Экологический мониторинг. 2

Введение:

   Практически любая хозяйственная и промышленная  деятельность-источник загрязнения  окружающей среды. Системы отведения  атмосферных осадков с городских  территорий и на предприятиях призваны обеспечить нормальные условия жизнедеятельности  во время выпадения дождей  и снеготаяния.

   Дождевые  и талые воды уносят с собой  большое количество загрязнений, образующихся от хозяйственной деятельности человека. Поверхностный сток может содержать целый ряд опасных загрязнений (нефтепродукты, СПАВ, тяжелые металлы, гербициды, пестициды и др.) в зависимости от характера хозяйственного использования территорий, на которой он формируется. Объемы поверхностного стока с территорий городов и промышленных предприятий порой достигают миллионов кубометров в год. Производственные сточные воды представляют собой сложные системы, содержащие минеральные и органические вещества, состав и количество которых, как правило, определяются характером технологических процессов. В настоящее время для большинства предприятий главной проблемой является обеспечение глубины очистки сточных вод и нефтепродуктов перед их сбросом в водоем.

   Стремление  улучшить экологическую обстановку оправдывает ужесточающий контроль санитарно-эпидемиологических служб  за сбросом очищенных дождевых и  талых вод в водоемы и на рельеф местности.

Проектирование, изготовление, строительство и эксплуатация установок и сооружений для глубокой очистки поверхностных сточных  вод должны осуществляться в соответствии с положениями действующего водного законодательства и нормативно-технической документации, к которой относятся:

1. СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (М.:Госстрой  СССР, 1986);
2. Справочное пособие к СНиП «Проектирование сооружений для очистки  сточных вод» (М.: Стройиздат, 1981);
3. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий (М.:Стройиздат, 1981);
4. СНип 23-01-99 «Строительная климатология» взамен СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» (М.: Госстрой СССР, 1983);
5. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»;
6. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы» и т.д.

В настоящее  время на рынке оборудования для  очистки стока представлены практически  все существующие водоочистные  технологии. Аппаратурное оформление очистных сооружений стока крайне разнообразно - от более простых с использованием методов отстаивания и фильтрования до более дорогостоящих методов, в которых отстаивание применяется как предочистка, а фильтрование – после ступени биологической очистки. Соответственно наиболее конкурентоспособными являются технологии и сооружения, способные обеспечить высокое качество очистки при минимальных габаритах и минимальных затратах на электроэнергию.

   Результаты  многочисленных исследований позволяют сделать вывод: при выборе схем и сооружений очистки нет однозначных решений, хотя многочисленные проекты и предложения зарубежных и отечественных фирм утверждают обратное.

   В каждом конкретном случае необходимо определять точные характеристики воды и загрязнений, которые, в свою очередь, должны строго соответствовать гидравлическому режиму конкретных сооружений очистки. Только при соблюдении подобных условий возможно обоснованно решать экологические вопросы любого промышленного предприятия.

Очистка дождевых стоков различных регионах

   Комплекс  очистных сооружений ливневого стока  «Дамба» - это новая линейка оборудования для очистки сточных вод. Они  изготавливаются из двухслойного полиэтилена. Этот материал был выбран как, во-первых, коррозионно-стойкий, во-вторых, легко поддающийся ремонту в случае повреждения при транспортировке и, в-третьих, пластичный, что очень актуально для регионов с повышенной сейсмичностью.

   Кроме того, при выборе материала были учтены данные европейских фирм о  недолговечности работы очистных сооружений из стеклопластика и, как следствие, об отказе от них в Европе.

   За  последние годы установки «Дамба»  внедрены в Центральном, Поволжском, Южном, Северо-Западном, Уральском федеральных  округах. Опыт их эксплуатации позволяет  сделать ряд обобщений.

   Так, в процессе исследования состава  дождевых вод в различных регионах выяснилось, что они, как правило, содержат помимо взвешенных веществ  и нефтепродуктов сверхнормативное количество железа, цинка, марганца и  неокисленных органических веществ. Вышеперечисленные ингредиенты находятся в растворенном состоянии и не извлекаются наиболее распространенными методами: отстаиванием, коалесцированием, а также механической фильтрацией на песчаных и синтетических волокнистых материалах. Применение коагуляции и подъем установки водоочистки на поверхность – малореально (тем более в центре крупного города).

