Фильтрация сточных вод в почву, вероятно, является самым старым методом их устранения. В виде различных дренажных ям мы встречаем фильтрацию почти во всех средневековых городах, в особенности там, где почва легко пропускает воду. В настоящее время в промышленных районах или в крупных населенных пунктах дренирование и фильтрация в почву запрещены, или, во всяком случае, для этого требуется специальное разрешение. Такой метод удаления отходов может привести к сильным загрязнениям почвы. Грунтовые воды в зависимости от состава почвы и минеральной породы иногда могут быть также загрязнены на большом расстоянии как хозяйственно-фекальными, так и промышленными сточными водами.
В местах, отдаленных от промышленных районов и населенных пунктов, лишенных возможности включения в канализационную сеть, при подходящих качествах почвы и только при соблюдении известных условий дренирование является целесообразным методом устранения сточных вод, особенно если их количества невелики. В случае применения этого метода следует обратить особое внимание на водоснабжение прилегающих районов и принять меры против загрязнения колодцев.
Специальной разновидностью фильтрации в грунт является подпочвенное орошение, способ, применимый в случае небольших количеств сточных вод, загрязненных органическими веществами и при благоприятных условиях грунта. Загрязнение почвы в этих случаях меньше, чем при использовании дренажных ям, так как сточные воды распределяются на большую поверхность и в результате прохождения грунта подвергаются очистке. Кроме того, сточная вода подвергается и некоторой биологической очистке, соприкасаясь с организмами почвы. В небольшой степени сточные воды используются для орошения и удобрения почвы. Все же при любом виде обработки почвы некоторое количество сточных вод просачивается на поверхность, не распределяясь равномерно по всей толще почвы. В среднем при наших климатических условиях просачивается 30% сточных вод. При обводнении больших площадей атмосферными осадками просачивание не играет большой роли.
Принципиально отличным от фильтрации сточных вод в поверхностные слои почвы является глубинный подземный выпуск с использованием низших горизонтов грунтовых вод. Условием для работы таких установок, особенно при длительной их эксплуатации, является тщательная предварительная очистка сточных вод. Погружение с помощью глубоких колодцев применяется обычно к таким сточным водам, которые никакими другими методами не могут быть очищены. Это относится к сточным водам с большой концентрацией неорганических веществ, например к сточным водам калийного производства, а также к сточным водам, содержащим органические вещества, которые с трудом или совершенно не поддаются биологической или химической очистке.
Ввиду большой важности сохранения ресурсов грунтовых вод следует выбирать для спуска сточных вод такие формации, воды которых не используются ни промышленностью, ни населением. Необходимой предпосылкой для успешного использования глубинного подземного выпуска является наличие подходящего состава минерального грунта. Благоприятными являются песчаник или грубые пески, содержащие зерна величиной в 1 мм или больше. Они должны залегать, по крайней мере, на 100-метровой глубине, иметь большую протяженность и равномерный состав. Известняки, доломиты, гипс и другие минералы также пригодны для выпуска сточных вод, если они расположены на значительной глубине, а трещины и щели в них не заполнены глиной, известковым шпатом и т. д. В общем можно считать, что всякий пласт, который при проходе шахты дал много воды, пригоден для спуска воды. Поэтому в подобных случаях решение принадлежит геологам и гидрологам.
Для подземного выпуска особенно пригодны старые шахты, залитые водой, так как в этих случаях заранее можно считать установленным наличие подходящих минеральных слоев. В большинстве случаев приходится бурить отверстия для достижения минерального слоя. Место выпуска необходимо выбрать на такой большой глубине, чтобы при всех обстоятельствах избежать соприкосновения с верхними горизонтами грунтовых вод. Особенно надо следить за тем, чтобы место выпуска находилось под подошвой всех старых колодцев и буровых скважин для колодцев или предполагаемых водопроводных станций ближайших окружающих районов.
Поглотительная способность многих минеральных пород бывает очень значительной (до нескольких сот куб. метров на каждую буровую скважину в течение 24 ч). Трудно с уверенностью сказать, в течение какого времени она сохранится. Однако, судя по наполнению пустых пространств, до полного истощения может пройти много времени, возможно несколько столетий. В то время как на одних местах выпуск сточных вод происходит без какого-либо вреда, в других местах приходится опасаться возможности обратного подъема сброшенных сточных вод и их проникновения в поверхностные горизонты грунтовых вод.
В горном деле глубинный выпуск сточных вод не представляет опасности, если горизонт и место выпуска выбраны в геологическом и гидрологическом отношении правильно и сбрасываемые сточные воды не обладают способностью разрушать минеральную породу. В противном случае может случиться, что вода пробьет себе путь в каком-то направлении, потечет по новому пути и вызовет появление новых не предусмотренных опасных последствий.
Принципиальные возражения против глубинного выпуска сточных вод заключаются еще в том, что никогда нельзя с уверенностью сказать, в каком водоеме окажутся данные грунтовые воды. Нельзя также точно предвидеть, произойдет ли действительно разбавление грунтовыми водами, и в какой мере, и можно ли быть уверенным в том, что это разбавление настолько равномерно, что его можно учитывать при составлении планов водоснабжения.
Существуют наблюдения, согласно которым ожидаемое равномерное разбавление сточных вод, по крайней мере, до настоящего времени, не подтвердилось. Во всяком случае, легче и надежнее регулировать прямой спуск сточных вод в поверхностный водоем, если он производится равномерно с учетом вводимых веществ, чем спуск их в глубинные слои земли. Можно ожидать улучшения состава сточных вод, содержащих много солей, только в той мере, в какой падает концентрация от разбавления грунтовыми водами. Опыт показывает, что содержание хлоридов не меняется при прохождении через природные или искусственные слои почвы. Жесткость также практически не меняется, даже если растворенные соли подвергаются превращениям в присутствии соединений, способных к обмену. Поэтому опасность повышения
жесткости и содержания хлора за счет поступающих грунтовых вод остается в силе.
Имеются серьезные возражения против глубинного выпуска кислых сточных вод. Как правило, песчаные и кремневые почвы, проводящие воду, не содержат таких количеств карбонатов кальцин и магния, которые могли бы в течение длительного времени нейтрализовать большие количества кислот. Поэтому вскоре после прохождения через почву таких вод начинает повышаться кислотность грунтовых вод. Таким путем предприятия нередко загрязняли свои собственные колодцы и почву на площади в несколько кв. километров. В грунтовых водах действие кислых сточных вод проявляется в увеличении некарбонатной жесткости до тех пор, пока не исчезнет карбонатная жесткость.
Изменения глубинных грунтовых вод, зависящие от выпуска сточных вод, могут иногда очень долго сохраняться и наблюдаться в течение десятилетия.
Таким образом, метод глубинного выпуска сточных вод вызывает определенную неуверенность в отношении дальнейшей судьбы сточных вод. На такой глубине они не доступны контролю и управлению со стороны человека и нельзя заранее предсказать возможные пагубные последствия, их размеры и продолжительность.