С течением времени и развитием технологического прогресса наши города трансформировались в удобную и безопасную структуру, в которой центральное место занимают инженерные коммуникации, обеспечивающие комфортное проживание, обеспечивающие население энергией, теплом, водой, а также — важно — эффективной системой канализации и водоотведения. Казалось бы, что еще надо? Но одновременно с обеспечением себя такими благами цивилизации мы столкнулись с другой проблемой. Куда деть все, что образуется и остается в результате такой комфортной жизни?
Сточные воды населенных пунктов — один из основных источников загрязнения водных объектов на нашей планете. Вода — ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Вода поступает в наши дома, а после использования отводится по системе водоотведения. Стоки тщательно обрабатываются на специальных сооружениях водоканалов — станциях водоочистки. Работа важная и необходимая, но имеющая одно существенное неудобство — специфический запах, который делает нежелательным присутствие очистных сооружений в населенных пунктах. Вот и получается, что и без них нельзя, и с ними нехорошо. О том, как можно очищать сточные воды без неприятного запаха, aif.ru поговорил с управляющим партнером Центра экологической и социальной информации и разработок Владиславом Жуковым.
Три стадии очистки
— Любые сточные воды имеют неприятный гнилостный запах, являющийся настоящей проблемой любой канализационной сети. Появление запаха обуславливается процессами разложения сточных вод и химическими реакциями, в результате которых выделяются газы с резким запахом. Неприятный запах из канализационных сетей может существенно повлиять на комфортность жизни человека. На станциях водоочистки сточные воды проходят три этапа очистки (механическую, биологическую, физико-химическую) и дезинфекцию.
На первом этапе происходит удаление крупных загрязняющих элементов при помощи решеток, сита, отстойников, песколовок, септиков и специальных мембран. Биологическая очистка использует специальные микроорганизмы, для которых загрязняющие вещества являются питательной средой. В результате очистки стоков в аэротенках (резервуарах с принудительной аэрацией и высокой плотностью микроорганизмов), биопрудах и полях фильтрации происходит полное или частичное удаление загрязняющих веществ. На третьем этапе из сточных вод удаляют тонкодисперсные, растворенные неорганические и органические вещества, применяя технологии электролиза, электрокоагуляции, коагуляции, флокуляции, сорбции, флотации, центрифугирования, гиперфильтрации, нейтрализации, экстракции, выпаривания, ионообменной и электрохимической очистки. В заключение проводят дезинфекцию сточных вод ультрафиолетовым облучением, хлором, гипохлоритом и озонированием. Способ дезинфекции будет зависеть от многих факторов, в том числе и степени загрязненности стоков.
Откуда берется запах?
Для очистных сооружений водоканалов основным источником неприятного запаха является сероводород. Уровень сероводорода замеряют, контролируют, и он имеет свои предельно допустимые концентрации (ПДК). Цифры максимально разовой предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе этого вещества составляют 0,008 миллиграмма на кубометр. Превышение ПДК сероводорода обычно ощущается как неприятный запах. Существует понятие максимальной разовой концентрации вещества и среднесуточной концентрации. Максимальная разовая концентрация определяет рефлекторное воздействие (в том числе ощущение неприятного запаха), а среднесуточная — длительное воздействие, которое может иметь влияние на здоровье.
Что интересно: в России ПДК сероводорода составляет 0,008 мг на кубический метр при воздействии до 20-30 минут. Одновременно ВОЗ определяет, что концентрация сероводорода в пределах 1,5 миллиграмма на кубометр даже при длительном воздействии имеет очень мало последствий для человека с точки зрения токсикологии. В воздух также может выбрасываться большое количество разнообразных веществ: аммиак, меркаптаны, метан. Среди них есть вещества опасные и не очень, с разной ПДК. У каждого предприятия прописаны предельно допустимые значения веществ, которые они могут выбрасывать в атмосферу. Но бывает, что ПДК в атмосферном воздухе не превышен, а запах есть. Это обусловлено тем, что запах дают не сами вещества, а их комбинация.
