14 Ковальчук Очистка стічних вод

Загальні вимоги до складу і властивостей води водотоків і водойм у місцях рибогосподарського водокористування наведені в додатку № 1 “Правил...” [4], ГДК забруднюючих речовин - у додатку № 3 “Правил...” [4], а також у “Додаткових переліках №№ 1-9 ГДК шкідливих речовин для рибогосподарських водойм” [6] до додатку № 3 “Правил...” [4]. Загальні вимоги до складу і властивостей прибережних вод морів, що використовуються для рибогосподарських цілей, ГДК шкідливих речовин для води рибогосподарських водойм, а також перелік речовин, шкідливих для здоров’я людей і живих ресурсів моря, скид яких заборонений, наведені у додатках № 3-5 “Правил охорони від забруднення прибережних зон морів” [5].

Деякі загальні вимоги до складу поверхневих вод та гранично допустимі концентрації найбільш поширених нормованих речовин у воді водних об’єктів господарсько-питного, комунально-побутового та рибогосподарського водокористування наведені в таблицях 2.1-2.3.

Місця на водних об’єктах, де мають дотримуватися встановлені норми якості води, називають контрольними створами (на водотоках) або пунктами (на водоймах).

При господарсько-питному водокористуванні норми якості води або (у випадках природного перевищення цих норм) її природний склад і властивості мають дотримуватися вище за течією впродовж 1 км (для водотоку) або на акваторії в межах 1 км (для водойми) від місця розташування водозабору для господарсько-питного водопостачання населення чи водопостачання підприємств харчової промисловості.

При комунально-побутовому водокористуванні норми якості води або (у випадках природного перевищення цих норм) її природний склад і властивості мають дотримуватися на ділянках водних об’єктів в межах населених пунктів (інформацію щодо меж населених пунктів надають місцеві органи по будівництву та архітектурі [1]), а також у водотоках впродовж 1 км вище найближчого за течією пункту водокористування (місця організованого відпочинку на воді населення, території прилеглого до водного об’єкта населеного пункту), у водоймах - на акваторії в межах 1 км від пункту водокористування, в прибережних зонах морів - на найближчій границі району водокористування або зони санітарної охорони.

При рибогосподарському використанні водного об’єкта норми якості води або її природний склад і властивості мають дотримуватися на ділянці водотоку або акваторії водойми, починаючи з контрольного створу або пункту, що розміщується не далі ніж на відстані 500 м від місця скиду стічних вод або розташування інших джерел надходження забруднень у водний об’єкт (місця видобутку корисних копалин, здійснення робіт на водному об’єкті тощо). При скиданні стічних вод у прибережну зону моря рибогосподарські норми кон-

31

тролюються у пункті, що розташований на відстані 250 м від місця випуску у будь-якому напрямі.

У випадку одночасного використання водного об’єкта або його ділянки для різних потреб населення і господарства до складу і властивостей поверхневих вод висуваються найбільш жорсткі норми з числа встановлених. Створ на водному об’єкті, для дотримання норм якості води в якому необхідне встановлення найбільш суворих обмежень на скид речовин із стічними водами, називають лімітуючим контрольним створом. Додаткові розрахункові створи можуть призначатися в місцях різких змін розрахункових характеристик водних об’єктів, на кордонах областей, у гирлах річок тощо.

Контрольні створи визначаються органами Мінекоресурсів України за погодженням з органами МОЗ України та з рибоохоронними органами [1].

Цілком очевидно, що дотримання встановлених вимог можливе лише

втому випадку, якщо у водний об’єкт із стічними водами скидається чітко визначена кількість забруднень, обчислена з урахуванням низки місцевих умов: потужності водойми, умов і характеру водокористування, рибогосподарського значення об’єкта, загального санітарного стану району тощо.

Показником максимально допустимої в одиницю часу маси речовини, що відводиться із стічними водами у поверхневі та морські води, є гра-

нично допустимий скид (ГДС) речовини, який з урахуванням встановлених обмежень на скид цієї речовини від інших джерел забруднення гарантує дотримання норм її вмісту в заданих контрольних створах (пунктах) водного об’єкта.

Величини ГДС речовин встановлюються у грамах за годину (г/год). Цим забезпечується заборона нерівномірного («залпового») скиду речовин із стічними водами.

