|
Обычно принято делить обработку нестойких отходов на три стадии: 1) предварительная (первичная) обработка — механическое отсеивание и осаждение твердых веществ (которые сжигают или закапывают); 2) неполная (вторичная) обработка — биологическое восстановление органического вещества; 3) полная, или окончательная (третичная) обработка, 'которая состоит в химическом удалении фосфатов, нитратов, биогенных и других веществ. Полная трехстепенная обработка жидких отходов показана на фиг. 217. Как уже отмечалось, неполная обработка осуществляется в биологической системе, в которой микроорганизмы разлагают биологическое вещество таким же образом, как они делают это в почвах и донных осадках. Наиболее распространенная установка представляет собой систему с активным илом, которая при помощи насоса, обычно электрического, производит аэрацию и перемешивание. Другая система — это система с капельным фильтром, в которой жидкость после предварительной обработки течет под действием силы тяжести по камням или сочится по поверхности пластмассового лотка, образующего аэрируемый слой и напоминающего перекат естественной реки. Систему вторичной обработки весьма полезно изучить на практике по экологии; в качестве руководства можно рекомендовать книгу Хокса (1963).
Предварительная и неполная обработка были недавно скомбинированы в очень компактной установке, которая особенно удобна для пригородов и небольших городов. Следует напомнить, что переработка в меньшем пространстве требует увеличения подводимой мощности (энергии) и более высокой квалификации обслуживающего персонала; любая неполадка сопровождается поступлением необработанных сточных вод в окружающую среду. Это вновь служит иллюстрацией принципа, согласно которому повышение сложности и эффективности в использовании пространства требует увеличения затрат энергии на «откачивание неупорядоченности».
По стоимости сооружения и эксплуатации самыми дешевыми являются окислительные пруды. Это неглубокие водоемы (1 — 1,5м глубины), устроенные так, чтобы поверхность соприкосновения с воздухом была максимальна. Отходы закачиваются на дно пруда, и водоросли, бурно растущие в верхней освещенной зоне, обеспечивают аэрацию.
Фиг. 217. Три стадии обработки сточных вод и других органических отходов.
Многие крупные и мелкие города уже имеют установки для предварительной (первичной) обработки; большинство предполагает начать производить неполную (вторичную) обработку в ближайшие годы. Полную (третичную) обработку необходимо ввести как можно скорее, иначе крупные город захлебнутся своими собственными отбросами.
Эти пруды действуют как аэробно-анаэробные системы, подобно естественно плодородным лагунам. Применение таких полуестественных устройств требует много места (около 0,5 га на обработку бытовых отходов 100 чел.) и разумного обращения. Производительность их можно повысить при помощи дополнительных устройств для механической аэрации. Такие пруды сейчас широко применяют для обработки бытовых сточных вод в пригородных районах, особенно в теплом климате. Эффективны они также для частичной обработки отходов бумажных и текстильных фабрик, фабрик, выпускающих пищевые продукты, и т. д. Несомненно, что такие пруды будут шире использоваться в будущем для переработки отходов с птицеферм и скотных дворов. В настоящее время эти отходы животноводства почти не обрабатываются, что является причиной очень серьезного загрязнения водных путей (вспомните, что на земле примерно в пять раз больше домашних животных, чем людей, если, так сказать, привести их к одному знаменателю). Следует подчеркнуть, что окислительные пруды производят не полную обработку, а превращение: органическое вещество-загрязнитель превращается в вещество водорослей и биогенные вещества, которые выносятся в естественную среду, где для них должно иметься адекватное пространство и возможность включения в пищевые цепи. Здесь напрашиваются такие решения, как сбор урожая водорослей на корм скоту или использование прудовых стоков для аквакультуры, ирригации и других полезных целей, но все это требует дальнейших исследований.
Даже после относительно полной вторичной обработки, сток еще, конечно, сильно загрязнен биогенными веществами и непригоден для прямого использования человеком. В то время как технология вторичной обработки достаточно развита, третичная обработка находится еще главным образом на стадии экспериментальных установок. Большинство городов все еще стремится к достижению адекватной вторичной обработки, тогда как им следовало бы добиваться полного восстановления путем третичной обработки. Тысячи мелких городов и пригородных районов не производят вообще никакой обработки или в лучшем случае производят только грубую первичную обработку. Как указывалось выше, отходы индустриализованного сельского хозяйства почти не обрабатываются. Человек рассчитывает, что третичную обработку произведет природа, и она могла бы делать это очень эффективно, если предоставить ей достаточно места. Осложнения начинаются после того, как пространство, необходимое для естественной обработки отходов, человек застроит городами, сельскохозяйственными и промышленными предприятиями, которые производят дополнительные загрязнения. В результате ему приходится прибегнуть к искусственной третичной обработке, которая в несколько раз дороже обычной вторичной обработки. Стефенс и Вайнбергер (1968) приводят сравнительную стоимость разных стадий обработки отходов:
|