Отсюда, в частности, вытекает неотложная задача изыскания новых путей интенсификации процессов разрушения органических веществ и их комплексов в аэробных и анаэробных условиях на основе изучения стадийности процесса, роли отдельных видов микроорганизмов, влияния концентрации загрязнений, реакции и температуры среды и прочих факторов, определяющих динамику биохимических процессов. Столь же необходимо ускорение разработки теоретических основ обезвоживания осадка, образующегося при биохимических методах разрушения органических веществ, на основе воздействия высоких и низких температур, высокочастотных колебаний, центрифугирования и других методов.
Наряду с необходимостью повышения эффективности работы существующих схем очистки сточных вод важна и разработка методов конструкций для глубокой (до 99 %) очистки сточных вод. В эту же проблему включаются вопросы снижения в стоках концентрации различных солей, глубокой очистки сточных вод от азота, фосфора, СПАВ и других веществ, неблагоприятно действующих на флору и фауну водоемов. При разработке технологических схем и конструкций очистных сооружений для глубокой очистки промышленных и городских сточных вод, в зависимости от характеристики этих стоков, следует учитывать ряд прогрессивных на перспективу методов.
В первую очередь к ним относится применение озона, полиэлектролитов, органических коагулянтов, сильных окислителей с созданием новых реагентов, а также методов обратного осмоса, электрохимических и других, им подобных.
Очень важной задачей является разработка новых, надежных по санитарным показателям способов очистки многих видов сточных вод на основе окисления при высоких температурах и давлениях, применении ультразвука, ионообменных масс и т. д. Прошедшие очистку сточные воды могут повторно использоваться в производстве, таким образом сокращая потребления свежей воды.
Для обезвреживания особотоксичных сточных вод возможен метод подземного захоронения жидких промышленных отходов в глубокозалегающих горизонтах, изолированных от водоносных слоев. Однако решение о возможности применения этого метода выносится только после того, как выясняется, что подземные воды не будут загрязнены промышленными отходами. Поэтому этот метод нельзя рассматривать как универсальный.
Многие сточные воды и отходы промышленности приходится сжигать: иначе их нельзя обезвредить. Термический метод уничтожения получает достаточно широкое распространение. С его помощью уничтожается некоторая часть сточных вод на Щекинском химическом комбинате, на Черниговском комбинате химических волокон, на Горьковском заводе органического синтеза, на Волгодонском химическом заводе им. 50-летия ВЛКСМ,
Термическим методом обезвреживания промышленных отходов следует пользоваться очень осторожно. С дымовыми газами в атмосферу могут попасть токсические элементы (бериллий, цинк, свинец, кадмий, ртуть). Поэтому сжигать отходы, содержащие эти элементы, недопустимо. Перспективным термическим методом обезвреживания отходов является жидкофазное окисление — окисление органических веществ растворимым в воде кислородом воздуха. Процесс ведется в водной среде при повышенных температуре и давлении.
К числу мероприятий по охране водных ресурсов можно отнести также использование сточных вод в сельском хозяйстве. В этом случае почвенная очистка сточных вод сочетается с получением высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, причем затраты окупаются в короткие сроки.
В связи с этим все земледельческие поля можно поливать коммунальными и промышленными сточными водами, пригодными по своему составу для орошения сельскохозяйственных культур, при наличии площадей и местных благоприятных условий (гидрология, почва, климат, рельеф и т. д.). На земледельческих полях могут обезвреживаться и использоваться сточные воды ряда промышленных предприятий, в том числе химических, содержащих фенолы, нефтепродукты, ацетон, бензол, формальдегид.
В нашей стране тысячи гектар земель орошаются сточными водами. Прекрасным примером новой службы отработанных вод служат поля орошения совхоза «Химик». Сюда подаются условно чистые сточные воды ряда химических предприятий, расположенных в г. Волжском.
Рассмотренные основные способы очистки сточных вод, образующихся в промышленном и коммунальном хозяйстве, и применение прогрессивных технологических схем, позволяют достигнуть необходимой степени их очистки, определяемой санитарными требованиями к качеству воды в водоемах.
