Вокруг нас практически не осталось чистого воздуха и воды, поэтому приходится разрабатывать технологии для очистки всего вокруг. Чем выше степень развития страны, тем активнее она внедряет восстановление главного природного богатства – пресной воды. Она необходима для всего живого. В данном посте мы собрали самые интересные и необычные технологии, которые нашли применение по всему миру.
Ставка, которая привела к экологическому кризису
Последние полсотни лет упор развития был сделан на интенсивное развитие промышленности и земледелия. Это привело к накоплению завалов мусора. Общая оценка утилизации отходов в мировом масштабе близка к плохой, а в России – еще хуже. Вместе с новыми городами растут площади свалок, и отбросы не самое страшное. Например, для выращивания сельскохозяйственных культур в США активно используется орошение из подземных источников. Сейчас они на грани полного исчезновения, а та вода, что возвращается в землю, насыщена вредными химическими веществами. Берега и акватории рек, озер и морей загрязнены сотнями отдыхающих. Масштабные разливы нефти в океанических водах губительны для всех живых организмов. Предприятия сбрасывают сточные воды напрямую в водоемы без надлежащей очистки.
Поскольку вернуться к исходным данным Земли невозможно, приходится надеяться, что современные разработки по сохранению окружающей среды будут активно поддерживаться населением и дадут результат. Одна из обязательных условий замедления разрушительного действия человека – перестать бездумно эксплуатировать природные источники пресной воды, и учиться использовать ее повторно.
Термин «стоки» обозначает воду, которая использовалась для бытовых, хозяйственных и промышленных целей, после чего загрязнились примесями, изменились химически и физически. К ним относятся и атмосферные осадки с территорий промышленных предприятий и канализационных систем населенных пунктов. Их делят на три категории: производственные, атмосферные и бытовые.
Водные отходы в доходы
Повторное использование стоков значительно сократит потребление ценной питьевой воды. Несмотря на тот факт, что в России сосредоточена значительная часть мирового запаса пресной воды, целый список регионов страдает от недостатка, поэтому сберегающие технологии здесь востребованы. Из-за непродуманной системы водоснабжения в городских и сельских населенных пунктах на все нужды тратится чистая вода. По факту же, некоторые технические нужды можно обеспечивать водой более низкого качества, получаемой из черных и серых бытовых стоков:
- Черные – жидкость из посудомоечных машин, кухонных моек и унитазов;
- Серые – стоки из стиральных машин, умывальников и ванных комнат, в которых отсутствуют следы жизнедеятельности человека.
Разный качественный и количественный состав загрязнения бытовых стоков требует индивидуального подхода к их очистке и использованию. Обработанные серые отходы пригодны для повторного смыва в санузлах и полива садовых насаждений. Черные стоки перед вторым циклом использования должны пройти химическое и биологическое очищение, а после их можно пускать в системы подземного орошения, если подобный вариант будет соответствовать местному законодательству.
Регенерация воды из стоков – это правильное, но дорогостоящее занятие, поэтому максимальное развитие и внедрение технологии получили в странах, которые не имеют собственных достаточных запасов и живут за счет транспортировки воды из других стран.
Знаковый пример – небольшая страна Сингапур. Идею переработки стоков здесь начали внедрять более 40 лет назад. Запущенная в 1974 году система обратного осмоса была закрыта из-за технических проблем и высоких эксплуатационных расходов. Вопрос пресной воды начали решать по второму кругу в 1998 году, а в 2000 – запустили первый завод NEWater. Сейчас на территории государства действует пять станций рекуперации воды, которые покрывают 40% потребности водного ресурса Сингапура, а это почти 1 000 000 кубометров/сутки.
Заводы работают на бытовых и промышленных стоках. После рециклинга вода подается непосредственно в городские водопроводы. Очистка состоит из нескольких этапов:
Второй завод по регенерации стоков находится в Намибии (одна из самых засушливых стран мира). Он работает с 1969 года и на данный момент его доля в обеспечении города Виндхуке питьевой водой доходит до 50%.
Самым грандиозным проектом по переработке стоков должен стать калифорнийский очистительный комплекс. Ожидаемая стоимость создания инфраструктуры мощностью 200 000 000 кубометров/год оценивается в 1 миллиард долларов. Подобный масштаб инвестиций указывает, что местные власти готовы отказаться от импорта питьевой воды и перейти к новой модели водопользования. Ввиду истощения природных источников и огромных массах стоков, решение выглядит более, чем логичным. Проект вызывает опасение у экологов и простых граждан. Первые указывают, что очищенные стоки растворяют мышьяк из глинистых почв, вторые – не верят, что обратный осмос очистит воду от лекарственных препаратов.
Страны, которые слабо занимаются рециклингом воды, должны мотивироваться результатами статистики. В первую десятку стран с самой чистой водой, входят государства с практических 100% глубокой очисткой сточных вод.
В зависимости от степени очистки стоки могут использоваться в охладительных контурах промышленных и исследовательских объектов, полива декоративных и огородных культур и питьевого водоснабжения населенных пунктов. Рациональное использование способствует восстановлению природных водоемов и снизит активность истощения подземных водоносных пластов.
Плюсы и минусы рециклинга сточных вод
Преимуществ переработки стоков в техническую и питьевую воду понятны, но если большие города могут вкладывать большие суммы денег в развитие заводов рекуперации, то маленькие населенные пункты не могут позволить себе подобные установки, а те, что используются, не обеспечивают достаточную очистку.
Главное требование к вторичному использованию сточных вод – полная экологическая безопасность для окружающей среды и санитарно-гигиеническая для населения. Для подобных проектов должны соблюдаться требования перечня нормативных документов по охране здоровья и отраслевые правила промышленности и сельского хозяйства.
В условиях российской экономики пока не предвидится выделения средства на строительство станций регенерации питьевой воды из стоков. Самыми популярными направлениями остается очистка для систем орошения, коммунальных и промышленных предприятий.