Возможности вторичного использования очищенных сточных вод. Повторное использование и циркуляция воды в промышленности

Грамотно организованная поможет успешно разрешить множество проблем и кризисных ситуаций, возникающих в регионах, где запасы водных ресурсов ограничены. В нашей стране есть немало регионов, испытывающих серьезные проблемы с водоснабжением, так как у них недостаточно водных источников для пополнения свежей водой. Следовательно, использование водосберегающих технологий и систем использованной воды становится очень актуальным.

Варианты экономии водных запасов

Для экономии природных водных ресурсов и внесения значительного вклада в решение проблемы, можно задействовать следующие методы:

• стимулировать потребителей на сокращение потребления воды;
• по возможности осуществлять регенерацию использованной воды (очистку);
• пытаться повторно использовать дождевую воду и сточную, но в данном случае потребуется ее дополнительная обработка.

Например, система для вторичной утилизации и очистки сточной и использованной воды позволяет сократить загрязнение подземных природных массивов. Сбор дождевой воды в специальных резервуарах и ее последующее использование снижает нагрузку на канализационную сеть. Но повторное использование такой воды для бытовых нужд связано с определенными сложностями, поскольку имеются определенные санитарно-гигиенические требования к ее качеству. В зависимости от того, какое качество воды необходимо получить, выбирают и системы очистки, которые могут быть разного уровня сложности.

В каждом конкретном случае могут использоваться различные методики и системы очистки использованных вод – во многом это зависит от состояния исходного продукта и от требуемых параметров конечного.

Варианты обработки

• Предварительная очистка – заключается в пропускании через , чтобы удалить крупные механические загрязнения, песка. Также это необходимо для извлечения масляных частиц. Выполняется предварительная аэрация, просеивание и другие действия.
• Первичная очистка посредством седиментации – в ваннах сепарируется большая часть осаждающихся твердых загрязнений. Процесс можно ускорить, если использовать химические добавки – флоакулянты. В этом случае выпадаемость твердых частиц ускоряется.
• Вторичная очистка – осуществляется с использованием аэробных бактерий, способствующих биологическому разрушению органических загрязнителей. В таких системах очистки происходят процессы, когда загрязнения постоянно перемешиваются и усиливается воздействие обеззараживающих бактерий.
• Очистка третьего уровня – осуществляется только после окончания первичной и вторичной и тогда, когда из использованной воды необходимо удалить все питательные вещества – фосфаты и нитраты.
• Финишная дезинфекция – осуществляется в случаях, когда необходимо обеспечить максимальную санитарно-гигиеническую безопасность использованной воды. В этом случае используются реагенты на основе хлора, системы ультрафиолетового излучения.

Методы естественной очистки

Кроме вышеперечисленных вариантов существуют еще несколько способов естественной очистки использованной воды, их можно задействовать как второй и третий уровень. Это системы водоочистки – фитоочистка и лагунирование (биологическое отстаивание) - данные варианты очистки применяются в небольших системах водоочистки или в местах, где можно использовать обширную территорию. Принцип фитоочистки состоит в том, что использованную воду медленно заливают в каналы или ванны, поверхность которых находится под открытым небом, а находящееся все время под водой дно служит основой для роста корней растений особого вида. Задача таких растений – создать микросреду, пригодную для образования и роста микробной флоры, которая и осуществляет биологическую очистку. После такой очистки вода пригодна для повторного употребления.

Хорошая система очистки использованной воды работает настолько эффективно, что очищенная вода пригодна для употребления не только в промышленной сфере, но и для бытовых нужд. Это могут быть отопительные и охлаждающие системы, котельные и т.д.

Такая система применяется в том случае, если есть потребитель с большим расходом, сбросная вода которого по количеству и по качеству может удовлетворять всех остальных потребителей. Схема такой системы приведена на рис.2.2.

Рис.2.2. Схема системы водоснабжения с повторным использованием воды

Обозначения элементов на этой схеме такие же как и на рис.2.1.

По существу это тоже прямоточная система, но, в данном случае, здесь из источника забирается только то количество воды, которое необходимо потребителю 7.1. Остальные используют его сбросную воду.

