ECOLOGY (741238), страница 2
Текст из файла (страница 2)
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:
1) 1000 галлонов рабна 3785 л.
Нижние цифры соответствуют стоимости на крупных предприятиях, обрабатывающих по 100 млн. галлонов в день. Капиталовложения, требуемые для создания установок полной обработки, — порядка 25 млн. долл., а установка для неполной и предварительной обработки обходится в 20 и 10 млн. долл. соответственно. Производство питьевой воды путем полной обработки (полное восстановление) обходится дешевле, чем опреснение (в последнем случае 1000 галлонов стоит не менее 1 долл.) и может вскоре стать дешевле, чем доставка воды по трубам из удаленных источников; По качеству восстановленная вода была бы лучше той, которую пьют сейчас миллионы городских жителей.
В менее густонаселенных областях начинают проявлять .все больший интерес к использованию для третичной обработки не только водных, но и наземных экосистем. Это разумно, так как площадь наземной среды обитания во много раз больше, чем поверхность пресноводных водоемов. Эксперименты, в которых участки земли орошали сточными водами от установки вторичной обработки при помощи разбрызгивателей, показали, что на востоке Украины это позволяет добавить по крайней мере 5 см в неделю такой воды к естественным осадкам, не изменяя качества грунтовых вод. Иными словами, фосфаты, нитраты и другие биогенные вещества, добавляемые в почву с такой скоростью, поглощаются растениями и почвой. Рост зерновых и пастбищных культур и молодых посадок леса при подобном «опрыскивании» биогенными веществами сточных вод также усиливался. Очевидно, такого рода земляной «фильтр» будет обладать большой долговременной емкостью, если удалять биогенные вещества, собирая урожай или путем выпаса. Однако результаты последних экспериментов со всеми типами орошения предостерегают, что при высоком уровне входа биогенные вещества или соли могут постепенно накапливаться. Эксперименты следует, вероятно, продолжать еще много лет, для того чтобы определить истинные возможности третичной обработки на различных типах водосборов. А до тех пор следовало бы исходить из того, что оптимальный ввод должен быть ниже того максимального ввода, который кажется допустимым по данным 3—5-летних экспериментов.
СТРАТЕГИЯ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ И КОНТРОЛЯ НАД НИМИ
Человек располагает тремя возможностями избавления от отходов: 1) сбрасывание без всякой обработки в ближайшее подходящее место) (воздух, река, озеро, почва, колодец или океан); 2) сбор и обработка в определенной ограниченной зоне обработки отходов, где созданы полуестественные экосистемы, такие, как окислительные бассейны, опрыскиваемые леса и земляные насыпи, которые выполняют большую часть работы по разложению и восстановлению; 3) переработка в искусственных хемо-механических регенерационных системах. Первый путь основан на теории «разбавление — решение проблемы загрязнения»; он был и остается главным способом удаления отходов, используемым почти повсеместно. Промышленные предприятия и города обычно расположены вдоль водных путей, что облегчает сбрасывание сточных вод. Очевидно, что такая практика не может продолжаться и ее следует прекратить как можно скорее, чего бы это ни стоило.
Второй луть дает наиболее экономичный способ избежать всеобщего загрязнения окружающей среды достаточно разбавленными, но большими объемами отходов, которые так сильно ухудшили .сейчас качество жизненного пространства человека и угрожают его здоровью. Если мы будем оставлять большие площади для полуестественной обработки отходов, это позволит также сохранять ценное открытое пространство, которое не только улучшает качество окружающей среды вообще, но полезно и в других отношениях (производство пищевых продуктов и волокна, газообмен в атмосфере, места отдыха).
Фиг. 218. Обработка отходов от нефтеочистительного завода в Кременчуге довольна
дешевым способом.
Сточные воды пускают через ряд соединяющихся бассейнов и прудов (Б). На графике (-4) показано образование (Р) и расходование (R) кислорода в каждом пруду. Видно, что «самопроектирующиеся» естественные сообщества прудов разлагают органическое вещество, и, когда вода доходит до 10-го пруда, откуда она сбрасывается в реку, соотношение между Р и К вполне хорошее.
