Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оптимизация выбора технических и технологических решений (на базе систем водоотведения). Учебное пособие
.pdf
Остаточные концентрации загрязнений
1,
2
Взвешенные
Нефтепродукты
ХПК
БПК5
Фосфор
фосфат
ы
Совместное
приме
нение
с
фил
ь-
На ОС ГСВ от средних
до
Совместное
применение
На ОС ГСВ до средних
Технологический
показатель
Единица
измерения
Таблица 2.10
Значение для НДТ
1.15а 1.15б 1.15в 1.15г 1.15д
, не более
вещества
мг/л 15 8 15 5 5
мг/л 2 1 0,5 0,1 0,1
мг/л 60 50 40 30 30
мг/л 12 10 8 5 5
мг/л 1 1 0,5 0,5 0,5
Примечания: 1. Указанные значения приведены как среднегодовые.
2. При сбросе в водный объект подпадающие под действие международных соглашений требования применяются в тех случаях, когда
они жестче данных показателей, либо предъявляются по иным веществам.
В случае необходимости применяется доочистка ГСВ
(табл. 2.11, 2.12).
Таблица 2.11
Технологии и область применения доочистки ГСВ
№ Технология / метод Область применения как НДТ
трами / или фильтрами-биореакторами доочистки (с применением,
а
либо без применения реагента для
дополнительного осаждения
фосфора)
крупнейших включительно,
сбрасывающих очищенные воды
в водные объекты категории А
биопрудов доочистки
б
включительно, сбрасывающих
очищенные воды в водные
объекты категории А
41
Таблица 2.12
Концентрация
взвеше
н-
Концентрация
БПК5
ХПК
Концентрация
азот
Концентрация
азота
Концентрация
азота
Концентрация
фосфора
Технологические показатели для очищенной воды
после сооружений доочистки
Технологический
показатель
Единица
измерения
Значение для НДТ,
не более
2, 3
1.17 а 1.17 б
ных веществ
мг/л 5 10
мг/л 3 5
мг/л 40 40
аммонийных солей2
нитратов1
нитритов1
фосфатов1
Примечания: 1. Концентрации этих веществ могут быть достигнуты как
в подпроцессах с применением НДТ 7 / НДТ 8, так и в подпроцессе НДТ 9.
2. Указанные значения приведены как среднегодовые.
3. При сбросе в водный объект подпадающие под действие международных
соглашений требования применяются в тех случаях, когда они жестче данных показателей, либо предъявляются по иным веществам (показателям).
мг/л 1 1
мг/л 9 9
мг/л 0,1 0,1
мг/л 0,5 0,7
42
3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ
И СООРУЖЕНИЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
ДЛЯ ВЫБОРА НДТ
3.1. Теоретические аспекты и методология
интенсификации процессов
и сооружений очистки сточных вод
ИТС НДТ рекомендует наилучшие, апробированные не
менее двух лет на практике процессы, технологии и сооружения очистки сточных вод. При этом указывается его преимущественное применение для нового строительства, что для
нынешних экономических условий проблематично. Учитывая,
что не более 5% очистных сооружений сточных вод России
имеют соответствующие НДТ технологии, предполагается их
интенсификация и пошаговое, поэтапное внедрение при реконструкции. Можно констатировать, что вся отрасль, связанная с отведением и очисткой сточных вод, нуждается в коренной реконструкции, реновации и модернизации.
Методы реконструкции очистных сооружений средних и
малых городов в значительной мере отличаются от приёмов
реконструкции комплексов очистки сточных вод крупных и
крупнейших городов. Это, в основном, зависит от коэффициента неравномерности поступления на очистные сооружения и
санитарно-химических показателей сточных вод. Так, например, наличие в крупном городе промышленных предприятий в
меньшей степени оказывает влияние на качественные характеристики сточных вод, чем в небольшом городе или населённом пункте.
Большинство решений, принимаемых для снятия напряжённости с очисткой сточных вод, сводится к дорогостоящим
43
и не всегда технологически обоснованным, которые требуют
значительных материальных вложений в проектирование и
строительство новых очистных комплексов. По существу, повторяется практика 80-х годов, когда существующие комплексы очистных сооружений просто забрасывали, а рядом
возникал «новострой».
Многие частные проектно-производственные организации,
заранее занижая стоимость проектирования очистных сооружений, с лихвой компенсируют затраты за счёт бюджетных вложений. Принятые ими технологические решения не обосновывают и не обеспечивают декларируемых показателей, а зачастую
используют зарубежные технологии, которые не учитывают отечественные условия, в том числе климатические.
Для большинства руководителей комплекса ЖКХ понятие «реконструкция» обозначает новое строительство без учёта существующих объёмов сооружений, чем дороже строительство, тем лучше для проектировщиков или застройщиков.
Секрет же реконструкции заключается в минимизации капитальных и эксплуатационных затрат, а для этого надо проявить
творческий и не всегда традиционный подход при реновации
(реконструкции) систем и сооружений водоснабжения и водоотведения.
