Мероприятия по охране окружающей среды при реконструкции очистных сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Мероприятия по охране окружающей среды при реконструкции очистных сооружений

Акатьева Т.Г.

Аннотация

По определению, сточные воды - это воды, использованные на бытовые или производственные нужды и получившие при этом дополнительные примеси, изменившие их первоначальный химический состав или физические свойства, а также воды, стекающие с территорий населенных мест, промышленных предприятий и сельскохозяйственных полей в результате выпадения атмосферных осадков. Как правило, сброс стоков осуществляется в природные водоемы. Для снижения негативного влияния на водный биоценоз и экосистему в целом применяют различные технологии очистки сточных вод. Однако большинство канализационных систем, эксплуатируемых в настоящее время, нуждаются в реконструкции. При проведении подобных мероприятий следует соблюдать ряд мер по охране окружающей среды. Проектные решения реконструкции должны отвечать современным требованиям, способствовать внедрению эффективных конструкций, а также сборных укрупненных элементов.

Статья посвящена разработке мероприятий по охране окружающей среды при реконструкции очистных сооружений муниципального предприятия «Заводоуковское жилищно-коммунальное хозяйство» Тюменской области. Показано, что мероприятия по охране окружающей среды при реконструкции и эксплуатации канализационно-очистных сооружений должны включать как рекультивацию почвенного покрова и земель, нарушенных при строительстве и в процессе эксплуатации объектов, так и переработку илового осадка сточных вод в экологически безопасные грунты.

Ключевые слова: г. Заводоуковск, сточные воды, очистные сооружения, охрана окружающей среды, водоем-приемник сточных вод, река Ук.

Введение

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний [1]. Большинство канализационных систем, эксплуатируемых в настоящее время, нуждается в реконструкции. Основной целью восстановления очищающего оборудования является повышение эффективности работы всех технологических участков и оптимизация затрат. Современное энергоэффективное оборудование, развитие технологий и применение инновационных решений дают гарантию того, что действующие канализационные системы могут быть реконструированы, а инвестиции, вложенные в них, будут окупаемы [2].

Реконструкция канализационных сетей начинается с составления проекта, включающего комплексное обследование элементов технологической схемы, качественного и количественного состава исходных сточных вод, строений. На основании полученных результатов начинается подготовка технического задания на разработку проекта поэтапной реконструкции канализации.

Целью данной работы является разработка мероприятий по охране окружающей среды при реконструкции очистных сооружений муниципального предприятия «Заводоуковское жилищно-коммунальное хозяйство» (МП «Заводоуковское ЖКХ»).

Канализационно-очистное сооружение (КОС) МП «Заводоуковское ЖКХ» осуществляет обеспечение технологического процесса функционирования очистных сооружений, проведение отбора проб и анализа поступающих и очищенных сточных вод, обслуживание и контроль технического состояния оборудования. Существующий водовыпуск с канализационных очистных сооружений МП «Заводоуковское ЖКХ» размещается в черте населенного пункта, в связи с этим степень очистки сточных вод принята в соответствии с СанПиН [3].

Технологический процесс очистки включает в себя механическую и биологическую очистку, дефосфатирование сточных вод, обеззараживание очищенных стоков методом ультрафиолетового излучения, механическое обезвоживание осадка и его утилизация на иловые площадки. Все оборудование разделено на две параллельные линии, электронасосное оборудование имеет резерв.

Сброс очищенных сточных вод производится по существующей схеме: после очистки на КОС сточные воды поступают в пруд и далее по сбросному коллектору - в реку Ук.

Длина реки составляет 43,5 км. Площадь водосбора, с учетом бассейна р. Бегила, - 997 км. В бассейне реки Ук насчитывается 24 водотока и 30 очень малых озер общей площадью 1,0 км². Основные притоки - реки Бегила (Бигила) и Падун. Русло извилистое, песчано-илистое, деформирующееся. Берега крутые, высотой 3-4 м, задернованы. Дно песчано-илистое, не зарастает. Питание р. Ук - преимущественно, снеговое [4].

Водовыпуск находится в черте г. Заводоуковска. В этом случае, в соответствии с требованиями нормативных документов [5, 6], состав и свойства сточных вод должны соответствовать условиям, предъявляемым к воде водных объектов питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования. Поэтому очистка сточных вод производится до показателей ПДК водоемов культурно-бытового водопользования. Пункт производственного контроля за сосредоточенным выпуском устанавливается непосредственно у сбора [6].

В процессе эксплуатации канализационных очистных сооружений по разным причинам (не соблюдение технологических параметров эксплуатации сооружений, агрегатов, дефектов монтажа и прочее) возможны аварийные ситуации, в результате может произойти загрязнение почвы сточными водами. Для предупреждения аварийных сбросов сточных вод на почву и в поверхностные водные объекты проектом предусмотрено строительство двух технологических линий с идентичным набором основного оборудования, что позволит при аварийных ситуациях часть потока, до 70%, с аварийной линии перекачивать на рабочую линию и производить необходимые ремонтно-восстановительные работы. Для бесперебойной работы КОС запроектировано резервное электронасосное оборудование а также применение оборудования и трубопроводов стойких к коррозионному воздействию сточных вод [7].

Источниками образования сточных вод являются предприятия, учреждения и жилой сектор. Сточные воды на КОС поступают по канализационным сетям и частично - из не канализованных районов города, доставляются ассенизаторными машинами. Категория сточных вод, поступающих на очистные сооружения, - хозяйственно-бытовые.

Сточная вода с ГКНС по напорному трубопроводу подается на процеживатели (механическая решетка) для удаления мусора и крупных включений. Из процеживателей по самотечным трубопроводам поступает в тангенциальные песколовки, происходит осаждение песка. Из песколовок сточная вода поступает в первичные отстойники, оборудованные тонкослойными модулями, где происходит выделение взвешенных веществ.

Осветленная сточная вода самотеком поступает в биореактор. В биореакторе в безкислородной среде происходит восстановление нитритов и нитратов азота до газообразного состояния, частичное снижение БПКполн.

Подача нитратосодержащей сточной воды из биотенка в начало биореактора осуществляется эрлифтными установками. Из биореактора сточная вода поступает в аэротенк в зону интенсивной аэрации, где аэрируется в смеси с активным илом. В аэротенке происходит удаление органических загрязнений и нитрификация аммонийного азота, которые осуществляются за счет жизнедеятельности активного ила. Аэрация сточных вод осуществляется при помощи пневматической системы аэрации и воздуходувок. экосистема канализационный очистной

После биотенков сточная вода поступает во вторичные отстойники, оборудованные тонкослойными модулями, где происходит отделение сточной воды от активного ила и отмершей биопленки. Отделяемый осадок скапливается в конусной части отстойников и периодически иловыми насосами удаляется в осадкоуплотнитель.

Очищенная сточная вода из сборных лотков вторичных отстойников поступает по самотечным трубопроводам на обеззараживание и далее - к месту сброса. Обеззараживание очищенных сточных вод производится ультрафиолетовым излучением на установках ОС-36А-6-400.

Очищенная и обеззараженная сточная вода поступает к месту сброса.

Результаты химического анализа сточных вод свидетельствуют о том, что концентрация загрязняющих веществ в очищенных стоках после механической и биологической очистки высокая. Значит, очистные сооружения не справляются с очисткой на должном уровне.

Остаточная концентрация азота аммонийного в очищенной воде должна быть не более 0,5 (0,39) мг/л. Однако предел качества очистки методом нитри-денитрификации для аммония составляет 1,5-5,0 (мг/л), что в 3-10 раз выше установленных требований. Содержания этого вещества в требуемых концентрациях можно достичь только при последовательном использовании методов сорбции и катионообмена.

Повышенное присутствие АПАВ в стоках приводит к образованию пены в аэротенках, увеличению выноса взвешенных веществ из вторичных отстойников, снижению активности ила. Кроме того, наличие АПАВ в воде, поступающей на сооружения биологической очистки, ухудшает процесс первичного отстаивания. Удаление АПАВ в аэротенках обеспечивается биохимическим распадом и сорбцией активного ила.

Нефтепродукты в стоках очень медленно биологически осаждаются, токсически действуют на активный ил. Все это указывает на нерациональность очистки сточных вод от нефтепродуктов на сооружениях биологической очистки (табл. 1).

Таблица 1. Качество сточных вод и эффективность очистных сооружений

Кроме этого, по целому ряду показателей (азот аммонийный, хлориды, АПАВ) отмечалось несоответствие нормативам временно согласованного сброса (ВСС): превышение в 3-5 раз. Полученные результаты свидетельствуют о том, что технология очистки сточных вод не обеспечивает полного удаления загрязняющих веществ.

Для определения степени влияния сбрасываемых сточных вод на природный водоем анализировали качество воды р. Ук - водоема-приемника стоков. Гидрохимическая характеристика реки представлена в таблице 2.

Таблица 2. Гидрохимическая характеристика р. Ук

Результаты анализа показывают, что качество воды соответствует гигиеническим нормативам [8] по всем показателям, за исключением железа общего (превышение ПДК в 2,9 раза). Повышенная концентрация железа имеет природное происхождение. По типу водопользования река Ук относится к водоемам культурно-бытового водопользования. Как следует из приведенных данных, предприятие не оказывает значительного негативного воздействия на природный водоем.

Согласно установленным требованиям, при проведении работ по реконструкции и эксплуатации КОС должны соблюдаться мероприятия по охране окружающей среды.

Так, проектом предусмотрено снятие почвенно-растительного покрова и складирование его на период строительства во временные отвалы для того, чтобы в дальнейшем использовать при благоустройстве. После завершения строительных работ на территории строительства предусмотрено проведение планировочных работ и благоустройство территории: тротуары на площадке КОС должны иметь твердое покрытие; озеленение свободной от застройки территории - посадка саженцев ивы, устройство газона обыкновенного.

Кроме этого, для снижения воздействия объекта на атмосферный воздух предусмотрено использование санитарно-защитных зон (СЗЗ). Санитарно-защитная зона проектируемых КОС предназначена для создания барьера между предприятием и жилой застройкой. В соответствии с санитарной классификацией предприятий [9], размер санитарно-защитной зоны для проектируемых канализационных очистных сооружений составляет 150 м.

При разработке проектных решений по снижению шума (источником которого является здание с установленным в нем шумным технологическим оборудованием) на площадке и территории жилой застройки, прилегающей к предприятию, использованы архитектурно-планировочные методы: удаление источников шума от объектов, защищаемых от шума; сосредоточение источников в отдельном здании; посадка деревьев.

Серьезной проблемой для объектов окружающей среды является образование отходов производства и потребления. Основная масса образующихся на очистных сооружениях отходов приходится на отходы 4 класса опасности, а именно - на песок от чистки песколовок и осадок заводских очистных сооружений промышленно-бытовых стоков, представляющих из себя оставшийся после биологической очистки активный ил. В свою очередь, эти отходы не размещаются, как все остальные виды отходов, на специально оборудованных полигонах, а после обезвоживания (песок с песколовок - естественным способом до влажности 60%, а ил с нефтеотделителем на узле обезвоживания - до влажности 74%) автотранспортом перевозятся на утилизацию на специализированное предприятие с передачей права собственности на данные виды отходов.

С учетом применения инновационных технологий утилизации отходов, значительные объемы накопленных за многие десятилетия отходов производства и потребления можно рассматривать как скрытый неиспользованный ресурс - сырье для производства продукции. Например, наличие у осадка остаточной сорбционной емкости позволяет после дополнительной корректировки щелочными реагентами, например, известью, использовать его как сорбент для предварительной очистки стоков. Также в качестве сорбента, неочищенного коагулянта, в процессах водоподготовки можно использовать измельченный спёк, образующийся при спекании осадка с серной кислотой при температуре 350-400 ⁰С.

Кроме этого, осадки промывных вод можно использовать в качестве сырья для производства строительных материалов:

§ в качестве строительного вяжущего для стабилизации слабых грунтов и устройства нижних конструктивных слоев оснований дорог и промышленных площадок;

§ в производстве цемента;

§ в производстве штукатурных смесей.

Реализация разработанных мероприятий позволит снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и возвратить территории, занимаемые под полигоны отходов КОС, для дальнейшего хозяйственного использования.

Выводы

1. Эффективность очистки сточных вод на КОС г. Заводоуковска после биологической очистки по целому ряду веществ оценивается как низкая : 42 (АПАВ) - 68 (фосфаты) %. Остаточные концентрации нефтепродуктов, сульфатов, азота аммонийного, хлоридов, АПАВ превышают нормативы временно согласованных выбросов в 1,5-5,0 раз.

2. Результаты химического анализа проб воды, отобранных в реке Ук - водоприемнике сточных вод, свидетельствуют о соответствии качества воды гигиеническим нормативам по всем показателям, за исключением железа общего: содержание его превышает ПДК в 2,9 раза.

3. При строительстве КОС происходят различные воздействия на окружающую среду, в частности:

§ нарушение земель;

§ выбросы в атмосферный воздух газообразных продуктов биологического разложения органических веществ;

§ складирование (утилизация) отходов промышленного производства.

Мероприятия по охране окружающей среды при реконструкции и эксплуатации КОС должны включать:

· рекультивацию почвенного покрова и земель, нарушенных при строительстве и в процессе эксплуатации объектов;

· создание санитарно-защитной зоны проектируемых КОС;

· разработку технологии утилизации отходов;

· переработку отходов водоочистки в сорбенты и строительный материал;

· использование осадка промывных вод в качестве сырья для производства строительных материалов;

· переработку илового осадка сточных вод в экологически безопасные грунты.

Список использованных источников

1. Акатьева Т.Г. Оценка качества природных и сточных вод методом биотестирования // Вестник ТГСХА. - 2007, № 2 (3). - С. 89 -91.

2. Жмур Н.С. Управление процессами и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. - М.: Луч. - 1997. - 169 с.

3. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980-00 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод». Дата введения: 1 января 2001 г. [Электронный ресурс]: адрес доступа http://files.stroyinf.ru/Data1/8/8514/.

4. Лезин В.А. Реки Тюменской области (южные районы). - Тюмень: Вектор Бук. - 1999. - 196 с.

5. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 03.08.2018) [Электронный ресурс]: адрес доступа http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_60683/.

6. Правила охраны поверхностных вод. Утверждены Государственным комитетом РСФСР по экологии и природопользованию 03.04.1991 г. № 04-19-16/805 [Электронный ресурс]: адрес доступа http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293850/4293850123.htm

7. Алексеев Л.С. Контроль качества воды. - М.: ИНФРА-М. - 2004. - 159 с.

8. ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» [Электронный ресурс]: адрес доступа http://snipov.net/c_4655_snip_106307.html.

9. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» [Электронный ресурс]: адрес доступа http://www.infosait.ru/norma_doc/52/52471/

Цитирование:

Акатьева Т.Г. Мероприятия по охране окружающей среды при реконструкции очистных сооружений // АгроЭкоИнфо. - 2018, №4. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/4/st_436.doc.

Размещено на Allbest.ru