Для підприємств, що споруджуються (реконструюються), дотримання нормативів ГДС має бути забезпечене до моменту прийняття цих об’єктів

вексплуатацію. Діючі підприємства-водокористувачі, які скидають стічні води з перевищенням ГДС, разом із проектом нормативів ГДС подають план заходів по їх досягненню. У період реалізації зазначених планів або їх окремих етапів, які відповідають нормативним строкам тривалості будівництва та введення в експлуатацію водоохоронних споруд, підприємства здійснюють скиди стічних вод на підставі дозволів, які видають органи Мінекоресурсів України. Ліміти тимчасово погодженого скиду (ТПС) речовин із стічними водами, які вказуються у цих дозволах, встановлюються по найкращих результатах, що можуть бути досягнуті на даному підприємстві, виходячи з наявних систем зворотного водопостачання, очисних та інших водоохоронних споруд. В разі надходження у водний об’єкт стічних вод від декількох розосереджено розташованих підприємств враховується сума забруднень, що скидаються ними. Відповідно до асимілюючої спроможності водойми кіль-

32

кість забруднень, яка може бути допущена до скидання в неї, має розподілятися між підприємствами залежно від характеру стічних вод, що ними скидаються, та можливостей їх очищення.

Величини ГДС забруднюючих речовин (г/год) для всіх категорій водокористувачів визначають як добуток максимальних годинних витрат стічних вод q (м3/год) на допустиму концентрацію забруднюючої речовини у

стічних водах CГДС (г/м3).

Таблиця 2.1

Деякі загальні вимоги до складу і властивостей води водних об’єктів господарсько-питного, комунально-побутового та рибогосподарського водокористування [4, 7, 8]

33

Продовження табл. 2.1

Примітка: для рибогосподарських водойм допускається загальний вміст у воді: сульфатів - не більше 100 мг/л, хлоридів - 300 мг/л (рішення Головрибводу № 30-1-11 від 17 грудня 1976 р.)

Таблиця 2.2

Гранично допустимі концентрації нормованих речовин у воді водних об’єктів господарсько-питного та комунально-побутового водокористування, мг/л [8]

34

Продовження табл. 2.2

Примітки: 1. Лімітуючі ознаки шкідливості речовин: сан.-токс. - санітарнотоксикологічна; загальн. - загальносанітарна; орг. - органолептична (запах - змінює запах води, колір - впливає на колір, плів. - утворює плівку на поверхні води, смак - впливає на смак води).

2.Для неорганічних сполук, у тому числі перехідних елементів, з урахуванням валового вмісту всіх форм.

3.Наказ Держжитлокомунгоспу від 30.12.92 № 80.

4.ГДК фенолу - 0,001 мг/л - вказана для суми летких фенолів, які надають воді хлорфенольний запах при хлоруванні. Ця ГДК відноситься до водних об’єктів господарсько-питного водокористування за умови застосування хлору для знезаражування води в процесі її очищення на водопровідних спорудах або при визначенні умов скиду стічних вод, що підлягають знеза-

35

ражуванню хлором. В інших випадках допускається вміст суми летких фенолів у воді водних об’єктів в концентраціях до 0,1 мг/л.

5.Допускається скид у водні об’єкти тільки за умови попереднього зв’язування активного хлору, що утворюється у воді.

6.Ціаніди прості і комплексні.

Таблиця 2.3

Гранично допустимі концентрації нормованих речовин у воді рибогосподарських водних об’єктів вищої, І-ї та ІІ-ї категорій, мг/л [9]

36

Примітки: 1. Лімітуючі ознаки шкідливості речовин: токс. - токсикологічна; сан.-токс. - санітарно-токсикологічна; сан. - санітарна; орган. - органолептична; рибогосп. - рибогосподарська.

2.Додатковий перелік № 1 ГДК шкідливих речовин для води рибогосподарських водойм (№ 12-04-11 від 28.12.90) [10].

3.У дужках наведені ГДК для морських вод [5].

4.Приріст до природного фону.

5.Приріст до природного фону, але не вище сумарного вмісту 0,75 мг/л.

Розрахунок ГДС здійснюють на випадок найбільш несприятливого прогнозного співвідношення між кількістю стічних вод q та кількістю (дебі-

том) води водойми Q за період експлуатації даного скиду, тобто на qmax і Qmin , коли концентрація забруднень у водоймі буде найбільшою.

