Oszczędne gospodarowanie wodą

Wstęp

Woda jest jedną z bardziej rozpowszechnionych substancji w przyrodzie.
Oceany, morza, jeziora i rzeki to prawie 3/4 powierzchni Ziemi. Astrofizycy odkryli obłoki wodne w przestrzeniach kosmicznych. Masy wód oceanów i mórz stanowi rodzaj regulatora klimatu, powodując stopniowe, łagodne zmiany temperatury, a znajdująca się w atmosferze para wodna w dzień osłania Ziemię przed promieniami Słońca, a noc przed utratą ciepła.
Woda w przyrodzie krąży nieustannie; pewna jej i1ość wyparowuje do atmosfery i następnie wraca na ziemię w postaci deszczu lub śniegu. Woda to także 4080% każdego organizmu żywego, nie mogą bez niej żyć ani ludzie ani zwierzęta ani rośliny.
Ogólne zasoby wody na Ziemi są olbrzymie i wynoszą około 2 miliardy km3. Najwięcej jest wody słonej zgromadzonej w morzach i oceanach (97,4%). Wody słodkiej jest jednak bardzo mało, bo tylko 2,6%. Zasoby wodne Polski są niewielkie w porównaniu do zasobów wodnych innych państw.

Kryzys wodny zagraża współczesnemu społeczeństwu nie, dlatego, że na Ziemi brakuje wody (człowiek zużywa tylko około 1% wody), ale dlatego, że przy obecnie istniejącej organizacji i technologii przemysłowej tracimy ogromne ilości czystej wody.
Woda do picia musi odpowiadać ściśle określonym wymaganiom powinna być chłodna, bezbarwna, bezwonna, klarowna o dobrym smaku. Musi być także czysta pod względem biologicznym i chemicznym. Określają to odpowiednie normy, a badania przeprowadzają stacje sanitarno - epidemiologiczne.

Rozróżnia się trzy rodzaje zapachu wody:
R — roślinny: torfu, ziemi, siana, mchu, kwiatów, traw;
G — gnilny: pieśni, siarkowodoru, fekaliów, stęchlizny;
S — specyficzny: chloru, nafty, smoły, rozpuszczalników.

Zasoby wody

Człowiek pozbawiony jedzenia może przeżyć ponad miesiąc, bez wody tylko kilka dni. Zasoby wody na naszej planecie wystarczyłyby na zaspokojenie potrzeb całej ziemski ej populacji, jednak ich nierównomierne rozmieszczenie sprawia, że w wielu krajach zaopatrzenie w wodę stanowi ogromny problem. Niedobory wody sprawiają, że plony są niskie, co prowadzi do głodu.
Zapotrzebowanie na wodę dla gospodarstw domowych, fabryk i rolnictwa jest niezwykle wysokie, zwłaszcza w bogatych krajach rozwiniętych. Wykorzystuje się ją w przemyśle. transporcie i gospodarstwach domowych. Jest jednak także groźnym żywiołem


Sposoby wykorzystania wody

Wodę wykorzystuje się na dwa sposoby. Pierwszy to ten, kiedy wodę czerpie się ze zbiorników naturalnych. Do drugiego ze sposobów należą transport wodny, rekreacja i elektrownie wodne.
W krajach uprzemysłowionych przemysł i energetyka zużywają ogromne ilości wody. Na przykład przy produkcji jednego samochodu w USA zużywa się 38 tysięcy litrów. W Kanadzie proces produkcji tony papieru gazetowego wymaga zużycia 180 tys. litrów. W Wielkiej Brytanii przemysł pochłania 76% całej zużywanej wody. Największymi „.wodożercami” są elektrownie produkujące prąd w procesie spalania. Ich dzienne zapotrzebowanie na wodę waha się w granicach 13 milionów litrów dziennie.
Wodę wykorzystuje się również do produkcji energii. W elektrowniach wodnych spadający strumień porusza turbinami generatorów zamieniających energię mechaniczną na elektryczną. Wodna energetyka jest tanim źródłem energii, w wielu krajach zaspokajającym większą część potrzebnej mocy. W Kanadzie na przykład sieć elektrowni wodnych dostarcza 66% całej energii elektrycznej.
W Norwegii ilość ta jest jeszcze większa i wynosi około 99%.
W wielu krajach zachodzi konieczność sztucznego nawadniania pól. W Kalifornii 85% wody wykorzystuje się w rolnictwie, mieszkańcy miast zużywają 9, a przemysł 6 procent. Sztuczne nawadnianie jest również podstawowym warunkiem rozwoju gospodarczego Izraela, którego 30% powierzchni musi być nawadniane sztucznie. W Egipcie nawadniane są wszystkie pola uprawne.
W wielu krajach transport towarów żeglugą śródlądową przegrał w konkurencji z gęstą siecią kolejową i drogową. Jednak są takie regiony, jak np. okolice Wielkich Jezior w USA, gdzie wielkie centra przemysłowe dzięki sieci połączeń śródlądowych mają łatwy dostęp do morza. Z Kanady i USA w ten sposób każdego roku wypływa do Europy 45 mln ton towarów. Wodę wykorzystuje się też jako naturalny nośnik odpadów komunalnych i przemysłowych. W wyniku takich działań naturalne cieki wodne zamieniono w cuchnące ścieki.


