На подлете к крупному мегаполису в окно иллюминатора часто можно видеть круглые пруды, расположенные в геометрическом порядке. Нет, это не следы внеземных цивилизаций, а, наоборот, самые земные сооружения, без которых не может пока обойтись ни один город на планете. Их история начинается с античности, ведь еще в Древнем Риме начали создавать пруды-отстойники для сбора стоков и уже понимали необходимость первичной очистки сточных вод перед сбросом в природные водоемы.

Современная задача очистки сточной воды - комплексная, причем, очистка промышленных стоков крупного металлургического предприятия и городских канализационных стоков требует несколько разных подходов. Но есть общие принципы, которые применяются всегда. Стадии механической, биологической, химической и физико-химической очистки в той или иной степени востребованы в большинстве случаев.

Основная масса нерастворимых загрязнений удерживается с помощью механических методов очистки на решетках, специальных ситах или в отстойниках. Но как быть с тем, что осталось? - На помощь приходит биология и химия. Биологическая очистка сточных вод проводится на специальных биофильтрах с культурами бактерий или в прудах-отстойниках. Часто применяются огромные железобетонные резервуары – аэротенки. В них все, что так не нравится нам, перерабатывается микроорганизмами, населяющими активный ил. Чтобы процесс шел быстрее, используется система аэрации – продувка воздухом, ведь бактериям нужен кислород. Правда, есть и альтернатива – анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде, а продуктом их жизнедеятельности является горючий газ метан, и параллельно с очисткой стоков можно получить некоторое количество этого ценного энергоносителя.

Присутствующие в сточной воде мельчайшие частицы из-за своей небольшой массы не могут самостоятельно опуститься на дно и находятся во взвешенном состоянии. Самый простой способ заставить их оседать – увеличить массу частиц. Для этого они должны начать слипаться друг с другом. Чтобы им помочь в этом, применяются специальные химические реагенты – коагулянты. Как правило, это соли многозарядных катионов, таких как ионы железа или алюминия. Принцип их действия можно описать так: между сближающимися частицами действуют силы электростатического отталкивания, создающие некий барьер, преодолев который, частицы слипаются. Разрушить этот барьер и помогают добавки коагулянтов. Похожим образом действуют флокулянты, такие как кремневая кислота и некоторые полимеры, сцепляющие друг с другом коллоидные частицы.

Для очистки стоков широко применяются и другие химические и физико-химические методы:

• электролитический;
• озонирование;
• фильтрование через ионообменные смолы, позволяющее избавиться от нежелательных анионов и катионов, например, ионов тяжелых металлов.

Подбор методов и стадий очистки, через которые должны пройти стоки, чтобы их можно было без опасений сбросить в реку или повторно использовать, зависит от характера загрязнений и индивидуален для каждого объекта. Такая задача требует сложных инженерных решений.