Роль воды в жизни экосистемы является одной из основных. 71% поверхности Земли – это моря и океаны, малопригодные к использованию человеком из-за своей солёности. Из общей массы воды, находящейся на поверхности Земли, пригодной для использования человеком считается не более четырёх процентов, основная масса которой находится во льдах. Итого, использовать мы можем всего лишь один процент от общей массы.
Рост населения, развитие промышленности, сельского и рыбного хозяйства, других отраслей жизнедеятельности человека приводит к постепенному увеличению потребления пресной воды. Ежедневное потребление во всём мире составляет около 4000 км³. При этом потребление ежегодно растёт. Уже сейчас в некоторых странах столкнулись с проблемой дефицита чистой воды.
Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в окружающую среду в виде очищенных и обеззараженных стоков. Во многих странах законодательно регламентируется очистка и обеззараживание сточных вод перед сбросом.
Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, жилых массивов. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов, и т.д. В сточных водах обычно около 60% веществ сухого остатка органического происхождения, включая биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли). Органические загрязнения также имеют меньше кислорода, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов (включая диких и домашних зверей и птиц), при этом возникают условия для размножения в водохранилищах токсичных сине-зеленых водорослей – так называемого “цветения воды”.
Составляя меньшинство по массе, хозяйственно-бытовые стоки из жилых массивов и особенно из учреждений здравоохранения особо опасны, так как содержат специфичные патогены человека (вирусы, бактерии, яйца организмов-паразитов). В 2012 году в Европейском союзе было расследовано несколько очагов вирусного гепатита А, связанных с его накоплением в съедобных промысловых моллюсках-фильтраторах. Поиски первоисточника привели к переливу хозяйственно-бытовых стоков из канализации в ливневый дренаж в районе проживания нулевого пациента. [Boxman IL и др.; «International linkage of two food-borne hepatitis A clusters through traceback of mussels, the Netherlands, 2012» Euro Surveill. 2016]
После спуска сточных вод, законодательно допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения.
Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями. Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам: к первому относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму – участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.
Очистка сточных вод является сложным техническим процессом. Для промышленных стоков, сбрасываемых в водоемы или на грунт и сливаемых в систему канализации, нормативы и требования к очистке различны и регулярно ужесточаются.
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Какие методы будут применяться, определяется в каждом конкретном случае. Основные методы очистки применяемые в очистных сооружениях:
Механический. Удаляются крупнодисперсные загрязняющие вещества. Применяются: процеживание, отстаивание, фильтрация, флотация. Для этого используются: решетки, сита, первичные отстойники, песколовки, септики, мембранные элементы.
Биологический. Перерабатываются органические вещества. Применяются: микроорганизмы использующие органические вещества из стоков в виде источника питания. Для этого используются: резервуары с принудительной аэрацией и высокой плотностью микроорганизмов, биопруды и поля фильтрации.
Благодаря своей простоте в организации, во многих развивающихся странах по сей день применяются медленные песчаные фильтры, удерживающие загрязнения на постоянно нарастающей биоплёнке.
Физико-химический. Удаляются тонкодисперсные, растворённые неорганические и органические вещества. Применяются: технологии электролиза, электрокоагуляции, коагуляции, флокуляции, сорбции, флотации, центрифугирования, гиперфильтрации, нейтрализации, экстракции, выпаривания, ионообменной и электрохимической очистки.
Дезинфекция. Уничтожение болезнетворных микроорганизмов сточных вод осуществляется ультрафиолетовым облучением в установках УФ-обеззараживания. Затем применяется хлор, который является основным обеззараживающим реагентом на многих очистных сооружениях. В последнее время водоканалы для обеззараживания стоков все чаще используют другие реагенты, такие как полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, алкилдиметилбензиламмоний хлорид, гипохлорит и озонирование.
Осветленную сточную жидкость, получающуюся в процессе очистки, выпускают в водоем (реку, озеро и пр.) после ее обеззараживания. Сточные воды являются чистыми, если их отведение в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе или пункте водоиспользования. Степень очистки сточных вод при сбросе их в водоемы определяется нормативами качества воды водоема в расчетном створе и закреплены законодательно. Находятся организации, пытающиеся обойти данные нормы для увеличения собственной выгоды. Для таких нарушителей предусмотрены огромные штрафы, способные обнулить выгоду, получаемую предприятием. За этим строго следят контролирующие органы.
С установками обеззараживания сточных вод ультрафиолетом серии УФУ-С можно экономить и беречь природу