Достоинства:

а) система позволяет сократить забор природной воды и, следовательно, сброс стоком;

б) удешевляются практически все элементы системы, так как снижаются их производительности.

2.4. Оборотная система водоснабжения

Оборотная схема обладает еще большими возможностями в удешевлении системы технического водоснабжения. Это достигается сокращением потребления свежей воды и сброса загрязненных стоков.

За создание оборотных систем говорит то обстоятельство, что 75-85% технической воды в технологических аппаратах только нагревается. И, следовательно, после охлаждения она может вновь использоваться.

Один из вариантов схем оборотных систем водоснабжения приведен на рис.2.3.

В этой системе можно использовать и ту техническую воду, которая загрязняется легко удаляемыми примесями. Для этого систему необходимо оснастить очистными устройствами для загрязненных стоков 3.2. Прошедшая очистку вода насосами оборотной воды 2.3 подается в водоохлаждающее устройство 10, после чего она попадает в сборный резервуар 4.3. Отсюда вода насосами станции 2-го подъема снова подается через водопроводную сеть потребителям.

Рис.2.3. Схема оборотного производственно-технического водоснабжения: 1 – водозабор; 2.1 – насосная станция 1-го подъема; 2.2 – насосная станция 2-го подъема; 2.3 – насосная станция оборотной воды; 2.4 - циркуляционная станция; 3.1 – очистные устройства природной воды; 3.2 – очистные устройства загрязненных стоков; 4.2 – резервуар очищенной теплой воды; 4.3 – сборный резервуар очищенной и охлажденной воды; 7 – потребители воды; 8 - водопроводная сеть; 9 – сеть для сбора отработавшей воды; 10 – водо-охлаждающее устройство.

При работе системы часть воды теряется с уносом – Q ун, испарением –Q исп, утечкой –Q ут, продувкой –Q пр и за счет сброса в канализацию части воды, которая не может быть использована повторно –Q сбр. Для компенсации этих потерь из природного источника забирается соответствующее количество свежей воды –Q ист. Это количество оценивается с помощью материального баланса системы:

Величина продувки Q пр находится из солевого баланса оборотной воды (см. подраздел).

Количество добавляемой воды составляет примерно 5-10% от общего количества потребляемой воды на производстве. То есть в 10-20 раз сокращается забор воды из источника по сравнению с прямоточной системой.

Преимущества оборотной системы:

а) снижаются затраты на сооружение водозаборных устройств, насосной станции 1-го подъема, водоводов, очистных сооружений природной воды;

б) снижаются сбросы загрязненной воды в водоемы.

Дополнительные затраты на водоохлаждающие устройства, очистные сооружения стоков, насосной станции оборотной воды быстро окупаются даже без учета экологических преимуществ.

Все оборотные системы подразделяют на локальные, централизованные и смешанные.

В локальных системах вода после восстановления потребительских качеств используется в обороте одного (или последовательно в нескольких) технологических процессах.

В централизованных оборотных системах отработавшая вода собирается со всех производств, проходит обработку (очистку, охлаждение) единым потоком и опять возвращается на производство.

При смешанном водоснабжении воды одной оборотной системы используются в другой оборотной системе. Например, из охлаждающей системы вода поступает в экстрагенную, из экстрагенной системы – в транспортирующую и т.д.

Если оборотная система работает без какого-либо сброса воды в источник, то она является замкнутой. Замкнутые системы – наиболее экологически чистые.

Техническое совершенство системы оборотного водоснабжения может быть оценено коэффициентом использования оборотной воды k об:

. (2.2)

В ряде отраслей (химическая, черная металлургия, нефтеперерабатывающая) этот коэффициент достигает значений 0,85-0,9.

Рациональность использования воды, забираемой из источника, оценивается коэффициентом использования свежей воды k св:

. (2.3)

Здесь Q об – расход оборотной воды в системе;Q св – количество свежей воды, забираемой из источника;Q сб – количество сточных вод, сбрасываемых в водоем.

Для замкнутых систем k св =1, для оборотных системk об и k св всегда меньше единицы.