Zużycie wody

Wciągu ostatnich 30 lat zużycie wody niepomiernie wzrosło. Przyczyn tego wzrostu jest wiele, wśród nich na przykład wzrastająca liczba pralek i zmywarek, myjnie samochodowe, popularyzacja urządzeń nawadniających przydomowe ogródki i upowszechnienie spłukiwanych wodą toalet. Jedna trzecia wody wykorzystywanej w przeciętnym gospodarstwie domowym w krajach zachodnich spływa właśnie przez muszlę klozetową.
Całkowite zużycie wody w USA wzrosło od 1900 roku o 1000%. Obecnie przeciętny Amerykanin zużywa aż dziesięciokrotnie więcej wody niż wielu mieszkańców krajów rozwijających się. Tak duży wzrost zużycia związany jest z rozwojem przemysłu, upowszechnieniem systemów irygacyjnych i coraz wyższym standardem życia.


Dostępność wody

Ponad 97% całej wody na ziemi to zasoby oceanów. Jednak woda morska jest zbyt zasolona, by można ją było normalnie wykorzystywać. Kolejne dwa procent zgromadzone jest w lądolodach i lodowcach górskich. Na lądzie podstawowym źródłem wody pitnej są pokłady podziemne. W głębi Ziemi znajduje się około 0,6% wody, a jedynie 0,02% wypełnia rzeki i jeziora. Para wodna w atmosferze stanowi jedynie jedną tysięczną część całych zasobów naszej planety jednak to ta pozornie nieistotna część jest niezwykle znacząca, gdyż spadając w postaci deszczu na ziemię, umożliwia wegetację roślinom.
Co roku, w postaci deszczu i śniegu, spada na powierzchnię Ziemi 113 mld m3 wody. Taka ilość w zupełności zaspokajałaby potrzeby mieszkańców naszej planety, gdyby opady były równomiernie rozłożone. Niestety ogromne połacie lądów to pustynie lub półpustynie, regularnie nawiedzane przez susze.

Powiększające się pustynie

Jednak nie licząc drobnych niedogodności, takich jak np. zakaz podlewania ogródków wodą z wodociągów, w naszym klimacie ludzie nie umierają z pragnienia. Bez porównania trudniejsza sytuacja panuje w Afryce, gdzie jedna trzecia kontynentu regularnie nawiedzana jest przez susze. W czasie suszy wysychają zbiorniki wodne, zdychają zwierzęta domowe, a wśród ludzi szerzy się głód. Sukcesywnie powiększają się pustynie. Według niektórych badaczy w ciągu ostatnich 50 lat 65 mln hektarów ziemi zamieniło się w jałową pustynię.
Dla mieszkańców Afryki oznacza to, że coraz więcej kobiet będzie musiało dzień w dzień nosić wodę do swoich domów z odległych studni. Co gorsza, woda ta zwykle jest zanieczyszczona, dlatego też co jakiś czas wybuchają na tym terenie epidemie groźnych chorób, których ofiarami najczęściej padają małe dzieci.
Powiększają się również pustynie w Azji, Ameryce Południowej i południowo-wschodniej części Stanów Zjednoczonych. Na przykład w Kalifornii, na przełomie lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych znacznie obniżył się poziom wód gruntowych. Mieszkańcy Los Angeles, miasta w którym przy wielu domach znajdują się baseny, zostali zmuszeni do oszczędnego gospodarowania wodą. Kalifornijscy farmerzy, produkujący lwią część amerykańskich warzyw i owoców, musieli wprowadzić nowoczesne, oszczędne technologie nawadniania, bądź zmienić gatunki uprawianych roślin na takie, które nie potrzebują dużych ilości wody. Susze dały się we znaki również przemysłowi turystycznemu. Obniżenie poziomu wody w wielu jeziorach utrudniło żeglugę, a wstęp na większość leśnych szlaków turystycznych został zabroniony. ze względu na zagrożenie pożarowe.

