ВВЕДЕНИЕ
Интенсивное воздействие человека на природную среду привело к такому загрязнению водных ресурсов Земли, что эта проблема стала глобальной и требующей безотлагательного решения на пути развития мирового сообщества. Значительным источником загрязнения окружающей среды являются городские сточные воды, содержащие высокие концентрации органических и минеральных веществ 1. Практически повсеместное распространение для очистки сточных вод получил биологический метод, обладающий рядом несомненных экологических достоинств. В процессе биологической очистки происходит деструкция органических загрязнений до углекислого газа и воды. Образующиеся при этом органические осадки и избыточный активный ил могут использоваться в качестве удобрений или источника энергии 2.
За более чем столетие метод биологической очистки непрерывносовершенствовался. За последние лет технологии очистки сточных вод сделали огромный шаг вперед. Были разработаны новые технологические схемы сооружений биологической очистки, методы их инженерного оформления и оборудование. Успешно решаются проблемы удаления из городских и производственных сточных вод биогенных элементов 3. Наиболее важными биогенными элементами для физиологического развития активного ила следует признать азот и фосфор, в значительных количествах накапливающиеся в биомассе активного ила, до 68 азота и 2 фосфора в сухой массе ила 4.
Попадая в водоемы, биогенные элементы в определенных концентрациях и в сочетании друг с другом способствуют развитию условий, угнетающих отдельные виды гидробионтов, а в некоторых случаях вызывают их гибель. Поступление большого количества азота и фосфора в водные объекты приводит к их эвтрофикации. В результате происходит нарушение процессов саморегуляции в биоценозах, в них начинают доминировать виды, наиболее приспособленные к изменившимся условиям хлорококковые водоросли и
цианобактерии, вызывая цветение воды. В период цветения в водоеме повышается , падает содержание растворенного кислорода, появляются различные яды, продуцируемые цианобактериями, возникают заморные явления у рыб, затрудняется процесс очистки воды из водохранилищ и ухудшается качество питьевой воды 5. Кроме того, аммонийный азот токсичен для рыб и требует для своего окисления в водоеме большого количества растворенного кислорода. При взаимодействии аммонийного азота с активным хлором в процессе хлорирования очищенных .сточных вод и питьевой воды образуются хлорамины токсичные и мутагенные соединения 6. Нитраты, попадая в желудочнокишечный тракт с питьевой водой и продуктами питания, редуцируют в нитриты, быстро всасываются в кровь, концентрируясь в эритроцитах, обладают выраженной способностью окислять гемоглобин эритроцитов с образованием метгемоглобина, не способного снабжать ткани кислородом, в результате чего развивается гипоксия у человека и рыб. Фосфаты мало токсичны, однако именно фосфатам принадлежит решающая роль в процессе возникновения цветения природных водоемов 1,
Существенным источником поступления биогенных элементов являются бытовые сточные воды. Согласно таблице СНиП 2 на одного жителя приходится г БПКПОлн в осветленной и неосвещенной жидкости соответственно, 8 г азота аммонийного и 1,4 г фосфатов по фосфору 8. Вместе с тем при расчете сооружений биологической очистки используют известное соотношение удельного количества соединений азота и фосфора, удаляемого в результате прироста биомассы микроорганизмов. Это соотношение составляет 051 9.
Таким образом, в процессе традиционной биологической очистки максимально возможно изъять 2 3,8 г азота и 0,4 0, г фосфора в пересчете на загрязнения, поступающие от одного жителя. В очищаемой сточной воде при полной биологической очистке останется 4,2 6 г азота и 0, 1 г фосфора на одного жителя. При норме водопотребления 0 0 лчелсут, суммарная
концентрация соединений азота и фосфора в очищенных сточных водах составит и 2,2 4 мгл соответственно. Практика расчетов нормативов допустимых сбросов показывает, что фактические концентрации соединений азота и фосфора на выпуске канализационных очистных сооружений оказываются в 2 раз выше предельно допустимых .
Для удаления из воды соединений азота известны физикохимические способы хлорирование, озонирование, отдувка аммиака воздухом, ионный обмен, электролиз, элсктродиализ, обратный осмос и дистилляция, а для удаления фосфора физикохимические и биологические методы. Все физикохимические способы требуют применения реагентов или сложного оборудования, малоэффективны и технически не приемлемы для больших объемов сточных вод .
Наибольший практический интерес представляет биологический метод удаления биогенных элементов. Он не требует дорогостоящих и дефицитных реагентов, не приводит к увеличению солесодержания стоков, а объемы осадков при этом не увеличиваются . Для биологического удаления азота и фосфора разработан ряд широко известных технологических схем. Практическое осуществление таких технологий в Российской Федерации осложняется низкой концентрацией органических веществ. Кроме того, крупные города имеют сооружения биологической очистки, рассчитанные только на удаление органических и взвешенных веществ. Их реконструкция в соответствии с современными требованиями, предусматривающими очистку от биогенных элементов, требует проведения дальнейших исследований с целью создания оптимальных для российских условий технологий .
АКТУАЛЬНОСТЬ
- Київ+380960830922