Инженерная экология. Часть 4. Основы экологии производства. Учебное пособие

В аэротенки после механической очистки поступают сточная вода, активныйилинепрерывноподаетсявоздух. Хлопьяактивногоилапредставляют собой биоценоз аэробных микроорганизмов-минерализаторов (бактерий, червей, простейших и др.). Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходима постоянная аэрация воды.

Аэротенки могут быть различных видов и отличаться друг от друга иногда существенными элементами. Общим для всех аэротенков является принцип их работы, а также то, что они дают возможность эффективно влиять на скорость и полноту протекающего в них биохимического процесса.

Если БПК очищаемых сточных вод не превышает 500 мг/дм3, применяют сооружения с сосредоточенной подачей смеси сточной жидкости и активного ила в начале сооружения, так называемые аэротенки-

вытеснители.

Воздух в них распределяется равномерно по всей длине сооружения илиподаетсявбольшомколичествевегоначале(рис. 21,а). Приочистке более концентрированных стоков (БПК до 1000 мг/дм3), особенно стоков с резко колеблющимся составом, применяют аэротенки-смесители. Этот тип сооружений обеспечивает практически полное выравнивание скорости потребления кислорода во всех точках по живому сечению и длине аэротенка, что способствует более полному использованию подаваемого воздуха и повышает общий эффект очистки. Такие условия создаются при децентрализованном впуске сточной жидкости и активного ила или при децентрализованном впуске сточной жидкости и централизованной подаче ила (рис. 21,б) [ 1 ].

Рис. 21. Технологические схемы работы аэротенков:

а– аэротенки с дифференциальной подачей воздуха; б – аэротенк-смеситель

срассредоточенной подачей воды и активного ила; 1 – водоподающий клапан; 2 – первичный отстойник; 3 – аэротенки; 4 – вторичные отстойники; 5 – трубопровод избыточного ила; 6 – трубопровод очищенной воды

81

Возможны и другие технологические схемы работы аэротенков. Однако при всех вариантах схем обработанные сточные воды совместно с активным илом поступают во вторичный отстойник, где происходит отстаивание иловой смеси. Вторичный отстойник связан с работой аротенка, таккакизнегоотбираетсяактивныйил, которыйнепрерывно подается в аэротенк. Вторичные отстойники рассчитываются на срок пребывания в них иловой смеси не менее 2 ч. В поступающей иловой смеси должно быть такое количество растворенного кислорода, чтобы в выходящей из отстойника воде его содержалось не менее 2 мг/дм3.

Избыток активного ила из вторичных отстойников, имеющий влажность 95...99,6 %, подвергается сбраживанию в метантенках. Сбраживаниепроизводитсявмезофильных(притемпературе33 °С) или термофильных (при температуре 53 °С) условиях. Продолжительность сбраживания в обоих случаях зависит в основном от состава осадка, скорости его распада и начальной влажности.

Образующийся при сбраживании в метантенках газ, содержащий

60...65 % метана, 16...34 % углекислоты, 0...3 % азота, 0...3 % водоро-

да, имеет теплотворную способность в среднем 5000 ккал/м3 и сжигается в котельной для получения пара, используемого для нагрева метантенков.

Сброженный осадок промывают очищенной водой (2...3 м3 на 1 м3 осадка), уплотняют для сокращения его объема в 1,5-2 раза по сравнению с объемом, загруженным в метантенк, и направляют на обезвоживание.

Уплотненный осадок обезвоживают на иловых площадках, вакуумфильтрах или фильтр-прессах. Удельная производительность и влаж- ностьобезвоженныхосадковнавакуум-фильтрахифильтр-прессахсо-

ставляет соответственно 10...12 кг/ч, 72...75 % и 8...10 кг/ч, 55...60 %.

Обезвоженные осадки можно использовать в качестве удобрений, если содержание токсичных веществ (в частности, тяжелых металлов) в них не превышает ПДК для почв. Если необходимо, осадки сжигают или складируют при соблюдении соответствующих условий. Осадки с влажностью 60...65 % можно сжигать без дополнительных затрат топлива.

82

Обеззараживание сточных вод

Прошедшие биологическую очистку сточные воды для повторного их использования или для сброса в водоемы должны подвергаться обеззараживанию.

Обеззараживание сточных вод – это обработка сточных вод с целью удаления из них патогенных и санитарно-показательных организмов

(ГОСТ 17.1.1.01–77).

В сточных водах, отводимых в водные объекты для водопользования, должны соблюдаться критерии, приведенные в табл. 8 [21].

