Экологическая обстановка города
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 |