Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Серая вода (разновидность сточных вод) в отстойнике

Сточные воды (или сточные воды ) - это любая вода , загрязненная человеком. Сточные воды - это «использованная вода из любой комбинации бытовой, промышленной, коммерческой или сельскохозяйственной деятельности, поверхностных или ливневых вод , а также любого притока в канализацию или просачивания в канализацию». [1] Следовательно, сточные воды являются побочным продуктом бытовой, промышленной, коммерческой или сельскохозяйственной деятельности. Характеристики сточных вод различаются в зависимости от источника. Типы сточных вод включают: бытовые сточные воды из домашних хозяйств, муниципальные сточные воды из населенных пунктов (также называемые сточными водами ) и промышленные сточные воды.. Сточные воды могут содержать физические, химические и биологические загрязнители .

В домашних хозяйствах могут образовываться сточные воды из туалетов со смывом , раковин , посудомоечных и стиральных машин , ванн и душевых. Домохозяйства, использующие сухие туалеты, производят меньше сточных вод, чем те, в которых используются туалеты со смывом.

Сточные воды могут отводиться в канализацию, по которой проходят только сточные воды. В качестве альтернативы, сточные воды могут транспортироваться в комбинированном канализационном коллекторе, который переносит как ливневые, так и сточные воды, а также, возможно, промышленные сточные воды. После очистки на станции очистки сточных вод очищенные сточные воды (также называемые стоками) сбрасываются в водоприемник. Термины «повторное использование сточных вод» и « регенерация воды » применяются, если очищенные отходы используются для других целей. Сточные воды, сбрасываемые в окружающую среду без соответствующей очистки, могут вызвать загрязнение воды .

В развивающихся странах и в сельских районах с низкой плотностью населения сточные воды часто обрабатываются различными местными системами канализации и не сбрасываются в канализацию. Эти системы включают септики, подключенные к дренажным полям , локальные канализационные системы (OSS), системы вермифильтрации и многое другое.

Терминология [ править ]

Чрезвычайно широкий термин « санитария» включает управление сточными водами, человеческими экскрементами , твердыми отходами и ливневыми водами . Термин « канализация» относится к физической инфраструктуре, необходимой для транспортировки и очистки сточных вод.

Источники [ править ]

Источники сточных вод включают следующие виды домашней или хозяйственной деятельности:

  • Человеческие экскременты ( кал , моча , кровь и другие физиологические жидкости) часто смешиваются с использованной туалетной бумагой или влажными салфетками ; это известно как черная вода, если она собирается из туалетов со смывом.
  • Вода для мытья (личная гигиена, одежда, полы, посуда, автомобили и т. Д.), Также известная как серая вода или сляжа.
  • Излишки промышленных жидкостей из бытовых источников (напитки, растительное масло, пестициды , смазочные масла , краски , моющие средства и т. Д.)

Производство промышленных сточных вод включает:

  • Осушение промплощадок (ил, песок, щелочь, масло, химические остатки);
  • Промышленные охлаждающие воды ( биоциды , тепло, шламы, ил)
  • Промышленные технологические воды
  • Органические или биоразлагаемые отходы, включая отходы больниц , скотобоен , маслозаводов и пищевых фабрик.
  • Органические или не поддающиеся биологическому разложению отходы производства фармацевтических препаратов [2] или пестицидов, которые трудно поддаются обработке.
  • Экстремальные рН отходы от кислотного и щелочного производства
  • Токсичные отходы от металлизации , производства цианидов , пестицидов и т. Д.
  • Твердые вещества и эмульсии с бумажных фабрик, заводов по производству смазочных материалов или гидравлических масел , пищевых продуктов и т. Д.
  • Вода, используемая при гидроразрыве пласта
  • Пластовая вода при добыче нефти и природного газа

Другие связанные мероприятия или события:

  • Городские стоки с автомагистралей , дорог , железнодорожных путей , автостоянок , крыш, тротуаров (содержат масла, фекалии / навоз животных, пищевые отходы , мусор , бензин , дизельное топливо или остатки резины от шин, мыльный налет, металлы из выхлопных газов транспортных средств , противообледенительные средства , гербициды и пестициды из садов и т. д.)
  • Загрязнение сельского хозяйства , прямое и диффузное

Сточные воды можно разбавлять или смешивать с другими типами воды с помощью следующих механизмов:

  • Попадание морской воды (большое количество соли и микробов )
  • Прямое попадание речной воды
  • Осадки, собранные на крышах, дворах, площадках и т. Д. (Обычно чистые, со следами масел и топлива )
  • Подземные воды просочились в сточные воды
  • Смешивание с другими видами сточных вод или фекальным илом

Загрязняющие вещества [ править ]

Состав сточных вод сильно различается. Это неполный список загрязняющих веществ, которые могут содержаться в сточных водах:

Химические или физические загрязнители [ править ]

  • Тяжелые металлы , включая ртуть , свинец и хром
  • Органические частицы, такие как кал , волосы , пищевые отходы , рвота , бумажные волокна, растительный материал, перегной и т.д .;
  • Растворимый органический материал, такой как мочевина , фруктовый сахар, растворимые белки , лекарства , фармацевтические препараты и т.д .;
  • Неорганические частицы, такие как песок , крошка, металлические частицы, остатки резины от шин, керамики и т.д .;
  • Растворимые неорганические вещества, такие как аммиак , дорожная соль, морская соль, цианид , сероводород , тиоцианаты , тиосульфаты и т.д .;
  • Макротвердые вещества, такие как гигиенические салфетки , пеленки / подгузники , презервативы , иглы , детские игрушки, мертвые животные или растения и т.д .;
  • Такие газы , как сероводород , диоксид углерода , метан и т.д .;
  • Эмульсии, такие как краски , клеи , майонез , красители для волос , эмульгированные масла и т.д .;
  • Токсины, такие как пестициды , яды , гербициды и т. Д.
  • Фармацевтические препараты , соединения, нарушающие работу эндокринной системы, гормоны, перфторированные соединения, силоксаны, наркотики и другие опасные вещества [3] [4] [5]
  • Микропластики, такие как полиэтиленовые и полипропиленовые шарики, полиэстер и полиамид [6]
  • Тепловое загрязнение от электростанций и промышленных предприятий

Биологические загрязнители [ править ]

Если сточные воды содержат фекалии человека , как в случае сточных вод , они также могут содержать патогены одного из четырех типов: [7] [8]

  • Бактерии (например, Salmonella , Shigella , Campylobacter , Vibrio cholerae ),
  • Вирусы (например, гепатит А , ротавирус , энтеровирусы ),
  • Простейшие (например, Entamoeba histolytica , Giardia lamblia , Cryptosporidium parvum ) и
  • Паразиты , такие как гельминты и их яйца (например , аскариды (аскариды), Ancylostoma (нематоды) и Trichuris (власоглав));

Он также может содержать непатогенные бактерии и животных, таких как насекомые , членистоногие и мелкие рыбы .

Показатели качества [ править ]

Основная статья: Показатели качества сточных вод

Поскольку все природные водные пути содержат бактерии и питательные вещества, почти любые отходы, попадающие в такие водные пути, будут инициировать биохимические реакции, описанные выше. Эти биохимические реакции создают то, что измеряется в лаборатории как биохимическая потребность в кислороде (БПК). Такие химические вещества также могут разрушаться с помощью сильных окислителей, и эти химические реакции создают то, что измеряется в лаборатории как химическая потребность в кислороде (ХПК). Тесты на БПК и ХПК являются мерой относительного истощающего кислородное воздействие загрязнителя отходов. Оба они широко используются в качестве меры воздействия загрязнения . Тест BOD измеряет потребность в кислороде биоразлагаемых загрязняющих веществ, тогда как тест на ХПК измеряет потребность окисляемых загрязняющих веществ в кислороде.

