Требования к очищенной сточной воде

Вторичное использование сточных вод

Вторичное использование стоков зданий после соответствующей обработки может успешно способствовать решению кризисных ситуаций, существующих в регионах с недостаточными запасамиводных ресурсов.

Во многих регионах нашей страны имеются серьезные проблемы с водоснабжением в силу недостаточности водных ресурсов, и, как следствие, водосберегающие технологии приобретают здесь чрезвычайно большое значение.

Меры, которые могли бы способствовать экономии природных ресурсов и внести существенный вклад в решение проблемы или, по крайней мере, снять ее остроту, представляются следующими:

– стимулирование сокращения потребления;

– регенерация воды (если возможно);

– повторное использование стоков и дождевой воды (как правило, требует дополнительной обработки).

В частности, вторичная утилизация уже использованной воды сокращает уровень загрязнения природных массивов, принимающих сточные воды. Сбор дождевой воды в ваннах или водосборных резервуарах с последующим плановым использованием позволяет предотвратить перегрузку канализационной сети в случае интенсивных осадков. Кроме того, если бытовые и канализационные стоки сливаются в один канализационный канал, это позволяет не так сильно разжижать нечистоты, поскольку в противном случае это нарушило бы биологическую фазу очистки. В части вторичного использования такой воды для защиты здоровья населения установлены определенные требования в отношении санитарно-гигиенических и химических параметров. В зависимости от требуемого качества конечного продукта очистка может быть более или менее сложной.

Флокуляционная ванна установки по очистке сточных вод

Нормативная документация

Требования нормативной документации в отношении вторичного использования городских сточных вод в разных странах разные и имеют более или менее ограничительный характер. В Европе основным документом является Европейский регламент 91/271. В Италии в части вторичного использования стоков в рамках политики сохранения и стимулирования экономии природных ресурсов руководящим считается республиканское законодательство в области охраны природы (закон от 05.01.1994 года № 36, законодательный актот 11.05.1999 года № 152 с последующими изменениями, постановление от 12.06.2003 года № 185), а также законодательные акты на уровне регионов (имеющих свои полномочия в данной сфере). Нормативные требования к качеству воды, регенерированной для вторичного использования в различных областях деятельности, составлялись несколькими органами. Это, в первую очередь, основные направления, определяющие предельно допустимые параметры: регламенты WHO (всемирная организация здравоохранения), ЕЕА (европейское агентство по вопросам окружающей среды), ЕРА (агентство по охране окружающей среды).

Схема системы очистки бытовых сточных вод
с использованием ванн фитоочистки

Области применения

На вторичное использование могут направляться как бытовые стоки, так и городские и промышленные. Вторичное использование разрешается при условии, если будет обеспечена полная экологическая безопасность (т. е. такое использование не должно наносить ущерб сложившейся экосистеме, почве и культурным растениям), а также исключен всякий риск для местного населения в санитарно-гигиеническом отношении. Таким образом, очень важно, чтобы в рамках любого такого проекта тщательно соблюдались требования действующих нормативных документов в части охраны здоровья и безопасности, а также действующие отраслевые нормы и правила для промышленности и сельского хозяйства.

В большинстве случаев, чтобы воду можно было направить на вторичное использование, требуется ее предварительная очистка. Выбор степени такой очистки определяется установленными требованиями санитарно-гигиенической безопасности и стоимостными параметрами. Для организации снабжения вторичной регенерированной воды после очистки необходим выделенный распределительный трубопровод.

В соответствии с постановлением 185/2003 в отношении использования регенерированной воды выделяются три основные категории:

– системы орошения: полив культурных растений, предназначенных для производства пищевых продуктов для потребления человеком и домашними животными, а также продуктов непродовольственной сферы, полив участков озеленения, садово-парковых зон и спортивных объектов;

– гражданское назначение: мойка мостовых и тротуаров населенных пунктов, водоснабжение отопительных сетей и сетей кондиционирования воздуха, водоснабжение вторичных водораспределительных сетей (отдельно от питьевого водопровода) без права непосредственного использования такой воды в зданиях гражданского назначения за исключением систем слива туалетов и санузлов;

– промышленное назначение: снабжение систем пожаротушения, производственных контуров, моечных систем, термических циклов производственных процессов с исключением областей применения, предусматривающих контактирование вторичной регенерированнойводы с пищевой, фармацевтической и косметической продукцией.

Перед вторичным использованием регенерированной воды необходимо обеспечить определенный уровень качества, особенно в отношении санитарно-гигиенических требований. Традиционные методы обработки воды, направляемой на сброс, для обеспечения такого качества недостаточны. Сегодня появляются новые альтернативные технологии очистки и дезинфекции, при помощи которых удается снизить уровень содержания в воде микробов, питательных веществ, токсических веществ и выйти на требуемый уровень качества воды при относительно невысокой стоимости. В нормативной документации представлены минимально допустимые параметры качества, которые должна иметь вода после регенерации, если предполагается направить ее на вторичное использование. Указанные требования (химико-физические и микробиологические) для регенерированной воды, предназначенной для вторичного использования в целях орошения или на гражданских объектах, приведены в таблице в приложении к постановлению 185/2003. Для воды, предназначенной для промышленного использования, предельно допустимые значения устанавливаются в зависимости от конкретных производственных циклов. Строительство систем регенерации сточных вод и последующее их использование должны осуществляться с санкции компетентных властей и подлежат периодическому инспекционному контролю. Распределительные сети регенерированной воды должны быть особым образом обозначены и отличаться от сетей питьевого водоснабжения, для того чтобы полностью исключить всякий риск загрязнения распределительной водопроводной сети питьевого назначения. Водоразборные точки таких сетей должны иметь соответствующую маркировку и четко отличаться от питьевых.

