Проблема очистки стоков чрезвычайно актуальна для Уральского региона с его развитой инфраструктурой и промышленной направленностью. Ситуацию комментирует ведущий специалист ООО «Бюро экологических экспертиз» при Президиуме УрО РАН РФ, к.г.-м.н. Юрий Иванов.

– Юрий Константинович, почему проблема очистки сточных вод так актуальна для Урала?

– Прежде всего, потому, что здесь сосредоточено множество источников загрязнения самого разного профиля – металлургические, машиностроительные, энергетические и химические предприятия оставляют такие вредные побочные продукты производства, как нефтепродукты, фенолы и другие органические соединения, тяжелые металлы, цианиды и пр. Ведь сточные воды грязны не сами по себе, а в результате использования в технологических циклах. В зависимости от условий образования они бывают бытовыми и хозяйственно-фекальными (БСВ), атмосферными (АСВ) и промышленными (ПСВ). По своему химическому составу сточные воды делятся на: * биологически нестойкие органические соединения;* малотоксичные неорганические соли; * нефтепродукты; * биогенные соединения; * вещества со специфическими, токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы, биологически жесткие неразлагающиеся органические синтетические соединения.

 В связи с активизацией производства и увеличением потребления воды растет и количество отходов (см. диаграмму). Среднегодовое содержание характерных загрязняющих веществ (ряд токсичных металлов, нефтепродукты, соединения азота и др.) в бассейнах рек Исеть, Чусовая, Пышма значительно превышает допустимые нормы; шесть основных рек области включены в список наиболее загрязненных водных объектов РФ. Из 1 млн человек, использующих воду нецентрализованных источников (колодцы, родники, скважины), около 60% потребляют качественную воду.

Основными источниками загрязнения служат неочищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства и т.д. Наибольший вклад (52,6%) в загрязнение водного бассейна области вносит ЖКХ, 85% сточных вод которого не достигают нормативных показателей очистки.

– Стоки каких производств доминируют в нашем регионе?

– Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами профильных производств. Количественный и качественный состав их разнообразен и делится на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

К первой группе относятся сточные воды производств, в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические. Вредное действие этих сточных вод уменьшает содержание в воде кислорода, увеличивает биохимическую потребность в нем, ухудшает органолептические показатели воды.

– От чего зависят стандартные методы очистки сточных вод?

– Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей. В реках и других водоемах происходит процесс самоочищения воды. Но в наш индустриальный век водоемы не справляются со столь значительным загрязнением.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические.

1. Механический метод. Применяется для отделения твердых нерастворимых примесей. Для этой цели используют процеживание, отстаивание, фильтрацию, удаление взвешенных частиц под действием центробежных сил и отжимания.

2. Химические методы. Используются для удаления из сточных вод растворимых примесей. Методы связаны с использованием реагентов, превращающих вредные примеси либо в малотоксичные, либо в малорастворимые. К химическим методам относятся нейтрализация, окисление и восстановление, удаление ионов тяжелых металлов.

3. Физико-химические методы. С их помощью из сточных вод удаляют суспендированные и эмульгированные примеси, а также растворенные органические и неорганические вещества. Основные способы: коагуляция и флокуляция, флотация, адсорбция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафильтрация и т.д.

4. Термический метод. Используется для удаления из сточных вод минеральных солей (образованных Ca, Mg и другими металлами) и органических веществ. Это: концентрирование сточных вод с последующим выделением растворенных веществ, окисление органики в присутствии катализаторов.

5. Биохимические методы. Применяются для очистки сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов и некоторых растений использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности – органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода.

Биохимическое очищение возможно как в искусственных (аэротэнки, биофильтры), так и в естественных (поля орошения, фильтрации, биологические пруды) условиях.

Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробный метод основан на использовании аэробных организмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20-40°С. При аэробной очистке микроорганизмы культивируются в активном иле или биопленке. Анаэробные методы очистки протекают без доступа кислорода; их используют главным образом для обезвреживания осадков. Аэробные процессы протекают в аэротэнках и биофильтрах. Аэротенк – смеситель с рассредоточенным выпуском сточных вод. Для нормальной работы аэротенка активный ил подвергается периодической регенерации.

Биофильтр представляет собой сооружение, выложенное мелким сыпучим материалом, на котором перед пуском сточных вод создается активная биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов, водорослей, личинок насекомых и т.д., которые образуют сложный биоценоз, участвующий в процессе очистки. Обычно это намывные фильтры, для которых необходимо большое количество фильтруемого вещества. Эффект одного фильтра около 80%, поэтому часто используют серию фильтров и рециркуляцию потока.

Существует также биохимическая очистка вод в естественных условиях.
В этом случае очистка протекает в почве или воде с участием естественных процессов. Почвенные способы очистки наилучшим образом защищают поверхностные водоемы от загрязнения.

Биологический метод дает хорошие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

– По Вашему мнению, какие способы очистки будут наиболее востребованными в ближайшее время?

– Здесь я далек от оптимизма. Способы очистки будут усложняться, так как список видов загрязнений постоянно расширяется, что значительно усложняет выбор метода очистки.

Очевидно, что в перспективе будут все больше применяться комбинированные методы различной сочетаемости, но их эффект пока труднопрогнозируем.