Powodzie

Nadmiar opadów może z kolei spowodować inną katastrofę - powódź. Powodzie prześladujące Bangladesz w latach 80. spowodowane były po części wycinką lasów na zboczach wysokich gór. Brak lasu spowodował, że woda, która zwykle była absorbowana przez glebę i rośliny, spływała po powierzchni w doliny, zasilając górskie potoki i rzeki.
W lipcu 1997 roku Europę Środkową nawiedziła „powódź stulecia”, obejmując swoim zasięgiem tereny południowej i zachodniej Polski. Czech i Moraw, Austrii i wschodnich Niemiec. Lipiec, normalnie najwilgotniejszy miesiąc w naszej strefie klimatycznej, był przez kilka poprzednich lat wyjątkowo suchy. Jednak w 1997 r. wciągu kilku dni w Sudetach, w których ma źródła większość rzek płynących w tym regionie, spadło tyle deszczu, ile wynoszą roczne normy opadów. Gleba nie była w stanie wchłonąć takiej ilości wody, do czego przyczyniło się również, podobnie jak w Bangladeszu, wycięcie i zniszczenie przez zanieczyszczenia przemysłowe dużych połaci lasów górskich.
Rozpędzone wody rwących górskich rzek runęły w doliny, niszcząc doszczętnie cale wsie i miasta. Woda zalewała osiedla i pola uprawne, a w górnym biegu rzek nurt był tak silny, że nisz-czyi drogi, zrywał mosty i burzył cale domy. Woda zalewająca fabryki, śmietniska i oczyszczalnie ścieków zanieczyszczała zalewane tereny. Jak na ironię brakowało więc na nich wody zdatnej do picia, a zbiory z zalanych pól zostały zatrute.
Do najbardziej wzburzonych rzek należała Odra, która przyjmowała dodatkowo nadmiar wody ze swych licznych dopływów. Rzeka, mimo że uregulowana, przerywała wały przeciwpowodziowe, jej wód nie były w stanie zatrzymać tak zwane zbiorniki retencyjne, służące do zatrzymywania nadmiaru wody i zwalniania biegu nurtu rzecznego. Wielokrotnie rzeka zaskakiwała hydrologów, zmieniając niespodziewanie kierunek, wylewając w miejscach uważanych za bezpieczne. Pomimo wszystkich zabezpieczeń i intensywnej pracy służb ratowniczych i hydrologicznych, żywioł w wielu miejscach okazał się silniejszy. Jak pokazuje przykład wcześniejszych katastrofalnych powodzi w dorzeczu Renu, nie tylko polskie służby nie potrafiły zapanować nad wezbraną wodą. Na szczęście katastrofy o takiej skali, nad którymi trudno zapanować, zdarzają się w naszym regionie stosunkowo rzadko.

Jakość wody

Ludzie odpowiedzialni za gospodarkę wodną mają za zadanie nie tylko dostarczyć wodę do mieszkań, muszą też zadbać oto, by woda ta miała odpowiednią jakość.
Jakość wody ocenia się na podstawie jej właściwości fizycznych (kolor, temperatura i smak), biologicznych (tu najważniejsze jest, by nie zawierała bakterii) i chemicznych (stopień twardości i zawartość związków mineralnych).
Na przykład woda pochodząca z pokładów wapieni z dużą zawartością tlenków magnezu jest zwykle bardzo twarda. Kąpiąc się w takiej wodzie, niezwykle trudno jest się namydlić, nie można jej też wykorzystywać w przemyśle włókienniczym.
Skażenie wody następuje, kiedy przemysłowe lub rolnicze ścieki dostają się do naturalnego obiegu wody. W skrajnych przypadkach, jak to miało niegdyś miejsce w Stanach Zjednoczonych, kiedy stężenie zanieczyszczeń jest zbyt duże, rzeka może się nawet zapalić. Stało się tak z rzeką Cuyaloga, która przepływa przez uprzemysłowiony region Cleveland i Akron.
Fatalny wpływ na środowisko naturalne rzeki może też mieć zbyt doży upust gorącej wody z elektrowni. Gorąca woda zmniejsza zawartość tlenu w rzece, wskutek czego drastycznie spada ilość żyjących w niej ryb.

