КАНАЛИЗАЦИЯ

ПУТИ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искус­ственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смыва­ются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.

Искусственное загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимо­сти от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние: 1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы); 2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне); 3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, со­держание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.); 4) уменьшается в воде содержание растворенного кислорода вследствие его потребления на окисление поступивших орга­нических веществ; 5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. За­грязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

В практике санитарной охраны водоемов пользуются гигиенически­ми нормативами — предельно допустимыми концентрациями (ПДК) веществ, влияющих на качество воды.

За ПДК принимают ту максимальную концентрацию вещества, при которой не нарушаются (не ухудшаются) процессы минерализации ор­ганических веществ, органолепгические свойства воды и промысловых организмов (рыб, раков, моллюсков) и не допускаются токсичные свой­ства веществ, которые могут вызвать нарушения в жизнедеятельности (выживаемость, рост, размножение, плодовитость, качество потомства) основных групп водных организмов (растений, беспозвоночных живот­ных, рыб), играющих важнейшую роль в формировании качества воды, создании и трансформации органического вещества.

Следовательно, ПДК должна обеспечивать нормальный ход биоло­гических процессов, формирующих качество воды, и не ухудшать товар­ные качества промысловых организмов. При одновременном присутст­вии нескольких вредных веществ ПДК каждого должна быть соответст­венно уменьшена в связи с их аддитивным действием.

Более строго считается, что единственно правильным критерием чи­стоты вод является полная сохранность биоценоза водоема. Лимнологи­ческий институт СО АН СССР при решении вопроса о ПДК для оз. Бай­кал предложил, чтобы в сточных водах, сбрасываемых в это озеро, кон­центрации минеральных компонентов были на уровне их среднегодовых показателей в питающих озеро водах; органические компоненты, не свойственные по своей химической природе естественным водам, не должны сбрасываться в водоем.

Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необ­ходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки:

1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом;

2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;

3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры;

4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активи­рованный уголь;

5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом;

6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэра­ции с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;

7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с ак­тивным илом для задержания фосфора;

8) доочистку в прудах;

9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК;

10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических ве­ществ;

11) метод обессоливания;

12) сепарацию пены для удаления детергентов.

Для рационального использования водных ресурсов и усиления ох­раны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в си­стемах производственного водоснабжения.

В пределах крупных городов необходимо учитывать загрязнения рек не только бытовыми и производственными сточными водами, но и дож­девыми, стекающими с территории города по водостокам. Считается, что минимальный расход воды в реке для разбавления дождевых вод должен составлять не менее 0,016 л/с на одного жителя города, в ином случае кислородный режим и физические свойства речной воды будут неудовлетворительными.

Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР разработа­ны два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек на 1980 г.

Первый вариант. Сточные воды после очистки сбрасываются в реки. Расходная часть баланса — безвозвратные потери воды. Приняты четы­ре минимальных значения кратности разбавления К сбрасываемых в ре­ки очищенных сточных вод —1 : 3, 1:5, 1:10, 1 : 20.

Второй вариант. Производственные и большая часть бытовых сточ­ных вод в реки не возвращаются (за счет повторного использования стоков на полях орошения, полях фильтрации и т. п.). Расходная часть баланса возрастает по сравнению с первым вариантом, но сокращаются резервы воды, необходимые для разбавления сточных вод. Кратность разбавления К составляет 1 : 5.

Водохозяйственные мероприятия, определяющиеся соотношением водопотребления и водности рек, а также минимальной кратностью раз­бавления сточных вод, сбрасываемых в реку, приведены в табл. 4.6.

По данным составленного водохозяйственного баланса установлено, что для необходимого разбавления сбрасываемых в реки сточных вод требуются более сложные водохозяйственные мероприятия, чем для от­бора необходимого объема воды при сокращении сброса сточных вод в реки. Поэтому рекомендуется сокращать сброс сточных вод в реки в тех случаях, когда требуется значительное их разбавление водой.

Общепринятая методика определения обводнительных расходов до настоящего времени отсутствует.

Предлагается определять обводнительный расход Q06b при спуске в реки ливневых и поливомоечных вод, пользуясь зависимостью

(БПКст — ВПКдоп) Qo6B~ сс (БПКдоп — БПКр) • (4Л7)

Где <7СТ — расчетный расход сточных вод;

БПКст» БПКдоп и БПКр — расчетные значения биохимической по­требности кислорода соответственно сточных вод, предельно допустимой концентрации в реке после сброса сточ­ных вод и речной воды до сброса сточ­ных вод;

А—коэффициент степени смешения сточ­ных вод с речной водой.

Для определения размера санитарного попуска Qn предложена за­висимость

П п

S Сі щ + Ср Qp - Спр (Qp + S qi) Qn = — , (4,18)

Где <7j - — расход сточных вод с концентрацией Сі лимитирующего за­грязнения;

<Зр — расход речной воды с концентрацией Ср того же вещества в рассматриваемом створе реки;

Сп — концентрация загрязняющего вещества в воде, поступающей при санитарном попуске;

Спр — предельная концентрация загрязнения в речной воде после смешения ее с водой санитарнрго попуска; І — число спусков сточных вод на рассматриваемом участке реки.

С математической точки зрения зависимости (4.17) и (4.18) очень просты, но для широкого применения их в практике необходимы боль­шие научно обоснованные исследования по определению оптимальных значений входящих в них величин. Лишь на их основе можно осущест­вить достаточно достоверное прогнозирование качества воды рек.

Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитыва­ется нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешен­ными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает.

Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонен­тов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а так­же полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточ­ных вод и ниже по течению реки.

Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы са­моочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности.

Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные во­доемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них. В осуществлении конт­роля главную роль должны играть автоматические станции с измери­тельными приборами.

Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества во­ды в полевых условиях, а также для автономной регистрации приме­няют автоматические станции, которые работают на принципе элект­рометрии.

Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды со­стоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой распо­ложены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещае­мые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистра­ции. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Пере­дающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на цент­ральный пункт.

Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних — результаты измерений записываются на специ­альной ленте, которая через определенные промежутки времени (неде­ля, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других — резуль­таты сразу же передаются на центральный пункт.

На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, БПК. и др.