Очистка стоков ферм и животноводческих комплексов
Очистка сточных вод предполагает определенный набор специализированного оборудования. В общем случае это:
- решетки, задерживающие крупный мусор;
- резервуар-усреднитель;
- пескоотделитель;
- жироотделитель;
- масло-бензооттделитель;
- сорбционный блок.
Тем не менее, для каждого предприятия существуют свои особенности очистки сточных вод. Она определяется составом вредных примесей, содержащихся в стоках предприятия. В этой статье подробно рассмотрим специфику очистки стоков сельхозпредприятий, а в частности очистку стоков животноводческих комплексов.
На таких предприятиях стоки делятся на три основные категории:
- Хозяйственно-бытовые стоки
- Производственные стоки
- Жидкий навоз
Каждая категория стоков требует своей специфической системы очистки, поэтому стоки животноводческих ферм разделяют, не допуская их смешивания.
Навоз
Самый большой объем стоков на животноводческих комплексах представляет навозная жижа. На свинофермах с поголовьем 120 тысяч голов, за год может скапливаться до 1 млн кубометров жидкого навоза.
Такие стоки представляют собой огромную опасность для экологии. Болезнетворные бактерии, содержащиеся в навозной жиже, опасны для человека и животных. Жидкий навоз обезвреживают с помощью механических, химических и биологических методов.
Схема очистки навозной жижи представляет собой цикл технологических процессов. Первая часть цикла — разделение навоза на жидкую и твердую фракции. Для этой цели используют гравитационный, механический и комбинированный методы. Гравитационный способ заключается в отстаивании жидкого навоза, при котором более твердые частицы погружаются на дно резервуара. Жижа попадает в отстойник, где происходит разделение массы на более твердую и более жидкую фракции. Рабочий объем отстойников-накопителей рассчитывается исходя из климатических показателей, но, как правило, составляет не менее 1 кубического метра на голову.
Механический способ представляет собой разделение фракций с использованием дуговых сит, шнековых сепараторов или на специальных центрифугах.
Жидкая фракция очищается биологическими методами, которые можно разделить на естественные и искусственные. К естественным методам относятся поля фильтрации, компостирование и брожение. Искусственные методы заключаются в использовании аэротенков. Аэротенк — специальная емкость в которой стоки подвергаются воздействию аэробных бактерий. Для этого в емкость подается сжатый воздух, производимый воздуходувками. Под воздействием такой обработки происходит ускоренное окисление органических веществ. Помимо воздушных насосов аэротенк содержит систему биофильтров на которых образуется пленка из бактерий. Неочищенные стоки животноводческих ферм содержат большое количество азота, который присутствует в основном в виде аммонийного азота. Его удаление производится процессами нитрификации денитрификации, в процессе которых образуется газообразный азот.
Дальнейшая стадия очистки может проводится во флотаторе. Флотатор — устройство, позволяющее при помощи реагентов и сжатого воздуха отделять загрязнения и превращать их в легко удаляемую пену — флотокомплексы.
Твердая фракция навоза после обезвоживания, вывозится и может быть использована для дальнейшей переработки, утилизации или в качестве удобрения.
Производственные стоки
Производственные стоки на животноводческих фермах образуются в следствии мытья оборудования и иных технологических процессах с использованием воды. В ряде случаев очистка таких стоков позволяет организовать оборотное водоснабжение для технических нужд.
Загрязнения, содержащиеся в производственных стоках можно разделить на органические и минеральные. Органические соединения подвержены гниению и содержат большое количество болезнетворных микроорганизмов. Разделение по физическому состоянию загрязнений можно охарактеризовать как степень дисперсности. По этому показателю они могут быть растворенными не растворенными и коллоидными.
Для очистки производственных стоков используются комплексные системы очистки, предназначенные для удаления различных загрязнений. Как правило это пескоотделители, удаляющие крупные неорганические включения (песок), масло-бензоотделители, позволяющие очищать стоки от масел и нефтепродуктов, сорбционные блоки и фильтры доочистки. Дезинфекция стоков производится с помощью УФ фильтров. После комплексной очистки стоки можно сливать в открытые водоемы.
Бытовые стоки
Бытовые стоки образуются на предприятиях в результате жизнедеятельности человека. Для их очистки используют септики и системы биологической очистки, использующие аэрацию и биозагрузку. Небольшие объемы таких стоков позволяют локально производить их очистку. После очистки такие стоки поглощаются почвой или сливаются в дренажные системы.
Оборудование для очистки вех видов стоков ферм должно рассчитываться индивидуально, после тщательного анализа характера загрязнений и требований к содержанию веществ в очищенных стоках.
Производители очистного оборудования, как правило, имеют в штате проектировщиков и технологов, способных подобрать оптимальный состав очистных, удовлетворяющих требованиям конкретного предприятия.
