Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Дрюпина Екатерина Юрьевна

Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула)
<
Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула) Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дрюпина Екатерина Юрьевна. Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула): диссертация ... кандидата технических наук: 25.00.27 / Дрюпина Екатерина Юрьевна;[Место защиты: Институт водных и экологических проблем СО РАН].- Барнаул, 2014.- 131 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Качество поверхностных вод и виды водопользования 9

1.1 Формирование химического состава природных вод 11

1.2 Источники загрязнения речных вод 17

1.3 Критерии и методы оценки качества вод 24

1.4 Нормирование водопользования в России и за рубежом 31

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 35

2.1 Объекты исследования 35

2.1.1 Характеристика р. Обь 35

2.1.2 Характеристика р. Барнаулка 36

2.2 Отбор проб 36

2.2.1 Отбор проб воды р. Обь 36

2.2.2 Отбор проб сточных вод 38

2.3 Подготовка проб к анализу 38

2.3.1 Подготовка проб природной воды 38

2.3.2 Подготовка проб сточных вод 38

2.4 Методы анализа 39

ГЛАВА 3. Оценка качества поверхностных вод р. Обь в район г.барнаула 42

3.1 Расчет фоновых концентраций загрязняющих веществ в р. Обь 42

3.2 Влияние р. Барнаулки на качество воды р. Обь 47

3.3 Влияние канализационно-очистных станций на качество воды р. Обь.. 48

ГЛАВА 4. Пространственно-временное распределение загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула 52

4.1 Суточная динамика содержания загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула 53

4.2 Сезонная динамика содержания загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула 56

4.3 Пространственная динамика содержания загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула 59

ГЛАВА 5. Обоснование расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий г.барнаула при их приеме в городскую систему канализации 61

5.1 Расчет фоновых концентраций загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула 61

5.2 Сравнительный анализ допустимых концентраций загрязняющих веществ, установленных для сточных вод предприятий г. Барнаула, с нормами других городов и существующими нормативами качества природных вод 66

5.3 Основные лимитирующие факторы, определяющие значения ДК в сточных водах предприятий при их приеме на очистку в систему городской канализации 69

5.4 Расчет нормативов сброса очищенных сточных вод в реку (НДС) и допустимых концентраций (ДК) для предприятий с учетом эффективности очистки на городских очистных сооружениях и условий сброса сточных вод в р. Обь 71

5.5 Расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами предприятий в систему центрального водоотведения с учетом лимитирующих факторов 79

5.6 Практические рекомендации по установлению ДК загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при их приеме в систему городской канализации 81

Заключение 83

Спиок литературы 85

Критерии и методы оценки качества вод

Концентрация ионов водорода (рН) является одной из важнейших характеристик окружающей среды, она определяет выживание, метаболизм, физиологию и рост водных организмов. Авторы [28, 29] утверждают, что интервал рН 6,8 - 8,7 является оптимальным для максимального роста водных организмов, в то время как рН 4 является для них вредным [21]. Величина рН зависит от кислотности донных отложений и биологической активности. Высокое значение рН может быть результатом высокой скорости фотосинтеза, бурного цветения фитопланктона. Величина рН также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ [30].

Существенное влияние на химический состав природной воды оказывают живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Именно наличие в природной воде живых организмов и органического вещества отличает ее от искусственного раствора тех же солей и газов [31, 32]. Организмы, населяющие водоемы, влияют на содержание растворенных в воде газов, особенно кислорода и двуокиси углерода, биогенных и органических веществ. Громадную роль в изменении состава природной воды играют микроорганизмы, разлагающие в процессе своей жизнедеятельности органическое вещество на его составные части или создающие его из неорганического вещества. Такая жизнедеятельность микроорганизмов имеет очень серьезное значение для природной очистки вод [31].

Растворенный кислород является одним из наиболее важных параметров химического состава поверхностных вод. Главными источниками поступления кислорода в поверхностные воды являются процессы абсорбции его из атмосферы и продуцирование в результате фотосинтетической деятельности водных организмов. Кислород может также поступать в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно им пересыщены [33]. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие водных организмов составляет около 5 мг/л, понижение его до 2 мг/л вызывает массовую их гибель. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды [30]. В результате этого вода на поверхности водоема чрезмерно обогащена кислородом, в то время как на глубине его очень мало и у водных организмов, обитающих на дне водоема, начинается гипоксия или даже кислородное голодание [23]

Растворенный кислород так же влияет на растворимость и доступность питательных веществ. Его низкий уровень может привести к переходу загрязняющего вещества из окисленной формы в восстановленную, таким образом, увеличивая концентрацию токсичных метаболитов [21].