Oszczędne gospodarowanie wodą

Wobec wzrastającego zapotrzebowania na wodę, przy jednoczesnym wyczerpywaniu zapasów wód podziemnych, instytucje odpowiedzialne za gospodarkę wodną zostały zmuszone do opracowania sposobów ochrony jej zasobów. Jednym z nich jest modyfikacja naturalnego obiegu wody. Naturalna cyrkulacja przebiega od oceanu do atmosfery, z atmosfery do rzek i z rzek z powrotem do morza. Hydrolodzy doszli do wniosku, że można ten obieg spowolnić, budując sztuczne zapory wodne, tworząc tym samym ogromne rezerwuary wody w powstałych powyżej nich zbiornikach. Największy sztuczny zbiornik wodny na świecie to zbiornik Bracki na Angarze.
Sztuczne zbiorniki wodne, zwane też jeziorami retencyjnymi stanowią też jeden z istotnych elementów zabezpieczenia przeciwpowodziowego. W przypadku zwiększonych opadów, potrafią one zatrzymać w sobie nadmiar wody, zabezpieczając niżej położone tereny przed zalaniem. Zbiorniki retencyjne są też wykorzystywane do celów rekreacyjnych, a woda spiętrzona na zaporze zwykle zostaje zaprzęgnięta do produkcji prądu w elektrowniach wodnych.
Z obniżeniem poziomu wód gruntowych mamy do czynienia wtedy, kiedy wydobywa się jej więcej niż wynoszą opady na danym obszarze. Sytuacja taka zaistniała w Londynie, który czerpał wodę z kredowych i piaskowych warstw wodonośnych. Aby uniknąć takiej sytuacji, wiele europejskich krajów wypompowuje nadmiar wody z rzek z powrotem do warstw wodonośnych.
Wodę można też poddawać procesowi powtórnego uzdatniania. Na przykład w niektórych zakładach przemysłowych woda po użyciu wędruje do zakładowej oczyszczalni, po czym powtórnie wykorzystuje się ją w procesie produkcji. Taki zamknięty obieg nazywa się recyklingiem. Recykling jest jednak bardzo drogi, dlatego wiele zakładów odrzuca tę metodę i korzysta z „taniej”, świeżej wody. Stosunkowo najprostsze jest studzenie i powtórne wykorzystanie wody w elektrowniach. Już taka oszczędność wpłynęłaby dodatnio na stan środowiska naturalnego.

Marnotrawstwo wody

Zapotrzebowanie na wodę można też zmniejszyć poprzez zmniejszenie ilości wody marnowanej w gospodarstwach domowych. Wielu ludzi wciąż jest przekonanych, że zasoby wody są niewyczerpywalne i w związku z tym zużywa tej wody więcej niż potrzeba.
Jednym ze sposobów jest podniesienie cen dostarczanej wody i zamontowanie u odbiorców wodomierzy. W początkach lat dziewięćdziesiątych w większości gospodarstw domowych na wyspie Wright w Wielkiej Brytanii zostały zainstalowane wodomierze. Po roku okazało się, że zużycie wody na wyspie spadło o 22 procent w porównaniu z rokiem 1988.
Marnotrawstwem można też nazwać ogromne ilości wody wyparowującej ze sztucznych zbiorników, zwłaszcza tych położonych w suchych, gorących obszarach. Prowadzone są eksperymenty mające na celu ograniczenie tego zjawiska za pomocą rozpylania nad powierzchnią zbiornika substancji ograniczających parowanie.
Aby zapewnić sobie wystarczającą ilość słodkiej wody, niektóre bogate kraje arabskie stworzyły specjalne stacje uzdatniania. tj. odsalania wody morskiej. Metoda ta jest jednak niezwykle kosztowna, dlatego stosuje się ją tam, gdzie zasoby słodkiej wody w żaden sposób, przy najoszczędniejszym nawet gospodarowaniu, nie są w stanie zaspokoić potrzeb społeczeństwa. Innym sposobem zaopatrzenia w wodę suchych regionów jest jej transport rurociągami. Również ta metoda jest bardzo kosztowna stosuje się ją więc tam, gdzie żaden inny sposób, nawet odsalanie nie wchodzi w rachubę.
Skażenie środowiska i ocieplenie klimatu może mieć w dalekiej przyszłości katastrofalny wpływ na ziemskie zasoby wody. Nie sposób w tej chwili ocenić jakie skutki mogą mieć globalne zmiany klimatyczne, jednak bez wątpienia już teraz musimy zadbać o to by naszym wnukom nigdy nie zabrakło czystej wody.