отходы пивоваренного производства против металлов-загрязнителей
- Главная
- Структура
- ОНИРКС
- НЭОНИКС
- Очистка сточных вод: отходы пивоваренного производства против металлов-загрязнителей
org/ListItem”>
Дайджесты ЛНФСотрудники Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ использовали пивоваренные дрожжи для очистки сточных вод от тяжелых металлов. На примере реального стока гальванического производства, содержащего цинк и другие металлы, а также модельных растворов сточных вод разного состава они исследовали оптимальные условия их использования и механизмы поглощения тяжелых металлов биосорбентом.
Загрязнение воды тяжелыми металлами
Очистить воду от загрязнений человек пытался еще в древности. Если тысячи лет назад для этого он использовал водоемы-отстойники, песок, древесный уголь и растения, то теперь в ход идут разнообразные физико-химические методы и биотехнологические процессы.
Ионы одного из таких металлов, например, цинка, содержатся в высокой концентрации в отходах гальванических и металлообрабатывающих цехов, горнодобывающей и нефтехимической промышленности. В воде они накапливаются в осадках в виде гидроксидов, карбонатов, сульфидов или фосфатов. С другой стороны, это жизненно важный микроэлемент, который входит в состав нескольких сотен ферментов, участвующих в обменных процессах в человеческого организме.
Поэтому такую важность приобретает задача очистки сточных вод от тяжелых металлов. Разнообразные физико-химические методы (флокуляция, осаждение, ионный обмен, мембранное разделение и экстракция растворителем), которые обычно при этом используют, не всегда достаточно эффективны, экологически безопасны или экономически оправданы в отличие от новаторских биотехнологических способов очистки. При биосорбции, к примеру, используют неживые микроорганизмы, как водоросли и бактерии, грибы и дрожжи, которые эффективно аккумулируют металлы из стоков.
Дрожжи и кинетика биосорбции
Ученые ЛНФ несколько лет проводят исследования в области экологической химии, изучая различные композитные сорбенты и биосорбенты для очистки сточных вод от тяжелых металлов и используя для этого новейшее оборудование лаборатории.
В этот раз они выбрали недорогой, безопасный и эффективный биосорбент – дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae (пивоваренные дрожжи). Эти микроорганизмы используют в производстве многочисленных продуктов питания и напитков, поэтому они доступны в больших количествах и по низкой цене как отходы процессов ферментации.
Чтобы оценить эффективность поглощения цинка, никеля, стронция и бария в модельных стоках, ученые использовали нейтронно-активационный анализ на импульсном реакторе ИБР-2 ЛНФ, чувствительный метод для качественного и количественного анализа элементов. Атомно-абсорбционная спектрометрия понадобилась для определения концентрации меди, а масс-спектрометрия высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой – для определения концентрации металлов в реальных сточных водах до и после сорбционных экспериментов.
Исследование кинетики при очистке стоков, то есть закономерностей и скорости протекания процессов, позволяет выяснить природу биосорбции – химическую или физическую.
Основными механизмами удаления металлов из раствора оказались поверхностная адсорбция, хемосорбция и ионный обмен. Кроме того, ученые оценили, как на биосорбцию в модельных стоках влияют следующие показатели: время контакта с биосорбентом, начальная концентрация цинка, температура и водородный показатель (pH). За 15-45 минут, необходимых для эффективного удаления металлов, и при оптимальных значениях рН от 3,0-6,0 удается очистить модельные стоки на 45-100 процентов, в зависимости от металла. С увеличением концентрации ионов цинка биосорбент активнее выводит цинк из раствора, что не влияет на поглощение ионов других металлов.
Очистка стоков гальванического производства в Дубне
«Мы изучили, как на процесс удаления тяжелых металлов из электро-технического промышленного стока влияют значения рН и количество сорбента. При концентрации биосорбента 10 грамм на литр, меняя рН, можно снизить содержание ионов меди, бария, стронция и никеля ниже предельно допустимого уровня.
Таким образом, ученые показали, что дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae оказались отличным кандидатом для очистки сложных промышленных стоков от ионов цинка и других металлов, а эффективность извлечения определяют значения водородного показателя и дозировка сорбента.
Как отмечено в исследовании*, биологические сорбенты, которые не подлежат регенерации после нескольких циклов очистки промышленных стоков, можно использовать в качестве добавок для материалов дорожного строительства.
* Inga Zinicovscaia, Nikita Yushin, Daler Abdusamadzoda, Dmitrii Grozdov and Margarita Shvetsova.
Ольга Баклицкая-Каменева
Что такое очистка сточных вод? | Дайджест сточных вод
Об авторе:
Кристина Тьюзер — помощник редактора WWD. С Tuser можно связаться по адресу [email protected].
Очистка сточных вод — это процесс преобразования сточных вод в воду, которую можно сбрасывать обратно в окружающую среду.
По данным Агентства по охране окружающей среды США, одной из наиболее распространенных форм борьбы с загрязнением в США является очистка сточных вод. Целью очистки сточных вод является ускорение естественных процессов очистки воды.
Какова цель очистки сточных вод?
Если сточные воды не очищаются должным образом, это может негативно сказаться на окружающей среде и здоровье человека, сообщает Геологическая служба США (USGS).
