Төменгі мөлшерлі сарқынды суларды тазарту үшін кең таралған әдіс биологиялық тазарту әдісі
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1 Ластанған сарқынды суларды биологиялық әдіспен тазалаудың негіздері
1. Табиғи су қорының классификациясы және оларды ластаушы көздер ... .7
2. Суды тазалаудың
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..17
1.3 Өндіріс орындарынан шыққан сарқынды суларды тазалаудың биологиялық
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 24
1. Тазартылған сарқынды суды шаруашылықта пайдаланудың тиімді жолдары
1. Тазартылған сарқынды сулар және оларды қолдану жағдайлары ... ... ... 36
2. Тазартылған сарқынды сулардың қоршаған табиғи ортаға тигізетін
әсерлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
3. Тазартылған суларды суғаруға пайдалануды экологиялық тұрғыдан
бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
Қолданылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...49
КІРІСПЕ
Қазақстан-2030 даму стратегиясының Экологиялық қауіпсіздік
бөлімінде қоршаған ора мен қоғам арасында үйлесімділікке жетуі, және
Қазақстан Республикасының табиғат қорғау қызметінің негізгі приоритеті
болып табылатын экологиялық қолайлы тіршілік ортасын дамыту жолдары
қарастырылған. Қоршаған орта сапасын жақсарту үшін республикада Қазақстан
Республикасының экологиялық қауіпсіздік концепциясы, Қазақстан
Республикасының экологиялық кодексі, Қазақстан Республикасының тұрақты
даму стратегиясы және басқа да табиғи ресурстарды қорғау және тиімді
пайдалану бойынша мөлшерлік – әдістемелік және құқықтық құжаттар
қабылданды.
Осы орайда адамзат баласының күнделікті өмірлік талаптарын
қанағаттандыру үрдісінде пайда болған биология мен ауылшаруашылығы
ғылымдарының жаңа саласы – биотехнология ғылымы пайда болды.
Ол әртүрлі микробиологиялық синтезді, генетикалық және клеткалық
инженерияны, ферменттер инженериясын қолдану арқылы өсімдіктердің, жан –
жануарлардың организміне ықпал ететін және жасанды қосылыстарды өндірістік
реакторларды алу үшін көп бағытта жүргізілетін ғылыми – техникалық
прогрестің кешенді саласы.
Биотехнология грек сөздерінен алынған. Биос – өмір, тіршілік, техника –
өнер, шеберлік, логос – ілім. Бір сөзбен айтқанда: өсімдіктердің,
жануарлардың жоғарғы дәрежеде өнім беретін сорттарын және породаларын
шығару технологиясы деген мағына береді.
Биотехнологияның пайда болуы, дамуы XX ғасырдың екінші жартысынан
басталды. Ал XX ғасыр Биология ғасыры деп аталатыны белгілі, өйткені XX
ғасырда өте ірі биологиялық жаңалықтар ашылды. Биотехнологияның ғылыми және
технологиялық маңызының бірі – оның өсімдіктердің және жан – жануарлардың
түбегейлі және құпия сыры – өзін-өзі тудыратынын ғылыми деңгейде
түсіндіруде.
Биотехнология қолданбалы ғылым саласы. Өсімдіктер және жан – жануарлар
физиологиясы, биохимиямен тығыз байланысты болады.
Клетка инженериясы. Клетка инженериясы сома (дене) клеткаларын
будандастыруға, яғни жынысқа қатысы жоқ клеткалардың қосылып біртұтас
бірлік беруіне негізделген. Клеткалардың қосылуы толық немесе жартылай,
клетка – рецепиент донор клеткасының цитоплазмасын, митохондрияларын,
хлоропластарын, ядроның геномын немесе оның кесек бөлшектерін қабылдауы
мүмкін генетикалық информацияның аз ғана бөліктерін беру генетикалық
инженерия технологиялары жүзеге асырылады. Жыныстық шағылыстыруға қарағанда
сомалық будандастық филогенездік жағынан бір – бірінен алыс түрлері қосуға
кең мүмкіншілік береді. Осы биотехнологиясымен әртүрлі өсімдіктердің
клеткасын бірімен – бірін қосып қалыпты будандар, мысалы темекі мен
картоптың, капуста мен турнепстің т.с.с. алынады.
Өсімдіктер мен жануарлар ген инженериясы. Өсімдіктерге және жануарларға
ген таситын вектор ретінде вирустарды пайдалануға болады. Әдетте олар ауру
тудыратын вирустар, әсіресе рак дертін тудыратын вирустар, кері
транскриптаза ферменті арқылы өзінің РНК – сының көшірмесін ДНК түрінде
синтездеп оны жануарлар және өсімдіктер клеткасының ДНК – сының құрамына
енгізеді. Олардың вектор болуы осыған негізделген.
Өсімдіктер мен жануарлар клеткаларына негізделген биотехнология.
Жануарлар мен өсімдіктер клеткалары биологиялық белсенді заттар
өндірушілері, сонымен қатар, иммунобиотехнология бар.
Гибридологиялық технология – ісік клеткаларымен В-лимфоциттерді қосу
негізінде клеткалық буындарды немесе гибридомаларды алу технологиясы.
Микроағзалар биотехнологиясы. Ол адамзат баласының көне заманнан бері
қарай айналысып келе жатқан үйреншікті технологиясы.
Биотехнология биологияның көрнекті салаларының бірі ретінде кейінгі
кезде өте қарқынды түрде дами түсті. Биология ғылымының саласы – биосфера
әлемін жан – жақты зерттеп өте үлкен ғылыми жаңалықтар ашты. Ол физикалық
және химиялық технологияны пайдалана отырып жылдам дамыды. Адам және жан –
жануарлар ағзаларындағы маңызды биологиялық құбылыстарды зерттеп, зат
алмасудың неше түрлі реакцияларына сипаттама берді, оларды дәл формула
ретінде көрсете білді. Алып және күрделі молекулалар тірі организмдердің
басты биохимиялық ерекшелігі екендігі анықталды [1].
Биотехнологияның жетістіктері бүгінгі медицинада, ауыл шаруашылығында
(селекция, өсімдіктер өсіру) биохимияда өсімдіктердің физиологиясында
қолданылады. Биотехнологияның зерттеу объектісі – тіршіліктің негізі болып
саналатын белоктарды, нуклеин қышқылдары ДНК – ғы генетикалық және
биологиялық ақпарат қалай жиналады және сақталады, бір ұрпақтан екінші
ұрпаққа қалай берілетіндігін заңдылығын атап көрсетіп келеді. Кейінгі кезде
биотехнология пәні заңды түрде жоғарғы оқу орындарында арнайы курс ретінде
оқытыла бастады.
Қазіргі заманғы биотехнология басқа да ғылымдармен тығыз байланысты. 1
сурет.
Қазақстан Республикасы өндірісінің ғылыми техникалық қамтамасыз ету
мемлекеттік бағдарламасы бойынша 2002-2006 ж.ж. сарқынды суды тазарту,
мұнаймен ластанған топырақтағы микроағзаларды қолданып тазарту, және т.б.
Яғни биотехнологияның тиімді қарапайым әдісі биологиялық әдісті пайдалану,
магистерлік диссертациялық жұмыс осыған арналған.
1 ЛАСТАНҒАН САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ БИОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСПЕН ТАЗАЛАУДЫҢ НЕГІЗДЕРІ
1.1 Табиғи су қорларының классификациясы және оларды ластаушы көздер
Төменгі мөлшерлі сарқынды суларды тазарту үшін кең таралған әдіс
биологиялық тазарту әдісі. Сарқынды суларды биологиялық тазарту сарқынды
судағы органикалық қосылыстарды толық биологиялық минерализациялауға
негізделген. Белгіленген тазарту тиімділігіне байланысты тазарған сарқынды
судағы органикалық заттардың құрамы 10 мгдм3-ден аспауы қажет.
Сарқынды суларды биологиялық тазарту, әсіресе тұрмыстық сарқынды суды
тазарту кезінде пайдаланылатын негізгі шара, бұл белсенді тұнбаның
қасиеттерін зерттеу және осы зерттеулер нәтижесінде тиімді тазарту
технологиясын жасау мүмкіндігі туады.
Зерттеулермен бекітілгендей, белсенді тұнбаның күйі оның масса
бірлігіне келетін органикалық ластардың мөлшеріне байланысты. Осыған
байланысты белсенді тұнбаның дамуы және ең бастысы оның өсу қарқыны шартты
түрде үш фазаға бөлінуі мүмкін. Жоғары жүктемелермен өтетін үздіксіз
(логарифмдік) өсудегі бірінші фазадағы сарқынды сұйықтықтағы органикалық
заттардың көп мөлшерінің болуы үздіксіз дамудағы микроағзалардың жалпы
санының тез көбеюін қамтамасыз етеді. Баяу өсімдегі екінші фазада
жүктемелер едәуір төмен, және органикалық лас заттардың жеткіліксіз
мөлшеріне байланысты микроағзалардың көбеюі біраз қысқарады. Түсіп жатқан
органикалық лас заттардың мөлшері және тұнбаның өсуі арасында белгілі бір
қатынас орнатылады.
Эндогенді ауалану үшінші фазасында белсенді тұнба микроағзаларының
көбеюі органикалық заттардың жетіспеуінен баяулайды. Тұнба аштық күйінде
болады. Бұл белсенді тұнба микроағзаларының сарқынды сумен түскен тек
органикалық заттарды ғана емес, сонымен қатар құрып кеткен микроағзалардағы
органикалық заттардың үлкен бөлігін пайдалануды, яғни белсенді тұнбаның
өзінің органикалық бөлігін минералдауды мәжбүрлейді.
Төменгі мөлшерлі ластанған сарқынды суларын тазарту үшін екінші және
үшінші фазалар арасындағы өтпелі кезең, сондай-ақ белсенді тұнба дамуының
үшінші кезеңі де қызығушылық тудырады. Көрсетілген фазалар аралығындағы
өтпелі кезеңде жаңадан пайда болған және жойылып жатқан жасушалар санының
арасындағы тепе – теңдік нәтижесінде бактериялар мен микроағзалардың тірі
жасушаларының тұрақты саны анықталады. Белсенді тұнба дамуының үшінші
фазасында секілді, мұнда да жойылған жасушалардың органикалық заттары қайта
органикалық заттардың биохимиялық ыдырауға бейім түрлерінен басқалары тірі
микроағзалармен қолданылады. Соңғыларының жиналуы салдарынан белсенді
тұнбаның өсуі байқалады, бірақ бұл өсімнің аздығы сонша артық белсенді
тұнбаны 1-4 ай сайын жоюға болады. Минералданудың жоғары дәрежесі тұнба
алаңдарында кептіруге дейін немесе механикалық залалсыздандыруға дейін
тұнбаны алдын – ала өңдеу қажеттілігін қысқартады [3].
Төменгі мөлшерлі ластанған сарқынды суды тазарту технологиясын
жеңілдету мақсатымен оларды бірінші ретті тұндыруды алып тастауға болады.
Осылайша, көрсетілген фазада белсенді тұнба дамуы үшін жағдайлар жасап,
өткізу мүмкіншілігі төмен қондырғылар үшін маңызды сарқынды суды тазартудың
өте қарапайым технологиялық сұлбасын жасауға болады. Бұл әдіс толық тотығу
әдісі деп аталады, себебі бұл бойынша сарқынды суды тазарту кезінде
айтарлықтай қалдық алынбайды.
Белсенді тұнба дамуының үшінші фазасында қоректендіруді толық тоқтатқан
кезде микроағзалардың жойылуы және белсенді тұнбаның минералдануы жүреді.
Бұл құбылыс аэробты тұрақтандыру деп аталатын артық белсенді тұнбаны өңдеу
әдісінде қолданылады, себебі оның нәтижесінде тұнба шіруге қабілетсіз, яғни
тұрақты қасиеттерге ие болады. Тұнбаны өңдеу микроағзалардың демалуы және
органикалық заттардың минералдануы үшін қажетті ауаны беру кезінде жүзеге
асады.
Осы әдісті қолданып жұмыс істейтін қондырғыларда сарқынды суды тазарту
екінші фаза дамуында болатын белсенді тұнбамен, яғни қарапайым аэротенктер
үшін сипатты жүктемелермен жасалады, ал пайда болған артық белсенді тұнба
аэробты тұрақтандыру үшін үздіксіз жойылып отырады. Мұндай қондырғылар
толық тотығу әдісі бойынша жұмыс істейтін қондырғыларға қарағанда анағұрлым
күрделі технологиялық сұлбаға ие, себебі бұл әдіс барысында тұнбаны өңдеу
үрдісі қосылады; алайда олар аэротенктегі анағұрлым жоғары жүктемелер
салдарынан кішкене көлемді ғимараттарға ие.
Соңғы кездері аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы сарқынды
суларды биологиялық тазарту көптеген ғалымдардың жұмыстарында жарық көруде,
бұл да қызығушылық тудырады. Осыған орай ғылыми зерттеулер жүргіздік.
Органикалық заттарды аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы
деградациялау жинақталған реакция нәтижесінде әртүрлі энергетикалық баланс
негізінде өтеді. Аэробты биологиялық тотығу кезінде глюкозалар өзіндегі 59
% энергияны биомассаның өсуіне жұмсайды ал 41 % -ы жылу жоғалуын құрайды.
Міне, осы жағдайға байланысты аэробты микроағзалардың белсенді өсуі
байқалады (2-сурет). Яғни, неғұрлым өңделетін сарқынды судағы органикалық
заттардың мөлшері жоғары болса, онда биомассаның өсу жылдамдығы да және
белсенді тұнбаның мөлшеріде жоғары болады. Сонымен біз қарастыратын
төменгімөлшерлі (ОБҚ5 – 120 мгдм3- ға дейін) ластаған сарқынды суларды
биологиялық тазартудың өзіндік қиындылықтары бар екендігін байқауға болады.
Сондықтан біз үшін анаэробты микроағзалар арқылы тазартудың маңызы зор.
Анаэробты деградация кезінде глюкозалар 8 % энергияны биомассаның
өсуіне, 3%-ы жылу жоғалуына ал қалған 89 % метанға жұмсалады. Сонымен
анаэробты микроағзалар баяу өседі және жоғары мөлшерлі субстратты қажет
етеді [4].
Аэробты микроқұрам белсенді тұнбада қалыптасып, әр түрлі
микроағзалардан тұрады. Олар бір-бірімен байланыссыз органикалық заттарды
тотықтырады [12].