Любой окисляемый материал, присутствующий в аэробных природных водных путях или в промышленных сточных водах, будет окисляться как биохимическими (бактериальными), так и химическими процессами. В результате содержание кислорода в воде будет уменьшено.

Водные токсикологические тесты используются для получения качественных и количественных данных о неблагоприятном воздействии токсиканта на водные организмы. Типы тестирования включают тесты на острое (кратковременное воздействие), хроническое (продолжительность жизни) и биоаккумуляцию. [9] Многие промышленные предприятия в США проводят тесты на «токсичность всех сточных вод» своих сточных вод, обычно в сочетании с химическими тестами на отдельные загрязнители. [10]

Лечение [ править ]

Основная статья: Очистка сточных вод

На глобальном уровне около 80% производимых сточных вод сбрасывается в окружающую среду без очистки, вызывая широкомасштабное загрязнение воды . [11] : 2

Существует множество процессов, которые можно использовать для очистки сточных вод в зависимости от типа и степени загрязнения. Сточные воды можно обрабатывать на установках очистки сточных вод, которые включают процессы физической, химической и биологической очистки. Городские сточные воды обрабатываются на очистных сооружениях (которые также могут называться очистными сооружениями ). Сельскохозяйственные сточные воды можно обрабатывать в процессах очистки сельскохозяйственных сточных вод , тогда как промышленные сточные воды обрабатываются в процессах очистки промышленных сточных вод .

Для муниципальных сточных вод использование септиков и других локальных канализационных сооружений ( OSSF ) широко распространено в некоторых сельских районах, например, обслуживая до 20 процентов домов в США [12]

Одним из типов системы аэробной очистки является процесс активного ила , основанный на поддержании и рециркуляции сложной биомассы, состоящей из микроорганизмов, способных поглощать и адсорбировать органические вещества, переносимые в сточных водах. Процессы анаэробной очистки сточных вод ( UASB , EGSB ) также широко применяются при очистке промышленных сточных вод и биологического осадка. Некоторые сточные воды могут подвергаться тщательной очистке и повторно использоваться как очищенная вода . Также используются построенные водно-болотные угодья .

Удаление [ править ]

Промышленные сточные воды с нейтрализованным pH из хвостовых стоков в Перу.

Во многих городах городские сточные воды отводятся вместе с ливневыми водами в комбинированной канализационной системе на очистные сооружения. В некоторых городских районах городские сточные воды переносятся отдельно в канализационные системы, а стоки с улиц - в ливневые стоки . Доступ к этим системам для технического обслуживания обычно осуществляется через люк .

В периоды обильных осадков в комбинированной канализационной системе может происходить комбинированное перетекание канализации , в результате чего неочищенные сточные воды перетекают непосредственно в водоприемники. Это может создать серьезную угрозу для здоровья населения и окружающей среды.

В менее развитых или сельских регионах сточные воды могут стекать непосредственно в крупные водосборы с минимальной очисткой или без нее. Обычно это имеет серьезные последствия для качества окружающей среды и здоровья человека. Патогены могут вызывать самые разные заболевания. Некоторые химические вещества представляют опасность даже при очень низких концентрациях и могут оставаться угрозой в течение длительных периодов времени из-за биоаккумуляции в тканях животных или человека.

