Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии
Курсовая работа
на тему «Проблема жидких бытовых отходов в Москве и Московской области»
| Выполнила: | студентка 4 курса ФПК Родыгина М.В. | |
| Проверил: | Профессор Буров В.Н. |
Москва 2002 г.
Содержание
| Стр. | ||
| Введение | ||
| 1 | Сточные воды – один из видов жидких или разбавленных водой твердых отходов | |
| 1.1 | Понятия отходы и сточные воды. Классификация сточных вод | |
| 1.2 | История и виды очистки сточных вод | |
| 2 | Состояние источников питьевого водоснабжения Москвы | |
| 3 | Канализирование сточных вод Москвы и Московской области | |
| 4 | Пути решения проблем жидких бытовых отходов в Москве и Московской области | |
| 4.1 | Сточные воды туалета | |
| 4.1.1 | Системы с раздельным сбором | |
| 4.1.2 | Варианты очистки смешанных сточных вод | |
| 4.2 | Сточные воды ванной и кухни | |
| 4.2.1 | Первичная очистка сточных вод из ванной и кухни | |
| 4.2.2 | Вторичная очистка сточных вод из ванной и кухни | |
| 4.2.3 | Как уменьшить угрозу здоровью населения | |
| 4.3 | Обработка сточных вод на московских станциях аэрации | |
| Заключение | ||
| Источники информации | ||
| Приложение |
Введение
Данная курсовая работа посвящена описанию проблемы жидких бытовых отходов в Москве и Московской области. Актуальность данной темы не вызывает сомнения, поскольку данная проблема затрагивает каждого жителя. Воздух, которым мы дышим, с большим трудом можно назвать пригодным; воду, которую мы употребляем, с большим трудом можно назвать питьевой. Кроме того, есть и другие проблемы, которые также пагубно влияют на наше здоровье.
Моей задачей в данной работе указать проблемы жидких бытовых отходов, и найти пути решения с использованием реальных научных возможностей. Внедрение новых технологий требует средств, которых явно не хватает. При определении приоритетов в области охраны окружающей среды возможны два принципиально разных подхода - "технократический" и "экологический". В первом основной акцент делается на различного рода инженерных природоохранных мероприятиях (переработка старых отвалов, совершенствование систем очистки питьевой воды и пр.).Но это борьба со следствиями, а не устранение причин. Важно добиться устойчивого (самоподдерживающего) развитие системы "общество-природа", когда не требуется постоянного привнесения энергии извне для устранения постоянно возникающих перекосов. Учитывая ограниченность централизованных финансовых ресурсов, вряд ли целесообразно планировать широкомасштабные инженерные мероприятия: они хотя и дают быстрый и видимый результат, но требуют колоссальных затрат, а поэтому чаще всего не реализуются на практике. Более реалистично основные усилия и централизованные финансовые ресурсы сосредоточить на организации и обеспечении эффективности системы управления природопользованием, что вытекает из "экологического" подхода. При этом основная тяжесть финансового бремени переносится с бюджетного уровня на плечи самих природопользователей.
Кроме того в последние годы, несмотря на резкое сокращение производства (а то и с полным закрытием ряда предприятий), загрязнение питьевой воды не только не исчезло, но, больше того, даже не уменьшилось.
В своей работе я использовала информацию книжной и журнальной литературы, а также информацию с различных WEB-сайтов во всемирной компьютерной сети Internet.
1. Сточные воды—один из видов жидких или разбавленных водой твердых отходов.
1.1 Понятия отходы и сточные воды. Классификация сточных вод
Что входит в понятие отходы?
Отходы - отходы производства и потребления, образующиеся в народном хозяйстве; отходы производства - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства, вновь образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения. В отходы производства включаются вмещающие и вскрышные породы, образующиеся при добыче полезных ископаемых, побочные и попутные продукты, отходы сельского хозяйства; отходы потребления - изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. К отходам потребления относятся и твердые бытовые отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей; твердые и жидкие бытовые отходы - отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности населения (приготовление пищи, упаковка товаров, уборка и текущий ремонт жилых помещений, крупногабаритные предметы домашнего обихода, фекальные отходы нецентрализованной канализации и др.);
В процессе урбанизации населения, роста поселков, городов и промышленности увеличивается и объем опасных для окружающей среды сточных вод.
Сточные воды—один из видов жидких или разбавленных водой твердых отходов. К таким отбросам относится физиологические отбросы человека и животных, а также всякого рода загрязненные воды: сточные воды бань, прачечных, душей, мытья продуктов питания, посуды, помещений, уличных покрытий, сплавляемый в канализацию бытовой мусор и другие виды отходов.
Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные системы загрязняющих веществ, которые могут находиться в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии. Сточные воды условно делятся на бытовые, производственные и ливневые(дождевые). Они отличаются друг от друга происхождением, составом и биологической активностью. В настоящее время сточные воды в чистом виде практически не встречаются, за исключением небольших населенных пунктов или отдельных объектов (санатории, дома отдыха и т. д.).
Бытовые сточные воды образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей и характеризуются присутствием загрязнителей минерального и органического происхождения.
Минеральные соединения представлены солями аммония, фосфатами, хлоридами, гидрокарбонатами и другими соединениями. Минеральные вещества присутствуют в сточных водах в нерастворенном виде – 5%, в виде суспензии – 5%, коллоидах – 2% и в растворенном виде – 30%.
Органические вещества бытовых сточных вод можно разделить на две группы: безазотистые и азотосодержащие. Основная часть безазотистых органических веществ представлена углеводами и жирами. Азотосодержащие соединения представлены белками и продуктами их гидролиза. Органические загрязнители присутствуют в сточных водах в растворенном виде–20%, в виде суспензии–5%, в виде коллоида–8% и в виде нерастворенных веществ–15%. Особую форму загрязнителей представляют микроорганизмы, в т. ч. болезнетворные.
В зависимости от состава примесей-загрязнителей и специфичности их воздействия на водные объекты сточные воды могут быть условно разделены на несколько групп:
–Сточные воды предприятий металлургии, гальванических цехов и некоторых других производств, содержащие неорганические примеси в виде солей тяжелых металлов со специфическими токсическими свойствами по отношению к водным организмам.
–Воды с неорганическими примесями, не обладающими токсичным действием. К этой группе сточных вод можно отнести стоки рудообогатительных фабрик, цементных заводов, ДСК. Примеси здесь не представляют собой опасности.
–Воды, содержащие органические вещества со специфическими токсическими свойствами. В составе стоков присутствуют ПАВ, фенолы, ацетон, формальдегид, неорганические кислоты, жиры, нефтепродукты, хлориды и т. д.
–Воды, содержащие нетоксичные органические примеси, попадание которых в водоемы ведет к снижению концентрации растворенного кислорода, возрастанию окисляемости, ВПК.
1.2 История и Виды очистки сточных вод.
Основной задачей поддержания экологического благополучия окружающей среды при попадании в нее сточных вод, является их очистка. В различных условиях и в разные периоды эта задача решалась по-разному. Наиболее совершенным и удовлетворяющим санитарным требованиям до настоящего времени является отведение сточных вод по трубопроводам за пределы населенных мест, эта система называется "сплавной". Этот способ применяется человечеством уже с древних времен. При раскопках в Египте обнаружены каналы для сточных вод, построенные за 2500 лет до нашей эры.
Аналогичные сооружения существовали еще раньше в Индии. В шестом веке до нашей эры в Риме был построен знаменитый канал "клоака максима", частично используемый в современной канализации Рима. Эти сооружения требовали значительных затрат труда и обязательного подведения воды. И осуществлялись только для дворцов , храмов и общественных купален.
Сточные воды промыслов выпускались непосредственно в водоемы, на берегах которых обычно и располагались для удобства снабжения чистой водой и сброса сточных вод. Загрязнение водоемов сточными водами воспринималось, как неизбежное зло, поскольку методы очистки сточных вод еще не существовали.
В эпоху феодализма и последующий период бурного развития промышленности, быстрая урбанизация населения приводит к ухудшению санитарного и экологического состояния городов, которые буквально стали утопать в нечистотах. В результате этого происходило загрязнение питьевой воды в колодцах и невозможно было получать чистую питьевую воду в городских колодцах. Подобное ухудшение экологии и санитарной обстановки в городах приводило к широкому распространению инфекционных заболеваний, участившиеся эпидемии, опустошали Европу. Все это вызвало необходимость строительства водопроводов, для доставки чистой воды в города, а в последующем устройства канализации, для отведения сточных вод. После длительного периода застоя в средневековье, интенсивное строительство канализационных систем началось в Европе только в 19 веке.