Соңғы жылдары жаңа микроскоп көмегімен бірнеше түрлі бактериялар
түрлерін анықталды. Олардың ішінде: Paracoccus, Caulobacter,
Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas,
Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter,
Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus,
Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus тағы басқалары бар. Бүгінгі күні
5 %-ға дейінгі түрлерін анықтауға болады. Сонымен қатар біздің байқауымызша
аэробты процеске қатысатын микроағзалар құрамында анаэробты бактериялардың
бастапқысы болып табылатын бактериялардың да кездесетіні анықталды.
Аэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті нитрификация процесі және
анаэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті денитрификация процесі деп
аталатынын ескерсек, онда нитрификация және денитрификация процестерінің
өту қарқындылығына мына факторлар әсер етеді: рН, температура, ерітілген
оттегінің мөлшері, аммонийлі азот мөлшері, белсенді тұнба мөлшері,
нитраттар және нитриттер мөлшері, белсенді тұнба жасы, т.б.
Сонымен биологиялық тазарту процесінің теориялық негізіне сүйенсек,
төменгімөлшерлі ластанған сарқынды суларды биологиялық тазарту үшін
нитрификация және денитрификация процестері бірге өтетін ғимараттарды
дамытудың маңызы зор. Ал анаэробты микроағзалар арқылы болатын
денитрификация процесін қалыптастыру үшін әр түрлі конструцияларда жүктеме
түрлерін жетілдіру қажет [10; 29].
Табиғат байлықтарының қымбатты түрлерінің бірі – су. Дүние жүзінде
көптеген өнім мен тағамға айырбас боларлық заттар табылғанымен суды
алмастыратын зат табылған жоқ.
Су адамдар мен жануарлардың дене құрамына кіріп, онда болатын зат және
энергия айналымына қатысады. Бұл айналымдар тек сулы ортада жүретінін
ескерген жөн.
Су – түсі, исі және дәмі жоқ сұйық зат, жақсы ерітуші, үстіңгі кернеуі
өте жоғары, айқын капиллярлық (жіңішке түтік пен сұйық заттың жоғары
көтерілуі) қасиеті бар. Осы қасиеті топырақтағы су ерітінділерін өсімдіктер
бойына сорып алып күн көруі үшін өте қолайлы.
Жер шарындағы сулар үнемі қозғалыста болып, барлық бос сулар, олардың
агрегаттық (сұйық, бу, мұз түрлерінің, жиынтық атауы) күйіне қарамастан,
жердің гидросфера деп аталатын қабатына жатады.
Жер бетінің 77,5 пайызын (мұздарды, батпақтарды қосып есептегенде) су
алып жатыр.
Су қорларына өзен, көл, теңіз, жер асты, таулар мен поляр шеңберіндегі
мұздар, атмосфералық ауадағы ылғал кіреді.
Өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, тұрмыстық қажетке көбінесе өзен, көл
және жер асты тұщы сулар жұмсалады. Олардың қоры бүкіл гидросферадағы судың
тек 1 пайызы ғана.
Көлемі және су қорларының мөлшері жөнінде гидросфераның ең ірі бөлігі –
мұхиттар. Мұхит суларында пайдалы кендер, биологиялық ресурстар, энергия
қуаты, химия және дәрі – дәрмек өнеркәсіптері үшін қажетті шикізаттар қоры
өте көп. Құрлықта жыл сайын азайып бара жатқан пайдалы кендер орнын мұхит
суларынан толтыруға әбден болады. Сондықтан да ірі мемлекеттер мұхиттарды
өзара бөлісіп менің меншігім деген белгілерін қойып жатыр.
Теңіз суында алтынның, магниттің, платинаның, алмаздың, тантал –
ниобиттің, цирконийдің, тағы басқаларының қоры құрлықтағы мөлшерге тең.
Онда көмірдің, темірдің, мыстың, никельдің, қалайының қорлары да көп.
Теңіз суында минералды заттар да аз емес. Ондағы ас тұзын, натрий
сульфатын, калий тұзын, бромды, магнийді, иодты бірқатар елдер қазірдің
өзінде пайдаланып жүр. Теңізде құрылыс материалдары да бар. АҚШ пен
Ұлыбритания жыл сайын 600 млн. тонна құм, қиыршық және ракуш тастарын
алады. Теңіз түбінде фосфорит, қызыл саз, әк қорлары да жеткілікті.
Мұхиттар мен теңіздер жер шарында өнетін биологиялық өнімдердің 43 пайызын,
оттектің 50-70 пайызын береді.
Біз үшін тұщы судың маңызы өте үлкен. Өзендер мен көлдердегі тұщы сулар
қоры гидросфера ресурсының 1 пайызына да жетпейді. Дүние жүзіндегі тұщы су
қоры адам басына шаққанда 1970 жылы 11 мың м3 шамасында болады. Басқаша
айтқанда 30 жылда екі есеге жуық кемиді. Құрлық бетінде тұщы сулар қоры
бірдей орналаспаған. Мысалы, Аляска мен Гвианада 1 адамға 2 миллион м3,
Жаңа Зеландияда 100 мың м3 болса, Африкада тек 1-2 мың м3 келеді.
Адамдар көп тұратын, өнеркәсібі мен ауылшаруашылығы өркендеген
аудандарда тұщы сулар тапшы, ал адамы аз, шаруашылығы мешеу Сібір жерінде
үлкен өзендер мен тұщы көлдер өте көп.
Қазақстан Республикасы да тұщы су қоры тапшы елдер қатарына жатады. Көп
жылдық мәліметтерге қарағанда өзендердің жылдық ағын мөлшері 64,8 текше
шақырым шамасында. 1 текше шақырымға бөлгенде секундына 0,8 литрден келеді.
Бұл Орта Азия елдеріндегі ең төмен көрсеткіш.
Республика территориясында ұзындығы 10 шақырымнан асатын 8 мыңнан астам
өзендер бар. Олардың ішіндегі ірілері – Ертіс, Жайық, Сырдария, Іле
еліміздің шеткі аймақтарын басып өтеді. Ертіс, Есіл, Тобыл өзендерінің су
деңгейі төмен, көктемде ғана жайылып ағады. Еліміздің басты өзендеріне
Жайық, Ойыл, Үлкен және Кіші Өзен, Сағыз, Жем, Тобыл, Есіл, Торғай, Ырғыз,
Нұра, Шідерті, Сілеті, Сарысу, Қараертіс, Ертіс, Арыс, Сырдария, Талас, Шу,
Іле, Қаратал, Ақсу, Лепсіні жатқызуға болады. Таудан бастау алатын Үлкен
Алматы, кіші Алматы, Қаратал, Есік өзендерінде сел тасқындары болып тұрады.
Қазақстанда көлемі 1 гектардан асатын 48262 көл бар. Олардың орташа
тереңдігі 1-8 метр аралығында болғанымен кейбіреулері онан көп терең.
Мысалы Алакөлдің тереңдігі 45 метрге дейін, Үлкен Шабақты көлі 37 метрге
дейін, Шортанды 31, Марқакөл 27, Балқаш 26 метрге жетеді.
Қазақстанда 4 мыңнан астам бөгеттер мен бөгендер бар. Олардың жалпы
көлемі 10 мың шаршы шақырымға, су мөлшері 90 текше шақырым шамасында.
Бөгендер негізінен өнеркәсіп орталықтарынан су және элекрт қуатымен
қамтамасыз ету, маңайдағы жерлерді суландыру үшін салынған. Олардың ішінде
ірілері Бұқтырма, Қапшағай, Шардара, Бөген, Теміртау, Сергеев бөгендері,
шағындары – Ақкөл, Теріс, Ащыбұлақ, Жемсау, Қамыскөл, Орал, Тайкешен,
Желқуар, Қаратомар, Шарбайнұра, Кеңгір, Саршығанақ, Күрт, Телес, Шұқырой
т.б. бөгендер.
Қазақстанда екі теңіз бар. Арал теңізі, ұзындығы 428 шақырым, ені 235
шақырым. Суының көлемі 1000 текше шақырым, ең терең жері 67 метр болатын.
Қазіргі көлемі жөнінде нақтылы мәлімет жоқ. Теңізге құйылатын өзен суы 76
текше шақырымнан 42 текше шақырымға дейін азайып, өнімді көп беретін, суы
таяз, балықтар уылдырық шашатын шығыс және оңтүстік жағалауы құрғап, істен
шыққан соң, теңіз жануарларына үлкен нұсқау келуде. Аралдың қазіргі қайғылы
жағдайы дүние жүзін алаңдатып отыр.
Каспий теңізінің Қазақстан жеріндегі ұзындығы 2460 шақырым, теңіздің ең
терең жері 1025 м. Мұнда өсімдіктердің 500, балық пен басқа жануарлардың
854 түрлері бар. Өсімдіктері негізінен көкжасыл балдырлар. Соңғы кезде
қызыл және қоңыр балдырлар да өсе бастады. Жануарлар дүниесінен бекіре
тұқымдас балықтарды, майшабақтарды, көк серкені, сазанды, табанды, ит
балықтарды кездестіруге болады.
Өндірістік және тұрмыстық қажеттерге жыл сайын 600-700 текше шақырым су
жұмсалады, олардың ішінде 130-150 текше шақырымы гидросфераға қайтып
оралмайды. Қалғандары өзен, көл, теңіз және жерасты суларына қосылады [20].
Қалдық суларды қанша тазалағанымен 10-20 пайыз шамасында ластаушы
заттар бөлінбей сақталады. Бір рет пайдаланылған қалдық суларды тазалау
үшін оларды 7-14 есе (кейбіреулерін 30 есе) көп таза, оттегі мол сумен
араластыру қажет. Өндірістік технологияның жаңаруына қарамай XX
ғасырдың аяғында қалдық сулар көлемі 6000 текше шақырымға жетті. Ал мұншама
қалдық суды таза сумен араластыру үшін барлық өзендердің бір жылдық ағыны
жетпейді.
Алматы қаласының көшелерімен өтетін Үлкен, Алматы, кіші Алматы,
Весновка, Қарасу өзендерінде мұнай өнімдерінен басқа да зиянды қалдықтар
көп. Автобазарлардың, тері комбинатының, қаладан жоғары канализациясы жоқ
елді мекендердің қалдықтары өзен суларын ластап отыр.
80-ші жылдары Жамбыл облысының химия кәсіпорындарында бірнеше рет апат
болып, олардың уытты өнімдерін маңайдағы көлдерге құйып өлі көлге
айналдырды.
Қарағанды облысында Нұра өзені сынап қалдықтарымен уланып адам өмірі
мен қоршаған ортаға өте қауіпті болып отыр.
Жайық өзеніне Ресей мен Қазақстанның химия, металлургия және машина
жасайтын кәсіпорындары тазаланбаған қалдықтарын төгуде. Осының салдарынан
өте бағалы бекіре балықтар ұрық шашатын алқаптар уланып Атырау өңірі көп
зиян шегуде.
Ертіс өзені мен салалары Шығыс Қазақстан, Павлодар облыстарының түсті
металлургия, құрылыс материалдары, ағаш, тері және жүн өңдеу
кәсіпорындарының қалдықтарымен улануда.
Сырдария өзені Өзбекстан мен Қазақстанның мақта, күріш егістіктерінен,
химия және машина жасау кәсіпорындарынан уытты қалдықтарды көп алуда.
Теңіздер мен көлдердің де экологиялық жағдайлары өте ауыр. Арал
теңізінің халі баршаға мәлім. Каспий теңізі мұнай қазғанда танкерлермен
тасымалдағанда, кемелерді жуып тазалағанда мұнай қалдықтарымен ластанады.
Балқаш көлі сол өңірдегі кәсіпорындардың қалдықтарымен ластанып, Іле
өзенімен келетін ағын сулардың азаюына байланысты қиын жағдайда қалып отыр.
Республиканың басқа өзендері, көлдері және су қоймалары да шектен тыс
ластануда.
Соңғы жылдары суды, өндірістік, тұрмыстық қажетіне және ауыл
шаруашылығында жұмсау өте көбейіп кетті.
Мысалы, 1 тонна болат қорыту үшін 300 г су қажет болса, соншама мыс
шығаруға 500, қағаз шығаруға 1000, қатырғы қағаз шығаруға 5600 тонна су
жұмсалады.
1 тонна бидай өндіруге 1500 г, күріш өсіруге 4000, мақта өсіруге 10000
тонна су кетеді. Бір бас ірі қара малға тәулігіне 115 л, шошқаға 234 л су
керек.
Коммунальды тұрмыстық қажеттілікке қалада бір адамға тәулігіне 300 ден
420 литрге дейін су жұмсалады. Қала көшелерімен ағатын суларда
тетроэтилқорғасын, күкіртті қосындылар, ауру тарататын микробтар, мұнай
өнімдерінің қалдықтары бар. Ауыл шаруашылығы кәсіпорындары қалдықтарында
минералды тыңайтқыштар, уытты пестицидтер көп. Олар жауын, қар сулары
арқылы өзендер мен көлдерге, жер асты суларына қосылып отырады [21; 28].
Алдерин, диоксин, ДДТ, хлоридан сияқты пестицидтер, құрамында сынап пен
мышьяк бар дәрі – дәрмек қалдықтары аса қауіпті, олар қоректік тізбектерде
жиналып, ет, сүт, көкөніс, картоп, бидай, күріш т.б. өнімдер арқылы
адамдарды уландырады.
Су көздері жылудан да ластанады. Электр станцияларының жылы сулары
өзендер мен көлдерге, су қоймаларына жіберіліп, ондағы қалыптасқан жағдайды
өзгертеді. Судағы оттек азайып биологиялық процестердің жүру ырғағы
бұзылып, суда уытты көбіктер пайда болады. Балықтың уылдырығы мен ұсақ
жәндіктер өле бастайды.
Атом бомбаларын сынауға, атом электр станциясындағы апаттар мен бұзылу
салдарынан, өндірісте, ғылымда, радиоактивті қалдықтарды қалай болса солай
көму салдарынан су көздерінің радиоактивті қалдықтарымен ластану қаупі туып
отыр. Мұхиттар мен теңіздер де қоқыс тастайтын орынға айналып отыр. Қазір
30 мемлекет теңіз астынан мұнай қазады. Олардың ішінде Каспий теңізінен
мұнай қазатын Азербайжан да бар. Қандай ұқыпты болуға тырысқанымен мұнайды
қазғанда, тасымалдағанда, кемедерді жуып шайғанда, теңіз сулары мұнай
қалдықтарымен ластанады. Мұнай таситын үлкен танкерлер апатқа ұшырағанда
мыңдаған тонна мұнай төгіледі. Орта есеппен жыл сайын 10 млн. тонна мұнай
осындай үлкен танкерлер апатынан, 2 млн. тонна танкерлер мен кемелерді жуып
тазалағанда теңіз суларына қосылады.
Үлес салмағы судан жеңіл мұнай қалдықтары жұқа жапқыш сияқты болып
теңіз бетін жайып кетеді. 1 тонна мұнай 6 дан 12 шаршы шақырымға дейін су
бетін жабатынын ескерсек, теңіздегі өсімдіктер мен жануарларға қандай
нұсқан келтіріп жатқанын шамалауға болады. Суда оттек азайып биологиялық
процестер бұзылады. Өзен сулары мен теңізге басқа да ластаушы заттар көп
келеді. Әсіресе теңіз жағалауы тез ластанып, өздігінен тазара алмайтын
болады.
ЮНЕСКО мәліметтеріне қарағанда жыл сайын теңіз суына 6,5 млн. тонна
фосфор, 2,3 млн. тонна қорғасын қалдықтары, жүздеген мың тонна пестицидтер
мен детерогендер (кір жуатын синтетикалық заттар) қосылып отырады.
Теңіз бен мұхит суларының шектен тыс ластануы салдарынан жануарлардың
1000 түрі жоғалып кетті, балықтың бағалы түрлері, омыртқасыз жәндіктердің,
шаян тәрізділердің қоры азайды, маржан рифтері жойыла бастады, теңіздегі
фито және зоопланктондарға күшті зиян келуде. Әлемге әйгілі теңіз
зерттеушісі Жак Ив Кусто соңғы 20 жылда мұхиттағы тіршілік 40 пайызға
кеміп, көмір қышқыл газын аз сіңіріп, оттегіні аз өндіретін болады деп
жазды [7].
Қазақстан Республикасының алғашқы су кодексі 1993 жылы наурыз айында
қабылданған еді.
Кодексте қойылған негізгі міндет – су қорларын ластаудан, таусылудан
қорғау, зиянды әсерлерді болдырмай, суды пайдалануда заңдылықты күшейту,
халықтық экономика салаларының қажетін өтеу үшін суды ұтымды пайдалану.
Су қорларын мемлекет меншігіндегі бүкіл халықтың байлығы болып
табылады. Оларды сатуға, басқаның меншігіне беруге рұқсат етілмейді, тек
пайдалануға беруге болады.
Еліміздің су қорлары өзендерден, көлдерден, бөгендерден, жер асты
суларынан, мұздардан, мемлекеттік шекараға кіретін теңіздерден және
жағалаудағы территориялық сулардан құралады.
Республиканың Министрлер Кабинеті су қорларына иелік етеді, оларды
пайдалану, сақтау тәртібін белгілейді, судың сапасы мен жалгерлік бағасы
жөніндегі құжаттарды бекітеді. Су қорларын пайдалану мен қорғау, сақтау
мәселелері облыстық және аудандық әкімдер мен үкімет құрған өкілетті
мекемелерге жүктелген.
Халықты ауыз сумен қамтамасыз етіп, тұрмыстық қажетті өтегеннен кейін,
өсімдіктер, балық және басқа да жануарлардың өмір сүруіне, сақталуына зиян
келмейтін болса ғана жаңадан салатын немесе жөндеуден өтетін кәсіпорындар
құрылыстарын жобалау жүргізуге, технология жабдықтарын жақсартуға рұқсат
етілді.
Сондықтан аталған жұмыстарды жүргізбес бұрын жергілікті әкімдердің,
санитарлық – бақылау инспекцияларының, балық қорғау жөніндегі басқарманың
келісімдерін алу қажет.
Құрылыс жұмыстарын, арна тереңдету мен кеңейту, жер бұрғылау,
жарылыстар жүргізу, пайдалы кендерді қазу, су өсімдіктерін жинау, кабель
сымдары мен құбыр салатын жерді қазу, су қорлары маңындағы ағаштарды кесу,
тағы басқа да жұмыстарды жергілікті әкімдермен, су қорларын қорғау
мекемелерімен келіспей жүргізуге болмайды.
Өндірістік коммуналдық – тұрмыстық қалдықтарында ластаушы заттар
шектеулі рұқсат етілген мөлшерінен артық болса, ондай суларды өзендерге,
көлдерге, бөгендерге жіберуге болмайды.
Су қорларын пайдалануды реттеу үшін әрбір ірі су көздерін, мысалы,
Жайық, Сырдария, Ертіс, Іле өзендерін пайдалану жоспары жасалады.
Кіші өзендерді қорғауға да көп көңіл бөлу қажет. Қоршаған ортаға, су
айналымына зиян келетін болса, мұндай өзендерді бөгеуге болмайды.
Су кодексінде суды мөлшерден тыс жұмсаған, шашып – төккен, қорғау және
пайдалану тәртібін бұзған, рұқсатсыз гидротехникалық жұмыстар жүргізген, су
шаруашылығы құрылыстарын бүлдірген кінәлі адамдар әкімшілік және қылмыстық
жауапқа тартылатыны көрсетілген. Кінәлі мекеме немесе адамдар келтірген
зиянның орынын толтыруға міндетті.
Зиянды заттардың шектеуші рұқсат етілген мөлшері 600 ден астам. Осындай
мөлшер белгілеу жұмыстары әлі де жүргізіліп жатыр. Ереже бойынша шекті –
рұқсат етілген мөлшері қойылмаған зиянды заттары бар қалдық суларды өзендер
мен көлдерге, су қоймаларына жіберуге тыйым салынған.
Судың эвтрофикациясы. Судың эфтрофикациясы деп – судың биогенді
элементтермен, әсіресе азотпен, фосформен немесе құрамында осы элементтер
бар заттармен баюын атаймыз. Эвтрофикация (грек тілінен аударғанда эу –
жақсы, трофе – қоректену) – судың бай қоректенуі.
Эвтрофикация мысалында экологияның маңызды құбылыстары, тізбекті табиғи
реакциялар, шектеуші факторлардың әсері, су сукцессиялары және басқа да
жүйелік қағидаларды көруге болады.
Эвтрофикацияның нәтижесі – балдырлар мен басқа өсімдіктердің қарқынды
өсуі, су қоймасында органикалық заттар мен басқа да ағзалардың шіру
өнімдерінің жиналуы болып табылады. Бұл өлген органикалық затпен
қоректенетін, оны бастапқы минералдық элементтер мен көмірқышқыл газына
дейін ыдырататын редуцент – ағзалардың санының артуына әкеледі. Редуценттер
тіршілік процесінде өлген органикалық заттарды интенсивті түрде сіңіреді.
Мұндай құбылыстың нәтижесі – су ортасының оттексізденуі мен аэробты
процестердің анаэробтыға өтуі болып табылады. Анаэробты процестердің
нәтижесінде қоршаған ортаға күкіртсутек (H2S), метан және басқа да улы
ластандырушы заттар шығарылады. Келтірілген мысалдан бірдей әсерге екі
тіршілік ортасының (су және топырақ) әр түрлі реакциясы анық көрінеді.
Топырақтың биогенді заттармен байытылуы барлық жағдайда қолайлы ауыл
шаруашылық және экологиялық эффектіге әкеледі. Яғни бірлестіктің өнімділігі
артады, қоршаған ортаға қолайлы әсер етеді және өздігінен тазару қабілеті
күшейеді.
Сулы ортада аталған әсер судың мағызды қасиеті – тазалығының
нашарлауына әкеледі. Эвтрофитануы кезінде артады. Жылулық ластану судығ
оттегімен кедейленуін жылдамдатады, себебі температура артқан сайын
оттегінің ерігіштігі және биохимиялық процестердің интенсивтілігі әсерінен
кемиді.
Эвтрофикацияны табиғи және антропогенді факторлар туындатады. Олардың
түрлі әсерлері тек интенсивтілігіне ғана емес, жекелеген процестердің
механизмдеріне де байланысты [5].
Табиғи эвтрофикация. Табиғи эвтрофикация баяу жүреді және су қоймасының
маңызды грунт пен тау жыныстарының минерологиялық құрамына және химизміне
байланысты болады. Су қоры мол және кристалдық жыныстардың арасында
орналасқан су қоймалары эвтрофикацияға жиі ұшырайды. Олар мыңдаған жылдар
бойы олиготрофты (қоректік заттарға кедей) жағдайда, олай болса таза
күйінде қалады.
Мұндай су қоймасының мысалы – Байкал көлі. Баяу эвтрофикация мұздық
шығу тегі бар көлдерге де тән. олар көлдің таза суының негізгі қоймасы.
Мұндай су қоймаларының тіршіліктің аз болуына және төмен температураға
байланысты өздігінен тазару қабілеті төмен. Сондықтан, олар ластануға
сезімтал.
Келіп түсетін су ағыстарынан қоректенетін шығын су қоймалары азот пен
фосфордың қозғалғыш формаларымен қамтамасыз етілген және эвтрофикацияға
ұшырауға бейім. Олар жастық (олиготрофты) күйден, пісіп – жетілген
(мезотрофты) және қартайған (эвтрофты) күйге батпаққа, одан шымтезекті
субстратты құрлыққа айналу арқылы өтеді.
Антропогенді эвтрофикация. Антропгенді эвтрофикацияға қазір барлық
ішкі су қоймалары мен кейбір теңіздер ұшырайды. Оны туғызатын негізгі
факторларға минералдық тыңайтқыштар, кейде жуғыш заттар (құрамына енетін
беттік белсенді заттар (ББЗ) фосфорлық қосылыстар негізінде жасалады)
жатады.
Эвтрофикацияны тұрмыстық және өнеркәсіптік шайынды сулар, мал
шаруашылық кешендері, жылытылған сулар, реакциялық әсерлер, ағын суларды
ағынсыз суларға айналдыру және т.б. адамзат қызметі туғызады.
Қоректік заттарға кедей табиғи сулардағы өндіруші ағзалар тобы
негізінен ірі өсімдіктерден (макрофиттер) тұрады. Бұл өсімдіктер су
қоймасының түбінде орналасып, қажетті биогенді элементтерді су түбіндегі
құрылымдарынан сіңіреді. Фотосинтез нәтижесінде бөлініп шығатын оттегі
судың төменгі қабаттарында ериді. Судың жоғарғы қабаттары су түбінен
көтерілетін және ауадан сіңірілетін оттегімен байытылады. Екі процесс те
тепе – теңдікте болады да, су тазалығын сақтайды.
Эвтрофтанған суларда өсімдіктердің биогенді элементтерді тікелей
қоршаған судан сіңіруге қолайлы жағдай жасалады. Бұл судың жоғарғы
қабатында фитопланктонның интенсивті жиналуына және су түбіндегі
өсімдіктердің оттегі жетіспеуінен жойылуына әкеп соқтырады. Мұнда оны өлген
планктонның орагникалық затын өңдейтін редуцент – ағзалар сіңіреді.
Эвтрофикация кезінде тек судың химизмі ғана өзгермейді, сондай – ақ
ағзалардың түрлік құрамы да өзгереді. Нәтижесінде судың терең қабаттары
оттегіне кедейленіп, аэробты процестер анаэробты процестермен алмасады да,
су улы заттармен ластанады (Сурет 4) [6; 8].
Сурет 4 – Су қоймаларының эвтрофикациясының нәтижесі
2. Суды тазалау әдістері
Қазақстан су ресурстары тапшы аймақтарға жатады. Дегенмен, соңғы
онжылдықта республиканың су ресурстарының антропогенді факторлар әсерінен
ластануы байқалуда, олардың ең қауіптілері – дұрыс тазартылмаған немесе
тазартылмаған сарқынды сулар. Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды
тазартылуының қазіргі жағдайы экологиялық және санитарлы – гигиеналық
талаптарға сәйкес емес.
Мемлекет экономикасының аймақтық – өнеркәсіптік кешендер, аймақтар мен
аудандар кесіндісінде дамуы көптеген жағайда су ресурстарының жағдайына
байланысты. Бұл әсіресе шөл және шөлейтті аймақта орналасқан Қызылорда
облысында байқалады. Су ресурстарын қорғау және тиімді пайдаланудың нақты
әдісі болып суды тазалау технологиясын енгізу, сарқынды суларды тазарту
және қайтадан қолдану болып табылады. Бүгінгі күнде суларды тазартудың
кеңінен орын алған әдісі – бұл сарқынды суларды механикалық және
биологиялық тазарту. Өткен ғасырдың ортасында, ғылымның, техника және
технологияның даму кезеңінде сарқынды суларды индустриалды әдістеріне, оның
ішінде қымбат және шығынды болып табылатын жасанды биологиялық әдістерге
көп көңіл бөлінді.
Сарқынды суларды оларды ластаушы заттардан тазалау күрделі процесс.
Олар механикалық, физико – химиялық, химиялық, биологиялық болып бөлінеді
[5].
Бұл әдістердің әрқайсысын таңдап алу сарқынды сулардың ластау сипаты
мен ондағы қоспалардың зияндылығымен байланысты.
Механико – химиялық әдіс – сарқынды судағы ірі және ұсақ түйірлі тез
тұнатын бөлшектерді өздігімен тұндырып немесе оларды қалқып шығатын
зеттектерді тұндырғыш, сүзгіш, құмұстағыш арқылы өткізіп немесе әртүрлі
конструкциялық техника құралдарын (торларды, електерді, гидроциклондарды
т.б.) қолданып, ал беттік ластағыштарды – мұнай ұстағыш, май мен
смолааулағыш жабдықтар мен материалдарды пайдалану арқылы жояды.
Механикалық қосындыларды магнитпен тартып жинауға болады. Бұл әдіспен
тұрмысқа қажетті жұмсалған судағы ерімеген қалдықтардың 60, өндірістік
қалдық судан 95 пайызға дейін айырып алуға болады.
Өнімділігі 4 және 6 м3тәу болатын бір немесе бірнеше селолық елді
мекендердің үйлері үшін комплекстік шығырдан жасалған түрлік жобадағы
сарқынды суды тазарту қондырғысы үлкен назар аудартады. Қондырғы сорғыш
бекетінен, аэротенк – тұндырғыштан және контактілі резервуардан тұрады.
Контактілі резервуарда дезинфектантты дозалайтын және сақтайтын бак
орналасқан.
Аэротенкте белсенді тұнбаның жартылай минерализациялайтын ұзартылған
аэрация режимінде толық биологиялық тазарту өтеді. Аэрация үшін ауа ежектор
көмегімен беріледі. Аэротенк тұндырғыш жобада тік бұрышты ғимарат мөлшері
1x1 м, биіктігі 2,2 м, контактілі резарвуар D˭ 1 м дөңгелек, биіктігі 2,0 м
темір бетоннан жасалған. Сонымен қатар сарқынды суды биологиялық тазарту
үшін қолданылатын қондырғының бар екені белгілі. Қондырғы біріншілік
тұндырғыштан, аэраторлы аэротенктен екіншілік тұндырғыштан және бастапқы
сарқынды суды беретін, әкететін, шөгінді әкететін және тұнбаны қайтадан
апаратын құбырлардан тұрады. Ойлап табылған бойынша, ол біріншілік
тұндырғыштың жоғарғы бөлігінде бекітілген. Ежекторы бар сарқынды суды
бірінші сатылы озондау үшін қабылдау камерасы және озонаторлы жабдықталған
тағы ежекторы бар соңғы озондау және озонотордың таза су резервуары
қамтылған [11].