Сточные воды с заводов, электростанций и других промышленных предприятий широко регулируются в развитых странах, и перед сбросом в поверхностные воды требуется их очистка. ( См. Очистка промышленных сточных вод .) Некоторым предприятиям, таким как нефтяные и газовые скважины, может быть разрешено перекачивать сточные воды под землю через нагнетательные скважины . Закачка сточных вод связана с индуцированной сейсмичностью . [13]

Использовать повторно [ редактировать ]

Основные статьи: Восстановленная вода и повторное использование экскрементов

Очищенные сточные воды можно повторно использовать в промышленности (например, в градирнях ), для искусственного пополнения водоносных горизонтов, в сельском хозяйстве и для восстановления естественных экосистем (например, в водно-болотных угодьях ). В более редких случаях он также используется для пополнения запасов питьевой воды . Существует несколько технологий очистки сточных вод для повторного использования. Комбинация этих технологий может соответствовать строгим стандартам очистки и гарантировать, что обработанная вода является гигиенически безопасной, то есть свободной от бактерий и вирусов. Ниже приведены некоторые из типичных технологий: озонирование , ультрафильтрация , аэробная обработка ( мембранный биореактор ), прямой осмос., обратный осмос , глубокое окисление .

Некоторые виды деятельности, требующие воды, не требуют воды высокого качества. В этом случае сточные воды можно повторно использовать с минимальной очисткой или без нее. Одним из примеров этого сценария является бытовая среда, где туалеты могут быть смыты серой водой из ванн и душевых с минимальной обработкой или без нее.

Орошение переработанными сточными водами также может служить для удобрения растений, если они содержат питательные вещества, такие как азот, фосфор и калий. В развивающихся странах сельское хозяйство использует неочищенные сточные воды для орошения - часто небезопасным образом. Использование неочищенных сточных вод в сельском хозяйстве может представлять серьезную опасность для здоровья. Всемирная организация здравоохранения разработала руководящие принципы для безопасного использования сточных вод в 2006 году [14]

Законодательство [ править ]

Дополнительная информация: Восстановленная вода § Нормы и правила

Австралия [ править ]

В соответствии с Законом об охране окружающей среды 1994 г. Политика охраны окружающей среды (воды) 2009 г. отвечает за управление водными ресурсами в Квинсленде, Австралия. [15]

Нигерия [ править ]

В Нигерии Закон о водных ресурсах 1993 года является законом, регулирующим все виды управления водными ресурсами.

Филиппины [ править ]

На Филиппинах Закон Республики 9275, иначе известный как Закон о чистой воде Филиппин 2004 года [16], является регулирующим законом в области управления сточными водами. В нем говорится, что политика страны направлена ​​на защиту, сохранение и восстановление качества пресных, солоноватых и морских вод, для которых управление сточными водами играет особую роль. [16]

Соединенные Штаты [ править ]

Закон о чистой воде - это основной федеральный закон США, регулирующий загрязнение поверхностных вод. [17] Он реализуется Агентством по охране окружающей среды США в сотрудничестве со штатами, территориями и племенами. [18] Грунтовые Положения о защите включены в Закон о безопасной питьевой воды , охране и восстановлении ресурсов Закона , а Суперфонд акт.

См. Также [ править ]

  • Управление фекальным осадком
  • Перечень технологий очистки сточных вод
  • Санитария
  • Эпидемиология по сточным водам
  • Управление отходами
  • Управление водными ресурсами
  • Загрязнение воды

Ссылки [ править ]