Среди воздействий – ущерб для популяций рыб и диких животных, истощение кислорода, закрытие пляжей и другие ограничения на использование воды в рекреационных целях.
По данным USGS, целью очистки сточных вод является удаление как можно большего количества взвешенных твердых частиц перед сбросом сточных вод обратно в окружающую среду.
Как образуются сточные воды?
Сточные воды образуются в результате ряда действий, таких как купание, стирка, использование туалета и сток дождевой воды. Сточные воды – это в основном использованная вода, подвергшаяся бытовому, промышленному и коммерческому использованию.
По данным Фонда безопасной питьевой воды, некоторые сточные воды труднее очистить, чем другие. Например, промышленные сточные воды трудно поддаются очистке из-за их высокой прочности. С другой стороны, бытовые сточные воды относительно легко очищаются.
Существует несколько способов, которыми сточные воды могут вызывать проблемы загрязнения, учитывая, что не все отходы попадают на очистные сооружения.
Во многих городах, особенно в более старых, имеются совмещенные канализационные системы (КСС), которые собирают бытовые сточные воды в те же трубы, что и ливневые стоки. После обильных осадков уличные водостоки собирают больше воды, чем может удержать система, и сочетание неочищенных сточных вод и ливневых вод выбрасывается непосредственно в окружающую среду, иначе известное как переполнение комбинированной канализации (CSO).
Что такое процесс очистки сточных вод?
Существует два основных уровня очистки сточных вод: первичная и вторичная очистка.
На первом этапе твердые частицы оседают и удаляются из сточных вод. На вторичном этапе используются биологические процессы для дальнейшей очистки сточных вод. Иногда эти этапы совмещают, а в некоторых случаях применяют дополнительную очистку, например доочистку и доочистку сточных вод.
Первичная обработка
Первичная обработка удаляет материал, который либо всплывает, либо легко оседает под действием силы тяжести.
Эта обработка включает в себя физические процессы просеивания, измельчения — действия по измельчению материала до мельчайших частиц или фрагментов — удаления песка и осаждения.
Когда сточные воды поступают на очистные сооружения, они проходят через фильтр. Это удаляет крупные плавающие предметы, такие как тряпки и палки, которые забивают трубы или повреждают оборудование. После фильтрации сточные воды попадают в песколовку, где на дно оседают пепел, песок и мелкие камни.
Реклама
После завершения процесса просеивания и удаления песка сточные воды по-прежнему содержат органические и неорганические вещества, а также другие взвешенные вещества.
Эти твердые частицы можно удалить в отстойнике. Твердые биологические вещества обычно удаляются из резервуаров путем откачки.
По данным Агентства по охране окружающей среды, одна только первичная очистка все чаще не может обеспечить соблюдение стандартов качества воды во многих сообществах. В результате города и промышленные предприятия обычно применяют вторичную очистку, а в некоторых случаях используют усовершенствованную очистку для удаления питательных веществ и оставшихся загрязняющих веществ.
Вторичная обработка
Вторичная обработка удаляет растворимые органические вещества, которые ускользают от первичной обработки.
Вторичная очистка также удаляет больше взвешенных твердых частиц, обычно с помощью биологических процессов, в которых микробы потребляют органические примеси в качестве пищи, а затем превращают их в углекислый газ, воду и энергию.
Удаление растворимых органических веществ на очистных сооружениях помогает защитить баланс растворенного кислорода в принимающих ручьях, реках или озерах.
Вторичная стадия очистки удаляет около 85% органических веществ из сточных вод за счет использования содержащихся в них бактерий, согласно EPA. Основными методами вторичной очистки, используемыми при вторичной очистке, являются капельный фильтр и процесс активного ила.
После того, как сточные воды покидают отстойник на первичной ступени, они поступают или перекачиваются на объект, использующий один из этих процессов. Люди склонны использовать процесс активного ила вместо капельных фильтров, поскольку процесс активного ила ускоряет работу бактерий.
Объявление
После выхода сточных вод из отстойника на первичной ступени они перекачиваются в аэротенк. За это время бактерии расщепляют органику на безвредные побочные продукты.
Ил теперь активируется дополнительными миллиардами бактерий и других крошечных организмов, и его можно снова использовать, вернув его в аэротенк для смешивания с воздухом и новыми сточными водами.
Из бака частично очищенные сточные воды перетекают в другой отстойник для удаления лишних бактерий. Для завершения вторичной очистки сточные воды из отстойника перед сбросом обычно дезинфицируют хлором.
Многие штаты теперь также требуют удаления избыточного хлора перед сбросом в поверхностные воды с помощью процесса, называемого дехлорированием, согласно EPA.
Разрабатываются новые методы удаления загрязняющих веществ, включая усовершенствованную очистку отходов, фильтрацию, адсорбцию углерода, дистилляцию и обратный осмос.
Очистка сточных вод — Фонд безопасной питьевой воды
Николь Хэнкок
Набор 2
Николь Хэнкок
Набор 2
Что такое сточные воды?