Вместе с тем при всех преимуществах, которые дает современная технология, помимо прямой выгоды, реализация мер экономии гидроресурсов может повлечь и определенные риски.

Методы очистки сточных вод

Методика очистки сточных вод в каждом конкретном случае в зависимости от требуемого конечного качества продукта может предусматривать следующие виды обработки:

– предварительная очистка: включает в себя пропускание через сито (удаление крупных твердых частиц), удаление песка (через посредство ванн седиментации), предварительную аэрацию, извлечение масляных частиц (воздушной продувкой на поверхность сгоняется большая часть масел и жиров), просеивание (удаление взвешенных частиц при помощи вращающихся сит);

– первичная очистка выполняется путем седиментации: в ванне седиментации посредством механической декантации сепарируется значительная часть осаждающихся твердых частиц. Процесс может форсироваться путем применения химических добавок (флокулянтов): в ваннах флокуляционного осветления повышается выпадаемость твердых частиц, а также выпадаемость неосаждаемых взвешенных частиц;

– вторичная очистка с применением аэробных бактерий, обеспечивающих биологическое разрушение органической нагрузки, таким образом осуществляется биологическое окисление взвешенного биологически разрушаемого органического вещества, растворенного в сточных водах. Методы очистки могут подразумевать процессы с взвешенной биомассой (активные грязи), когда грязь поддерживается в состоянии постоянного перемешивания с нечистотами, и процессы с адгезионной биомассой (предусматривающие перколяторную основу или вращательно-биодисковую подложку), в ходе которых обеззараживающие бактерии присоединяются к фиксированной основе;

– очистка третьего уровня применяется после первичной и вторичной в случае, когда в соответствии с требованиями качества, предъявляемым к очищенной воде, из нее должны удаляться питательные вещества (нитраты и фосфаты);

– нитрификация, денитритификация, дефосфоризация: очистные процессы, обеспечивающие соответственно превращение органического азота в нитраты, разложение нитратов с образованием газообразного азота, удаление из сточной воды растворимых солей фосфора;

– финишная дезинфекция применяется, когда требуется обеспечить полную санитарно-гигиеническую безопасность сточной воды. Методика предусматривает использование реагентов на основе хлора либо озонирование, либо обработку ультрафиолетовым облучением. Помимо выше перечисленных способов существуют еще две технологии естественной очистки сточных вод, которые вполне могут применяться в качестве очистки второго или третьего уровня. Это фитоочистка и биологическое отстаивание (или лагунирование). Обе технологии применяются главным образом в небольших водоочистных сооружениях или в районах, где имеется возможность использовать обширные территории. Суть фитоочистки заключается в том, что сточную воду постепенно заливают в ванны или каналы, где поверхность (глубина воды 40–60 см) находится непосредственно под открытым небом, а дно, находящееся все время под водой, служит основой корней особого вида растений. Задача растений – способствовать созданию микросреды, пригодной для размножения микробной флоры, осуществляющей биологическую очистку. Пройдя очистную ванну, вода медленно, причем в объеме, равном залитому объему воды, направляется на дальнейшее использование.

Для биологического отстаивания требуются большие бассейны (лагуны), куда периодически заливается сточная фекальная вода. Происходит постепенное биологическое разложение загрязнения живущими в бассейне микробными колониями (за счет аэробного либо анаэробного метаболизма) либо водорослями.

Сито с цилиндрической вращающейся решеткой для сепарации твердых фекальных частиц

Очистка до качества питьевой воды

В определенных случаях при недостаточности запасов питьевых ресурсов в качестве таковых можно использовать сточную воду, прошедшую соответствующую обработку. Подобных очистных сооружений в Италии пока нет, но они построены в целом ряде стран. Очищенная сточная вода может подаваться непосредственно в питьевой водопровод либо в накопительное водохранилище (природное или искусственное). В качестве альтернативы такую воду можно направлять на питание водоносных горизонтов прямым впрыском непосредственно в горизонт либо естественной инфильтрацией через водопроницаемые грунты. Из напитанного таким образом горизонта воду забирают через колодцы, устраиваемые вдали от участка, где организована инфильтрация. Чтобы очистить сточную воду до состояния питьевой воды, пригодной для прямой подачи в питьевой водопровод, или для впрыска в водоносный горизонт, нужно, чтобы она последовательно прошла следующие виды очистки:

осветление флокуляцией – фильтрование – абсорбция активированным углем – мембранная очистка (обратный осмос) – финишная дезинфекция.

