Экологические проблемы водоотведения и пути их решения

Рассмотренный материал, связанный с водоотведением, позволяет выявить ряд проблем, среди которых наиболее существенными являются следующие:

· большой объём сточных вод и неполная их очистка;

· проблема  обработки и утилизации осадков, образующихся при очистке сточных вод;

· дороговизна очистных сооружений;

· возможность утечек и аварий, а отсюда загрязнение воды и почвы.

Повышение экологической безопасности водоотведения может быть достигнуто в следующих направлениях:

1) Сокращение объёма сточных вод за счёт водосбережения, подкреплённого нормативно-правовыми  актами, выдачей лицензий предприятиям на водопользование. Способствовать водосбережению должна и соответствующая тарифная политика с прогрессивной шкалой цен, меры борьбы с утечками, установка водосберегающих кранов и душевой аппаратуры.

Важным достижением 80-х годов считается разработка и внедрение в США и других странах водосберегающих туалетов с эффективным разовым сливом бачков объёмом в 2 л, вместо 19 л существующих сегодня.

2) Широкое внедрение замкнутых (водооборотных) систем.

В промышленности это важнейшее направление водосбережения и уменьшения стоков, в отличие от прямоточных систем водоснабжения. Во многих случаях для повторного использования в производстве достаточна меньшая степень очистки воды, чем 99,9 %. Поэтому водооборот обходится значительно дешевле, не говоря уже об экологических преимуществах замкнутой технологии водопользования.

В СССР замкнутая система водоснабжения мощностью 40 000 м³ впервые была внедрена на Верх-Исетском металлургическом заводе. Она исключала попадание вредных и токсичных веществ со сточными водами в окружающую среду, так как регенерированная вода отвечала высоким требованиям производства.

В Японии всё большее распространение получает повторное использование очищенных сточных вод (после трехкратной очистки) для промывки туалетов, полива улиц, мойки автомашин, охлаждения и других производственных нужд. Ещё в 1985 г. в Японии насчитывалось 200 систем повторного использования сточных вод. Но стоимость хорошо очищенных сточных вод пока ещё выше стоимости воды, подаваемой из водопровода, поэтому существует специальная государственная система финансирования таких проектов.

3) Совершенствование системы канализации. Традиционные централизованные канализационные системы крупных городов с их очистными сооружениями стоят чрезвычайно дорого, имеют длительный срок проектирования (до 20 лет из-за стихийного роста городов) и постройки. Аварии на таких системах грозят экологическими катастрофами, при этом часть районов города оказывается не охваченной услугами канализации. Экологи  и ряд специалистов настойчиво предлагают несколько иные или альтернативные решения в области канализации, приемлемые как для развивающихся, так и развитых стран.

Прежде всего это отказ от строительства дорогостоящих централи-зованных канализационных систем и переход к децентрализованным  с рядом локальных очистных сооружений и систем утилизации отходов, каждая из которых обслуживает тот или иной район города. В Японии разработан целый ряд систем малой канализации для различных условий эксплуатации на базе биотехнологии как для отдельных домов на 150…500 чел., так и для отдельных квартир (5…10 чел.), пять модификаций систем малой канализации для села на базе различных разновидностей метода контактной аэрации.

В США, Австралии и ряде других теплых стран нашла применение идея использования наружной канализации из пластиковых труб для жидких отходов, для подачи очищенных стоков от септиктенков до магистральной канализации или очистных сооружений. Это весьма экономичные проекты, предотвращающие нелегальные сбросы в канавы и на улицы плохо очищенных стоков из переполненных колодцев или сборных резервуаров.

4) Совершенствование системы ассенизации. Создано простое и дешевое малогабаритное устройство, рассчитанное на обслуживание 5 чел., которое занимает лишь один кв. метр площади. Оно состоит из усреднительного резервуара, погружного фильтра и воздуходувки, имеет низкий уровень энергопотребления и отличается достаточно высокой степенью очистки сточной воды.