После устройства водоснабжения и канализации заболеваемость и смертность населения в городах значительно сократилась. Особенно резко снизилась заболеваемость кишечными инфекциями.
Устройство водопровода и канализации в густо населенных местах позволило достигнуть неограниченного пользования водой при значительном улучшении санитарных и экологических условий жизни населения городов. Явилось важным фактором интенсификации градостроительства при более эффективном использовании земельных участков, так как при устройстве централизованного водоснабжения и канализации плотность населения и этажность застройки не ограничивалась.
Наибольшее развитие строительства канализации и удаление сточных вод происходило в Англии. Она одной из первых встала на путь промышленного развития, тут быстрее всего происходил рост городов. Канализационные системы, хотя и не удовлетворительные, имелись в Англии в1833г. более чем в 50 городах. Значительно позже началось устройство канализации в Германии: так в Гамбурге - с 1843г.; Штеттин - с 1862г.; Франкфурт на Майне - с 1867г.; Данцинг - с 1870г.; Берлин - с 1873г. К 1870 г. в Германии насчитывалось более 50 крупных городов, имевших канализацию.
Гораздо медленнее происходило развитие канализации во Франции. К концу18 столетия Париж имел 26 км. сточных каналов, 1824 г. 36 км., а в 1856г уже 140 км. И только в 1935 г. протяженность канализации в Париже достигла 1200 км.
Наиболее быстрыми темпами шло строительство канализации в городах США. Так, к 1902 г. канализация имелась в 1000 городов. Развернувшееся строительство канализации, обеспечивавшее только отведение загрязненных сточных вод и выпуск их в водоемы без очистки, очень скоро привело к резкому загрязнению водоемов. Первой ощутила последствия этой экологической катастрофы Англия. В силу значительного развития городов и по причине маловодности рек, не обеспечивающих необходимого разбавления сточных вод и самоочищения водоемов.
Поэтому в Англии еще в 1861г. был издан закон об очистке и освобождении сточных вод перед выпуском в реки от фекальных масс и гниющих веществ. Это был первый шаг к постановке в законодательном порядке вопроса об очистке сточных вод. Затем на основании работ специальных комиссий в !870 1876 гг., были установлены нормы очистки сточных вод при выпуске их в реки в зависимости от степени разведения.
Московия сильно отставала в темпах и объеме строительства канализаций от других стран. Хотя первые известные подземные каналы для отвода сточных вод были устроены в XIV веке в Новгороде. Уже в середине 18 столетия в Петербурге началось строительство каналов для отвода атмосферных вод. В эти каналы поступали и хозяйственно-фекальные воды. В 1832г. протяженность водостоков Петербурга составляла 95км.
В Москве к 1825г. были построены крупные Самотечный и Неглинский каналы, служившие для отвода атмосферных и сточных вод от зданий. В 1829г. было начато строительство канализации в городе Старая Русса.
Сточные воды от вредных примесей очищают механическими, физико-химическими, биологическими термическими методами.
Механическая очистка сточных вод обычно предшествует биологической и физико-химической очистке, сооружения механической очистки обычно составляют первую очередь строительства станций аэрации.
Механическую очистку применяют при отделении нерастворимых примесей методами процеживания, отстаивания, фильтрования. В сооружениях механической очистки сначала отделяют наибольшие по размеру частицы загрязнения, затем тяжелые взвеси, а на заключительном этапе-тонкодисперсные нерастворенные загрязнения.
Используемое оборудование при механической очистке:
Решетки устанавливаются на всех очистных станциях независимо от системы подачи на них сточных вод. Ширину прозоров решетки принимают равной 16мм., скорость протока сточных вод не должна превышать 1м/с., угол наклона к горизонту 60°—70°. Применяют решетки с ручной и механической очисткой.
Песколовки применяют для выделения из сточных вод тяжелых примесей (песка, окалины) с гидравлической крупностью13,2 – 24,2 мм/с при скорости движения сточных вод 0,08 – 0,03 м/с
Наибольшее распространение получили горизонтальные и аэрируемые пескоголовки, позволяющие удалить из сточных вод до 70 – 80% песка. С целью повышения эффективности отмывки песка песковые бункеры пескоголовок применяют в сочетании с напорными гидроциклонами.
Отстойники применяют для гравитационного выделения из сточных вод нерастворяющихся грубодисперсных примесей с плотностью выше, либо ниже плотности воды. По направлению движения основного потока воды различают отстойники: вертикальные, диагональные, горизонтальные и радиальные. Отстойники перед сооружениями биологической очистки называют первичными. Вертикальные отстойники всех типов и диагональные отстойники применяют на очистных станциях производительностью до 15 тыс. метр кубический; горизонтальные отстойники – до 15 тыс. метр куб/сутки; радиальные отстойники – при производительности выше 20 тыс.метр куб/сутки.
Тонкослойные отстойники применяют для очистки сточных вод от взвешенных веществ однородного состава в т.ч. для предприятий металлургической, нефтяной, угольной и других отраслей промышленности. Высокую эффективность показали отстойники с вращающимися сборно-распределительным устройством конструкции И.В. Скирдова.
Преаэраторы применяются для более глубокого осветления сточных вод, а также для лучшей подготовки к последующей биологической очистке.
Биокоагуляторы помимо аэрации воздухом предполагают использование активного ила (50% его избыточного количества). Обычно преаэратор и отстойник совмещены в одном сооружении, разделенном на зоны аэрации и отстаивания. Эффективность задержанных взвесей в таком сооружении повышается до 70-75%.
Нефтеловушки применяют для очистки сточных вод, содержащих грубодиспергированные нефтепродукты, жиры, смолы, парафины при концентрации свыше 100мг/л. нефтеловушки бывают горизонтальные, радиальные и многоярусные. Наиболее широко применяются горизонтальные многосекционные нефтеловушки с числом секций до 4-х штук. Ширина секций колеблется от 2-х до 6-ти метров, высота 2-3 метра, длина определяется из расчета продолжительности отстаивания не более 2-х часов.
Нефтеловушки оснащаются коалесцирующими устройствами, позволяющими улучшить показатели очистки и увеличить пропускную скорость в 1,5-2 раза. Нефтеловушки, как и другие механические улавливатели, не задерживают тонкоэмульгированные и растворенные нефтепродукты.
Гидроциклоны применяют для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей под воздействием центробежных сил. Часто используются в качестве первой ступени очистки сточных вод. В гидроциклонах обеспечивается отделение песка и минеральных частиц диаметром 0,1-0,15 мм и плотностью 1,2г/см куб. Объем и площади, занимаемые циклонами во много раз меньше площади отстойника той же производительности. Применяются открытые и напорные гидроциклоны. Для очистки тонких взвесей используются мультициклоны.
Фильтры широко применяются для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей, не улавливаемых другими методами механической очистки.
Для очистки городских сточных вод используются сетчатые фильтры с бактерицидными лампами, устанавливаемые перед фильтрами с зернистой загрузкой напорные и безнапорные в зависимости от конструкции фильтрующей загрузки и качества обрабатываемой воды могут работать в комплексе сооружений первой ступени очистки вод или дочищать воду. Конструктивно фильтры могут быть однослойными, двухслойными, каркасно-засыпными, аэрируемыми и с плавающей загрузкой. В качестве фильтрующей загрузки применяют кварцевый песок, керамзит, керамическую крошку, пористую керамику, горные породы, дробленый антрацит и др. Крупность зерен фильтрующей загрузки принимают 0.52 мм., высота фильтрующего слоя 0.7-2м. Фильтрующая загрузка может быть из одного материала, из двух материалов различной плотности – керамзит и песок, антрацит и мраморная крошка, из нескольких фильтрующих материалов.
Физико-механические методы очистки применяют для удаления из сточных вод суспензированных и эмульгированных примесей, а также растворенных неорганических и органических веществ.
К этим методам относят: коагуляцию и флокуляцию, флотацию, ионный обмен, адсорбцию, экстракцию, обратный осмос ультрафикацию, кристаллизацию, дистилляцию, ректификацию, электродиализ, дезорацию.
