металлов (в расчете на металл)	8000 мг / л
Соединения тяжелых металлов (в расчете на металл)	10 мг / л
Соединения железа (общее Fe)	1000 мг / л
NH4	1000 мг / л
SO2-	1500 мг / л
HCO3	10000 мг / л
Органические компоненты
БПК (биохимическое потребление кислорода за 5 суток)	4000 мг / л
ХПК (химическое потребление кислорода)	6000 мг / л
Фенол	50 мг / л
Детергент	50 мг / л
Вещества, экстрагируемые метиленхлоридом	600 мг / л
Органические кислоты отгоняемые водяным паром (в расчете на уксусную кислоту)	1000 мг / л

 

 

        Но эксплуатация многих станций на основе ила связано со значительными трудностями. Так, при работе станции биоло­гической очистки сточных вод городов образуется около 1, 5-2 т отработанного ила в год в расчете на одного жителя. Использова­ние этого ила в качестве удобрения для столовых сельскохозяйст­венных культур недопустимо, так как он содержит в себе большое количество токсических веществ, не подлежащих разложению. В настоящее время такой ил складируется на суше, занимая значи­тельные территории, и вызывает загрязнение почвенных вод. При­чем из ила, прежде всего, вымываются наиболее токсические эле­менты, содержащие соединения тяжелых металлов, представляющие особую опасность для биосферы. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Из металлов наиболее токсичными являются ртуть, медь, цинк, а также кадмий.

        Наиболее перс­пективным решением этой проблемы является внедрение в прак­тику технологических систем, предусматривающих получение из ила газа с последующим сжиганием остатков иловой массы.

       Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды. Поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению антропогенного карста. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, в которых существует реальный риск его возникновения, необхо­дима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвра­щению его последствий.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: