Geum.ru

Актуальность решения проблемы очистки сточных вод

Вид материалаДокументы
Подобный материал:

ЧП «Дисис» 99011, Севастополь, а/я 105 disis@ukr.net тел. (0692) 53-73-92, (050) 150-13-41


Только природа может достичь совершенства.

Актуальность решения проблемы очистки сточных вод


Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни человека. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на Земле по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности в воде заставляют все страны, ученых всего мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

Круговорот воды в природе - это долгий путь ее движения. Он состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения, На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений - продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала. Но эта способность самоочищения не безгранична. И сейчас мы подошли к этой грани вплотную. За последние годы на экологические системы обрушились огромные количества загрязняющих веществ, от которых они не способны защитить себя самостоятельно. И в основном это неочищенные или плохо очищенные сточные воды.

Если нечистот в почву попадает немного, почвенные микроорганизмы их эффективно перерабатывают, заново используя питательные вещества. В соседние водотоки просачивается уже очищенная вода. Но если нечистот много, почвенные микроорганизмы не справляются с их очисткой, и они попадают в воду, где на их окисление расходуется кислород. Создается так называемая биохимическая потребность в кислороде. Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода остается в воде для живых организмов, особенно для рыб. И тогда из-за недостатка кислорода гибнет все живое. Вода становится биологически мертвой, в ней остаются только анаэробные бактерии. Они процветают без кислорода, некоторые виды выделяют сероводород. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах и становится совсем непригодной для человека и животных.

Почти такой же механизм воздействия на водоемы и плохо очищенной сточной воды с большим уровнем соединений азота и фосфора. Эти биогенные вещества стимулируют рост сине-зеленых водорослей, они начинают выделять токсин- микроцистин, опасный для рыб и других водных жителей. В природных условиях озеро, прежде чем заилиться и исчезнуть, существует около 20 тыс. лет. Избыток биогенных веществ ускоряет процесс старения и резко уменьшает срок жизни озера, делая его к тому же малопривлекательным.

Если сточную воду рассасывать в грунты, как делают владельцы септиков с открытым дном или советуют производители некоторых биологических систем, то картина получается еще хуже. Микроорганизмы работают только в верхних слоях плодородного грунта, да и то только в летний период. Сами грунты также не могут отфильтровать растворенные в воде соединения, они только убирают взвеси. Эти воды начинают далее реагировать с химическими элементами грунтов, и продукты этих реакций отравляют подземные водяные горизонты. И это не далекое будущее. В Подмосковье уже сейчас невозможно взять питьевую воду из скважин без серьезной очистки. Мы сами портим воду в скважинах, которую потом чистим дорогими системами, которые опять же требуют слива больших объемов воды с марганцем или солью при регенерации. Может, все-таки стоит не бороться с последствиями, а подумать и устранить первопричину всего этого – неочищенный сброс стоков или некачественную их очистку.

Массовый рост коттеджного строительства вокруг городов, обнажил многие проблемы, в том числе и проблему очистки сточных вод. Решать её по привычному пути, т.е. прокладывать многокилометровые канализационные коллекторы до небольших поселков не только накладно. Часто этот путь приносит прямо противоположный результат из-за всевозможных утечек сточных вод в грунты (в результате биокоррозии материала канализацион-ных труб, подвижек грунтов и т.д.) и утечек биогаза в атмосферу. Ко всему этому нужно учитывать интенсивное развитие в канализационных коллекто-рах различного рода болезнетворных бактерий и паразитов, где для них создаются просто райские условия для размножения. Вместе с прелестями центральной канализации вы получаете лазейку, через которую в ваш дом будут проникать болезни.

