Биохимическая очистка сточных вод основана на способности некоторых микроорганизмов разрушать органические и некоторые неорганические соединения, превращая их в безвредные продукты окисления: воду, двуокись углерода, нитрат- и сульфат- ионы и др. Очищенные биохимическим способом сточные воды отвечают санитарно-гигиеническим требованиям и рыбохозяйственным нормативам, и их можно спускать в водоемы, а также использовать в оборотном водоснабжении. Целесообразна биохимическая очистка производственных сточных вод совместно с хозяйственно-бытовыми водами, так как последние приносят азотистые вещества, необходимые для питания и размножения микроорганизмов. Недостатком биохимической очистки является малая скорость окислительных процессов, вследствие чего необходимы очистные сооружения больших объемов.
Биохимическая очистка является завершающей стадией очистки сточных вод химических и нефтеперерабатывающих предприятий.
Способ термической очистки сточных вод заключается в полном окислении при высокой температуре загрязняющих веществ с получением нетоксичных продуктов сгорания и твердого остатка.
Возможны различные варианты применения термического способа, начиная от полного уничтожения стоков или загрязненного ила с небольшим количеством твердого остатка и до значительного уменьшения их, после чего концентрированные растворы можно либо захоронить в отвалах, либо использовать для получения ценных продуктов. Но в любом варианте термическая очистка исключает загрязнения стоками водоемов, это является ее большим достоинством. При термической очистке используется оборудование: выпарные аппараты, распылительные сушилки, аппараты для получения твердого продукта и др.
Обычно применяют многокорпусные выпарные установки, состоящие из ряда последовательно установленных выпарных аппаратов; аппараты с погруженными горелками в производствах синтетических смол; печи с псевжоожиженным слоем, установки термического обезвреживания и обессоливания, установки огневой очистки стоков камерного и шахтного типа, установки «мокрого сжигания» и ряд других огневых установок. В процессе упаривания достигается 30-ти кратное выделение сухого вещества, что соответствует 300-400г/л.
Одним из перспективных способов очистки сточных вод является ионный обмен. Ионитами можно извлекать из сочных вод соединения мышьяка и фосфора, цианистые соединения и радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов: хрома, никеля, цинка, свинца, ртути и др. Для очистки используют синтетические ионообменные смолы.
Очистка происходит в аппаратах периодического и непрерывного действия.
Практическое применение находят способы электрохимической очистки стоков, содержащие стоки металлов, кислот и щелочей, которые позволяют одновременно с очисткой извлекать и использовать основную массу ценных продуктов.
Широкое распространение получает очистка методом обратного осмоса, при котором очищаемые стоки непрерывно фильтруются под давлением через полупроницаемые мембраны разных видов, задерживающие частично или полностью молекулы или ионы растворенного вещества.
Преимущество этого способа: простота аппаратуры, работа при обычной температуре, очистка воды от неорганических, органических и бактериальных загрязнений, малая зависимость эффективности очистки от концентрации загрязнений, возможность использования ценных продуктов. Недостатки - высокая стоимость мембран и их быстрая изнашиваемость.
Используется очистка сточных вод ультразвуковыми колебаниями, содержащих фенолы, поверхностно-активные вещества, цианиды и другие, трудно окисляющиеся вещества.
2. Состояние источников питьевого водоснабжения Москвы
Водоснабжение Москвы и ряда населенных пунктов Московской области осуществляется в основном из поверхностных источников, расположенных на территории Московской, Смоленской и Тверской областей.
Уменьшение запасов пресных вод в водохранилищах Московского региона как следствие гидрометеорологических факторов в буквальном смысле обнажило проблему отсутствия системы управления водными ресурсами Центрального региона.
В число приоритетных задач обеспечения надежности водоснабжения Москвы входит задача охраны поверхностных водоисточников от загрязнения.
В связи с сокращением промышленного и сельскохозяйственного производства в новых социально-экономических условиях качество вод водохранилищ несколько улучшилось. По данным Мособлкомприроды, ориентировочно сброс загрязняющих веществ в природную среду сократился в 1996 г. в среднем: по взвешенным веществам–на 10 тонн; по нефтепродуктам–на 0,5 т; по органическим веществам–на 12 т. по результатам наблюдений за качеством воды источников питьевого водоснабжения, проводимых МГЦСЭН и МГП «Мосводоканал», фиксируется улучшение состояния воды по органолептическим показателям, неорганическим компонентам и показателям санитарно-эпидемиологической безопасности. Показатели антропогенного загрязнения значительно ниже ПДК для водоемов (фосфаты, нитраты, нефтепродукты). Концентрация тяжелых металлов в 10-100 раз ниже ПДК. Наличие пестицидов (анализируется 17 соединений) в водоемах не обнаружено. Контроль содержания диоксинов в воде показывает, что в 90% проб диоксины отсутствуют, а в 10%-максимальное значение концентрации ниже 1/3 ПДК.
