Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определенных веществ, обеззараживание которых предусматривает комплекс удаления из стоков патогенных микроорганизмов. Совокупность санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий загрязненных сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание, называется канализованием. Сточные воды очищаются механическим, физико-химическим, биологическим и другими методами. Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, маслоуловителями, смололовителями и т.д. Механический очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей из производственных - до 95%.Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. Он дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ сточных вод до 95% и растворенных до 25%. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные - это глины, торф, а искусственные - активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием. Хлор - наиболее эффективное средство для обеззараживания воды. Он убивает микроорганизмы и вступает в реакцию с аммиаком. Оставшийся в избытке хлор растворяется в воде, защищая тем самым воду от любого нового источника загрязнения. Загрязненные сточные воды очищают также электролитическим методом (пропусканием электрического тока через загрязненные воды), с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол высокого давления.
Механический и физический методы являются первыми этапами очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую очистку. Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. После биологической очистки вода становиться прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтре. Благодаря ей интенсивнее протекают процессы биохимического окисления. Аэротенки - это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекает подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные активным илом. В естественных условиях для биологической доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, после биологической (для удаления болезнетворных бактерий) - химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.). Биологический метод дает лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна. Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод, возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Предоставление недр для захоронения вредных веществ, отходов производства и сброса сточных вод допускается в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований.
Недоочищенные после аэротэнков и вовсе недоочищенные воды органические вещества, соединения фосфора, азота, серы, тяжёлых металлов и др. в концентрациях, опасных для водных экосистем и здоровья человека, контактирующего или потребляющего загрязнённые воды.
Существующие схемы очистки сточных, как правило, не вполне соответствует необходимым требованиям. Основными недостатками и значимыми сложностями распространённых технологий очистки промышленных, хозбытовых, животноводческих и птицеводческих стоков является низкая эконмическая эффективность, обусловленная в первую очередь, энергоёмкостью оборудования. При этом не редко создаются вторичные загрязняющие вещества.
В нашей стране и за рубежом проводятся исследования, направленные на изыскание и внедрение в практику новых методов биологической очистки, позволяющих добиться лучших результатов очистки и сохраняющих возможность естественного биоценоза при попадании в реки и озёра стоков, что является одним из самых серьёзных вопросов защиты биосферы. Биологические методы очистки являются весьма перспективными, как наиболее простые, дешёвые и надёжные.
Уже давно было замечено, что некоторые водоёмы со временем становятся чище. Причина тому- обитающие в них микроорганизмы и водные растения. Они постепенно разрушают попавшие в воду ядовитые вещества вводя их в свой пищевой рацион. В число этих растений входят ряска, камыш и другие, но самой перспективной и экологически безопасной очисткой поверхностной воды является очистка с помощью эйхорнии. Это многолетнее растение, надводная часть которого состоит из листьев и цветка, напоминает гиацинт. В воде находятся нитевидные корни, опушённые ресничками, между которыми и происходит процесс очистки воды от загрязняющих веществ. Растение усваивает из воды неорганический углерод карбонатов, минеральные соли, аминокислоты и некоторые другие вещества. На поверхности корней формируются селективные микробиоценозы (бактерии, микроводоросли, простейшие), способствующие более активной деструкции и поглощению минеральных веществ.
За последние годы учёные, заинтересовшиеся эйхорнией, отметили у неё совершенно неуёмный аппетит. Она окисляет и расщепляет нефтепродукты, технические масла, навоз, фенол, сульфаты, синтетические поверхностно-активные вещества, минеральные соли, патогенные организмы.
Специалисты Российского химико-технологического университета решили проверить возможности очистки с помощью эйхорнии загрязнённых поверхностных вод и провели эксперименты на прудах Киржачской птицефабрики во Владимирской области.
Существовавшая система очистных сооружений и каскад отстойников птицефабрики были не в состоянии чистить 180-200 куб.м бытовых и производственных стоков до уровня ПДК. Эксперимент начался 20 июля 1997 года. В первом отстойнике была высажена эйхорния, которая первоначально заняла 2% от его поверхности. Через неделю исчез специфический запах. Когда растения разрослись и заняли треть поверхности, специалисты Госэпидемнадзора Владимирской области провели исследования проб воды. Результаты анализов показали, что суммарное количество загрязняющих веществ после очистки стало на порядок ниже. Эффективность очистки напрямую зависит от плотности покрытия поверхности водоёма. При 80% покрытия были уничтожены практически все контролируемые Госсанэпидемнадзором, - состав воды стал отвечать санитарно-гигиеническим нормам для открытых водоёмов и бассейнов.
Экономисты подтвердили хозяйственную целесообразность этого способа очистки воды. Очистка при помощи эйхорнии в 10 раз дешевле, чем при традиционных технологиях.
Следующий эксперимент уже по очистке промышленных стоков был проведён в городе Красноармейске Московской области. За лето только экономия электроэнергии (один из мощных компрессоров оказался совершенно ненужным при этом способе очистке), оправдывала все затраты на внедрение новой технологии. Было также отмечено уничтожение практически всех болезнетворных микроорганизмов, что позволило отказать от неизбежной прежде, на последнем этапе, обработки стоков хлорной водой.
Эйхорния способна нейтрализовать даже токсичные компоненты ракетного топлива, попавшие воду. За загрязнение окружающей среды ракетным топливом в Казахстане в июне и октябре 1998 года Россия заплатила сотни тысяч долларов. Эйхорния справилась с очисткой промстоков от ракетного топлива: НДМГ(несимметричный диметилгидразин) и НДМА (нитрозодиметиламин) .
Эйхорния была также использована для очистки поверхностных вод от дубильных веществ в Сыктывкаре, а в Перми на ООО ”Лукойл - Пермьнефтеоргсинтез” для очистки стоков после биохимической обработки перед возвратом в производство.
Полученные результаты практического применения эйхорнии для очистки сточнных вод специалистами ГУП “Мосводосток” убедило их в пользу дальнейшего применения этого способа, а также включения в технологическую цепочку при проектировании новых очистных сооружений.
