WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 19 |

Эти нормативы должны учитывать совокупное воздействие всех источников негативного воздействия в пределах речного бассейна или его части. Решение данной задачи является достаточно сложным, поэтому предусмотренные постановлением Правительства РФ [60] методические указания по разработке НДВ пока не разработаны. Постановлением Правительства РФ от 23 июля 2007 г. № 469 были введены нормативы допустимого сброса (НДС) [61].

Таблица 3.Влияние некоторых соединений металлов на процессы самоочищения водоёмов [59] Соединение Концентра- Показатель Действие ция, мг/л самоочищения Алюминия 0,1 БПК5 сточных вод Снижает: на 2,1% хлорид 1,0 на 18,8% 5,0 на 41,4% 10 на 45,9% 50 на 79,8% 100 на 98 % Кадмия 0,1 БПК5 речной воды Торможение; угнетение сульфат 1,0 БПК5 сточных вод процессов нитрификации Кобальта 5-10 БПК5 сточных вод Торможение; угнетение хлорид процессов аммонификации и нитрификации Расчёт НДС осуществляется на основании методики [56], которая, в основном, аналогична ранее действовавшей методике расчёта нормативов предельно-допустимых сбросов (ПДС) [62]. Это отражает объективный характер использованного в методиках алгоритма расчётов.

Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод q (м3/ч) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества CНДС (г/м3). При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение CНДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований Методики, а затем определяется НДС согласно формуле:

НДС = qCНДС (3.1) Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей НДС, с расходом сточной воды. Например, уменьшение расхода при сохранении величины НДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превышающей ПДК.

Если нормативы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты из-за воздействия природных факторов (фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК), не поддающихся регулированию, то величины НДС определяются исходя из условий соблюдения в контрольном пункте сформировавшегося природного фонового качества воды.

Фоновая концентрация химического вещества – расчетное значение концентрации химического вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких контролируемых источников этого вещества, при неблагоприятных условиях, обусловленных как естественными, так и антропогенными факторами воздействия.

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

Для веществ, относящихся к 1-му и 2-му классам опасности при всех видах водопользования, НДС определяются так, чтобы для веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности (ЛПВ), содержащихся в воде водного объекта, сумма отношений концентраций каждого вещества к соответствующим ПДК не превышала 1.

Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта НДС определяются исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам. При сбросе сточных вод в водный объект через рассеивающие выпуски, гарантирующие необходимое смешение и разбавление сбрасываемых вод, нормативные требования к составу и свойствам воды должны обеспечиваться в створе начального разбавления рассеивающего выпуска.

Основная расчетная формула для определения CНДС без учета неконсервативности (т.е. способности к разложению) вещества имеет вид:

CНДС = n(CПДК – CФ) + CФ (3.2) где: CПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3;

CФ – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке (г/м3) выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков;

n – кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления nН на кратность основного разбавления nО (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу).

Исходя из материального баланса, кратность разбавления в формуле численно равна отношению суммы объёмов речного стока и сточных вод к объёму сточных вод. Такой расчёт был бы справедлив, если бы процесс смешения протекал мгновенно и в одной точке. Поскольку процесс смешения протекает не мгновенно, но во времени и в пространстве, он сложным образом зависит от гидродинамических условий. Формулы для расчётов nН и nО приведены в Методике и специальных изданиях.

С учётом неконсервативности загрязняющего вещества расчётная формула для CПДС принимает вид:

CПДС = n·( CПДК·ekt – CФ) + CФ, (3.3) где:

k – коэффициент неконсервативности органических веществ, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, сут.-1;

t – время добегания от места выпуска сточных вод до расчётного створа, сут.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным (см., например, [66]) и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения воды реки.

Наряду с нормированием сброса загрязняющих веществ нормируется тепловое «загрязнение» водных объектов. Для водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового назначения летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °C по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет. Для водных объектов рыбохозяйственного назначения температура воды не должна повышаться более чем до 28 °C летом и до °C зимой [56].



В начале раздела мы отметили, что городские и поселковые очистные сооружения сточных вод являются основным источником сброса ЗВ в водные объекты. Одной из причин этого является то, что сточные воды промышленных предприятий, расположенных на территории населённых пунктов, как правило, поступают в муниципальную канализацию. Для того, что бы обеспечить нормальную работу очистных сооружений канализации и соблюдение установленных для них нормативов НДС, местные органы власти устанавливают предельно-допустимые нормативы содержания ЗВ в сточных водах, поступающих в муниципальную канализацию. Например, в г. Кирове такие нормативы установлены Порядком приёма сточных вод в муниципальную канализацию [138]. Нормативы для взвешенных веществ, БПКПолн и ХПК составляют соответственно 240, 320 и 450 мг/л. Для тяжёлых металлов нормативы значительно ниже, например, для цинка 0,2, для меди – 0,1, а для кадмия всего 0,00017 мг/л.

