книги / Основы общей экологии. Прикладная экология

5.Предложите методы очистки газовых выбросов от пыли в зависимости от дисперсности частиц пыли.

6.Под действием каких сил протекает очистка газовых выбросов от пыли в циклонах?

7.В каких аппаратах осуществляется очистка газовых выбросов от пыли в результате ее поглощения волокнистыми материалами?

8.Назовите устройство для очистки газовых выбросов от пыли с помощью жидкостей.

9.Объясните принцип действия электрофильтра.

10.Что является основным фактором, влияющим на эффективность очистки газовых выбросов методом физической абсорбции?

11.При каких условиях процесс физической абсорбции газов протекает более эффективно?

12.Какие реагенты используются в качестве абсорбента при очистке газовых выбросов от диоксида серы?

13.Какие реагенты используют в качестве абсорбента при очистке газовых выбросов от оксидов азота NOх?

14.В каких аппаратах осуществляют процесс адсорб-

ции?

15.Какие адсорбенты используются для очистки газов от ароматических углеводородов?

16.Дайте определение термина «рекуперация».

17.В чем заключается принцип действия катализатора?

18.Назовите условия каталитической очистки газовых выбросов от оксидов азота.

151

Глава 7. ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ГИДРОФЕРЫ

7.1. Нормирование примесей в поверхностных водных объектах

Нормативно-правовые аспекты регулирования водо-

пользования. К основным документам, устанавливающим правовые требования к хозяйственной деятельности, связанной с воздействием на водные объекты, относятся:

−Водный кодекс Российской Федерации (№ 74-ФЗ от

03.06.2006);

−Федеральный закон «О водоснабжении и водоотведе-

нии» (№ 416-ФЗ от 07.12.2011);

−Постановление Правительства РФ «О порядке утверждения нормативов допустимого воздействия на водные объ-

екты» (№ 881 от 30.12.2006);

−Санитарные правила и нормы 2.1.5.980-2000 «Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод» [27];

− Приказ Федерального агентства по рыболовству «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» (№ 20

от 18.01.2010);

− Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (приказ Минприроды РФ № 333 от

17.12.2007).

Согласно положениям Водного кодекса водные объекты или их части могут быть предоставлены одному или нескольким пользователям для различных целей: питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение; сброс сточных и дре-

152

нажных вод; энергетика, сплав, транспорт, рекреация (отдых) и др. Использование водного объекта для питьевого и хозяй- ственно-бытового водоснабжения является приоритетным.

Правовая охрана водных объектов осуществляется для предупреждения их загрязнения, засорения и истощения путем регулирования воздействий на водные объекты.

Предупреждение ухудшения качества воды в источниках питьевого водоснабжения, водопроводных сооружений и территорий, на которых они расположены, осуществляется путем организации зон санитарной охраны источников.

Правовая охрана объектов гидросферы осуществляется регулированием деятельности источников негативного воздействия на водные объекты. Для предупреждения истощения водных ресурсов ведется регулирование объемов забора воды на производственные и иные нужды. Для предупреждения загрязнения и засорения осуществляют регулирование сброса загрязняющих, радиоактивных веществ и микроорганизмов со сточными водами в водные объекты путем установления возможного объема сбрасываемых сточных вод и массового содержания в них загрязняющих веществ.

Санитарными правилами и нормами устанавливаются гигиенические нормативы качества объектов окружающей среды в целях охраны здоровья человека и охраны водной флоры и фауны. Гигиеническое нормирование осуществляется путем установления нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ).

С учетом различных целей использования водных объектов и соответственно различных требований к качеству воды выделяют три вида водопользования.

1. Хозяйственно-питьевое – использование водных объектов или их участков в качестве источника питьевого водоснабжения или для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

153

2.Культурно-бытовое – использование водных объектов для купания, занятий спортом и отдыха. К этому виду использования относятся участки водных объектов в черте населенных пунктов.

3.Рыбо-хозяйственное – места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных пород рыб (высшая категория); использование водных объектов для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб (первая категория); для других рыбо-хозяйственных целей (вторая категория).

Нормативы предельно допустимых концентраций устанавливаются для каждого вида водопользования, т.е. один показатель может иметь три ПДК в воде, отличных по значению друг от друга: ПДК хоз-питьевое, ПДК культурно-бы- товое и ПДК рыбо-хозяйственное. Под ПДК воды понимают концентрацию вещества в воде, при превышении которой она непригодна для установленного вида водопользования.

