Инженерные методы защиты водных объектов. Изменение технологии производства, очистка сточных вод

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах перед выпуском их в водоёмы. Очистка сточных вод осуществляется на специальных очистных сооружениях[1].

Процесс очистки делится на 4 этапа:

Механический, биологический, физико-химический, дезинфекция сточных вод.

Загрязнения поверхностных водоемов и грунтовых вод можно классифицировать следующим образом:

Механические - увеличение содержания механических примесей, относящееся в основном к поверхностным видам загрязнений,

Химические - присутствие в воде неорганических и органических веществ токсичного и нетоксичного действия,

Биологические и бактериологические - присутствие в воде разнообразных патогенных бактерий, грибов и водорослей, Тепловые - сброс в водоемы нагретых вод ТЭЦ и АЭС,

Радиоактивные - наличие радиоактивных веществ в поверхностных или грунтовых водах.

Процеживание предназначено для выделения из загрязненной воды нерастворимых примесей частиц размером до 25 мм, а также волокнистых загрязнений. Процеживание осуществляется пропусканием загрязненной воды через решетки и волокноулавливатели. Решетки изготавливаются из металлических стержней или арматуры с зазорами между ними 5-20 мм и устанавливаются под углом 60° к горизонту. Очищаются решетки чаще всего механически с помощью поворотных граблей и реже - вручную. При этом примеси, снятые с решетки, измельчаются и сбрасываются обратно в загрязненные воды, чем ухудшается качество воздушной и водной среды. Для устранения этого недостатка используют решетки-дробилки, которые измельчают примеси, не извлекая их из загрязненных вод.

Отстаивание основано на особенности осаждения твердых веществ в жидкости. Очистка загрязненных вод осуществляется в песколовках и отстойниках. В зависимости от направления движения загрязненных вод песколовки бывают горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды и аэрируемые.

Фильтрование загрязненных вод предназначено для очистки их от тонкодисперсионных твердых примесей. Для очистки загрязненных вод используются два вида фильтров: зернистые, в которых жидкость протекает через насадки пористых материалов (песок), и микрофильтры, элементы которых изготавливаются из связанных пористых материалов.

Очистка воды от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, фильтрацией и флотацией.

При размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую природную среду. При проектировании и строительстве вновь создаваемых и реконструируемых хозяйственных и других объектов, при внедрении новых технологических процессов, влияющих на состояние водных объектов, необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем технического водоснабжения, как правило, не допускаются.

Предварительная стадия обработки сточных вод. Когда стоки промышленного предприятия содержат крупные частицы взвешенных веществ либо волокна (как в производстве керамических и силикатных материалов), а также нефтепродукты, требуется тщательная предварительная очистка сточных вод, включающая в себя:

Отстаивание сточных вод с использованием либо без использования химических реагентов в зависимости от состава стоков,

Фильтрация через решетки или сетчатые фильтры,

Подача стоков на гравийные фильтры (грубая очистка),

Коагуляция (дозирование растворов солей железа либо алюминия),

Извлечение из сточных вод вредных веществ специальными методами,

Применение нефтеловушек для очистки сточных вод от нефти и масла.

При определенных условиях необходимо дозировать в сточную воду флокулянт для укрупнения взвешенных и коллоидных частиц и процесса хлопьеобразования.

Первая стадия обработки сточных вод. Существует множество различных способов первичной обработки стоков, с различной эффективностью:

Механическая первичная очистки сточных вод,

Усиленная реагентно первичная обработка с низким дозированием химикатов,

Первичная обработка взвешенных веществ,

Биологическая очистка сточных вод

Цель первичной обработки сточных вод – прежде всего механическая очистка, а также значительное снижение количества загрязнений. Данный этап является неоднозначным. Используемые в нем методы могут сильно отличаться по принципу очистки сточных вод.

Вторая стадия обработки сточных вод. Вторая стадия является основной стадией очистки стоков, на которой происходит извлечение большинства загрязняющих веществ. При обработке на данном этам наряду с физико-химическими методами нередко применяют процессы биологической деградации отходов. Применяемых при вторичной обработке методов, как правило, бывает достаточно для очистки стоков. Тем не менее очистка сточных вод до жестких требований ПДК иногда достигается лишь после стадии глубокой очистки воды. На данном этапе применяются более эффективные физико-химические методы очистки и обессоливания воды такие, как технологии ионного обмена, нанофильтрация и обратный осмос.

30. Борьба с рассредоточенным загрязнением водных объектов.

В настоящее время в наиболее густонаселённых районах нашей страны, там, где в основном сконцентрировано промышленное производство, створы водопользования так плотно расположены, что места сброса сточных вод и водозаборы, питающие водопроводы городов, находятся нередко в непосредственной близости друг от друга. Особенно это относится к предприятиям целлюлозно-бумажной, нефтехимической и горнодобывающей промышленности.

