книги из ГПНТБ / Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник

Создание Свпслочь-Случской системы намечается к расчетному уровню II. К этому времени имеется возмож­ ность осуществить охранные мероприятия в г. Минске. Совершенно необходимым является обеспечение на про­ мышленных предприятиях эффективной локальной очистки производственных сточных вод от нефтепродук­ тов, тяжелых металлов, СПАВ и других специфических загрязнений. На общегородской станции следует обеспе­ чить полную биологическую очистку всей массы посту­ пающих по центральной городской канализации хозяй­ ственно-бытовых и промышленных сточных вод. Кроме того, эти стоки должны быть подвергнуты также до­ очистке на песчаных фильтрах. Четвертым важнейшим охранным мероприятием является строительство вдоль городских водотоков четырех крупных коллекторов для перехвата н отведения ниже города в специальные пру­ ды для очистки и регулирования всех вод, поступаю­ щих по дождевой канализации (талых, дождевых, моеч­ ных, условно-чистых промышленных).

Сложнее с охраной вод от загрязнения СПАВ. В на­ стоящее время наряду с легкоразлагающпмися «биоло­ гически мягкими» и «промежуточными» широко исполь­ зуются трудноразложнмые «биологически жесткие» СПАВ. Поскольку в литературе имеются указания о скорой перестройке выпуска моющих средств для массо­ вого употребления на базе биохимически разлагаемых СПАВ п запрещении новым СНпПом приема в общего­ родскую канализацию стоков с «биологически жестки­ ми» СПАВ [12], в настоящей работе мы исходили из этих предпосылок. Однако в связи с высокими исходны­ ми расчетными концентрациями СПАВ в стоках г, Мин­ ска их содержание в р. Свислочн и верхней части ССВС все же превышает допустимые значения.

Большую роль в самоочищении вод от всех рассма­ триваемых загрязнений могло бы сыграть водохранили­ ще на р. Свислочн с плотиной у головного водозабора ССВС. Как показали расчеты, оно способствовало бы большому снижению содержания СПАВ. Однако в связи с большими затоплениями и отсутствием регулирующего эффекта это водохранилище не может быть рекомендо­ вано к строительству. Поэтому необходимо ориентиро­ ваться на доочистку стоков от данного ингредиента. Из литературы известны методы, позволяющие изъять око­

61

ло 80% СПАВ [10]. С другой стороны, еще необходимо более определенно установить характер СПАВ, которыебудут выпускаться промышленностью и использоваться в перспективе. Кроме того, в отличие от других рассмат­ риваемых загрязнений содержание СПАВ в сточных во­ дах г. Минска пока значительно ниже значения, ожидае­ мого в перспективе, а именно 6<20 мг/л. Поэтому следу­ ет наблюдать за тенденцией изменения содержания этих веществ.

Анализ результатов прогнозных расчетов показыва­ ет, что на уровне III при применении соответствующих мер качество вод в приемниках стоков остается пример­ но таким же, как и на уровне II.

Сезонные изменения качества вод в р. Свислочп п ССВС при принятых величинах переброски стока зави­ сят в основном от состава охранных мер. В случаях сбро­ са без очистки стоков дождевой канализации п только биологической очистки стоков хозяйственно-бытовой ка­ нализации в наиболее загрязненном состоянии оказыва­ ются воды Свислочп и ССВС в летний период по всем показателям, за исключением СПАВ, концентрация ко­ торых, наоборот, в это время снижается вследствие раз­ бавления стоком из дождевой канализации. Это же на­ блюдается и при более совершенной очистке сточных вод. Но разница между значениями показателей здесь менее значительна.

Для варианта с наличием водохранилища на р. Свислочи качество воды в системе в летний и осенний перио­ ды резко улучшается за счет процессов самоочищения.