ВОДО И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Проблема энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве - сегодня одна из самых обсуждаемых. Инженерная инфраструктура и, в частности, водное хозяйство города несет в себе большой потенциал энергоресурсосбережения, что уже достаточно хорошо освещено в литературе . В нашей статье мы хотели бы рассмотреть ряд направлений, непосредственно связанных с использованием сточной воды и ее энергетического потенциала, ее очисткой и повторным использованием.

Настоящим источником энергии являются сточные воды. По данным профессора Калифорнийского университета Джорджа Чобаноглуса, из 1 м 3 сточной воды можно получить почти 42 МДж тепловой энергии при снижении ее температуры на 10 °C, а переработка содержащихся в стоках органических веществ - от 3 до 6 МДж на 1 м 3 . Кроме того, в высотных зданиях можно использовать потенциальную энергию текущей вниз воды в канализационных стояках для частичного возмещения затрат электроэнергии на ее подъем, однако это связано с рядом объективных трудностей и пока в настоящее время серьезно не рассматривается.

Тепловая энергия сточных вод

Идея извлечения тепловой энергии из сточных вод возникла достаточно давно, однако технологии еще находятся в процессе разра-ботки и апробации. Сточные воды в зависимости от климатических условий и сезона года имеют температуру от 6-12 до 20-30 °C, т. е. являются источником низкопотенциального тепла, и для получения электроэнергии или высокопотенциального тепла для ТЭЦ, систем отопления или горячего водоснабжения требуется дополнительное оборудование - как правило, это тепловые насосы. Полученное тепло наиболее рационально использовать для первичного подогрева воды на тепловых станциях или в системах отопления и горячего водоснабжения зданий.

Интересно, что теплообменные установки, устраиваемые на бытовой канализации, служат не только для отопления зданий в зимний период, но и для эффективного отвода избыточного тепла от систем кондиционирования в теплые сезоны года (рис. 1).

В России эта технология в порядке промышленного эксперимента была опробована на районной тепловой станции (РТС) № 3 г. Зеленограда. Тепло, утилизируемое из бытовых сточных вод от главной КНС ПУ «Зеленоградводоканал», использовалось для подогрева водопроводной воды перед паровыми котлами. Для передачи тепла последовательно использовалось два теплоносителя: проме-жуточный - вода и основной (в тепловых насосах) - хладон. Необходимость в промежуточном теплоносителе возникла из-за того, что КНС была расположена в полукилометре от территории РТС-3. Тепловая мощность утилизации составила 1100-1400 кВт при расходе сточных вод 400 м 3 /ч при теоретически возможной мощности около 2000 кВт. Мощность, потребляемая теплонаносной установкой и циркуляционными насосами, составила 550-680 кВт .

Очевидный путь повышения эффективности теплоутилизационного оборудования за счет максимального сближения источника и потребителя тепла привел к появлению оригинальных решений для частных домов и квартир, использующих местные водонагреватели (рис. 2). Фактически устройство представляет собой теплообменник простой конструкции: гладкую медную трубу-вставку в канализационный трубопровод и навитую на нее тонкую медную трубку, через которую пропускается холодная вода, поступающая к водонагревателю. Очевидно, что вклад в нагрев воды и экономия энергии составят не более 30 %, однако простота конструкции и невысокая стоимость могут заинтересовать потребителей.

Наибольший успех достигнут в области получения биогаза из осадков сточных вод. Как было отмечено выше, в 1 м 3 сточной жидкости в зависимости от величин БПК и ХПК содержится от 3 до 6 МДж потенциальной тепловой энергии. Для очистки такого же количества сточных вод требуется от 1,2 до 2,4 МДж (аэрация, перекачка и обезвоживание осадков, обогрев метантенков и пр.), следовательно, энергии, содержащейся в стоках в 2-4 раза больше, чем необходимо для ее очистки. Следует заметить, что указанное количество энергии можно извлечь при полном анаэробном разложении всех органических веществ, содержащихся в бытовых стоках. В реальности на канализационных сооружениях весомая доля органики минерализуется в сооружениях биологической очистки, а на «производство» биогаза в метантенки идет осадок из первичных и вторичных отстойников. В метантенках осадок также разлагается лишь частично - минерализуется не более 40-50 % от массы органического вещества, а существенное увеличение степени распада беззольного вещества требует значительных затрат. Поэтому полностью перевести станции аэрации на самообеспечение не удастся.

