Примітка. * – Дослідження проб води проводили в 3-х повторах з визначенням середньої величини  та їх помилки (±m) при температурі +24°С.

При доочищенні стічних вод у промисловому біоставу з вищими водяними рослинами показник органічного забруднення БСК₅ знизився з 34,6 мг О₂/дм³ у стічних водах на вході в біостав до 3,86 мг О₂/дм³ на виході. Аналогічна тенденція зменшення вмісту органічного забруднення за ХСК відбувалася при доочищенні стічних вод у біоставу з ВВР та одночасного збільшення вмісту розчиненого кисню в стічних водах з 3,59 мг О₂/дм³ на вході до 8,5 мг О₂/дм³ на виході з біостава. Зменшення ХСК проходило плавно впродовж 5 діб доочищення із 58,1 мг О₂/дм³ на вході в біостав до 31,1 мг О₂/дм³ на виході. Число сапрофітних мікроорганізмів у пробах стічних вод становило 120 КУО/дм³ (вирощування при температурі +22^оC) і 1 600 КУО/дм³ (за температури вирощування +37^оC). А у воді на виході з біостава показники складали 70 КУО/дм³ (+22^оC) і 2 200 КУО/дм³ (за температури +37^оC). Індекс ЛПКП знизився з 1,1·10⁵ КУО/дм³ у пробах стічних вод на вході в біостав до 3,0·10² КУО/дм³ у воді на виході, а вміст вірусів знизився з (1,0±0,2)·10³ БУО/дм³ у пробах стічних вод на вході в біостав до повної їх відсутності у стічних водах на виході.

Узагальнені результати проведених санітарно-хімічних та санітарно-мікробіологічних досліджень промислових стічних вод свідчать, що їх третинне очищення в біоставу є ефективною системою видалення біологічних, органічних і мінеральних забруднень, завдяки вищим водяним рослинам, які інтенсифікують процеси самоочищення у водоймі та заплановані проектом будівництва до повторного їх використання на технічні потреби в КГЗКОР в об’ємі до 40%.

Вплив скиду третинно очищених промислових стічних вод на санітарний стан природних водойм. Одним із важливих питань охорони поверхневих джерел водопостачання від забруднень, що потрапляють, головним чином, при скиданні в них стічних вод, є вивчення впливу стоків на санітарний стан водойми, а також на гідрологічні, гідрохімічні та інші режими.

Проведені санітарно-гігієнічні дослідження впливу третинно очищених промислових стічних вод у біоставу з ВВР після їх скиду в р. Березівку на її санітарний стан. Результати проведених досліджень якості річкової води в місці скиду доочищених стічних вод, а також на відстані 500 м вище та нижче за течією наведені в табл. 7. Встановлено, що за окремими показниками, а саме вмістом розчинених органічних речовин за БСК₅, ХСК, величиною розчиненого у воді кисню, концентрацією завислих речовин, біогенних – сполук азоту, фосфору та ін. якість річкової води після скиду третинно очищених стічних дещо покращилась. Всі ці зміни відбувалися завдяки розведенню в 1,5 рази води річки більш чистою водою біостава після третинного очищення. Так, показник БСК₅ річкової води за 500 м до скиду стічних вод становив 12,0 мг О₂/дм³, а після скиду за 500 м нижче за течією 11,67 мг О₂/дм³ за усередненими даними впродовж трьох років спостережень. Показник ХСК води р. Березівки до скиду стічних вод становив 43,94 мг О₂/дм³, а після скиду зменшився до 42,16 мг О₂/дм³. Усереднений показник азоту амонійного при скиданні третинно очищених стічних вод становить 0,35мг/дм³, (при ГДК 0,5мг/дм³), усереднений вміст фосфатів при скиданні становить 1,99 (при ГДК 3,5мг/дм³). Аналіз отриманих результатів підтверджує, що доочищенні стічні води при їх скиді в р. Березівку покращують якість її води.

Таблиця 7

Якість третинно очищених стічних вод у біоставу з ВВР та води р. Березівка до та після скиду в неї доочищених стічних вод з Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд м. Долинська (за усередненими даними впродовж 2003-2005 рр.)

