ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

511

тур, а также плантаций для интенсивного производства древесины, ивняка и защитных лесонасаждений.

Для распределения сточных вод на земледельческих полях орошения применяются различные способы полива: дождевание, поверхностные (по бороздам, чекам, полосам, по склону), подпочвенные и внутрипочвенные (по гончарным, полиэтиленовым перфорированным трубам, уложенным на глубине 25–60 см, кротовинам), полив при вспашке. Наиболее оптимальными в гигиеническом отношении способами полива сточными водами являются подпочвенное и внутрипочвенное орошение. Применение тех или иных способов полива сточных вод на полях орошения зависит от предварительной подготовки их, с учетом природных условий и вида выращиваемых культур.

При эксплуатации ЗПО устанавливают карантинный срок между последним поливом и уборкой урожая. В зависимости от зоны расположения ЗПО карантинный срок должен быть:

для аридной зоны (пустыни, полупустыни) – не менее 8 сут; субаридной (степная, лесостепная зоны) – не менее 10 сут; гумидной (лесо-луговая зона) – не менее 14 сут.

Карантинные сроки уточняют в каждом конкретном случае с учетом местной эпидемиологической и эпизоотической ситуации, степени подготовки сточных вод, способов полива, вида возделываемых культур и способа использования урожая, по согласованию с органами и учреждениями государственных санитарно-эпидемиологической и ветеринарной служб.

Требования к организации производственного контроля за соблюдением санитарных правил и норм при эксплуатации земледельческих полей орошения

Производственный лабораторный контроль за соблюдением санитарных правил и норм при эксплуатации ЗПО включает:

контроль за эффективностью работы сооружений по предварительной подготовке сточных вод и их осадков перед подачей на ЗПО;

контроль за качеством подземных и поверхностных вод, находящихся в зоне влияния ЗПО;

контроль за качеством почвы и сельскохозяйственной продукции. Производственный лабораторный контроль осуществляют: лаборатории вододателей – за качественным составом сточных вод и

их осадков; лаборатории водопотребителей – за качественным составом поливных

вод, дренажных вод, качеством воды из ближайших водоисточников (колодцев, скважин, открытых водоемов) и грунтовых вод из наблюдательных (контрольных) скважин;

лаборатории землепользователей – за состоянием почвы и качеством выращиваемой сельскохозяйственной продукции.

Порядок контроля, осуществляемого водопользователями за качеством подземных и поверхностных вод (выбор пунктов контроля, перечень анализируемых показателей, частота исследований) согласовывают с органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы.

512

Результаты производственного контроля за соблюдением санитарных правил и норм при эксплуатации ЗПО представляют в органы и учреждения государственной санитарно-эпидемиологической службы по согласованной форме.

5.9.2. Накопители осадков

Существуют различные типы накопителей (хранилищ) осадков (гидроотвалы, хвостохранилища, шламохранилища и др.), которые технологически связаны с процессом добычи и переработки полезных ископаемых, а также с накоплением, безопасным хранением и утилизацией промышленных отходов горных, металлургических, химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих и других предприятий. Тип накопителя определяют в зависимости от категории осадков сточных вод. Различают накопители жидких однофазных и двухфазных осадков сточных вод. В накопители жидких однофазных осадков сточных вод (пруды-накопители, пруды-испарители и др.) направляют интенсивно окрашенные сточные воды с сильным запахом, содержащие большое количество солей, органических веществ, не поддающихся извлечению, отработанных кислот и др. В накопители двухфазных стоков (хвосто- и шламохранилища, гидроотвалы и др.) направляют осадки сточных вод, представляющие водные суспензии минеральных и органических веществ различного состава. В этих накопителях отделяют осадки и получают осветленную воду. Рассмотрим более подробно накопители осадков.

Гидроотвал – это сооружение, предназначенное для размещения грунтов и различных материалов, поступающих в виде пульпы. Пульпа – это дисперсная система тонкоизмельченного полезного ископаемого (мельче 1–0,5 мм) с водой; по крупности частиц различают грубые суспензии, тонкие суспензии, шлам (ил), коллоидные растворы.

В зависимости от рельефа основания различают гидроотвалы: овражные и балочные, создаваемые путем возведения насыпной или намывной дамбы (плотины), перегораживающей овраг или балку; равнинные, расположенные на ровной местности или с небольшим уклоном, в пойме реки, обвалование которых производят с четырех из трех сторон; косогорные; котлованные и котловинные, расположенные соответственно в выработанных пространствах карьеров и в естественных понижениях. В зависимости от состава складируемой породы и способов обволакивания гидроотвалы подразделяют на три типа.

В гидротвалах первого типа подаются пылевато-глинистые породы, а дамба обвалования возводится из привозного грунта на всю высоту. В гидроотвалах второго типа намывают песчаные или песчано-глинистые породы, при этом дамбы обвалования сооружают из намытого грунта.

Гидроотвалы третьего типа отличает складирование пород, содержащих песчаные и пылевато-глинистые частицы; дамбы обвалования поярусно отсыпают из привозного грунта.

По приемной способности выделяют четыре категории гидроотвалов: I

– свыше 5 млн. м3, II – от 2 млн. до 5 млн. м3, III – от 1 млн. до 2 млн. м3, IV – 1 млн. м3 в год.

513

По высоте различают гидроотвалы низкие (до 10 м), средние (10–30 м) и высокие (более 30 м).

Гидроотвалы подразделяют также по классам капитальности. При этом учитывают условия их расположения по рельефу местности, характеристику укладываемых пород и пород основания, наличие водохранилища и его вместимость, интенсивность намыва, конечную высоту отвальных уступов, положение гидроотвалов относительно жилых, промышленных объектов и источников водоснабжения. С учетом этих фактов гидроотвалы также различают по классам ответственности.

Сооружение гидроотвала включает создание дамб начального обвалования (рис. 5.24), водозаборных, водосбросных устройств, дренажных сооружений. При небольших расходах поверхностных вод (менее 2 м3/с) пропуск их осуществляют через водосбросные устройства гидроотвала. Паводковые и ливневые воды (при больших расходах) или протекающие по территории гидроотвала небольшие реки отводят с помощью специальных водопропускных сооружений.

Рис. 5.24. Схема основных элементов гидроотвала:

1 – первичная дамба обвалования (дамба начального обвалования); 2 – дамбы последующего обвалования, возводимые поярусно; 3 – упорная призма, состоящая из наиболее крупнозернистых фракций намываемого грунта; 4 – намывной пульповод на эстакаде; 5 – пляж (поверхность между дамбой обвалования и прудком); 6 – промежуточная зона; 7 – прудок (прудок-отстойник), обеспечивающий водоосветление и водоснабжение; 8 – водосбросный (водозаборный) колодец; 9 – ядро (центральная зона); 10 – водосбросная труба

Иловые площадки – это естественные (на местности) или искусственные сооружения для обезвоживания осадков; обычно состоят из нескольких иловых карт. Налив осадка на иловые карты осуществляют равномерно, не

514

допуская разлива его по всей иловой площадке. Слой осадка, единовременно наливаемого на карту иловой площадки, составляет для летнего периода 20– 30 см, а для зимнего – на 10 см ниже верхнего основания обваловки. Искусственные сооружения иловых площадок для сушки осадков должны иметь удобные подходы и ограждения, обеспечивающие безопасную работу обслуживающего персонала. Разгрузку иловых площадок от накопленного осадка проводят летом в сухую погоду, а зимой – после вымерзания влаги из осадка. На иловых площадках предусматривают дороги со съездами на карты для автотранспорта и средства механизации для обеспечения механизированной уборки, погрузки и транспортировки подсушенного осадка. Лотки, трубы, задвижки на иловых площадках подвергают осмотру не реже одного раза в пять дней. Разводящие каналы и их устройства, после каждого напуска осадка на иловые площадки, промывают водой. Дренажные воды с иловых площадок откачивают на очистных сооружениях для последующей их очистки. Открытые распределительные лотки иловых площадок на зимний период времени перекрывают съемными щитами.

Рис. 5.25. Плотина хвостохранилища:

1 – плотина первой очереди; 2 – вторичные дамбы; 3 – плотина второй очереди

Хвостохранилище это накопитель жидких промышленных стоков в виде участка местности, отгороженного плотиной или дамбой (рис. 5.25). Оно предназначено для складирования хвостов (отходов обогащения полезных ископаемых, состоящих из пустой породы с включением полезных компонентов, которые не могут быть извлечены при применения технологии обогащения) и осветления воды. Плотину или дамбу строят насыпным или намывным способом. По мере заполнения отгороженного участка строят вторичные дамбы. Эти дамбы возводят насыпным способом из привозных материалов.

Основу пруда-накопителя (пруда-испарителя) составляют дамба об-

валования и противофильтрационная завеса из водонепроницаемого материала, заглубляемая до слоя глины. Конструкция пруда-накопителя (рис.

515

5.26) зависит от рельефа местности, геологического строения и гидрологических условий района. В зависимости от рельефа они бывают:

овражные – размещают в балках и оврагах с перегораживающей плотиной в низовой их части и со специальными водосбросными сооружениями, предназначенными для пропуска естественного стока дождевых и талых вод; равнинные – устраивают на равнинных участках, обваловывая их по

всему периметру дамбой; пойменные – предусматривают в поймах рек;

котлованные – создают в выработках карьеров.

Рис. 5.26. Пруд-накопитель-испаритель:

1 – дамба обвалования; 2 – максимальный расчетный уровень стоков; 3 – горизонт воды (ГВ) в озере-солончаке до устройства пруда; 4 – противофильтрационная завеса из бентонитовых глин; 6 – песок; 7 – суглинки; 8 – почва

Шламохранилище – это крупное земляное сооружение объемом до десятков миллионов кубических метров, глубиной до 50 м, площадью от 10 до 20 га, создаваемое в системе водоснабжения и водоотведения химических, нефтехимических и других предприятий, для размещения шламовой пульпы. Шламохранилища располагают в пологих оврагах и балках и других участках местности. Шламовую пульпу подают по таким же схемам, что и хвостовую пульпу в хвостохранилища. Для шламохранилища обязательно предусматривают обваловку, плотину, по гребню которой прокладывают дорогу и пульпопроводы. Гребень плотины должен иметь должен иметь защитное покрытие и систему кюветов для организованного сбора и отвода поверхностных вод.

Требования к эксплуатации накопителей

Гидротехнические сооружения накопителей должны строиться и эксплуатироваться по проектам, разработанным в установленном порядке и прошедшим экспертизу в порядке, установленном Постановлением Правительства РФ «О порядке проведения государственной экспертизы и утверждения градостроительной, предпроектной и проектной документации» от 27

декабря 2000 г. № 1008.

516

Собственник ГТС или эксплуатирующая организация составляет декларацию безопасности ГТС, которая является основным документом, содержащим сведения о соответствии ГТС критериям безопасности.

Площадки для устройства накопителей, санитарно-защитные и охранные зоны, промышленные и бытовые помещения, проезды, проходы, связь, сигнализация и освещение, а также чистота вод, сбрасываемых в открытые водоемы, и чистота воздушного бассейна в районе расположения накопителей должны отвечать требованиям действующих норм и правил.

Для проектируемых, строящихся и эксплуатируемых накопителей должны быть определены последствия разрушения их ограждающих и водосбросных сооружений, а также границы зоны возможного затопления территории, загрязнения подземных и поверхностных вод.

В пределах зоны возможного затопления запрещается строительство объектов, не связанных с эксплуатацией накопителей. Если в зоне возможного затопления расположены такие объекты, необходимо выполнить мероприятия по их защите или выносу на безопасное место в сроки, согласованные с территориальными органами Госгортехнадзора России и местными органами власти.

На ГТС предусматривают мониторинг безопасности в соответствии с Инструкцией о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам Госгортехнадзора России РД 03-259–98, утвержденной Постановлением Госгортехнадзора России от 12 января 1998 г. № 2.

Администрация организации до ввода ГТС накопителя в эксплуатацию обязана обеспечить разработку и утверждение плана ликвидации аварий (ПЛА) и местной инструкции по эксплуатации ГТС, должностных и технологических инструкций для эксплуатационного персонала и инструкций по технике безопасности.

Для средних и мелких накопителей предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности (с проектным объемом менее 1 млн. м3) ПЛА может быть разработан и утвержден в составе плана локализации аварийных ситуаций предприятия или подразделений предприятия.

Состав проекта эксплуатации накопителя

Проект эксплуатации накопителя определяет состав сооружений и оборудования, порядок и режим их работы, обеспечивающие бесперебойное и безопасное гидротранспортирование и складирование грунтов (отходов), оборотное водоснабжение предприятия, с учетом фактического состояния существующих сооружений и планируемых на период действия разрабатываемого проекта производительности и режима работы предприятия.

Исходными документами для разработки проекта эксплуатации являются: утвержденный проект или рабочий проект на строительство или реконструкцию накопителя; рабочая и исполнительная строительная документация; съемка фактического состояния накопителя на начало составления проекта: дамб (плотин), дренажных канав и других водоотводящих сооружений,

517

надводных и подводных намытых отложений; результаты натурных наблюдений за ростом уровня воды в отстойном пруду, фильтрационным режимом (положением кривой депрессии в теле дамбы, расходами дренажных вод); данные геотехнического контроля за намывом дамб.

Проект эксплуатации составляется на отдельные этапы наращивания накопителя, при изменении схем заполнения, технологии намыва, фильтрационного режима и водного баланса сооружений, технологических параметров пульпы и должен отвечать требованиям соответствующих строительных норм и правил и Правил безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов, утвержденных Постановлением Госгортехнадзора России 28 января 2002 г. № 6.

В общем случае в состав проекта эксплуатации должны входить: 1) краткая пояснительная записка, включающая:

основные технологические параметры работы предприятия и накопителя на планируемый период (выход пульпы, консистенция пульпы, выход отходов производства, их гранулометрический состав, расход воды, перекачиваемой из накопителя или сбрасываемой в естественные водоемы, и требования к ее качеству);

краткое описание и технологические схемы систем гидротранспорта отходов и оборотного водоснабжения или водоотведения;

краткое описание принятой схемы заполнения накопителя в теплые и холодные, с температурой воздуха ниже –5 °С, периоды года;

водный баланс накопителя; требования к грунтам, намываемым в упорную призму;

характер деформаций дамб (в графическом виде) или расчетные значения осадок;

расчетные расходы дренажей; состав и периодичность натурных наблюдений за состоянием сооруже-

ний;

контролируемые параметры сооружения, критерии безопасности; проектные характеристики и класс сооружения; 2) план сооружений для данной очереди или яруса заполнения накопи-

теля;

3) схема раскладки распределительных пульповодов с пульповыпуска-

ми;

4)поперечные сечения дамб по створам КИА (КИП) с нанесением расчетного положения депрессионной кривой и отметок уровней воды в пьезометрах;

5)при необходимости в составе проекта эксплуатации могут быть разработаны:

проекты и сметы работ на замену и переукладку пульповодов, устройство дамб обвалования, поярусных дренажей, установку контрольноизмерительной аппаратуры (КИА), выполнение предусмотренных утвержденным проектом мероприятий по охране окружающей среды в увязке с графиком намыва дамбы и заполнения емкости;

518

проекты и сметы на вспомогательные сооружения: эксплуатационные автодороги, служебные помещения для рабочих, обслуживающих накопитель, их электроосвещение, телефонизацию и др.;

потребность в материалах, строительных машинах, механизмах и транспортных средствах для эксплуатации.

При необходимости, устанавливаемой до начала разработки проекта и оговариваемой в задании на проектирование, в проекте эксплуатации производятся расчет устойчивости ограждающих дамб и поверочный расчет системы гидротранспорта хвостов.

В составе проекта эксплуатации разрабатываются и выдаются также рабочая документация и сметы на дополнительные конструктивные элементы существующих сооружений (дренажи, КИА и др.) и дополнительные оборудование и сооружения, не предусмотренные утвержденным проектом, необходимость в которых выявлена в процессе эксплуатации; замена ранее установленных или установка дополнительных насосов в пульпонасосных и насосных станциях, устройство разделительных дамб, строительство дренажных насосных и т. п.

Проект эксплуатации должен быть рассмотрен и одобрен техническим советом предприятия.

Календарный план работ на накопителе на текущий год разрабатывается организацией, занимающейся эксплуатацией накопителя, утверждается техническим директором и согласовывается с органами Ростехнадзора. При необходимости календарный план согласовывается с организацией, разработавшей проект.

Одной из составных частей плана эксплуатации ГТС накопителя является разработка плана мониторинга безопасности.

Мониторинг безопасности гидротехнического сооружения промышленного предприятия (мониторинг безопасности) – это совокупность постоянных (непрерывных) наблюдений за состоянием безопасности гидротехнического сооружения (ГТС) и характером его воздействия на окружающую среду.

Мониторинг осуществляется в целях анализа и оценки прогноза развития ситуации с безопасностью сооружений и подготовку рекомендаций по преодолению негативных тенденций и устранению выявленных недостатков.

Мониторинг безопасности осуществляется согласно Постановлению Федерального горного и промышленного надзора России от 12 января 1998 г. № 2 в пределах границ земельного участка, предоставленного для возведения гидротехнического сооружения (земельного отвода). В случаях, когда вредное влияние сооружения распространяется за границы земельного отвода, сферу действия мониторинга расширяют до границ влияния.

Основой мониторинга безопасности являются ведущиеся на промышленных предприятиях, организациях наблюдения за состоянием безопасности и характером влияния гидротехнических сооружений на окружающую среду, осуществляемые службой геотехконтроля, маркшейдерскими, геологическими, природоохранными и иными службами.

519

Цели мониторинга безопасности достигаются посредством организации системы постоянных (непрерывных) визуальных и инструментальных (в том числе автоматизированных, дистанционных) наблюдений, обеспечивающих получение качественной и достоверной информации в необходимых объемах.

К объектам мониторинга безопасности относятся: промышленные гидротехнические сооружения, включающие:

намывные и насыпные ограждающие и подпорные дамбы и плотины; грунты основания гидротехнического сооружения в зоне влияния; системы гидротранспорта и оборотного водоснабжения, включая пруд-

ки-отстойники; основное технологическое оборудование;

природоохранные сооружения, предназначенные для предотвращения вредного влияния накопителя;

проектная и эксплуатационная документация вышеуказанных объек-

тов;

состояние процесса подготовки и порядка подготовки обучения эксплуатационного персонала.

К основным технологическим процессам, на которые распространяется мониторинг безопасности, относятся:

технология складирования (намыва) шламов в накопители промышленных отходов;

технология осветления и оборота технической воды; технология гидротранспорта;

технология рекультивации и вывода из эксплуатации (ликвидации) накопителей промышленных отходов;

технология повторной разработки и извлечения шламов из законсервированного накопителя;

осушение накопителей промышленных отходов; технология промышленной переработки токсичных отходов. Мониторинг безопасности также распространяется:

на осуществление мероприятий по обеспечению устойчивости гидротехнических сооружений и элементов конструкции накопителя;

анализ изменения химического состава складируемых отходов (класс токсичности) и характер его влияния на состояние конструкций ГТС.

Основные функции системы мониторинга безопасности ГТС предприятий следующие:

наблюдения за устойчивостью (статической, динамической, сейсмической и фильтрационной) ограждающих дамб и других сооружений (элементов конструкции) накопителей промышленных отходов;

наблюдения за уровнями воды, глубиной, мутностью, химсоставом и объемами воды в прудках-отстойниках;

наблюдения за фильтрацией из накопителя; учет сбросов (баланс) дренажных вод и выбросов загрязняющих ве-

ществ (в том числе пыли) в окружающую среду; учет объемов и динамики складирования шламов;

520

учет физико-механических характеристик шламов, укладываемых в ограждающие дамбы и чашу накопителя;

учет технологических параметров складирования (намыва) шламов; учет нарушенных (деградированных, загрязненных) и рекультивиро-

ванных (восстановленных) земель; наблюдения за состоянием (загрязнением) подземных и поверхностных

вод в районе накопителя, а также грунтов прилегающих территорий. Перечень контролируемых при осуществлении мониторинга безопас-

ности параметров определяется на основании действующих нормативных документов, проекта натурных наблюдений (с учетом действующих и необходимых контрольно-изме-рительных приборов), рекомендаций по результатам экспертных оценок состояния безопасности сооружения, а также рекомендаций и предложений служб мониторинга, создаваемых на базе организаций, имеющих лицензию Ростехнадзора на право экспертизы безопасности гидротехнических сооружений.

Состав службы предприятий, организаций, осуществляющий мониторинг безопасности, ее основные обязанности и права определяются «Инструкцией о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических объектов накопителя промышленных отходов (хвостового (шламового) хозяйства) предприятия», утверждаемой руководителем предприятия, организации по согласованию с региональным органом (округом) Ростехнадзора.

Руководство и организацию ведения мониторинга безопасности возлагают на службу геотехконтроля хвостового хозяйства предприятия, организации с привлечением специалистов маркшейдерских, геологических, технологических и иных служб предприятия.

Работы по мониторингу безопасности могут также выполняться на договорной основе специализированными организациями, имеющими специалистов необходимой квалификации и лицензию Ростехнадзора на право экспертизы безопасности гидротехнических сооружений.

Методическое руководство и контроль за осуществлением мониторинга безопасности гидротехнических сооружений осуществляют Ростехнадзор и его региональные органы.

Требования к консервации (ликвидации) накопителей

Накопитель после его заполнения до проектной отметки и прекращения работ по его заполнению подлежит консервации (ликвидации) в соответствии с проектом. На накопитель, подлежащий консервации, должно быть выдано экспертное заключение о его состоянии и влиянии на окружающую среду, с учетом которого разрабатывается проект консервации (ликвидации).

Ликвидация накопителя, содержащего токсичные стоки, должна осуществляться в случаях:

размещения его в населенных пунктах, когда создается угроза здоровью людей;

размещения его в пределах водоохранных зон, когда противофильтрационные устройства не обеспечивают защиту подземных и поверхностных вод от проникновения в них токсичных стоков.