Бұл қондырғының кемшілігі сарқынды суды озонмен екі рет өңдеу қажет.
Бұл көп мөлшердегі пайдалану шығындарын қажет етеді. Қарастырылған шағын
қондырғылар негізінен толық биологиялық тазарту нәтижелеріне есептелген,
яғни ОБҚ құрамы және қалқымалы заттарды 10-15 мгл дейін тазартады және
азот пен фосфорды 40% - ға азайтады. Қазіргі кезедгі суаттардың ластануының
жалғасуында және экологиялық жайдың нашарлығында мұндай сарқынды суды
тазарту саласы көп жағдайда жеткіліксіз. Сарқынды судың құрамындағы
органикалық заттарды жақсы жойғанымен суаттардың эфстрофикация проблемасын
шеше алмайды. Эвтрофикация – органикалық заттармен биогенді элементтердің
(азот және фосфор) қалдығынан пайда болатын суаттардағы табиғи процесс. Бұл
табиғи экожүйеде суаттардың опат болуына әкеп соқтырады.
Соңғы он жылда Батыс Еуропаның біршама елдері сарқынды суды алдын – ала
химиялық өңдеу әдісін қолданып жүр. Яғни химиялық әдіспен тазартып, одан
кейін шағы биологиялық әдіспен тазартады. Осы жағдайда фосфорды 90 %-ға
тазартуға, органикалық заттарды алдын – ала 65%-ға аазйтуға болады. Осының
нәтижесінде аэротенкте немесе биосүзгідегі органикалық жүктемелері азаяды
және сарқынды суды аэрациялауға қажетті электроэнергия 50%-ға кемиді.
Біздер үшін сарқынды суды қазір бұлай өңдеу тиімсіз, себебі бізде коагулянт
қымбат, оларда арзан [9].
Физико – химиялық әдіс. Ластаушы заттардың физикалық күйін өзгертуге
негізделген. Бұл әдіске коагуляция, флокуляция, флотация, ион алмасу,
адсорбция, экрстакция, кері осмос, ультрафильтрация, кристалдау,
дистельдеу, электролиз және электродиализ жатады.
Бұл әдісте:
- Коагуляцияда сарқынды суларға коагулянттар (аммоний, темір, мыс,
тұздар т.б.) қосылады, нәтижесінде ластаушы заттар тұнбаға түседі де
судан бөлініп алынады.
- Сорбция – кейбір қосылыстар мен заттардың өздеріне басқа заттарды
сіңіру қасиетіне негізделген. Мысалы, активтелген көмір, цеолит,
силикагель, торф т.б.
- Флотация – сарқынды суларға ауа жіберу арқылы суды ластаушы заттарды
(мұнай, май тәрізді заттарды және т.б.) ауа көпіршіктерінің ұстап
алып, су бетіне көбік тәрізді қабат түзуіне негізделген.
Өнімділігі 25м3тәу болатын Рица қондырғыда біршама қызықтырады.
Қондырғы негізінен мыналардан тұрады: реагент дайындайтын түйін, яғни
бактер, араластыру және реагент ерітіндісін реакция камерасына беру үшін
қажетті сорғыш, жапалақ пайда болатын камерасы бар жұқа қабатты тұндырғыш,
тұнбаны айналдыру үшін шикі тұнба қалдықтары, баяу сүзгі. Мұндағы сарқынды
судың шөгіндісін айналдыру тәулік бойы сарқынды судың құрамының өзгеруіне
байланыссыз тұрақты реагент дозасын беріп тұруға мүмкіндік жасайды. Баяу
сүзгідегі жұқа қабатты тұндырғыштағы тұндыру процестері сарқынды суды
күрделі тазарту және залалсыздандыруға жағдай жасайды. Қондырғыда тазарған
сарқынды судың құрамы қалқымалы заттар бойынша, ОБҚ бойынша 10-120 мгл –
ге тең. Орташа реагент шығыны 50 мгл болады. Бұл қондырғы негізінен физика
– химиялық сарқынды суды тазарту әдісіне негізделген. Сондықтан оны демалыс
орны сияқты, яғни мерзімінде адамдар тұратын орындардың сарқынды суын
тазартуға қолайлы. Мұндай жағдайларда белгілі биологиялық сарқынды суды
тазарту әдісін қолданған тиімсіз, себебі оны пайдалану бар – жоғы бірнеше
аптаға ғана ұзарады.
Суды қорғау және жабдықтау, канализация ғылыми ізденіс институты
сарқынды суды терең тазартатын технологиясы қиын үш сатылы схеманы
жетілдірді. Схема тіркелген микроағзаларды пайдалану арқылы анаэробты өңдеу
сатыларын қамтыған бірінші аэробты саты қалқымалы және тіркелген
микроағзалар нәтижесінде өтеді. Микроағзаларды енгізетін материал ретінде
синтетикалық және табиғи химиялық белсенді және инертті материалдар
қолданылады.
Осы үш сатылы технологиялық схеманың негізінде Нептун қондырғылары
шықты. Ол металдан немесе темір бетоннан жасалады. Өнімділіктері 25, 50,
100 және 300 м3тәу болатын қондырғылар металдан жасалады және бөлек
күйінде тасымалданып қойылатын жерде құрылады. Тазарту қондырғысы жоғарғы
сарқынды су тазарту дәрежесін береді, бірақ белгілі толық биологиялық
тазарту әдісінің технологиясымен жасалған қондырғыларға қарағанда мұнаң
бағасы 50% - дай қымбат, себебі мұндағы қосымша шығынның негізгі бөлігі
микроағзалар енгізетін материалдарға жұмсалады [2].
Сарқынды суды тазарту үшін аэрациялық камералардан цилиндр тәріздес
торлы қабырға орналасқан, ол тқбіне жетпей тұрады және тұтқаға қатты
бекітілген. Бұл құрылымдардың негізгі кемшіліктері екі сатылы тазарту бола
тұрса да тазарту дәрежесі төмен, аэрациялық камерада орналасқан қабырға су
арынының гидравликалық жоғалуына ықпал етеді, яғни ол электр шығынының
өсуіне әсер етеді.
Шағын қондырғылар тез өзгеретін гидравликалық және органикалық
жүктемелер жағдайында, сарқынды судың төменгі температурасында, сарқынды
судың құрамы және қасиеті өзгеруінде жоғарғы тұрақты тазарту тиімділігін
бере алатын болуы қажет.
Арнайы тұрғын үйлердің және өнімділігі 0,25 – тең 6 м3тәу болатын кіші
ғимараттар тобының сарқынды суын тазарту үшін әртүрлі жобалар бар. Олардың
негізгі тазарту ғимараттары септиктері және сүзу құдықтары. Септик –
бірінші сатылы механикалық тазарту ғимараты. Ол қалқымалы заттарды 10-15 %
- ға, ОБҚ5 30-35% - ға азайтады. Септиктерде екі тазарту процестері өтеді.
Мөлдірлету және шөгіндіні өңдеу. Егер септикте сарқынды су екі үш тәулікте
өтсе, онда қалқымалы заттардың құрамы 30-40 мгл – ге барады. Бұл жағдайда
екінші тазарту сатысы сүзу құдығында табиғи биологиялық тазартылады,
суландыру тесік құбырлары бітеліп қалмайды және 10 жылға дейін ұзақ уақыт
жұмыс істейді.
Химиялық әдіс – екі түрлі жолмен жүзеге асырылады: нейтралдау және
тотықтыру. Нейтралдау кезінде сарқынды сулардағы қышқылдар мен сілтілерді
нейтралдау үшін арнайы реагенттер (ізбестас, кальцийленген сода, аммиак)
қолданылса, ал тотықтыру үшін хлор және оның қосылыстары пайдаланылады.
Тотықтырғыш реагенттер ретінде химиялық әдісте суды тазарту үшін хлор және
хлорамин, хлорлы ізбес, натрий гипохлориді сияқты қосылыстарды қолданылады.
Өңдеуді аэротенктегі биологиялық тазарту жүйесінің механикалық деңгейі
ретінде қолданған жөн, яғни бұл үлкейтіп тұндыру деп аталады және сарқынды
суды күрделі тазартуда бола алады. Кіші мөлшердегі ұзартылған аэрация
режимінде жұмыс істейтін аэротенктерді қабылдау жағдайында фосфорды жою үші
ең қарапайым әдіс ретінде коагуляциялау жатады, яғни бұл аэрация камерасына
реагенттерді беру. Реагентті тұнбаға жүктеменің өзгеруі бойынша күндізгі
және түнгі жүктеме кезінен 2-3 сағат бұрын тәулігіне 1,2 рет берген жөн.
Бұл кезде фосфор 88% дейін жойылады.
Таллинде сарқынды суға метал иондары тұрақты ток әсерімен
электрохимиялық (анодты) ерітіліп енгізу нәтижесінде үлкейтіп тұндыру
процсетері зерттелінді. Электроттар болатын және аллюминде жасалады.
Батыс Еуропаның сарқынды су тазалау облысында мамандандырылған көптеген
фирмалары және бірлестіктері сарқынды судың барлық шығындарында қолдануға
болатын жаңа конституциялық шағын қондырғылар шығарды. Олардың ішінде үлкен
даңқтылыққа жеткендері мына фирмалар: Германияның Лурги және Пасиван,
Францияның Дегремон және Епап, Швециядағы Альфа - Лафиль,
Финляндиядан Юлейнен инсинооритомисто және т.б. Бұл шағын қондырғылардың
негізгі ғимараттары: керегелер, аэротенктер, екінші сатылы тұндырғыштар,
аэробты тұрақтандырғыштар. Кіші өнімдіктегі тазарту ғимараттары үшін
негізінен аэротенк қолданылады. Себебі аэротенкте тазарту процесі арқылы
бірінші сатылы тұндырғыштан алдын – ала тұндырусыз ақ тазартуға мүмкіндік
береді. Бірінші сатылы сарқынды судан өтпеген сарқынды судың қалқымалы
заттары қандай да бір болмасын, ол тек меншікті биологиялық жүктемеге әсер
етеді. Процестің технологиясы бойынша ұзартылған аэрациялы аэротенктер және
белсенді тұнбаны бөлек минерализациялайтын аэротенктер қолданылады. Ал
белсенді тұнбаны регенерациялау технологиялық қиындықтарға байланысты
қолданылмайды. Ұзартылған аэрация әдісі бойынша жұмыс істейтін шағын
қондырғылар белсенді тұнбаның минерализацияланған кіші жапалақ түрінде
қалқымалы заттардың үлкен шығымымен сипатталады. Сондықтан шет елдерде
көптеген шағын қондырғылардың тазарған сарқынды су сүзуі құдықтарына, баяу
сүзгілерге немесе тоғандарға жіберіледі. Сонымен қатар бірінші сатылы
тұндыруда майлар, сұйық майлар тағы басқа да заттар екінші сатылы
тұндырғыштың беткі қабатына оның ішінде анаэробты тұнбаның бөлшектері
аэротенктің беткі су қабатында көбік қабатын түзеді. Бұл көбік тазарған
суға түсуі нәтижесінде қалқымалы заттар құрамын көбейтеді және оның сапасын
нашарлатады.
Шығыны 100 м3тәу дейін болатын шағын қондырғылар металдан жасалып,
негізінен жобада дөңгелек болады. Дегремон фирмасы шығарған метал
шкафтардан шоғырландырылған. Миниблок тік бұрышты конструкциялы
қондырғысы қызығушылық білдіреді. Ол мынадай үш аумақтан тұрады: аэрация
аймағы, тұндыру аймағы және аэробты минерализатордан сарқынды су қалдықтары
қолмен алынып тасталатын кереге арқылы Вибрейр аэроторымен жабдықталған
аэрация аймағына түседі. Бұл жерде есептелген уақыт аралығында белсенді
тұнбамен араласады, содан кейін арнаны қалқа арқылы еңкейген қабырғадан
құрастырылған тұндыру аймағына өтеді. Тұнған белсенді тұнба эрлифт
көмегімен аэрация аймағына, ал тұнбаның қалдығы аэробты тұрақтатқышқа
беріледі. Ашыған тұнба тұнба алаңына әкетіледі. Қондырғы халық саны 100-500
адамға дейінгі кіші елді мекендер үшін арналған [17].
Биологиялық әдіс. Сарқынды суды тазарту үшін ластағыштарды ыдырататын,
өздерінің қоректенуіне, өсуіне және көбеюіне пайдаланатын микроағзалар
немесе оларды өз бойына сіңіретін өсімдіктер мен (биосүзбелер ретінде
қалың өскен қамыс, қоға т.б.) қолданылады. Биологиялық тазалауға қатысатын
ағзаларға әр түрлі бактериялар, балдырлар, саңырауқұлақтар, ең төменгі
сатыдағы жәндіктер, құрттар және басқалар жатады.
Микроағзалардың қатысуымен екі процесс – тотығу (аэробты) және
тотықсыздану (анаэробты) жүреді.
Аэробты процестерге активті лайда немесе биопленкада өсетін
микроорганизмдер суда еріген оттекті пайдаланады. Олардың тіршілігіне
оттектің тұрақты құйылуы мен 20-30ºС шамасындағы температура қажет.
Анаэробты тазалау процесі оттектің кіруінсіз өтеді, бұл жерде суларда
көп мөлшерде органикалық заттектер болғанда және тұнбаларды
залалсыздандыруға қолданады.
Францияда сарқынды суды тазарту практикасында Дегремон фирмасы
дайындаған диапак тазарту бекетінің орны бөлек. Ол халық саны 10 – нан
30000 адам болатын елді мекендердің сарқынды суын тазарту үшін арналған
механикалық және биологиялық ғимараттар жиынтығынан тұрады. Зауыт
жағдайында жасалатын моноблоктардан тұратын UM сериялары жетілдірілген.