Эти методы в большинстве случаев требуют применения дорогих реагентов, однако в виду их эффективности, а иногда невозможности решить задачу другим способом, их широко применяют в промышленности особенно для очистки многокомпонентных сточных вод с малой концентрацией загрязнений.
Химическую очистку применяют в случаях, когда выделение загрязнений возможно только в результате химических реакций между загрязнителями и вводимыми реагентами с образованием новых веществ, легко удаляемых из сточных вод. При химической очистке протекают реакции конденсации, окисления, нейтрализации, в результате которых получаются нетоксичные или менее токсичные вещества, растворимые в воде соединения превращаются в нерастворимые и легко отделяются, кислые и щелочные стоки – нейтрализуются. Этот метод очистки требует большого расхода реагентов, кроме того, образующиеся новые, пусть нетоксичные соединения, все же загрязняют водоем и требуют дополнительной очистки другими способами. Однако, в ряде случаев применение химического метода очистки неизбежно.
Биохимическая очистка сточных вод основана на способности некоторых микроорганизмов разрушать органические и некоторые неорганические соединения, превращая их в безвредные продукты окисления: воду, двуокись углерода, нитрат- и сульфат- ионы и др. Очищенные биохимическим способом сточные воды отвечают санитарно-гигиеническим требованиям и рыбохозяйственным нормативам, и их можно спускать в водоемы, а также использовать в оборотном водоснабжении. Целесообразна биохимическая очистка производственных сточных вод совместно с хозяйственно-бытовыми водами, так как последние приносят азотистые вещества, необходимые для питания и размножения микроорганизмов. Недостатком биохимической очистки является малая скорость окислительных процессов, вследствие чего необходимы очистные сооружения больших объемов.
Биохимическая очистка является завершающей стадией очистки сточных вод химических и нефтеперерабатывающих предприятий.
Способ термической очистки сточных вод заключается в полном окислении при высокой температуре загрязняющих веществ с получением нетоксичных продуктов сгорания и твердого остатка.
Возможны различные варианты применения термического способа, начиная от полного уничтожения стоков или загрязненного ила с небольшим количеством твердого остатка и до значительного уменьшения их, после чего концентрированные растворы можно либо захоронить в отвалах, либо использовать для получения ценных продуктов. Но в любом варианте термическая очистка исключает загрязнения стоками водоемов, это является ее большим достоинством. При термической очистке используется оборудование: выпарные аппараты, распылительные сушилки, аппараты для получения твердого продукта и др.
Обычно применяют многокорпусные выпарные установки, состоящие из ряда последовательно установленных выпарных аппаратов; аппараты с погруженными горелками в производствах синтетических смол; печи с псевжоожиженным слоем, установки термического обезвреживания и обессоливания, установки огневой очистки стоков камерного и шахтного типа, установки «мокрого сжигания» и ряд других огневых установок. В процессе упаривания достигается 30-ти кратное выделение сухого вещества, что соответствует 300-400г/л.
Одним из перспективных способов очистки сточных вод является ионный обмен. Ионитами можно извлекать из сочных вод соединения мышьяка и фосфора, цианистые соединения и радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов: хрома, никеля, цинка, свинца, ртути и др. Для очистки используют синтетические ионообменные смолы.
Очистка происходит в аппаратах периодического и непрерывного действия.
Практическое применение находят способы электрохимической очистки стоков, содержащие стоки металлов, кислот и щелочей, которые позволяют одновременно с очисткой извлекать и использовать основную массу ценных продуктов.
Широкое распространение получает очистка методом обратного осмоса, при котором очищаемые стоки непрерывно фильтруются под давлением через полупроницаемые мембраны разных видов, задерживающие частично или полностью молекулы или ионы растворенного вещества.
Преимущество этого способа: простота аппаратуры, работа при обычной температуре, очистка воды от неорганических, органических и бактериальных загрязнений, малая зависимость эффективности очистки от концентрации загрязнений, возможность использования ценных продуктов. Недостатки - высокая стоимость мембран и их быстрая изнашиваемость.
Используется очистка сточных вод ультразвуковыми колебаниями, содержащих фенолы, поверхностно-активные вещества, цианиды и другие, трудно окисляющиеся вещества.
2. Состояние источников питьевого водоснабжения Москвы
Водоснабжение Москвы и ряда населенных пунктов Московской области осуществляется в основном из поверхностных источников, расположенных на территории Московской, Смоленской и Тверской областей.
Уменьшение запасов пресных вод в водохранилищах Московского региона как следствие гидрометеорологических факторов в буквальном смысле обнажило проблему отсутствия системы управления водными ресурсами Центрального региона.
В число приоритетных задач обеспечения надежности водоснабжения Москвы входит задача охраны поверхностных водоисточников от загрязнения.
В связи с сокращением промышленного и сельскохозяйственного производства в новых социально-экономических условиях качество вод водохранилищ несколько улучшилось. По данным Мособлкомприроды, ориентировочно сброс загрязняющих веществ в природную среду сократился в 1996 г. в среднем: по взвешенным веществам–на 10 тонн; по нефтепродуктам–на 0,5 т; по органическим веществам–на 12 т. по результатам наблюдений за качеством воды источников питьевого водоснабжения, проводимых МГЦСЭН и МГП «Мосводоканал», фиксируется улучшение состояния воды по органолептическим показателям, неорганическим компонентам и показателям санитарно-эпидемиологической безопасности. Показатели антропогенного загрязнения значительно ниже ПДК для водоемов (фосфаты, нитраты, нефтепродукты). Концентрация тяжелых металлов в 10-100 раз ниже ПДК. Наличие пестицидов (анализируется 17 соединений) в водоемах не обнаружено. Контроль содержания диоксинов в воде показывает, что в 90% проб диоксины отсутствуют, а в 10%-максимальное значение концентрации ниже 1/3 ПДК.
Однако данных только по составу поверхностных вод не достаточно, чтобы констатировать, особенно на перспективу, стабилизацию состояния питьевых водоисточников. В последнее время, несмотря на принимаемые Правительством Москвы и Администрацией Московской области меры по защите источников питьевого водоснабжения от загрязнения, экологическая ситуация на территории зоны санитарной охраны продолжает ухудшаться.
В зоне санитарной охраны только на территории Московской области расположены 55 сельскохозяйственных предприятий, более 200 ферм крупного рогатого скота. Несмотря на то, что часть объектов в настоящее время закрылась, навоз, скопившийся в течение нескольких лет на фермах, представляет значительную угрозу для водных объектов. В случае аварийного попадания отходов сельскохозяйственных объектов в водохранилища и водотоки нельзя будет использовать их воды для питьевых целей.
В настоящее время происходит смена приоритетных загрязнителей с объектов сельского хозяйства и промышленности на коттеджные поселки и садоводческие товарищества, расположенные по берегам водоемов и не оборудованные современными системами канализации, сбора, очистки и отведения ливнестоков. За последние 5 лет организовано около 1500 садоводческих и личных подсобных хозяйств. Сточные воды от таких объектов представляют существенную угрозу для водоисточников еще и потому, что процесс поиска нарушителя и принятия к нему соответствующих мер существенно затруднен по ряду причин:
-рассредоточенность стока, невозможность однозначно доказать степень виновности каждого нарушителя;
-зачастую отсутствие внешних признаков загрязнения ;
-многочисленность объектов при относительно небольших объемах сточных вод;
-зачастую невозможность обследования территории сотрудниками контролирующих организаций с целью установления источников загрязнения.
Кроме того, в ходе освоения земельных участков под дачные и садово-огородные товарищества возникают многочисленные неорганизованные свалки.
Основные показатели качества питьевой воды за 1996 год приведены в таблице 2.1.
В целях защиты источников питьевого водоснабжения Москвы и Московской области от загрязнения, засорения и истощения по инициативе МГП «Мосводоканал проект» разработаны и утверждены Госкомсанэпиднадзором 20.07.95. Санитарные правила «Зоны санитарной охраны источников хозяйственно–питьевого водоснабжения Москвы». Разрабатывается проектная документация по установлению водоохранных зон водохранилищ и открытых трактов водоподач. Вопросы защиты водоохранных зон рассмотрены и в постановлении Правительства Российской Федерации от 28.01.97 № 75 «О мерах по обеспечению устойчивого водоснабжения Москвы и Московской области».
