Существуют различные способы очистки сточных вод: механический; физико-химический; химический; биологический. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов. Химические и физико-химические методы наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. Биологический метод широко используют для очистки коммунально-бытовых сточных вод, промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий. В процессе очистки предусматривают обработку осадка и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоёмы.
При механической очистке из сточных вод путём процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются нерастворимые механические примеси различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы и др.). Для этих целей применяют решётки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры), задерживают нефте - и маслоловушками либо выжигают.
К основным химическим способам относят нейтрализацию (вводят специальные реагенты – известь, кальцинированную соду, аммиак) и окисление (вводят различные окислители), с помощью которых сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.
При физико-химической очистке используются:
1) коагуляция – введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и др.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;
2) сорбция – способность некоторых веществ (активированного угля, силикагеля, торфа и др.) поглощать загрязнение; этим методом возможны извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация;
3) флотация – пропуск через сточные воды воздуха; газовые пузырьки при движении вверх захватывают поверхностно-активные вещества (ПАВ), нефть, масла, другие загрязнения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.
Биологический метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды), содержащиеся в сточных водах. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов (плесени, дрожжей, инфузорий и др.), мелких беспозвоночных животных (коловраток) и твёрдого субстрата. Важно правильно подбирать температуру, рН, добавки, условия перемешивания, чтобы создавать необходимые условия для жизнедеятельности активного ила.
Биологическую очистку сточных вод ведут с помощью естественных методов (полей орошения, полей фильтрации, биологических прудов) и искусственных методов (аэротенков, метантенков, биофильтров). Осветлённая часть сточных вод очищается в аэротенках – специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащённые кислородом и смешанные с активным илом. После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других сильных окислителей. При этом уничтожаются болезнетворные микроорганизмы. После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в метантенках (железобетонных резервуарах), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивания. Подсушенный осадок используется как удобрение. Однако если в сточных водах обнаружены вредные вещества (в т.ч. тяжёлые металлы), то такой способ утилизация осадков запрещается.
Биологический метод является завершающим в системе очистки сточных вод, и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном (многократном) водоснабжении или сбрасывать в поверхностные водоёмы.
В последние годы активно разрабатываются но вые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:
1) электрохимические методы (основаны на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации);
2) мембранные процессы очистки (ультрафильтры);
3) магнитная обработка (позволяет улучшить флотацию взвешенных частиц);
4) радиационная очистка воды (позволяет в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;
5) озонирование (при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы).
Экологическая защита почв включает следующие мероприятия:
1) защита почв от водной и ветровой эрозии;
2) мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);
3) рекультивация нарушенного почвенного покрова;
4) защита почв от загрязнения;
5) предотвращение необоснованного изъятия земель из сельхозоборота.
Основные загрязнители почвы: пестициды; минеральные удобрения; различные отходы; газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; нефть и нефтепродукты. Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы защиты растений (биологические, агротехнические и др.); не применяют особо опасные и стойкие пестициды; повышают природную способность почв к самоочищению; используют бактерий, деградирующих нефть и др.
При проведении строительных и иных работ, связанных с механическим нарушением почвенного покрова, предусматривается снятие, сохранение и нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли. Плодородный слой вывозится и складируется в специальных временных отвалах (буртах). Рекультивация (восстановление) нарушенных земель осуществляется последовательно, по этапам.
Технический этап рекультивации означает предварительную подготовку нарушенных территорий: планировку поверхности, снятие плодородных почв, ликвидация нефтяных загрязнений, засыпка карьерных выемок, разборка отвалов и терриконов, закладка пустыми породами выработанных подземных пространств, агротехнические мероприятия и т.д.
Цель биологического этапа – создание растительного покрова на подготовленных участках, восстановление продуктивности нарушенных земель, формирование зелёного ландшафта. Работы по биологической рекультивации ведут на основе знания развития сукцессионных процессов. Очень сложно рекультивировать нефтезагрязнённые земли, т.к. они имеют обеднённую биоту и содержат канцерогенные углеводороды типа бенз(а)пирена. В таких случаях проводят рыхление и аэрацию почвы для стимулирования почвенной углеводородокисляющей микрофлоры, вносят бактериальные препараты.
При необходимости выполняют строительный этап рекультивации, в ходе которого на подготовленных территориях возводят здания, сооружения и другие объекты.