Zanieczyszczenia wód


Zanieczyszczenia wód, są to substancje chemiczne, bakterie i inne mikroorganizmy, obecne w wodach naturalnych w zwiększonej ilości. Substancje chemiczno — organiczne i nieorganiczne (mineralne) — występują w postaci roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. wyługowywaniem substancji z gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych (zanieczyszczenia autochtoniczne) oraz czynnikami antropogenicznymi (zanieczyszczenia allochtoniczne). Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie, głównie: ołów, miedź, chrom, kadm, rtęć i cynk, a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne. Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznym i biochemicznymn procesom rozkładu nazywa się substancjami refrakcyjnymi. Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi źródłami zanieczyszczeń wód są: transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Rozróżnia się zanieczyszczenia punktowe — dostające się do wód w jednym punkcie (gł. ścieki), i zanieczyszczenia obszarowe, dostające się do wód powierzchniowych i podziemnych na terenie dużego obszaru, np. środki stosowane w rolnictwie. Wody ulegają zanieczyszczeniu także w wyniku eutrofizacji.
Stopień zanieczyszczenia wód określa się za pomocą tzw. wskaźników zanieczyszczenia. Są to stężenia zanieczyszczeń (wyrażone w miligramach substancji w 1 dm3 wody) oraz inne parametry, których wartość jest miarą stężenia określonych rodzajów zanieczyszczeń. Jednym z najważniejszych wskaźników zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest stężenie rozpuszczonego tlenu, które może przyjmować maksymalną wartość 8–9 mg/dm3 — mniejsze stężenie tlenu świadczy o zanieczyszczeniu wód związkami organicznymi, rozkładalnymi biochemicznie. Spadek stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm3 powoduje obumieranie wielu organizmów wodnych. Innymi wskaźnikami zanieczyszczenia wód naturalnych są: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT), będące miarą zawartości rozkładalnych biochemicznie związków organicznych. Ponadto chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) — miara zawartości wszystkich związków organicznych. Obecność zawiesin mineralnych i organicznych, a także nieorganicznych i organicznych związków azotu, fosforu. Wartości wskaźników zanieczyszczenia rzek zależą w dużym stopniu od przepływu wody.
Prócz sposobów oceny zanieczyszczenia wód opartych na wskaźnikach fizycznych i chemicznych (otrzymywanych w wyniku analizy fizycznej i chemicznej wód) stosuje się metody badania stanu biologicznego wody. Najczęściej jest stosowany tzw. system saprobowy, wykorzystujący wyniki analizy hydrobiologicznej wód. W zależności od składu organizmów wodnych, wody dzieli się na: oligosaprobowe — czyste, mezosaprobowe — średnio zanieczyszczone i polisaprobowe — silnie zanieczyszczone. Analiza bakteriologiczna dostarcza informacji o ilości i rodzaju bakterii obecnych w wodzie. Proces usuwania zanieczyszczeń z wody do poziomu umożliwiającego stosowanie jej do określonych celów nosi nazwę uzdatniania wody.
Zasady klasyfikacji wód w Polsce w zależności od stopnia ich zanieczyszczenia określa tzw. prawo wodne, według którego rozróżnia się 3 klasy czystości (ochrona wód). Warunkiem zakwalifikowania wody do jednej z nich jest zachowanie fizykochemicznych i biologicznych wskaźników w dopuszczalnych granicach. W 1993 z objętych kontrolą odcinków rzek — 6,2 tys. km — jedynie 2,7% spełniało wymogi stawiane wodom o największej czystości, tj. wodom I klasy czystości (wg kryterium fizykochemicznych), 15,2% należało do wód II klasy, 28,1% — III klasy czystości, 54% stanowiły wody pozaklasowe; wg kryterium biologicznych brak było wód I klasy, 1,8% należało do II, 9,7% do III klasy czystości, 88,5% to wody pozaklasowe.