3. Канализирование сточных вод Москвы и Московской области
Сброс загрязненных вод, образующихся в результате производственной деятельности и работы коммунальных служб, а также за счет поверхностного стока с городских территорий, осуществляется в наибольших объемах через системы городской канализации (МГП "Мосводоканал") и ливневой канализации (МП "Мосводосток"). Кроме того, на территории города существуют отдельные выпуски предприятий, оформленные как спецводопользование.
Количественный учет сброса загрязненных вод является одной из составных частей водохозяйственного баланса территориальной единицы, на основе которого разрабатываются рекомендации по устранению дефицита водных ресурсов и рационализации их использования. Основными отчетными материалами, в которых систематизируются данные по сбросу, являются документы Государственной статистической отчетности - 2ТП-водхоз. Ответственность за их сбор и представление возложена на Московско-Окское бассейновое водохозяйственное управление (МОБВУ) Роскомвода. Несмотря на очевидную важность водохозяйственных балансов, к сожалению, в Москве их расчет, по существу, не ведется. Отдельные балансовые соотношения, нередко именуемые в работах МОБВУ, ИВП РАН как водохозяйственный баланс, не соответствуют требованиям, предъявляемым к расчетам такого вида баланса, как по информационной обеспеченности, так и методикам расчета. Как показали исследования МГУ им. М.В. Ломоносова, в балансовые расчеты должны быть включены природоохранные ограничения в расходной части. Подсчитанный таким образом баланс даст возможность регулировать водохозяйственную деятельность в городе. Для составления балансовых расчетов по расходованию воды в городе и внедрению рекомендаций по оптимизации водохозяйственной деятельности целесообразно предусмотреть в числе НИОКР заказ на исследования по разработке методики расчета водохозяйственных балансов в Москве и обеспечения их достоверной информацией.
Система канализации Москвы. Общая протяженность канализационной сети на 01.01.97 составляет 6,3 тыс. км. Из них 20% приходится на основные транспортные каналы, коллекторы. Следует отметить, что 60% всех каналов, коллекторов и сетей имеют большой износ и требуют больших капитальных вложений на восстановление (Филевский к-л Д-3,5 м, Восточный к-л Д-3,5 м, дюкер Нового Люберецкого канала и др.).
Общее количество канализационных насосных станций — 118 единиц, длина напорных трубопроводов - около 0,58 тыс. км. Наибольшую протяженность имеют стальные трубы (Д-1400 мм) - 0,26 км или 45% от общего количества. Срок амортизации этих труб - 89,5 %.
Проектная мощность очистных сооружений Москвы на 01.01.97- 6215 тыс. м3/сут. С проектируемым вводом в 1997 г. 2-го блока Ново-Люберецкой станции аэрации (НЛбСА) проектная мощность очистных сооружений составит 7145,2 тыс. м3/сут. Распределение проектных мощностей по станциям аэрации и соотношения с реальными объемами поступающих сточных вод даны в таблице 3.1
Поступающие на станцию аэрации сточные воды проходят полную биологическую очистку. Кроме того, в 1996 г. 1 11 1,9 тыс. м3/сут. биологически очищенных сточных вод было дочищено на Курьяновской станции аэрации, из них 79,2 тыс. м3/сут. после обеззараживания поданы в систему промышленного водоснабжения для обеспечения потребностей в технической воде ряда московских промышленных предприятий. На Зеленоградской станции аэрации вся очищенная сточная вода проходит доочистку с последующей дезинфекцией гипохлоридом натрия.
Городские станции аэрации обеспечивают качество очищенных сточных вод на уровне крупных городов Европы, однако оно не соответствует нормативным санитарно-экологическим требованиям, утвержденным в России (табл.3.2 ), так как отнесение р. Москвы и ее притоков к категории водоемов ры-бохозяйственного пользования значительно ужесточает требования, предъявляемые к сбросу сточных вод, очищенных на московских станциях аэрации.
По данным Государственной инспекции Москомприроды, в 1996 практически все станции аэрации и водопроводные станции МГП "Мосводоканал" производили сброс сточных вод в водные объекты без утвержденных временных лимитов и при отсутствии разрешений на специальное водопользование. В 1996 г. разрешение на специальное водопользование было получено только Западной и Восточной водопроводными станциями.
В сравнении с предыдущим 1995 г. отмечается незначительное уменьшение сбрасываемых недостаточно очищенных сточных вод как по объему, так и по массе большинства загрязняющих веществ. Так, на очистных сооружениях водопроводных станций, которые представляют собой карьеры или пруды-отстойники, отмечается заполнение их осадком с большим содержанием алюминия. Технология очистки на этих сооружениях не соответствует составу подаваемых на них сточных вод, в результате в водные объекты ежедневно поступает большое количество алюминия с превышением ПДК.
В настоящее время принят принципиально новый подход к развитию канализационной системы, положенный в основу Генеральной схемы развития канализации до 2010 г. Предпринятым в этом направлении шагом можно считать проведение опытно–промышленного эксперимента на Курьяновской станции аэрации по удалению биогенных элементов по технологии датской фирмы «Ковиконсал». Результаты позволили продолжить сотрудничество в области разработки проекта.
4. Пути решение проблем жидких бытовых отходов в Москве и Московской области
Для частных владений
4.1. Сточные воды туалета
В последнее время, в связи с тем, что экологическая ситуация в столице резко ухудшается, обеспеченная часть населения перебирается за пределы города Москвы. Можно заметить масштабные застройки поселков коттеджного типа в Московской области. В результате этого возникает проблема утилизации не только твердых бытовых отходов и строительных, но и сточных вод хозяйственных построек.
Для разных мест подходят различные технологии. Поэтому в каждом случае необходим выбор наилучшей технологии. Необходимо больше информировать владельцев домашних хозяйств и местные власти о том, зачем необходима переработка сточных вод, а также о доступных технологиях.
Локальная очистка сточных вод часто дешевле, чем подсоединение к централизованной канализационной системе. Сегодня небольшие установки способны полностью или частично решить проблему сточных вод как с экономической, так и с экологической точек зрения. Такие локальные системы способны осуществить удовлетворительную санитарную обработку, уменьшить сброс питательных веществ и сделать возможным вторичное использование питательных веществ, содержащихся в сточных водах. Многие из этих систем могут дать более высокий уровень переработки, чем централизованные канализационные системы, подсоединенные к уже существующим очистным сооружениям.
Предлагается несколько методов локальной обработки, а также описывается методика выбора и обращения с системой переработки сточных вод для домов. Также важно отметить, что существует множество других методов локальной переработки сточных вод, помимо описанных далее вариантов.
Сточные воды—проблема или ресурс?
Сточные воды содержит патогенные микроорганизмы, которые являются возбудителями заболеваний. В них также содержатся питательные вещества для растений, в основном фосфор и азот, которые стимулируют рост водорослей в водоемах, принимающих сбросы. Водоросли со временем отмирают и разлагаются, расходуя в процессах гниения значительную часть кислорода, растворенного в воде. Проблему уменьшения содержания кислорода в воде усугубляют органические вещества и азотные соединения, которые, попадая в водоемы вместе со сточной водой, также разлагаются. Снижение уровня кислорода в воде может ослабить или погубить рыбу и другие водные организмы.
С другой стороны, питательные вещества в сточных водах можно использовать в сельском хозяйстве вместо химических удобрений. Вместе со сточными водами мы сбрасываем в реки и озера эти ценные для растений питательные вещества и создаем проблемы вместо использования полезного ресурса. Устойчивое решение должно включать высокую степень вторичной утилизации питательных веществ. Объем и состав бытовых сточных вод зависит от того, сколько времени жильцы проводят дома, какого типа пищу они едят, какие моющие средства они используют, и т. п. Например, последние пятнадцать лет содержание фосфора в шведских моющих средствах уменьшалось из-за требований потребителей производить экологически безопасные, не содержащие фосфор моющие средства. Количество органических токсинов и тяжелых металлов в сточных водах также зависит от стиля жизни жителей и может удерживаться на незначительном уровне. Существуют значительные различия между составом сточных вод из туалетов, так называемой "черной воды", и из остальных частей домашнего хозяйства - "серой воды". Значения могут колебаться в зависимости от области или дома, и их следует рассматривать как средние величины.