Анализ всех расчетов показал необходимость прове­ дения в г. Минске комплекса уже отмеченных выше охранных мер. Для варианта 1 на расчетном уровне II приводим сведения о прогнозируемом качестве воды ССВС (табл. 7). Как видно, все показатели приобрета­ ют значения, требуемые для водоемов культурно-быто­ вого назначения, уже при выходе трассы ССВС на р. Птичь. Значения показателей, требуемые для рыбохо­ зяйственных водоемов, в р. Птичи достигаются на участ­ ке между впадением р. Шати и д. Дричин, а на Случском направлении переброски — ниже водохранилища «Шать».

Случско-Весейский и Случско-Локнейский каналы берут начало на трассе ниже водохранилища «Шать», ц

62

качество их вод пригодно для всех видов водопользова­ ния, поэтому дополнительные прогнозы расчетов качест­ ва их вод пс требуются.

Рассматриваемая переброска вод будет снижать ми­ нерализацию и концентрацию хлоридов в водах Солигорского водохранилища, что в связи с ранее выявлен­ ными тенденциями неблагоприятного изменения этих показателен под влиянием побочных последствии добы­ чи п переработки калийных руд [3] можно отнести в актив ССВС.

Влияние стоков г. Слуцка и Солнгорска на качество вод Солпгорского водохранилища в данной работе не рассматриваем, так как считаем, что высказанные ранее рекомендации о направлении сточных вод этих городов в обход водохранилища [3] актуальны и в новых усло­ виях.

Отдельно следует остановиться на вопросе содержа­ ния в перебрасываемом стоке биогенных веществ, по­ скольку их наличие является одним из факторов «цвете­ ния» водохранилищ. В данных условиях речь идет о Солпгорском водохранилище, используемом для рекреа­ ционных целей, а также о других водоемах, в которые попадает перебрасываемый сток.

В сточных водах г. Минска после их полной биоло­ гической очистки будет содержаться 10—50 мг/л азота н 3—20 мг/л фосфора. В связи с разбавлением в речных водах, поступающих из Вплейско-Мпнской водной систе­ мы, концентрация бпогенов соответственно снизится. Будет наблюдаться также снижение концентрации бпо­ генов вследствие внутрпводоемных процессов. Однако сточные воды г. Минска не единственный источник био­ генных веществ. Они будут поступать со сточными вода­ ми малых городов п сельских населенных пунктов, по­ верхностным стоком с сельскохозяйственных террито­ рий, дренажным стоком с мелиорированных земель.

Пока не разработана методика количественного опре­ деления содержания биогенных веществ в речных водах под влиянием указанных источников. Вместе с тем от­ мечается нарастание во времени содержания биогенных веществ в речных водах Полесья (азота — до 6 мг/л, фосфора — до 0,84 мг/л), что объясняется интенсифика­ цией сельскохозяйственного производства [16] (внесе­ ние минеральных удобрений, строительство дренажных

64

мелиоративных'систем). Еще не вполне ясны возможные пути снижения влияния этих источников. Поэтому в данной работе обращено внимание на необходимость дальнейшего изучения эффективности известных охран­ ных мер п необходимость их включения в состав проек­ тируемых. Так, целесообразно биологически очищенные сточные воды малых городов п сельских населенных пунктов аккумулировать п использовать для орошения земель. Эта мера, кроме предоставления некоторого объ­ ема оросительной воды п предотвращения от загрязне­ ния речной сети по ВПК, взвесям и детергентам, позво­ лит снизить поступление в нее биогенных веществ.

Пути стабилизации и снижения концентраций биоген­ ных веществ в стоке талых вод с сельскохозяйственных угодий еще мало изучены. По отношению к дренажным водам мелиорированных угодий в литературе выдвига­ ются предложения о создании различных биологических экранов, об аккумулировании и направлении этих вод для полива сельскохозяйственных культур.

