Методы очистки воды подразделяются на механические, химические и биологические.
Механическая очистка состоит в отстое воды в особых емкостях или наземных водохранилищах, а также в пропуске ее через фильтры, задерживающие твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, и значительную часть нерастворенных углеводородов. При крупных базах горючего и автозаправочных станциях действуют установки, улавливающие нефтезагрязнители, попадающие на землю прежде, чем они будут унесены поверхностными или грунтовыми водами в водоемы. Так, по проекту института Мосводканалниипроект построены и эксплуатируются очистные установки, включающие относительно небольшие подземные емкости — отстойники, в которые стекает загрязненная дождевая вода. Здесь фильтры из древесных стружек и отходов от производства нетканых материалов задерживают твердые частицы и нефтепродукты, а очищенная вода сбрасывается в систему канализации. Один агрегат может очистить до 20 м3 в час. Аналогичные устройства вводятся в больших автокомбинатах, локомотивных депо, ремонтных заводах и других транспортных предприятиях.
Однако следует признать, что эти устройства уже не могут удовлетворять современным требованиям, и их заменяют более совершенными. Например, на железнодорожном транспорте внедряются более эффективные отстойники для осветления мутных и окрашенных вод. Для более полного отделения нефтепродуктов созданы флотационные установки, которыми оборудованы сотни депо, ремонтные заводы, шпалопропиточные предприятия.
При химической очистке используют соответствующие реагенты, которые удаляют или нейтрализуют вредные химические примеси, находящиеся в сточной воде. На крупных ремонтных заводах, депо, базах, на всех видах транспорта начинают применяться замкнутые системы, где синтетические моющие вещества после обмывки подвижного состава, различных агрегатов и деталей (перед ремонтом, окраской, хромированием и другими операциями) не сбрасываются в канализацию, а регенерируются и используются повторно. В таких системах отработавший моющий раствор отстаивается, затем из него удаляется выпавший на дно бака шлам и всплывшие на поверхность нефтепродукты и, наконец, если раствор сильно загрязнен мелкодисперсными частицами, его подвергают второму циклу очистки с помощью коагулянтов. В качестве таких реактивов применяется, в частности, сернокислое железо и гидрат окиси магния или их смеси. После добавления их в раствор на дно выпадает осадок, который удаляют, а осветленный раствор с добавлением свежей порции моющего вещества поступает в работу. Удаленные из раствора шламы уничтожают, а нефтепродукты используют в качестве топлива.
К этой категории очистки можно отнести также насыщение воды кислородом (озоном) и хлором с целью уничтожения опасных микробов. Ионизация (активизация) кислорода и нагнетание его в очищаемую воду сопровождаются быстрым окислением многих вредных примесей и выпадением их в виде хлопьев, которые затем удаляются из воды. Присутствие активного кислорода пагубно влияет на бактерии, грибки, вирусы.
При биологической очистке сточных вод используют соответствующие микроорганизмы для разложения вредных веществ, трудноподдающихся или неподдающихся химическому воздействию. Основным средством биологической очистки на ряде предприятий служит обычный осадочный ил, содержащий микробы. Для поддержания высокой активности ила (микроорганизмов) его периодически перемещают из рабочих аэротенков в особый бассейн, с водой, богато насыщенной кислородом (для «отдыха»).
В поисках эффективных и надежных средств и методов очистки сточных и загрязненных вод все чаще обращаются к биологическим методам, заимствованным у природы. К перспективным биологическим методам можно отнести очистку воды с помощью растений. Установлено, что тростники, камыши, ирисы и некоторые другие растения поглощают такие неорганические загрязнители, как нитриты, фосфаты, металлы, а также органические весьма ядовитые фенолы. Растения отфильтровывают (задерживают) также мелкие частицы нерастворимых загрязнителей и, выделяя в воду кислород, способствуют жизни в ней рыб, моллюсков, разнообразных бактерий, которые в свою очередь работают как очистители.
Жители Судана давно используют растения для осветления воды, взятой из Голубого Нила, перед тем как ее пить. Однако применение этого метода в промышленных масштабах только начинается.
В Крефельде (ФРГ) рейнская вода после предварительной химической очистки распыляется в водоемы, засаженные камышом. При этом она насыщается кислородом и благодаря растениям почти полностью очищается от оставшихся вредных примесей, в особенности от ядовитых органических соединений и патогенных бактерий.
В Нидерландах сточные воды очищаются в траншеях, засаженных тростником. Утверждают, что такая обработка обходится в 4 раза дешевле обычных способов В США используются естественные и искусственные болота для очистки бытовых сточных вод Той же цели служат лагуны Миссисипи В Фриденсвилле (Пенсильвания) проводились опыты по использованию тростника для удаления из воды цинка, сульфидов и др.
Следует иметь в виду, что метод очистки вод с помощью растений требует сравнительно больших площадей для очистных сооружений, а зимой растения «не работают». Тем не менее, в сочетании с другими этот метод может оказаться весьма эффективным.
Генеральным направлением экономии воды для производственных нужд и предотвращения загрязнения гидросферы является создание на предприятиях замкнутых оборотных систем водоснабжения, создание которых, как правило, дешевле крупных очистных сооружений. В замкнутых системах определенное количество воды, выполнив заданную функцию (например, охлаждения агрегатов), восстанавливается в первоначальных качествах, т. е. охлаждается, очищается от загрязнителей и повторно используется по назначению. В идеале этот цикл мог бы повторяться бесконечно. Но фактически потери воды главным образом от испарения достигают 5—10%. Как показывает опыт, расход воды на предприятиях с замкнутой системой водоснабжения резко снижается.
Принципиальная схема оборотного водоснабжения
Во многих районах страны на транспортных предприятиях введены системы оборотного водоснабжения. Оно заключается в передаче воды на повторное использование после соответствующей обработки (фильтрования, отстоя, охлаждения) в другом технологическом процессе или в другой системе. Например, передача воды с производства в системы отопления, на сельскохозяйственный полив, мойку транспортных средств и т. п.
В настоящее время в нашей стране до 69% общего водопотребления на производственные нужды получают из оборотных или последовательных систем водоснабжения. Однако число и мощность их на транспорте пока недостаточны.
Так, Волжское объединенное пароходство Министерства речного флота РСФСР, расходующее на своих предприятиях более 3 млн. м3 воды, 36,1% потребности обеспечивает за счет водооборотных систем, а более крупное по расходу воды Северное пароходство (3,8 млн. м3) и пароходство «Волготанкер» (1,7 млн. м3) удовлетворяют за счет водооборота лишь 0,5% потребности.
Источник: И.Я. Аксенов, В.И. Аксенов. Транспорт и охрана окружающей среды. Изд-во «Транспорт». Москва. 1986