В качестве яркого примера внедрения этой технологии в России можно привести теплоэлектростанцию мощностью 10 МВт, работающую на биогазе Курьяновских очистных сооружений (рис. 3). В результате реализации данного проекта 70 млн кВт.ч, или 50 % электро- и теплоэнергии, КОС стали получать за счет собственного ее производства.

Для прямой выработки электроэнергии из сточных вод в последние годы ведутся разработки микробных топливных элементов, в которых для преобразования энергии химических связей органических веществ в электричество используются микроорганизмы. Такие элементы выполняют двойную функцию, т. к. в них одновременно происходит частичная очистка сточных вод от органических загрязнений .

Повторное использование сточных вод

Во всем мире следующей ступенью рационального расходования воды является повторное использование бытовых сточных вод. Очищенные сточные воды используются для искусственного восполнения подземных и поверхностных вод, пополнения источников питьевого водоснабжения, для орошения и в сельском хозяйстве, для технического водоснабжения промышленных предприятий, противопожарного и хозяйственного (непитьевого) водоснабжения и даже для питьевого водоснабжения!

Повторное использование сточных вод можно разделить на несколько категорий (по степени очистки воды и по назначению).

1. Техническое водоснабжение и орошение.
Здесь используются городские (бытовые) стоки, прошедшие полную биологическую очистку и упрощенную доочистку. Схема доочистки обычно включает механические решетки с мелкими прозорами, скорые фильтры и обеззараживание. Однако при использовании на основных очистных сооружениях мембранных биореакторов доочистка вообще не требуется.
Полученная техническая вода может использоваться на предприятии для получения обессоленной воды. В этом случае далее следует стандартная схема, включающая предварительную очистку (глубокое осветление и обеззараживание), одну или две ступени обратного осмоса.

2. Хозяйственное водоснабжение (уборка, полив, помывка машин, смыв туалетов и т. п.).
Для этих целей удобно использовать так называемые «серые стоки» - от ванн и умывальников. В этом случае их обработка про-изводится по упрощенной схеме, включающей механическую очистку (удаление сора и осветление) и обеззараживание.
Для общего бытового стока необходима полная биологическая очистка, дополненная третичной очисткой, описанной в п. 1.

3. Питьевое водоснабжение.
Делится в свою очередь на непрямое (пополнение запасов природных вод в источниках питьевого водоснабжения) и прямое. Здесь требуется полная биологическая очистка и глубокая третичная очистка, обычно включающая на последних стадиях обратный осмос.

Повторное использование сточных вод для непрямого питьевого водоснабжения отчасти мы можем наблюдать на любой крупной реке, где вышерасположенные по течению населенные пункты сбрасывают очищенные сточные воды, которые смешиваются с речной водой и в дальнейшем после доочистки в естественных условиях поступают на водозаборы, расположенные ниже по течению. В нашей статье мы под этим подразумеваем целевое восполнение запасов воды в непроточных источниках водоснабжения - водохранилищах, озерах и подземных горизонтах.

Что касается прямого питьевого водоснабжения, то здесь большую роль играет психологический фактор, и только серьезные причины могут побудить людей принять тот факт, что они будут пить воду, которая недавно текла по канализации.

В истории водоснабжения таких примеров немного, большая часть их осталась в рамках проводимых в разные годы за рубежом экспериментов . Вот несколько самых характерных.

«Классический» пример: г. Виндхоек, Намибия. Первая станция доочистки городских сточных вод для питьевого водоснабжения производительностью 4 800 м 3 /сут. была построена еще в 1968 г., а в 1997-2002 годах была реконструирована с увеличением подачи воды до 21 000 м 3 /сут. Решающим фактором стало отсутствие доступных источников водоснабжения - все возможные ресурсы либо уже эксплуатировались, либо их разработка была экономически невыгодна, включая сбор дождевых вод в этом засушливом и жарком регионе.