Oczyszczalnie ścieków

Oczyszczanie ścieków jest to usuwanie ze ścieków zawartych w nich zanieczyszczeń w celu zminimalizowania ich szkodliwego oddziaływania na odbiornik, tj. wody powierzchniowe lub grunty. Osiągnięcie maksymalnego stopnia oczyszczania ścieków jest możliwe przez zastosowanie następujących po sobie (lub przebiegających jednocześnie) procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych. Zespół urządzeń i obiektów służących oczyszczanie ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków.
W pierwszym stopniu (etapie) oczyszczania ścieków, zwanym też oczyszczaniem mechanicznym, usuwa się zanieczyszczenia nierozpuszczalne: większe ciała pływające — za pomocą krat i sit, ciężkie zawiesiny ziarniste — w piaskownikach, tłuszcze i oleje — w odtłuszczaczach, drobne zawiesiny — w osadnikach. Zespół urządzeń tego etapu nosi nazwę oczyszczalni mechanicznej.
W drugim stopniu oczyszczania ścieków miejskich oraz ścieków przem., które jako gł. zanieczyszczenie zawierają związki organiczne, zachodzi biochemiczny rozkład tych związków — oczyszczanie biologiczne (oczyszczalnia biologiczna). Proces przebiega pod wpływem działania mikroorganizmów osadu czynnego w komorach napowietrzania lub rowach cyrkulacyjnych. Osad czynny stanowi zespół mikroorganizmów (biocenoza), złożony z bakterii, grzybów mikroskopowych, pierwotniaków i wrotków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozkłada związki organiczne występujące w ściekach na substancje proste, m.in.: dwutlenek węgla, wodę i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów (nitryfikacja); mikrofauna zaś, odżywiając się bakteriami i grzybami, reguluje ich ilość w biocenozie.
Trzeci stopień oczyszczania ścieków polega na usuwaniu z nich substancji nieorganicznych (mineralnych), gł. fosforanów i azotanów, wytworzonych w drugim stopniu oczyszczania ścieków (w przypadku, gdy w drugim stopniu nie zachodzi pełne utlenienie amoniaku do azotanów, prowadzi się także nitryfikację). Azotany są usuwane ze ścieków w beztlenowych reaktorach ze sflokulowaną (osad czynny) lub nieruchomą (błona biologiczna) biocenozą. Głównym składnikiem tych biocenoz są bakterie denitryfikacyjne, które przetwarzają azotany w azot cząsteczkowy. Do usuwania ze ścieków azotanów i fosforanów stosuje się też stawy glonowe, są to płytkie zbiorniki wodne, w których eliminacja biogenów ze ścieków zachodzi w wyniku asymilacji przez glony i rośliny naczyniowe, a także w procesie denitryfikacji przez bakterie mułu dennego. Jony fosforanowe są usuwane także metodami chemicznymi przez działanie solami metali, które tworzą trudno rozpuszczalne osady fosforanów.
Końcowym etapem oczyszczania ścieków bywa czasami dezynfekcja (np. oczyszczanie ścieków ze szpitali, zrzutów przed ujęciami wody), przeprowadzana w analogiczny sposób jak dezynfekcja wody. Niekiedy oczyszczanie ścieków prowadzi się dalej, aż do stanu umożliwiającego ich wtórne wykorzystanie jako wody przemysłowej — jest to tzw. czwarty stopień oczyszczania lub odnowa wody. Wykorzystuje się w nim procesy fizykochemiczne, m.in.: koagulację, filtrację, adsorpcję, odwróconą osmozę.
Osady powstające w procesach oczyszczania ścieków poddaje się dalszej przeróbce w celu ich odwodnienia, eliminacji organizmów chorobotwórczych oraz stabilizacji (zapobieganie gniciu). Pierwszym etapem przeróbki osadów jest ich zagęszczanie (odwadnianie) przez sedymentację lub flotację. Następnym stabilizacja w warunkach tlenowych — napowietrzanie, lub beztlenowych — fermentacja metanowa. Fermentację metanową prowadzi się w wydzielonych komorach fermentacyjnych (proces trwa 20–28 dni, optymalnie przebiega w temperaturze 35,5C); ubocznym i wykorzystywanym produktem jest biogaz. Po stabilizacji osad poddaje się mechanicznemu odwadnianiu na prasach lub wirówkach albo suszy się na poletkach osadowych i wykorzystuje jako nawóz.
Ścieki przemysłowe zawierające gł. zanieczyszczenia nieorganiczne są poddawane innym procesom oczyszczania; stosuje się najczęściej: sedymentację, koagulację, strącanie metodą chemiczną, filtrację, neutralizację i inne procesy fizykochemiczne. Odsalanie wód kopalnianych przeprowadza się gł. metodą odwróconej osmozy.
Ze względu na rodzaj i ilość oczyszczanych ścieków rozróżnia się oczyszczalnie: miejskie, grupowe, osiedlowe, domowe oraz przemysłowe.