В смешанных бытовых сточных водах основным источником как азота (80-90%), так и калия (90%) является моча, которая составляет только около 1% от общего объема сточных вод. Моча также дает более 50% фосфора. Поэтому простой отвод мочи удаляет из сточных вод основную часть питательных веществ. В моче здорового человека сравнительно мало микробов и вирусов. Однако трудно полностью отделить мочу от кала, а опасность загрязнения болезнетворными микробами из мочевого тракта делает необходимым гигиеническую очистку мочи перед использованием в сельском хозяйстве.
Объем экскрементов очень мал. Вода, используемая для слива мочи и кала в обычном туалете, составляет 20-25% от общего потока сточных вод. В кале содержится приблизительно 25% фосфора, большая часть органических веществ и почти все патогенные микроорганизмы. Любой продукт, содержащий кал, будь то сточные воды из туалета или смешанные сточные воды, нуждается в гигиенической очистке перед использованием в хозяйстве.
Объем этих сточных вод составляет около 75% от общего стока. В них не содержится большого количества питательных веществ, если используются моющие средства, не содержащие фосфор. Санитарное качество этой воды до сих пор является предметом обсуждения в скандинавских странах. Было обнаружено, что в сточных водах из кухни и ванной содержание патогенных микроорганизмов так же высоко, как и в смешанных сточных водах, однако до сих пор люди утверждают, что гигиенический риск, связанный с этими сточными водами, невысок. Тем не менее, сточные воды из ванной и кухни необходимо обрабатывать в любом случае из-за высокого содержания в них органических веществ, потребляющих кислород (измеряется как БПК, биологическое потребление кислорода).
4.1.1. Системы с раздельным сбором
Раздельный сбор означает сбор отдельно двух или более различных составляющих сточных вод. Существует три общепринятых типа раздельного сбора бытовых сточных вод:
а) раздельный сбор мочи, кала, и сточных вод из ванной и кухни в три разных емкости;
б) сбор мочи отдельно от остальных сточных вод;
в) сбор мочи и кала совместно, но отдельно от сточных вод из ванной и кухни.
При переходе к любому типу раздельного сбора требуется реконструировать канализационную систему в здании. При этом часто применяются унитазы, отличные от обычных с водным сливом. В результате некоторые составляющие сточных вод удаляются куда-нибудь для переработки, а остальные, либо сточные воды из ванной и кухни, либо их смесь с фекалиями, должны быть переработаны на месте.
Отвод мочи
Поскольку питательные вещества поступают в сточные воды в основном с мочой, проще всего их удалить отведением мочи от основного канализационного потока. Это достигается с помощью специального унитаза с системой раздельного сбора мочи и кала. Моча смывается небольшим количеством воды (0,1-0,2 л) и через отдельную трубу или шланг попадает в закрытый собирающий резервуар для того, чтобы предотвратить выделение азота в воздух. Объем резервуара должен составлять приблизительно 0,5 м3 на человека в год. Перед использованием в сельском хозяйстве моча должна отстаиваться примерно шесть месяцев для достижения достаточно низкого содержания патогенных микроорганизмов.
Схема отвода мочи с последующим использованием в хозяйстве
Системы переработки сточных вод из туалета
В системах с отдельной канализацией для туалета вся сточная вода из туалета смывается и попадает в собирающую емкость. В ней собирается более чем 75% фосфора, более чем 90% азота и значительная часть БПК. Почти все питательные вещества сточных вод можно использовать вторично. В этой системе используется либо унитаз с чрезвычайно малым сливом, подсоединенный к канализации с большим уклоном, либо вакуумный унитаз.
Схема переработки сточных вод из туалета
Чем меньше воды используется для смыва, тем более концентрированные получаются сточные воды. Это важно, поскольку это уменьшает объем собирающего резервуара, снижает транспортные расходы и делает конечный продукт более ценным для фермеров. В сточных водах из туалета высоко содержание патогенных микроорганизмов, и поэтому для его снижения они должны быть подвергнуты обработке, например, жидкому компостированию.
4.1.2. Варианты очистки смешанных сточных вод
До сих пор в скандинавских странах бытовые сточные воды чаще всего очищаются инфильтрацией через песчаные фильтры.
Несмотря на свободу выбора, местные власти останавливаются, как правило, на таких системах. При надлежащем проектировании и постройке они обеспечивают необходимую очистку, но ограничивают возможность вторичного использования питательных веществ.
За последние десять лет стало доступно множество новых систем. Эксплуатационные качества некоторых из них плохо документированы, и мы можем большей частью полагаться только на информацию производителей. Но существует два основных проверенных способа снижения содержания фосфора и БПК в смешанных бытовых сточных водах: поглощение в реактивном фильтре и химическое осаждение.
Поглощение фосфора в реактивном фильтрующем слое
Реактивный фильтрующий слой обычно работает по тому же принципу, что и обычный песчаный фильтр или инфильтрационная система. Сточные воды сначала отстаиваются, пока не осядут взвешенные частицы, например, в септическом резервуаре, а затем равномерно распределяются по фильтру. На фильтре выращивается тонкий слой бактерий, т. наз. биопленка, которая осуществляет большую часть обработки. Фосфор поглощается в специальной среде, содержащей вещества, богатые железом, кальцием и/или алюминием. Фильтрующий слой может быть построен на месте или куплен как отдельный модуль. На рынке есть широкий выбор различных моделей.
Если система правильно сконструирована и установлена, результаты ее работы могут быть впечатляющими. Например, в Норвегии при использовании в фильтрах специальной среды LECA® (высокопористого керамического материала) было достигнуто снижение содержания фосфора > 90 %, снижение БПК > 75 % и снижение содержания азота до 40%.
LECA также может уменьшить содержание нитрата аммония на 80%. Это дополнительное достоинство, потому что нитрат аммония является основным потребителем кислорода в принимающем водоеме.
Фосфор, адсорбирующийся в среде фильтра, может быть использован в качестве удобрения, если фильтрационная масса вносится на сельскохозяйственные поля. Накопленный опыт слишком мал, чтобы полностью понять возможности данного метода вторичного использования питательных веществ.
Химическая обработка
В течение десятилетий в общепринятых методах очистки сточных вод использовалась технология осаждения фосфора с применением солей железа, кальция и алюминия. Осаждение фосфора с переменным успехом применялось для локальной очистки сточных вод в частных домах. За последние годы производители последовательных порционных реакторов и других видов компактных очистных сооружений разработали системы для отдельных домов. Они относительно дороги как с точки зрения первоначальных капиталовложений, так и стоимости обслуживания и химикатов. Уровень снижения фосфора и БПК достаточно высок, однако гигиеническое качество воды на выходе сомнительное.
Другой подход, базирующийся в основном на той же технологии, заключается в добавлении химикатов в существующую систему (в канализационные трубы или в септический резервуар), чтобы повысить удаление фосфора. Результаты, полученные в Швеции, показывают снижение содержания фосфора более чем на 80% и снижение БПК приблизительно на 50% в зависимости от времени выдержки, т. е. от средней продолжительности времени, в течение которого вода находится в септическом резервуаре. Если вода фильтруется (например, в небольшом фильтрующем слое), снижение содержания фосфора, а особенно БПК будет еще выше. Возможности уменьшения содержания азота довольно ограничены. Один из побочных эффектов добавления химикатов заключается в том, что объем отстоя увеличивается в два-четыре раза, и требуется более частое откачивание из септического резервуара. Перед использованием в сельском хозяйстве отстой (как и другие продукты переработки, содержащие фекальные вещества) должен пройти дополнительную обработку, такую как выдержка или компостирование, с целью уменьшения содержания патогенных микроорганизмов.
Ни "традиционное" маленькое очистное сооружение, ни усовершенствование существующей системы с помощью добавления химикатов в септический резервуар не повлечет за собой значительных изменений в здании, т. к. все процессы происходят за его пределами. Обе системы требуют частого обслуживания профессионалами, что является одной из причин их относительно высокой стоимости обслуживания.
4.2. Сточные воды ванной и кухни
Существуют различные точки зрения, насколько необходима обработка сточных вод из кухни и ванной. Большинство защитников дешевых технологий говорят, что требуется невысокая степень очистки. Другие же полагают, что эти сточные воды так же вредны для грунтовых вод, озер и рек, как и смешанные сточные воды, и настаивают на необходимости их тщательной очистки.
