14 Ковальчук Очистка стічних вод

бна частина СПАР звичайно з’єднана з однією гідрофільною групою. В залежності від фізико-хімічних властивостей гідрофільної частини СПАР поділяються на чотири основні типи: аніоноактивні, катіоноактивні, неіоногенні і амфотерні.

Поява СПАР у стічних водах зумовлена широким їх використанням у побуті і промисловості в якості миючих засобів, а також змочуючих, емульгуючих, вирівнюючих і знезаражуючих препаратів. Аніоноактивні речовини складають приблизно 75 % виробництва СПАР, друге місце за випуском і використанням складають неіоногенні СПАР. У міських стічних водах знаходять СПАР саме цих двох типів.

Наявність СПАР у стічних водах знижує здатність завислих речовин до осадження, гальмує біохімічні процеси, сприяє утворенню піни у спорудах

іводоймах. Наявність СПАР у воді водойм погіршує процеси їх самоочищення, ускладнює наступне їх використання для водопостачання населених пунктів і промислових підприємств.

Як було прийнято на Міжнародному симпозіумі у Гаазі (1968), при аналізі води під терміном «нафтопродукти» розуміють суму неполярних і малополярних сполук, розчинних у гексані, тобто суму аліфатичних, аліциклічних і ароматичних вуглеводнів. Вміст нафтопродуктів у воді водойм жорстко нормується. Концентрація нафтопродуктів у стічних водах, що скидаються у міську каналізацію, встановлюються з урахуванням їх вилучення на міських очисних спорудах, ефективність якого складає 80-90 %. У більшості випадків концентрація нафтопродуктів у міських стічних водах складає 5-15 мг/л.

Взабруднених стічних водах розчинений кисень як правило відсутній, чи його концентрація не перевищує 0,5-1 мг/л. Для нормальної життєдіяльності мікроорганзмів-біоокислювачів мінімальний вміст розчиненого кисню складає 2 мг/л. Вміст розчиненого кисню в очищених стічних водах є нормованим показником і складає не менше 4 мг/л, якщо водойма відноситься до об’єктів господарсько-питного і культурно-побутового водокористування,

і6 мг/л, якщо стічні води скидаються у водойму рибогосподарського водокористування.

Показники забруднення стічних вод, що надходять на очисні споруди деяких міст, наведені у таблиці 1.4.

Санітарно-бактеріологічні показники включають: визначення за-

гальної кількості аеробних сапрофітів (мікробне число), бактерій групи кишкової палички (БГКП) і аналіз на яйця гельминтів.

Мікробне число є оцінкою загального обсіменіння стічних вод мікроорганізмами і є непрямою характеристикою ступеня забруднення води ор-

ганічними речовинами - джерелами живлення аеробних сапрофітів. Цей показник для міських стічних вод коливається в межах 106-108.

21

Стічна вода - найбільш небезпечний у санітарно-епідемічному відношенні водний об’єкт. Ступінь забруднення води патогенними мікроорганізмами оцінюють опосередковано за присутністю у воді БГКП, які відносяться до родів Escherichia, Citrobacter, Enterobacer, Klebziela. Найбільше санітарно-

показове значення має рід Escherichia (переважно E.coli). Наявність коліформ у воді свідчить про її фекальне забруднення, а їх число дозволяє оцінити ступінь цього забруднення. У стічних водах, що надходять на очисні споруди, кількість E.coli складає 100-400 тисяч на 1 мл і надалі суттєво зменшується в процесі механічної і біологічної очистки і, особливо, знезаражування.

При оцінці санітарно-епідемічної небезпеки стічних вод визначають також вміст яєць гельмінтів. Цей показник характеризує загальну і видову ураженість населення гельмінтозами і дозволяє оцінити рівень санітарного стану населеного пункту. У стічній воді найчастіше зустрічаються яйця аскарид. На їх частку припадає біля 92 % від загального числа яєць гельмінтів.

Ефективність дегельмінтизації на спорудах механічної очистки складає 40-50 %, біологічної - 85-100 %, доочистка на вугільно-піщаних фільтрах дає стійкий 100 %-ий ефект.

22

1.4. Зміна складу стічних вод

Кількість стічних вод та показники їх якості визначаються життєвим циклом та виробничою активністю людей і залежать від години доби, дня тижня, пори року, клімату, норм водовідведення, культурного рівня населення, характеру харчування тощо.