Загрязняющие вещества, попадая в водные объект, могут оказывать различные негативные воздействия: быть токсичными для водных организмов, ухудшать органолептические свойства воды (запах, привкус, цвет) и ухудшать общее санитарное состояние объекта (тормозить процессы естественного самоочищения).

Таким образом, для одного и того же вещества могут быть установлены разные предельные значения с учетом различных видов воздействия. Например, ионы меди будут токсичны при концентрации 10 мг/л, нарушат процессы естественного самоочищения при концентрации 5 мг/л, придадут привкус воде при концентрации 1,0 мг/л. С учетом приведенных значений ПДК будет установлена по органолептическому признаку и составлять 1,0 мг/л.

При нормировании качества воды ПДК устанавливают по лимитирующему признаку вредности.

154

Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) – это при-

знак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией в воде. ЛПВ создает некоторый «запас надежности» по другим признакам вредности. В перечне ПДК веществ всегда указывают ЛПВ, по которому установлено ПДК и класс опасности вещества: от чрезвычайно-опасных (I класс) до малоопасных (IV класс).

Нормативы допустимого воздействия на водные объекты разрабатывает Федеральное агентство водных ресурсов с участием: Федерального агентства по рыболовству, Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека на основании ПДК и показателей качества воды в водных объектах.

Для обеспечения удовлетворительного качества воды водных объектов водопользователям, осуществляющим сброс загрязняющих веществ и микроорганизмов в водные объекты со сточными водами, устанавливают нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ и лимиты на водоотведение.

Нормативы допустимых сбросов (НДС) – это нормати-

вы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Нормативы допустимых сбросов определяют на основании нормативов качества водного объекта. В случае когда нормативы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты в результате действия нерегулируемых природных факторов, величину НДС устанавливают исходя из усло-

155

вий соблюдения в контрольном створе сформировавшегося природного фонового качества воды.

При сбросе сточных вод, влияющих на состояние водного объекта, являющегося источником забора воды для питьевых или хозяйственно-бытовых целей, нормативы качества воды должны соблюдаться на водотоках в створе, расположенном на 1 км выше следующего по течению пункта водопользования, а на водоемах – на акватории в радиусе 1 км от пункта водопользования.

При сбросе сточных вод в водный объект рыбохозяйственного назначения нормативы качества воды водного объекта должны соблюдаться на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа и в пределах 500 м от места сброса сточных вод.

Если водный объект, в который сбрасываются сточные воды, одновременно используется для различных целей, то из числа установленных учитывают наиболее жесткие качества воды. Если сброс сточных вод осуществляется в черте населенного пункта, то НДС устанавливают на уровне качества воды водных объектов.

НДС разрабатывают и утверждают для всех организа- ций-водопользователей сроком на 5 лет.

7.2. Мероприятия по охране и защите гидросферы

Охрану водных объектов осуществляют путем реализации следующих мероприятий:

−экологизация технологических процессов;

−организация прибрежной защитной полосы и водоохранной зоны водных объектов;

−очистка сточных вод перед сбросом в водный объект. Экологизация технологических процессов возможна пу-

тем снижения объемов потребления свежей воды на производственные нужды и внедрения технологий, характеризую-

156

щихся низким потреблением воды или совсем ее не использующих. Наиболее эффективным и удовлетворяющим требованиям устойчивого развития является организация замкнутых циклов водоснабжения – оборотного водоснабжения, исключающих сброс сточных вод в водные объекты. Замкнутые циклы водоснабжения включают сооружения по очистке использованных вод, что обеспечивает возможность повторного использования воды и предотвращения сброса сточных вод в водные объекты.

Требования по организации прибрежной защитной полосы и водоохранной зоны водных объектов установлены Водным кодексом Российской Федерации [28]. Водоохранными зонами являются территории, примыкающие к береговой линии или границам водного объекта, для которых устанавливается особый режим хозяйственной деятельности. Ширина водоохраной зоны водотоков зависит от их протяженности и устанавливается в размере от 50 до 200 м. С целью предупреждения негативного влияния антропогенной деятельности на водные объекты в границах водоохранных зон введен запрет:

−на полив почв сточными водами;

−объекты размещения всех видов отходов, кладбищ

искотомогильников;

−передвижение и стоянку автотранспорта (кроме дорог имеющих твердое покрытие);

−размещение автозаправочных станций, станций технического обслуживания автотранспорта и автомоек;

−сброс сточных вод и другие меры.