Ochrona wód

Ochroną wód nazywamy działania techniczne i organizacyjno-prawne, których celem jest zachowanie lub przywrócenie wodom naturalnym pełnej przydatności jakościowej oraz utrzymanie równowagi bilansu wodno-gospodarczego kraju. Podstawę prawną ochrony wód przed zanieczyszczeniem stanowi prawo wodne, którym jest zbiór przepisów określających m.in.: zasady klasyfikacji wód w zależności od stopnia ich zanieczyszczenia, warunki odprowadzania ścieków do wód powierzchniowych i kanalizacji miejskiej, kary nakładane na zakłady odprowadzające do wód nadmierne ilości zanieczyszczeń, zasady ustanawiania stref ochronnych ujęć i źródeł wody.
Wody naturalne w Polsce dzieli się na 3 klasy czystości; podział ten stanowi podstawę ochrony wód Warunkiem zakwalifikowania wody do danej klasy jest nieprzekroczenie ustalonych dla niej wartości wszystkich wskaźników zanieczyszczenia. Do I klasy czystości zalicza się wody, które mogą być używane do hodowli ryb łososiowatych, a po uzdatnieniu (wody uzdatniane) do picia. W II klasie znajdują się wody nadające się do hodowli ryb, zwierząt gospodarskich, rekreacji. III klasa czystości obejmuje wody przeznaczone do niektórych celów przemysłowych i rolniczych. Wody, które nie spełniają wymagań III klasy czystości mogą być użytkowane tylko do żeglugi.
Najskuteczniejszą formą ochrony wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem jest oczyszczanie ścieków. Prawo wodne ustala maksymalne wartości wskaźników zanieczyszczenia ścieków oczyszczonych odprowadzanych do wód lub do ziemi. Spełnienie tego warunku nie wystarcza do uzyskania pozwolenia na odprowadzanie ścieków wtedy, gdy ich ilość jest duża i w związku z tym duży jest ładunek odprowadzanych zanieczyszczeń lub istnieją warunki techniczne do lepszego oczyszczania ścieków. Stopień oczyszczenia ścieków oraz ich jakość ustala się tak, by woda odbiornika po przyjęciu zanieczyszczeń zachowała założoną klasę czystości. Na zakłady przemysłowe odprowadzające nadmierne ilości zanieczyszczeń nakładane są kary pieniężne. Organem uprawnionym do kontroli w tym zakresie jest Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska.
Zanieczyszczenia organiczne nietoksyczne stanowią dla wód mniejsze zagrożenie, gdyż ulegają biochemicznemu rozkładowi. Proces ten, zw. samooczyszczaniem wód, powoduje spadek stężenia tlenu w wodzie. Jest on stopniowo kompensowany naturalnym procesem reaeracji. Ilość zanieczyszczeń doprowadzana ze ściekami do wody nie może spowodować deficytu tlenowego, tj. spadku stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm3, gdyż w tych warunkach następuje obumieranie i rozkład (gnicie) organizmów wodnych, prowadzące do dalszego zanieczyszczenia wody. Ustalenie dopuszczalnego obciążenia odbiornika ściekami lub określenie zdolności samooczyszczania się wody odbywa się na podstawie bilansu tlenowego sporządzanego dla odbiornika po ustaleniu zależności między zawartością tlenu a czasem trwania samooczyszczania na danym odcinku rzeki. Proces samooczyszczania można wspomagać sztucznym napowietrzaniem w tzw. oczyszczalni rzecznej.
Stan czystości wód można poprawić przez wprowadzanie nowych, „czystych” technologii, zmniejszających ładunek zanieczyszczeń w ściekach (technologie małoodpadowe i bezodpadowe), przez racjonalne stosowanie pestycydów oraz zastępowanie pestycydów toksycznych i trwałych mniej toksycznymi i łatwiej rozkładalnymi, przez produkcję substancji powierzchniowo czynnych ulegających biodegradacji, nieodprowadzanie wód podgrzanych bezpośrednio do zbiorników wodnych.
Zanieczyszczeniu szczególnie chronionych wód — wód podziemnych — zapobiega się przez właściwą lokalizację i eksploatację wysypisk odpadów. Prawo wodne zabrania odprowadzania ścieków, nawet oczyszczonych, do wód podziemnych.
Podstawą realizacji zadań w dziedzinie ochrony wód jest opracowywanie perspektywicznych planów obejmujących całokształt zagadnień oczyszczania ścieków (z nawiązaniem do wymagań poszczególnych użytkowników wód, łącznie z wyborem najwłaściwszych sposobów i urządzeń do oczyszczania) oraz kompleksowe i długoterminowe przewidywania korzystania z naturalnych zasobów wodnych kraju przy uwzględnieniu potrzeb całej gospodarki.