Более простую очистку (фильтрование – абсорбция активированным углем – дезинфекция) проводят для сточной воды, предназначенной для питания водоносных горизонтов путем инфильтрации через водопроницаемые грунты, поскольку в этом случае используется естественная способность грунта служить фильтрующей подушкой.

Схема системы регенерации дождевой воды
1 – подземная накопительная цистерна; 2 – фильтр; 3 – подача дождевой воды; 4 – погружной насос; 5 – выход в слив и сток дождевой воды; 6 – трубопровод подачи подготовленной дождевой воды; 7 – блок управления насосом; 8 – блок регулировки уровня рабочего контура; 9 – подключение к сети питьевого водопровода на случай нехватки дождевой воды в накопительной цистерне; 10–13 – разборные точки дождевой воды

Смотрите так же:  Приказ о работе в выходной день с отгулом

Вторичное использование сточных вод для технических (непитьевых) целей

Наиболее популярная технология сегодня – так называемые двойные системы. Рядом с обычной водопроводной сетью питьевого назначения организуется вторая выделенная сеть доставки сточной воды, прошедшей очистку.

Такую воду можно использовать в следующих целях:

– бытовая техническая вода для санузлов в случаях, не предусматривающих прямой контакт с человеком (т. е. в основном, для слива унитазов);

– поливка зеленых насаждений садово-парковых зон, спортивных полей, полей для игры в гольф и пр.;

– мойка улиц, тротуаров, пешеходных переходов и т. п.;

– водоснабжение декоративных фонтанов;

– мойка автотранспортных средств.

Очистка воды для технического использования предусматривает последовательное прохождение через осветление флокуляцией, фильтрование и дезинфекцию. В основном на такую очистку направляется бытовая сточная вода, чаще всего, чтобы не создавать излишне громоздкую сеть, так называемый «серый» слив, исключая фекальные воды с содержанием мочи и кала.

Одновременно параллельно с общими двойными системами сегодня существуют эффективные технологии очистки воды, уже использовавшейся в отдельных агрегатах санузлов, для последующего вторичного применения, когда, например, сточная вода умывальников, ванны и душевой кабины фильтруется, из нее удаляется мыло и загрязнения, и она направляется в сливной бачок унитаза или на иные технические нужды, например, для мойки автомобиля или поливку сада. Такие системы подходят для индивидуальных домов, отдельных квартир, небольших гостиниц, клубов и пр. Результаты проведенных экспериментов показали, что по фактическому потреблению ресурсов такие системы дают экономию до 50 % в обычных жилых домах и до 40 % в гостиничном бизнесе и сфере торговли. Основные преимущества – полная автономность системы водоснабжения при абсолютной невозможности перекрестного загрязнения питьевой и технической воды, отсутствие химических реагентов и вредных субпродуктов, существенная энергетическая эффективность (для питания электронасоса используется источник постоянного тока напряжением 12 Вт), возможность использования солнечной энергии, полностью автоматический цикл очистки.

Вторичное использование сточных вод для общих целей

Прошедшие очистку сточные воды можно успешно использоватьдля общих целей и в гражданской, и в промышленной сфере. Это могут быть, в частности, системы отопления (контуры питания отопительных котлов), охлаждения (охлаждающие башни, конденсаторы, теплообменники), противопожарной безопасности (системы пожаротушения водой). Для использования в отопительных котлах сточную воду следует пропустить через осветление флокуляцией, затем профильтровать и деминерализовать.

Последний тип обработки предусматривает пропускание воды через смоляную подушку ионного обмена. Использование в охлаждающие контурах обычно предусматривает осветление флокуляцией, фильтрацию и, как правило, дезинфекцию.

Вторичная вода в промышленности

В промышленных процессах множество операций требует использования воды. Среди них:

– приготовление пара в котлах и увлажнителях воздуха;

– теплообмен в системах отопления, пароконденсации, охлаждения жидких и твердых тел;

– промывка от твердых частиц и очистка газа;

– ванны поверхностной обработки различного рода.

Во многих случаях, когда на производстве требуются большие объемы воды, для этих целей также вполне подходят очищенные сточные воды, например, в текстильной промышленности, целлюлозно-бумажной, красильных цехах и металлургии. С учетом крайнего множества и разнообразия производственных процессов качество вторичной воды для них требуется самое разное и, следовательно, в каждом конкретном случае для очистки сточных вод применяются разные системы очистки.

Вторичная вода в сельском хозяйстве

Вторичная вода в сельском хозяйстве дает ощутимую экономию расхода водных ресурсов. Действительно потребление воды в агрозоотехнической сфере существенно превышает потребление в гражданской сфере и промышленности. Для Италии эти цифры составляют соответственно 60 %, 15 % и 25 %. Во исполнение европейского регламента (признание действующими положений Европейской Директивы 91/271) в настоящее время предпочтение отдается вторичной воде, а подключение к магистральному водопроводу – если вода не предназначена для питьевых целей или ихтиогенной сферы – ограничивается случаями, когда не имеется возможности использоватьочищенные сточные воды или когда эти экономические затраты носят очевидный запретительный характер. Сточные воды отпускаются бесплатно, а капитальные расходы на организацию очистных систем вычитаются из налогооблагаемой базы.

