Понятие о сточных водах и их очистке.

Сточными называют воды канализационной сети городов и сельских населенных пунктов. Это фекальные и хозяйственные воды, сброс воды из бань, прачечных, сток уличных талых и дождевых вод, сброс вод с фабрик, предприятий общественного питания, животноводческих ферм.

Степень загрязнения сточных вод городов зависит от характера производства, вида перерабатываемого сырья на фабриках и заводах, а также технологического процесса промышленных предприятий. Сточные воды содержат органические вещества, микроорганизмы, растительные и животные остатки и др.

В санитарном отношении бытовые сточные воды опасны: в 1 л их содержится от 7 до 200 яиц гельминтов и большое количество патогенных бактерий. Поэтому сточные воды следует обязательно удалять за пределы населенных пунктов и обезвреживать.

В сточных водах содержится много органических соединений. При сборе их в реки под воздействием микрофлоры и фауны они подвергаются интенсивному окислению, вследствие чего происходит обеднение речной воды кислородом, а в результате гибель рыбы.

В связи с развитием новых отраслей промышленности, новых технологических процессов промышленные сточные воды иногда содержат трудноудалимые загрязнители, для очистки которых требуются дополнительные мероприятия. Хорошим приемом очистки бытовых и промышленных сточных вод являются земледельческие поля орошения (ЗПО) – водохозяйственные объекты, оборудованные для непрерывного приема определенного количества сточных вод в течение всего года с целью их очистки или доочистки и использования для орошения. Просачиваясь через слой почвы при поливе, они очищаются от бактерий и освобождаются от большинства растворенных химических соединений.

Химический и механический состав сточных вод в городах неодинаков, изменяется он и в течение года в зависимости от погодных условий. Так, весной в период снеготаяния и при выпадении дождей талые и ливневые воды, попадая в канализационную сеть сильно разбавляют сточные бытовые воды, при этом содержание азота в них понижается в 4..5 раз; в засушливые периоды года концентрация азота, калия и фосфора увеличивается.

При очистке сточных вод на биологических станциях в отстойниках происходит осаждение твердых веществ, в результате чего образуется осадок, который составляет 0,25..1 % объема стоков сточных вод. Осадок содержит большое количество азота и фосфора и может использоваться как удобрение.

Однако, несмотря на высокую удобрительную ценность осадка сточных вод, основная часть питательных веществ содержится в осветленных сточных водах. Поэтому использование осветленных сточных вод для орошения является наиболее эффективным мероприятием.

Органические вещества в осадке сточных вод являются опасными в санитарном отношении, поэтому их подвергают разложению, то есть полной минерализации с помощью микроорганизмов.

По степени пригодности для орошения промышленные сточные воды в зависимости от химического состава, почвенных, климатических и гидрогеологических условий делятся на следующие группы:

- хозяйственно – бытовые, воды текстильной и тяжелой промышленности. Они имеют низкую минерализацию, слабокислую или слабощелочную реакцию, хлоридно – сульфитный или бикарбонатно – сульфатный состав. Соотношение натрия и кальция благоприятное – не более 1:2. сода отсутствует. Эти воды могут быть использованы для орошения с/х культур во всех почвенно – климатических зонах страны без какой – либо подготовки;

- сточные воды пищевой промышленности: крахмальных, сахарных, дрожжевых, консервных заводов и мясокомбинатов. Эти воды сравнительно благоприятны по составу, но имеют повышенное содержание органического взвешенного осадка. Минерализация их достигает 2..3 г/л, реакция слабокислая. Состав бикарбонатно – сульфатный. Сода в них отсутствует. Содержание осадка колеблется от 5 до 50 г/л. Эти воды можно использовать для орошения с/х культур на дерново – подзолистых, серых лесных, каштановых и черноземных почвах. При использовании этих вод для орошения из них удаляют осадок, а затем разбавляют речной или прудовой водой;

- сточные воды текстильной промышленности: хлопчатобумажного и отбельно – красильного производства. Эти воды имеют не высокую минерализацию ( до 2 г/л); реакция щелочная. Состав карбонатно – сульфатный. В воде содержится много соды. Органические вещества в воде почти отсутствуют. Для орошения эти воды пригодны после предварительной подготовки, необходимо провести максимальное удаление соды. Наиболее целесообразно использовать их для орошения на дерново – подзолистых, серых лесных почвах и осушенных торфяниках.

- сточные воды химической и калийно – фармацевтической промышленности, воды заводов синтетического волокна и каучука. Эти воды имеют повышенную минерализацию (3..5 г/л). Кислую или щелочную реакцию. Состав сульфатно – хлоридный. В воде содержится большое количество органических взвешенных веществ искусственного происхождения. Для орошения они пригодны только после предварительной подготовки – нейтрализации, разбавления до минерализации 1..2 г/л и снижения содержания натрия и органических веществ.

Сточные воды городской канализационной сети чаще всего являются смешанными, состоящими из хозяйственно – бытовых и промышленных. Очистку сточных вод крупных городов и промышленных центров проводят на мощных очистных станциях аэрации. Промышленные сточные воды проходят предварительную обработку внутри цехов предприятий, где удаляются из воды взвеси различных токсических веществ, которые могут отрицательно повлиять на биологические процессы очистки сточных вод.

В смешанных городских и поселковых сточных водах могут содержаться токсичные для растений вещества, поэтому путем обработки на очистных станциях вредные вещества удаляют. Загрязненность ими сточных вод не должна превышать допустимых норм. Каждый вид сточных вод очищают по определенной технологии. Смешанные сточные воды в настоящее время обычно подвергают комплексной очистке, то есть механической и биологической.

При механической очистке воды пропускают через решетки, жироловки и первичные отстойники. С помощью решеток задерживаются крупные взвешенные в воде и плавающие предметы (бумага, тряпки и др.) Задержанные решетками крупные отбросы измельчают дробилками и спускают в поток очищенных от крупных частиц вод. С помощью песколовок задерживаются крупные минеральные частицы, главным образом песок, который транспортируется на песковые площадки для обезвреживания.

Содержащиеся в сточной воде жировые вещества задерживаются при прохождении через жироловки. Протекая через первичные отстойники, сточная вода освобождается от взвешенных веществ. После предварительной очистке сточных вод их направляют на последующую очистку, например на биологическую. В первичном отстойнике может быть проведена и окончательная очистка сточных вод, если степень очистки будет достаточной для орошения полей или выпуска в реку.

Механически осветленные сточные воды далее подвергают биологической очистке в естественных или искусственных условиях.

К естественным методам очистки относятся биологические пруды, поля фильтрации и поля орошения.

В настоящее время на полях орошения по санитарно – гигиеническим условиям разрешено поливать следующие культуры: технические, зерновые. Кормовые, однолетние и многолетние травы; Овощные употребляемые в пищу после термической обработки, плодово – ягодные и декоративные насаждения; любые культуры при внутрипочвенном орошении.

Полив осветленными сточными водами благодаря их удобрительным свойствам дает более высокие урожаи с/х культур по сравнению с поливом из естественных водных источников.

Поля орошения сточными водами должны быть хорошо выровнены. На таких полях качество бороздного полива будет высокое. На полях же с сильно выраженным микрорельефом при поливе наблюдается неравномерное увлажнение, на пониженных местах – переувлажнение, на повышенных – недостаточное увлажнение.

В настоящее время в ряде научных учреждений применяют внутрипочвенный полив сточными водами, наилучший в эпидемиологическом отношении, но пока очень дорогой в исполнении.