Қондырғы бірінші сатылы тұндырусыз жұмыс істейді. Сарқынды су
саңылаулары 15 мм және жүктеме көп болған жағдайда артық суды әкететін
құбыры бар керегемен жабдықталған металл каналдары арқылы айналмалы
аумағына түседі. Тұну аймағы жоғарғы жағынан цилиндрлі, ал төменгі жағынан
көлденең бойынша 50º қалқаға еңкейген конусты. Бұл шөккен тұнбаның тесік
арқылы тұну аймағымен аэрация ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1 Ластанған сарқынды суларды биологиялық әдіспен тазалаудың негіздері
1. Табиғи су қорының классификациясы және оларды ластаушы көздер ... .7
2. Суды тазалаудың
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..17
1.3 Өндіріс орындарынан шыққан сарқынды суларды тазалаудың биологиялық
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 24
1. Тазартылған сарқынды суды шаруашылықта пайдаланудың тиімді жолдары
1. Тазартылған сарқынды сулар және оларды қолдану жағдайлары ... ... ... 36
2. Тазартылған сарқынды сулардың қоршаған табиғи ортаға тигізетін
әсерлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
3. Тазартылған суларды суғаруға пайдалануды экологиялық тұрғыдан
бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
Қолданылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...49
КІРІСПЕ
Қазақстан-2030 даму стратегиясының Экологиялық қауіпсіздік
бөлімінде қоршаған ора мен қоғам арасында үйлесімділікке жетуі, және
Қазақстан Республикасының табиғат қорғау қызметінің негізгі приоритеті
болып табылатын экологиялық қолайлы тіршілік ортасын дамыту жолдары
қарастырылған. Қоршаған орта сапасын жақсарту үшін республикада Қазақстан
Республикасының экологиялық қауіпсіздік концепциясы, Қазақстан
Республикасының экологиялық кодексі, Қазақстан Республикасының тұрақты
даму стратегиясы және басқа да табиғи ресурстарды қорғау және тиімді
пайдалану бойынша мөлшерлік – әдістемелік және құқықтық құжаттар
қабылданды.
Осы орайда адамзат баласының күнделікті өмірлік талаптарын
қанағаттандыру үрдісінде пайда болған биология мен ауылшаруашылығы
ғылымдарының жаңа саласы – биотехнология ғылымы пайда болды.
Ол әртүрлі микробиологиялық синтезді, генетикалық және клеткалық
инженерияны, ферменттер инженериясын қолдану арқылы өсімдіктердің, жан –
жануарлардың организміне ықпал ететін және жасанды қосылыстарды өндірістік
реакторларды алу үшін көп бағытта жүргізілетін ғылыми – техникалық
прогрестің кешенді саласы.
Биотехнология грек сөздерінен алынған. Биос – өмір, тіршілік, техника –
өнер, шеберлік, логос – ілім. Бір сөзбен айтқанда: өсімдіктердің,
жануарлардың жоғарғы дәрежеде өнім беретін сорттарын және породаларын
шығару технологиясы деген мағына береді.
Биотехнологияның пайда болуы, дамуы XX ғасырдың екінші жартысынан
басталды. Ал XX ғасыр Биология ғасыры деп аталатыны белгілі, өйткені XX
ғасырда өте ірі биологиялық жаңалықтар ашылды. Биотехнологияның ғылыми және
технологиялық маңызының бірі – оның өсімдіктердің және жан – жануарлардың
түбегейлі және құпия сыры – өзін-өзі тудыратынын ғылыми деңгейде
түсіндіруде.
Биотехнология қолданбалы ғылым саласы. Өсімдіктер және жан – жануарлар
физиологиясы, биохимиямен тығыз байланысты болады.
Клетка инженериясы. Клетка инженериясы сома (дене) клеткаларын
будандастыруға, яғни жынысқа қатысы жоқ клеткалардың қосылып біртұтас
бірлік беруіне негізделген. Клеткалардың қосылуы толық немесе жартылай,
клетка – рецепиент донор клеткасының цитоплазмасын, митохондрияларын,
хлоропластарын, ядроның геномын немесе оның кесек бөлшектерін қабылдауы
мүмкін генетикалық информацияның аз ғана бөліктерін беру генетикалық
инженерия технологиялары жүзеге асырылады. Жыныстық шағылыстыруға қарағанда
сомалық будандастық филогенездік жағынан бір – бірінен алыс түрлері қосуға
кең мүмкіншілік береді. Осы биотехнологиясымен әртүрлі өсімдіктердің
клеткасын бірімен – бірін қосып қалыпты будандар, мысалы темекі мен
картоптың, капуста мен турнепстің т.с.с. алынады.
Өсімдіктер мен жануарлар ген инженериясы. Өсімдіктерге және жануарларға
ген таситын вектор ретінде вирустарды пайдалануға болады. Әдетте олар ауру
тудыратын вирустар, әсіресе рак дертін тудыратын вирустар, кері
транскриптаза ферменті арқылы өзінің РНК – сының көшірмесін ДНК түрінде
синтездеп оны жануарлар және өсімдіктер клеткасының ДНК – сының құрамына
енгізеді. Олардың вектор болуы осыған негізделген.
Өсімдіктер мен жануарлар клеткаларына негізделген биотехнология.
Жануарлар мен өсімдіктер клеткалары биологиялық белсенді заттар
өндірушілері, сонымен қатар, иммунобиотехнология бар.
Гибридологиялық технология – ісік клеткаларымен В-лимфоциттерді қосу
негізінде клеткалық буындарды немесе гибридомаларды алу технологиясы.
Микроағзалар биотехнологиясы. Ол адамзат баласының көне заманнан бері
қарай айналысып келе жатқан үйреншікті технологиясы.
Биотехнология биологияның көрнекті салаларының бірі ретінде кейінгі
кезде өте қарқынды түрде дами түсті. Биология ғылымының саласы – биосфера
әлемін жан – жақты зерттеп өте үлкен ғылыми жаңалықтар ашты. Ол физикалық
және химиялық технологияны пайдалана отырып жылдам дамыды. Адам және жан –
жануарлар ағзаларындағы маңызды биологиялық құбылыстарды зерттеп, зат
алмасудың неше түрлі реакцияларына сипаттама берді, оларды дәл формула
ретінде көрсете білді. Алып және күрделі молекулалар тірі организмдердің
басты биохимиялық ерекшелігі екендігі анықталды [1].
Биотехнологияның жетістіктері бүгінгі медицинада, ауыл шаруашылығында
(селекция, өсімдіктер өсіру) биохимияда өсімдіктердің физиологиясында
қолданылады. Биотехнологияның зерттеу объектісі – тіршіліктің негізі болып
саналатын белоктарды, нуклеин қышқылдары ДНК – ғы генетикалық және
биологиялық ақпарат қалай жиналады және сақталады, бір ұрпақтан екінші
ұрпаққа қалай берілетіндігін заңдылығын атап көрсетіп келеді. Кейінгі кезде
биотехнология пәні заңды түрде жоғарғы оқу орындарында арнайы курс ретінде
оқытыла бастады.
Қазіргі заманғы биотехнология басқа да ғылымдармен тығыз байланысты. 1
сурет.
Қазақстан Республикасы өндірісінің ғылыми техникалық қамтамасыз ету
мемлекеттік бағдарламасы бойынша 2002-2006 ж.ж. сарқынды суды тазарту,
мұнаймен ластанған топырақтағы микроағзаларды қолданып тазарту, және т.б.
Яғни биотехнологияның тиімді қарапайым әдісі биологиялық әдісті пайдалану,
магистерлік диссертациялық жұмыс осыған арналған.
1 ЛАСТАНҒАН САРҚЫНДЫ СУЛАРДЫ БИОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСПЕН ТАЗАЛАУДЫҢ НЕГІЗДЕРІ
1.1 Табиғи су қорларының классификациясы және оларды ластаушы көздер
Төменгі мөлшерлі сарқынды суларды тазарту үшін кең таралған әдіс
биологиялық тазарту әдісі. Сарқынды суларды биологиялық тазарту сарқынды
судағы органикалық қосылыстарды толық биологиялық минерализациялауға
негізделген. Белгіленген тазарту тиімділігіне байланысты тазарған сарқынды
судағы органикалық заттардың құрамы 10 мгдм3-ден аспауы қажет.
Сарқынды суларды биологиялық тазарту, әсіресе тұрмыстық сарқынды суды
тазарту кезінде пайдаланылатын негізгі шара, бұл белсенді тұнбаның
қасиеттерін зерттеу және осы зерттеулер нәтижесінде тиімді тазарту
технологиясын жасау мүмкіндігі туады.
Зерттеулермен бекітілгендей, белсенді тұнбаның күйі оның масса
бірлігіне келетін органикалық ластардың мөлшеріне байланысты. Осыған
байланысты белсенді тұнбаның дамуы және ең бастысы оның өсу қарқыны шартты
түрде үш фазаға бөлінуі мүмкін. Жоғары жүктемелермен өтетін үздіксіз
(логарифмдік) өсудегі бірінші фазадағы сарқынды сұйықтықтағы органикалық
заттардың көп мөлшерінің болуы үздіксіз дамудағы микроағзалардың жалпы
санының тез көбеюін қамтамасыз етеді. Баяу өсімдегі екінші фазада
жүктемелер едәуір төмен, және органикалық лас заттардың жеткіліксіз
мөлшеріне байланысты микроағзалардың көбеюі біраз қысқарады. Түсіп жатқан
органикалық лас заттардың мөлшері және тұнбаның өсуі арасында белгілі бір
қатынас орнатылады.
Эндогенді ауалану үшінші фазасында белсенді тұнба микроағзаларының
көбеюі органикалық заттардың жетіспеуінен баяулайды. Тұнба аштық күйінде
болады. Бұл белсенді тұнба микроағзаларының сарқынды сумен түскен тек
органикалық заттарды ғана емес, сонымен қатар құрып кеткен микроағзалардағы
органикалық заттардың үлкен бөлігін пайдалануды, яғни белсенді тұнбаның
өзінің органикалық бөлігін минералдауды мәжбүрлейді.
Төменгі мөлшерлі ластанған сарқынды суларын тазарту үшін екінші және
үшінші фазалар арасындағы өтпелі кезең, сондай-ақ белсенді тұнба дамуының
үшінші кезеңі де қызығушылық тудырады. Көрсетілген фазалар аралығындағы
өтпелі кезеңде жаңадан пайда болған және жойылып жатқан жасушалар санының
арасындағы тепе – теңдік нәтижесінде бактериялар мен микроағзалардың тірі
жасушаларының тұрақты саны анықталады. Белсенді тұнба дамуының үшінші
фазасында секілді, мұнда да жойылған жасушалардың органикалық заттары қайта
органикалық заттардың биохимиялық ыдырауға бейім түрлерінен басқалары тірі
микроағзалармен қолданылады. Соңғыларының жиналуы салдарынан белсенді
тұнбаның өсуі байқалады, бірақ бұл өсімнің аздығы сонша артық белсенді
тұнбаны 1-4 ай сайын жоюға болады. Минералданудың жоғары дәрежесі тұнба
алаңдарында кептіруге дейін немесе механикалық залалсыздандыруға дейін
тұнбаны алдын – ала өңдеу қажеттілігін қысқартады [3].
Төменгі мөлшерлі ластанған сарқынды суды тазарту технологиясын
жеңілдету мақсатымен оларды бірінші ретті тұндыруды алып тастауға болады.
Осылайша, көрсетілген фазада белсенді тұнба дамуы үшін жағдайлар жасап,
өткізу мүмкіншілігі төмен қондырғылар үшін маңызды сарқынды суды тазартудың
өте қарапайым технологиялық сұлбасын жасауға болады. Бұл әдіс толық тотығу
әдісі деп аталады, себебі бұл бойынша сарқынды суды тазарту кезінде
айтарлықтай қалдық алынбайды.
Белсенді тұнба дамуының үшінші фазасында қоректендіруді толық тоқтатқан
кезде микроағзалардың жойылуы және белсенді тұнбаның минералдануы жүреді.
Бұл құбылыс аэробты тұрақтандыру деп аталатын артық белсенді тұнбаны өңдеу
әдісінде қолданылады, себебі оның нәтижесінде тұнба шіруге қабілетсіз, яғни
тұрақты қасиеттерге ие болады. Тұнбаны өңдеу микроағзалардың демалуы және
органикалық заттардың минералдануы үшін қажетті ауаны беру кезінде жүзеге
асады.
Осы әдісті қолданып жұмыс істейтін қондырғыларда сарқынды суды тазарту
екінші фаза дамуында болатын белсенді тұнбамен, яғни қарапайым аэротенктер
үшін сипатты жүктемелермен жасалады, ал пайда болған артық белсенді тұнба
аэробты тұрақтандыру үшін үздіксіз жойылып отырады. Мұндай қондырғылар
толық тотығу әдісі бойынша жұмыс істейтін қондырғыларға қарағанда анағұрлым
күрделі технологиялық сұлбаға ие, себебі бұл әдіс барысында тұнбаны өңдеу
үрдісі қосылады; алайда олар аэротенктегі анағұрлым жоғары жүктемелер
салдарынан кішкене көлемді ғимараттарға ие.
Соңғы кездері аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы сарқынды
суларды биологиялық тазарту көптеген ғалымдардың жұмыстарында жарық көруде,
бұл да қызығушылық тудырады. Осыған орай ғылыми зерттеулер жүргіздік.
Органикалық заттарды аэробты және анаэробты микроағзалар арқылы
деградациялау жинақталған реакция нәтижесінде әртүрлі энергетикалық баланс
негізінде өтеді. Аэробты биологиялық тотығу кезінде глюкозалар өзіндегі 59
% энергияны биомассаның өсуіне жұмсайды ал 41 % -ы жылу жоғалуын құрайды.
Міне, осы жағдайға байланысты аэробты микроағзалардың белсенді өсуі
байқалады (2-сурет). Яғни, неғұрлым өңделетін сарқынды судағы органикалық
заттардың мөлшері жоғары болса, онда биомассаның өсу жылдамдығы да және
белсенді тұнбаның мөлшеріде жоғары болады. Сонымен біз қарастыратын
төменгімөлшерлі (ОБҚ5 – 120 мгдм3- ға дейін) ластаған сарқынды суларды
биологиялық тазартудың өзіндік қиындылықтары бар екендігін байқауға болады.
Сондықтан біз үшін анаэробты микроағзалар арқылы тазартудың маңызы зор.
Анаэробты деградация кезінде глюкозалар 8 % энергияны биомассаның
өсуіне, 3%-ы жылу жоғалуына ал қалған 89 % метанға жұмсалады. Сонымен
анаэробты микроағзалар баяу өседі және жоғары мөлшерлі субстратты қажет
етеді [4].
Аэробты микроқұрам белсенді тұнбада қалыптасып, әр түрлі
микроағзалардан тұрады. Олар бір-бірімен байланыссыз органикалық заттарды
тотықтырады [12].
Соңғы жылдары жаңа микроскоп көмегімен бірнеше түрлі бактериялар
түрлерін анықталды. Олардың ішінде: Paracoccus, Caulobacter,
Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas,
Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter,
Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus,
Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus тағы басқалары бар. Бүгінгі күні
5 %-ға дейінгі түрлерін анықтауға болады. Сонымен қатар біздің байқауымызша
аэробты процеске қатысатын микроағзалар құрамында анаэробты бактериялардың
бастапқысы болып табылатын бактериялардың да кездесетіні анықталды.
Аэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті нитрификация процесі және
анаэробты микроағзалар арқылы өтетін процесті денитрификация процесі деп
аталатынын ескерсек, онда нитрификация және денитрификация процестерінің
өту қарқындылығына мына факторлар әсер етеді: рН, температура, ерітілген
оттегінің мөлшері, аммонийлі азот мөлшері, белсенді тұнба мөлшері,
нитраттар және нитриттер мөлшері, белсенді тұнба жасы, т.б.
Сонымен биологиялық тазарту процесінің теориялық негізіне сүйенсек,
төменгімөлшерлі ластанған сарқынды суларды биологиялық тазарту үшін
нитрификация және денитрификация процестері бірге өтетін ғимараттарды
дамытудың маңызы зор. Ал анаэробты микроағзалар арқылы болатын
денитрификация процесін қалыптастыру үшін әр түрлі конструцияларда жүктеме
түрлерін жетілдіру қажет [10; 29].
Табиғат байлықтарының қымбатты түрлерінің бірі – су. Дүние жүзінде
көптеген өнім мен тағамға айырбас боларлық заттар табылғанымен суды
алмастыратын зат табылған жоқ.
Су адамдар мен жануарлардың дене құрамына кіріп, онда болатын зат және
энергия айналымына қатысады. Бұл айналымдар тек сулы ортада жүретінін
ескерген жөн.
Су – түсі, исі және дәмі жоқ сұйық зат, жақсы ерітуші, үстіңгі кернеуі
өте жоғары, айқын капиллярлық (жіңішке түтік пен сұйық заттың жоғары
көтерілуі) қасиеті бар. Осы қасиеті топырақтағы су ерітінділерін өсімдіктер
бойына сорып алып күн көруі үшін өте қолайлы.
Жер шарындағы сулар үнемі қозғалыста болып, барлық бос сулар, олардың
агрегаттық (сұйық, бу, мұз түрлерінің, жиынтық атауы) күйіне қарамастан,
жердің гидросфера деп аталатын қабатына жатады.
Жер бетінің 77,5 пайызын (мұздарды, батпақтарды қосып есептегенде) су
алып жатыр.
Су қорларына өзен, көл, теңіз, жер асты, таулар мен поляр шеңберіндегі
мұздар, атмосфералық ауадағы ылғал кіреді.
Өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, тұрмыстық қажетке көбінесе өзен, көл
және жер асты тұщы сулар жұмсалады. Олардың қоры бүкіл гидросферадағы судың
тек 1 пайызы ғана.
Көлемі және су қорларының мөлшері жөнінде гидросфераның ең ірі бөлігі –
мұхиттар. Мұхит суларында пайдалы кендер, биологиялық ресурстар, энергия
қуаты, химия және дәрі – дәрмек өнеркәсіптері үшін қажетті шикізаттар қоры
өте көп. Құрлықта жыл сайын азайып бара жатқан пайдалы кендер орнын мұхит
суларынан толтыруға әбден болады. Сондықтан да ірі мемлекеттер мұхиттарды
өзара бөлісіп менің меншігім деген белгілерін қойып жатыр.
Теңіз суында алтынның, магниттің, платинаның, алмаздың, тантал –
ниобиттің, цирконийдің, тағы басқаларының қоры құрлықтағы мөлшерге тең.
Онда көмірдің, темірдің, мыстың, никельдің, қалайының қорлары да көп.
Теңіз суында минералды заттар да аз емес. Ондағы ас тұзын, натрий
сульфатын, калий тұзын, бромды, магнийді, иодты бірқатар елдер қазірдің
өзінде пайдаланып жүр. Теңізде құрылыс материалдары да бар. АҚШ пен
Ұлыбритания жыл сайын 600 млн. тонна құм, қиыршық және ракуш тастарын
алады. Теңіз түбінде фосфорит, қызыл саз, әк қорлары да жеткілікті.
Мұхиттар мен теңіздер жер шарында өнетін биологиялық өнімдердің 43 пайызын,
оттектің 50-70 пайызын береді.
Біз үшін тұщы судың маңызы өте үлкен. Өзендер мен көлдердегі тұщы сулар
қоры гидросфера ресурсының 1 пайызына да жетпейді. Дүние жүзіндегі тұщы су
қоры адам басына шаққанда 1970 жылы 11 мың м3 шамасында болады. Басқаша
айтқанда 30 жылда екі есеге жуық кемиді. Құрлық бетінде тұщы сулар қоры
бірдей орналаспаған. Мысалы, Аляска мен Гвианада 1 адамға 2 миллион м3,
Жаңа Зеландияда 100 мың м3 болса, Африкада тек 1-2 мың м3 келеді.
Адамдар көп тұратын, өнеркәсібі мен ауылшаруашылығы өркендеген
аудандарда тұщы сулар тапшы, ал адамы аз, шаруашылығы мешеу Сібір жерінде
үлкен өзендер мен тұщы көлдер өте көп.
Қазақстан Республикасы да тұщы су қоры тапшы елдер қатарына жатады. Көп
жылдық мәліметтерге қарағанда өзендердің жылдық ағын мөлшері 64,8 текше
шақырым шамасында. 1 текше шақырымға бөлгенде секундына 0,8 литрден келеді.
Бұл Орта Азия елдеріндегі ең төмен көрсеткіш.
Республика территориясында ұзындығы 10 шақырымнан асатын 8 мыңнан астам
өзендер бар. Олардың ішіндегі ірілері – Ертіс, Жайық, Сырдария, Іле
еліміздің шеткі аймақтарын басып өтеді. Ертіс, Есіл, Тобыл өзендерінің су
деңгейі төмен, көктемде ғана жайылып ағады. Еліміздің басты өзендеріне
Жайық, Ойыл, Үлкен және Кіші Өзен, Сағыз, Жем, Тобыл, Есіл, Торғай, Ырғыз,
Нұра, Шідерті, Сілеті, Сарысу, Қараертіс, Ертіс, Арыс, Сырдария, Талас, Шу,
Іле, Қаратал, Ақсу, Лепсіні жатқызуға болады. Таудан бастау алатын Үлкен
Алматы, кіші Алматы, Қаратал, Есік өзендерінде сел тасқындары болып тұрады.
Қазақстанда көлемі 1 гектардан асатын 48262 көл бар. Олардың орташа
тереңдігі 1-8 метр аралығында болғанымен кейбіреулері онан көп терең.
Мысалы Алакөлдің тереңдігі 45 метрге дейін, Үлкен Шабақты көлі 37 метрге
дейін, Шортанды 31, Марқакөл 27, Балқаш 26 метрге жетеді.
Қазақстанда 4 мыңнан астам бөгеттер мен бөгендер бар. Олардың жалпы
көлемі 10 мың шаршы шақырымға, су мөлшері 90 текше шақырым шамасында.
Бөгендер негізінен өнеркәсіп орталықтарынан су және элекрт қуатымен
қамтамасыз ету, маңайдағы жерлерді суландыру үшін салынған. Олардың ішінде
ірілері Бұқтырма, Қапшағай, Шардара, Бөген, Теміртау, Сергеев бөгендері,
шағындары – Ақкөл, Теріс, Ащыбұлақ, Жемсау, Қамыскөл, Орал, Тайкешен,
Желқуар, Қаратомар, Шарбайнұра, Кеңгір, Саршығанақ, Күрт, Телес, Шұқырой
т.б. бөгендер.
Қазақстанда екі теңіз бар. Арал теңізі, ұзындығы 428 шақырым, ені 235
шақырым. Суының көлемі 1000 текше шақырым, ең терең жері 67 метр болатын.
Қазіргі көлемі жөнінде нақтылы мәлімет жоқ. Теңізге құйылатын өзен суы 76
текше шақырымнан 42 текше шақырымға дейін азайып, өнімді көп беретін, суы
таяз, балықтар уылдырық шашатын шығыс және оңтүстік жағалауы құрғап, істен
шыққан соң, теңіз жануарларына үлкен нұсқау келуде. Аралдың қазіргі қайғылы
жағдайы дүние жүзін алаңдатып отыр.
Каспий теңізінің Қазақстан жеріндегі ұзындығы 2460 шақырым, теңіздің ең
терең жері 1025 м. Мұнда өсімдіктердің 500, балық пен басқа жануарлардың
854 түрлері бар. Өсімдіктері негізінен көкжасыл балдырлар. Соңғы кезде
қызыл және қоңыр балдырлар да өсе бастады. Жануарлар дүниесінен бекіре
тұқымдас балықтарды, майшабақтарды, көк серкені, сазанды, табанды, ит
балықтарды кездестіруге болады.
Өндірістік және тұрмыстық қажеттерге жыл сайын 600-700 текше шақырым су
жұмсалады, олардың ішінде 130-150 текше шақырымы гидросфераға қайтып
оралмайды. Қалғандары өзен, көл, теңіз және жерасты суларына қосылады [20].
Қалдық суларды қанша тазалағанымен 10-20 пайыз шамасында ластаушы
заттар бөлінбей сақталады. Бір рет пайдаланылған қалдық суларды тазалау
үшін оларды 7-14 есе (кейбіреулерін 30 есе) көп таза, оттегі мол сумен
араластыру қажет. Өндірістік технологияның жаңаруына қарамай XX
ғасырдың аяғында қалдық сулар көлемі 6000 текше шақырымға жетті. Ал мұншама
қалдық суды таза сумен араластыру үшін барлық өзендердің бір жылдық ағыны
жетпейді.
Алматы қаласының көшелерімен өтетін Үлкен, Алматы, кіші Алматы,
Весновка, Қарасу өзендерінде мұнай өнімдерінен басқа да зиянды қалдықтар
көп. Автобазарлардың, тері комбинатының, қаладан жоғары канализациясы жоқ
елді мекендердің қалдықтары өзен суларын ластап отыр.
80-ші жылдары Жамбыл облысының химия кәсіпорындарында бірнеше рет апат
болып, олардың уытты өнімдерін маңайдағы көлдерге құйып өлі көлге
айналдырды.
Қарағанды облысында Нұра өзені сынап қалдықтарымен уланып адам өмірі
мен қоршаған ортаға өте қауіпті болып отыр.
Жайық өзеніне Ресей мен Қазақстанның химия, металлургия және машина
жасайтын кәсіпорындары тазаланбаған қалдықтарын төгуде. Осының салдарынан
өте бағалы бекіре балықтар ұрық шашатын алқаптар уланып Атырау өңірі көп
зиян шегуде.
Ертіс өзені мен салалары Шығыс Қазақстан, Павлодар облыстарының түсті
металлургия, құрылыс материалдары, ағаш, тері және жүн өңдеу
кәсіпорындарының қалдықтарымен улануда.
Сырдария өзені Өзбекстан мен Қазақстанның мақта, күріш егістіктерінен,
химия және машина жасау кәсіпорындарынан уытты қалдықтарды көп алуда.
Теңіздер мен көлдердің де экологиялық жағдайлары өте ауыр. Арал
теңізінің халі баршаға мәлім. Каспий теңізі мұнай қазғанда танкерлермен
тасымалдағанда, кемелерді жуып тазалағанда мұнай қалдықтарымен ластанады.
Балқаш көлі сол өңірдегі кәсіпорындардың қалдықтарымен ластанып, Іле
өзенімен келетін ағын сулардың азаюына байланысты қиын жағдайда қалып отыр.
Республиканың басқа өзендері, көлдері және су қоймалары да шектен тыс
ластануда.
Соңғы жылдары суды, өндірістік, тұрмыстық қажетіне және ауыл
шаруашылығында жұмсау өте көбейіп кетті.
Мысалы, 1 тонна болат қорыту үшін 300 г су қажет болса, соншама мыс
шығаруға 500, қағаз шығаруға 1000, қатырғы қағаз шығаруға 5600 тонна су
жұмсалады.
1 тонна бидай өндіруге 1500 г, күріш өсіруге 4000, мақта өсіруге 10000
тонна су кетеді. Бір бас ірі қара малға тәулігіне 115 л, шошқаға 234 л су
керек.
Коммунальды тұрмыстық қажеттілікке қалада бір адамға тәулігіне 300 ден
420 литрге дейін су жұмсалады. Қала көшелерімен ағатын суларда
тетроэтилқорғасын, күкіртті қосындылар, ауру тарататын микробтар, мұнай
өнімдерінің қалдықтары бар. Ауыл шаруашылығы кәсіпорындары қалдықтарында
минералды тыңайтқыштар, уытты пестицидтер көп. Олар жауын, қар сулары
арқылы өзендер мен көлдерге, жер асты суларына қосылып отырады [21; 28].
Алдерин, диоксин, ДДТ, хлоридан сияқты пестицидтер, құрамында сынап пен
мышьяк бар дәрі – дәрмек қалдықтары аса қауіпті, олар қоректік тізбектерде
жиналып, ет, сүт, көкөніс, картоп, бидай, күріш т.б. өнімдер арқылы
адамдарды уландырады.
Су көздері жылудан да ластанады. Электр станцияларының жылы сулары
өзендер мен көлдерге, су қоймаларына жіберіліп, ондағы қалыптасқан жағдайды
өзгертеді. Судағы оттек азайып биологиялық процестердің жүру ырғағы
бұзылып, суда уытты көбіктер пайда болады. Балықтың уылдырығы мен ұсақ
жәндіктер өле бастайды.
Атом бомбаларын сынауға, атом электр станциясындағы апаттар мен бұзылу
салдарынан, өндірісте, ғылымда, радиоактивті қалдықтарды қалай болса солай
көму салдарынан су көздерінің радиоактивті қалдықтарымен ластану қаупі туып
отыр. Мұхиттар мен теңіздер де қоқыс тастайтын орынға айналып отыр. Қазір
30 мемлекет теңіз астынан мұнай қазады. Олардың ішінде Каспий теңізінен
мұнай қазатын Азербайжан да бар. Қандай ұқыпты болуға тырысқанымен мұнайды
қазғанда, тасымалдағанда, кемедерді жуып шайғанда, теңіз сулары мұнай
қалдықтарымен ластанады. Мұнай таситын үлкен танкерлер апатқа ұшырағанда
мыңдаған тонна мұнай төгіледі. Орта есеппен жыл сайын 10 млн. тонна мұнай
осындай үлкен танкерлер апатынан, 2 млн. тонна танкерлер мен кемелерді жуып
тазалағанда теңіз суларына қосылады.