З метою стандартизації процедури вибору розрахункових умов, що формують лімітуючі величини асимілюючої спроможності річок басейну, для водотоків застосовують такі регламенти визначення окремих характеристик річок та господарських факторів:

-витрати води річок на незарегульованих (необводнюваних) ділянках - мінімальні середньомісячні витрати по лімітуючих сезонах року 95 %-ої забезпеченості з урахуванням впливу господарської діяльності (лімітуючий сезон - найбільш несприятливий сезон маловодного року - зимова, літня і, в деяких випадках, осіння межень; рік 95 %-ої забезпеченості - рік такої водності, менша за яку спостерігається лише 5 разів протягом 100 років):

-витрати води річок на зарегульованих (обводнюваних) ділянках - такі, що дорівнюють визначеним гарантованим попускам (перекиданням) води з урахуванням впливу господарської діяльності (не нижче розрахункових мінімальних середньомісячних витрат по лімітуючих сезонах року 95 %-ої забезпеченості);

-витрати скидів стічних вод та заборів води - максимальні годинні по лімітуючих сезонах року за період дії встановлюваних ГДС речовин;

-склад стічних вод - такий, що не перевищує значень фактичних середніх та відповідних типовому способу очищення концентрацій речовин;

-якість води у фонових створах - розрахункова фонова якість води для лімітуючих сезонів року за заданих розрахункових умов, що передбачають до-

37

тримання ГДС речовин по випусках стічних вод і норм якості води у прикордонних створах на розташованих вище за течією ділянках басейну;

-природна фонова якість води - приймається за даними довгострокових натурних гідрохімічних спостережень при виключенні забруднюючого впливу господарської діяльності, що піддається регулюванню (розрахункову природну фонову якість води визначають з урахуванням умов водності водних об’єктів у лімітуючі періоди, регламентованих для розробки ГДС речовин);

-відстань до створів - по фарватеру ріки в км;

-швидкості течії, морфометричні характеристики, коефіцієнти змішування та неконсервативності - усереднені для ділянок річок між суміжними за течією створами за прийнятих розрахункових умов.

Концентрація речовини фактична середня - це величина, що приймається для оцінки складу стічних вод і обчислюється як середнє арифметичне значення даних ряду спостережень за попередні 12 місяців за виключенням найменшого і найбільшого чисел ряду. Слід зазначити, що при обчисленні ТПС склад стічних вод приймається за найкращими середніми показниками, тобто за середніми показниками значень частини даних ряду від найменшого числа до такого, що не перевищує середнього арифметичного для всього ряду спостережень за попередні 12 місяців, з урахуванням середнього арифметичного. Дані щодо фонового складу води водних об’єктів надаються водокористувачам місцевими органами з питань гідрометеорології [11].

Вибір розрахункових умов для водойм здійснюється із застосуванням регламентів, аналогічних тим, що застосовуються для річок, та специфічних для водойм. До останніх відносяться:

-об’єми та рівні води у водоймі - розрахункові мінімальні середньомісячні по лімітуючих сезонах року 95 %-ої забезпеченості;

-швидкість водообміну у водоймі - розрахункова для умов року 95 %-ої забезпеченості;

-частоти та швидкості вітру вздовж берегового та нормального до берегу напрямів, характеристики підльодової течії води;

-час добігання до контрольного створу - розрахунковий по найкоротшій відстані при максимальній швидкості перенесення водних мас (з урахуванням впливу вітру);

-асимілююча спроможність водойми - розрахункова при максимальній стратифікації водних мас, мінімальних коефіцієнтах змішування та коефіцієнтах неконсервативності речовин по лімітуючих сезонах року 95 %-ої забезпеченості.

Урозрахунках враховують не тільки розбавлення стічних вод поверхневими, але й зменшення концентрації забруднень у водних об’єктах за рахунок процесів самоочищення (ці процеси враховують, якщо вони достатньо виражені, а їх закономірності добре вивчені).

38

Сумарна кількість забруднень, що може бути скинута у водойму із стічними водами, має бути такою, щоб концентрації нормованих речовин (з урахуванням розбавлення і самоочищення) у максимально забрудненій струмині розрахункового створу не перевищували їх гранично допустимих концентрацій. Сказане є справедливим для випадків, коли у стічних водах містяться шкідливі речовини, що не мають ефекту комбінованої дії. Проте на практиці стічні води можуть містити речовини, при скиданні яких має враховуватися їх комплексна дія (синергізм), ефект якої зазвичай більший, ніж дія кожного окремо взятого компонента.