Большего внимания требует вопрос охраны водных источников от загрязнения поверхностно-активными веществами. В настоящее время наиболее целесообразным и экономически обоснованным приемом следует считать отказ от синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), не поддающихся биохимическому окислению, и переход на легко разрушаемые.
Рис. 4. Очистные сооружения на Рязанском нефтеперегонном заводе. Первичные отстойники, смесители, аэротенки
Рис. 5. Комплекс очистных сооружений на Новомосковском химкомбинате. На переднем плане — отстойники
Рис. 6. Очистные сооружения на одном из предприятий Днепропетровска. Аэротенки
Значительно сложнее обстоит с очисткой вод, образующихся в сельскохозяйственном производстве. Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства, базирующегося на применении химических удобрений, ядохимикатов и мелиорации, выдвинуло в настоящее время ряд острых проблем в области охраны водных ресурсов от загрязнения.
Из года в год увеличиваются масштабы применения в сельскохозяйственном производстве азот- и фосфорсодержащих удобрений. Некоторая часть этих удобрений вымывается с полей и попадает в водные источники, загрязняя их. Кроме того, биогенные элементы, особенно в зарегулированных реках, вызывают бурный рост растительности, которая, отмирая, в свою очередь, вызывает загрязнение водоемов. Особенно это относится к синезеленым водорослям.
В настоящее время не существует достаточно надежных методов борьбы с загрязнением водоемов, вызываемым химическими удобрениями. К наиболее реальным направлениям охраны водных объектов от загрязнения удобрениями следует отнести:
установление строго определенных норм внесения удобрений;
применение удобрений в виде гранул (мочевина, суперфосфат, нитрофос и т. д.), а также внесение их лишь на площади питания растения (это обеспечивает оптимальную дозировку удобрений и уменьшает их вымывание);
жесткий контроль за выполнением требований к подкормке растений с самолета (учет скорости ветра, дозировка высева, высота полета и др.);
устройство специально подготовленных земельных площадей при временном складировании удобрений на полях;
недопущение длительного хранения удобрений на полях в неиспользованном виде;
снижение срока внесения водорастворимых удобрений в зонах с большим количеством осадков.
Важное значение при охране водных источников от загрязнения биогенными веществами, смываемыми с полей, имеет создание около водных объектов лесных полос. Древесные насаждения в этом случае служат естественным барьером для предотвращения смыва (сноса) удобрений с полей.
Не менее сложной является проблема загрязнения водоемов ядохимикатами (пестицидами). Применение пестицидов продиктовано необходимостью максимально сократить вред, наносимый сельскохозяйственным культурам вредителями, болезнями и сорняками. Если отказаться от этих средств борьбы, ущерб, наносимый сельскому хозяйству в каждой стране, исчислялся бы огромными суммами. Вместе с тем некоторые пестициды вызывают опаснейшее загрязнение водоемов, гибель их флоры и фауны.
В нашей стране ограничено применение ртутно-органических и мышьяковистых препаратов и запрещены используемые за границей алдрин, диалдрин, эндрин, ДДТ, хлоридан, меркаптофос. В некоторых районах страны запрещено употреблять хлорорганические пестициды, не поддающиеся биохимическому распаду.
Огромную роль в деле снижения загрязнения водных объектов пестицидами играет интегральный метод борьбы с сорняками, вредителями и возбудителями болезней, причем в ряде случаев он даже исключает их применение.
Основой этого метода являются агротехнические приемы возделывания различных культур, выведение устойчивых к насекомым и заболеваниям сортов культурных растений, различные разновидности биологического метода борьбы с вредителями и болезнями культурных растений (энтомофаги — естественные враги насекомых, физиологически активные вещества — стерилянты, гормональные препараты и др.), а также подавление популяций вредных насекомых с помощью последних достижений физики и экспериментальной техники (электроуловители, гамма-радиация и т. д.).