   Вследствие  этого комплекс «Дамба» был модернизирован, а именно:

1. увеличена зона отстаивания, усовершенствован тонкослойный блок и блок коалесцентной сепарации;
2. увеличена высота фильтрующей загрузки;
3. произведена замена синтетического волокнистого фильтрующего материала, выполняющего только функции механического фильтра, на цеолит;
4. для доочистки от органических загрязнений стал использоваться уголь МАУ-2А или МАУ-200.

   Комплекс  «Дамба» выполнен в моноблоке. В  таком виде он может применяться  как в районах с повышенной сейсмичностью, так и в заболоченных районах (например на северо-западе России). На рисунке 1 представлен комплекс производительностью 60 л/с.

   Статистика по очистке от нефтепродуктов, СПАВ и взвешенных веществ не рассматривается, так как на всех объектах их концентрации после очистки не превышали допустимых.

   В условиях с недостаточным перепадом  высот применялась схема очистки  сточных вод на комплексе «Дамба» с канализационной насосной станцией.

   Канализационные насосные станции полностью автоматизированы и предназначены для перекачивания  дождевых, хозбытовых и производственных сточных вод. Таким образом, исследования применения комплекса очистных сооружений ливневого стока «Дамба» в различных климатических условиях России показали, что он может обеспечивать хорошие показатели очистки воды, а в сочетании с канализационной насосной станцией - даже при отсутствии перепада высот. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Отстойник –флокулятор для очистки промышленных и ливневых сточных вод.

   Физико-химический состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что требует в каждом случае тщательног обоснования выбора надежного и эффективного оборудования.

   Механическая  очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологической или физико-химической очистке.

   Отстаивание – наиболее простой и часто применяемый на практике способ удаления из сточных вод грубодисперсных нерастворенных примесей, которые под действием гравитационной силы в отстойниках оседают на дно или всплывают на поверхность.

   Эффективность первичного отстаивания определяется исходной концентрацией взвешенных веществ, продолжительностью отстаивания, температурой воды, конструктивными особенностями первичных отстойников, нагрузкой осветленной отгрузкой сырого осадка.

   Для улучшения работы отстойников предлагается применять коагулянты и флокулянты, увеличить равномерность подачи воды, улучшить конструкции отстойников.

   С учетом изложенного выше была разработана  новая конструкция отстойника –  флокулятора для очистки  сточных  вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов. Аппарат отличается высокой удельной производительностью, которая в 2,5-3,5 раза выше, чем у обычного вертикального отстойника.

   Отстойник –флокулятор имеет зоны флокуляции (хлопьеобразование), отстаивания и  накопления осадка.

   Зона  флокуляции представляет собой камеру, в которой за счет энергии струи подаваемой через сопла воды осуществляется регулируемое перемешивание, способствующее укрупнению частиц взвешенных веществ.

   Зона  отстаивания состоит из одной  камеры, заполненной тонкослойными  элементами (для улавливания осаждающих или всплывающих веществ).

   Отстойник – флокулятор оборудован скребковым механизмом для сгребания и удаления осадка и устройством для удаления всплывающих веществ.

   Удаление  из сточной воды взвеси и нефтепродуктов составляет 80-85%.

   Выбор отстойника – флокулятора зависит от физико-химических свойств применяемых реагентов, очищаемой воды и ее расхода.

   Основными технологическими параметрами отстойников  – флокуляторов, определяющими их эффективность и размеры, являются: производительность; гидравлическая крупность осаждающихся и всплывающих примесей; продолжительность флокуляции (хлопьеобразования); средний градиент перемешивания при флокуляции.

   Технологические параметры зависят от применяемой  технологии очистки воды, ее исходного  состава, температуры, от требования к качеству очищенной воды, вида применяемых реагентов.

   В настоящее время на предприятиях в России и странах СНГ работают 49 отстойников – флокуляторов. Небольшая  энергоемкость, компактность, простота эксплуатации, полная автоматизация процесса очистки воды в схемах с использованием отстойников – флокуляторов обеспечивают высокие технико – экономические показатели по сравнению с фильтрованием, флотацией и другими процессами водоподготовки.

   Очистка ливневых сточных вод осуществляется в такой последовательности. Весь поток ливневого стока проходит механическую очистку, включающую процеживание от мусора на решетках, пескоулавливание, отстаивание, усреднение расхода (регулирование) и выделение загрязнений в виде осадка. После этого основная часть  годового объема стока (до 90% при норме 70%) очищается на отстойниках – флокуляторах и песчаных осветлительных фильтрах, остальная часть отводится в водный объект.