В данной ситуации выход один - чистить сточные воды необходимо в местах их происхождения, тс есть в непосредственной близости от жилых домов или поселка. Метод очистки стоков должен быть эффективный и недорогой. И пока ничего более эффективного, чем биологическая очистка для данного вида стоков, не придумано. Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях имеет многолетнюю историю. Первые очистные сооружения были построены в Англии: биофильтр в 1893 г. и аэротенк в 1914 г. Процесс этот, по своей сущности, природный, и его характер одинаков для процессов, протекающих в водоеме или очистном сооружении. Биологическая очистка осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями. Интересно отметить, что при очистке одной и той же сточной воды в аэротенке и биофильтре развивается идентичная микрофлора, но с разным количественным соотношением отдельных групп микроорганизмов. В 1967 г. Ц. И. Роговской было подсчитано, что если аэрировать воздухом биофильтр, то через некоторое время число микробов увеличится как минимум в двести раз. Гнилостные бактерии потеряют свою активность, и запах исчезнет. К тому же, в лучших аэротенках в биоценозе начинают появляться простейшие (амебы, коловратки и т.д.), а их роль весьма многопланова. Она заключается, прежде всего, в регулировании числа бактерий в сообществе микроорганизмов и в омолаживании биомассы. Также главная роль им отводится в процессе изъятия из сточной воды крупных частиц исходных органических примесей.

Сегодня уже никто не спорит о достоинствах аэротенков для очистки сточных вод биологическими методами. Но не всё так просто. Аэробный процесс очистки довольно сложный, потому что из стоков необходимо удалить не только органические загрязнения, но и другие биогенные вещества (соединение азота и фосфора). На сегодня подавляющее число эксплуатируемых аэробных очистных систем основано на последовательной обработке очищаемых стоков, чередуя аэробные и анаэробные зоны. При таком способе очистки можно достигнуть хороших результатов при полном соблюдении довольно сложного алгоритма, требующего наличия большого количества емкостей, и, следовательно, больших материальных затрат. Попытки сделать очистные процессы по усеченному алгоритму всегда приводят к резкому ухудшению выходных характеристик.

Выход был найден при создании очистных систем на базе SBR -аэротенков (sequencing batch reactor - аэробные реакторы с циклично прерываемой активностью), где в каждой из емкостей работал, только аэробный активный ил, но с разным уровнем! растворенного кислорода во времени. При этом перекрывался весь спектр биохимических реакций, а количество емкостей (бассейнов) уменьшилось при существенном улучшении качества очистки. Реакции денитрификации и дефосфотации в SBR - системах выполняются не в анаэробных, а в более комфортных аноксидных условиях. Разница в качестве и количестве биомассы. В нашем случае будет работать аэробный активный ил и при большой концентрации биомассы. Развитие в последнее время очистных систем малого объема на базе SBR-реакторов позволяет не только сократить причиняемый природе вред, но и улучшить качество окружающей экосистемы. Достигаемое качество очистки сточных вод лучшими представителями на базе SBR, будет НЕ ТОЛЬКО НЕ УХУДШАТЬ, НО И УЛУЧШАТЬ качество воды при попадании в реки и озера. Качество очистки позволяет использовать очищенную воду даже в системах оборотного водоснабжения для технических нужд (например – для смыва унитазов). К тому же вам теперь нет необходимости, поливать унитаз огромным количеством дезинфектантов. Ваши канализационные трубы теперь не будут источником развития болезнетворных бактерий, они будут постоянно вентилироваться отработанным воздухом из этих систем, который блокирует в них развитие болезнетворных бактерий благодаря присутствию кислорода. Не следует забывать и про отработанный активный ил из этих систем. Он будет прекрасным удобрением на вашем участке, например для бурного роста травы на газоне или овощей в вашем парнике.

Казалось бы, все хорошо, но развитие этих технологий невозможно без применения мембранных аэрационных систем, которые у нас, к сожалению, не производятся. Применяемые у нас элементы для использования в системах непрерывной пневматической аэрации не работают в SBR- аэротенках. При остановке аэрации грязная вода проникает в поры этих элементов аэрации, забивая воздушные каналы изнутри при следующих включениях. А ведь для SBR-систем такие остановки аэрации по несколько раз в день.

В заключение хочется сказать, что защита водных ресурсов от истощения, загрязнения и их рациональное использование - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке сточных вод, но проблема очистки малых и средних объемов до сих пор явно не решена. Существенное влияние на повышение качества водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод. На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются большие ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода. Недооценивать важность охраны и рационального использования водных ресурсов сегодня, значит получить в скором времени целый букет экологических проблем, преодолевать которые будет уже гораздо сложнее.