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Окислительно-восстановительные процессы оказывают существенное влияние на миграционную способность элементов, на их рассеяние и концентрацию [34]. При этом редокс-реакции в природных водах характеризуются следующими особенностями: 1. Большинство наиболее важных редокс-реакции катализируется микроорганизмами (окисление органического вещества молекулярным кислородом, восстановление Fe(III) в Fe(II) и т. д.). 2. Инициирование процессов окисления связано с присутствием в природных водах (в очень малых количествах) свободных радикалов, пероксида водорода, озона и некоторых других сильных окислителей. 3. Направление окислительно-восстановительных реакций в природных водах, с одной стороны, в общем случае зависит от рН, с другой стороны, протекание многих редокс-реакции приводит к изменению рН. 4. Окислительно-восстановительная обстановка в водоемах связана с условиями перемешивания, определяемыми аномальным характером зависимости плотности воды от температуры [35].

Щелочность характеризует «резервную емкость» воды в отношении способности нейтрализовать ионы водорода и играет определяющую роль в предотвращении закислення водоемов при поступлении в них кислых осадков и стоков [35-37]. Она является косвенной мерой концентрации анионов в воде. Источниками растворенных анионов в соответствии с [38] могут быть бикарбонаты, карбонаты, гидроксиды, фосфаты, бораты или силикаты, которые попадают в водоем, прежде всего, в результате обменных процессов с подстилающими породами и донными осадками, а так же с промышленными сточными водами. Щелочность от 30 до 500 мг/л, в целом, является оптимальной для рыб [29, 38]. Высокие значения щелочности могут привести к физиологическому стрессу водных организмов и утрате биоразнообразия [21]. От щелочности природных вод (содержания СО2 и НСОз") зависит количество синтезируемых в процессе фотосинтеза органических соединений [35].

К одному из ведущих факторов формирования минералогического состава природных вод можно отнести залегающие горные породы. Главнейшими растворимыми минералами, которые в основном и определяют химический состав природных вод, являются галит, каменная соль (NaCl), гипс (CaS04), кальцит (СаСОз)и доломит (СаСО х MgCOs). Химический состав природных вод в значительной степени определяется процессами выщелачивания, или химического выветривания горных пород [31].

Подготовка проб к анализу

Во всем мире существует огромное количество показателей качества воды. Наиболее известными являются: индекс качества воды Национального Фонда санитарной охраны США (NSF WQI), индекс качества воды Канадского Совета Министров охраны окружающей среды (ССМЕ WQI) [156-158] и Британский индекс качества воды (ВС WQI), [159-161]. Подробный расчет NSF WQI приведен в [162], ССМЕ WQI в [163, 164], ВС WQI в [165].

Основным отличием NSF WQI от индексов, используемых в нашей стране (ИЗВ, УКИЗВ и ГТХЗ-10), является то, что для его расчета используются 9 строго регламентированных параметров, наиболее характерных для любого водоема (растворенный кислород, коли-индекс), рН, БПК5, нитраты, фосфаты, температура, мутность, взвешенные вещества) [15], в то время как для расчета ИЗВ выбираются 6 загрязнителей, содержание которых в водоеме наибольшее [166], а для ПХЗ-10 - десять показателей, максимально превышающих предельно-допустимые концентрации [167]. При расчете ИЗВ, УКИЗВ и ПХЗ-10 так же не учитываются микробиологические показатели, которые часто являются решающими при оценке пригодности воды для водопользования [128], в то время как в расчет NSF WQI включен коли-индекс.

Еще одним отличием отечественных индексов качества воды является то, что в основе их расчетов лежат предельно-допустимые концентрации загрязнителей, не учитывающие региональные особенности водных экосистем, в то время как зарубежные индексы рассчитываются относительно фоновых региональных содержаний загрязнителей в водоеме.

Индексы ССМЕ WQI и ВС WQI принципиально отличаются в расчетах от всех существующих индексов, как в нашей стране, так и за рубежом. При их расчете учитывается, что при отборе проб в данной точке в силу каких-либо причин могут быть не получены данные по какому-либо показателю, что существует определенная частота, с которой часть проб может оказаться необработанной или испорченной и что количество необработанных проб для разных отборов может различаться [168]. В силу специфики вычисления, данные индексы считаются наиболее эффективными для небольшого количества параметров [169].