Үлес салмағы судан жеңіл мұнай қалдықтары жұқа жапқыш сияқты болып
теңіз бетін жайып кетеді. 1 тонна мұнай 6 дан 12 шаршы шақырымға дейін су
бетін жабатынын ескерсек, теңіздегі өсімдіктер мен жануарларға қандай
нұсқан келтіріп жатқанын шамалауға болады. Суда оттек азайып биологиялық
процестер бұзылады. Өзен сулары мен теңізге басқа да ластаушы заттар көп
келеді. Әсіресе теңіз жағалауы тез ластанып, өздігінен тазара алмайтын
болады.
ЮНЕСКО мәліметтеріне қарағанда жыл сайын теңіз суына 6,5 млн. тонна
фосфор, 2,3 млн. тонна қорғасын қалдықтары, жүздеген мың тонна пестицидтер
мен детерогендер (кір жуатын синтетикалық заттар) қосылып отырады.
Теңіз бен мұхит суларының шектен тыс ластануы салдарынан жануарлардың
1000 түрі жоғалып кетті, балықтың бағалы түрлері, омыртқасыз жәндіктердің,
шаян тәрізділердің қоры азайды, маржан рифтері жойыла бастады, теңіздегі
фито және зоопланктондарға күшті зиян келуде. Әлемге әйгілі теңіз
зерттеушісі Жак Ив Кусто соңғы 20 жылда мұхиттағы тіршілік 40 пайызға
кеміп, көмір қышқыл газын аз сіңіріп, оттегіні аз өндіретін болады деп
жазды [7].
Қазақстан Республикасының алғашқы су кодексі 1993 жылы наурыз айында
қабылданған еді.
Кодексте қойылған негізгі міндет – су қорларын ластаудан, таусылудан
қорғау, зиянды әсерлерді болдырмай, суды пайдалануда заңдылықты күшейту,
халықтық экономика салаларының қажетін өтеу үшін суды ұтымды пайдалану.
Су қорларын мемлекет меншігіндегі бүкіл халықтың байлығы болып
табылады. Оларды сатуға, басқаның меншігіне беруге рұқсат етілмейді, тек
пайдалануға беруге болады.
Еліміздің су қорлары өзендерден, көлдерден, бөгендерден, жер асты
суларынан, мұздардан, мемлекеттік шекараға кіретін теңіздерден және
жағалаудағы территориялық сулардан құралады.
Республиканың Министрлер Кабинеті су қорларына иелік етеді, оларды
пайдалану, сақтау тәртібін белгілейді, судың сапасы мен жалгерлік бағасы
жөніндегі құжаттарды бекітеді. Су қорларын пайдалану мен қорғау, сақтау
мәселелері облыстық және аудандық әкімдер мен үкімет құрған өкілетті
мекемелерге жүктелген.
Халықты ауыз сумен қамтамасыз етіп, тұрмыстық қажетті өтегеннен кейін,
өсімдіктер, балық және басқа да жануарлардың өмір сүруіне, сақталуына зиян
келмейтін болса ғана жаңадан салатын немесе жөндеуден өтетін кәсіпорындар
құрылыстарын жобалау жүргізуге, технология жабдықтарын жақсартуға рұқсат
етілді.
Сондықтан аталған жұмыстарды жүргізбес бұрын жергілікті әкімдердің,
санитарлық – бақылау инспекцияларының, балық қорғау жөніндегі басқарманың
келісімдерін алу қажет.
Құрылыс жұмыстарын, арна тереңдету мен кеңейту, жер бұрғылау,
жарылыстар жүргізу, пайдалы кендерді қазу, су өсімдіктерін жинау, кабель
сымдары мен құбыр салатын жерді қазу, су қорлары маңындағы ағаштарды кесу,
тағы басқа да жұмыстарды жергілікті әкімдермен, су қорларын қорғау
мекемелерімен келіспей жүргізуге болмайды.
Өндірістік коммуналдық – тұрмыстық қалдықтарында ластаушы заттар
шектеулі рұқсат етілген мөлшерінен артық болса, ондай суларды өзендерге,
көлдерге, бөгендерге жіберуге болмайды.
Су қорларын пайдалануды реттеу үшін әрбір ірі су көздерін, мысалы,
Жайық, Сырдария, Ертіс, Іле өзендерін пайдалану жоспары жасалады.
Кіші өзендерді қорғауға да көп көңіл бөлу қажет. Қоршаған ортаға, су
айналымына зиян келетін болса, мұндай өзендерді бөгеуге болмайды.
Су кодексінде суды мөлшерден тыс жұмсаған, шашып – төккен, қорғау және
пайдалану тәртібін бұзған, рұқсатсыз гидротехникалық жұмыстар жүргізген, су
шаруашылығы құрылыстарын бүлдірген кінәлі адамдар әкімшілік және қылмыстық
жауапқа тартылатыны көрсетілген. Кінәлі мекеме немесе адамдар келтірген
зиянның орынын толтыруға міндетті.
Зиянды заттардың шектеуші рұқсат етілген мөлшері 600 ден астам. Осындай
мөлшер белгілеу жұмыстары әлі де жүргізіліп жатыр. Ереже бойынша шекті –
рұқсат етілген мөлшері қойылмаған зиянды заттары бар қалдық суларды өзендер
мен көлдерге, су қоймаларына жіберуге тыйым салынған.
Судың эвтрофикациясы. Судың эфтрофикациясы деп – судың биогенді
элементтермен, әсіресе азотпен, фосформен немесе құрамында осы элементтер
бар заттармен баюын атаймыз. Эвтрофикация (грек тілінен аударғанда эу –
жақсы, трофе – қоректену) – судың бай қоректенуі.
Эвтрофикация мысалында экологияның маңызды құбылыстары, тізбекті табиғи
реакциялар, шектеуші факторлардың әсері, су сукцессиялары және басқа да
жүйелік қағидаларды көруге болады.
Эвтрофикацияның нәтижесі – балдырлар мен басқа өсімдіктердің қарқынды
өсуі, су қоймасында органикалық заттар мен басқа да ағзалардың шіру
өнімдерінің жиналуы болып табылады. Бұл өлген органикалық затпен
қоректенетін, оны бастапқы минералдық элементтер мен көмірқышқыл газына
дейін ыдырататын редуцент – ағзалардың санының артуына әкеледі. Редуценттер
тіршілік процесінде өлген органикалық заттарды интенсивті түрде сіңіреді.
Мұндай құбылыстың нәтижесі – су ортасының оттексізденуі мен аэробты
процестердің анаэробтыға өтуі болып табылады. Анаэробты процестердің
нәтижесінде қоршаған ортаға күкіртсутек (H2S), метан және басқа да улы
ластандырушы заттар шығарылады. Келтірілген мысалдан бірдей әсерге екі
тіршілік ортасының (су және топырақ) әр түрлі реакциясы анық көрінеді.
Топырақтың биогенді заттармен байытылуы барлық жағдайда қолайлы ауыл
шаруашылық және экологиялық эффектіге әкеледі. Яғни бірлестіктің өнімділігі
артады, қоршаған ортаға қолайлы әсер етеді және өздігінен тазару қабілеті
күшейеді.
Сулы ортада аталған әсер судың мағызды қасиеті – тазалығының
нашарлауына әкеледі. Эвтрофитануы кезінде артады. Жылулық ластану судығ
оттегімен кедейленуін жылдамдатады, себебі температура артқан сайын
оттегінің ерігіштігі және биохимиялық процестердің интенсивтілігі әсерінен
кемиді.
Эвтрофикацияны табиғи және антропогенді факторлар туындатады. Олардың
түрлі әсерлері тек интенсивтілігіне ғана емес, жекелеген процестердің
механизмдеріне де байланысты [5].
Табиғи эвтрофикация. Табиғи эвтрофикация баяу жүреді және су қоймасының
маңызды грунт пен тау жыныстарының минерологиялық құрамына және химизміне
байланысты болады. Су қоры мол және кристалдық жыныстардың арасында
орналасқан су қоймалары эвтрофикацияға жиі ұшырайды. Олар мыңдаған жылдар
бойы олиготрофты (қоректік заттарға кедей) жағдайда, олай болса таза
күйінде қалады.
Мұндай су қоймасының мысалы – Байкал көлі. Баяу эвтрофикация мұздық
шығу тегі бар көлдерге де тән. олар көлдің таза суының негізгі қоймасы.
Мұндай су қоймаларының тіршіліктің аз болуына және төмен температураға
байланысты өздігінен тазару қабілеті төмен. Сондықтан, олар ластануға
сезімтал.
Келіп түсетін су ағыстарынан қоректенетін шығын су қоймалары азот пен
фосфордың қозғалғыш формаларымен қамтамасыз етілген және эвтрофикацияға
ұшырауға бейім. Олар жастық (олиготрофты) күйден, пісіп – жетілген
(мезотрофты) және қартайған (эвтрофты) күйге батпаққа, одан шымтезекті
субстратты құрлыққа айналу арқылы өтеді.
Антропогенді эвтрофикация. Антропгенді эвтрофикацияға қазір барлық
ішкі су қоймалары мен кейбір теңіздер ұшырайды. Оны туғызатын негізгі
факторларға минералдық тыңайтқыштар, кейде жуғыш заттар (құрамына енетін
беттік белсенді заттар (ББЗ) фосфорлық қосылыстар негізінде жасалады)
жатады.
Эвтрофикацияны тұрмыстық және өнеркәсіптік шайынды сулар, мал
шаруашылық кешендері, жылытылған сулар, реакциялық әсерлер, ағын суларды
ағынсыз суларға айналдыру және т.б. адамзат қызметі туғызады.
Қоректік заттарға кедей табиғи сулардағы өндіруші ағзалар тобы
негізінен ірі өсімдіктерден (макрофиттер) тұрады. Бұл өсімдіктер су
қоймасының түбінде орналасып, қажетті биогенді элементтерді су түбіндегі
құрылымдарынан сіңіреді. Фотосинтез нәтижесінде бөлініп шығатын оттегі
судың төменгі қабаттарында ериді. Судың жоғарғы қабаттары су түбінен
көтерілетін және ауадан сіңірілетін оттегімен байытылады. Екі процесс те
тепе – теңдікте болады да, су тазалығын сақтайды.
Эвтрофтанған суларда өсімдіктердің биогенді элементтерді тікелей
қоршаған судан сіңіруге қолайлы жағдай жасалады. Бұл судың жоғарғы
қабатында фитопланктонның интенсивті жиналуына және су түбіндегі
өсімдіктердің оттегі жетіспеуінен жойылуына әкеп соқтырады. Мұнда оны өлген
планктонның орагникалық затын өңдейтін редуцент – ағзалар сіңіреді.
Эвтрофикация кезінде тек судың химизмі ғана өзгермейді, сондай – ақ
ағзалардың түрлік құрамы да өзгереді. Нәтижесінде судың терең қабаттары
оттегіне кедейленіп, аэробты процестер анаэробты процестермен алмасады да,
су улы заттармен ластанады (Сурет 4) [6; 8].
Сурет 4 – Су қоймаларының эвтрофикациясының нәтижесі
2. Суды тазалау әдістері
Қазақстан су ресурстары тапшы аймақтарға жатады. Дегенмен, соңғы
онжылдықта республиканың су ресурстарының антропогенді факторлар әсерінен
ластануы байқалуда, олардың ең қауіптілері – дұрыс тазартылмаған немесе
тазартылмаған сарқынды сулар. Көптеген тұрғын аймақтарда сарқынды суларды
тазартылуының қазіргі жағдайы экологиялық және санитарлы – гигиеналық
талаптарға сәйкес емес.
Мемлекет экономикасының аймақтық – өнеркәсіптік кешендер, аймақтар мен
аудандар кесіндісінде дамуы көптеген жағайда су ресурстарының жағдайына
байланысты. Бұл әсіресе шөл және шөлейтті аймақта орналасқан Қызылорда
облысында байқалады. Су ресурстарын қорғау және тиімді пайдаланудың нақты
әдісі болып суды тазалау технологиясын енгізу, сарқынды суларды тазарту
және қайтадан қолдану болып табылады. Бүгінгі күнде суларды тазартудың
кеңінен орын алған әдісі – бұл сарқынды суларды механикалық және
биологиялық тазарту. Өткен ғасырдың ортасында, ғылымның, техника және
технологияның даму кезеңінде сарқынды суларды индустриалды әдістеріне, оның
ішінде қымбат және шығынды болып табылатын жасанды биологиялық әдістерге
көп көңіл бөлінді.
Сарқынды суларды оларды ластаушы заттардан тазалау күрделі процесс.
Олар механикалық, физико – химиялық, химиялық, биологиялық болып бөлінеді
[5].
Бұл әдістердің әрқайсысын таңдап алу сарқынды сулардың ластау сипаты
мен ондағы қоспалардың зияндылығымен байланысты.
Механико – химиялық әдіс – сарқынды судағы ірі және ұсақ түйірлі тез
тұнатын бөлшектерді өздігімен тұндырып немесе оларды қалқып шығатын
зеттектерді тұндырғыш, сүзгіш, құмұстағыш арқылы өткізіп немесе әртүрлі
конструкциялық техника құралдарын (торларды, електерді, гидроциклондарды
т.б.) қолданып, ал беттік ластағыштарды – мұнай ұстағыш, май мен
смолааулағыш жабдықтар мен материалдарды пайдалану арқылы жояды.
Механикалық қосындыларды магнитпен тартып жинауға болады. Бұл әдіспен
тұрмысқа қажетті жұмсалған судағы ерімеген қалдықтардың 60, өндірістік
қалдық судан 95 пайызға дейін айырып алуға болады.
Өнімділігі 4 және 6 м3тәу болатын бір немесе бірнеше селолық елді
мекендердің үйлері үшін комплекстік шығырдан жасалған түрлік жобадағы
сарқынды суды тазарту қондырғысы үлкен назар аудартады. Қондырғы сорғыш
бекетінен, аэротенк – тұндырғыштан және контактілі резервуардан тұрады.
Контактілі резервуарда дезинфектантты дозалайтын және сақтайтын бак
орналасқан.
Аэротенкте белсенді тұнбаның жартылай минерализациялайтын ұзартылған
аэрация режимінде толық биологиялық тазарту өтеді. Аэрация үшін ауа ежектор
көмегімен беріледі. Аэротенк тұндырғыш жобада тік бұрышты ғимарат мөлшері
1x1 м, биіктігі 2,2 м, контактілі резарвуар D˭ 1 м дөңгелек, биіктігі 2,0 м
темір бетоннан жасалған. Сонымен қатар сарқынды суды биологиялық тазарту
үшін қолданылатын қондырғының бар екені белгілі. Қондырғы біріншілік
тұндырғыштан, аэраторлы аэротенктен екіншілік тұндырғыштан және бастапқы
сарқынды суды беретін, әкететін, шөгінді әкететін және тұнбаны қайтадан
апаратын құбырлардан тұрады. Ойлап табылған бойынша, ол біріншілік
тұндырғыштың жоғарғы бөлігінде бекітілген. Ежекторы бар сарқынды суды
бірінші сатылы озондау үшін қабылдау камерасы және озонаторлы жабдықталған
тағы ежекторы бар соңғы озондау және озонотордың таза су резервуары
қамтылған [11].
