Ввиду ценности хозяйственно-фекальных сточных вод как удобрения в практике сельского хозяйства они нашли широкое применение.
Ценность сточных вод в сельском хозяйстве заключается в сочетании влажности, необходимой для почвы, с содержанием в ней основных питательных веществ, как например, азота, калия, фосфорной кислоты, азотсодержащих органических веществ (частично действующих как гумусообразователи), дополнительных питательных веществ («микроэлементов») и физиологически активных веществ, а также извести. Ростовые факторы, вносимые вместе с названными веществами, согласно «закону действия» настолько зависят друг от друга, что изменение одного фактора влияет на активность всех других, например, введение азота, повышает степень использования других, находящихся в почве питательных веществ. Поэтому ценность сточных вод в агротехническом отношении не может быть полностью установлена на основании только химического анализа. Следует еще добавить, что содержащийся в сточных водах азот, хотя и имеет наибольшее значение для повышения урожая, однако он подвержен различным изменениям и потерям в почве. Для применения сточных вод в сельском хозяйстве имеет также значение биохимического потребления кислорода (БПК5) и отношение последнего к азоту (N). Тепло также можно рассматривать как фактор, повышающий урожай.
Промышленные сточные воды обычно имеют более однообразный и менее благоприятный состав питательных веществ, чем домашние сточные воды. Поэтому они занимают особое место в отношении дополнительного удобрения, известкования (например, против образования в почве масляной кислоты), плодоводства и т. п.
Во избежание возможных ошибок следует особенно внимательно учитывать накопленный опыт. При решении вопроса о целесообразности применения промышленных сточных вод в сельском хозяйстве следует привлекать к обсуждению не только работников предприятий, но также представителей сельского хозяйства и органов здравоохранения.
К промышленным сточным водам, которые могут быть использованы для этой цели, относятся в первую очередь такие, которые легко доступны биологическому разложению. Это особенно касается стоков пищевой промышленности, некоторых отраслей текстильной промышленности, например льняной или суконной, переработки животных и т. п.
Кроме того, с известным ограничением можно использовать в сельском хозяйстве и такие сточные воды, загрязнениями которых являются органические вещества с незначительной примесью кислот или щелочей. Присутствие последних соединений несколько тормозит процесс биологического разложения. Сюда относятся, например, сточные воды бумажных и картонных фабрик, дубильных и газовых заводов. Поскольку такие загрязнения могут отрицательно повлиять на рост растений, то предварительная обработка или разбавление другими водами является обязательной. Впрочем, такие загрязнения тем менее вредны, чем выше удобряющая способность сточных вод.
Следует исключить из практики использования в сельском хозяйстве все сточные воды, которые заведомо содержат в больших количествах ядовитые или угнетающие рост растений вещества. Сюда относятся сточные воды химической промышленности с сильно меняющейся концентрацией свободных кислот и щелочей, калийной промышленности с высоким содержанием солей, металлообрабатывающих заводов с вредными солями металлов, а также производства кислот и щелочей. Сточные воды, содержащие вредные для почвы вещества (масла и жиры), также не пригодны для использования в сельском хозяйстве.
Можно рассматривать вопрос об использовании сточных вод в сельском хозяйстве с двух точек зрения. Можно считать посевные площади, на которые выливаются сточные воды, как очистные сооружения, с побочной целью получения сельскохозяйственных продуктов или, наоборот, с целью полного использования веществ сточных вод как удобрений. В первом случае площадь может быть небольшой, но нагрузка на нее будет выше, чем во втором случае. Выбор места спуска сточных вод должен быть согласован, иначе может произойти разногласие между интересами сельских хозяйств, заинтересованных в получении максимального урожая, и заводоуправления, заинтересованного в первую очередь в очистке сточных вод.
Предпосылкой для рационального использования сточных вод как удобрения является небольшая нагрузка орошаемых площадей. Поэтому для орошения сточными водами требуются значительные размеры земельных участков. Покупка больших площадей, однако, настолько тяжело ложится на предприятия, что проведение таких мероприятий ставится под вопрос. Поэтому сельскохозяйственные организации должны быть заинтересованы в использовании сточных вод и иметь возможность заключения соответствующих договоров. Такое объединение должно обязаться забирать сточные воды в течение длительного времени. Возможные изменения количества и, в особенности, состава сточных вод вследствие изменения технологического режима должны быть учтены в договоре и в финансировании.
Форма использования сточных вод должна решаться для каждого случаи отдельно. В общем, тут остаются в силе те же положении, какие имеют место и при использовании городских сточных вод. Почва для орошения должна хорошо пропускать воду и не иметь высокого расположения грунтовых вод. Кроме того, она должна иметь горизонтальную или слабонаклонную поверхность с запрудой. Дождевание сточных вод имеет преимущество перед орошением, так как оно менее зависит от рельефа местности и состава почвы. В вегетационный период, при недостатке атмосферных осадков, дождевание сточными водами может восполнить
отсутствие влаги в почве. Зимой сточные воды обычно из экономических соображений выливаются через установку дождевания.
При соблюдении указанных условий, с точки зрения охраны водоемов, радикальным решением вопроса очистки промышленных сточных вод является использование их в сельском хозяйстве. На полях орошении, подвергнутых нормальной нагрузке, разложение органических веществ сточных вод происходит более полно, чем в даже самых усовершенствованных искусственных биологических сооружениях. Кроме того, поля орошения имеют еще одно преимущество – они менее чувствительны к меняющимся колебаниям в количестве и составе сточных вод (в отличие от искусственных биологических установок), отчего работают надежнее последних. Поэтому стоки с полей орошения не создают заметной нагрузки на водоемы и в большинстве случаев их можно спускать даже в водоемы небольшой мощности.