Сточные воды – это вода, которая была использована и должна быть очищена перед сбросом в другой водоем, чтобы она не вызывала дальнейшего загрязнения источников воды. Сточные воды поступают из различных источников. Все, что вы смываете в унитаз или смываете в канализацию, является сточными водами. Дождевая вода и стоки вместе с различными загрязняющими веществами стекают по уличным желобам и в конечном итоге попадают на очистные сооружения. Сточные воды также могут поступать из сельскохозяйственных и промышленных источников. Некоторые сточные воды труднее очищать, чем другие; например, промышленные сточные воды трудно поддаются очистке, в то время как бытовые сточные воды очищаются относительно легко (хотя очищать бытовые отходы становится все труднее из-за увеличения количества фармацевтических препаратов и средств личной гигиены, которые обнаруживаются в бытовых сточных водах).
о возникающих загрязняющих веществах см. информационный бюллетень о новых загрязнителях или прочитайте статью канадской прессы под названием «Посмотрите на повседневные химические вещества в воде, сказал Онтарио»).
Кто отвечает за надлежащую очистку сточных вод?
Как и в случае с питьевой водой, федеральное правительство делегировало ответственность за очистку сточных вод провинциям и территориям. Однако есть два федеральных закона, которые могут применяться к сточным водам. Закон о рыболовстве запрещает выброс вредных веществ в воды, в которых обитает рыба. Канадский закон об охране окружающей среды регулирует выброс токсичных веществ в окружающую среду и позволяет федеральному правительству разрабатывать правила использования токсичных веществ.
Большинство провинциальных и территориальных правительств имеют законы, касающиеся стандартов и требований к очистке сточных вод. Операторы сооружений по очистке сточных вод должны получить разрешения или лицензии от правительства провинции или территории, и эти разрешения могут также требовать дополнительной очистки или ограничения сброса сточных вод.
Например, в Британской Колумбии все муниципалитеты обязаны иметь план обращения с жидкими отходами; без утвержденного плана сбросы незаконны. Провинциальные и территориальные правительства обычно помогают муниципальным органам власти средствами для создания и обслуживания инфраструктуры.
Муниципальные власти непосредственно контролируют процесс очистки сточных вод и могут принимать дополнительные подзаконные акты. Например, региональный муниципалитет Оттава-Карлтон разработал программу удаления токсичных веществ из системы очистки сточных вод, требующую от всех промышленных, институциональных и коммерческих объектов ограничения количества определенных загрязняющих веществ, попадающих в канализацию.
Как города очищают сточные воды, чтобы сделать их безопасными для сброса?
Существует несколько уровней очистки сточных вод; это первичный, вторичный и третичный уровни лечения. Большинство муниципальных очистных сооружений используют первичную и вторичную очистку, а некоторые также используют третичную очистку.
Типовая станция очистки городских сточных вод
На первичном уровне очистки используются экраны и отстойники для удаления большинства твердых частиц. Этот шаг чрезвычайно важен, потому что твердые частицы составляют примерно 35 процентов загрязняющих веществ, которые необходимо удалить. Экраны обычно имеют отверстия размером около 10 миллиметров, что достаточно для удаления палочек, мусора и других крупных материалов из сточных вод. Этот материал вывозится и утилизируется на полигоне.
Затем вода помещается в отстойники (или осветлители), где она находится в течение нескольких часов, позволяя осадку осесть и образовать пену на поверхности. Затем пена снимается сверху, шлам удаляется снизу, а частично очищенные сточные воды поступают на уровень вторичной очистки.
Первичная очистка обычно удаляет до 50 процентов биологической потребности в кислороде (БПК; это вещества, которые используют кислород в воде), около 90 процентов взвешенных твердых частиц и до 55 процентов фекальных кишечных палочек. Хотя первичная очистка удаляет из сточных вод значительное количество вредных веществ, этого недостаточно для того, чтобы обеспечить удаление всех вредных загрязнителей.
При вторичной очистке сточных вод бактерии переваривают оставшиеся загрязняющие вещества. Это достигается путем принудительного смешивания сточных вод с бактериями и кислородом. Кислород помогает бактериям быстрее переваривать загрязняющие вещества. Затем вода направляется в отстойники, где осадок снова оседает, оставляя воду на 90-95 процентов свободной от загрязняющих веществ. На рисунке ниже показаны отстойники Виннипегской станции очистки сточных вод. Вторичная очистка удаляет от 85 до 90 процентов БПК и взвешенных твердых частиц, а также около 9от 0 до 99 процентов бактерий группы кишечной палочки.
Отстойники на очистных сооружениях Виннипега
Некоторые очистные сооружения дополняются песчаным фильтром для удаления дополнительных загрязняющих веществ. Затем вода дезинфицируется хлором, озоном или ультрафиолетовым светом, а затем сбрасывается. Для получения дополнительной информации о любом из этапов процесса очистки воды см. информационный бюллетень по хлорированию.