Як відомо з курсу «Каналізаційні мережі», мінімальна кількість стічних вод припадає на нічні години доби, максимальна - на ранкові і вечірні години. Нерівномірність надходження стічних вод у значній мірі визначається величиною населеного пункту: у великих містах надходження стічних вод набагато рівномірніше, ніж у малих.

Визначення розрахункових середніх, максимальних і мінімальних витрат стічних вод, що надходять на міські очисні споруди, є досить складним завданням, яке потребує врахування фактичного розподілу господарськопобутових і виробничих стічних вод за годинами доби. При кількості виробничих стічних вод менше 45 % від загальної кількості міських стічних вод розподіл середньодобової витрати господарсько-побутових стічних вод за годинами доби можна визначити за спеціальними таблицями [6] в залежності від загального коефіцієнта нерівномірності водовідведення. Графік надходження виробничих стічних вод задається технологами промислових підприємств чи приймається за аналогією до інших однотипних промислових підприємств. Сумарні витрати стічних вод в окремі години доби визначають шляхом складання сумарної таблиці притоку стічних вод, форма якої наведена у табл. 1.5. Визначена таким чином максимальна годинна витрата очищуваних міських стічних вод виявляється звичайно меншою суми максимальних витрат господарсько-побутових та виробничих стічних вод і досить близькою до дійсної, яка спостерігається на практиці.

Таблиця 1.5

Сумарна таблиця надходження стічних вод від міста і промислових підприємств

0-1

1-2

2-3

...

...

23-24

Всього

23

Рис. 1.2. Характер зміни витрати і концентрацій забруднень очищуваних стічних вод на Кур’янівській станції аерації (м. Москва)

Концентрації забруднень у стічних водах також піддаються змінам, характер яких досить подібний до характеру зміни витрати стічних вод. Для прикладу, на рис. 1.2 наведені дані зміни складу стічних вод Кур’яновської станції аерації (м. Москва) за годинами доби [7]. Як видно з рисунка, максимум навантаження за витратою і концентраціями, а значить - і за загальною кількістю забруднень, припадає на 10-16 год, мінімум - на 2-6 год. При цьому перевантаження і недовантаження за кількістю забруднень по відношенню до середніх величин є досить суттєвим (див. табл. 1.6). У денні години споруди отримували навантаження по забрудненнях, практично у 2 рази більше, ніж за середньодобовими даними, а у нічні години - лише 30-40 % від середньодобових даних. Очевидно, що і якість очищених стічних вод в умовах різкої зміни навантажень не може бути постійною. В очищеній воді також чітко прослідковуються коливання залишкових концентрацій забруднюючих речовин, однак при цьому піки концентрацій зсунуті у часі по відношенню до неочищених стічних вод.

Слід відмітити, що концентрації забруднень в стічних водах влітку у більшості випадків нижчі, ніж взимку. Однак іноді спостерігається підвищення концентрацій забруднень влітку, що пов’язане із ремонтом систем гарячого водопостачання. Звичайно концентрація забруднень у стічних водах різко зменшується у вихідні і святкові дні, коли не працюють промислові підприємства.

24

Таблиця 1.6

Зміна витрати стічних вод і концентрацій забруднюючих речових у стічних водах Кур’яновської станції аерації (м. Москва) [7]

Примітка. Коефіцієнти годинної нерівномірності кількості забруднень підраховуються шляхом множення коефіцієнтів нерівномірності притоку і компонента

1.5. Визначення концентрацій забруднень міських стічних вод

Тривалі систематичні дослідження дозволяють встановити як середні, так мінімальні і максимальні значення концентрацій забруднень стічних вод. Однак на практиці не завжди можливо отримати ці дані. Часто проектування очисних споруд здійснюється в умовах, коли місто ще не має розвиненої каналізаційної мережі, промислові підприємства тільки будуються чи перепрофілюються. В цьому випадку слід використовувати результати досліджень, виконаних на стічних водах іншого аналогічного міста та аналогічних промислових підприємств.