Все это требует дальнейшего изучения. В данном слу­ чае необходимо стремиться, чтобы биогенные вещества, содержащиеся в перебрасываемом стоке, не усугубляли положения. Поэтому следует применять рекомендуемые методы [17]: прокладка каналов в земле без бетонной облицовки; скорости течения в них в период вегетации предусматривать не ниже 0,3 м/сек; создавать промежу­ точные водоемы с мелководными зонами, покрытыми растительностью (в данном случае такую роль могут вы­ полнять водохранилища «Шать», «Рудня» и др.); преду­ смотреть систематическое изъятие из этих водохрани­ лищ илов и водорослей; разместить на пути водных по­ токов с большим содержанием биогенных' веществ специальные биопоглотители в виде систем пластин и ре­ шеток, на которых будут развиваться водоросли, изыма­ ющие биогенные элементы; предусмотреть разведение в водохранилищах ССВС растительноядных рыб.

Вопросы установления мер по охране водоемов от избыточного насыщения биогенными веществами явля­ ются новыми для практики проектирования. В связи с этим на стадии рабочего проектирования необходимо провести специальную работу по изучению отечествен­ ного и зарубежного опыта в этой области и разработать систему наиболее приемлемых мер.

Проект использования смеси речных и сточных вод столь крупного промышленного центра для орошения земель, водообеспеченпя прудовых рыбных хозяйств, промышленного водоснабжения, обводнения рек н озер представляет значительный научный п практический ин­ терес для многих районов страны. Поэтому целесообраз­ но предусмотреть организацию в узловых точках С.ви- слочь-Случской водной системы на всем ее протяжении наблюдений за формированием качествахвод.

Таким образом, в Свнслочь-Случской водной системе можно добиться обеспечения вполне приемлемого каче­ ства воды. Для этого необходимо осуществить рекомен­ дуемые меры по упорядочению дождевой канализации г. Минска, очистке п доочистке сточных вод, отводимых по промышленно-бытовой н дождевой канализации, предотвращению чрезмерного насыщения вод биогенны­ ми веществами.

ристик качества речных вод в естественном состоянии. В сб. «Водо

собы доочистки промышленных сточных вод перед выпуском в во

ских поверхностно-активных веществ и нефтепродуктов. В ?б. «Очист­

66

г а В. И ., Ф и л и п п о в и ч И. М. , Г р е ч у х и и а Т. Д. , С м о л ь

земель и интенсификации сельского хозяйства на содержание биоген ных веществ в реках Полесья. Тезисы сообщений Всесоюзного науч но-технического совещания «Разработка и организация комплекс

водоохранных мероприятий». Харьков, 1973.

17. Гидробиология каналов и биологические помехи в их эксплуа тации. Тезисы докладов совещания. Киев, 1972.

5*

Л. М. БЛЯНКМАН, Т. Л. БРУК-ЛЕВИНСОН

(ЦНИИ комплексного использования водных ресурсов)

ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ВОД НА ЗЕРНИСТЫХ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛАХ, ОБРАБОТАННЫХ УЛЬТРАЗВУКОМ

\ЛАААЛЛЛЛЛАЛЛЛЛ/'ААЛЛЛЛЛЛАЛАЛАЛАЛАЛЛЛАЛЛЛЛЛ/'УЧ,ЛЛАЛАЛЛЛАЛАЛАЛАЛЛАЛА

Вследствие коррозии конструкционных материалов конденсационные воды загрязняются окислами железа, формы и количество которых определяются условиями образования этих вод и зависят, в частности, от содер­ жания растворенного кислорода.

В турбинных конденсатах железо представлено, с Ор­ ион стороны, преимущественно магнетитом Рез04 и гема­ титом РезОз, выносимыми паром из котлов, и первичным продуктом коррозии — гндрозакисыо железа, с другой. В производственных конденсатах преобладает гидро­ окись железа Fe(OPI)3, а собственно окислы железа поч­ ти отсутствуют.

.Как указывают Ю. М. Кострикин и Г. П. Сутоцкий [1—3], при низких концентрациях кислорода, что характер­ но для турбинных конденсатов [4], наряду с коллоидно­ дисперсной частью возможно присутствие и истинно раст­ воренного железа в виде Fe2+ и Fe(OH)+ за счет гидро­ закиси железа Fe (ОН)2, произведение растворимости которой равно [5]:

ПРРе(онь = [FeOH+] • [ОН'] - 5-КГ10,

ПРРе(0нь = [Fe2+]-[OH-]2 =

что практически всегда имеет место'в производственных

68 '

конденсатах, гидрозакпсь железа легко окисляется до гидроокиси Fe(O H )3

4Fe(0H)2H-02+ 2 H 20-*-4Fe(0H)3l

произведение растворимости которой во много раз ниже, чем гидроокиси, и равно [5]:

Поэтому производственные конденсаты, как правило, свободны от растворенного железа. Однако в отдельных

ладают ферромагнитными свойствами.

Коллоидные и мелкодисперсные частицы окислов и гидроокисей железа имеют на поверхности электриче­ ский заряд, в образовании которого преобладающую роль играют процессы диссоциации поверхностных мо­ лекул п реакция среды (pH).

Таким образом, исходя из условий образования кон­ денсатов п форм находящегося в них железа, рассмот­ ренных выше, представляется возможным оценить спо­ собы обезжелезпватшя конденсационных вод.

Растворенное железо, представленное, например, ионами

Fe2 h, [Fe(OH)]+, [Fe(OH)2]+, можно удалить из конденсата фильтрованием через Н-катионит. Степень очистки конден­ сатов при этом от окислов железа на сульфоугольных филь­ трах, как показывает опыт эксплуатации блочных ТЭЦ, зависит от их исходной концентрации и достигает иногда 60% [8]. Несколько выше степень очистки конденсатов на намывных целлюлозных фильтрах при условии их нормаль­ ной работы [7].

кие же, как н для обессоливающей части установки. По­ этому отказ от механических фильтров обеспечил бы сокращение затрат на конденсатоочистку почти вдвое.

G9C

Магнитные окислы железа (Fe30.i, y-Fe20 3 и сме­ шанные) достаточно полно (до 98%) удаляются из кон­ денсатов электромагнитными фильтрами (ЭМФ), к до­ стоинствам которых относят высокую производитель­ ность (до 1000 м3/ч) и возможность фильтрования конденсатов с высокой температурой. Вместе с тем в пе­ риоды пуска и останова котлов вследствие значительного уменьшения содержания в конденсатах ферромагнитных окислов эффект очистки на ЭМФ резко снижается. Стои­ мость комплекта ЭМФ производительностью 1000 м3/ч составляет 70—90 тыс. руб., а расход электроэнергии на

мер, целлюлозой) фильтрующим материалом. В зависи­ мости от знака электрического заряда этих частиц целе­ сообразно применение катионитов или анионитов, имею­ щих соответственно отрицательно или положительно заряженную матрицу. Авторами исследовано влияние pH

нулю. При изменении pH среды по сравнению с 7,3 пу­ тем введения соляной кислоты пли щелочи происходит резкое изменение (-потенциала и максимальные вели­ чины его получены соответственно по достижении pH 5 (+ 4 8 мв) и pH 10,5 (—42 мв). В то же время под влия­ нием комплексообразующпх веществ (-потенциал гема­ тита изменяет свой знак п величину уже при pH 5,75, составляя —30 мв для трилона Б и —70 мв для щавеле­ вой кислоты. Влияние выявленных факторов на степень обезжелезиванпя конденсатов подтверждено результа­ тами последующих опытов.

Фильтрование через Н-катнонит (КУ-2) кислых сус­ пензий с исходным значением рН <5 приводит к умень­ шению величины (-потенциала и отражается на качестве фильтрата: снижение pH с 8 до 3 ведет к увеличению остаточного железа в 3 раза. Поэтому обезжелезивание

70