Механизм определения запаха сложный. При попадании молекул дурно пахнущих веществ на слизистую происходят реакции, комбинации которых определяют наличие или отсутствие приятного или неприятного запаха. Это еще и очень субъективно: для кого-то запах будет очень неприятным, а для кого-то нормальным. Для внесения объективности в этот вопрос существует методика ольфактометрии, с помощью которой можно определить уровень концентрации неприятного запаха, используя специальные приборы — ольфактометры.
Законодательная работа и практика
Сегодня в России идет работа над поправками к закону «Об охране атмосферного воздуха», касающимися регулирования неприятных запахов. Суть поправок в том, что органы местной власти будут устанавливать нормативы неприятных запахов для каждого предприятия. Органы власти, предприятия и общественные организации будут вести совместную работу по установлению такого норматива.
Но можно ли уже сейчас решить проблему неприятных запахов на очистных сооружениях? С полной уверенностью на этот вопрос можно ответить положительно. В России разработаны современные методы и технологии, позволяющие гарантированно справиться с этой проблемой.
Несмотря на то, что наличие запахов дурно пахнущих веществ (далее ДПВ) характерно практически для всех известных очистных сооружений канализации, основным зловонным фактором сточных вод является сероводород, образующийся в результате конверсии сульфатов (S04)‚ бактериями (SRB) в растворенные сульфиды (H2S,HS+). Надо отметить, что неприятный запах тухлых яиц — это далеко не все негативные последствия образования сероводорода. Сюда можно также отнести разрушение бетона, коррозию металла и арматуры, значительные отложения на стенках коллекторов, все это также результат действия сульфидредуцирующих бактерий, ответственных за образование сероводорода. Существует также реальная опасность отравления сероводородом, которая может возникнуть при входе в колодцы, канализационные люки, при работах в коллекторах и прочих помещениях, не оборудованных вентиляцией и без доступа атмосферного воздуха.
В настоящее время в Российской Федерации проведены комплексные исследования и практически апробированы технологии, позволяющие радикально решить проблемы образования сероводорода и других неприятных запахов в сточных водах.
Основной целью испытаний и исследований в решении проблемы удаления сероводорода из воды было объединение принципов всех положительных свойств существующих методов в одном реагенте при минимизации негативных воздействий на биологические очистные сооружения и окружающую среду.
Один из главных принципов восточных единоборств Айки (Дзю) «Заимствование силы у противника» помог найти верный путь решения проблемы удаления сероводорода из воды. Дело в том, что сероводород является сильным восстановителем, так как cepa имеет минимальную степень окисления — 2 и в этом случае может только отдавать электроны.
С другой стороны, сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) в результате своей работы способны снизить значение pH до 2, а иногда и до 0. Таким образом, нужно было создать реагент, который мог бы не только использовать эти свойства сероводорода, но и усиливать действие его окислительно-восстановительных способностей. Так в результате двухлетних исследований на трех водоканалах был разработан Биорес.
Как работает реагент
Принцип работы реагента основан на том, что сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) в первую очередь восстанавливают соли реагента (вместо сульфатов) в анаэробных условиях. А так как питания СРБ уже не хватает, их колонии быстро угасают. Таким образом, происходит замещение сульфатредуцирующих бактерий нитратредуцирующими. Запах сероводорода исчезает, потому что исчезает причина его возникновения.
В ходе лабораторных испытаний, проведенных на предприятии «Челныводоканал», были получены следующие результаты: содержание нитрат-ионов после добавления реагента Биорес находилось в пределах погрешности с исходной пробой и обеспечивается на данном уровне за счет действия реагента; реагент не оказал негативного влияния на жизнедеятельность колоний активного ила; определена концентрация реагента, при которой прекращается генерация сероводорода. Она составила 40 г/м³. Был также определен временной параметр работы реагента — минимальное время составило 2 ч, максимальное время работы со сточными водами составило 9 часов.
Таким образом, можно смело утверждать, что в России на сегодняшний день существуют надежные и апробированные методы, обеспечивающие оптимальные условия функционирования очистных сооружений с полным отсутствием неприятных запахов. Есть и другие реагенты, которые сейчас используются в разных города. Это, например, Эйрхитон, Инхитон и другие, используемые на многих водоканалах. Так что сейчас можно смело сказать — в России есть способы сделать сточные воды чистыми и избавиться от неприятных ароматов при этом.