Ил, удаляемый из отстойников, и пена, снимаемая сверху на первичных стадиях, обрабатываются отдельно от воды. Анаэробные бактерии (анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде) питаются илом в течение 10-20 дней при температуре около 38 градусов Цельсия. Этот процесс уменьшает запах и содержание органических веществ в осадке и создает легко воспламеняющийся газ из метана и двуокиси углерода, который можно использовать в качестве топлива для обогрева очистных сооружений. Наконец, шлам отправляется в центрифугу, подобную той, что показана на рисунке ниже.
Центрифуга — это машина, которая очень быстро вращается, заставляя жидкость отделяться от твердого вещества. Затем жидкость можно переработать со сточными водами, а твердое вещество использовать в качестве удобрения на полях.
Центрифуга на очистных сооружениях Виннипега
Третичная (или расширенная) очистка удаляет растворенные вещества, такие как красители, металлы, органические химические вещества и питательные вещества, такие как фосфор и азот. Существует ряд процессов физической, химической и биологической очистки, которые используются для третичной очистки. Один из процессов биологической очистки называется биологическим удалением питательных веществ (BNR). На этой диаграмме показаны этапы очистки сточных вод Саскатуна.
Процесс биологического удаления питательных веществ
На этой очистной установке сточные воды сначала проходят первичную и вторичную очистку.
Для третичной очистки процесс BNR происходит в биореакторах. В процессе BNR используются бактерии в различных условиях в нескольких резервуарах для переваривания загрязняющих веществ в воде. Три резервуара имеют уникальную среду с разным количеством кислорода. Когда вода проходит через три резервуара, фосфор удаляется, а аммиак расщепляется на нитраты и газообразный азот, чего не могут сделать другие бактериальные процессы. Процесс BNR может удалить более 90 процентов фосфатов, в то время как традиционные процессы удаляют гораздо менее 90 процентов. Вода проводит около девяти часов в биореакторах, прежде чем попасть во вторичный осветлитель, который представляет собой отстойник, где ил, насыщенный бактериями, оседает на дно резервуара.
Как небольшие сообщества очищают сточные воды, чтобы сделать их безопасными для сброса?
В небольших населенных пунктах очистные сооружения сточных вод могут состоять из отдельных септических систем, простых систем сбора сточных вод, напрямую сбрасывающих сточные воды в поверхностные воды, или муниципальных лагун, опорожняемых ежегодно.
Эти объекты обычно обрабатывают и распределяют отходы как можно ближе к их источнику, что сводит к минимуму эксплуатационные расходы и требования к техническому обслуживанию. Чем дольше отходы могут находиться в отстойнике перед сбросом, тем меньше вероятность того, что они загрязнят источники питьевой воды. Некоторые общины хранят отходы в лагунах, а другие сбрасывают отходы прямо в источники воды.
Лагуны представляют собой резервуары в земле, в которых отходы хранятся до тех пор, пока они не будут сброшены либо в почву, либо в водоем. Мелкие лагуны глубиной менее 1,5 м используются для первичной обработки, что позволяет твердым отходам осесть на дно лагуны в течение периода от 6 до 20 дней. Однако мелководные лагуны не могут эффективно удалять большинство загрязняющих веществ, которые создают проблемы для грунтовых и поверхностных вод. Глубокие лагуны глубиной более трех метров могут обеспечить длительное хранение и обработку от шести месяцев до одного года. Многие лагуны в небольших населенных пунктах опорожняются один раз в год.
Сельские общины часто используют близлежащие земли для удаления сточных вод. Когда почва соответствует требованиям и поблизости нет источников воды, бактерии в почве могут удалять и разрушать загрязняющие вещества в сточных водах. Из-за наличия земли во многих сельских районах это может быть эффективным методом очистки сточных вод. Однако есть и другие общины, которые утилизируют отходы таким образом, что это угрожает качеству озера, реки или источника подземных вод, обеспечивающих питьевую воду.
По оценкам Агентства по охране окружающей среды, от 10 до 20 процентов небольших коммунальных очистных сооружений в Соединенных Штатах не работают должным образом; Государственные агентства по качеству воды определили неисправные системы очистки сточных вод как вторую по величине угрозу качеству воды (после подземных резервуаров для хранения). Когда неадекватная очистка сточных вод сочетается с неэффективной очисткой питьевой воды, в результате возникает серьезная проблема загрязнения для большого числа сельских населенных пунктов.
Сельские жители обычно сталкиваются с трудностями при установке и обслуживании систем очистки сточных вод. И хотя во многих сообществах используются неадекватные методы очистки сточных вод, некоторые сообщества лидируют в применении инновационных методов очистки и водосбережения. В нескольких арктических сообществах, включая Икалуит и Нунавут, высокая стоимость воды привела к очистке сточных вод, позволяющей повторно использовать воду. Сточные воды проходят через септик, фильтруются и обеззараживаются озоном; затем он повторно используется для непотребительских целей, таких как туалеты и прачечная. Эти меры по сохранению позволяют им повторно использовать до 55 процентов сточных вод, снижая при этом нагрузку на процессы очистки и хранения сточных вод. Для получения дополнительной информации о водосбережении, в том числе о том, как сельские общины и общины коренных народов ведут усилия по сокращению водопотребления, см. информационный бюллетень о потреблении воды.