Однако данных только по составу поверхностных вод не достаточно, чтобы констатировать, особенно на перспективу, стабилизацию состояния питьевых водоисточников. В последнее время, несмотря на принимаемые Правительством Москвы и Администрацией Московской области меры по защите источников питьевого водоснабжения от загрязнения, экологическая ситуация на территории зоны санитарной охраны продолжает ухудшаться.
В зоне санитарной охраны только на территории Московской области расположены 55 сельскохозяйственных предприятий, более 200 ферм крупного рогатого скота. Несмотря на то, что часть объектов в настоящее время закрылась, навоз, скопившийся в течение нескольких лет на фермах, представляет значительную угрозу для водных объектов. В случае аварийного попадания отходов сельскохозяйственных объектов в водохранилища и водотоки нельзя будет использовать их воды для питьевых целей.
В настоящее время происходит смена приоритетных загрязнителей с объектов сельского хозяйства и промышленности на коттеджные поселки и садоводческие товарищества, расположенные по берегам водоемов и не оборудованные современными системами канализации, сбора, очистки и отведения ливнестоков. За последние 5 лет организовано около 1500 садоводческих и личных подсобных хозяйств. Сточные воды от таких объектов представляют существенную угрозу для водоисточников еще и потому, что процесс поиска нарушителя и принятия к нему соответствующих мер существенно затруднен по ряду причин:
-рассредоточенность стока, невозможность однозначно доказать степень виновности каждого нарушителя;
-зачастую отсутствие внешних признаков загрязнения ;
-многочисленность объектов при относительно небольших объемах сточных вод;
-зачастую невозможность обследования территории сотрудниками контролирующих организаций с целью установления источников загрязнения.
Кроме того, в ходе освоения земельных участков под дачные и садово-огородные товарищества возникают многочисленные неорганизованные свалки.
Основные показатели качества питьевой воды за 1996 год приведены в таблице 2.1.
В целях защиты источников питьевого водоснабжения Москвы и Московской области от загрязнения, засорения и истощения по инициативе МГП «Мосводоканал проект» разработаны и утверждены Госкомсанэпиднадзором 20.07.95. Санитарные правила «Зоны санитарной охраны источников хозяйственно–питьевого водоснабжения Москвы». Разрабатывается проектная документация по установлению водоохранных зон водохранилищ и открытых трактов водоподач. Вопросы защиты водоохранных зон рассмотрены и в постановлении Правительства Российской Федерации от 28.01.97 № 75 «О мерах по обеспечению устойчивого водоснабжения Москвы и Московской области».
3. Канализирование сточных вод Москвы и Московской области
Сброс загрязненных вод, образующихся в результате производственной деятельности и работы коммунальных служб, а также за счет поверхностного стока с городских территорий, осуществляется в наибольших объемах через системы городской канализации (МГП "Мосводоканал") и ливневой канализации (МП "Мосводосток"). Кроме того, на территории города существуют отдельные выпуски предприятий, оформленные как спецводопользование.
Количественный учет сброса загрязненных вод является одной из составных частей водохозяйственного баланса территориальной единицы, на основе которого разрабатываются рекомендации по устранению дефицита водных ресурсов и рационализации их использования. Основными отчетными материалами, в которых систематизируются данные по сбросу, являются документы Государственной статистической отчетности - 2ТП-водхоз. Ответственность за их сбор и представление возложена на Московско-Окское бассейновое водохозяйственное управление (МОБВУ) Роскомвода. Несмотря на очевидную важность водохозяйственных балансов, к сожалению, в Москве их расчет, по существу, не ведется. Отдельные балансовые соотношения, нередко именуемые в работах МОБВУ, ИВП РАН как водохозяйственный баланс, не соответствуют требованиям, предъявляемым к расчетам такого вида баланса, как по информационной обеспеченности, так и методикам расчета. Как показали исследования МГУ им. М.В. Ломоносова, в балансовые расчеты должны быть включены природоохранные ограничения в расходной части. Подсчитанный таким образом баланс даст возможность регулировать водохозяйственную деятельность в городе. Для составления балансовых расчетов по расходованию воды в городе и внедрению рекомендаций по оптимизации водохозяйственной деятельности целесообразно предусмотреть в числе НИОКР заказ на исследования по разработке методики расчета водохозяйственных балансов в Москве и обеспечения их достоверной информацией.