В настоящее время в [170] и [171] размещены специальные калькуляторы для расчета индекса качества воды NSF WQI и ССМЕ WQI, а так же руководство пользователя. Другие индексы качества воды, рассчитываемые за рубежом, и способ их расчета рассмотрены в [170, 172-183].

На сегодняшний день в водной среде нормируется содержание более 1300 химических соединений. И их количество будет постоянно расти. Анализ такого большого числа загрязняющих веществ, безусловно, не возможен: он трудоемок, дорогостоящ и длителен. В связи с этим особую значимость приобретают методы интегральной оценки качества воды. Кроме того, в настоящее время назрела необходимость разработки региональных нормативов содержания загрязнителей в водоемах. В таком случае имеется возможность учитывать природный гидрохимический фон. Такое «сглаживание» регионального фактора, может способствовать выбору того или иного способа оценивания качества воды для общего применения [15, 184]. Не смотря на это, во многих государствах считается целесообразной разработка нормативов для каждого водного объекта в целом [185]. Однако при этом теряется возможность при необходимости сравнивать качество различных водных экосистем между собой [15]. 1.4 Нормирование водопользования в России и за рубежом

Водное законодательство Российской Федерации - это система нормативных актов, регулирующих общественные отношения в области использования и охраны вод [156]. Оно состоит из Водного Кодекса, федеральных законов и принимаемых в соответствии с ними законов субъектов Российской Федерации [8]. Среди принципов водного законодательства выделяется приоритет охраны водных объектов перед их использованием [186].

7-ФЗ «Об охране окружающей среды» предусматривает принятие комплекса мер, направленных на сохранение, сбережение водных ресурсов, недопущения ухудшения их качества, а так же восстановление водных объектов, а исходя из анализа большинства норм Водного кодекса РФ, можно увидеть направление на использование водных объектов в целях реализации рыночных отношений. Платность водопользования предполагает максимальную прибыль от продажи воды как ресурса, что в наших условиях автоматически отодвигает на второй план проведение мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов и защиту водоемов от негативного воздействия [187].

В целях предотвращения негативного воздействия на водные объекты для водопользователей устанавливаются нормативы допустимого воздействия на окружающую среду, а для водных объектов - нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов [2]. При этом под предельно-допустимым сбросом (ПДС) вещества в водный объект понимается его масса в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества [3]. Нормативы ПДС устанавливаются исходя из условий недопустимости превышения нормативов качества воды, в том числе предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК) в водоеме [188].

Такая система нормирования сброса веществ со сточными водами, основанная на условии соблюдения ПДК загрязняющих веществ в водоеме, трудоемка и малоэффективна. Одним из основных факторов, препятствующих эффективному управлению процессами водопользования, является неопределенность в выборе нормируемых показателей. Их перечень и количество в законодательном порядке не определены [189]. В результате на практике контроль за составом сточных вод осуществляется по 20-30 показателям и превращается в сильно заформализованный процесс, влекущий неоправданные затраты. Важным моментом является отсутствие надежных методик для определения ряда специфических веществ органической природы. Значительные средства затрачиваются на разработку и согласование проектов нормативов ПДС. При этом очевидно, что достичь жестких критериев качества воды водоема практически невозможно, так как при установлении нормативов ПДС не учитывается уровень существующих технологий водоочистки. На практике нормирование превратилось в формальную неэффективную процедуру [156], причем недостижимость установленных критериев провоцирует водопользователей к стихийному и неорганизованному сбросу неочищенных сточных вод.

С 1 января 2013 на территории РФ действует 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении». Согласно данному закону предприятия должны самостоятельно очищать свои сточные воды как в случае сброса в ближайшие реки и водоемы, так и в случае их сброса в сети местных водоканалов. При этом все средние и мелкие промышленные предприятия должны не просто построить свои локальные очистные сооружения, но и достигать нормативы для рыбохозяйственных водоемов. При этом строительство очистных сооружений, обеспечивающих очистку только основных загрязнителей, обойдется предприятию в несколько миллионов долларов, а попытка приблизиться к рыбохозяйственным нормативам, как минимум, удвоит сумму инвестиций. Таким образом, в условиях снижения прибыльности бизнеса срок окупаемости таких инвестиций составит десятки лет, а санкции, предусмотренные за невыполнение нормативов, способны закрыть или разорить на штрафах практически любое предприятие