Таблица 8

Критерии эффективности обеззараживания сточных вод, отводимых в водные объекты

Для обеззараживания сточных вод используют окислительные методы. Наибольшее распространение получил способ дезинфекции воды при помощи газообразного хлора Сl2 или веществ, содержащих активный хлор: гипохлорита кальция Ca(OCl)2, гипохлорита натрия NaOCl, хлорной извести CaOCl2 и т. д. При обеззараживании производственной сточной воды хлорированием основное технологическое требование сводится к тому, чтобы в обеззараживаемой воде оставалось хлора не менее чем 1,5 мг/дм3. При столь высокой остаточной дозе санитарный эффект обеззараживания составляет практически всегда 100 %.

Возможно обеззараживание и другими бактерицидными веществами, ультразвуком, ультрафиолетовыми лучами и озоном.

83

Большой интерес представляет применение озонаторных установок для обеззараживания производственной сточной воды.

Скоростьраспадаозонавозрастаетсувеличениемсолесодержания, pH и температуры воды. При повышении температуры от 1 до 20 °С скорость распада озона возрастает в 22 раза, а при повышении pH воды от 7,6 до 9,2 – в 15 раз. В технологической схеме температуру воды перед озонированием следует поддерживать около 25 °С. Тип озонаторной установки и расход озона определяются из дозы озона 5 мг/дм3 обрабатываемой воды. Концентрация остаточного озона в воде – от 0,2

до 0,5 мг/дм3 [1].

На рис. 22 приведена технологическая схема очистки сточных вод с биологической очисткой.

Технологические схемы очистки сточных вод с биологической очисткой, обеззараживанием, утилизациейосадкаигазаиспользуютдля очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.

Рис. 22. Технологическая схема очистки сточных вод с биологической очисткой

84

НОРМИРОВАНИЕ СБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ И МИКРООРГАНИЗМОВ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ и микроорганизмов в водные объекты (НДС) разрабатываются в соответствии с Федеральным законом РФ от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающейсреды» [17]; правиламиохраныповерхностныхвод[18]; гигиеническими требованиями к охране поверхностных вод [19]; Водным кодексом РФ от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ [20]; методикой разработки НДС

[21].

Норматив допустимого сброса – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Нормирование качества воды осуществляется в соответствии с физическими, химическими, биологическими (в том числе микробиологическими и паразитологическими) показателями состава и свойств воды водных объектов.

Нормативы качества воды разрабатываются для условий питьевого, хозяйственно-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

Нормативы качества воды водного объекта включают:

•общие требования к составу и свойствам поверхностных вод для различных видов водопользования;

•перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняю- щихвеществвводеводныхобъектовпитьевогоихозяйственно-бытового водопользования в соответствии с ГН 2.1.5.1315-03 [8];

•перечень ПДК загрязняющих веществ для водных объектов рыбохозяйственного значения, в соответствии с Приказом Федерального агенства по рыболовству от 18 января 2010 г. [10].

НДС разрабатываются для действующих и проектируемых предприятий и организаций-водопользователей.

НДСразрабатываютсяисходяизусловийнедопустимостипревышения предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в контроль-

85

ном створе или на протяжении всего участка водопользования водного объекта с учетом его целевого использования. При разработке НДС требуется выполнение соотношения

ПДКСi i ≤1,

где Сi – концентрация загрязняющего вещества в сточной воде с учетом фоновой концентрации в воде водного объекта, мг/л; ПДКi – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водного объекта, мг/л.

Для группы веществ, относящихся к I и II классам опасности при всех видах водопользования, НДС определяется так, чтобы для всех веществ с одинаковыми лимитирующими признаками вредности (ЛПВ), содержащихся в воде водного объекта, сумма отношений концентраций вредности каждого вещества к соответствующим ПДК не превышала еденицы:

ПДКС1 1 + ПДКС2 2 +... + ПДКСп п ≤1,

где С1, С2, Сn – концентрации загрязняющих веществ I и IIкласса опасности с одинаковыми ЛПВ, мг/л; ПДК1, ПДК2, … ПДКn – ПДК веществ в воде водного объекта, мг/л.

ПДК загрязняющих веществ в водном объекте принимаются в зависимости от вида и водопользования водного объекта [8, 10].

При сбросе сточных вод в водоемы, используемые для питьевых и хозяйственно-бытовыхцелей, нормативыкачестваводилиихприродный состав и свойства выдерживаются на водотоках начиная с контрольного створа, расположенного на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (рис. 23).

В случае одновременного использования водного объекта или его участкадляразличныхнужддлясоставаисвойствеговодпринимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта НДС определяются исходя из нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам [21].

86

Рис. 23. Схема расположения контрольных створов в водотоке

В непроточных водоемах контрольная зона должна соответствовать нормативам в радиусе 1 км от пункта водопользования (рис. 24) [16].