Схема очистки была очень сложной и включала дозирование порошкообразного активированного угля (ПАУ), первичное озониро-вание, дозирование коагулянта и флокулянта, флотацию, дозирование перманганата калия (KMnO4) и едкого натра (NaOH), фильтрова-ние на двухслойной зернистой загрузке, вторичное озонирование, обработку пероксидом водорода (H2O2), биосорбцию на гранулированном активированном угле (ГАУ), сорбцию на ГАУ, ультрафильтрацию и дезинфекцию жидким хлором. Себестоимость очистки воды составляла 0,76 $/м 3 . Полученная вода смешивалась с питьевой водой, полученной из традиционных источников водо-снабжения, непосредственно в распределительной сети города.

Пример 2. В 1976-1982 годах американская компания Pure Cycle Co. устанавливала в частных домах Колорадо системы полной очистки бытового стока для создания замкнутого цикла и получения питьевой воды. Установка включала сетку для механической очистки, биореактор с иммобилизированной биопленкой, тканевый (мешочный) фильтр, ультрафильтрационные мембраны, ионообменный фильтр, фильтр с ГАУ и бактерицидную лампу. Из-за финансовых трудностей компания вскоре прекратила обслуживание своих установок и их использование было прекращено, однако жители еще некоторое время продолжали их эксплуатировать и требовали от властей штата разрешение на их дальнейшее применение.

Пример 3. Международная космическая станция. В 2009 году на МКС была доставлена новая система для получения питьевой воды из мочи и конденсированной из атмосферы станции влаги (пар и пот, выделяемые человеком). Схема обработки урины включает многоступенчатую фильтрацию, дистилляцию, каталитическое окисление и ионный обмен.

Масштабы повторного использования сточных вод хорошо характеризуют следующие примеры:

• г. Вульпен, Бельгия. 6850 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения запасов подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, схема включает микрофильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом;
• г. Ипсвич, Австралия. 230 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для охлаждения оборудования ТЭС, схема включает микрофильтрацию и обратный осмос;
• г. Оранж, США. 265 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения подземных вод, схема включает микрофильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом и пероксидом водорода;
• Сингапур, проект «NEWater». 5 станций с суммарной производительностью около 450 000 м 3 /сут., доочистка городских сточных вод для восполнения водоисточников, используемых для питьевого водоснабжения, использования в промышленности и в качестве воды для непитьевых целей, схема включает микрофильтрацию и обратный осмос;
• г. Сулаибия, Кувейт. Крупнейшая в мире станция по доочистке сточных вод 311 250 м 3 /сут. (по очищенной воде), схема включает сетчатые фильтры, ультрафильтрацию (8704 аппаратов X-Flow, Norit), обратный осмос (21000 аппаратов Toray), отдувку СО 2 , хлорирование. Очищенная вода используется для промышленных нужд, а концентрат обратного осмоса сбрасывается в Персидский залив. Качество очищенной воды: взвешенные вещества, БПК, азот аммонийный, нитраты (по N) - менее 1 мг/л, фосфаты (по РО4) - 2 мг/л, нефтепродукты - менее 0,5 мг/л, общее солесодержание - 100 мг/л.

Можно сделать вывод, что в настоящее время ключевой технологией повторного использования сточных вод является мембранная технология - в абсолютном большинстве случаев схемы доочистки включают одну или несколько ступеней мембранного разделения: микро- или ультрафильтрацию и обратный осмос. Можно сказать иначе: без обратного осмоса и ультрафильтрации такое масштабное применение сточных вод в водном хозяйстве было бы невозможно.

Вот уже более 10 лет во всем мире успешно развивается технология мембранного биореактора для очистки сточных вод. Изначально применение ультрафильтрации вместо вторичного отстаивания позволяло сократить размеры сооружений, повысить эффективность и стабильность очистки. Теперь мы можем рассматривать мембранные биореакторы и как технологическое решение, позволяющее сразу, в основной технологической цепочке получить воду технического качества для орошения, промышленности, хозяйственных нужд.

Интересно отметить, что три крупнейшие станции очистки сточных вод с мембранными биореакторами находятся в Китае.