Как работают септические системы?
Многие люди живут в сельской местности, не обслуживаемой очистными сооружениями.
На самом деле, по данным Environment Canada, по состоянию на 2000 год только 57 % канадцев обслуживались очистными сооружениями по сравнению с 74 % американцев, 86,5 % немцев и 99 % шведов. Многие люди в сельской местности используют септические системы для безопасного хранения отходов. Сточные воды проходят по трубам из дома в заглубленный септик. На приведенной ниже схеме показаны основные компоненты септической системы.
Септик
На приведенной ниже схеме резервуар показан более подробно. В септике твердые частицы оседают на дно, а наверху образуется накипь, подобно процессу, происходящему в отстойниках городских очистных сооружений. После отделения вода стекает в дренажное поле, а экраны и отсеки удерживают осадок и накипь внутри бака, где бактерии начинают частично переваривать осадок. Когда частично очищенные сточные воды попадают в дренажное поле, они начинают просачиваться в почву и просачиваться вниз.
Пока почва подходит, микробы в почве переваривают загрязняющие вещества, удаляя бактерии, вирусы и избыток питательных веществ к тому времени, когда вода достигает источника подземных вод.
Внутри септической системы
Если почва не подходит или поблизости есть источники воды, можно использовать альтернативную систему, чтобы источники воды не загрязнялись. Альтернативная система может использовать песок, торф или пластик вместо почвы. Сооруженные водно-болотные угодья, лагуны, аэраторы или дезинфекционные устройства также эффективны для очистки сточных вод.
Подсчитано, что около половины всех сельских колодцев загрязнены, многие из септиктенков. Центры США по контролю и профилактике заболеваний предполагают, что колодцы должны находиться на расстоянии не менее 15 метров от септиков, но это расстояние также зависит от типа почвы.
В ходе недавнего исследования источников подземных вод в юго-восточном Мичигане, проведенного Геологической службой США, в период с 1999 по 2001 год было проверено 38 скважин.
Из скважин, расположенных рядом с канализационными линиями, вирусы были обнаружены только в двух из 18 скважин. Из 20 колодцев, находившихся рядом с септическими системами, вирусы были обнаружены в 7 колодцах. Это говорит о том, что септические системы являются основной причиной загрязнения подземных вод. Предыдущие исследования загрязненных колодцев, на которые ссылается Геологическая служба США, обнаружили колиформные бактерии в 80 процентах колодцев, а также в некоторых из них со значительным количеством Бактерия E. coli .
Если вы используете септическую систему, важно правильно ее обслуживать, так как несоблюдение этого правила может привести к утечке загрязняющих веществ в почву или водные источники. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) рекомендует проверять вашу септическую систему не реже одного раза в три года, чтобы ее можно было проверить на наличие утечек и неисправностей, а также откачивать ее, когда она наполняется (обычно раз в три-четыре года).
пять лет).
Соблюдение некоторых правил экономии воды может значительно снизить нагрузку на вашу септическую систему. Для получения дополнительной информации об экономии воды см. информационный бюллетень о потреблении воды. Вот несколько вещей, которые вы можете сделать для ухода за вашей септической системой:
Не используйте слив или туалет в качестве мусоропровода; не бросайте в канализацию зубную нить, подгузники, кофейную гущу и бумажные полотенца, так как они могут засорить септическую систему.
Распределите белье на неделю. Когда в септик добавляется слишком много воды, он не успевает обрабатывать отходы, и вы можете затопить дренажное поле сточными водами.
Посадите траву на дренажном поле, но держите деревья и кустарники подальше от него, потому что корни могут засорить систему и нанести ущерб.
Не ездите по дренажному полю, так как это может привести к уплотнению почвы и повреждению компонентов септической системы.
Существуют ли какие-либо «естественные» способы очистки сточных вод?
Если природа сама может очищать воду, то имитация природных процессов может быть наиболее эффективным и устойчивым способом очистки сточных вод. На водно-болотных угодьях в значительной степени происходит естественное обновление воды. Сконструированные водно-болотные угодья состоят из выровненной ячейки, в которую стекает вода. Растения высаживают в ячейку и корни отфильтровывают загрязнения из воды. Ниже представлена схема построенного водно-болотного угодья. Обратите внимание, что многие процессы в заболоченном месте аналогичны описанному выше процессу биологического удаления питательных веществ.
Построено заболоченное место
Другой естественный метод называется быстрой инфильтрацией. Это процесс, при котором резервуар заполняется сточными водами, уже прошедшими предварительную очистку. Земля действует как фильтр и удаляет загрязняющие вещества из воды.