В плане городского района была предусмотрена обширная зона обработки отходов. Два примера устройства таких зон показаны на фиг. 218 (обработка отходов нефтеочистительного завода) и на фиг. 219 (гипотетический план обработки теплового и радиоактивного загрязнения от новой атомной электростанции). В обоих случаях вода, вытекающая из зоны обработки в общую среду обитания, не несет никаких загрязнений. Пруды для обработки отходов во многих случаях «самоконструируются», приспосабливаясь к скорости поступления отходов. Как на их устройство, так и на уход за ними достаточно минимальных усилий со стороны человека. Другим компонентом зоны обработки отходов должны быть большие, хорошо спроектированные и эффективно управляемые земляные насыпи для удаления твердых отходов.
Если мы хотим пойти по разумному пути, предоставив природе значительную часть работы по удалению отходов, то следует оставлять обширные пространства суши и воды незанятыми, что, как уже указывалось, представляет собой одновременно одну из лучших мер предотвращения «переразвития». Так, новые станции очистки нельзя строить по берегам рек или посреди перенаселенных районов, а следует размещать среди природных территорий, достаточно обширных для переработки разрушаемых отходов и для захоронения очень опасных отбросов (таких, как радиоактивные загрязнения, кислоты и т. п.), которые никогда не должны попадать в общую среду обитания.
Фиг. 219. Схема зоны обработки отходов для будущей атомной электростанции (а), расположенной в естественном водосборном бассейне (очерчен пунктиром). Тепловые отходы (т. с. тепловое загрязнение) — вода, используемая для охлаждения реактора (б), вытекают из большого накопительного бассейна в и полностью рассеиваются, испаряясь из сети мелких прудов н систем дождевальных установок. Теплые пруды можно использовать для разведения рыбы, спортивного рыболовства и других видов отдыха и развлечений. Орошение наземных участков водосборного бассейна повышает урожай полезных лесных и сельскохозяйственных продуктов; в то же время пода, пройдя через наземные «живые фильтры», вновь стекает в реки, пруды и попадает в грунт. Слабоактивные и твердые отходы захороняются на специальных участках (г). Высокоактивные отходы отработанного ядерного горючего вывозятся в специальные места захоронения радиоактивных отходов, расположенные вне данной зоны. Состав речных и грунтовых вод и газов из дымовых труб непрерывно регистрируется у плотин id], в специальных скважинах (е) и при помощи специальных установок в трубах. Благодаря такому контролю не допускается утечка загрязнений из зоны. Эта система имеет следующие основные входы и выходы (пронумерованные стрелки по краям схемы): / — поступление солнечного света и атмосферных осадков; 2 — выход радиоактивных отходов в захоронения; 3 — электроэнергия в города и т. п.; 4 — вход ядерного и прочего горючего; 5 — выход пищевых продуктов, волокна, чистого воздуха и т. п.; 6 ~ сток чистой воды для сельского хозяйства, промышленности и городов; 7 — использование для отдыха, а также для обучения и научных исследований. Площадь такой зоны обработки отходов' зависит от климата и рельефа местности, а также от электрических и других силовых установок, требующих охлаждения. Минимальная площадь, необходимая для 100%-ной переработки отходов (загрязнений), с учетом возможных аварий И механических поломок составит 400 га на электростанцию мощностью 2500 МВт. В зоне обработки отходов такой емкости можно было бы разместить также предприятия легкой промышленности. Предприятия тяжелой промышленности следует размещать в пределах собственной зоны обработки отходов.
В прошлом при проектировании городов предусматривали подходящее пространство площадью 20—40 га для зоны обработки отходов. Крупному промышленному комплексу для собственной установки по переработке отходов может потребоваться от 400 до 4000 га (см. подписи к фиг. 218 и 219). Восстановленная вода и извлеченные из отходов полезные материалы с избытком покроют стоимость земельного участка. Отделение промышленных предприятий и аэропортов от жилых районов целесообразно также потому, что при этом уменьшается шум. Самыми большими препятствиями для такого рода «проектирования с природой» являются
разного рода правовые, экономические и политические препятствия. Если владельцы промышленных предприятий и местные власти не разрабатывают (или не могут этого делать из-за неадекватного законодательства) перспективных планов, то людям придется все чаще прибегать к самому дорогому и технически сложному третьему способу — искусственной переработке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
