Проблемы водопользования и системы защиты водной среды

К середине XXI в. не менее 40% жителей планеты будут испытывать дефицит воды, поэтому вопросы, связанные с наличием воды и ее качеством, имеют огромное значение. Российская Федерация располагает примерно пятой частью запасов пресных вод. По объему речного стока она занимает второе место в мире после Бразилии, а по водообеспеченности на одного человека — третье, после Бразилии и Канады. Но распределение воды по территории страны неравномерно и не соответствует размещению основных производственных мощностей. Так, на Европейскую часть страны, где проживает до 80% населения, приходится лишь 8% речного стока. Однако даже здесь показатели водообеспеченности пока выше критических — 1700 м3 на человека в год. Значительные объемы воды используются в сельском хозяйстве, металлургии, химии, целлюлозно-бумажной промышленности.

Проблемы развития водного хозяйства России очень серьезны:

  • 1) количество водных ресурсов — 20% расходуется на хозяйственно-питьевые нужды, 60% потребляет промышленность;
  • 2) потери воды, изымаемой из водоемов, при транспортировке достигают 8 км3 в год (не менее 10% забираемого объема);
  • 3) водоемкость производства 1 ед. товарной продукции: Германия — менее 1,5 тыс. м3, Россия — свыше 4,5 тыс. м3;
  • 4) мизерные ставки платежей (нет стимула к водосбережению, плата за воду составляет 0,1—2,5% в стоимости продукции; сельское хозяйство и водный транспорт вообще освобождены от платы за использование водных ресурсов). Ежегодно государство тратит до 3 млрд руб. на поддержание в работоспособном состоянии шлюзового хозяйства, чистку каналов, но бюджет ничего не получает от тех, кто эксплуатирует эти мощности, — предприятий речного транспорта. Такая же ситуация складывается и с мелиоративными системами;
  • 5) проблемы качества воды — более 30% потребителей получают воду ниже санитарных норм; ежегодно сбрасывается свыше 60 км3 неочищенных стоков, а также ливневые воды, однако питьевое водоснабжение осуществляется из рек и озер.

Главным загрязнителем воды в России продолжает оставаться жилищно-коммунальное хозяйство. Сегодня 95% городских стоков поступающих в реки, очищены хуже, чем предусматривают российские нормативы. При этом износ сетей канализации в каждом третьем случае составляет 100%. При этом принимаемые меры по строительству очистных сооружений в жилищно-коммунальном хозяйстве носят эпизодический характер.

Очистка сточных вод — это обработка их с целью разрушения или удаления из них определенных веществ, препятствующих отведению этих вод в водоемы в соответствии с нормативными требованиями. Методы очистки промышленных сточных вод и жидких отходов производства подразделяют на две группы: деструктивные и регенерационные.

К деструктивным относят такие методы, при которых загрязняющие сточную воду вещества разрушают окислением, восстановлением или другими химическими и физико-химическими методами. Образующиеся продукты распада удаляются в виде газов и осадков или остаются в растворе. Обработанные таким образом жидкие отходы подлежат сбросу или захоронению. Для деструктивной обработки применяют различные реагентные методы, термическое уничтожение, биохимическое окисление и т.д.

К регенерационным относятся методы, позволяющие возвратить обработанные жидкие отходы в технологический цикл, использовать их в другом производстве или извлечь из них ценные вещества. Объектами регенерации могут быть вода (загрязненные сточные воды), химикаты (отработанные растворы, загрязненные воды), горюче-смазочные материалы (отработанные масла, топлива) и даже многокомпонентные смеси. При регенеративной обработке не всегда обеспечивается полный санитарный эффект, поэтому может потребоваться дополнительная деструктивная обработка вторичных отходов: обезвреживание солей, извлеченных из регенерированной воды; обработка воды, из которой извлекли ценные примеси; обработка применяемых для регенерации растворов и вод регенерирующих установок.

Тот или иной метод очистки жидких промышленных отходов можно выбрать только на основе изучения их состава и свойств, целесообразности их регенерации или утилизации, а также после выяснения характера и мощности водоема, его народно-хозяйственного значения и особенностей использования для определения возможности сброса отходов.

В связи с большим разнообразием состава и свойств сточных вод для их очистки применяют следующие способы: механический, физико-химический, химический, биологический и термический.

Механическая очистка используется для удаления из сточных вод нерастворимых взвешенных частиц, которые под действием гравитационных сил выпадают в осадок, если их плотность больше плотности воды, или всплывают на поверхность, если их плотность меньше плотности воды. По мере накопления осажденные или взвешенные загрязнения удаляются.

К способам механической очистки производственных сточных вод относятся: процеживание, отстаивание, фильтрование и выделение твердой взвеси при помощи центрифуг или гидроциклонов.

Чтобы облегчить условия эксплуатации сооружений, главным образом отстойников, применяют предочистку сточных вод с помощью песколовок, жироловок и нефтеловушек. Для повышения эффекта осветления мутных и малоцветных вод, растворов и других жидкостей их после отстаивания фильтруют через вакуумные, наливные и пресс-фильтры. Часто вместо отстойников применяют гидроциклоны, которые во многих случаях оказываются более эффективными и экономичными. Для осветления небольших количеств сточных вод и для обезвоживания осадка применяют центрифуги.

При физико-химической очистке сточных вод изменяют физическое состояние загрязнений, что облегчает их удаление из сточных вод. Для этого пользуются методами коагуляции, флокуляции, флотации, сорбции, экстракции, ионного обмена, диализа, осмоса, дистилляции, кристаллизации, магнитной обработки, электрокоагуляции и др.

Химическая очистка заключается в использовании реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязняющими веществами, образуют новые вещества, легче удаляемые из воды. К ней относятся нейтрализация и окислительный метод.

Биологическая очистка сточных вод основана на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения водоемов. Наибольшее применение она находит при очистке коммунальных стоков для удаления биогенных веществ. Есть несколько типов устройств биологической очистки: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, в которой интенсивно протекают процессы биологического окисления органических веществ. В биологических прудах в очистке принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки — огромные резервуары из железобетона. Очищающим началом является активный ил из бактерий и микроскопических животных. Микробоценоз активного ила бурно развивается в аэротенках (обильный приток питательных веществ, избыток подаваемого кислорода). Сточные воды перед биологической очисткой подвергаются дезинфекции для удаления патогенной микрофлоры.

Термическое обезвреживание сточных вод наиболее распространено при наличии нефтезагрязнений и сводится к сжиганию их в виде гидроэмульсий в энергетических котлах.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >