СИСТЕМЫ ЕСТЕСТВЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ, ЛИВНЕВЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Вода является важным компонентом в формировании географической среды. Но в результате значительного возрастания антропогенного воздействия на водные объекты приводит к ухудшению качества воды.

Нарастание дефицита водных ресурсов и прогрессирующее ухудшение их качества объединяются под общим понятием деградации природных вод. В пределах крупных речных водосборов и обширных территорий, расположенных в наиболее освоенных в хозяйственном отношении районах Земли, на водные объекты оказывают влияние одновременно многие антропогенные факторы [3]. К таким факторам можно отнести прямое изъятие воды и сброс природных, сточных вод (промышленное, коммунальное водоснабжение и водоотведение); создание водохранилищ и прудов, выемка грунта и т.д.; агротехнические мероприятия, осушение болот, вырубка и посадка лесов.

Наиболее существенное влияние на водные объекты суши оказывают промышленные и коммунальные сточные воды, которые непосредственно связаны с масштабами водопотребления и водоотведения. В настоящее время наибольшее антропогенное воздействие испытывают речные системы.

Наибольшее количество загрязнителей поступает в водные объекты от предприятий нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной, металлургической, текстильной отраслей промышленности. Формирование химического состава поверхностных и подземных вод в условиях антропогенного воздействия характеризуется: 1) повышением (или понижением) концентрации тех компонентов природных вод, которые обычно присутствуют в незагрязненной воде; 2) изменением направленности естественных гидрохимических процессов; 3) обогащением вод веществами, чуждыми природной воде. Например, если поверхность воды покрыта пленкой нефти, жирных кислот или других плавающих загрязнителей, поступающих со сточными водами, то многие химические и биохимические процессы существенно изменяются, так как ограничивается поступление в воду кислорода, света, уменьшается испарение воды, меняется состояние карбонатной системы [4]. Следствием химических и физических воздействий антропогенного происхождения является изменение состава донных отложений и живого вещества водных объектов.

На сегодняшний день стоит важная задача в решении комплекса экологических проблем, связанных с воздействием хозяйственной деятельности человека на поверхностные стоки.

Поскольку источники качественного водоснабжения становятся все более дефицитными, требования к уровню и качеству очистки сточных вод становятся все более строгими, а стоимость данных мероприятий увеличивается. Поэтому необходимо обеспечить устойчивые, недорогие и надежные технологи очистки воды сточных вод. В этом контексте можно рассмотреть процессы естественной биологической очистки и улучшения качества воды при управлении водными ресурсами в городах. Данная система представляет собой естественную очистку любого типа водных объектов или систем очистки сточных вод, в которых для удаления загрязняющих веществ не вводятся значительные количества химических веществ и затрачивается меньше энергии. Естественные системы включают широкий диапазон процессов проходящих на основе почвы, водоносного горизонта и растительности, применяемых для питьевой воды, сточных вод и городской ливневой воды. Для естественной биологической очистки используются такие сооружения, как поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды; для искусственных – биологические фильтры, аэрофильтры, высоконагружаемые биофильтры, аэротенки [1, c. 6]. Такие процессы обработки являются недорогими, устойчивыми, надежными и многоцелевыми. Сама обработка воды направлена на удаление мутности, взвешенных твердых вещества, биоразлагаемых органических веществ, следовых органических соединений, микроорганизмов. Системы естественного очистки вод являются экономически эффективными и экологически чистой технологией, которые могут снизить нагрузку на водные ресурсы. В то же время их применения для очистки воды и сточных вод в развитых и развивающихся странах следует рассматривать как альтернативу к традиционным технологиям очистки воды и очистки сточных вод. Однако большая часть опыта очистки вод применяемых на сегодняшний день и методики естественной очистки должны быть адаптированы в соответствии с местными условиями и требованиями.

В процессе адаптации рассматриваемой природной системы, чтобы обеспечить устойчивость этих объектов, должны быть разработаны инструменты для выбора соответствующих систем естественной обработки в определенных условиях. При этом очень важно учитывать климатические условия, дефицит воды, уровень загрязнения сточных, ливневых вод. В зависимости от этого определяется периодичность и степень очистки вод. К примеру, для очистки сточных вод в IV климатическом районе биологические пруды можно применять круглый год, во II и III климатических районах — только в теплый сезон, а в холодный сезон при условии, что вода в биопрудах имеет температуру не ниже 8°С [2].

При чрезмерных загрязнениях используется комбинированная система, т.е. производится предварительная и/или последующая обработка для естественной системы очистки вод.

Природные системы обеспечивают инновационные способы содействия безопасному повторному использованию сточных вод. Этому способствует комплексный подход к управлению водными ресурсами в городских районах с использованием полузакрытых городских водных циклов, применяемые как хранилище и устойчивый барьер для оздоровления природных систем. Естественные системы могут управлять городским водным циклом или его отдельными компонентами.

Могут быть использованы системы с установленным водно-болотным угодьем и системами стабилизации сточных вод для очистки сточных вод, ливневых вод и их повторного использования. В то же время подобные водно-болотные угодья или специализированные водоемы для естественной очистки сточных вод могут положительно преобразовать среду местообитание и озеленение в городах. Такие водоемы включают рециркуляцию питательных веществ через соответствующие использование биомассы (водорослей, растений), выращенных в системах. Единственно, использование биомассы требует большую потребность в пространстве, по сравнению с привычными способами очистки вод.

Привлекательность технологии естественной биологической обработки для многократного удаления загрязняющих веществ в сочетании с другими доступными способами очистки сточных вод технологии, является способность обработки сточных вод до приемлемого качества для повторного использования в питьевой воде.

Естественные системы могут быть включены в стратегическое планирование городской среды для стимулирование способности самоочистки городских водных ресурсов.

В зависимости от качества воды на входе и предполагаемого использования соответствующего качества воды из этих природных систем, может потребоваться некоторая предварительная обработка или последующая обработка. Вариант состоит в объединении различных природных систем, ведущих к синергетической «гибридной системе». Например, перед тем как вода поступит в созданные для естественной очистки водно-болотные угодья проводится предварительная обработка электрофлокуляцией вторичных стоков.

Разрабатывание инновационных технологий для модернизации вторичных сточных вод до уровня, позволяет его использование для рекуперации потоков, паркового орошения и других муниципальных нужд, которые требуют высококачественные восстановленные сточные воды.

В целом можно сделать вывод, что природные системы обладают высоким потенциалом для применения в комплексном управление водными ресурсами в городах, начиная от очистки питьевой воды, сточных вод и ливневых вод, усиление грунтовых вод для стимулирования самоочистки городских рек и водных объектов. Благодаря созданным природным системам для очистки вод возможно удалить множество загрязняющих веществ, используя минимальную энергию и химических веществ применяемых для очистки. Они надежны, экономичны и экологичны; Однако эти системы необходимо адаптировать к местным условиям и требованиям качества воды для различных нужд.

Список литературы

1. Евилевич А.З. Осадки сточных вод. Удаление, обработка и использование. – Ленинград: Стройиздат, 1965. – 324 с
2. Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gardenweb.ru/biologicheskaya-ochistka-stochnykh-vod-v-estestvennykh-usloviyakh (дата обращения: 10.12.2017)
3. Влияние деятельности человека на гидросферу. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studopedia.ru/9_19390_na-temu-turistskiy-potentsial-vostochno-kazahstanskoy-oblasti.html (дата обращения: 12.12.2017)
4. Качественные и количественные изменения водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности человека. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://megalektsii.ru/s37065t2.html (дата обращения: 10.12.2017)