Сточные воды – это атмосферные осадки и отводимая с территорий населённых пунктов и промышленных предприятий вода, загрязнённая из-за деятельности человека. Дождевая, талая и грунтовая вода, которая попадает в природные водоёмы вдали от цивилизации, к этой категории не относится, поскольку её состав не зависит от людей.
Загрязнения, которые попадают в природу со стоками, неблагоприятно сказываются на экологической и социальной обстановке. Поэтому очистка сточных вод строго регулируется и контролируется на государственном уровне во всех развитых странах мира.
Глобальная классификация сточных вод и источники загрязнения
В первую очередь, загрязнённые человеком сточные воды принято классифицировать по происхождению на следующие три группы:
- Поверхностные.
- Хозяйственно-бытовые.
- Промышленные.
Вкратце рассмотрим их особенности и источники загрязнения.
Поверхностные сточные воды
Поверхностные сточные воды – образуются преимущественно из атмосферных осадков, которые собираются и возвращаются в природную среду с объектов, созданных человеком. К таким объектам можно отнести парки, скверы, дороги общего пользования, дворовые территории и обрабатываемые земли сельскохозяйственного назначения. К поверхностным или атмосферным стокам относятся также те, которые попали в виде осадков на промышленные предприятия или дворовые территории, и вернулись в природу посредством ливневых канализаций. Несмотря на это, к бытовым или промышленным они не относятся.
К основным источникам загрязнения поверхностных сточных вод относятся:
- остатки строительных материалов;
- копоть;
- резиновая крошка;
- топливо;
- масла;
- мазуты;
- разлитые технологические жидкости;
- соли и окислы цветных и тяжёлых металлов.
Поверхностные стоки также иногда классифицируются как ливневые. Это наименование происходит от названия основного способа утилизации загрязнённой воды.
Хозяйственно-бытовые сточные воды
Хозяйственно-бытовые сточные воды попадают к людям преимущественно в виде питьевой воды (из водопровода, колодцев, скважин) и возвращаются обратно в природу через бытовую канализацию. Это стоки из санузлов, кухонь, столовых и так далее. Для упрощения процесса очистки этот вид стоков запрещено объединять с поверхностными. То есть бытовую и ливневую канализации нельзя соединять в общую систему, за исключением общесплавной канализации.
К основным источникам загрязнения хозяйственно-бытовых вод относятся:
- биологические выделения людей и домашних питомцев;
- отмершие покровные ткани;
- пищевые отходы;
- растворимый в воде мусор – туалетная бумага, салфетки, одноразовые полотенца, содержимое пылесоса;
- бытовая химия – стиральные порошки, моющие средства и прочее.
С обывательской точки зрения хозяйственно-бытовые сточные воды являются простыми в плане очистки и осветления, однако это далеко не так. Канализационные стоки состоят из совокупности биогенных загрязнений, которые по своей сути представляют комбинации белков, жиров, углеводов, макро- и микроэлементов, а также продуктов их распада. От состава загрязнений зависит подбор оборудования для очистки сточных вод.
Промышленные сточные воды
Промышленные сточные воды (производственные) – образуются в технологических процессах на заводах, фабриках, горнодобывающих, сельскохозяйственных и других предприятиях. В природу попадают через промышленные или общесплавные канализационные сети. В обязательном порядке подвергаются многоэтапной очистке, поскольку среди всех видов стоков представляют самую большую опасность для окружающей среды. Обусловлено это их разнообразным составом, в котором зачастую есть ядовитые и токсичные вещества, которые в минимальной концентрации способны полностью уничтожить экосистему на значительных территориях на длительный период.
В отличие от поверхностных и хозяйственно-бытовых, промышленные стоки не могут иметь постоянный состав на всех объектах, а потому подвергаются более разветвлённой классификации. Понимание и разделение состава воды, загрязнённой в технологических процессах, является одним из основополагающих факторов эффективной очистки стоков. В том числе от этого зависят организация и проектирование очистных сооружений, выбор и комбинирование методов очистки, подбор видов и конфигураций оборудования.
Промышленные стоки принято классифицировать по следующим признакам:
- Концентрация загрязнений – различают слабо-, средне- и сильнозагрязнённые, а также опасные сточные воды. Оценка осуществляется по массе примесей в миллиграммах на литр жидкости.
- Преобладающие загрязнения – минеральные, органические, комбинированные примеси.
- Кислотность – определяется по уровню pH. Бывают неагрессивные, слабо и сильно агрессивные стоки.