Следует учитывать, что использование вторичной воды в сельском хозяйстве возможно далеко не всегда, а только, например, если сельскохозяйственные угодья, где предполагается применять такую технологию, расположены в очень удаленном районе либо на нижнем высотном уровне.

Нельзя использовать сточную воду, когда ее химический состав несовместим с сельским хозяйством (превышение содержания натрия и кальция по сравнению с калием и магнием). Важно отметить, что смехотворно низкая нынешняя цена обычной водопроводной воды, отпускаемой для орошения (определяемая стоимостью лицензии на подключение к источнику или бурение скважины) не способствует переходу на использование в этих целях очищенной сточной воды. Технология очистки сточных вод для сельского хозяйства различается в зависимости от видов культур, для которых они предназначены. Для орошения культур, предназначенных для употребления в пищу в сыром виде, вода должна пройти осветление флокуляцией, фильтрацию и дезинфекцию (иногда лагунирование). Для орошения садов и пастбищ – только осветление флокуляцией (или биологическое отстаивание) и дезинфекцию, для орошения полей с непищевыми культурами – биологическое отстаивание (и при необходимости водохранилищные ванны).

Регенерация дождевой воды

В индивидуальных жилых домах, кондоминиумах, гостиницах дождевая вода, собираемая в накопительные резервуары, может успешно использоваться в рабочих контурах санитарных приборов, стиральных машин, для уборки, поливки растений, мойки автомобилей. По имеющимся оценкам в частном секторе до 50 % дневной потребности воды можно перевести на использование регенерированной дождевой воды.

В силу своих характеристик (очень мягкая) дождевая вода в сравнении с водопроводной водой дает наилучшие результаты, если используется для поливки растений и стирки белья. В частности, такая вода не дает отложений на трубах, манжетах и нагревательных элементах стиральных машин и позволяет снизить количество моющего средства, не говоря о том, что за нее не надо никому платить. В коммунальной сфере ее можно рекомендовать для поливки садово-парковых зон и мойки улиц. В промышленности дождевую воду можно также использовать на множестве производственных участков, что дает существенную экономию в оплате водных ресурсов и ощутимо влияет на себестоимость процессов.

Следует при этом учитывать, что дождевая вода вообще не требует какой-либо особой очистки: достаточно лишь простого фильтрования, пока она стекает по крышам зданий и попадает в накопительные резервуары.

В системе регенерации дождевой воды в зависимости от того, где именно расположен накопительный резервуар (к примеру, зарыт в грунт), может потребоваться водонапорный насос. На рис. 5 приведена схема подобной системы.

Дождевая вода считается непригодной для питья, поэтому питающий трубопровод и водоразборные точки (водоразборные краны, точки подключения к бытовым приборам) должны быть маркированы хорошо видимой предупредительной надписью: «вода не пригодна для питья».

Перепечатано с сокращениями из журнала RCI №2/2006

Перевод с итальянского С. Н. Булекова

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

САНИТАРНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ

I- водоемы питьевого и культурно-бытового назначения;

II- водоемы рыбохозяйственного назначения.

Состав и свойства воды в водоемах II типа должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (при наличии течений), а при отсутствии рассеивающего выпуска — не далее чем 500 м от места выпуска.

Правилами установлены нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных частиц, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.

Предельно допустимая концентрация — концентрация вредного (ядовитого) вещества в воде водоема, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, в том числе и у последующих поколений, обнаруживаемых современными методами исследований и диагностики, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме.

Вредные и ядовитые вещества разнообразны по своему составу, в связи, с чем их нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие данного вещества.

Для водоемов первого типа используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, обще-санитарный и органолептический, для водоемов второго типа — дополнительно еще два вида: токсикологический и рыбохозяйственный.

Установлены ПДК для более 400 вредных основных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных основных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения. В таблице 1 приведены ПДК некоторых веществ, поступающих в воду водоемов.

Таблица 1. Норматив ПДК очищенной сточной воды, поступающей в водоем рыбохозяйственного назначения.

п/п

Наименование показателя

Норматив ПДК очищенной сточной воды, поступающей в водоем рыбохозяйственного назначения

Аммоний (по азоту)

Нормативы ПДК утверждены Приказом комитета РФ по рыболовству № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».

Критерий качества (пригодности) воды для рыбохозяйственного водопользования определяется наличием в воде условий, обеспечивающих запасы промысловых рыб и других водных организмов и определенный уровень их уловов. Предельно допустимой считается концентрация вещества, которая не влияет отрицательно на санитарный режим водоема и водные организмы наиболее слабого биологического звена по отношению к данному веществу

Таблица 2.ЛПВ и ПДК некоторых веществ для различных видов водопользования

Нормативы качества воды водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, установлены применительно к двум видам водопользования: к первому виду относятся водоемы, используемые для воспроизводства и сохранения ценнызх сортов рыб; ко второму — водоемы, используемые для всех других рыбохозяйственных целей. Вид рыбохозяйственного использования водоема определяется органами Рыбоохраны с учетом перспективного развития рыбного хозяйства и промысла

