Сточные воды – это, пожалуй, самый очевидный, самый видимый ущерб окружающей среде, прежде всего гидросфере (рекам, озёрам, морям и даже океанам). Полагают, что для обеспечения ПДК загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах путём их разбавления необходимо около 1/3 всего мирового запаса пресной воды. Поэтому уже в начале 1980-х гг. в нашей стране стали уделять особое внимание этому аспекту защиты биосферы.
По происхождению сточные воды делят на промышленные, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные. Очистка сточных вод носит, как правило, многостадийный характер и включает операции отстаивания, фильтрования, коагуляции, флотации, химической и (наконец, завершающей) сорбционной обработки с использованием активного угля, ионообменных смол, цеолитов и других поглотителей.
Адсорбционные процессы при очистке сточных вод можно разделить на регенеративные, когда конечной целью является улавливание и возврат в хозяйственный оборот ценных компонентов, и деструктивные, при которых поглощаемые токсичные вещества подлежат уничтожению (термическому разложению) при регенерации адсорбента. Адсорбцию на активных углях используют для удаления из сточных вод особо токсичных органических загрязняющих и трудноокисляемых веществ. Её реализуют в тех случаях, когда биохимическая очистка стоков либо невозможна, либо не даёт необходимого эффекта, что часто характерно для замкнутых водооборотных систем промышленных предприятий.
Биохимическая очистка основана на способности различных сообществ микроорганизмов использовать находящиеся в сточных водах органические вещества как источник углерода для своего питания. Эти микроорганизмы контактируют с очищаемой водой в форме активного ила или биоплёнки. В природе существуют два типа бактерий: аэробные – живущие в присутствии кислорода и анаэробные – способные существовать без доступа кислорода. Следует отметить, что замена БХО на физико-химическую обработку стоков с использованием сорбции на активных углях сокращает площади очистных сооружений в 3-6 раз с одновременным увеличением эффективности очистки (степени извлечения загрязняющих веществ) с 80-90 до 90-95 %.
Обычно наиболее эффективна сорбционная очистка низкоконцентрированных по целевым компонентам стоков, когда требуемого качества очищаемой воды достигают применением минимального количества сорбента. В пользу экономичности сорбционной очистки стоков свидетельствуют, в частности, результаты сопоставительной оценки американскими специалистами возможности получения 500 тыс. м3 в сутки чистой воды в районе Южной Калифорнии с использованием установки опреснения морской воды с ядерным реактором и путём глубокой сорбционной очистки имеющихся сточных вод. Оказалось, что в первом случае себестоимость воды в 1,8 раза выше, а строительные затраты в 7,5 раза больше.
С учётом изложенного следует считать, что работы по созданию оборотных водных циклов и замкнутых систем водоснабжения и канализации, базирующиеся на очистке и обезвреживании сточных вод с применением сорбции, наиболее предпочтительны и перспективны.
Для процессов сорбционной очистки сточных вод могут быть использованы как зернёные, так и порошковые активные угли. В России применяют для таких процессов зернёные активные угли марок АГ-3, БАУ-А, КАД-йодный и порошковые марок ОУ-А, ОУ-В, УАФ, УАМ, КАД-молотый.
