3.6. Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения сточными водами

В проблеме охраны воды от загрязнения есть взаимосвязанные основные составляющие – экологическая и экономическая.

В связи с дефицитом пресной воды возникла задача об эффективном использовании ее во всех отраслях народного хозяйства. Поэтому особо важное значение приобретает высокоэффективное повторно-оборотное использование воды в промышленности и применение в целях мелиорации сточных вод бытового и производственного происхождения.

В промышленности пресная вода применяется в качестве технологических растворов, теплоносителя, для переноса твердых масс промывочных процессов. В последнем случае вода, являясь универсальным экстрагентом, обладает высокой грязеемкостью, что и позволяет эффективно ее использовать. Пресная вода высшего качества – питьевая вода – широко используется в санитарно-бытовых и хозяйственных целях, обеспечивая высокую степень благоустройства жилищ населения городов и сельских мест. Поэтому пресная вода наших открытых водоемов и земных недр является ценным природным сырьем, национальным богатством нашей страны.

В настоящее время имеется явная необходимость в разработке новых высокоэффективных ресурсосберегающих водных технологий, но отсутствует стимулирующая экономическая методика к развитию повторно-оборотных технологий. Недостаток методик заключается в том, что цена на воду слишком была занижена.

Между относительной стоимостью воды и коэффициентом ее качества имеется зависимость: чем больше степень загрязнения воды, тем ниже ее стоимость (остаточная) и тем выше стоимость затрат на очистку.

Водный кодекс Республики Беларусь регламентирует требования к степени очистки сточных вод, спускаемых в водоемы, для того чтобы предупредить и устранить загрязнения сточными водами рек, ручьев, водохранилищ, озер и прудов и искусственных каналов.

В Водный кодекс включены общие требования к составу и свойствам воды водоемов в зависимости от видов водопользования.

К первому виду водопользования относятся водоемы, предназначенные для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения пищевых предприятий. Ко второму виду – водоемы, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также водоемы в черте населенных мест.

Отнесение водоемов к одному из указанных видов водопользования производится органами Государственной санитарной инспекции с учетом конкретных местных условий.

К водоемам, используемым в рыбохозяйственных целях, предъявляются еще более высокие требования, чем к водоемам бытового пользования. Основные требования к составу и свойствам воды водоемов рыбохозяйственного назначения также дифференцируются в зависимости от двух видов водопользования. К первому виду относятся водоемы, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду, а ко второму виду – водоемы, используемые для всех других рыбохозяйственных целей.

При спуске очищенных сточных вод в водоем или водоток состав и свойства воды должны соответствовать нормативам в створе, расположенном на проточных водоемах в 1 км выше по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, место купания, организованного отдыха, территории населенного пункта и т. п.); в непроточных водоемах и водохранилищах – в 1 км в обе стороны от пункта водопользования (ст. 28 Водного кодекса). При расчете необходимой степени очистки сточных вод до выпуска их в водоем нужно учитывать окончание процесса его самоочищения и восстановления чистоты воды до нормативных показателей на протяжении водоема от места выпуска сточных вод до створа, отстоящего от пункта водопользования на 1 км, а не в створе самого пункта.

Запрещается спускать в непроточные водоемы – озера, пруды и водохранилища – сточные воды, содержащие стабильные вещества, которые не подвергаются биохимическому, химическому и физическому процессам самоочищения, а также радиоактивные вещества.

Лекция 4. ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ

4.1. Водоотводящая сеть населенных пунктов

4.1.1. Особенности движения сточных вод

в водоотводящей сети

Транспортируемая из зданий сточная жидкость обладает определенной потенциальной энергией. Поэтому возможно ее самотечное транспортирование. И лишь в конце водоотводящих сетей возникает необходимость в перекачке сточных вод. В ряде случаев при больших уклонах поверхности земли вообще не требуется перекачки сточных вод.

Для проектирования водоотводящих сетей принимается безнапорный режим движения жидкости с частичным наполнением труб (0,5– 0,8). На рис. 4.1 показаны элементы потока при самотечном режиме. Следует иметь в виду, что в сетях, предназначенных для транспортировки дождевых вод (кроме бытовых и производственно-бытовых), расчетные расходы сточных вод наблюдаются лишь 1 раз в течение 0,25–10 лет. Следовательно, водоотводящие сети работают в безнапорном режиме при частичном наполнении. Этот режим обладает рядом преимуществ перед напорным режимом. В бытовых и производственно-бытовых сетях обеспечивается некоторый резерв в живом сечении трубопровода. Через свободную от воды верхнюю часть сечения трубы осуществляется вентиляция разветвленной водоотводящей сети. При этом из трубопроводов непрерывно удаляются образующиеся в воде газы, которые вызывают коррозию трубопроводов и сооружений на них, осложняют эксплуатацию водоотводящих сетей и т. п. В безнапорном режиме движения жидкости лучше транспортируются с водой нерастворенные примеси, также происходит самоочищение трубопроводов от отложений. Приток сточных вод осуществляется неравномерно. Часовой максимальный расход бытовых вод превышает минимальный расход в 3–5 раз. В случае безнапорного режима снижение скорости движения при уменьшении расхода происходит в значительно меньшей степени, так как одновременно происходит уменьшение наполнения и живого сечения трубы. Таким образом, даже при расходах, меньше расчетных, максимальные скорости движения сточных вод те же и в трубах не происходит накопления осадка в больших объемах.

Рис. 4.1. Схема безнапорного режима движения потока

На водоотводящих сетях создаются сооружения различного назначения: смотровые колодцы и камеры, перепадные колодцы и др. В пределах этих сооружений замкнутые трубопроводы переходят в открытые лотки. Поворот трубопроводов в плане и их соединения обычно выполняются с помощью криволинейных открытых лотков, располагаемых в колодцах и камерах. Вследствие различий в форме сечений труб и лотков в колодцах возникают местные сопротивления и поверхность воды приобретает форму кривых подпора перед местными сопротивлениями и форму кривых спада после местных сопротивлений. Таким образом, даже на участках с постоянным расходом глубина потока в трубопроводах может изменяться, т. е. наблюдается неравномерное движение.

Как отмечалось выше, в сточных водах содержатся нерастворенные примеси органического и минерального происхождения. Первые имеют небольшую плотность и хорошо транспортируются потоком воды. Вторые (песок, бой стекла, шлаки и др.) имеют значительную плотность и транспортируются лишь при определенных скоростях турбулентного режима движения жидкости. Поэтому важнейшим условием проектирования водоотводящих сетей является обеспечение в трубопроводах при расчетных расходах необходимых скоростей движения жидкости, исключающих образование плотных несмываемых отложений.