Смотрите так же:  Договор ооо с ип на оказание транспортных услуг образец

Сопоставляя предельно допустимые концентрации, разработанные нами для рыбохозяйственных водоемов, с утвержденными ГСИ для водоемов общественного пользования, видим, что они не всегда совпадают. Это и понятно, так как единых нормативных требований к водоемам разного водопользования быть не может. Интересы здравоохранения и рыбного хозяйства в проблеме охраны водоемов от загрязнения являются довольно близкими, но не всегда совпадают, так как вредные вещества, содержащиеся в сточных водах, различным образом влияют на человека и на рыб, а также на кормовые объекты последних

Таблица 3. Общие требования к составу и свойствам воды

Показатели состава и свойств воды водных объектов

Категория водопользования

высшая и первая

Вторая

При сбросе возвратных (сточных) вод конкретным водопользователем, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на:

В водных объектах рыбохозяйственного значения при содержании в межень более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ допускается увеличение содержания их в воде в пределах 5%.

Возвратные (сточные) воды, содержащие взвешенные вещества со скоростью осаждения более 0,4 мм/сек., запрещается сбрасывать в водотоки и более 0,2 мм/сек. – водоемы

Плавающие примеси (вещества)

На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопления других примесей

Температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5 °C, с общим повышением температуры не более чем до 20 °C летом и 5 °C зимой для водных объектов, где обитают холодолюбивые рыбы (лососевые и сиговые) и не более чем до 28 °C летом и 8 °C зимой в остальных случаях.

В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем на 2 °C

Водородный показатель (pH)

Не должен выходить за пределы 6,5 — 8,5

Нормируется согласно категориям рыбохозяйственных водных объектов или его участков

В зимний (подледный) период должен быть не менее

В летний (открытый) период во всех водных объектах должен быть не менее 6 мг/дм3

Показатели состава и свойств воды водных объектов

Категория водопользования

высшая и первая

Вторая

Биохимическое потребление кислорода БПК

При температуре 20 °C не должно превышать

Если в зимний период содержание растворенного кислорода в водных объектах высшей и первой категории снижается до 6,0 мг/дм3, а в водных объектах второй категории до 4 мг/дм3, то можно допустить сброс в них только тех сточных вод, которые не изменяют БПК воды

Не должны содержаться в воде водных объектов рыбохозяйственного значения в концентрациях, превышающих нормативы ПДК веществ

Сточная вода на выпуске в водный объект не должна оказывать острого токсического действия на тест — объекты.

Вода водного объекта в контрольном створе не должна оказывать хронического токсического действия на тест – объекты

Влияние экологических факторов на рыб

Температура действует не только в случае экстремальных значений, определяющих границы существования вида, но и в пределах оптимальной зоны в целом, определяя скорость и характер всех жизненных процессов. Влияние ее не ограничивается непосредственным воздействием на живые организмы, а сказывается и косвенно, через другие абиотические факторы. Например, важнейшие для жизни физические свойства воды — плотность и вязкость, определяемые количеством растворенных солей, в значительной мере зависят от температуры. То же относится и к растворимости в воде газов.

Экологическое значение температуры в первую очередь проявляется через воздействие на распределение гидробионтов в водоемах и на скорость протекания различных жизненных процессов, количественно связанных с температурой. Амплитуда колебаний температуры, при которой могут жить рыбы, для разных видов различна. Виды, существующие в широком температурном диапазоне, называются эвритермными, в узком — стенотермными. Рыбы средних широт приспособлены к широким колебаниям температуры.

Особенно велико влияние температуры на ранних стадиях развития организмов. Эмбриональное развитие разных видов рыб может нормально протекать в строго определенных границах температуры.

Воздействие температуры, близкой к пороговой, при инкубации икры, например, приводит к увеличению числа аномалий личинок и их смертности. Изменение морфологических признаков личинок может быть вызвано слишком высокой или низкой температурой в период их эмбрионального и раннего постэмбрионального развития

Большое влияние температура воды оказывает на питание, пищеварение, белковый, жировой и углеводный обмен рыб. При повышенной температуре воды активность питания и пищеварения возрастает. Так, у двухлетков карпа время пребывания пищи в кишечнике сокращается с 12 до 3 ч при повышении температуры от 22 до 31 °С. Максимальные приросты наблюдаются при температуре 25. 27 °С, при этом в кишечнике пища находится 5. 8 ч.

Изменение температуры влияет на направление белкового обмена и меняет соотношение частей усвоенного белка, используемого организмом для определенных целей. При повышении температуры заметно активизируются процессы биосинтеза липидов по сравнению с биосинтезом белков, что и обусловливает раннее накопление жира в организме рыб, выращиваемых на теплых сбросных водах. Изменение обмена веществ при повышении или понижении температуры требует приспособления всех функций организма, т. е. адаптации особей.

Таблица 4. Оптимальные температуры для выращивания рыб

Группа рыб

Температура активного роста, °C

Рыбы

Чукучан, голец и палия, угорь, лосось, форель, белорыбица, нельма, уголь, лосось, хариус, тихоокеанские лососи, храмуля, щука и д.р.