Очистка сточных вод перед их сбросом в водный объект является обязательной и установлена требованиями санитарных правил [27]. Известно много способов очистки сточных вод от различных загрязнителей, содержащихся в сточных водах. Выбор необходимых способов очистки и используе-

157

мого оборудования определяется с учетом следующих показателей:

−качественные характеристики образующихся сточных вод (виды загрязняющих веществ);

−количественные характеристики образующихся сточных вод (объем сточных вод и периодичность их образования);

−требования, предъявляемые к качеству очищенных сточных вод, сбрасываемых в водный объект.

С учетом механизмов протекания способы очистки сточных вод можно классифицировать на механические, фи- зико-химические и биохимические.

7.3. Методы очистки сточных вод

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. В зави-

симости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

1. Механические методы очистки сточных вод

Механические методы очистки предназначены для выделения из сточных вод механических примесей: крупного

имелкого мусора, песка, оседающих суспензий и всплывающих веществ. Правильно запроектированные и хорошо работающие сооружения механической очистки обеспечивают удаление до 30–35 % органического вещества и эффективную работу последующих ступеней очистки сточных вод

иобработки осадков.

158

Удаление механических примесей начинают последовательно с наиболее крупного мусора (более 1 см), отделяемого на решетках. Крупный мусор представлен остатками пищи, упаковочными материалами, бумагой, тряпьем, полимерными и волокнистыми материалам. Во время его транспортировки по канализационным сетям мусор адсорбирует на своей поверхности содержащиеся в сточных водах органические соединения и жиры. Образовавшийся на поверхности мусора слой способствует налипанию на него песка и других минеральных примесей. Так происходит формирование многокомпонентных крупных органоминеральных составляющих отбросов. Поэтому удаление крупного мусора из сточных вод при прохождении через решетки обеспечивает удовлетворительную работу песколовок, первичных отстойников, метантенков и трубопроводов подачи осадков, а также приводит

кповышению эффективности очистки сточных вод.

Вбольшинстве случаев на очистных сооружениях ис-

пользуют реечные (стержневые) решетки, представляющие собой совокупность установленных под наклоном к потоку сточной воды стержней различного сечения, закрепленных в раме для обеспечения их жесткости. При прохождении сточной воды через наклонные стержни крупный мусор задерживается стержнями, а сточная вода проходит через них и поступает на последующие этапы очистки. В различных конструкциях решеток ширина прозоров между стержнями может составлять от 1,4 до 16 мм, что обеспечивает улавливание мусора различной крупности. Задержанный мусор удаляется механическими граблями или вручную, обеззараживается и вывозится на захоронение совместно с твердыми коммунальными отходами. С учетом высокой степени загрязненности мусора органическими веществами рекомендуется осуществлять отмывку мусора от органики и его обезвоживание [8].

159

Кроме реечных решеток известны следующие:

–ступенчатые – совокупность установленных под наклоном ступенчатых полотен с фиксированным расстоянием между ними. Один набор полотен подвижный, другой – нет. Подъем мусора осуществляется при возвратно-поступатель- ном движении набора полотен – со ступени на ступень;

–ленточные (реечные и перфорированные) – совокупность пластиковых секций небольшой длины, оборудованных крючками и шарнирно связанных между собой в замкнутую ленту;

–барабанные (шнековые) – барабанное вращающееся сито, через которое изнутри наружу протекает сточная вода,

азадержанный мусор по центральному каналу удаляется шнековым механизмом.

Некоторые производители предлагают комбинированные установки, позволяющие в одном корпусе совмещать процессы выделения механических примесей, их промывку и обезвоживание.

На следующем этапе механической очистки удаляют грубые минеральные примеси типа песка, шлака, боя стекла на сооружениях песколовки. Удалять минеральные примеси необходимо для того, чтобы они не оседали в последующих сооружениях, препятствуя их работе. При выделении минеральных примесей необходимо снизить вероятность удаления вместе с ними органических веществ, так как это может привести к их нехватке на этапе биохимической очистки сточных вод.

Выделение песка в песколовках происходит под действием сил тяжести. При небольшой скорости потока сточной воды (около 0,5 м/с) минеральные примеси оседают на дно песколовки, а сточная вода подается на последующие этапы очистки. При снижении скорости воды совместно с минеральными примесями возможно выделение органических загрязнений. По направлению движения воды песколовки мо-

160