Сезонная динамика содержания загрязняющих веществ в коммунальных сточных водах г. Барнаула

Согласно ретроспективным (1989-2003 гг.) и современным (2005-2012 гг.) натурным данным в створе 1 (выше водозабора № 2, рисунок 2.1) наблюдаются невысокие концентрации биогенных элементов группы азота и фосфатов, часто находящиеся на уровне и ниже предела чувствительности метода определения. По показателям общего содержания органического вещества (БПК5, ХПК) превышений нормативов не выявлено. Для большинства микроэлементов их концентрации в фоновой точке невелики. Исключение составляют медь и марганец, для которых повышенные концентрации наблюдаются как по ретроспективным, так и по современным данным. Для Си концентрации превышают нормативы в 3-16 раз, а для Мп - в 2-5 раз в зависимости от гидрологического периода года. Кроме того, анализ ретроспективных данных (1989 - 2003 гг.) показал, что в период половодья в воде р. Обь увеличивается содержание взвешенных веществ (ВВ), Fe и Zn. Однако по современным данным (2005 - 2012 гг.) такая закономерность наблюдается только в отношении взвешенных веществ.

Таким образом, для оценки влияния г. Барнаула и его сточных вод на качество речных вод Оби необходимо учитывать уже имеющийся природный фон и состояние реки Оби выше города. При этом для основных гидрологических периодов фоновые сезонные концентрации загрязняющих веществ рекомендуется рассчитывать отдельно. Такой расчет был сделан в рамках работы [233], выполненной по заказу Верхне-Обского бассейнового управления в 2004 г. (таблица 3.1).

В этой работе за основу при расчете средне-сезонных концентраций тяжелых металлов (Cd, Си, Fe, Hg, Mn и Pb) использовали результаты исследований Института водных и экологических проблем СО РАН, а недостающие по сезонам данные для этих металлов были рассчитаны по базе государственных постов наблюдения с использованием коэффициентов нормирования. Остальные компоненты рассчитывались только по данным государственных постов наблюдения. Расчет средне-сезонной концентрации проводился только для тех компонентов, для которых в течение последних 12-ти лет ряд наблюдений в створе составлял один раз или более за сезон. На основе полученных среднемноголетних сезонных значений гидрохимических показателей р. Обь [233] были предложены величины фоновых концентраций в зависимости от гидрологических периодов (таблица 3.1). Таблица 3.1 - Фоновые среднемноголетние (1989-2003 гг.) концентрации гидрохимических показателей, рассчитанные по сезонам для р. Обь (по створу в

В качестве выборки были взяты результаты, полученные для фоновой точки с 2005 по 2012 гг. в различные гидрологические периоды (п=20-37, для отдельных показателей п=6-12). Рассчитанные фоновые среднегодовые концентрации гидрохимических показателей в створе р. Обь выше г. Барнаула (2005-2012 гг.) приведены в таблице 3.3.

При сравнении ретроспективных и современных фоновых концентраций по большинству показателей (сульфаты, хлориды, Fe, Мп, Си (рисунок 3.1), БПК5, нитраты, нитриты, и др.) можно отметить незначительное снижение концентраций (не более чем в 1,5-2 раза), для ряда показателей наблюдается существенное снижение: аммоний, фосфаты, никель (Рисунок 3.1), свинец - в 5-7 раз, хром в 100 раз.

Фоновое содержание загрязняющих веществ в воде р. Обь Снижение фоновых концентраций нельзя однозначно объяснить реальным снижением загрязнения и улучшением экологической ситуации в р. Обь (выше г. Барнаула). Это может быть также связано с совершенствованием как методов пробоотбора и пробоподготовки (отбор проб по всему поперечному сечению реки, контроль возможного загрязнения проб с помощью «полевого холостого» опыта, учет фона реактивов и всех стадий пробоподготовки), так и инструментальных методов анализа.

Воды р. Барнаулка характеризуются высокой цветностью и мутностью, содержание в них биогенных элементов группы азота и фосфаты, сульфиды, цианиды и БПК5 превышают ПДКрх, но поскольку р. Барнаулка не относится к рекам рыбохозяйственного значения, то к ней применимы нормативы для вод культурно-бытового назначения [11], которые, как правило, выше показателей для вод рыбохозяйственного назначения [13]. Превышения как ПДКрхтак и ПДКк-б. наблюдались в реке повсеместно для таких показателей как цианиды и сульфиды. Оценить влияние р. Барнаулки на воды р. Обь можно, сравнив гидрохимические показатели в створах 1Б и 2, расположенных соответственно выше и ниже впадения р. Барнаулки в р. Обь (рисунок 2.1).