Одна из важнейших проблем, связанная с этим типом сточных вод, заключается в том, что в них содержится высокая концентрация органических веществ, которые могут быть причиной неприятного запаха. Другой фактор - возможное наличие фосфатов в зависимости от используемых моющих средств. Идут обширные дебаты по поводу опасности для здоровья, которую представляют сточные воды из ванной и кухни. Некоторые пробы показали, что в них может содержаться столько же патогенных микроорганизмов, сколько и в смешанных бытовых сточных водах. Источником почти всех распространяемых водой болезней являются экскременты. Если кал обрабатывается отдельно, то сточную воду из ванной и кухни можно считать менее опасной с точки зрения санитарии, чем смешанные сточные воды. Но это не означает, что она совершенно безопасна, потому что элементы кала могут попасть в сточные воды из ванной и кухни при приеме ванны или стирке одежды, особенно если в доме есть совсем маленькие дети.
4.2.1. Первичная очистка сточных вод из ванной и кухни
На первом этапе очистки удаляются взвешенные и жировые частицы во избежание засорения всей остальной системы. Септический резервуар обеспечивает осаждение частиц и разложение органических веществ. Очень важно, чтобы выходное отверстие было сконструировано таким образом, чтобы через него не выходили ни жировые и плавающие частицы, ни осажденная субстанция (отстой). Фильтр на выходе, например, полиэтиленовый, еще больше увеличит способность септического резервуара задерживать взвешенные частицы. Септический резервуар следует проверять каждые два - четыре года и опорожнять при необходимости.
4.2.2. Вторичная очистка сточных вод из ванной и кухни
Ресорбция
В течение долгого времени, особенно в летних домиках, применялся метод ресорбции. Это простое решение, когда сточные воды из ванной и кухни после обработки в септическом резервуаре распределяются по горизонтальному слою почвы, не проникая в него. Вода испаряется или потребляется растениями, растущими на этой почве. Частицы, питательные вещества и патогенные микроорганизмы адсорбируются на частицах почвы или разлагаются микроорганизмами.
Схема ресорбционной системы очистки сточных вод из ванной и кухни
Компактные фильтрующие слои
Фильтрующий слой может быть построен либо так, как показано для фильтра LECA, с вертикальным потоком, за которым следует горизонтальный, или как показано ниже, с вертикальным потоком в замкнутом объеме. Средой фильтра может быть LECA или что-либо аналогичное, либо мелкозернистый песок. В компактном фильтре используется тонкая специальная ткань, в которой вода проходит через мелкие дырочки. Это позволяет полезным микробам, которые живут в пленке на поверхности ткани, иметь близкий доступ к органическим веществам и патогенным микроорганизмам сточных вод, способствуя разложению органических веществ и гибель патогенных микроорганизмов.
Схема компактного фильтрующего слоя
Инфильтрация
Еще одна часто используемая технология очистки сточных вод - ее фильтрование сквозь почву. Этот метод можно использовать для сточных вод ванной и кухни, если позволяют местные условия, т. е. если это не вызовет загрязнение грунтовых вод. Квалифицированный специалист по почве сможет определить, существует ли риск загрязнения грунтовых вод, который определяется типом почвы и ее глубиной до коренных пород или до наивысшего уровня грунтовых вод. Если используются моющие средства, не содержащие фосфатов, то количество выбрасываемых питательных веществ будет очень небольшим.
4.2.3 Как уменьшить угрозу здоровью населения
Чтобы можно было использовать конечные продукты, необходимо снизить риск распространения болезней. Этого можно достигнуть, если выдерживать мочу 6 месяцев, а сточные воды из туалета, отстой и среду фильтра - 6-12 месяцев, и при их внесении сразу смешивать с почвой. Это особенно важно для продуктов, содержащих экскременты, так как оставшиеся патогенные микроорганизмы быстро подавляются микроорганизмами в почве.
Можно также добиться гигиеничности при помощи обезвоживания и компостирования, переработки анаэробными бактериями или жидким компостированием отстоя и сточных вод из туалета. Последние два метода дороги и требуют больших объемов органических веществ, тогда как предыдущие два могут быть осуществлены локально без больших затрат.
Выдвигаются следующие основные требования к переработке сточных вод:
· Санитария · Охрана принимающего водоема · Вторичное использование питательных веществ.
На рынке представлены различные технические решения и продукты, которые удовлетворяют этим требованиям. Системы для домов на одну семью одновременно экологичны и более дешевы, чем проведение канализации до централизованных очистных сооружений.
Очень важно участие фермеров в процессе планирования локальных систем переработки сточных вод, чтобы было возможно вторичное использование питательных веществ. Во многих случаях простые системы, адаптированные к местным условиям, имеют самые низкие затраты на строительство и содержание.
В настоящее время потребность в доступных и надежных системах очистки сточных вод для частных домов подтверждается их быстрым развитием. Постоянно появляются новые изделия, расширяются научные знания и накапливается опыт эксплуатации установленных систем.
Новейшая система обеззараживания сточных вод
Широкое использование метода хлорирования для обеззараживания бытовых и производственных сточных вод наносит значительный вред окружающей среде. В связи с этим ведется поиск экологически безопасных методов обработки стоков. Для дезинфекции питьевой воды используют озонирование как метод, отвечающий условиям экологического благополучия.
Цель нашей работы заключалась в оценке возможности использования озона для обеззараживания жидких отходов из микробиологических лабораторий.
С этой целью в научно-исследовательской лаборатории ВятГТУ был специально изготовлен лабораторный озонатор, позволяющий получать из кислорода озон с концентрацией 20 мг/л"'. Исследуемую жидкость предварительно контаминировали спорами В. subtilis, которые по устойчивости к химическим факторам не отличаются от возбудителя сибирской язвы. Концентрацию микробов задавали равной 5-10'' спор-мл''. Озонокислородную смесь пропускали через контаминированную жидкость со скоростью 1 л.мин'. Параллельно с барботированием применяли прием дополнительного перемешивающего воздействия с использованием лабораторной пропеллерной мешалки.
В ходе исследований оценивали влияние отдельных наиболее распространенных компонентов жидких отходов из лабораторий, общее количество пропущенного в данных условиях озона для достижения полного обеззараживания жидкости и влияние фактора перемешивания на эффективность обеззараживания стоков.
Результаты экспериментов показали, что достижению спороцидного эффекта в большей мере препятствуют компоненты питательных сред, используемых для культивирования микроорганизмов, щелочи и растворы монохлорамина. Причем тормозящее влияние монохлорамина отмечалось только при отсутствии предварительной (перед озонированием) тепловой обработки жидких отходов. Если же стоки с монохлорамином были подвергнуты кипячению перед их контаминированием и озонированием, то эффективность обеззараживания практически не отличалась от таковой при озонировании контаминированной водопроводной воды. Предварительное кипячение стоков, содержащих только компоненты питательных сред или щелочи, практически не влияло на эффективность их обеззараживания озоном.
Во всех случаях использование дополнительного перемешивающего воздействия в 3-5 раз сокращало время (и соответственно общее количество озона) для достижения полной гибели бактериальных спор в исследуемой жидкости по сравнению с "простым" барботированием озонокислородной смесью.
При озонировании реальных сточных вод, подготовленных для сброса в общегородской коллектор, время полной гибели спор бактерий при "простом" барботировании составило 10 мин, а при использовании перемешивания -3 мин при общей дозе озона 200 мг и 60 мг на 1 л стоков соответственно. Химический анализ сточных вод после озонирования показал, что произошло снижение содержания отдельных вредных компонентов стоков: СПАВ -в 1,3 раза; взвешенных веществ - в 1,43 раза; хлоридов - в 1,15 раза; сульфатов и аммонийного азота - в 1,1 раза.
Таким образом, использование метода озонирования позволяет надежно обеззараживать сточные воды микробиологических лабораторий от стойких форм микроорганизмов и при этом разрушать многие вредные химические вещества.
Приведу примеры возможного оборудования для озонирования сточных вод.