Это потребовало установления границ понимания и
наполнения терминов.
Интенсификация (фр. intensification, лат. intensio –
напряжение, усиление) – процесс и организация развития с
применением наиболее эффективных средств производства, а
также его расширение. Процесс преобразования расхода ресурсов и применение нового оборудования позволяет вызвать
рост производительности. Таким образом, рост затрат окупается эффективным и экономичным использованием всех ресурсов (как материалов, так и рабочей силы).
44
Альтернативным подходом является экстенсификация,
где рост производительности достигается за счёт количественного увеличения производственных мощностей, т. е. большего количества рабочей силы и техники.
Само слово «реконструкция» в толковых словарях русского языка имеет следующие значения:
– процесс изменение объектов настоящего с целью при-
дания новых свойств в будущем;
– воспроизведение процессов, происходивших в прошлом,
на основе некоторой модели и предпосылок;
– переделка, коренная перестройка чего-либо, организа-
ция по совершенно новым принципам.
Для систем водоотведения и очистки сточных вод
наиболее полно подходят первое и третье значения.
Строительство очистных сооружений современного типа
для промышленного предприятия могло стать эффективным
решением проблемы, но это требует больших финансовых затрат, что становится весомым препятствием. Выход из ситуации – реконструкция уже действующих комплексов путём
встраивания новых технологий в существующие ОСК.
Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, В.П. Саломеев, Е.А. Пугачев и Ю.М. Мешенгиссер в своих работах дали определение
ретехнологизации, которое содержит основные черты этого
понятия применительно к сооружениям очистки воды: «Ретехнологизация – это комплекс действий по замене части существующих водоочистных технологий, морально и (или) физически устаревших, на современные технологии в целях качественного изменения показателей очистки».
Следовательно, основным отличием реконструкции с ретехнологизацией от обычной реконструкции сооружений является введение (встраивание) новых технологических процессов на действующих сооружениях, что приводит к необхо-
45
димости изменения функционального назначения отдельных
блоков и (или) дополнения комплекса очистки новыми сооружениями, предназначенными для выполнения функций, ранее
не предусмотренных в конкретном проекте. И основной целью
ретехнологизации очистных сооружений водоотведения является достижение нормативных показателей качества очищенных сточных вод, сбрасываемых в водный объект при максимальном использовании действующих сооружений.
Для проведения реконструкции с ретехнологизацией в
целом системы водоотведения или отдельного какого-то ее
элемента на первом этапе требуется провести сравнительный
выбор технического или технологического решения, т. е. методологию обоснования выбора можно считать неотъемлемым
звеном процедуры НДТ.
Выбор и обоснование основных технических и технологических решений реконструкции и ретехнологизации систем и
сооружений водоотведения проводят, сравнивая основные показатели очистки с расходом ресурсных характеристик, продолжительностью жизненного цикла, воздействием на окружающую
среду и т. д. Следовательно, методология сравнительного выбора
технологий и их составляющих (реагентов, аэраторов, комплектующего оборудования и т. п.) требует отдельного рассмотрения
как элемента встраивания в систему НДТ.
3.2. Методики обоснования выбора технологических
и технических решений для НДТ
В Российской академии архитектуры и строительных
наук разработали новую парадигму взаимодействия человека и
градосферы на перспективу до 2100 г. под названием «Создание биосферосовместимых поселений и развитие человека архитектурно-градостроительными методами». В предложенной
46
развивающей стратегии глобальные проблемы населения планеты предусматривается решать путем составления гуманитарных балансов биотехносферы регионов, стран и планеты
Земля с установлением минимальных критериев состояния
землепользования, водоснабжения и водоотведения, энергетики, воздушного бассейна с обозначением вектора перевода
их на уровень, обеспечивающий развитие.
В рамках данной парадигмы очистные сооружения сточных вод в биотехносферном аспекте влияют на жизнедеятельность поселений и городов по всем критериям состояния: землепользования (отчуждение и загрязнение территорий), водоснабжения и водоотведения (степень очистки вод, сбрасываемых в водоемы), энергетики (энергопотребления в процессах
обработки вод и твердой фазы), воздушного бассейна (выделения парниковых газов СО2 и СН4). Однако нет оценки баланса
их взаимодействия, обобщенного критерия оценки влияния
очистных сооружений сточных вод в частных случаях, на конкретных территориях (муниципальное образование, поселок,
город), где они расположены.
Согласно государственному докладу «О состоянии и об
охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году» более острой становится задача обеспечения экологической безопасности не только малых населенных мест, но и отдельно стоящих объектов. Наиболее приемлемым решением
по срокам ввода в эксплуатацию и снижению экологической
нагрузки на окружающую среду в этом случае являются блочно-модульные очистные сооружения (БМОС) (С.Е. Петренко,
Н.С. Серпокрылов).
При выборе технического решения из конкурирующих
вариантов в России преимущественно применяли анализ по
приведенной стоимости. Провести сравнение по приведенной
стоимости альтернативных технологий обработки одинаковых
47
категорий вод возможно, если заранее известны параметры
рабочих режимов конкурирующих вариантов.
Для детального поузлового изучения технологических
схем или их отдельных элементов также достаточно широко
применяли функционально-стоимостный анализ (ФСА), в том
числе и при изучении, например, процессов доочистки сточных вод фильтрованием. В этом случае каждому узлу (элементу) системы на основе экспертных оценок специалистов присваивается весовая доля вклада в общую целевую функцию
данного объекта (процесса). Направление оптимизации режима работы объекта можно вести как с позиций наиболее «слабого», так и «сильного» узла, повышая или понижая, соответственно, их вклад путем регулирования определенных технических параметров и с одновременным анализом затрат на реализацию нововведения. Способ ФСА, как и сравнение вариантов по приведенной стоимости, может быть применен только для известных входных и выходных характеристик объекта
(процесса, устройства) оптимизации. К тому же обе эти методики позволяют анализировать лишь прямые взаимодействия
объекта и окружающей природной среды без учета его
предыстории и последействия.
Под прямым взаимодействием объекта и окружающей среды мы в данном случае понимаем сумму затрат на техническую и
технологическую стоимость реализации и поддержания проекта,
а также плату за выбросы (газовые, жидкие, твердые).
Под предысторией и последействием мы понимаем опосредованное изъятие (со знаками +, –, =) какого-то ресурса на
создание, функционирование и вывод из эксплуатации объекта
(процесса) и его воздействие на окружающую среду в процессе всего жизненного цикла. Как известно, подобные макрорасчеты ведут при оценке воздействия на окружающую среду
(ОВОС) некоторых крупных объектов.
48
В последние годы, в России разработан ГОСТ Р ИСО
14040-2010 «Экологический менеджмент. Оценка жизненного
цикла», который идентичен международному стандарту ИСО
14040:2006 «Экологический менеджмент. Оценка жизненного
цикла. Принципы и структура» (ISO 14040:2006 «Environmental
Management – Life cycle assessment – Principles and framework»).
Зарубежный и отечественный опыт показывают, что сократить убытки и увеличить энергоэффективность функционирующих систем можно, проведя анализ по затратам жизненного цикла (Life cycle cost – LCC), которые рассчитываются за срок службы (на покупку, монтаж, пусконаладку,
эксплуатацию, техническое обслуживание, вплоть до затрат по
утилизации данного оборудования и его вывоза). Включив
оплату за загрязнение окружающей среды в анализ LCC, можно вести выбор БМОС и его элементов с учетом экологической безопасности и цены, а также определить возможность
наращивания мощности при минимальных затратах через заданный период времени, исходя из безубыточности работы
станции очистки.
ГОСТ Р ИСО 14040-2010 «Экологический менеджмент.
Оценка жизненного цикла. Принципы и структура» не описывает технические детали жизненного цикла и не предлагает
методологий оценки для индивидуальных объектов, а также не
предназначен для регулятивных целей на объекте. Это означает, что в настоящее время не существует строгой научной
основы для сведения результатов оценки жизненного цикла к
единому критерию, и в каждом конкретном случае требуется
индивидуальный подход. Такой обобщенной характеристикой
на этапе биотехносферного анализа может быть критерий экологической безопасности очистных сооружений, а на этапе
обоснования и выбора типа – их ресурсно-экологический потенциал (РЭП).
49
3.2.1. Методология выбора инновационных решений
по ресурсно-экологическому потенциалу
В последние годы в природоохранной практике эффективность технологического процесса (или установки) предложено характеризовать обобщенным показателем – ресурсноэкологическим потенциалом (РЭП), что позволяет оценить
совместно степень ресурсосбережения и воздействия на окружающую среду, а также сравнивать конкурирующие варианты,
оптимизировать технологические и конструктивные решения
на основе частных ресурсных и экологических коэффициентов.
РЭП позволяет количественно и качественно оценивать
технические решения и технологические процессы, при внедрении которых изменяется потребление природного возобновляемого или невозобновляемого ресурса и снижается антропогенная нагрузка на окружающую среду по сравнению с устоявшимися и принятыми в настоящее время технологиями.
Первая часть дефиниции представляет собой ресурсную составляющую термина (РЭП), вторая – экологическую.
Рассмотрим основные методологические положения выбора наилучших доступных технологий и технических решений по РЭП на ряде практически реализованных примеров
очистки и доочистки сточных вод.
3.2.1.1. РЭП выбора технологии доочистки биологически
очищенных сточных вод фильтрованием
С позиций РЭП ресурсная составляющая процесса доочистки биологически очищенных сточных вод (БОСВ) фильтрованием на ершово-антрацитовых фильтрах может быть
охарактеризована следующим характеристиками.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]