В створе 1 Б (р. Обь, выше впадения р. Барнаулки) превышений ПДКрх по исследуемым гидрохимическим показателям не наблюдалось, напротив, величины часто были на уровне и ниже пределов обнаружения метода анализа. Концентрации таких металлов, как Си, Fe, Mn, Zn фиксировались выше ПДКрх., но не превышали ПДКк-б..

Примеры повышенного содержания веществ в водах р. Барнаулка относительно р. Обь представлены на Рисунке 3.2. Из рисунка видно, что, несмотря на превышение концентраций сульфатов, железа и марганца в р. Барнаулке над их содержанием в Оби в 4-6 раз, загрязнение по этим показателям в створе ниже впадения Барнаулки не наблюдается. Для Си и Ni напротив, можно отметить более низкие концентрации в р. Барнаулке и даже снижение концентраций в р. Обь, ниже впадения Барнаулки. Содержание большинства гидрохимических показателей в створах Оби выше и ниже впадения Барнаулки находится на близком уровне. Из чего можно сделать вывод, что р. Барнаулка, несмотря на значительное загрязнение по ряду показателей, вследствие большого разбавления (расход воды в устье р. Барнаулки в 100 раз меньше р. Оби в точке ее впадения), практически не влияет на качество вод р. Обь.

Основные лимитирующие факторы, определяющие значения ДК в сточных водах предприятий при их приеме на очистку в систему городской канализации

Все перечисленные выше условия в зависимости от обстоятельств могут выступать в качестве лимитирующих факторов, определяющих значение ДК конкретного загрязнителя в сточных водах промышленных предприятий. При этом эффективность очистки на очистных сооружениях и условия сброса сточных вод в водоем являются основными отправными точками при расчете ДК веществ в сточных водах всех водопользователей. Поэтому все водопользователи, включая городские коммунальные службы (в нашем случае это ОАО «Барнаульский водоканал») должны предварительно очищать свои стоки до концентраций, обеспечивающих нормативы безопасного сброса в водоем при существующей эффективности очистки на городских очистных сооружениях. В этом случае при приеме сточных вод предприятий в систему городской канализации лимитирующими факторами, ограничивающими содержание загрязняющих веществ (ЗВ) в промышленных стоках, могут выступать: фоновые концентрации ЗВ в очищенных коммунальных сточных водах, если эти значения ниже их фоновых содержаний в водоеме (Сст. Сф) фоновые концентрации ЗВ в водоеме-приемнике, если они превышают величину ПДК для вод данного вида водопользования (Сф ПДКр.Х(к-б)) величина ПДК, если она выше фонового содержания ЗВ в водоеме, но ниже их концентраций в очищенных коммунальных сточных водах (Сф ПДКрх(ПДКк.б) Сст.) нижние границы фоновых концентраций загрязняющих веществ, характерных для коммунальных сточных вод, определяемых по формуле 5.1 (глава 5.1). Это относится к таким загрязнителям, как БПК5, NH4+,

Для наглядности все рассмотренные лимитирующие факторы, контролирующие содержание ЗВ в сточных водах предприятий при их приеме в городскую канализационную сеть, и условия, определяющие их применение, представлены на рисунке 5.4. Нижняя гран ица фоновых загрязняющих іктерньгх для . сточных вод дец) _ 0,9 Низкое фоновоесодержание вкоммунальных сточныхводах (фон СВ), концентраций веществ, харе коммунальны: (коле Фоновые концентрации веществ в реке (река)Сф ПДКр.х( ПДКк-б)

Расчет нормативов сброса очищенных сточных вод в реку (НДС) и допустимых концентраций (ДК) для предприятий с учетом эффективности очистки на городских очистных сооружениях и условий сброса сточных вод в р. Обь

При расчете Сндс мы руководствовались методикой расчета из [235]. Гидрологические данные р. Обь у г. Барнаула были приняты согласно [243], данные об утвержденных расходах сточных вод для КОС-1 и КОС-2 взяты из [244]. Расчет фоновых концентраций веществ в реке Обь выше выпусков КОС-1 и КОС-2 выполнен по методике, изложенной в [243], с использованием данных гидрохимических наблюдений ИВЭП СО РАН за последние 5 лет.