Стерлядь, русский осетр и бестер, ленский осетр, белуга, севанская форель, шемая, подуст, голавль, судак, усач, серебряный карась, рыбец, вырезуб, линь, сом, лещ

Пиленгас, лобан, сингиль, форелеокунь, белый амур, тиляпия, веслонос, канальный сом, сазан и карп, толстолобик, черный амур, буффало, роху, змееголов, колоссома и др.

Кислород необходим рыбам для обеспечения аэробного энергообмена в индивидуальном развитии, и они могут обходиться без него самое короткое время только на ранних стадиях. Гликолиз у рыб чаще всего имеет место в зрелых половых клетках и у эмбрионов, т.е. в самом начале становления новых организмов.

В подавляющем большинстве рыбы используют кислород, растворенный в воде, и лишь некоторые виды способны дополнительно использовать атмосферный кислород .

По отношению к кислороду рыб делят на следующие группы:нуждающиеся в высоком содержании кислорода (7-12 мг/л), при снижении его содержания до 5-6 мг/л дыхание невозможно (форели, сиги);нуждающиеся в высоком содержании кислорода (5-8 мг/л), но выдерживающих его уменьшение до 5 мг/л (многочисленная группа пресноводных рыб: хариус, подуст, пескарь, налим); менее требовательные к содержанию кислорода, легко переносящие его уменьшение до 5 мг/л (окунь, карп, плотва, щука); довольствующиеся содержанием кислорода в 2,0-0,5 мг/л (линь, сазан, карась).

Морские рыбы более чувствительны к понижению содержания кислорода, чем речные, и задыхаются при уменьшении его содержания до 60-70% нормы.

Потребление кислорода рыбами зависит от вида, возраста, подвижности, плотности посадки, физиологического состояния и солености воды.Молодь рыб более чувствительна к содержанию кислорода, чем старшие возрастные группы. Подвижные рыбы больше потребляют кислорода, чем малоподвижные.

Перед нерестом потребление кислорода рыбами возрастает на 23-30% по сравнению с другими периодами.

В холодной воде кислорода растворяется больше, чем в теплой, следовательно, при низких температурах рыба нуждается в меньшем количестве гемоглобина.

Рыбам вреден не только недостаток кислорода, но и его избыток который вызывает анемию и удушье.

Обогащение воды кислородом происходит в основном двумя путями: продуцированием кислорода фтосинтезирующими растениями и поступлением его из атмосферы. Расходуется кислород на обеспечение процессов жизнедеятельности гидробионтов и окисление органических и минеральных веществ. Следовательно, любые воздействия на водоем, которые снижающие продуцирование кислорода или увеличивающие его расход, могут принести к нарушению кислородного режима водоема, к возникновению в нем кратковременного или длительного дефицита.

Даже в нормальных условиях концентрация растворенного кислорода в пресных водоемах претерпевает значительные изменения в зависимости от интенсивности фотосинтеза и степени насыщения воды воздухом. В теплых поверхностных.

pH. О том, является ли вода кислой или щелочной говорит водородный показатель – pH. Он обозначает концентрацию ионов водорода в воде и представляет собой её отрицательный десятичный логарифм — -log[H+]. Вода считается кислой, если pH ниже 7 единиц, и щелочной – если более 7. Значения pH, как правило, колеблются от 0 до 14 единиц.

В аквакультуре диапазон кислотности составляет – 6.5-9.0. Рыбы и другие позвоночные имеют кровь со значением pH 7.4. Кровь рыб находится в тесном контакте с водой (граница раздела – 1-2 клеточных слоя). В пруду рекомендуется поддерживать диапазон, близкий к pH крови рыб – 7.0-8.0. Если водородный показатель упадет ниже 5 единиц или поднимется выше 10 (т.е. низкая щелочность, вместе с активным фотосинтезом водорослей), рыба почувствует себя плохо и погибнет.

Углекислый газ редко напрямую оказывает токсическое влияние на рыб. Однако его высокие концентрации снижают pH и, вследствие снижения pH в крови жабр, ограничивают возможность крови рыб переносить кислород. При заданной концентрации кислорода (например, 2 мг/л) рыба может задохнуться, когда уровень CO2 высокий, либо остаться невредимой, когда уровень CO2 низкий В водохранилище или естественном пруду концентрация CO2 редко превышает 5-10 мг/л.

Высокие значения концентрации углекислого газа практически всегда обусловлены низкими концентрациями растворенного кислорода (высокая дыхательная активность). Для повышения низких значений кислорода проводится аэрация воды. Она же помогает снизить высокий уровень CO2, вследствие обратной диффузии газа в атмосферу. Хронически высокая концентрация CO2 снижается внесением гидратной извести Ca(OH)2.

Примерно 1 мг/л извести удаляет 1 мг/л углекислого газа. Однако такую обработку нельзя производить в воде с плохими буферными свойствами (низкая щелочность), потому что pH поднимется до смертельного для рыб уровня. Кроме того, возникает опасность для рыб, если известь вносится в воду с избытком уровнем аммония. Высокий pH усугубляет токсическое влияние аммония.

Жесткость определяется по концентрации двухвалентных ионов — кальцием, магнием и/или железом.