N з/п	Показники (одиниці виміру)	Місце визначення			Правила приймання стічних вод за №403/6691 від 2002 р., ГДК (для рибогоспо-дарського призначення)
		Створ р. Бере-зівка 500 м вище скиду ( ±m)	Третинно очищені стічні води в точці скиду в р. Березівку ( ±m)	Створ р. Бере-зівка 500 м нижче скиду ( ±m)
1.	рН	8,82±0,17	8,25±0,08	8,58±0,11
2.	Завислі речовини, мг/дм3	12,45±0,32	6,82±0,34	11,99±0,42	15,0
3.	Сухий залишок, мг/дм3	1458,1±117,88	1205,89±50,46	1419,98±92,4
4.	Розчинений кисень, мг О2/дм3	9,24±0,58	6,51±0,25	9,28±0,62	> 4,0
5.	БСК5, мг О2/дм3	12,0±0,12	4,99±0,18	11,67±0,12	15,0
6.	ХСК, мг О2/дм3	43,94±3,08	30,97±0,28	42,16±3,43	80,0
7.	Азот амонійний (NH4),мг/дм3	0,29±0,07	0,35±0,03	0,29±0,06	0,5
8.	Азот нітритів (NO2), мг/дм3	0,067±0,024	0,08±0,015	0,068±0,021	0,08
9.	Азот нітратів (NO3), мг/дм3	5,46±1,69	22,8±0,9	6,45±1,68	40,0
10.	Фосфати, мг/дм3	2,15±0,17	1,99±0,24	2,01±0,13	3,5
11.	Сульфати, мг/дм3	550,18±53,42	473,97±24,36	544,2±51,1	100,0
12.	Залізо, мг/дм3	0,67±0,07	0,41±0,08	0,65±0,07	0,05
13.	Нафтопродукти, мг/дм3	0,032±0,009	0,035±0,003	0,031±0,004	0,05
14.	Жири та масла, мг/дм3	0,06±0,03	0,09±0,03	0,05±0,02	-
15.	СПАР, мг/дм3	0,057±0,01	0,058±0,004	0,057±0,009	0,5
16.	Жорсткість, мг-екв/дм3	13,57±0,26	10,41±0,24	13,15±0,38
17.	Бікарбонати, мг/дм3	334,03±13,11	252,11±7,77	321,52±16,98
18.	Хлориди, мг/дм3	177,73±4,54	169,39±7,32	175,53±3,83	300,0
19.	Кальцій, мг/дм3	82,39±5,78	66,97±2,14	81,4±5,41
20.	Магній, мг/дм3	114,24±5,83	86,86±3,32	110,77±6,49
21.	Калій + натрій, мг/дм3	207,25±24,56	185,56±15,08	206,18±21,41
22.	Загальне мікробне число, КУО/см3	2,75·103 ± 1,12·102	6,88·102 ± 2,0·10	2,26·103 ± 8,5·10
23.	Колі-індекс, КУО/дм3	1,9·103±7,9·10	3,0·102±0,0	1,7·103±6,3·10	1 000

Показник рН річкової води до скиду третинно очищених стічних вод становив 8,82, а після скиду 8,58. Фоновий вміст завислих речовин з 12,45 мг/дм³ зменшився у річковій воді до 11,99 мг/дм³ після скиду доочищених стічних вод. Сухий залишок річкової води з 1 458,1 мг/дм³ за 500 м до скиду стічних вод зменшився до 1 419,98 мг/дм³ за 500 м вниз за течією після скиду. Також зменшувався у річковій воді за 500 м вниз за течією після скиду третинно очищених стічних вод вміст сульфатів, розчиненого заліза, бікарбонатів, хлоридів, кальцію, магнію, загальної жорсткості та інших показників.

Якість річкової води після скиду третинно очищених промислових стічних вод за усередненими санітарно-бактеріологічними показниками покращилась, а саме, загальне мікробне число у річковій воді до скиду доочищених стічних вод становило 2,75·10³ КУО/см³, а після скиду доочищених стічних вод вниз за течією складало 2,26·10³ КУО/см³. Колі-індекс річкової води становив 1,9·10³ КУО/дм³ за 500 м до скиду, а після скиду доочищених стічних вод складав 1,7·10³ КУО/дм³ за 500 м вниз за течією. Характеризуючи санітарно-бактеріологічні показники третинно очищених стічних вод упродовж трьох років спостережень слід зазначити, що останні досягаються виключно процесами самоочищення води в біоставу, що інтенсифікуються вищими водяними рослинами та дотриманням оптимальних експлуатаційних режимів даної очисної споруди.

У наших дослідженнях з виявлення сезонних коливань температури на процеси третинного очищення промислових стічних вод у біоставу було встановлено, що останні не припиняються впродовж усього року його експлуатації і не впливають суттєво на ефективність видалення з води біологічних, органічних і мінеральних забрудень. Та дещо краще ці процеси відбуваються в теплі періоди року, коли при вегетації вищих водяних рослин останні виділяють біологічно-активні речовини та інтенсифікують процеси очищення води. Показники третинного очищення повністю відповідають нормативним вимогам до скиду їх у відкриту водойму – р. Березівку без будь-яких додаткових фізико-хімічних методів доочищення. Тому аналізуючи склад річкової води до та після скиду третинно очищених стічних вод можна констатувати, що за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками її якість покращується вниз за течією. Крім того, скид третинно очищених стоків не викликає її евтрофікацію та не змінює гідрологічні, гідрохімічні та інші режими річки.

Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами – це один з природних, надійних та рентабельних методів і є альтернативою до фізико-хімічних методів доочищення стічних вод. Біостави з вищими водяними рослинами виступають надійним бар’єром від розповсюдження збудників інфекційних хвороб та інвазій з водним шляхом передачі серед населення та заслуговують позитивної гігієнічної оцінки.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-практичну задачу – проведено гігієнічну оцінку і вивчені закономірності третинного очищення стічних вод у біологічних ставах з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень. Доведено, що використання в очисних каналізаційних спорудах біологічних ставів з вищими водяними рослинами значно покращує якість третинного очищення промислових стічних вод металопереробної галузі за різними критеріями, що має важливе практичне значення.