В решении экологических проблем большие надежды возлагаются и на несколько усовершенствованные обычные выгребные туалеты (УВТ) с вентиляцией и двумя ёмкостями для отходов, используемыми попеременно, а также на смывно-наливной туалет (СНТ) с весьма малым расходом воды. Приведём их достоинства, обеспечившие большой интерес к ним, особенно в развивающихся странах:

· Простота конструкции, надёжность, достаточная гигиеничность, доступность по цене. По данным Всемирного банка они обходятся в 15 раз дешевле по сравнению с септиктенком или канализацией, занимают мало места, могут быть построены из местных материалов и не требуется помощи со стороны государства и действуют даже в условиях дефицита воды (для УВТ вообще воды не надо, а для СНТ – всего 2 л/смыв).

· Стоки не требуют сложной обработки, а образующийся гумус через несколько лет в одном из резервуаров УВТ идёт на удобрение.

Такие устройства ассенизации могут найти широкое применение в странах Азии, Латинской Америки, Африки и Ближнего Востока. Правительство Индии еще в 90-х годах приняло решение об отказе от строительства новых дорогостоящих канализационных систем и сосредоточило усилия своей Национальной программы на создание экономных систем ассенизации и обеспечение горожан СНТ.

6) Разработка и совершенствование очистки и обработки сточных вод, осадков и их утилизация. Применение на ГУП «Водоканале» новых центрипрессов СР 4-1.1 и гелеобразного флокулянта «Перколь+» для обезвоживания остатков снизило расход флокулянта, его стоимость, стабилизировало параметры обезвоживания, повысило выход остатка (кека) при увеличении эффекта задержания сухого вещества до 95…97 %.

Сжигание обезвоженного остатка в печи в «псевдоожиженном» слое по технологии сжигания  Pirofluid позволяет полнее окислять органические составляющие осадка и превращать их в газообразные продукты, а минеральные вещества - в мелкодисперсную золу с последующим её улавливанием и использованием в строительстве при производстве кирпича и отсыпке дорог. Это одно из важных направлений экологически целесообразного и экономически полезного решения проблемы утилизации осадков сточных вод.

Традиционная канализация с её водоочистными сооружениями требует отторжения больших площадей на окраинах города, значительную часть которых занимают пруды-усреднители. Они обеспечивают достаточный период времени для ликвидации патогенного загрязнения естественным путём и очень просты в эксплуатации. Стоки из этих прудов подвергаются окончательной обработке в искусственных или естественных отстойниках. Эта несложная технология, судя по всему, получит широкое распространение в будущем.

В ряде стран накоплен замечательный опыт по использованию прудов-усреднителей для выращивания ряски (Lemna) в качестве  корма рыб или домашней птицы. Такая технология очистки сточных вод превращает их из дорогостоящего предмета забот городских властей в доходный источник протеина.

Из прудов-усреднителей или каналов ряска насосами или черпалкой подаётся в рыборазводные пруды. Урожайность ряски составляет – 1,2 т/га  в сутки, что в итоге позволяет выращивать до 50 т рыбы с гектара в год (Бангладеш, Индия, г. Калькутта).

В Перу высушенную ряску добавляют в корм курам до 40 %, существенно улучшая качество яиц. Берега между каналами также используются для выращивания бананов и чечевицы. В прудах выращивания ряски вода оказывается полностью очищенной и пригодной для сброса в водотоки или ирригационную систему. Фактически она часто оказывается значительно чище «свежей» воды из водоёмов данной местности. Есть у ряски ещё одна удивительная особенность: она обильно произрастает и в солоноватых водах. Поэтому её можно использовать для обработки воды с высоким содержанием соли, например, очищать грунтовые воды перед орошением или подачей в качестве питьевой, а также для восстановления засолённых почв и для аккумуляции тяжёлых и ценных металлов из промышленных стоков с целью последующей их регенерации.