Жесткость образцов воды выражается в миллиграммах на литр в эквиваленте карбоната кальция (мг/л CaCO3). Кальциевая карбонатная жесткость основной индикатор количества двухвалентных солей, который не проводит различий между кальцием, магнием и солями других двухвалентных элементов. Часто жесткость путают с щелочностью (общая концентрация оснований). Путаница возникает из-за того, что оба параметра измеряются в мг/л эквивалента CaCO3.

Смотрите так же:  Лицензия генеральный подрядчик

Если известняк ответственен за оба параметра, жесткость и щелочность, их концентрация будет схожей. Однако, если в растворе, где на щелочность влияет NaHCO3, жесткость будет низкой, а щелочность, напротив, высокой. Кислые, подземные и колодезные воды могут иметь низкую или высокую жесткость и очень низкую щелочность (либо вообще не иметь её). Кальций и магний важны для протекания ряда биологических процессов в организме рыб (формирование костей и чешуи, свертывании крови и других метаболических реакциях).

Рыбы способны абсорбировать кальций и магний непосредственно из воды или с кормом. Кальций наиболее важный двухвалентный элемент в культуральной воде. Присутствие свободного (ион) кальция в воде помогает снизить потери других солей (т.е. натрия и калия) из внутренних жидкостей рыб (крови). Натрий и калий входят в состав крови рыб. Они участвуют в реализации ряда процессов, в том числе, деятельности сердца, иннервации и мышечной деятельности.

Исследования показали, что кальций окружающей среды также требуется для реабсорбции потерянных солей натрия и калия. В воде с низкой концентрацией кальция моет наблюдаться утечка значительных количеств натрия и калия в воду. Для вторичного впитывания этих элементов затрачивается энергия тела. Для некоторых видов рыб (Sciaenops ocellatus, Morone saxatilis) для выживания важно высокое значение кальциевой жесткости. Рекомендуемый диапазон свободного кальция в культуральной воде составляет 25-100 мг/л (65-250 мг/л CaCO3).

Для выращивания Sciaenops ocellatus, Morone saxatilis или раков желательна концентрация свободного кальция 40-100 мг/л (100-250 мг/л CaCO3), что соответствует концентрации кальция в крови рыб (100 мг/л Ca или 250 мг/л CaCO3).

Соленость. В воде рек, озер, морей и океанов содержится большое количество различных элементов и минеральных солей. В зависимости от количества растворенных солей различают воду пресную (до 0,5%0), солоноватую (0,5—25%о), морскую (25—40%0) и пересоленную (более 40%о).

С повышением солености возрастает плотность воды. Растворенные в воде минеральные соли поддерживают у рыб постоянное осмотическое давление, обеспечивающее работу всех внутренних органов: всасывание в кровь через стенки кишечника питательных веществ, а также выделение продуктов обмена. Рыбы в течение своего эволюционного развития приспособились жить в воде с более или менее постоянным солевым составом, который определяет и постоянство осмотического давления в их организме. Различия в осмотическом давлении воды разной солености являются основным препятствием перехода рыб из одной среды в другую.

Таблица 5. Границы солености для товарного выращивания некоторых рыб

Тема 10. Сточные воды. Классификация. Требования к качеству очистки сточных вод перед сбросом в водоем.

Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод

Состав сточных вод и их свойства оценивают по результатам санитарно-химического анализа, включающего наряду со стандартными хими­ческими тестами целый ряд физических, физико-химических и санитарно-бактериологических определений.

Полный санитарно-химический анализ предполагает определение следующих показателей: температура, окраска, запах, прозрачность, вели­чина рН, сухой остаток, плотный остаток и потери при прокаливании, взвешенные вещества, оседающие вещества по объему и по массе, перманганатная окисляемость, химическая потребность в кислороде (ХПК), био­химическая потребность в кислороде (БПК), азот (общий, аммонийный, нитритный, нитратный), фосфаты, хлориды, сульфаты, тяжелые металлы и другие токсичные элементы, поверхностно-активные вещества, нефтепро­дукты, растворенный кислород, микробное число, бактерии группы кишеч­ной палочки (БГКП), яйца гельминтов. Кроме перечисленных показателей, в число обязательных тестов полного санитарно-химического анализа на городских очистных станциях может быть включено определение специфических примесей, поступающих в водоотводящую сеть населенных пунктов от промышленных предприятий.

Общие технологические схемы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, физико-химические и биохимические. В процессе очистки сточных вод об­разуются осадки, которые подвергаются обезвреживанию, обеззаражива­нию, обезвоживанию, сушке, возможна последующая утилизация осадков. Если по условиям сброса сточных вод в водоем, требуется более высокая степень очистки, то после сооружений полной биологической очистки сточных вод устраивают сооружения глубокой очистки. В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» сточные воды после очистки перед сбросом в водоем подвергают обеззара­живанию с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

Сооружения механической очисткисточных вод предназначены для задержания нерастворенных примесей. К ним относятся решетки, сита, песколовки, отстойники и фильтры различных конструкций.

Отстойники задерживают оседающие и плавающие загрязнения сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод, содержащих специ­фические загрязнения, применяют сооружения, называемые жироловками, нефтеловушками, масло- и смолоуловителями и др.