Комбінована дія речовин може проявлятися у різній формі. В деяких випадках токсичність однієї шкідливої речовини послаблюється у присутності іншої шкідливої чи нешкідливої речовини (антагонізм дії речовин), в інших - вона різко підсилюється (потенціювання), а при наявності шкідливих речовин, що мають ту саму лімітуючу ознаку шкідливості (ЛОШ), - сумується (адитивність). Сумарна дія токсичних сполук є найбільш частим випадком у практиці, тому при скиданні у водойму стічних вод, що містять декілька шкідливих речовин з однаковою ЛОШ, гранично допустиму концентрацію кожної з них необхідно зменшувати пропорційно кількості таких речовин.

Для цього випадку сума приведених концентрацій речовин, тобто відношень концентрацій Ci кожної з речовин, що мають ефект сумарної дії (речовин тієї ж ЛОШ), до відповідних гранично допустимих концентрацій

Встановлення ГДС речовин з урахуванням ЛОШ проводиться для речовин І та ІІ класів небезпечності при господарсько-питному і комунальнопобутовому водокористуванні та для всіх нормованих речовин, крім головних іонів мінералізації води, при рибогосподарському водокористуванні.

Нерідко стічні води містять низку шкідливих речовин, що за своєю дією віднесені до різних груп. Гранично допустимі концентрації цих речовин у стічних водах в таких випадках визначаються по кожній групі окремо. Так, наприклад, при наявності у воді таких речовин, як ціаніди, піридин, бензол, фенол і ксилол, лімітуючою ознакою шкідливості перших трьох речовин є санітарно-токсикологічна, а двох останніх - органолептична.

Необхідно зазначити, що хоча ГДК речовин відрізняються у кількісному виразі (в мг/л), вони є однаковими за активністю у санітарно-гігі- єнічному відношенні, тобто за своєю токсичною дією. Звідси виходить, що дві речовини з однаковою ЛОШ, знаходячись у воді у половинних від ГДК кількостях, впливають на водойму так само, як діяла б кожна з них окремо,

39

знаходячись у гранично допустимій концентрації. Таким чином, якщо сума концентрацій усіх речовин, що входять до комплексу, виражених у частках відповідних ГДК, дорівнює 1, то дія цього комплексу на водойму буде такою самою, як дія будь-якої з цих речовин, якби вона знаходилася у кількості, що дорівнює гранично допустимій концентрації цієї речовини.

Ця обставина має дуже важливе практичне значення при вирішенні питань очистки стічних вод, коли в них містяться різні за важкістю видалення забруднюючі речовини.

Так, наприклад, якщо у стічних водах містяться в однакових кількостях (за своєю дією) дві забруднюючі речовини з однаковою ЛОШ, то концентрація кожної з них у розрахунковому пункті водойми може становити 0,5 їх гранично допустимої концентрації.

Якщо ж сумарна кількість цих двох забруднюючих речовин перевищує допустиму по санітарних вимогах величину, то перед скиданням у водойму стічної рідини з неї має бути видалена шляхом очищення надлишкова кількість забруднень. Очевидно, що ця кількість може бути отримана або шляхом видалення такої ж кількості тільки однієї забруднюючої речовини, що найбільш легко усувається, або шляхом часткового видалення обох речовин з таким розрахунком, щоб сумарна залишкова їх кількість у частках ГДК не перевищила 1. Оскільки витрати на видалення із стічних вод легкоусувних забруднень завжди менші за витрати на видалення важкоусувних, то перший шлях є більш доцільним.

Вказаний взаємозв’язок забруднюючих речовин стічних вод дозволяє знаходити найбільш економічне рішення практичних задач по очистці цих вод перед випуском їх у поверхневі водойми.

Для речовин, по яких нормується приріст до природного фону (завислі речовини, алюміній, іони міді, селену, телуру, фтору тощо), ГДС встановлюється з урахуванням цього допустимого приросту.

Перелік показників складу і властивостей стічних вод для встановлення величин ГДС речовин повинен включати тільки всі ті показники і речовини, присутність яких у стічних водах пов’язана з діяльністю водокористувача та його технологічним регламентом (видобутком, використанням, транспортуванням вод тощо); при цьому скид інших речовин забороняється.

До переліку речовин, що нормуються у всіх випадках скидання стічних вод, входять: розчинений кисень, завислі речовини, мінералізація води, сульфати, хлориди, азот амонійний, нітрати, нітрити, фосфати та нафтопродукти.

Крім того, обов’язково нормуються такі фізико-хімічні показники води, як: біохімічна потреба в кисні (БПК5), хімічна потреба в кисні (ХПК) - перманганатна та біхроматна окислюваності, рівень токсичності води (на основі біотестування), показники бактеріологічного забруднення і рівень ра-

40