1. Запропоновані параметри гідравлічного навантаження біологічно очищеними стічними водами в кількості не більше 3 000 м³/га площі/добу на промисловий біостав з вищими водяними рослинами та тривалість перебу-вання їх у споруді терміном не менше 5 діб. Цим самим досягається ефек-тивне третинне очищення біологічно очищених промислових стічних вод від залишків розчинених органічних речовин за БСК₅ до 5-8 мг О₂/дм³ (ефектив-ність доочищення – 94,1%), ХСК до 30,57 мг О₂/дм³ (78%), азоту амонійного до 0,1 мг/дм³ (99,17%), фосфатів до 0,4 мг/дм³ (79,3%), завислих речовин до 3,3 мг/дм³ (93,52%). Вміст розчиненого кисню у воді відкритої водойми після скиду доочищених стічних вод становив від 6 до 8,5 мг О₂/дм³ (за норми не менше 4 мг О₂/дм³) упродовж всього періоду експлуатації біоставів.

2. На третинне очищення доцільно направляти такі промислові стічні води металопереробної галузі, що мають показники органічного забруднення за БСК₅ не більше 50,0 мг О₂/дм³, за ХСК не більше 80,0 мг О₂/дм³; мінерального забруднення за азотом амонійним не більше 1,0-4,0 мг/дм³, азотом нітритним не більше 0,4 мг/дм³, азотом нітратним не більше 50,0 мг/дм³, фосфатами не більше 8,0-15 мг/дм³, жирів та масел не більше 0,7 мг/дм³, сухому залишку не більше 7,5-10 г/дм³ та іншими; біологічного забруднення за колі-індексом не більше 3,0·10⁴ КУО/дм³, загальним мікробним числом не більше 8,0·10³ КУО/см³.

3. Вперше встановлено, що в екстрактах вищих водяних рослин присутні біологічно-активні речовини з антимікробними властивостями, дія яких на віруси є більш виражена, аніж на бактерії групи кишкової палички. Найактивнішою виявилася лепеха болотяна, екстракти якої у воді при 0,5-1% концентрації інактивували віруси поліомієліту на 99,8-99,9% при 30 хв експозиції.

4. Доведено згубну дію біологічно-активних речовин із вищих водяних рослин на кишкові бактерії та віруси. В біологічно очищених стічних водах при проходженні останніх через зарості очерету звичайного, рогозу широколистого й вузьколистого та лепехи болотяної значно зменшувалася кількість санітарно-показових мікроорганізмів, за рахунок антагоністичних взаємовідносин у біоценозі. Зокрема, індекс бактерій групи кишкової палички з 1,1·10⁴ КУО/дм³ зменшувався до 3,0·10² КУО/дм³ (на 96,61-99,36%) та ентеровірусів з (1,0±0,2)·10³ БУО/дм³ до їх відсутності (ефективність видалення – 98,03-100%) незалежно від пори року експлуатації біоставів.

5. Показано, що в біоставу з вищими водяними рослинами крім ефективного природного біологічного третинного доочищення стічних вод від залишків розчинених органічних речовин і санітарно-показових мікроорганізмів відбувається також демінералізація складу води, при якій зменшується сухий залишок та вміст інших мінеральних речовин (хлоридів, сульфатів, кальцію, натрію, магнію, солей важких металів та радіонуклідів) на виході з біостава, що дає можливість використання глибоко доочищеної води в сільському господарстві.

6. Доведено, що скид третинно очищених промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами в поверхневу водойму – р. Березівку не веде до евтрофікації останньої і порушення гідрологічних, гідрохімічних та інших режимів. Крім того, покращується якість поверхневої водойми за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками. За деякими санітарно-хімічними показниками (рН, завислими речовинами, сухим залишком, жорсткістю, вмістом заліза, бікарбонатів, кальцію, магнію та ін.) також відбувалося покращення якості річкової води вниз за течією в результаті розбавлення більш чистою водою із біостава з вищими водяними рослинами.

7. Показано, що ефективне третинне очищення промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд при дотриманні оптимальних технологічних параметрів роботи очисної споруди дозволяє досягти таких показників її якості, що дозволяють повернути до 40% води у зворотне, закрите технічне водопостачання. Це зменшить забір води поверхневих водойм на потреби технологічного процесу і сприятиме раціональному використанню водних ресурсів. Отримано акти впровадження.

8. Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами є одним із природних, надійних та рентабельних способів охорони поверхневих водойм від потрапляння біологічних забруднень, розчинених органічних речовин та мінеральних сполук, що сприяє збереженню останніх для господарсько-питного водопостачання. Така технологія доочищення стічних вод сприятиме запобіганню інфекційних і неінфекційних хвороб серед населення, що розповсюджуються водним шляхом.