Юрий Новиков - Вода и жизнь на Земле
Цель исследований, направленных на улучшение условий жизни и водопользования населения в районах перераспределения речного стока, — обоснование санитарных заданий, направленных на разработку мероприятий по обеспечению соответствия качества воды гигиеническим требованиям, санитарно-эпидемиологического благополучия в отношении водных вспышек кишечных и природно-очаговых инфекций; ограждение населенных пунктов, попадающих в зону влияния водохранилищ и каналов, от последствий возможных затоплений и подтоплений.
Выбор оптимальных вариантов трасс переброски стока является важным вопросом. Как правило, намеченные трассы переброски стока проходят по территории с развитым сельским хозяйством и крупными промышленными центрами. В связи с этим представляется важным проведение комплексных гигиенических исследований по оценке влияния на водоемы предприятий химической, нефтехимической, машиностроительной и других видов промышленности и объектов сельского хозяйства. Среди последних особое место занимают крупные животноводческие комплексы. Одной из важнейших задач переброски части стока северных и сибирских рек, как известно, является дальнейшее развитие орошаемых земель южных районов страны. Магистральные каналы будут проходить через крупные орошаемые местности, в их воду со стоками сельскохозяйственных полей могут поступать пестициды и т. п.
Важную роль в переброске речного стока сыграют подземные воды. Главным образом приходится учитывать их возможную гидравлическую связь с поверхностными водами. Это особенно важно в условиях изменяющегося гидрологического режима при переброске части стока рек.
В формировании качества воды в районах Европейского Севера и Сибири наряду с антропогенным фактором значительное влияние оказывают и природные особенности. Из них прежде всего следует отметить характерную для всех этих районов чрезвычайно низкую минерализацию, «бедность» такими микроэлементами, как фтор, высокую цветность, повышенную окисляемость, обусловленные высоким содержанием гуминовых веществ.
Проектируемая переброска части стока рек требует проведения широких и повсеместных эпидемиологических исследований в целях предотвращения возможного распространения инфекционных заболеваний.
Теоретическая разработка проблемы охраны водоемов от загрязнения и практическая деятельность в этой области показали, что не может быть единого критерия оценки вредного влияния сточных вод на водоем в силу различного характера водопользования (для питьевых, культурно-бытовых и разнообразных народнохозяйственных нужд). Согласно Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (1974 г.), водоемы и водотоки (водные объекты) считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования. В настоящее время предельно допустимые концентрации установлены для 633 веществ.
Бессточные производства
Проблема сохранения, а в ряде случаев и улучшения качеств водных ресурсов в нашей стране решается в общегосударственном масштабе. Ее решение связано, в первую очередь, с разработкой новых производственно-технологических процессов и оборудования, обеспечивающих максимальную утилизацию и обеззараживание промышленных отходов. Внедрение бессточных технологий практически полностью решает проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако пока еще не существует реальной возможности перехода к ней всех производственных процессов. Задача дня — всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, и в этом направлении огромную роль в наши дни играет решение проблемы замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий.
С 1970 г. полностью переведена на оборотное водоснабжение обогатительная фабрика действующего медеплавильного комбината. Как показали специальные наблюдения, существенного влияния на технологический процесс оборотная вода не оказывает и может быть использована во всех технологических операциях.
Схема оборотного водоснабжения на фабрике несложна. Сточные воды транспортируются на расстояния 2,5 км в хвостохранилище, где после отстаивания твердых частиц и частичной естественной очистки от солей и реагентов направляются через коллектор в оборотную систему водоснабжения и используются в технологическом процессе. За сутки обогатительная фабрика потребляет 13 500 м3 воды. И если раньше она сбрасывалась, загрязняя открытый водоем, то теперь ежедневно 10 200 м3 воды циркулирует в замкнутом цикле. Оборотное водоснабжение позволило сократить до минимума расход свежей технической воды, что является актуальным для фабрики, расположенной в районе с ограниченным дебитом речного стока.
В промышленности до 45 % всего количества потребляемой воды идет в теплообменные аппараты на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70–90 % расход воды на ряде предприятий нефтехимической, химической, металлургической и других отраслей промышленности.
На XXV съезде КПСС подчеркивалось, что масштабы хозяйственной деятельности в десятой пятилетке, специфика современных технологических процессов, применяемых в промышленности, в особенности в таких отраслях, как металлургия и химия, делают необходимыми специальные мероприятия по охране окружающей среды.
Одним из таких мероприятий, в частности, стал переход на использование оборотных вод. Например, в химической промышленности в 1980 г., несмотря на значительный рост объемов производства, значительно сократился сброс промышленных сточных вод в водоемы, а расход свежей воды на производственные нужды остался на уровне 1975 г.
Анализ состояния технологии в разных отраслях промышленности показал, что до последнего времени традиционно допускалась одна и та же ошибка — соединение всех сточных вод в один поток и их объединенная очистка. В результате резко ухудшалась работа очистных сооружений и осложнялся процесс создания замкнутых водооборотных систем. В настоящее время в ряде отраслей уже разработаны и реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что позволило значительно снизить удельные нормы водопотребления и в некоторых случаях полностью исключить сбросы сточных вод в водоемы.
С точки зрения современных требований, чем больше отходов, тем хуже технология. Большое количество сбросных вод — объективный показатель несовершенства действующей технологической схемы. Вот почему часто используемые технологические методы и схемы практически не позволяют создать экономически приемлемую замкнутую водооборотную систему. В таких случаях приходится пересматривать существующие методы и схемы, стремиться к созданию бессточной технологии.
В середине 70-х годов в области производства термической фосфорной кислоты, перерабатываемой на кормовые фосфаты и другие фосфорные соли, был применен способ, полностью исключающий сброс с площадки предприятия фосфорсодержащих стоков и шламов. Благодаря многократному использованию одного и того же объема воды в нескольких технологических операциях, связанных с транспортировкой и хранением фосфора, общие количества фосфорсодержащих стоков сократились в 3, а потребление чистой воды — почти в 2 раза. При этом очистка стоков на производстве ограничивается простым механическим отделением взвешенных веществ от воды; вся осветленная вода без нейтрализации целиком используется для гидратации фосфорного ангидрида. Небольшое количество шлама, выделяемое при осветлении сточной воды, утилизируется путем сжигания его в смеси с фосфором через форсунки башни сжигания. При этом способе полностью исключаются потери сырья с жидкими и твердыми отходами производства, а также опасность загрязнения поверхностных и грунтовых вод в районе предприятия.
Бессточным предприятием является и медеплавильный завод Алмалыкского горно-металлургического комбината. На свои нужды он расходует 40 % воды (от общего водопотребления комбината), а его оборотное водоснабжение составляет 87 % (от общего водопотребления завода). Оборотной водой завод обеспечивается четырьмя системами водоснабжения: первая обеспечивает потребителей металлургического производства; вторая — сернокислотного; третья — шламово-купоросного цеха и цеха катанки; четвертая — цеха разделения воздуха (кислородная станция). Свежая вода идет только на подпитку оборотных систем, частично для кондиционирования воздуха и полива зеленых насаждений и автодорог. Сброс сточных вод в водоем отсутствует. Продувочные воды оборотных систем и очищенные стоки завода (около 30 тыс. м3/сут) направляются для повторного использования в технологическом процессе Алмалыкского химического завода.