  1. ^ Тилли Е., Ульрих Л., Люти, К., Reymond, Ph., Zurbrügg, С. (2014). Сборник систем и технологий санитарии - (2-е исправленное издание). Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария. п. 175. ISBN 978-3-906484-57-0. Архивировано 8 апреля 2016 года.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  2. ^ Наддео, V .; Meriç, S .; Кассинос, Д .; Бельджорно, В .; Гуида, М. (сентябрь 2009 г.). «Судьба фармацевтических препаратов в загрязненных городских сточных водах при ультразвуковом облучении». Исследования воды . 43 (16): 4019–4027. DOI : 10.1016 / j.watres.2009.05.027 . PMID 19589554 . 
  3. ^ Арванити и Стасинакис, 2015. Обзор возникновения, судьбы и удаления перфторированных соединений во время очистки сточных вод. Наука об окружающей среде в целом. 524-525, август 2015 г., стр. 81-92. Арванити и Стасинакис, 2015 г.
  4. ^ Bletsou et al., 2013. Массовая загрузка и судьба линейных и циклических силоксанов на очистных сооружениях в Греции. Наука об окружающей среде и технологии vol. 47, январь 2015 г., стр. 1824-1832 гг. Bletsou et al., 2013
  5. ^ Gatidou et al., 2016. Злоупотребление наркотиками и употребление алкоголя среди различных групп населения на греческом острове Лесбос через эпидемиологию на основе сточных вод. Наука об окружающей среде в целом. 563-564, сентябрь 2016 г., стр. 633-640. Gatidou et al., 2016
  6. ^ Gatidou et al. 2019. Обзор появления и судьбы микропластика на очистных сооружениях. Журнал опасных материалов, т. 367, апрель 2019 г., стр. 504-512. Gatidou et al., 2019
  7. ^ Всемирная организация здравоохранения (2006). Руководство по безопасному использованию сточных вод, фекалий и серых вод . Всемирная организация здоровья. п. 31. ISBN 978-9241546850. OCLC  71253096 .
  8. ↑ Андерссон, К., Розмарин, А., Ламизана, Б., Кварнстрем, Э., МакКонвилл, Дж., Сейду, Р., Дикин, С. и Триммер, К. (2016). Санитария, управление сточными водами и устойчивое развитие: от удаления отходов до восстановления ресурсов. Архивировано 1 июня 2017 года на Wayback Machine . Найроби и Стокгольм: Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Стокгольмский институт окружающей среды. ISBN 978-92-807-3488-1 , стр. 56 
  9. ^ Рэнд, Гэри М., изд. (1995). Основы водной токсикологии (2-е изд.). Лондон: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 1-56032-091-5.
  10. ^ «Общая токсичность сточных вод (WET)» . Национальная система устранения сбросов загрязнителей (NPDES) . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 17 сентября 2019.
  11. ^ WWAP (Программа оценки водных ресурсов мира Организации Объединенных Наций) (2017). Доклад ООН о мировом развитии водных ресурсов за 2017 год. Сточные воды: неиспользованный ресурс . Париж. ISBN 978-92-3-100201-4. Архивировано из оригинала 8 апреля 2017 года.
  12. ^ Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия (2008). «Информационный бюллетень по септическим системам». Архивировано 12 апреля 2013 года впубликации Агентства по охране окружающей среды Wayback Machine No. 832-Ф-08-057.
  13. ^ ван дер Баан, Мирко; Каликсто, Франк Дж. (1 июля 2017 г.). «Техногенная сейсмичность и крупномасштабная добыча углеводородов в США и Канаде» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 18 (7): 2467–2485. Bibcode : 2017GGG .... 18.2467V . DOI : 10.1002 / 2017gc006915 . ISSN 1525-2027 . 
  14. ^ ВОЗ (2006). Руководство ВОЗ по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и серых вод - Том IV: Использование экскрементов и серых вод в сельском хозяйстве. Архивировано 17 октября 2014 года на Wayback Machine . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Женева, Швейцария
  15. ^ «Экологическая политика и законодательство» . Департамент охраны окружающей среды и наследия . Правительство Квинсленда. 25 сентября 2015. Архивировано 20 октября 2017 года . Проверено 20 октября 2017 года .
  16. ^ a b «Закон, предусматривающий комплексное управление качеством воды и для других целей» . Проект LawPhil . Архивировано 21 сентября 2016 года . Проверено 30 сентября 2016 года .
  17. ^ Соединенные Штаты. Закон о чистой воде. 33 USC  § 1251 и след. Pub.L. 92-500 Архивировано 16 мая 2013 года в Wayback Machine 18 октября 1972 года; с изменениями.
  18. ^ Джим Хэнлон, Майк Кук, Майк Куигли, Боб Уэйланд. «Качество воды: полвека прогресса». Ассоциация выпускников EPA. Март 2016 г.