Zasoby wód powierzchniowych

Zasoby wód powierzchniowych są kształtowane gł. przez opady atmosferyczne i parowanie, charakteryzuje duża zmienność w czasie i przestrzeni — dla niektórych rzek górskich stosunek minimalny do maksymalnego przepływu wynosi 1 : 1000 (Wisłoka). Czynniki te powodują, że dużo wody odpływa jałowo w czasie wezbrań, znacznie ograniczając ilość wody, jaką można dysponować dla zaspokojenia potrzeb użytkowników. Czynnikiem ograniczającym możliwości korzystania z zasobów wodnych jest konieczność zachowania przepływów nienaruszalnych (minimalna ilość wody w korycie zapewniająca życie biologiczne). W związku z nierównomiernością przepływów i koniecznością zachowania przepływu nienaruszalnego wprowadzono pojęcie dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych oraz odnawialnych zasobów wód podziemnych, tj. tej części zasobów, które można pobierać w sposób ciągły przy zachowaniu odpowiedniego stopnia gwarancji poboru. Do zmiany czasowo-przestrzennego rozkładu wielkości zasobów dyspozycyjnych i ich jakości służą obiekty hydrotechniczne, takie jak: zbiorniki retencyjne (wodny zbiornik), które pozwalają na gromadzenie wody w okresach wezbrań oraz udostępnianie jej użytkownikom w okresie niskich przepływów w rzekach (w ten sposób spełniają 2 podstawowe zadania: eliminują lub zmniejszają niebezpieczeństwo powodzi oraz poprawiają warunki zaopatrzenia w wodę); kanały przerzutowe, umożliwiające przemieszczanie wód z regionów zasobnych w wodę do regionów, w których występują jej niedobory; oczyszczalnie ścieków, umożliwiające redukcję zanieczyszczeń zawartych w ściekach odprowadzanych do wód powierzchniowych (ścieków oczyszczanie), oraz inne śródlądowe obiekty hydrotechniczne (hydrotechnika).
Zasoby wodne Polski są stosunkowo niewielkie. Średni roczny odpływ rzeczny z terytorium Polski (1900–90) wynosi 61,47 km3, co odpowiada wskaźnikowi 1,596 tys. m3 w przeliczeniu na jednego mieszkańca na rok — jest to najniższy wskaźnik w Europie, analogiczny wskaźnik dla Norwegii wynosi 97,268, dla Rosji — 19,428, dla Niemiec — 2,516 (według R. Engelmana i P. LeRoya Sustaining Water. Population and the Future of Renewable Water Supplies 1993). W niektórych regionach Polski (Wielkopolska, Kujawy, część Mazowsza) wskaźnik ten spada poniżej wielkości 1 tys., uznawanej za granicę ostrego deficytu. Udokumentowane zasoby eksploatacyjne wód podziemnych wynoszą 14,37 km3 (stan w dniu 1 I 1992 według danych Państwowych Instytutu Geologii).