Малогабаритные станции озонирования СОВ-М предназначены для окисления примесей и обеззараживания воды озоном в составе систем водоподготовки
В качестве фильтрующих элементов используются высокопрочные металло-керамические патроны цилиндрической формы с селективными пористыми слоями, изготовленные по оригинальной know-how технологии
Кроме этого существуют следующие системы:
| Озонаторы (генераторы озона) ОГВК с воздушным охлаждением, рабочий газ - осушенный воздух, производительность от 1 до 100 г/ч | |||
| Генераторы озона на кислороде (кислородные озонаторы) производительность от 60 до 300 г/ч. | |||
| Станции фильтровальные ФУМ производительностью от 6 до 300 м3/ч на основе металлокерамических патронов | |||
| Фильтры со сменной загрузкой производительностью от 0,6 до 40 м3/ч | |||
|
| Ионообменные фильтры умягчения, десульфатирования (удаления сульфатов), удаления нитратов, "ловушки органики" с автоматическим управлением. | ||
|
| Дуплексные системы умягчения непрерывного действия | ||
|
| Осадочные фильтры с ручной и автоматической промывкой | ||
|
| Автоматические квадро-системы непрерывного действия | ||
|
| Фильтры железа с ручной и автоматической промывкой | ||
|
| Угольные фильтры с ручной и автоматической промывкой | ||
|
| Сорбционно-каталитические блоки для систем озонирования | ||
| Системы аэрации воды (эжекторные и компрессорные) | |||
| Установки обессоливания (деминерализации) воды производительностью до 5 м3/ч | |||
|
| Промышленные установки обратного осмоса | ||
|
| Лабораторные установки деионизации | ||
| Установки УФ-обеззараживания | |||
| Системы дозирования реагентов: | |||
|
| Насосы-дозаторы мембранного и перистальтического типов | ||
|
| Импульсные водосчетчики | ||
|
| Контроллеры и датчики ORP, pH | ||
|
| Реагентные баки | ||
| Комплектующие для систем озонирования и аэрации: | |||
|
| Контактно-сепарационные колонны | ||
|
| Воздухоотделители | ||
|
| Эжекторы | ||
|
| Озоностойкие автоматические приводы промывки фильтров | ||
|
| Озоностойкая запорная арматура и проч. | ||
| Прочее оборудование: | |||
|
| Накопительные емкости | ||
|
| Насосное оборудование | ||
|
| Псевдоумягчители Water King | ||
| и проч. | |||
Решение проблемы сточных вод в Москве
4.3 Обработка сточных вод на московских станциях аэрации.
Проведение международного тендера на участие в строительстве станции аэрации в Южном Бутово производительностью 80 тыс. м3/сут. позволило получить от фирмы "Саарберг Хельтер Вассертехник ГмбХ" (Германия) новое технологическое решение станции в целом. Реализация проекта строительства станции проводится на основе модели BOOT.
МосводоканалНИИпроект разработаны сооружения биологической очистки с проведением процессов нитри-денитрификации. Настоящий проект реализован при строительстве 2-го блока Ново-Люберецкой станции аэрации, эксплуатация которого на 500 тыс. м3/сут. предполагается со второго полугодия 1997 г.
В 1996 г. фирмой "DHV" (Нидерланды) в рамках финансирования программы TACIS был разработан проект модернизации Люблинской станции аэрации (ЛбСА) с использованием компьютерных моделей имитации работы сооружений. Получен ряд рекомендаций по повышению эффективности удаления азота. Дальнейшее использование компьютерной модели предполагается для моделирования процесса нитри-денитрификации в условиях автоматического контроля и управления на сооружениях 2-го блока НЛбСА.
Для повышения эффективности очистки сточных вод и обработки осадков принято решение о крупномасштабном переходе на автоматизированные системы контроля и управления. Ведутся поиски новых технологических решений глубокой очистки и дезинфекции сточных вод.
Однако все проводимые водоохранные работы МГП "Мосводоканал" пока кардинально не меняют положения с доочисткой сточных вод. Основными причинами этого являются:
- отсутствие планомерной работы по согласованию сбросов и получению раз-решений на спецводопользование;
- недостаточное финансирование работ по глубокой доочистке сточных вод;
- сокращение НИОКР по децентрализованной и раздельной системе канализации.
Решение последнего вопроса может помочь при утилизации осадка сточных вод, так как при раздельной очистке промышленных и бытовых вод осадок станций аэрации может быть использован в сельском хозяйстве.
Обработка осадка сточных вод на московских станциях аэрации.
Как и в предыдущие годы, остается острой проблема по обработке и утилизации осадков станций аэрации, которых за сутки образуется около 0,9 тыс. т по сухому веществу. Осадок содержит токсичные элементы и соединения тяжелых металлов (цинк, никель, хром, кадмий, свинец и др.).
В результате очистки сточных вод на московских станциях аэрации за 1996 г. было образовано 9,02 млн. м3 осадков. С февраля 1996 г. на КСА находятся в эксплуатации 2 ед. гравитационных ленточных сгустителей, применение которых позволило сократить объем осадка, направляемого в метатенки. Весь осадок, подаваемый в метатенки, подвергался термофильному сбраживанию. Из всего количества образованного осадка 4,1 млн. м3 (46%) было направлено на механическое обезвоживание и 4,92 млн. м3 (54%) - на иловые площадки.
До настоящего времени основным способом обезвоживания осадка являлась естественная сушка на иловых площадках. Станции аэрации испытывают хроническую не-
хватку свободных площадей для подсушивания осадка, мест складирования подсушенного осадка, а также недостаток мощностей по обработке осадка методом механического обезвоживания. Ситуация с подсушкой осадка особенно усугубилась после т как в 1994 г. согласно решению Правительства Москвы были выведены из эксплуатации Люблинские поля фильтрации.
Кроме того, проблемы с обработкой осадка осложнялась еще и тем, что основное обезвоживающее оборудование, применяемое на московских станциях аэрации, устарело и не отвечает современному мировому уровню. Поэтому Правительством Москвы было принято решение о выделении денежных средств на оснащение цехов новым оборудованием и внедрение высокоэффективных технологий кондиционирования осадков с применением флокулянтов. В 1996 г. специалистами МГП "Мосводоканал" разработана "Концепция развития сооружений обработки и утилизации осадка московских станций аэрации". В соответствии с Концепцией планируется переоснастить станции аэрации новым обезвоживающим оборудованием, которое позволит не только обрабатывать весь образующийся на станциях осадок, но и начать переработку осадка иловых площадок.
В 1996 г. начато оснащение Люберецкой станции аэрации фильтр-прессами фирмы "Диффенбах". Предполагается установка 1 1 фильтр-прессов.
Во исполнение распоряжения Правительства Москвы об ускорении темпов ре-культивации территории Люблинских полей фильтрации проработана и находится в стадии проектирования технологическая схема обезвоживания осадка ЛПФ в действующих и вновь реконструируемых цехах механического обезвоживания ЛбСА.
В 1995-1996 гг. на московских станциях аэрации начато крупномасштабное внедрение нового обеззараживающего оборудования. На КСА проводится переоснащение цеха механического обезвоживания осадка с установкой мембранных камерных фильтр-прессов - 4 ед. фирмы "Нетч" и 4 ед. фирмы "Диффенбах"; в 1997 г. планируется развитие цехов механического обезвоживания осадка на иловых площадках № 8 и № 19.
Заключение
В данной курсовой работе охарактеризованы проблемы жидких бытовых отходов и приведены пути решения этой проблемы.
На основании приведенных данных для Москвы и Московской области одна из самых серьезных проблем – проблема утилизации отходов.
Процент всех бытовых отходов составляет 31% от общей массы отходов. Это говорит о плохом показателе утилизации. Все отходы должны сортироваться и утилизироваться раздельно. Для особо вредных отходов необходима разработка технологий безопасного хранения и вторичного использования.
Информация получилась действительно, весьма неутешительная. Для решения проблем требуются колоссальные затраты, и, по крайней мере, в ближайшем будущем их решить не удастся. Больше того, на сегодняшний день они остаются не решаемыми в связи с углубляющимся экономическим кризисом, который усугубляется еще и невыполнением законов на всех уровнях.
Изучая возможные пути решения проблем, я заинтересовалась некоторыми предложениями, но их внедрение, опять же требует больших затрат и действующего закона. Мы можем сказать, что улучшение экологической обстановки произойдет только тогда, когда укрепится национальная экономика и укрепится законодательная база.
Источники информации
1 Использованная литература
Акулкин Г.М., Мясников В.В, Пупырев Е.И.
О состоянии окружающей природной среды Москвы в 1996 году. Государственный доклад.– М., 1997г.
1.2 Владимиров А.М, Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т., Орлов В.Г. Охрана окружающей среды. М.,1991г.
1.3 Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка. Учебное пособие. М., 1995г.
1.4 Матросов А.С. Управление отходами.М.,1999г.
2 Источники информации по проблеме в Интернете.
2.1 //spb.org.ru/greenworld/rus/publ/wtoi/problem.htm
2.3 www.enviro-chemie.ru
2.4 www. Waterline.ru./request.php.
2.5 www.ozonetherapy.ru./search.php.
Приложение
Таблица 2.1
Основные показатели качества питьевой воды
| Показатели качества питьевой воды | Ед. измер. | Нормативы (не более) | Водоисточник (водная система) | |||||||||
| Россия | ЕЭС | ВОЗ | Москворецко -Вазузская | Волжская | ||||||||
| Органолептические показатели | ||||||||||||
| Цветность | град. | 20 | 20 | 15 | 4 -13 | 4 -13 | ||||||
| Мутность | мг/л | 1,5 | 2,3 | 2,8 | 0,1 - 0,9 | 0,1 - 1,0 | ||||||
| Запах | баллы | 2 | - | - | 1 - 2 | 1 - 2 | ||||||
| Физико-химические показатели | ||||||||||||
| рН среды | 6,0 - 9,0 | 6,5 - 8,5 | 7,2 - 8,0 | 7,0 - 7,8 | ||||||||
| Хлориды | мг/л | 350 | 250 | 16,5 - 26,7 | 12,2 - 16,4 | |||||||
| Сульфаты | мг/л | 500 | 250 | 400 | 16,6 - 42,6 | 28,4 - 40,0 | ||||||
| Силикаты | мг/л | 30 | - |
m: 1px solid #000000; border-left: 1px solid #000000; border-right: none; padding-top: 0in; padding-bottom: 0in; padding-left: 0.03in; padding-right: 0in;"> - | 0,7 - 7,5 | 1,0-7,8 | ||||||
| Натрий | мг/л | 200 | 150 | 200 | 6,7 - 14,0 | 3,7 - 9,5 | ||||||
| Магний | мг/л | - | 50 | - | 11,5 - 23,1 | 6,1 - 12,8 | ||||||
| Калий | мг/л | - | 12 | - | 2,3-3,5 | 1,8-8,0 | ||||||
| Алюминий | мг/л | 0,5 | 0,2 | 0,003-0,35 | 0,01-0,29 | |||||||
| (Жесткость общая | мг-экв/л | 7,0 | - | - | 3,08-4,59 | 2,35-3,8 | ||||||
| Сухой остаток | мг/л | 1000 | 1500 | 1000 | 192-300 | 169-265 | ||||||
| Нежелательные загрязнения | ||||||||||||
| Нитраты | мг/л | 45 | 50 | 45 | 0,6-6,39 | 0,61-5,1 | ||||||
| Нитриты | мг/л | 3,3 | 0,1 | - | 0,003-0,007 | 0,001-0,007 | ||||||
| Алюминий солевой | мг/л | 2,0 | 0,5 | - | 0,05-0,37 | 0,23-0,63 | ||||||
| Азот по Кельдалю | мг/л | - | 1,0 | - | менее 1,0 | менее 1 ,0 | ||||||
| Окисляемость | мг/л | - | 5,0 | - | 2,9-5,2 | 3,1-8,8 | ||||||
| Фенолы | мкг/л | 1,0 | 0,5 | - | не обнаружены | |||||||
| Бор | мг/л | 0,5 | 1,0 | - | менее 0,04 | |||||||
| СПАВ | мг/л | - | 0,2 | - | менее 0,01 | |||||||
| Хлороформ и трихлорэти-лен | мкг/л | 60 | 30 | 30 | 8,5-38,0 | 17,0-80,0 | ||||||
| Четыреххлористыи углерод | мкг/л | 6,0 | 3,0 | 3,0 | 0,1-0,9 | 0,1-0,4 | ||||||
| Хлор остат. связанный | мг/л | 0,8-1,2 | - | - | 0,95-1,19 | 0,9-1,2 | ||||||
| Железо | мг/л | 0,3 | 0,2 | 0,3 | 0,01-0,09 | 0,02-0,06 | ||||||
| Марганец | мг/л | 0,1 | 0,05 | 0,1 | 0,01-0,06 | 0,01-0,05 | ||||||
| Медь | мг/л | 1,0 | 1,0 | 1,0 | менее 0,00.8 | менее 0,006 | ||||||
| Цинк | мг/л | 5,0 | 5,0 | 5,0 | менее 0,043 | менее 0,027 | ||||||
| Фосфаты | мг/л | 3,5 | 5,0 | - | 0,01-0,06 | 0,01-0,16 | ||||||
| Кобальт | мкг/л | 100 | - | - | менее 0,20 | |||||||
| Барий | мкг/л | 100 | - | 500 | 27,0-39,0 | 32,0-52,0 | ||||||
| Серебро | мкг/л | 50 | 10 | - | менее 0,30 | |||||||
| Мышьяк | мкг/л | 50 | 50 | 50 | менее 2,7 | менее 1 ,3 | ||||||
| Бериллий | мкг/л | 0,2 | - | - | менее 0,02 | |||||||
| Кадмий | мкг/л | 1,0 | 5,0 | 5,0 | менее 0,46 | менее 0,7 | ||||||
| Цианиды | мкг/л | 100 | 50 | 100 | менее 0,02 | |||||||
| Хром | мкг/л | 50 | 50 | 50 | менее 10,0 | |||||||
| Ртуть | мкг/л | 0,5 | 1,0 | 1,0 | менее 0,20 | |||||||
| Никель | мкг/л | 100 | 50 | - | менее 16,0 | менее 2,3 | ||||||
| Свинец | мкг/л | 30 | 50 | 50 | менее 0,88 | менее 0,9 | ||||||
| Сурьма | мкг/л | 50 | 10 | - | менее 0,5 | |||||||
| Селен | мкг/л | 10 | 10 | 10 | менее 0,2 | |||||||
| ванадий | мкг/л | 100 | - | - | менее 0,66 | менее 1 ,5 | ||||||
| Бенз(а)пирен | мкг/л | 5 | 10 | 10 | менее 1,0 | |||||||
| Стронций | мг/л | 7 | - | - | 0,13-0,27 | 0,123-0,28 | ||||||
Таблица 3.1
Гидравлическая нагрузка станций аэрации Москвы в 1996 г.
(тыс. м3/сут.)
| Станция | Проектная мощность | Нагрузка |
| Курьяновская | 3125 | 3162,1 |
| Люблинский цех комплексной очистки воды | 500 | 225,6 |
| Люберецкая | 2500 | 2479,0 |
| Зеленоградская | 90 | 108,9 |
| Всего | 6215 | 5975,6 |
Таблица 3.2
Сравнительные показатели качества поступающей и очищенной воды станций аэрации
| Показатель | Величина показателя, мг/л | ||||||||
| Фактически в 1996 г. | Норматив | ||||||||
| поступившая | очищенная | культ.-бытов. водо-польз. | рыбо-хозяйст. водопольз. | ЕЭС | |||||
| Свешенные вещества | 168 | 10,0 | фоновая +0,75 | концент. +0,25 | |||||
| БПКполн- | 173 | 10,5 | 6 | 3 | 25 БПК5 | ||||
| Минеральный состав | 445 | 428 | 1000 | 1000 | |||||
| Хлориды | 72 | 68 | 350 | 300 | |||||
| Сульфаты | 53 | 49 | 500 | 100 | |||||
| Азот аммонийных солей | 19,2 | 6,9 | 1,0 | 0,4 | 10 азот общий | ||||
| Азот нитритов | 0,008 | 0,71 | 1,0 | 0,02 | |||||
| Азот нитратов | 0,13 | 7,0 | 10,2 | 9,1 | |||||
| Фосфаты (по Р) | 1,57 | 1,25 | 3,5 (по Р04) | 0,2 | 1,0 фосфор общий | ||||
| Нефтепродукты | 4,2 | 0,17 | 0,3 | 0,05 | |||||
| СПАВ | 1,56 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | |||||
| Фенолы | 0,006 | 0,002 | 0,01 | 0,001 | |||||
| Железо | 2,13 | 0,37 | 0,3 | 0,1 | |||||
| Медь | 0,078 | 0,02 | 1,0 | 0,001 | |||||
| Цинк | 0,28 | 0,09 | 1,0 | 0,01 | |||||
| Никель | 0,044 | 0,024 | 0,1 | 0,01 | |||||
| Хром трехвалентный | 0,062 | 0,004 | 0,5 | 0,005 | |||||