Хорошим примером системного рационального использования сточных вод может служить Австралия - страна с ограниченными ресурсами пресной воды. Один из крупных проектов реализован в районе Сиднея, где параллельно хозяйственно-питьевому водопроводу проложен второй, непитьевой водопровод для хозяйственных нужд. Система обеспечивает водой более 60 тыс. человек и ее подача составляет 13000 м 3 /сут.

Технологическая цепочка состоит из следующих сооружений:

• основные сооружения: решетка, песколовка, первичный отстойник, биореактор (аэротенк), вторичный отстойник;
• сооружения доочистки: коагуляция сульфатом алюминия, отстойник (третичный), скорый фильтр. После скорых фильтров часть воды обеззараживается и выпускается на болотистые территории, а другая часть поступает на мембранную микрофильтрацию (0,2 мкм) и после обеззараживания направляется в распределительную сеть.

Плата за пользование доочищенной сточной водой в Сиднее составляет примерно 2,068 $/м 3 , при том, что стоимость водопроводной воды лишь немногим выше - 2,168 $/м 3 . Существует еще годовая фиксированная плата в размере $125 за подключение к городскому водопроводу и $34 за подключение к непитьевому водопроводу.

Водопровод, по которому течет дочищенная сточная вода, трубопроводы и арматура, маркируются сиреневой краской; водо-разборные точки оснащаются табличками с предупреждающими надписями: «повторно использованная вода, не пейте», «вода не питьевого качества» и т. п. (рис. 4). Аналогичная маркировка применяется в США, где системы непитьевого хозяйственного водоснабжения на основе доочищенных стоков получили широкое распространение.

Системы повторного использования воды могут абсолютно разного масштаба - от целого города до одного здания и собственной квартиры. В квартирах могут найти применение такие системы, как например AQUS Grey Water Recycling System (рис. 5) или Aqua2use Greywater System (рис. 6), которые представляют небольшой сборный резервуар с маломощным насосом и простейшей системой механической очистки. Возможная экономия воды при использовании таких установок составляет до 30 %.

Бывают и почти курьезные конструкции (рис. 7).

2.3 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).

2.4 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».

Заключение
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 регенерированной воды 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.

Литература
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2000.
2. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для вузов. М., 2004.
3. Красилов В.А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты. М., 2001.
4. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. – М.: Дрофа, 1995.
5. Кривошеин Д.А., Муравей Л.А. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2000.
6. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. М.: Юнисам, 1999.
7. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов. – М.: Агенство ФАИР, 1998.
8. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. / Под ред. В.Ф. Протасова. – М.: Финансы и статистика, 1995.
9. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. М., 2000.
10. Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2000.
11. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для химико-технолог. вузов. – М.: Высш. шк., 1988.
12. Хатунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность. М., 2002.
13. Хван Т.А., Хван П.А. Основы экологии. – Ростов н/Д.: Феникс, 2001.
14. Цветкова Л.И., Алексеев М.И. Экология: Учебник для технических вузов./ Под ред. Л.И. Цветковой. – М.: Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999.
15. Шилов И. А. Экология. М., 2001.
16. Экологические основы природопользования: Учеб. пособие./ Под ред. Э.А. Арустамова. – М.: Издательский Дом Даликов и К, 2001.

Возможно ли использование сточных вод в народнохозяйственных целях? Ответ на этот вопрос может быть неоднозначным. И все же, на современном этапе, он достоин внимательного рассмотрения. Безусловно, основным составным компонентов сточных вод, прежде всего, является сама вода.

Ее значение в природном круговороте и использовании воды человеком для самых различных целей невозможно переоценить. Благодаря сбросу очищенных сточных вод в реки и водоемы восполняется убыль воды, образующаяся вследствие ее забора в других местах, в результате чего общее количество воды в водоеме сбалансируется. Таким образом снова появляется возможность удовлетворения всех притязаний на использование воды, требующейся в немалых количествах, из озер, рек или подземных источников на нужды населения земли, его индустриальных объектов и сельского хозяйства. Сточные воды, проходя через водоем, таким образом, вновь обращается в полноценную сырую воду, пригодную для дальнейшего использования. Но существует немало возможностей прямого использования сточных вод в качестве полноценного полезного сырья.