Так как расстояние между выпусками сточных вод КОС-1 и КОС-2 по реке составляет 20 км, то по методике их можно рассматривать, как одиночные выпуски. На середине участка реки между выпусками КОС-1 и КОС-2 есть выпуск ливневой канализации и недостаточно очищенный коллективный сток нескольких предприятий, однако все эти выпуски по объему не превышают 1 % относительно стоков КОС, и не вносят заметного вклада в загрязнение реки на этом участке. По нашим данным, значительный вклад в загрязнение данного участка реки вносит смыв в реку через протоку М. Болдин загрязняющих веществ (в первую очередь Zn) с неэксплуатируемого шламонакопителя ОАО «Химволокно», а также других веществ с территории 3-й секции золошлакоотвала ТЭЦ-2 и иловых карт КОС-1, расположенных в водоохранной зоне реки. Поэтому, при расчете ДК в стоках с КОС-2 для веществ, фоновые концентрации которых в выше расположенном створе превышали ПДКрх, мы использовали значение фоновых концентраций, принятых для участка реки выше города, если они также превышали значения ПДКрх. Если не превышали, то ДК принимали равным ПДКР х.

Так как сброс сточных вод после КОС-1 и КОС-2 производится через рассеивающие выпуски, то, согласно методике, используется следующая формула для расчета Сндс:

Сндс=п(Спдк - Сф) +СФ , для СФ Спдк Сндс= Сф , для Сф Спдк Сндс= Сет , если Сф Сст Сндс где Спдк = ПДКр.х.;

Сф - фоновая концентрация выше сброса сточных вод; Сет. -концентрация вещества в очищенных сточных водах; п- кратность разбавления в створе начального разбавления.

Необходимые данные для расчетов Сндс, взятые из [243, 244] или рассчитанные на их основе, приведены в таблице 5.4. Таблица 5.4 - Данные, используемые для расчета Сндс сброса сточных вод в реку Обь в районе г. Барнаула после их очистки

Результаты расчета фоновых концентраций в речной воде, Сндс при сбросе сточных вод в реку и ДК для предприятий г. Барнаула приведены в таблицах 5.5 и 5.6. Расчет ДК в сточных водах предприятий, принимаемых на очистку, проводили с учетом эффективности очистки на КОС. При этом за основу брали данные расчетов эффекта очистки по нормативам 1999 г, если процент очистки был выше, указанного в нормативах 2010 г., если было наоборот, то за основу расчета брали эффект очистки 2010 г. Это связано с тем, что с выполнением планов по модернизации и усовершенствованию работы КОС эффективность очистки в последующие годы должна только улучшаться. В случае отсутствия данных об эффективности очистки в вышеуказанных нормативах, за основу брались данные наших расчетов. Таблица 5.5 - Сравнение расчетных значений ДК загрязняющих веществ в сточных водах при приеме на КОС-1 и сбросе после очистки в реку (Сндс), выполненные ООО "Барнаульский водоканал" (БВК) и ИВЭП СО РАН (ИВЭП) (кратность начального разбавления 3,32 для контрольного створа 50 м ниже выпуска)

Как видно из таблиц 5.5 и 5.6 расчетные значения ДК, выполненные в данной работе с учетом кратности разбавления и эффективности очистки, в некоторых случаях существенно отличаются как в ту, так и другую сторону относительно ДК, приведенных в постановлении администрации № 2557 от 30.08.2010. При этом необходимо отметить, что по марганцу, меди и цинку фон реки Обь загружен (выше ПДКР.Х.), поэтому необходимо жестко ограничивать поступление этих веществ в реку со сточными водами. В то время как содержание нитратов, хлоридов, сульфатов, цианидов и большинства тяжелых металлов (As, Cd, Со, Cr, Fe, Ni, Pb) в сточных водах существенно ниже как нормативов ПДКР х, так и их фоновых концентраций в реке. Это означает, что даже при значительном повышении этих веществ в стоках, за счет дополнительного резерва по их разбавлению река успешно будет с ними справляется. Поэтому для отдельных предприятий по этим показателям можно установить временные ДК, превышающие их фоновые концентрации в коммунальных сточных водах, но не выше ПДКрх., т.к. за счет разбавления коммунальными сточными водами и водами других предприятий их влияние на реку будет незначительным.

Похожие диссертации на Методические основы расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах предприятий при организации городских систем водоотведения (на примере г. Барнаула)