Этот метод похож на то, что происходит в септической системе. Третий «естественный» процесс — это наземный сток, который используется в регионах с почти непроницаемой почвой. Вода стекает по наклонной поверхности, засаженной густой травой. Поскольку почва очень непроницаема, вода проходит через растительность, эффективно удаляя загрязняющие вещества.
Медленное орошение — это процесс, который использует часть земли и позволяет воде течь достаточно медленно, чтобы способность земли проникать в воду и удалять примеси не перегружалась. Лесоводство похоже на медленное орошение тем, что оно использует большое количество земли для очистки сточных вод путем посадки сельскохозяйственных культур или деревьев, которые будут процветать в процессе очистки. В аквакультуре для очистки сточных вод используются виды водных растений и животных, аналогично процессу искусственного водно-болотного угодья.
Существуют также альтернативные системы разделения, позволяющие экономить воду. Одна из таких систем отделяет черную воду (из туалетов) от грязной воды (из душа и посудомоечных машин), так что грязную воду можно минимально очищать и использовать для полива газона.
Кроме того, существуют мусоросжигательные, химические или компостирующие туалеты, которые выбрасывают отходы, когда они безопасны.
Если процессы очистки сточных вод могут удалить почти все вредные вещества из сточных вод, то как сточные воды могут загрязнять источники питьевой воды?
Существует несколько способов, которыми сточные воды могут вызывать проблемы загрязнения. Во-первых, не все отходы попадают на очистные сооружения. Исследование Sierra Legal показало, что ежегодно в Великие озера сбрасывается более 90 миллиардов литров неочищенных сточных вод. Это то же самое, что ежедневно сбрасывать в Великие озера более 100 олимпийских бассейнов неочищенных сточных вод! Ежегодно в канадские воды сбрасываются сотни миллиардов неочищенных сточных вод. На этом графике показан уровень очистки городских сточных вод в Канаде на основе количества людей, обслуживаемых муниципальными канализационными системами. Несмотря на то, что процент людей, которые не получали никакой очистки или получали только первичную очистку, снижается, 24 процента канадцев не обслуживаются очистными сооружениями, способными удалить большинство вредных веществ.
Доля Канады, обслуживаемой различными уровнями очистки сточных вод
Еще один способ загрязнения озер и ручьев сточными водами – выход из строя муниципальной канализации. Многие города, особенно старые, имеют комбинированные канализационные системы, собирающие бытовые стоки в те же трубы, что и ливневые стоки. Во время сильных осадков уличные водостоки собирают больше воды, чем может удержать система. Когда это происходит, смесь неочищенных сточных вод и ливневых стоков выбрасывается непосредственно в окружающую среду. Это называется комбинированным канализационным переливом (КСК). В 2001 году один только Ванкувер через организации гражданского общества выпустил в окружающую среду около 22 миллиардов литров неочищенных сточных вод. Неслучайные сбросы или обходы также могут происходить во время технического обслуживания и сбоев питания. В 2001 году Онтарио сообщил о 144 крупных байпасах очистных сооружений.
Некоторые города предпочитают сбрасывать неочищенные нечистоты в океаны и реки, потому что это дешевле, чем эффективная очистка. Отчет, опубликованный Sierra Legal, показал, что из 22 канадских городов Виктория, Доусон-Сити, Монреаль, Сент-Джон, Галифакс и Сент-Джонс сбрасывают часть или все неочищенные сточные воды непосредственно в водоемы. Хотя не все сточные воды сбрасываются прямо в океаны, эти шесть городов ежедневно производят 400 миллионов литров неочищенных сточных вод! Монреаль ежегодно сбрасывает в реку Святого Лаврентия около 3,6 миллиарда литров неочищенных сточных вод, а Виктория — единственный крупный канадский город, который сбрасывает все свои отходы в океан без каких-либо попыток улучшить систему. Город Виктория ежегодно сбрасывает в водные пути более 34 миллиардов литров неочищенных сточных вод и до сих пор утверждает, что их действия не наносят вреда окружающей среде! Галифакс и Сент-Джонс планируют построить очистные сооружения, но тем временем по-прежнему сбрасывают в Атлантический океан 65,7 млрд литров и 33 млрд литров соответственно неочищенных сточных вод.
Для получения дополнительной информации о загрязнении воды см. информационный бюллетень «Загрязнение воды» или планы уроков и ресурсы «Операция по загрязнению воды».
Как насчет промышленных отходов? Могут ли общественные очистные сооружения действительно удалить все эти токсичные химические вещества?
Коммерческие и промышленные отходы не направляются непосредственно на общественные очистные сооружения, поскольку общественная система очистки сточных вод не может эффективно удалить все загрязняющие вещества. Сточные воды от коммерческих и промышленных процессов обычно делятся на следующие четыре категории и обрабатываются соответствующим образом:
1. Некоторые сточные воды можно очищать на месте и повторно использовать на предприятии для различных целей.
2. Некоторые очистные сооружения предназначены для очистки промышленных сточных вод.
3. Некоторые сточные воды аналогичны бытовым сточным водам и могут направляться на общественные очистные сооружения.
