Обеззараживание сточных вод производят для уничтожения содержащихся в них патогенных бактерий и вирусов и устранения опасности заражения водоема этими микробами при спуске в него очищенных сточных вод. Патогенные микробы не могут быть полностью удалены ни при отстаивании, ни при биологической очистке сточных вод. В сооружениях для искусственной биологической очистки (в биофильтрах и аэротенках) устраняется от 91 до 98% таких бактерий. Поэтому после механической и искусственной биологической очистки сточные воды до спуска их в водоемы необходимо обеззараживать. В случаях почвенной очистки сточных вод на полях орошения или полях фильтрации обеззараживания, как правило, не требуется, так как устраняется до 99,9% бактерий.
Действующие «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» требуют, чтобы сточная вода не содержала возбудителей заболеваний. Ввиду сложности непосредственного определения содержания патогенных бактерий в сточных водах обычно применяют метод оценки эффективности их обеззараживания по титру кишечной палочки. Обеззараживание сточных вод ( может быть признано достаточным, если коли-титр в них будет доведен до 100.
В целях обеззараживания сточных вод наибольшее распространение получило хлорирование жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, полученным электролитическим путем. Доза хлора, необходимая для обеззараживания воды, зависит от количества болезнетворных бактерий, органических и неорганических веществ, способных к окислению, которые находятся в сточной воде.
Хлорирование исходной сточной воды не дает надежных результатов, так как крупные частицы взвешенных веществ препятствуют воздействию хлора на бактерии и вирусы, находящиеся внутри этих частиц. Поэтому эффективно дезинфицировать можно только предварительно осветленные сточные воды. При обеззараживании хлор должен быть хорошо перемешан с дезинфицируемой водой и находиться не менее 30 мин в контакте с ней. Контакт хлора со сточной водой осуществляется в сооружениях, называемых контактными резервуарами, имеющих защитную плотину , а также в лотках и трубах до спуска воды в водоем.
Для предварительных подсчетов в проектах, согласно СНиПу, расчетные дозы хлора следует принимать: для отстоенной сточной воды 30 г/м3; для неполностью очищенной сточной воды в аэротенках или высоконагружаемых биофильтрах 15 г/м3; для полностью очищенной сточной воды — 5—10 г/м3.
Обеззараживание больших масс воды, как правило, осуществляется жидким хлором; при малых количествах сточных вод (до 1000 м3/сут) применяют хлорную известь. Установка для дезинфекции сточной воды состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров.
Для обеззараживания сточных вод может быть использован озон, являющийся одним из наиболее сильных окислителей. Обеззараживающее действие озона основано на его высокой окислительной способности, объясняющейся легкостью отдачи им активного атома кислорода. Окислительно-восстановительный потенциал озона 1,9 в, хлора 1,36 в, кислорода 1,23 в. Озоновоздушная смесь, полученная в озонаторе, взаимодействует с водой в контактных резервуарах. Полнота использования озона зависит от степени диспергирования озонированного воздуха в воде. Наиболее полное использование озона достигается при диспергировании воздуха фильтросами, пористыми трубами и эжекторами.
Благодаря высокому окислительному потенциалу озон энергично вступает во взаимодействие со многими минеральными и органическими веществами, в том числе и с плазмой микробных клеток. Озон действует на бактерии быстрее хлора и применяется в меньших дозах — 0,5—5 мг/л в зависимости от содержания в воде способных окисляться веществ. Температура воды и величина рН оказывают гораздо меньшее влияние на эффект озонирования воды, нежели на хлорирование. Важным преимуществом озонирования является то, что дозирование озона не требует такой тщательности, как дозирование хлора.
При озонировании наряду с обеззараживанием происходит окисление и разрушение истинно растворенных и коллоидных органических примесей воды, что приводит к снижению цвета и запаха и исключает специальную обработку для этих целей, упрощая тем самым схему очистки воды.
Очищенные сточные воды после обеззараживания отводятся по закрытому трубопроводу или открытому каналу к месту спуска в водоем. Отводный канал обычно оканчивается береговым колодцем, из которого воды спускаются непосредственно в водоем через выпуск, располагаемый в местах с повышенной турбулентностью потока (сужениях, притоках, порогах и пр.). Основной задачей при устройстве выпуска является достижение наиболее полного смешения выпускаемой воды с водой водоема, чтобы получить наибольшее разбавление сточных вод, которые содержат еще некоторое количество загрязнений.
В зависимости от формы и режима участка реки при сбросе в нее очищенных сточных вод устраивают береговой или русловый выпуск; последний может быть сосредоточенным или рассредоточенным. При сбросе очищенной жидкости в море или водохранилище устраивают береговые или глубоководные выпуски. Устройство берегового выпуска проще, однако степень разбавления меньше, чем при русловом выпуске. Рассредоточенный выпуск (каждый выпуск заканчивается оголовком) обеспечивает лучшее смешение сточной воды с водой водоема.
Скорости течения в подводной части выпуска следует назначать не меньше 0,7 м/с для предохранения его от заиливания. Отверстия оголовка следует располагать на расстоянии 0,5-Ь-1 м от дна во избежание размыва дна или заноса оголовка. Расстояние от нижней поверхности льда до отверстий должно быть не менее 0,5—1 м.
При выпуске сточных вод в море место выпуска должно быть расположено за границами селитебной части и выбрано так, чтобы был обеспечен унос от населенного места выпускаемых сточных вод морским течением. Длина выпуска до установленной глубины заложения его устьевой части должна быть наименьшей, выпускные отверстия располагают на глубине не менее 1 м от уровня воды при отливе и не менее 1 м от дна моря.
Выпуск в реку располагается на определенном расстоянии (вниз по течению) от границ канализуемого населенного места, водоприемных сооружений для хозяйственно-питьевых целей, участков водоема, используемых для спортивных целей и купанья.
При выпуске сточных вод в мощные реки и особенно в озера или моря может оказаться возможным с санитарной точки зрения и целесообразным по экономическим показателям ограничиться механической очисткой и обеззараживанием сточных вод с последующим выпуском их далеко от берега вместо полной биохимической очистки сточных вод и выпуска их вблизи берега. Выбор варианта производят в каждом случае на основе технико-экономического их сравнения.