3.4. Классификация сточных вод Сточными называются воды, использованные на производственные или бытовые нужды и получившие при этом дополнительные примеси (загрязнения), изменившие их первоначальный состав или физические свойства [5, с. 152].

В зависимости от происхождения сточные воды делят на:

- талые и ливневые, - производственные, - хозяйственно-бытовые, - дренажные.

Если содержание ЗВ в сточных водах не превышает ПДКХБ, то такие сточные воды называют нормативно-чистыми, в противном случае – загрязнёнными.

Загрязнённые сточные воды в зависимости от их дальнейшей судьбы классифицируют на неочищенные, недостаточно очищенные и нормативно очищенные. Нормативно очищенные сточные воды должны удовлетворять требованиям НДС, но не во всех случаях проектные показатели очистных сооружения согласуются с нормативами НДС.

3.5. Методы очистки сточных вод Как следует из предыдущих разделов, очистка сточных вод требуется в том случае, если их качество не отвечает нормативным требованиям. Это правило справедливо и в отношении выбросов ЗВ в атмосферный воздух. И, со своими особенностями, в отношении отходов. Поэтому, прежде чем переходить к рассмотрению методов очитки сточных вод мы рассмотрим один из важнейших экологических принципов – принцип предупреждения загрязнений.

3.5.1. Принцип предупреждения загрязнений Суть принципа предупреждения загрязнений состоит в том, что более предпочтительной является эксплуатация такого технологического процесса, в котором образуется меньшее количество отходов – твёрдых, жидких газообразных. Очевидно, что чем меньше отходов, тем меньшее воздействие технологический процесс оказывает на окружающую среду.

Однако отходы, образующиеся в основном технологическом процессе не обязательно должны сразу попасть в окружающую среду. Действующее законодательство (ст. 39 ФЗ «Об охране окружающей среды») предусматривает, что «юридические и физические лица, осуществляющие эксплуатацию зданий, строений, сооружений и иных объектов, обеспечивают соблюдение нормативов качества окружающей среды на основе применения технических средств и технологий обезвреживания и безопасного размещения отходов производства и потребления, обезвреживания выбросов и сбросов загрязняющих веществ». При этом зависимость затрат от степени очистки в общем случае носит экспоненциальный характер (см. рис. 3.1). Т.е. достижение каждого нового порядка в степени очистки (например от 90% до 99%) требует увеличения затрат почти на порядок.

Наряду с затратами на очистку необходимо иметь в виду плату за негативное воздействие на окружающую среду (см. раздел 7.3). Действующее законодательство предусматривает, что в том случае, когда предприятие не укладывается в нормативы допустимого воздействия (например, нормативы НДС), то плата взимается с повышающим коэффициентом равным 25. Именно эти экономические критерии влияют на техническую политику предприятий и народного хозяйства в целом. В этом плане весьма характерным является пример из истории Японии. В 1980-1982 гг. средняя доля затрат на очистное оборудование в общем объёме капитальных вложений составила 5% (от 1% в угольной промышленности до 30% на ТЭС), в то время как в период 1974-1976 гг.

она составляла 16% (от 5% в машиностроении до 45% на ТЭС), а в период с 1970-гг. – 7% (от 2% в машиностроении до 14% в горнодобывающей; на ТЭС – 12%). Рост затрат был связан с ужесточением экологического законодательства, что потребовало дополнительных капитальных вложений в очистное оборудование, а последующее снижение затрат – с усовершенствованием основных технологических процессов [63, с.

162.].

В России инвестиции в основной капитал, направленные на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, составили в 2008 г. 102,млрд. руб., в т.ч. 27,5 млрд. руб. на охрану атмосферного воздуха (127% к уровню г.), 45,7 млрд. руб. – на охрану водных ресурсов (139% к уровню 2007 г.) [21, с. 77].

В заключение приведём пример, иллюстрирующих реализацию принципа предотвращения загрязнений, из истории г. Кирово-Чепецка.

Плата за загрязнение Затраты Затраты на очистку Степень очистки, Степень очистки обеспечивающая соблюдение НДС Рисунок 3.1. Зависимость затрат на очистку и плату за загрязнение от степени очистки До 1992 г. на Кирово-Чепецком химическом комбинате эксплуатировалась так называемая «хлоралевая» технология производства хлороформа. Она включает хлорирование этилового спирта:





С2Н5ОН + 4Сl2 ® CCl3CHO + 5HCl (3.4) и разложение полученного трихлорацетальдегида (хлораля) до хлороформа и формиата кальция:

2CCl3CHO + Ca(OH)2 ® 2CHCl3 + Ca(CHCOO)2. (3.5) Реальные химические процессы протекают значительно сложнее. Хлорирование идёт не до конца и наряду с хлоралем образуется дихлоацетальдегид. Наряду с альдегидами образуются их ацетали, полуацетали и эфиры трихлоуксусной и дихлоуксусной кислот. В результате отход производства – формиатный шлам содержит значительные количества ди- и трихлоацетатов кальция. С целью снижения содержания этих вредных примесей была внедрена очистка формиатного шлама путём кипячения. Тем не менее в 1990 г. их сброс в р. Просницу совместно с формиатным шламом составил 300 и 130 т соответственно. Общий сброс органических веществ по БПК5 – 2670 т. Если провести расчёт платы за негативное воздействие на окружающую среду в действующих ценах, то только за сброс трихлорацетата натрия и веществ, нормируемых по БПК5, она составит более 50 млн. руб15.

Поэтому руководство Кирово-Чепецкого химического комбината приняло решение изменить технологию производства, введя дополнительную стадию окисления хлораля:

CCl3CHO + O2 ® CCl3COOH (3.6) CCl3COOH ® CHCl3 + H2O (3.7) Технология производства хлороформа декарбоксилированием трихлоруксусной кислоты [64] также даёт сточные воды, содержащие вредные вещества, но в значительно меньших количествах, что облегчает их дальнейшее обезвреживание. В результате, после внедрения данной технологии к 1994 г. сброс трихлоацетата натрия уменьшился до 8 т, дихлорацетата натрия – до 0,7 т, а органических веществ по БПК5 – до 144 т.

Введение дополнительной стадии увеличило стоимость продукции, но в целом экономический эффект можно считать положительным.

3.5.2. Методы очистки сточных вод Существуют различные методы очистки сточных вод и конструкции очистных сооружений, применяемых в зависимости от состава сточных вод.

Среди них следует выделить:

- механическую очистку, основанную на осаждении взвешенных веществ, - биологическую очистку, - химическую очистку.

Механическая очистка используется, прежде всего, для очистки ливневых сточных вод. Так же она входит в структуру биологической очистки в качестве предварительной и конечной стадий и в структуру химической очистки – в качестве завершающей стадии.

При механической очистке происходит осаждение взвешенных веществ за счёт разницы в плотностях взвешенных веществ и воды. Скорость осаждения зависит от размеров и плотности частиц, скорости потока воды. В процессе осаждения происходит адсорбция на поверхности твёрдых частиц растворённых и эмульгированных веществ, прежде всего нефтепродуктов. В результате, происходит очистка не только от взвешенных веществ, но и от других загрязнений. В том числе уменьшается содержание ЗВ, нормируемых по БПК (ХПК).

С 2003 г. норматив платы за сброс дихлоацетата натрия отсутствует.

Для улучшения процессов осаждения используют различные добавки – флокулянты (например, полиакриламид) и коагулянты (например, сернокислый алюминий или сернокислое железо).

Биологическая очистка ориентирована на очистку от ЗВ, нормируемых по БПК, т.е. веществ, окисляющихся под действием микроорганизмов. Этот процесс проходит в аэротенках, устройствах, в которых присутствуют в больших количествах необходимые микроорганизмы и в которые дополнительно подаётся воздух.

Наряду с аэротенками для биологической очистки используются и метантенки, а также септики. В этих устройствах биологические процессы идут в отсутствие воздуха (т.н. анаэробные процессы). На сооружениях биологической очистки в метантенки направляется осадок из первичных отстойников. Септики являются как бы альтернативой аэротенкам. Они практически не требуют обслуживания и их используют преимущественно в сельской местности для очистки небольших потоков сточных вод. Главным отличием сточных вод после септиков является то, что в очищенной сточной воде отсутствует кислород, но присутствуют токсины, образующиеся в результате анаэробных процессов. Т.е. вода после септиков – это «мёртвая» вода, в которой не может быть жизни. При невозможности установки аэротенков, тем не менее, необходимо изыскивать способ аэрации воды после септиков. В противном случае её лучше сбрасывать на рельеф местности, но не в водоём.

При биологической очистке сточных вод в аэротенках за счёт размножения микроорганизмов образуется избыточный активный ил. В нём концентрируются отдельные примеси, содержащиеся в сточных водах, прежде всего тяжёлые металлы, степень аккумуляции которых в активном иле составляет около 2000030000 [65]. От содержания в избыточном активном иле тяжёлых металлов зависит его дальнейшая судьба: он может быть использован как удобрение, как «корм» для червей или подлежать захоронению как токсичный отход. От допустимого содержания тяжёлых металлов в удобрении и коэффициента аккумуляция зависит допустимая концентрация тяжёлых металлов в сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Например, в работе [65] показано, что допустимая концентрация кадмия составляет 0,001 мг/л, свинца и меди – 0,05 мг/л, а цинка – 0,13 мг/л.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.