Бұл қондырғының кемшілігі сарқынды суды озонмен екі рет өңдеу қажет.
Бұл көп мөлшердегі пайдалану шығындарын қажет етеді. Қарастырылған шағын
қондырғылар негізінен толық биологиялық тазарту нәтижелеріне есептелген,
яғни ОБҚ құрамы және қалқымалы заттарды 10-15 мгл дейін тазартады және
азот пен фосфорды 40% - ға азайтады. Қазіргі кезедгі суаттардың ластануының
жалғасуында және экологиялық жайдың нашарлығында мұндай сарқынды суды
тазарту саласы көп жағдайда жеткіліксіз. Сарқынды судың құрамындағы
органикалық заттарды жақсы жойғанымен суаттардың эфстрофикация проблемасын
шеше алмайды. Эвтрофикация – органикалық заттармен биогенді элементтердің
(азот және фосфор) қалдығынан пайда болатын суаттардағы табиғи процесс. Бұл
табиғи экожүйеде суаттардың опат болуына әкеп соқтырады.
Соңғы он жылда Батыс Еуропаның біршама елдері сарқынды суды алдын – ала
химиялық өңдеу әдісін қолданып жүр. Яғни химиялық әдіспен тазартып, одан
кейін шағы биологиялық әдіспен тазартады. Осы жағдайда фосфорды 90 %-ға
тазартуға, органикалық заттарды алдын – ала 65%-ға аазйтуға болады. Осының
нәтижесінде аэротенкте немесе биосүзгідегі органикалық жүктемелері азаяды
және сарқынды суды аэрациялауға қажетті электроэнергия 50%-ға кемиді.
Біздер үшін сарқынды суды қазір бұлай өңдеу тиімсіз, себебі бізде коагулянт
қымбат, оларда арзан [9].
Физико – химиялық әдіс. Ластаушы заттардың физикалық күйін өзгертуге
негізделген. Бұл әдіске коагуляция, флокуляция, флотация, ион алмасу,
адсорбция, экрстакция, кері осмос, ультрафильтрация, кристалдау,
дистельдеу, электролиз және электродиализ жатады.
Бұл әдісте:
- Коагуляцияда сарқынды суларға коагулянттар (аммоний, темір, мыс,
тұздар т.б.) қосылады, нәтижесінде ластаушы заттар тұнбаға түседі де
судан бөлініп алынады.
- Сорбция – кейбір қосылыстар мен заттардың өздеріне басқа заттарды
сіңіру қасиетіне негізделген. Мысалы, активтелген көмір, цеолит,
силикагель, торф т.б.
- Флотация – сарқынды суларға ауа жіберу арқылы суды ластаушы заттарды
(мұнай, май тәрізді заттарды және т.б.) ауа көпіршіктерінің ұстап
алып, су бетіне көбік тәрізді қабат түзуіне негізделген.
Өнімділігі 25м3тәу болатын Рица қондырғыда біршама қызықтырады.
Қондырғы негізінен мыналардан тұрады: реагент дайындайтын түйін, яғни
бактер, араластыру және реагент ерітіндісін реакция камерасына беру үшін
қажетті сорғыш, жапалақ пайда болатын камерасы бар жұқа қабатты тұндырғыш,
тұнбаны айналдыру үшін шикі тұнба қалдықтары, баяу сүзгі. Мұндағы сарқынды
судың шөгіндісін айналдыру тәулік бойы сарқынды судың құрамының өзгеруіне
байланыссыз тұрақты реагент дозасын беріп тұруға мүмкіндік жасайды. Баяу
сүзгідегі жұқа қабатты тұндырғыштағы тұндыру процестері сарқынды суды
күрделі тазарту және залалсыздандыруға жағдай жасайды. Қондырғыда тазарған
сарқынды судың құрамы қалқымалы заттар бойынша, ОБҚ бойынша 10-120 мгл –
ге тең. Орташа реагент шығыны 50 мгл болады. Бұл қондырғы негізінен физика
– химиялық сарқынды суды тазарту әдісіне негізделген. Сондықтан оны демалыс
орны сияқты, яғни мерзімінде адамдар тұратын орындардың сарқынды суын
тазартуға қолайлы. Мұндай жағдайларда белгілі биологиялық сарқынды суды
тазарту әдісін қолданған тиімсіз, себебі оны пайдалану бар – жоғы бірнеше
аптаға ғана ұзарады.
Суды қорғау және жабдықтау, канализация ғылыми ізденіс институты
сарқынды суды терең тазартатын технологиясы қиын үш сатылы схеманы
жетілдірді. Схема тіркелген микроағзаларды пайдалану арқылы анаэробты өңдеу
сатыларын қамтыған бірінші аэробты саты қалқымалы және тіркелген
микроағзалар нәтижесінде өтеді. Микроағзаларды енгізетін материал ретінде
синтетикалық және табиғи химиялық белсенді және инертті материалдар
қолданылады.
Осы үш сатылы технологиялық схеманың негізінде Нептун қондырғылары
шықты. Ол металдан немесе темір бетоннан жасалады. Өнімділіктері 25, 50,
100 және 300 м3тәу болатын қондырғылар металдан жасалады және бөлек
күйінде тасымалданып қойылатын жерде құрылады. Тазарту қондырғысы жоғарғы
сарқынды су тазарту дәрежесін береді, бірақ белгілі толық биологиялық
тазарту әдісінің технологиясымен жасалған қондырғыларға қарағанда мұнаң
бағасы 50% - дай қымбат, себебі мұндағы қосымша шығынның негізгі бөлігі
микроағзалар енгізетін материалдарға жұмсалады [2].
Сарқынды суды тазарту үшін аэрациялық камералардан цилиндр тәріздес
торлы қабырға орналасқан, ол тқбіне жетпей тұрады және тұтқаға қатты
бекітілген. Бұл құрылымдардың негізгі кемшіліктері екі сатылы тазарту бола
тұрса да тазарту дәрежесі төмен, аэрациялық камерада орналасқан қабырға су
арынының гидравликалық жоғалуына ықпал етеді, яғни ол электр шығынының
өсуіне әсер етеді.
Шағын қондырғылар тез өзгеретін гидравликалық және органикалық
жүктемелер жағдайында, сарқынды судың төменгі температурасында, сарқынды
судың құрамы және қасиеті өзгеруінде жоғарғы тұрақты тазарту тиімділігін
бере алатын болуы қажет.
Арнайы тұрғын үйлердің және өнімділігі 0,25 – тең 6 м3тәу болатын кіші
ғимараттар тобының сарқынды суын тазарту үшін әртүрлі жобалар бар. Олардың
негізгі тазарту ғимараттары септиктері және сүзу құдықтары. Септик –
бірінші сатылы механикалық тазарту ғимараты. Ол қалқымалы заттарды 10-15 %
- ға, ОБҚ5 30-35% - ға азайтады. Септиктерде екі тазарту процестері өтеді.
Мөлдірлету және шөгіндіні өңдеу. Егер септикте сарқынды су екі үш тәулікте
өтсе, онда қалқымалы заттардың құрамы 30-40 мгл – ге барады. Бұл жағдайда
екінші тазарту сатысы сүзу құдығында табиғи биологиялық тазартылады,
суландыру тесік құбырлары бітеліп қалмайды және 10 жылға дейін ұзақ уақыт
жұмыс істейді.
Химиялық әдіс – екі түрлі жолмен жүзеге асырылады: нейтралдау және
тотықтыру. Нейтралдау кезінде сарқынды сулардағы қышқылдар мен сілтілерді
нейтралдау үшін арнайы реагенттер (ізбестас, кальцийленген сода, аммиак)
қолданылса, ал тотықтыру үшін хлор және оның қосылыстары пайдаланылады.
Тотықтырғыш реагенттер ретінде химиялық әдісте суды тазарту үшін хлор және
хлорамин, хлорлы ізбес, натрий гипохлориді сияқты қосылыстарды қолданылады.
Өңдеуді аэротенктегі биологиялық тазарту жүйесінің механикалық деңгейі
ретінде қолданған жөн, яғни бұл үлкейтіп тұндыру деп аталады және сарқынды
суды күрделі тазартуда бола алады. Кіші мөлшердегі ұзартылған аэрация
режимінде жұмыс істейтін аэротенктерді қабылдау жағдайында фосфорды жою үші
ең қарапайым әдіс ретінде коагуляциялау жатады, яғни бұл аэрация камерасына
реагенттерді беру. Реагентті тұнбаға жүктеменің өзгеруі бойынша күндізгі
және түнгі жүктеме кезінен 2-3 сағат бұрын тәулігіне 1,2 рет берген жөн.
Бұл кезде фосфор 88% дейін жойылады.
Таллинде сарқынды суға метал иондары тұрақты ток әсерімен
электрохимиялық (анодты) ерітіліп енгізу нәтижесінде үлкейтіп тұндыру
процсетері зерттелінді. Электроттар болатын және аллюминде жасалады.
Батыс Еуропаның сарқынды су тазалау облысында мамандандырылған көптеген
фирмалары және бірлестіктері сарқынды судың барлық шығындарында қолдануға
болатын жаңа конституциялық шағын қондырғылар шығарды. Олардың ішінде үлкен
даңқтылыққа жеткендері мына фирмалар: Германияның Лурги және Пасиван,
Францияның Дегремон және Епап, Швециядағы Альфа - Лафиль,
Финляндиядан Юлейнен инсинооритомисто және т.б. Бұл шағын қондырғылардың
негізгі ғимараттары: керегелер, аэротенктер, екінші сатылы тұндырғыштар,
аэробты тұрақтандырғыштар. Кіші өнімдіктегі тазарту ғимараттары үшін
негізінен аэротенк қолданылады. Себебі аэротенкте тазарту процесі арқылы
бірінші сатылы тұндырғыштан алдын – ала тұндырусыз ақ тазартуға мүмкіндік
береді. Бірінші сатылы сарқынды судан өтпеген сарқынды судың қалқымалы
заттары қандай да бір болмасын, ол тек меншікті биологиялық жүктемеге әсер
етеді. Процестің технологиясы бойынша ұзартылған аэрациялы аэротенктер және
белсенді тұнбаны бөлек минерализациялайтын аэротенктер қолданылады. Ал
белсенді тұнбаны регенерациялау технологиялық қиындықтарға байланысты
қолданылмайды. Ұзартылған аэрация әдісі бойынша жұмыс істейтін шағын
қондырғылар белсенді тұнбаның минерализацияланған кіші жапалақ түрінде
қалқымалы заттардың үлкен шығымымен сипатталады. Сондықтан шет елдерде
көптеген шағын қондырғылардың тазарған сарқынды су сүзуі құдықтарына, баяу
сүзгілерге немесе тоғандарға жіберіледі. Сонымен қатар бірінші сатылы
тұндыруда майлар, сұйық майлар тағы басқа да заттар екінші сатылы
тұндырғыштың беткі қабатына оның ішінде анаэробты тұнбаның бөлшектері
аэротенктің беткі су қабатында көбік қабатын түзеді. Бұл көбік тазарған
суға түсуі нәтижесінде қалқымалы заттар құрамын көбейтеді және оның сапасын
нашарлатады.
Шығыны 100 м3тәу дейін болатын шағын қондырғылар металдан жасалып,
негізінен жобада дөңгелек болады. Дегремон фирмасы шығарған метал
шкафтардан шоғырландырылған. Миниблок тік бұрышты конструкциялы
қондырғысы қызығушылық білдіреді. Ол мынадай үш аумақтан тұрады: аэрация
аймағы, тұндыру аймағы және аэробты минерализатордан сарқынды су қалдықтары
қолмен алынып тасталатын кереге арқылы Вибрейр аэроторымен жабдықталған
аэрация аймағына түседі. Бұл жерде есептелген уақыт аралығында белсенді
тұнбамен араласады, содан кейін арнаны қалқа арқылы еңкейген қабырғадан
құрастырылған тұндыру аймағына өтеді. Тұнған белсенді тұнба эрлифт
көмегімен аэрация аймағына, ал тұнбаның қалдығы аэробты тұрақтатқышқа
беріледі. Ашыған тұнба тұнба алаңына әкетіледі. Қондырғы халық саны 100-500
адамға дейінгі кіші елді мекендер үшін арналған [17].
Биологиялық әдіс. Сарқынды суды тазарту үшін ластағыштарды ыдырататын,
өздерінің қоректенуіне, өсуіне және көбеюіне пайдаланатын микроағзалар
немесе оларды өз бойына сіңіретін өсімдіктер мен (биосүзбелер ретінде
қалың өскен қамыс, қоға т.б.) қолданылады. Биологиялық тазалауға қатысатын
ағзаларға әр түрлі бактериялар, балдырлар, саңырауқұлақтар, ең төменгі
сатыдағы жәндіктер, құрттар және басқалар жатады.
Микроағзалардың қатысуымен екі процесс – тотығу (аэробты) және
тотықсыздану (анаэробты) жүреді.
Аэробты процестерге активті лайда немесе биопленкада өсетін
микроорганизмдер суда еріген оттекті пайдаланады. Олардың тіршілігіне
оттектің тұрақты құйылуы мен 20-30ºС шамасындағы температура қажет.
Анаэробты тазалау процесі оттектің кіруінсіз өтеді, бұл жерде суларда
көп мөлшерде органикалық заттектер болғанда және тұнбаларды
залалсыздандыруға қолданады.
Францияда сарқынды суды тазарту практикасында Дегремон фирмасы
дайындаған диапак тазарту бекетінің орны бөлек. Ол халық саны 10 – нан
30000 адам болатын елді мекендердің сарқынды суын тазарту үшін арналған
механикалық және биологиялық ғимараттар жиынтығынан тұрады. Зауыт
жағдайында жасалатын моноблоктардан тұратын UM сериялары жетілдірілген.
Қондырғы бірінші сатылы тұндырусыз жұмыс істейді. Сарқынды су
саңылаулары 15 мм және жүктеме көп болған жағдайда артық суды әкететін
құбыры бар керегемен жабдықталған металл каналдары арқылы айналмалы
аумағына түседі. Тұну аймағы жоғарғы жағынан цилиндрлі, ал төменгі жағынан
көлденең бойынша 50º қалқаға еңкейген конусты. Бұл шөккен тұнбаның тесік
арқылы тұну аймағымен аэрация ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz