Інноваційні технології перебудови водокористування в населених пунктах України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інноваційні технології перебудови водокористування в населених пунктах України

О.О. Дмитрієва

У статті розглядаються цільові екологічні технології, які є базою по перетворенню водокористування населених пунктів України з екологічно небезпечних в екологічно безпечні. Розглянуті технології відповідають вимогам одного з варіантів інноваційної політики України - зміна економічної структури господарського механізму.

Майбутнє України, її добробут і місце у світовому співтоваристві значною мірою визначатимуться тим, чи буде вона в змозі перебороти існуючий стан невизначеності розвитку її інноваційної політики, що істотно відрізняє нашу країну від промислово розвинених країн 1.

Інноваційна політика держави поєднує науку, техніку, економіку, екологію, підприємництво й управління. Вона стосується всього соціально-економічного середовища, включаючи виробничу та фінансову сфери, науково-технічні кадри, а також культурні й цивілізаційні особливості розвитку країни.

Умовно можна виділити декілька варіантів інноваційної політики, які в різні періоди й у різних промислово розвинених країнах були пріоритетними в різних комбінаціях 2. Одним із цих варіантів є зміна економічної структури господарського механізму в напрямі врахування дієвого впливу передової технології на розв'язання соціально-економічних проблем, на зміну галузевої структури, на взаємодію господарських суб'єктів, на рівень життя і т.д. Усе це вимагає нових форм організації й механізмів управління розвитком науки та техніки, а також їхньої взаємодії.

У рамки наведеного варіанта входить вирішення в Україні проблеми забезпечення екологічно безпечного водовідведення (ЕБВ) стосовно поверхневих водних об'єктів у межах населених пунктів.

При аналізі існуючих систем водовідведення у населених пунктах України визначені основні їх недоліки, на підставі яких зроблено висновок про їх екологічну небезпечність стосовно водних об'єктів, на які вони замикаються 3,4.

Основними вимогами до екологічно безпечного водокористування у населених пунктах України є:

забезпечення екологічно стійкого функціонування водного об'єкта як елемента природного середовища зі збереженням властивостей водних екосистем до відновлення сприятливої якості води шляхом упорядкування водопостачання та водовідведення в населених пунктах;

задоволення водокористування у населених пунктах без погіршення якості водних ресурсів та умов життєдіяльності населення.

З урахуванням цих вимог основна мета функціонування системи екологічно безпечного водовідведення представляється як безперебійне відведення стічних вод усіх видів з території населених пунктів при забезпеченні безумовного збереження або поліпшення стану екосистем водних об'єктів - приймачів стічних вод 3. Ця система повинна мати такі основні функції - прийняття стічних вод у місцях їх утворення; транспортування стічних вод до очисних споруд; забезпечення безперебійної роботи очисних біологічних споруд відповідності до проектних показників та утилізація корисних речовин, які перебувають у них; скид очищених стічних вод у водойми 4.

Мета статті - розкрити сутність запропонованих авторами технологій водовідведення, які є визначальними ланками екологічно безпечного водокористування в межах населених пунктів і можуть бути інноваційною науково-технологічною основою перебудови водокористування у населених пунктах України.

В основу екологічно безпечної системи водовідведення покладено новий спосіб водовідведення, який захищений деклараційним патентом на винахід [5]. Для реалізації екологічно безпечних технологій водовідведення за новим способом пропонуються такі конструктивні та експлуатаційні зміни в існуючі системи водовідведення:

1. додавання в існуючі системи водовідведення модуля, що керується;

2. застосування біоінженерних очисних споруд для очищення поверхневих стічних вод;

3. коригування вертикального планування територій, прилеглих до усіх водних об'єктів на території населеного пункту, для припинення надходження у водостоки і водойми по рельєфу неочищених поверхневих стічних вод;

4. застосування для всіх способів водовідведення дощоприймачів, пристосованих для уловлювання тонучого і плаваючого сміття з метою припинення захаращення трубопроводів і засмічення водних об'єктів;

Додавання в існуючі схеми водовідведення модуля, що керується (рис. 1), призначено для вирішення таких задач:

1. Забезпечення використання існуючих біологічних очисних споруд (які розраховані на очищення виробничо-побутових стічних вод) для очищення поверхневих стічних вод.

2. Запобігання надходженню на біологічну ланку очисних споруд суміші побутово-виробничих стічних вод, забруднених понад вимоги біологічного способу очищення.

3. Управління режимами роботи системи водовідведення при подачі стічних вод на очисні споруди у штатних та аварійних ситуаціях.

Для розв'язання першої задачі у складі нового елемента запропоновано регулюючі ємності РЄ-1 та РЄ-2, які використовуються для накопичення поверхневих стічних вод та їх подачі на очисні споруди з сумарними витратами, які не перевищують їх проектної потужності.

При вирішенні другої задачі використовується ємність РЄ-1, в яку перехоплюються високозабруднені стічні води. При значних обсягах аварії може використовуватися і ємність РЄ-2. На очисні споруди забруднені стічні води з цих ємностей подаються з такою витратою, яка в суміші з іншими виробничо-побутовими та поверхневими стічними водами матиме дозволену концентрацію забруднених речовин (з урахуванням вимог біологічного способу очищення).

Для розв'язання третьої задачі передбачено центральний пункт оперативного управління, з якого забезпечується збір інформації від датчиків автоматизованої системи контролю стічних вод (Д1, Д2), вирібка управлінських рішень та видача команд на автоматизовану запорнорегулюючу апаратуру. Через широку мережу міжелементних трубопроводів забезпечується подача стічних вод на очисні споруди з витратами відповідності до прийнятих управлінських рішень.

Рис. 1. Схема додаткового фрагменту до існуючих систем водовідведення, який перетворює їх у екологічно безпечні: ГКНС - головна каналізаційна насосна станція; НСПСВ - насосна станція поверхневих стічних вод; ОС - очисні споруди населеного пункту; РЄ-1, РЄ-2 - регулювальні ємності; Д1, Д2 - датчики автоматизованої системи контролю стічних вод; ЦПОУ - центральний пункт оперативного управління; ПВСВ - побутово-виробничі стічні води; ПСВ - поверхневі стічні води

очищення поверхневий стічний водний

Для упорядкування існуючого водовідведення у населених пунктах України кожний з чотирьох способів водовідведення (роздільний, напівроздільний, загальносплавний, комбінований 4) необхідно доповнити описаним вище модулем водовідвідної системи. При цьому усі водовипуски неочищених поверхневих стічних вод у водні об'єкти ліквідуються, а стічні води, що потрапляли до цих випусків, відводяться на відповідні насосні станції і подаються на біологічні очисні споруди так, як це описано для розглянутого вище модуля.

Залежно від місцевих умов та характеристик існуючого водовідведення при його упорядкуванні економічно більш вигідним може стати не відведення усіх стічних вод до очисних споруд населеного пункту, а будівництво локальних очисних споруд (ЛОС) та відведення на них частини поверхневих стічних вод. Подача поверхневих стічних вод населених пунктів на очисні біологічні споруди або на локальні очисні споруди здійснюється за умов його регулювання ємностями, які створюються біля наново створюваних насосних станцій, або у районі існуючих насосних станцій перекачування стічних вод житлово-комунального господарства.

Застосування біоінженерних очисних споруд для очищення поверхневих стічних вод є одним з досить ефективних та відносно дешевих видів ЛОС, на яких використовується здатність вищих водних рослин (очерет, ірис та ін.) очищувати стічні води від багатьох забруднюючих речовин та підвищувати ефективність очищення вод за допомогою інших компонентів біоценозу, зокрема, бактерій та молюсків. З економічних міркувань при упорядкуванні водовідведення в населених пунктах поверхневі стічні води, що не очищуються на очисних біологічних спорудах населеного пункту, рекомендується очищувати переважно на біоінженерних очисних спорудах (БІС).

При застосуванні локального очищення поверхневі стічні води спочатку пропонується спрямовувати в акумулюючі ємності, які виконують також функцію відстійника, а потім - на локальні очисні споруди. Лише механічне очищення на відстійниках та нафтовловлювачах не може довести якість очищених поверхневих стічних вод до нормативних вимог, враховуючи суттєве забруднення цих вод органічними речовинами та їх значне бактеріальне забруднення при аваріях на мережах відведення побутових стічних вод.

Коригування вертикального планування територій, прилеглих до усіх водних об'єктів на території населеного пункту. Для перехоплення неочищених поверхневих стічних вод, що потрапляють до водних об'єктів неорганізованим (поверхневим) способом, вертикальне планування усіх забудованих територій повинно бути забезпечено спеціальними конструктивними елементами - парапетами, бордюрами, кюветами і т.п. На практиці ця робота, як правило, виконується не в повному обсязі, що веде до суттєвого зниження ефективності всього комплексу робіт щодо вертикального планування території. Тому при впровадженні системи екологічно безпечного водовідведення цей недолік повинен бути усунений.

Застосування для всіх способів водовідведення дощоприймачів, пристосованих для уловлювання тонучого і плаваючого сміття.

Для запобігання замулюванню та засміченню трубопроводів водовідвідних мереж поверхневих стічних вод необхідно застосовувати лише такі дощоприймачі, які пристосовані для уловлювання тону чого і плаваючого сміття. Практика свідчить, що вартість робіт із впровадження таких дощоприймачів значно нижча, ніж вартість очищення засмічених трубопроводів.

На сьогодні єдина система керування водовідведенням на території населених пунктів практично відсутня, є лише окремі її елементи. У більшості населених пунктів України вуличні та внутрішньоквартальні мережі для відведення побутово-виробничих стічних вод підпорядковані системі Мінжитлокомунгоспу, а переважна більшість мереж поверхневих стічних вод знаходиться у віданні шляхових служб населених пунктів або комбінатів комунальних підприємств і це призводить до зниження оперативності реагування відповідних служб на усунення проблем, які виникають не тільки на стику елементів відведення побутово-виробничих та поверхневих стічних вод, але і при вирішенні загальних питань водовідведення, наприклад, використання резервних потужностей комунальних біологічних очисних споруд. Тому при впровадженні системи екологічно безпечного водовідведення необхідно обов'язково передбачити створення єдиної системи керування водовідведенням усіх видів стічних вод населених пунктів.

Організація єдиної системи керування водовідведенням об'єктивно збільшить обсяг функцій, що виконуватимуться при управлінні водовідведенням населених пунктів. Крім того, впровадження додаткового фрагменту (див. рис. 1) в існуючих схемах водовідведення забезпечить скорочення строків прийняття рішень та їх гарантоване виконання як у штатному режимі експлуатації, так і при виникненні аварійних ситуацій у роботі водовідведення. Все це потребує при впровадженні екологічно безпечного водовідведення підвищення рівня автоматизації оперативного контролю та оперативного керування, а також створення центрального пункту оперативного управління всією системою водовідведення (рис. 1).

При впровадженні в населених пунктах України технології екологічно-безпечного водовідведення буде досягнуто:

- екологічно безпечне використання всіх водних об'єктів, у тому числі і в аварійних ситуаціях у межах населених пунктів, а також тих водних об'єктів поза населеними пунктами, які приймають стічні води від очисних біологічних комплексів поселень;

- поліпшення загального екологічного стану водних об'єктів;

- припинення скиду у водні об`єкти після біологічних очисних споруд населених пунктів недостатньо очищених стічних вод, тенденція скидів яких у водні об`єкти залишається високою;

- припинення скиду неочищених поверхневих стічних вод, у тому числі і в аварійних ситуаціях, у водні об`єкти;

- зменшення скиду забруднюючих речовин у водні об'єкти у складі стічних вод житлово-комунального господарства в 2,5 раза, а в складі поверхневих стічних вод - у 25 разів;

- припинення засмічення водних об'єктів у межах населених пунктів.

Таким чином, перелічені здобутки показують, що запропоновані технології можуть стати інноваційною науково-технологічною основою перебудови водокористування населених пунктів України.

Література

1. Иванова Н.И. Национальные инновационные системы. - М.: Наука, 2002. - 224 с.

2. Проблеми становлення інноваційної політики в Україні / І.П. Макаренко, О.М.Трофимчук, В.П. Кузьменко та ін.; За ред. І.П. Макаренко. - К.: УІДНСіР: Ін-т еволют. економіки, 2004. - 123 с., іл., табл.

3. Дмитрієва О.О. Існуюча концепція управління водокористуванням населених пунктів України. Зб. наукових праць. - Київ, 2006. Ч. ІІ - 270 с.

4. Дмитриева Е.А., Калашников В.А., Разапова Т.А. Социально-экологичесикие аспекты проблемы водопотребления в Украине: Сб. научных работ. - Одесса: Институт проблем рынка и экономико-экологических исследований НАН Украины, 2001. - 298 с.

5. Дмитрієва О.О., Калашніков В.О. Система та спосіб водовідведення в населених пунктах (варіанти). Заявка на винахід № 68023 U 2003 087993 Е03F1/00.

Размещено на Allbest.ru