Пункт водопользования

Контрольная зона С<ПДК

1 км

Рис. 24. Схема расположения контрольной зоны в непроточных водоемах

87

При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние водных объектов рыбохозяйственного значения, нормативыкачестваповерхностныхводилиихприродныесостав и свойства соблюдаются на протяжении всего участка водопользования начиная с контрольного створа, но не далее чем в 500 м от сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на водном объекте и т. п.).

Запрещается сброс сточных и (или) дренажных вод в водные объ-

екты [21]:

•содержащие природные лечебные ресурсы;

•отнесенные к особо охраняемым водным объектам.

Запрещается сброс сточных и (или) дренажных вод в водные объекты, расположенные в границах:

•зон, округов санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения;

•первой, второй зон округов санитарной (горно-санитарной) охраны лечебно-оздоровительных местностей и курортов;

•рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон [22]. При эксплуатации водохозяйственной системы запрещается:

•осуществлять сброс в водные объекты сточных вод, не подвергшихся санитарной очистке, обезвреживанию, а также сточных вод, не соответствующих требованиям технических регламентов;

•производить забор (изъятие) водных ресурсов из водного объекта в объеме, оказывающем негативное воздействие на водный объект;

•осуществлять сброс в водные объекты сточных вод, в которых содержатся возбудители инфекционных заболеваний, а также загрязняющие вещества, для которых не установлены нормативы предельно допустимых концентраций.

Разработка величин НДС для действующих предприятий осущест-

вляется как организацией-водопользователем, так и по его поручению проектной или научно-исследовательской организацией.

НДС устанавливается для каждого загрязняющего вещества, сбрасываемого со сточными водами, в граммах в час (г/ч), в тоннах в месяц (т/мес) и в тоннах в год (т/год).

88

Величины НДС проектируемых и строящихся (реконструируемых) организаций-водопользователейопределяютсявсоставепроектов строительства (реконструкции) этих организаций.

НДС разрабатываются для каждого загрязняющего вещества с учетом концентрации, категории водопользования, норм качества воды, ассимилирующей способности водного объекта и фоновой концентрации.

НДС устанавливают для каждого выпуска сточных вод исходя из условий недопустимости превышения ПДК загрязняющих веществ в установленном контрольном створе или на участке водного объекта с учетом его целевого использования.

В случае, если фактическое содержание загрязняющих веществ в сточных водах больше ПДК, предприятию устанавливают лимиты на сбросы сточных вод в водные объекты.

Величины НДС утверждаются для действующих и проектируемых организаций-водопользователейФедеральнымагенствомводныхресур- сов с учетом согласования:

•Федеральнойслужбойпогидрометеорологииимониторингуокружающей среды;

•Государственным комитетом Российской Федерации по рыболовству;

•Федеральной службой Росприроднадзора [23] .

НДСразрабатываютсянапятьлет. ПересмотриуточнениеНДСосуществляется до истечения срока их действия в следующих случаях:

•при изменении более чем на 20 % показателей, определяющих водохозяйственную обстановку на водном объекте (появление новых и изменение параметров существующих сбросов сточных вод и водозаборов, изменение расчетных расходов водотока, фоновой концентрации и т. д.);

•при изменении технологии производства, методов очистки сточных вод, параметров сброса;

•при утверждении в установленном порядке нормативов допустимого воздействия на водные объекты.

89

Разрешения на сбросы выдаются территориальными органами Росприроднадзора по месту расположения выпусков сбросов на основании:

•заявления;

•установленных для каждого выпуска сточных и (или) дренажных вод НДС лимитов на сбросы;

•сведений о местонахождении каждого выпуска сточных вод и (или) дренажных вод с указанием наименования водного объекта, в который осуществляются сбросы сточных и (или) дренажных вод;

•карты-схемы расположения выпусков сточных вод и (или) дренажных вод;

•решения о предоставлении водного объекта в пользование;

•документа об уплате госпошлены;

•согласованного с органами исполнительной власти плана снижения сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду (в случае, если при утверждении НДС установлено, что их достижение заявителем не обеспечивается), а также отчета о выполнении завершенных этапов указанного плана.

Отказ о выдаче разрешения проводится на следующих основаниях:

•предоставление документов не в полном объеме;

•наличие искаженных сведений или недостаточной информации;

•выявление в составе сбросов веществ, не указанных в НДС/лимитах;

•истечение срока действия НДС;

•выявление превышения НДС по веществам, для сбросов которых не требовалось установление лимитов;

•истечение срока действия лимитов;

•выявление превышений лимитов;

•невыполнение заявителем в установленные сроки планов снижения сбросов либо недостижение запланированной эффективности реализованных мероприятий.

90