   Многочисленные  примеры использования  отстойников  – флокуляторов в различных технологических схемах очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов подтвердили возможность создания экономичных, компактных и простых в эксплуатации очистных сооружений как для промышленности, так и для городского хозяйства. 

   Высокоэффективное оборудование для удаления нефтепродуктов из сточных вод

   Для очистки сточных вод от нефтепродуктов и других органических загрязнений  с успехом применяются нефтесборные устройства.

   Одним из наиболее распространенных антропогенных  загрязнений водных ресурсов являются нефтепродукты, попадающие в окружающую среду:

1. при неорганизованном отводе ливневого и талого стоков с территорий, загрязненных различными нефтепродуктами и маслами;
2. вследствие сброса неочищенных и недостаточно очищенных нефтесодержащих сточных вод;
3. в результате аварий на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах и других предприятиях, связанных с переработкой, хранением и транспортировкой  различных нефтепродуктов и продуктов нефтехимии, а также в результате аварии систем очистки поверхностных сточных вод, образующихся на территории промышленных предприятий.

   В зависимости от условий образования  и отвода сточных вод, состава  и концентрации загрязнений нефтепродукты  находятся в различных фазово-дисперсионных  состояниях (нерастворенные, растворенные, неэмульгированные, грубоэмульгированные, тонкоэмульгированные).

   При высоких концентрациях нефтепродуктов и отсутствии стабилизирующих веществ (ПАВ) их основное количество находится  в виде крупных капель (нерастворенные, неэмульгированные, грубоэмульгированные).

   При низких концентрациях нефтепродуктов практически все они находятся  в тонкоэмульгированном состоянии.

   Неэмульгированные и грубоэмульгированные нефтепродукты, составляющиеосновной объем загрязнений, могут быть достаточно просто и эффективно удалены из сточных вод в нефтеловушках. Однако возможно и совмещение процессов отстаивания (очистка от взвешенных веществ) и очистки от нефтепродуктов. Одним из примеров может служить нефтесборное устройство (НСУ).

   Принцип действия НСУ основан на различиях в величинах плотности и поверхностного натяжения органических компонентов и воды. Благодаря этому при контакте сточной воды с движущейся лентой НСУ происходит адгезия органических загрязнений на ее поверхности. Затем с помощью специальных устройств адгезированные загрязнения снимаются с ленты и отводятся в шламосборник. Таким образом, очистка сточной воды и регенерация ленты НСУ производятся в непрерывном режиме.

   Выбор различных материалов адгезионных  лент, их размеров и скоростей движения позволяет: 

1. Достичь высокой эффективности очистки сточных вод в широком диапазоне концентрации нефтепродуктов и других органических загрязнений;
2. Расширить диапазон производительности по обрабатываемой воде;
3. Использовать резервуары со значительным колебанием уровня воды (до 5 м);
4. Работать в агрессивных средах;
5. Значительно увеличить срок службы и надежность оборудования.

   НСУ могут применяться как самостоятельно , так и в комплексе с другим водоочистным оборудованием.

   Потенциальным областями применения НСУ являются: установки по очистке ливневых и промышленных сточных вод, а также при обработке технологических растворов и воды оборотных циклов в нефтяной, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, пищевой, текстильной и кожевенной промышленности,а также в производстве строительных материалов. 

   Преимущества  внедрения НСУ:

1. универсальность оборудования и высокая эффективность удаления различных органических загрязнений из сточных вод;
2. полная автоматизация процесса очистки;
3. простота обслуживания;
4. широкий диапазон объемов обрабатываемой воды;
5. компактность и низкая энергоемкость;
6. долговечность оборудования.

Применение  напорной флотации для  очистки природных  и сточных вод

   Напорная  флотация – один из наиболее перспективных  методов очистки вод, область применения которого непрерывно расширяется.

Высокая эффективность напорной флотации обеспечивается использованием мелких пузырьков, образующихся в пересыщенной воздухом сточной или рециркулирующей очищенной воды (рабочая жидкость) после снижения давления с избыточного до атмосферного. Крупность пузырьков, выделяющихся при оптимальных условиях осуществления процесса, не превышает 200 мкм. Для сравнения: размер пузырьков при пневматической и напорной флотации достигает 800 мкм, а при импеллерной – может превышать 1500 мкм.

