Взаимодействие речных и сточных вод (стр. 3 из 5)

Процесс окисления нефти в аэробных условиях растягивается на 3—5 месяцев, а при недостатке кислорода и при низкой температуре—на 1—3 года. Наиболее устойчивы к разложению тяжелые нефтепродукты, образующие взвеси и эмульсии. Осевшая на дно нефть разлагается в основном в анаэробных условиях, т. е. на порядок медленнее, чем растворенная нефть. (Нежиховский, 1990)

1.5. Сельскохозяйственные сточные воды.

В основной своей массе воды сельскохозяйственного производства из-за малой загрязненности не относятся к категории сточных вод. Но иногда сельскохозяйственное производство настолько изменяет качество воды, что она уже приобретает свойства сточных вод. Это касается самих сельских населенных пунктов, животноводческих комплексов, дренажного стока с мелиоративных систем, наконец, случаев интенсивного смыва ядохимикатов и минеральных удобрений с сельскохозяйственных полей.

По очевидным причинам в пределах сельского населенного пункта невозможно выделить хозяйственно-бытовые, производственные и поверхностные воды, так как они образуют единый поток.

Большая часть отходов жизнедеятельности людей и домашних животных используется на месте или вывозится на поля. Поэтому суточные нормы загрязнений (г/сут на 1 чел.),поступающих в водные объекты, для сельского жителя меньше, чем для городского:

БПКполн..........................................15

Взвешенные вещества....................13

Нефтепродукты…........................0,03

СПАВ……………..........................1,1

Сульфаты...........................……….5,2

Хлориды….....................................4,4

Фосфор общий...............................0,7

Азот общий....................................4,8

На сегодняшний день животноводческие комплексы являются источником накопления громадного количества навоза, который в случае неправильной технологии хранения и использования может быть опасен для окружающей среды. Так, количество жидкого навоза, поступающего от свиноводческого комплекса по откорму 108 000 голов в год, составляет 3000 т/сут (свыше 1 млн т/год), от комплекса по откорму 10 000 голов молодняка крупного рогатого скота — 250 т/cyт (свыше 90 000 т/год). Количество отходов от одной коровы эквивалентно отходам от 10 чел., а от одной свиньи — от трех человек.

На комплексах распространено бесподстилочное содержание животных с гидросмывом экскрементов. Навоз подается в специальные емкости, где твердая фракция осаждается. Осевший твердый осадок обезвоживается с помощью дренажа, затем компостируется; через 2—4 месяца после обработки от гельминтов он может быть внесен под пахоту. Жидкая фракция навоза поступает в пруды-накопители, где она выдерживается довольно длительное время (от 20 до 50 сут), затем обеззараживается, разбавляется при необходимости свежей водой и по трубопроводам или цистернами подается на сельскохозяйственные поля. Возможно повторное использование этих вод для гидросмыва. Применяется также компостирование навозного стока с торфяной крошкой, центрифугирование для разделения жидкой и твердой фракции, механическая уборка и т. д.

В принципе все отходы животноводства должны вывозиться на поля. Однако это происходит не всегда. Причины этому разные: недостаточная емкость навозохранилищ и жижесборников; несоблюдение правил заделки твердого и жидкого навоза в почву; выгрузка навоза на снег.

По оценкам различных авторов, потери азота и фосфора, содержащихся в навозе, даже при соблюдении технологической дисциплины составляют от 10—15 до 30—40 %, а при несоблюдении — до 50—55 %.

К основным видам загрязнений от сельскохозяйственного производства относятся пестициды, и минеральные удобрения. (Нежиховский, 1990)

Пестициды. Препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений. В зависимости от объекта воздействия различают гербициды (средство для уничтожения сорной растительности); инсектициды, (препараты для борьбы с вредными насекомыми); зооциды (ядохимикаты для уничтожения грызунов); фунгициды (препараты, применяющиеся против возбудителей грибковых заболеваний); бактериоциды (средство против бактериальных болезней). Есть еще ряд препаратов для удаления листьев, излишних цветков и пр. Благодаря своей высокой эффективности пестициды получили широкое распространение. В водные объекты они поступают с талым и дождевым стоком, а также при распылении с самолетов. Попав в воду, они долгое время сохраняют свою токсичность. Способны постепенно аккумулироваться в организме и передаваться по пищевым цепям. Легко сорбируются взвешенными в воде минеральными и органическими частицами. (Нежиховский, 1990)

ГЛАВА 2: ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ И РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

2.1.Самоочищение вод.

Одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению. Самоочищение вод - это восстановление природных свойств воды в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания в них взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т.д.). Способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости с многими другими природными факторами, в частности, физико-географическими условиями, солнечной радиацией, деятельностью микроорганизмов в воде, влиянием водной растительности и особенно гидрометеорологического режима. Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в лесостепной и степной зонах страны. Полная смена всех вод в реках занимает в среднем 16 сут, болотах - 5 и озерах - 17 лет. Такая разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах. (Авакян, 1994)

Таким образом, самоочищение происходит при совокупном взаимодействии гидрометеорологических, гидродинамических, гидробиологических, а также физико-химических процессов при попадании в водотоки и водоемы загрязняющих веществ (рис.1).

Рис.1

Снижение мутности (а), количества сапрофитных бактерий (б), общей цветности (в) и запахов (г) в воде водохранилищ (по А.В. Францеву, 1961):

1-мутность воды, поступающей в водохранилище; 2-то же в водохранилище; 3-количество бактерий в воде, поступающей в водохранилище; 4-то же вводе водохранилища; 5-цветность воды, поступающей в водохранилище; 6-то же в водохранилище; 7-исходная вода; 8- конечная вода.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биологического окисления. Эти природные способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных вод в промышленности и сельском хозяйстве.

Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Так, по данным ряда исследователей оптимальная площадь зарастания прибрежной зоны, обеспечивающая очистку поступающих с берегов загрязненных вод, составляет 7-10% от площади водного зеркала водоема. Эти показатели были рекомендованы для создаваемых водохранилищ умеренной зоны Европейской части России и стран ближнего зарубежья.

Хорошим биологическим фильтром служит, например, тростник обыкновенный, который может расти в сильно загрязненных водах на полях фильтрации, в шлаконакопителях и очищать их. Это связано с физиологическими особенностями такого рода растений. Длинные трубчатые побеги и толстые корневища тростника имеют большие воздушные полости, которые способствуют их хорошей жизнедеятельности в водной среде, почти лишенной кислорода. На нижних узлах корневых побегов тростника густой мочковатой сетью располагаются дополнительные воздушно-водные корни, задерживающие загрязняющие вещества. В результате тростниковые заросли на 1 га извлекают из воды и почвы за сезон до 5-6 т различных солей, присутствующих в сточных водах. Чтобы этот биофильтр хорошо работал, необходимо ежегодно выкашивать тростник на нужной высоте, без повреждения водных побегов и корней.

Аналогичны по своему очищающему действию заросли камыша и рогоза. За рубежом широкое распространение в качестве биофильтра приобрели заросли гиацинта. Это растение служит биостимулятором и хорошим средством для очистки загрязненных вод, в том числе от радиоактивных отходов, тяжелых металлов. У него очень большая адсорбирующая способность. Так, за одни сутки с 1 га водной поверхности зарослями гиацинта извлекается 44 кг азота, столько же калия, 34 кг натрия, 22 кг кальция, 4 кг марганца.

Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях во многих странах мира. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.