Система последовательной очистки сточных вод, применяемая на современных предприятиях, включает первичную механическую очистку (удаление легко осаждающихся и всплывающих веществ), вторичную биологическую очистку (удаление биологически разрушающихся органических веществ). При этом производятся: коагуляция - осаждение взвесей и коллоидных веществ и фосфора, адсорбция - удаление растворённых органических веществ, также применяется электролиз для уменьшения содержания минеральных и органических веществ. Антибактериальная очистка сточных вод осуществляется при помощи хлорирования и озонирования. В некоторых случаях на заключительном этапе очистки производится дистилляция воды.

В последние годы разрабатываются и активно внедряются новейшие, ещё более эффективные методы очистки сточных вод, в частности используются технологии обработки стоков с применением электрохимической, сорбционной, радиационной и магнитной обработки.

Также приоритетным направлением защиты водных ресурсов является предотвращение загрязнения водоёмов стоками с полей, содержащими различные химические удобрения, ядохимикаты, пестициды. Для этого необходимо регулярное проведение противоэрозионных мероприятий, кроме того, следует ограничить использование прибрежных зон вдоль водоёмов в качестве сельхозугодий, или не применять на таких угодьях химические удобрения. Важным фактором защиты водоёмов от загрязнения является создание водоохранных зон.

Водоохранные зоны и прибрежные полосы: принципы их выделения и правила хозяйственного использования.

1. Водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии (границам водного объекта) морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.

2. В границах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на территориях которых вводятся дополнительные ограничения хозяйственной и иной деятельности

3. За пределами территорий городов и других населенных пунктов ширина водоохранной зоны рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и ширина их прибрежной защитной полосы устанавливаются от местоположения соответствующей береговой линии (границы водного объекта), а ширина водоохранной зоны морей и ширина их прибрежной защитной полосы - от линии максимального прилива. При наличии централизованных ливневых систем водоотведения и набережных границы прибрежных защитных полос этих водных объектов совпадают с парапетами набережных, ширина водоохранной зоны на таких территориях устанавливается от парапета набережной.

4. Ширина водоохранной зоны рек или ручьев устанавливается от их истока для рек или ручьев протяженностью:

1) до десяти километров - в размере пятидесяти метров;

2) от десяти до пятидесяти километров - в размере ста метров;

3) от пятидесяти километров и более - в размере двухсот метров.

5. Для реки, ручья протяженностью менее десяти километров от истока до устья водоохранная зона совпадает с прибрежной защитной полосой. Радиус водоохранной зоны для истоков реки, ручья устанавливается в размере пятидесяти метров.

6. Ширина водоохранной зоны озера, водохранилища, за исключением озера, расположенного внутри болота, или озера, водохранилища с акваторией менее 0,5 квадратного километра, устанавливается в размере пятидесяти метров. Ширина водоохранной зоны водохранилища, расположенного на водотоке, устанавливается равной ширине водоохранной зоны этого водотока.

7. Границы водоохранной зоны озера Байкал устанавливаются в соответствии с Федеральным законом от 1 мая 1999 года N 94-ФЗ "Об охране озера Байкал".

8. Ширина водоохранной зоны моря составляет пятьсот метров.

9. Водоохранные зоны магистральных или межхозяйственных каналов совпадают по ширине с полосами отводов таких каналов.

10. Водоохранные зоны рек, их частей, помещенных в закрытые коллекторы, не устанавливаются.

11. Ширина прибрежной защитной полосы устанавливается в зависимости от уклона берега водного объекта и составляет тридцать метров для обратного или нулевого уклона, сорок метров для уклона до трех градусов и пятьдесят метров для уклона три и более градуса.

12. Для расположенных в границах болот проточных и сточных озер и соответствующих водотоков ширина прибрежной защитной полосы устанавливается в размере пятидесяти метров.

13. Ширина прибрежной защитной полосы реки, озера, водохранилища, имеющих особо ценное рыбохозяйственное значение (места нереста, нагула, зимовки рыб и других водных биологических ресурсов), устанавливается в размере двухсот метров независимо от уклона прилегающих земель.

14. На территориях населенных пунктов при наличии централизованных ливневых систем водоотведения и набережных границы прибрежных защитных полос совпадают с парапетами набережных. Ширина водоохранной зоны на таких территориях устанавливается от парапета набережной. При отсутствии набережной ширина водоохранной зоны, прибрежной защитной полосы измеряется от местоположения береговой линии (границы водного объекта).

15. В границах водоохранных зон запрещаются:

1) использование сточных вод в целях регулирования плодородия почв;

2) размещение кладбищ, скотомогильников, объектов размещения отходов производства и потребления, химических, взрывчатых, токсичных, отравляющих и ядовитых веществ, пунктов захоронения радиоактивных отходов;

3) осуществление авиационных мер по борьбе с вредными организмами;