Современные методы очистки сточных вод

Сточные воды образуются в результате хозяйственно–бытовой деятельности человека. Они попадают в воды водоемов, рек, морей и океанов, где и сосредотачивается все многообразие вредных веществ, производителем которых вольно или невольно является человек.
Для этого была создана Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (далее - МАРПОЛ 73/78), которая состоит из собственно Конвенции и Протоколов к ней, где закрепляются общие положения об обязательствах государств – участников по предотвращению загрязнения моря с судов, и шести Приложений к ней, излагающих Правила относительно загрязнения моря конкретными загрязняющими веществами: нефтью, вредными химическими веществами, перевозимыми наливом, веществами, перевозимыми в упакованной форме, сточными водами, мусором и загрязнения воздушной среды с судов.

Конвенция содержит шесть Приложений по предотвращению загрязнений нефтью; вредными веществами, перевозимыми наливом; вредными веществами, перевозимыми в упаковке; сточными водами; мусором; загрязнением атмосферного воздуха.
Приложение I — Предотвращение загрязнения нефтью и нефтесодержащими водами.
Приложение II — Контроль загрязнения вредными жидкими веществами наливом.
Приложение III — Предотвращение загрязнения вредными веществами, перевозимыми морем в упакованном виде.
Приложение IV — Загрязнение сточными водами с судов.
Приложение V — Загрязнение мусором с судов.
Приложение VI— Предотвращение загрязнения воздуха с судов.

Приложение IV Правила предотвращения сточными водами с судов состоит из 11 Правил и Дополнения.
В правиле 1 Приложения IV Конвенции МАРПОЛ 73/78 даны определения:
1. Сточные воды означают:
стоки и прочие отходы из всех типов туалетов и писсуаров;
стоки из раковин, ванн и шпигатов, находящихся в медицинских помещениях (амбулатории, лазарете и т.п.);
стоки из помещений, в которых содержатся живые животные;
прочие сточные воды, если они смешаны с перечисленными выше стоками.
2. Установка для обработки сточных вод – установка, в которой сточные воды подвергаются очистке и обеззараживанию.

Судам разрешается сбрасывать сточные воды:
измельченные и обеззараженные — на расстоянии более 3 миль (при этом сток должен не давать видимых плавающих твердых частиц и не вызывать изменение цвета окружающей воды);
необработанные — за пределами 12 миль от ближайшего берега при условии, что они сбрасываются постепенно, при скорости судна не менее 4 узлов.
Суда должны соответствовать некоторым требованиям к оборудованию. Кроме того, суда подвергаются освидетельствованиям, а для судов, совершающих международные рейсы, требуется международное свидетельство предписанной формы.

Судовые установки для очистки и обеззараживания сточных вод применяются четырех разновидностей, которые отличаются только методом обработки:
механический,
физико-химический,
электрохимический,
биохимический.

Очистка сточных вод от механических примесей производится такими методами, как:
Процеживание (пропуск стоков через решетки и сита);
Отстаивание (отстаивание стоков в специальных резервуаров);
Фильтрование (очистка воды для удаления мелких механически примесей).

Этот способ очистки состоит из физических (фильтрация, осаждение, центрифугирование, флотация, адсорбция) и химических (окисление, коагуляция, расщепление)процессов.
Существует несколько способов физико-химической очистки:
коагуляция;
адсорбция;
флотация;
диализ;
экстракция;
ионный обмен

Химическая очистка сточных вод основана на способности молекул загрязняющих веществ взаимодействовать с различными реагентами, образуя безвредные продукты. Путем химических превращений в другие вещества, метод позволяет:
обесцвечивать,
дезинфицировать,
извлекать примеси.

Рис.1. Принципиальная схема установки типа «Хлор-контакт».

Плюсы:
она малочувствительна к гидравлическим колебаниям потока воды;
может работать и автоматизированном режиме, а на номинальный режим работы выходит сразу же после запуска;
Минусы:
применение химической очистки приводит к большому расходу химических реагентов до 500-700 г/м3;
необходимо наличие специальных резервуаров для растворения, хранения и дозировки растворов реагентов;
постоянное участие обслуживающего персонала в подготовке резервуаров для использования на судне;
для повышения степени очистки сточных вод необходимо использовать для доочистки стоков механические фильтры, при этом полная автоматизация процесса очистки стоков физико-химическим методом затруднительна.

Биохимический способ очистки - использование специальных бактерий, которые в ходе своей жизнедеятельности расщепляют сложные органические соединения на более простые элементы – воду, углекислый газ и минеральный осадок. Эти бактерии постоянно присутствуют в почве и воде, где они способствуют естественному очищению почвы и воды.
Биологическая очистка сточных вод широко распространена в установках, которыми оснащены суда более ранней постройки.
Биохимический способ очистки сточных вод от органических загрязнений основан на биохимических процессах, сопровождающих жизнедеятельность определенного набора микроорганизмов – биомассы
Часто биомассу называют активным илом, так как они обладают способностью образовывать колонии в виде ила. .

Рис. 2. Принципиальная схема установки типа «Трайдент»

Недостатки установок биологической очистки:
для вывода установки на нормальный рабочий режим при выращивании активного ила на судне требуется значительное время- от 10 до 25 суток;
установки чувствительны к гидравлическим колебаниям нагрузки, к колебаниям солесодержания сточной воды и изменениям ее температуры;
на процесс очистки воды отрицательное влияние оказывают жиры, масла, поверхностно-активные вещества, которые могут попадать в стоки.
Преимущества биологической очистки:
высокая степень очистки стоков, возможность повторного использования очищенной воды для смыва туалетов;
простота установок биологической очистки, что обусловливает их невысокую стоимость и простоту обслуживания;
возможность полной автоматизации процесса очистки воды;
малые расходы химических реагентов в процессе эксплуатации УБО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Защита водных ресурсов Мирового океана от истощения и загрязнения и их рационального использования – главная проблема, требующая безотлагательного решения.
Благодаря современным методам очистки воды можно многократно использовать очищенные сточные воды. Существенное влияние на улучшение водной среды оказывает внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.