   Множество высокоэффективных технологических  схем с применением напорной флотации разработано и реализовано для  очистки сточных вод кожевенных заводов, участков мойки разнообразной  техники, в первую очередь автомобильного и железнодорожного транспорта, животноводческих комплексов и других предприятий промышленности, транспорта и сферы услуг.

   Накопленный опыт дает веские основания утверждать, что напорную флотацию наиболее рационально  применять при очистке сточных  вод, содержащие легкие хлопьевидные частицы, или после предварительной коагуляции (флокуляции) высокодисперсных загрязняющих веществ. Кроме того, этот процесс эффективен также, если образование хлопьевидных структур происходит в результате осуществления фазово-дисперсных превращений примесей. Например, при подщелачивании сточных вод гальванических производств формируются имеющие развитую поверхность частицы гидроксидов тяжелых металлов, которые способны интенсивно всплывать при последующей напорной флотации.

   На  практике применяется несколько схем напорной флотации, каждая из которых имеет те или иные преимущества и недостатки.

   Первая  схема (рис.1,а) предусматривает насыщение  воздухом под избыточным  давлением  всего объема очищаемой воды. Эта  схема напорной флотации являлась основной на протяжении длительного периода. Она достаточно эффективно при удалении из стоков хлопьевидных частиц, плотность которых ненамного отличается от плотности воды при условии умеренной концентрации этих частиц и их достаточной прочности, препятствующей диспергированию взвеси при перекачке высоконапорным процессом. Однако рассматриваемая схема не рекомендуется при очистке сточных вод, содержащих легкодиспергируемые при перекачке твердые и жидкие примеси (нефтепродукты, масла, жиры), а также в случае предварительной коагуляции высокодисперсных и коллоидных частиц. Существенным недостатком данной схемы является постепенное зашламление осадком системы насыщения сточных вод воздухом, что требует периодической ее промывки и прочистки.

   Вторая  схема (рис.1,б) является частным случаем и предусматривает насыщение воздухом под избыточным давлением части сточных вод, подаваемых на очистку. Несмотря на возможность энергозатрат на осуществление процесса, данная схема в настоящее время применяется достаточно редко. Ее крупный недостаток состоит в необходимости применения двух типов насосов: для подачи части сточных вод во флотационную установку и для подачи под более высоким давлением оставшейся части стоков в систему насыщения воздухом.

   Схема напорной флотации с насыщением воздухом очищенных рециркулирующих сточных вод (рис.1,в) в последнее время получает все более широкое распространение. Это связано с возможностью очистки сточных вод самого разнообразного состава при условии, что в технологии используются процессы коагуляции или флокуляции.

   В некоторых случаях, например при  высокой температуре сточных  вод (более 25⁰С), применяется схема напорной флотации с насыщением воздухом под избыточным давлением  так называемой рабочей жидкости (рис.1,г). В качестве рабочей жидкости могут использоваться техническая вода или другие сточные воды с более низкой температурой. Расход рабочей жидкости зависит от качественных показателей очищаемых сточных вод и концентрации примесей.

   Представленные  схемы напорной флотации являются одноступенчатыми. Их применение не всегда дает требуемое качество очищенной воды. В связи с этим разработаны и реализуются на практике многоступенчатые схемы, позволяющие существенно повысить эффект очистки сточных вод при средних и высоких концентрациях примесей.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Заключение

   Институт  платы за негативное воздействие  на окружающую среду в настоящее  время является одним из самых  противоречивых в системе экологического права. На законодательном уровне до сих пор не определены формы и  виды платы за негативное воздействие на окружающую среду, при этом порядок взимания установлен нормативными правовыми актами подзаконного уровня, что не отвечает требованиям Конституции РФ, закрепившей обязанности платить законно установленные  налоги и сборы (ст.57). Из-за сложившейся правовой неопределенности в природоохранной практике возникают серьезные разногласия между субъектами различной деятельности и природоохранными органами по поводу правомерности взимания рассматриваемого платежа. Так, в природоохранной практике возникают споры по поводу обязательности такой разновидности платы за негативное воздействие на окружающую среду, как платежи за неорганизованный сброс загрязняющих веществ на рельеф местности.