Сооружения механической очистки сточных вод являются, предва­рительной стадией перед биологической очисткой. При механической очи­стке городских сточных вод удается задержать до 60% нерастворенных за­грязнений.

Физико-химические методыочистки городских сточных вод, с учетом технико-экономических показателей, используют весьма редко. Эти методы, в основном, применяют для очистки производственных сточных вод. К методам физико-химической очистки производственных сточных вод относятся: реагентная очистка, сорбция, экстракция, эвапорация, дега­зация, ионный обмен, озонирование, электрофлотация, хлорирование, элек­тродиализ и др.

Биологические методы очистки сточных вод основаны на жизне­деятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные ор­ганические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Сооружения биологической очистки условно могут быть разделе­ны на два вида. К первому виду относятся сооружения, в которых процесс биологической очистки протекает в условиях, близких к естественным (по­ля фильтрации и биологические пруды). В сооружениях второго вида ана­логичная очистка осуществляется в искусственно созданных условиях – в аэротенках и биофильтрах.

Глубокая очистка сточных вод может потребоваться, если в сточ­ной воде после полной биологической очистки перед сбросом в водоем необходимо снизить концентрацию взвешенных веществ, величину показа­телей БПК, ХПК и др.

При глубокой очистке сточных вод, главным образом, от взвешен­ных веществ используются фильтры различных конструкций. Для глубо­кой очистки от растворенных органических веществ применяют сорбционные, биосорбционные, озонаторные и другие установки. Глубокая очистка сточных вод от соединений азота и фосфора может осуществляться физико-химическими и биологическими методами.

Дезинфекциясточных вод является заключительным этапом их обработки перед сбросом в водоем. Цель дезинфекции – уничтожение пато­генных микроорганизмов, содержащихся в сточной воде. Наибольшее рас­пространение получил способ дезинфекции путем введения в воду газооб­разного хлора. Возможно обеззараживание сточных вод озоном, использу­ются бактерицидные ультрафиолетовые лампы.

Обработка осадковсточных вод, образующихся в процессах очи­стки, заключается в снижении их влажности и уменьшении объема, в про­цессе обработки осадки обеззараживаются.

Загрязнения, задерживаемые решетками, вывозят с территорий станций очистки, либо дробятся и обрабатываются совместно с осадками из отстойников. Песок из песколовок обезвоживается на песковых площадках и также вывозится или отмывается от органических загрязнений, подсуши­вается и используется в планировочных работах.

Осадок из первичных отстойников и уплотненный осадок из вто­ричных отстойников (активный ил) направляются в метантенки – герметич­ные резервуары, в которых под действием анаэробных микроорганизмов минерализуются органические вещества. Вместо метантенков применяется метод анаэробной стабилизации.

Дальнейшее снижение влажности осадков может достигаться в ап­паратах механического действия – на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах.

Создание замкнутых водооборотных систем промышленного водоснабжения. Создание межотраслевых замкнутых водохозяйственных систем.

Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства.

Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-про­мышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприя­тиях, на земледельческих полях для орошения при выращивании сель­скохозяйственных культур, для полива лесных угодий, для поддер­жания объема (уровня) воды водоемов, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.

Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах, допускается также расход ее в технологических операциях, в которых очищенные сточные воды не могут быть использованы по условиям технологии или гигиены. Свежая вода расходуется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

Необходимость создания замкнутой системы производственного водоснабжения обусловлена: дефицитом воды; исчерпанием ассими­лирующей разбавляющей и самоочищающей способности водного объекта, принимающего сточные воды; экономическими преимуще­ствами перед очисткой сточных вод до требований, предъявляемых водоохранным контролем. Таким образом, организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и ве­ществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарного продукта или вторичного сырья, ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водные объекты без загрязнения последних. В тех случаях, когда создание замкнутых систем водоснабжения диктует­ся экологическими требованиями, должен быть выбран оптималь­ный вариант с экономической точки зрения.

Замкнутая система должна обеспечить рациональное исполь­зование воды во всех технологических процессах, максимальную рекуперацию компонентов сточных вод, сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, нормальные санитарно-гигиенические ус­ловия работы обслуживающего персонала, исключение загрязнения окружающей среды.

Очищенная вода должна соответствовать качеству технологичес­кой воды. Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящихся предприятиях и на действующих, подлежащих ре­конструкции. В последнем случае, внедрение замкнутых систем идет постадийно с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии.

Оценка систем водного хозяйства проводится путем сравнения следующих показателей: удельного расхода воды, в том числе све­жей, на единицу продукции; удельного расхода реагентов, электро­энергии и тепла на очистку сточных вод; абсолютного количества товарного продукта, получаемого при очистке сточных вод; эконо­мических показателей, в том числе себестоимости, рентабельности, фондоемкости, фондоотдачи; годового экономического эффекта по приведенным затратам; экологических показателей (о закачке жид­ких отходов в подземные горизонты, складировании твердых отхо­дов, о состоянии воздушного бассейна, флоры и фауны).

1. Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:

4. Требования к качеству очистки сточных вод перед сбросом в водоем.

5. Создание замкнутых водооборотных систем.