- Влияние на природу – стоки могут ухудшать общее санитарное состояние водоёмов, изменять вкус и запах воды, а также пагубно влиять на людей, животных и растения, в той или иной мере потребляющие воду в процессе своей жизнедеятельности.
В состав промышленных сточных вод входят загрязнители:
- консервативные – не вступают в химическое взаимодействие и с трудом поддаются (либо не поддаются вообще) разложению биологическим путём (пестициды, соли тяжёлых металлов, фенолы);
- неконсервативные – легко вступают в химические реакции и могут частично или полностью подвергаться биологическому разложению и способствовать самоочищению водоёмов;
- неорганические вещества – пустая порода, шлаки, соли, кислоты и щёлочи неорганического происхождения;
- органические – продукты переработки нефти, органические кислоты, отходы пищевой отрасли.
- растворимые – полностью растворяются в воде, изменяя её прозрачность, цвет и органолептические свойства;
- нерастворимые – плохо или совсем не растворяются в воде, образуя мелкодисперсные взвеси и меняя внешний вид жидкости.
- эмульсии – частички размером от 0,1 мкм до 0,1 мм;
- коллоидные растворы – мелкие частички размером от 1 нм до 0,1 мкм.
К органическим загрязнителям принято также относить такие биологические микроорганизмы, как грибки, бактерии, дрожжи.
Основные показатели загрязнённости воды
Оценка показателей загрязнённости воды является важнейшим фактором, влияющим на организацию процесса, выбор методов, технологий и оборудования для очистки стоков. Оценка дается по суммарным или групповым параметрам, которые характеризуют только определённые свойства воды. Отдельные вещества при этом не идентифицируются.
Главными показателями загрязнённости сточных вод являются следующие параметры:
- Взвеси – к ним относятся примеси, которые определяются при пропускании воды через бумажные фильтры.
- Осадочные вещества – определяются в процессе отстаивания образцов в отстойных цилиндрах в течение двух часов.
- Сухой остаток – определяется путём испарения жидкости при температуре +105 градусов Цельсия.
- БПК – биохимическая потребность в кислороде или то количество кислорода, которое потребляется содержащимися в жидкости микроорганизмами для своей жизнедеятельности. Этот показатель определяет, целесообразно ли применять метод биологической очистки сточных вод в аэротенках и другом оборудовании.
- ХПК – химическая потребность в кислороде или то количество кислорода, которое необходимо для окисления органических соединений водорода, углерода, азота и серы.
- КИВ – концентрация ионов водорода, которая оценивается при помощи уровня pH, а среда определяется как кислая, нормальная или щелочная.
При оценке состава сточных вод также изучается наличие и концентрация веществ, которые могут быть применены с пользой. Например, в хозяйственно-бытовых стоках содержится много азота, калия, фосфора, кальция и других элементов, которые считаются ценным удобрением в сельскохозяйственной отрасли промышленности.
Технологии очистки сточных вод
Очистку сточных вод проводят для того, чтобы извлечь из жидкости загрязняющие вещества. Делается это в основном для того, чтобы возврат воды в природу не оказывал на неё пагубного влияния. Неочищенные или некачественно очищенные сточные воды могут:
- снижать продуктивность водоёмов;
- способствовать замещению ценных видов растений паразитными;
- уничтожать виды рыб, провоцируя размножение так называемой «мусорной» рыбы;
- уничтожать экосистему в обширных районах на длительное время;
- создавать проблемы с питьевой водой в регионе;
- усиливать интенсивность распространения болезней;
- провоцировать серьёзные изменения в пищевых цепочках;
- ухудшать климат.
Чтобы избежать этих проблем, создаётся инфраструктура, над которой осуществляется строгий контроль и надзор со стороны государства. Очистка сточных вод осуществляется на очистных сооружениях.
Существуют следующие методы очистки сточных вод:
- механический – предварительный этап, нацеленный на задержание грубых и мелкодисперсных нерастворимых в воде примесей;
- биологический – является основным этапом, его задача заключается в уничтожении растворённых в воде загрязнений органического происхождения;
- физико-химический – применяется для доочистки стоков, позволяет извлекать растворённые примеси и взвешенные вещества путём коагуляции, флотации, аэрации, сорбции, экстракции и других методов;
- дезинфекция – применяется для окончательного обеззараживания воды перед сбросом в водоёмы или повторным использованием.
Более детально эти технологии описаны в отдельных материалах на нашем сайте.