Здесь не имеется в виду процесс непосредственной регенерации сточной воды, прошедшей обработку в канализационных очистных станциях на водопроводных сооружениях для получения из нее питьевой воды. Хотя для этой операции, также, имеются необходимые разработки и технические средства, тем не менее, данное непосредственное использование сточных вод недопустимо как с экономической, так и с эстетической точек зрения. Повторное применение сточных вод в качестве питьевой воды допустимо лишь при условии совершаемого ею полного круговорота с включением в цикл вод из озер и рек, а также грунтовых вод.

К большому кругу потребителей воды относятся также и предприятия промышленности. К технической воде, как правило, не предъявляются такие же требования по качеству, как к питьевой. В этом случае не учитывается эстетический аспект и не возникает никаких сомнений по поводу возможности повторного непосредственного использования сточных вод.

Безусловно, такие требования не являются характерными для всех промышленных предприятий. К примеру, для пищевой промышленности необходима вода питьевого качества, а в некоторых отраслях промышленности требуется вода, имеющая более высокую степень очистки, чем питьевая вода.

В данном случае, имеется в виду полное удаление из питьевой воды оставшихся в ней в незначительных количествах солей, придающих воде некоторую жесткость, а также вывод растворенных газов, таких, как кислород или углекислый газ. Например, вода, применяемая подпитки котлов, не должна содержать веществ, которые повышают ее жесткость. Нередко подобные требования предъявляются к технической воде, которая используется на химических предприятиях.

Необходимая степень очистки обеспечивается с помощью специальных установок для умягчения и опреснения воды. В то же время, сильно мягкая, то есть обессоленная, питьевая вода становится безвкусной, поэтому полное удаление из нее солей нецелесообразно в связи с ухудшением вкусовых качеств, а также из экономических соображений. Тем более, что для некоторых отраслей промышленности применения очищенной сточной воды является вполне приемлемым.

Такие предприятия, как металлургические комбинаты, прокатные, коксохимические и сталелитейные заводы и другие крупные промышленные предприятия, в технологических процессах которых используется речная или озерная вода без специальной очистки, могут пользоваться и очищенной сточной водой. К тому же, прилегающие к этим предприятиям населенные пункты могут обеспечить их сточными водами, прошедшими биологическую очистку, в больших количествах.

В данном случае, чтобы удалить из воды оставшиеся загрязнения, достаточно установить песчаные фильтры на ее пути между выходом из очистных сооружений и входом у ее потребителя на территории промышленного предприятия. К сожалению, в силу ряда причин такое непосредственное применение сточных вод, прошедших через очистные сооружения, возможно далеко не везде, тем не менее, на данный момент имеется несколько примеров практического их применения в промышленности.

Так, в Подмосковье расположена крупная очистная станция, которая снабжает очищенной сточной водой несколько промышленных предприятий (имеется ввиду Курьяновская станции аэрации). Данные предприятия используют эту воду в качестве технической. С уверенностью можно сказать, что уже в недалеком будущем многие предприятия будут использовать замкнутый цикл обеспечения вожжой "сточная вода - техническая вода".

Наиболее важное значение имеет прямое повторное использование сточных вод в производственных целях на промышленных предприятиях, которые расположены в жарких, засушливых районах, в связи с тем, что природных водных ресурсов оказывается недостаточно. В настоящее время основным потребителем сточных вод является сельское хозяйство, поскольку здесь используется не только непосредственно вода для полива земель, но, также, в определенных пределах, и содержащиеся в сточных водах питательные вещества, усваиваемые растениями. При этом осуществляются одновременно очистка и утилизация сточных вод. Однако у этого метода есть недостаток - часто приходится идти на компромисс между требованиями по очистке сточных вод, и стремлением добиться оптимальных условий полива.

В конечном итоге, это приводит к тому, что задачи по осуществлению очистки сточных вод решаются порознь от задач по их использованию, и воды, поддавшиеся биологической очистке в очистных сооружениях, применяются для полива лишь в период вегетации роста растений. Сегодня при использовании сточных вод для сельского хозяйства обязательным условием является использование станции биологической очистки. Только когда сточные воды очищены настолько, что могут отводиться в водоем без каких-либо опасений, их смело можно использовать для сельскохозяйственных целей.