Для визначення концентрації забруднень господарсько-побутових стічних вод широко використовується поняття добової норми забруднень на одного жителя, введене проф. С.Н.Строгановим у 1923 р. Ним було встановлено, що добова маса забруднень стічних вод в розрахунку на одного жителя коливається в дуже вузьких межах і не залежить від клімату, побутових умов та культури населення. Ці результати дали можливість рекомендувати норми для розрахунку складу забруднень господарсько-побутових стічних вод на одного жителя за добу. У наш час добова кількість забруднюючих речовин в розрахунку на одного жителя приймається за СНиП 2.04.03-85 (табл. 1.7).

Зазначені нормативи враховують забруднення, що містяться у стічних водах суспільно-побутових закладів, які обслуговують населення даного населеного пункту (бані, пральні, їдальні, лікарні, школи, дитячі садки, клуби тощо). Кількість забруднень, що надходять із стічними водами об’єктів, не пов'язаних із обслуговуванням населення даного населеного пункту (готелі, вокзали, депо, гаражі і т.ін.), враховуються додатково. При скиданні побуто-

25

вих стічних вод промислових підприємств в каналізацію населеного пункту кількість забруднюючих речовин від експлуатаційного персоналу додатково не враховується.

Таблиця 1.7

Добова кількість забруднюючих речовин в розрахунку на одного жителя

Кількість забруднюючих речовин від населення, що проживає в неканалізованих районах, враховують в розмірі 33 % від нормативних значень.

Концентрація забруднень в господарсько-побутових стічних водах залежить від норми водовідведення і визначається за формулою

де а - питома кількість забруднень одного виду в розрахунку на одного жителя (табл. 1.7), г/добу; q - норма водовідведення на одного жителя, л/добу.

Концентрацію забруднень в господарсько-побутових стічних водах

доб.

побутових стічних вод від усього населеного пункту, м3/добу.

Концентрацію забруднень стічних вод прийнято виражати в мг/л, тому отримані значення округлюють до цілого. До десятих округлюють значення концентрацій забруднень в стічних водах після глибокої очистки.

При скиданні в каналізацію виробничих стічних вод необхідно знати їх витрати і концентрації в них забруднень. Концентрація забруднень одного виду в суміші господарсько-побутових і виробничих стічних вод визначається

де Cв - концентрація даного виду забруднень у виробничих стічних водах,

мг/л; Qдобг.п - добова витрата виробничих стічних вод, м3/добу.

26

Вплив виробничих стічних вод на склад міських стічних вод може враховуватись за еквівалентним числом жителів. Еквівалентне Nекв - це

таке число жителів, які вносять у стічні води таку саму кількість забруднень, що міститься у даній витраті виробничих стічних вод. Еквівалентне населення визначають за двома показниками - завислими речовинами

де 65 і 40 - добова кількість забруднюючих речовин в розрахунку на одного жителя відповідно за завислими речовинами і БПКповн, г/добу.

Зведене населення за завислими речовинами і БПКповн визначають за формулами

де Nк і Nн.к - кількість жителів, які проживають відповідно в каналізованих і в неканалізованих районах.

ЛІТЕРАТУРА

1. Водоподготовка на ТЭС при использовании городских сточных вод/К.М.Абдуллаев, Л.Н.Полетаев, А.С.Соболь. - М.: Энергоатомиздат,

1988. - 271 с.

2.Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды: Учебник для студентов вузов. - М.: Высш. шк., 1983. - 278 с.

3.Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.:

Химия, 1984. - 447 с.

4.Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология: Учебник для техникумов. - М.: Стройиздат, 1983. - 168 с.

5.Karl i Klaus R. Imhof. Kanalizacja miast i oczysczanie ścieków. Poradnik. Projprzem-EKO. Bydgoszcz, 1996. - 450 с.

6.Канализация населенных мест и промышленных предприятий/Н.И.Лихачев, И.И.Ларин, С.А.Хаскин и др.; Под общ. ред. В.Н.Самохина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1981. - 639 с. - (Справочник проектировщика).

7.Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды. - М.: Стройиз-

дат, 1986. - 160 с.

27

8.СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: 1986. - 72 с.

9.Hlaviĺínek P., Hlavaácek J. Ćiśtění odpadních vod. Praktické příklady výpočtů. Noel 2000, Brno, 1996. - 196 с.

28

Розділ 2

ОХОРОНА ПОВЕРХНЕВИХ ВОД ВІД ЗАБРУДНЕННЯ СТІЧНИМИ ВОДАМИ

2.1. Класифікація водних об’єктів по видах водокористування. Санітарні умови випуску стічних вод у водойми

Ступінь чистоти води в природних водних об’єктах регламентується нормами якості води, які являють собою сукупність встановлених допустимих значень показників складу і властивостей води водних об’єктів, в межах яких надійно відвертається шкода здоров’ю населення, забезпечуються нормальні умови водокористування та екологічне благополуччя водного об’єкта [1]. Речовини, що спричинюють порушення норм якості води, нази-

ваються забруднюючими.

Під якістю води в цілому розуміють характеристику її складу і властивостей, яка визначає придатність води для конкретних видів водокористування, при цьому показниками якості є ознаки, за якими здійснюється її оцінка [2]. За санітарною ознакою встановлюються мікробіологічні та паразитологічні показники якості води: число мікроорганізмів та число бактерій групи кишкової палички в одиниці об’єму води. Токсикологічні показники якості води, що характеризують нешкідливість її хімічного складу, визначаються вмістом хімічних речовин, який не повинен перевищувати встановлених норм. Врешті, при визначенні якості води враховують також її органолептичні (що сприймаються органами чуття) властивості: температуру, прозорість, колір, запах, смак, жорсткість.

Норми якості води в поверхневих та морських водних об’єктах вста-

новлюються для господарсько-питного, комунально-побутового і рибогосподарського видів водокористування [1] (у Водному кодексі України

[3] замість термінів «господарсько-питне» та «комунально-побутове» водокористування використовуються терміни «питне» та «господарсько-побутове» водокористування).

До господарсько-питного водокористування належить викорис-

тання водних об’єктів як джерел господарсько-питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.

До комунально-побутового водокористування належить викорис-

тання водних об’єктів для купання, заняття спортом і відпочинку населення. Вимоги до якості води, встановлені для комунально-побутового водокористування, поширюються на водні об’єкти або їх ділянки, які знаходяться в межах населених пунктів.

29

До рибогосподарських водних об’єктів належать водотоки, водойми або їх окремі ділянки, що використовуються (можуть використовуватися) для промислового добування риби та інших об’єктів водного промислу або мають значення для відтворення їх запасів. Вони, у свою чергу, поділяються на три категорії:

-до вищої категорії належать ділянки водних об’єктів в місцях розташування нерестилищ, зимувальних ям і масового нагулу особливо цінних видів риб, мешкання промислових водних ссавців, а також в охоронних зонах господарств будь-якого типу для штучного розведення та вирощування цінних видів риб, водних тварин і рослин;

-до першої категорії належать водні об’єкти, які використовуються для збереження і відтворювання цінних видів риб, що мають високу чутливість до вмісту кисню;

-до другої категорії належать водні об’єкти, що використовуються для інших рибогосподарських потреб.

Крім того окремо виділяють водні об’єкти із спеціально встанов-

леними нормами якості води (ВСНЯ), до яких відносяться водні об’єкти прикордонних, лікувальних і заповідних зон, болота, а також водні об’єкти з наявністю специфічних особливостей природного складу і властивостей води, наприклад, підвищеного природного вмісту завислих речовин, мінеральних солей, заліза, алюмінію, міді, фтору та ін. Для таких водних об’єктів встановлюють окремі показники складу і властивостей води, додатково або замість показників для водних об’єктів господарсько-питного, комунальнопобутового та рибогосподарського водокористування.

Види та категорії водокористування на водних об’єктах і їх ділянках встановлюються радами відповідних рівнів за поданням органів рибоохорони, Міністерства екології і природних ресурсів та Міністерства охорони здоров’я України [1] (з 15 грудня 1999 р. указом Президента України № 1574/99 Державний комітет рибного господарства України, що здійснював нагляд за охороною рибних запасів, включений до складу Міністерства аграрної політики України).

Загальні вимоги до складу і властивостей води водотоків та водойм у місцях господарсько-питного та комунально-побутового водокористування наведені у додатку № 1 “Правил охорони поверхневих вод” [4], а вимоги до концентрацій нормованих речовин у створі водокористування - в додатку № 2 цих “Правил...” [4]. Вимоги до складу і властивостей морської води в районі водокористування і першого поясу зони санітарної охорони та перелік ГДК шкідливих речовин у воді водних об’єктів господарсько-питного, комуналь- но-побутового та санітарно-побутового водокористування для морської води наведені у додатках № 1, 2 “Правил охорони від забруднення прибережних зон морів” [5].

30