Или вода может быть предварительно обработана и отправлена на общественные очистные сооружения.
4. Сточные воды некоторых процессов очень токсичны и должны либо очищаться на месте, либо утилизироваться как опасные отходы.
Существует более 23 000 различных химикатов и веществ, которые используются в потребительских товарах и промышленных процессах в Канаде, и их разработка продолжается. Некоторые из этих веществ трудно удалить, и они могут вызвать серьезные проблемы с загрязнением. Для получения дополнительной информации о возникающих загрязняющих веществах см. раздел «Появляющиеся загрязнители» или прочитайте статью канадской прессы под названием «Посмотрите на повседневные химические вещества в воде», сказал Онтарио. Для получения дополнительной информации об источниках загрязнения, в том числе о том, как минимизировать загрязнение воды, см. информационный бюллетень «Загрязнение воды».
Фонд безопасной питьевой воды предлагает образовательные программы, которые могут дополнить информацию, содержащуюся в этом информационном бюллетене.
Операция «Капля воды» изучает химические загрязнители, содержащиеся в воде; он предназначен для научного класса. Operation Water Flow рассматривает, как используется вода, откуда она берется и сколько стоит; в нем есть уроки, предназначенные для занятий по общественным наукам, математике, биологии, химии и естественным наукам. Операция Water Spirit представляет точку зрения коренных народов на воду и связанные с ней проблемы; он предназначен для занятий по родному языку или общественным наукам. Операция Water Health рассматривает общие проблемы со здоровьем, связанные с питьевой водой в Канаде и во всем мире, и предназначена для сотрудничества в области здравоохранения, науки и социальных исследований. Операция «Загрязнение воды» посвящена тому, как происходит загрязнение воды и как она очищается, и была разработана для сотрудничества в области науки и социальных исследований. Чтобы получить дополнительную информацию об этих и других образовательных мероприятиях, а также дополнительные информационные бюллетени, посетите веб-сайт Safe Drinking Water Foundation по адресу www.
safewater.org.
Знаете ли вы, что на нашем веб-сайте есть десятки информационных бюллетеней? Пожалуйста, помогите нам продолжать предоставлять эту жизненно важную информацию для лидеров сегодня и лидеров будущего! Пожалуйста, внесите 5 долларов или пожертвуйте 20 долларов или больше и получите официальную квитанцию о пожертвовании для целей подоходного налога.
Да! Я хотел бы помочь воспитать лидеров сегодня и лидеров будущего!
Ресурсы:
Совет министров окружающей среды Канады. Февраль 2003 г. Связь науки о воде с политикой: очистка сточных вод для малых сообществ.
Центры по контролю и профилактике заболеваний. 2006. Справочное руководство по здоровому жилью: Глава 8: Сельское водоснабжение и вопросы качества воды. http://www.cdc.gov/nceh/publications/books/housing/cha08.htm.
Город Саскатун. 2022. Сточные воды.
https://www.saskatoon.ca/services-residents/power-water-sewer/wastewater
Экоюстиция. 3 сентября 2020 г.
Отчет Ecojustice показывает, что загрязнение сточными водами по-прежнему является большой проблемой в бассейне Великого озера.
https://ecojustice.ca/pressrelease/ecojustice-report-shows-that-sewage-pollution-still-a-big-problem-in-great-lake-basin/
Экосправедливость. Ноябрь 2013 г. Отчетная карта сточных вод Великих озер. http://www.ecojustice.ca/publications/reports/the-great-lakes-sewage-report-card.
Министерство охраны окружающей среды Канады. 1992. Чистая вода – от этого зависит жизнь!
http://publications.gc.ca/collections/collection_2014/ec/En37-81-3-1992-eng.pdf
Фрэнси, Донна С.; Бушон, Ребекка, Н.; Стопар, Джули; Лузано, Эмма Дж.; и Фут, Г. Шей. 2004. Геологическая служба США: Факторы окружающей среды, а также химические и микробиологические составляющие качества воды, связанные с присутствием кишечных вирусов в грунтовых водах из небольших общественных источников водоснабжения в юго-восточном Мичигане. http://pubs.usgs.gov/sir/2004/5219/pdf/sir20045219.
pdf.
Правительство Канады. Ноябрь 2010 г. Загрязнение воды: причины и последствия. https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/water-overview/pollution-causes-effects.html
Правительство Канады. Январь 2016 г. Загрязнение воды: эрозия и седиментация. https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/water-overview/pollution-causes-effects/erosion-sedimentation.html.
Агентство по охране окружающей среды США. Май 2018 г. Септические системы (локальные/децентрализованные системы). https://www.epa.gov/septic
Агентство по охране окружающей среды США. 2007. Септические технологии: история и технология.
Агентство по охране окружающей среды США. Справочники по воде: информационные бюллетени.
Агентство по охране окружающей среды США. 2005. Справочник по управлению локальными и кластерными (децентрализованными) системами очистки сточных вод.
https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-06/documents/2005_12_20_septics_onsite_handbook_fs.