|
|
|
|
Портал магістрів ДонНТУ |
Поверхневий стік з території міст і промислових підприємств є інтенсивним чинником антропогенного навантаження на природні водні об'єкти. Обумовлено це тим, що при існуючих системах очищення господарсько-побутових і виробничих стічних вод забруднення водних об'єктів продовжує наростати в основному за рахунок скидання в них поверхневого стоку, тому що основна кількість поверхневого стоку надходить у водойми без очищення (у тому числі 100 % з територій житлових масивів), а наявні на окремих промпредприятиях спорудження по очищенню зливових вод практично не експлуатуються у зв'язку з їх фізичною й моральною зношеністю. Найбільш несприятливий вплив на санітарний стан водойм роблять зважені речовини й нафтопродукти, що втримуються в поверхневому стоці.
Зробити розрахунок поверхневого стоку з території м.Донецька, розробити систему заходів щодо зменшення забруднення ріки Кальмиус поверхневим стоком, запропонувати очисні спорудження для очищення поверхневого стоку.
На інтенсивність забруднення поверхневого стоку з території населених пунктів впливають такі фактори, як благоустрій території, щільність населення, інтенсивність руху транспорту й пішоходів. Ці показники постійно змінюються в процесі урбанізації. За даними багаторічних досліджень (ВНИИВО в м.Харкові, АКХ ім. Панфілова в Ленінграді, ЦНИИКИВР у Мінську) якість забруднень зливового стоку міст коливається в наступних межах:
- зважені речовини - 470…2460 мг/л;
- нафтопродукти - 2…63 мг/л.
Концентрації зважених речовин у дощових, поталих і мийних водах порівнянна або в кілька разів вище, ніж у хоз-побутових водах, що надходять на міські очисні спорудження, і багаторазово перевищує значення цих показників в очищених хоз-побутових водах, що скидають у водойми. Особливе значення має та обставина, що як дощовий стік, так і поталий відрізняються нерівномірністю складу забруднень навіть для однотипних виробництв.
Забруднення сніжного покриву в середньому відповідає забрудненню поталих вод, у той час як забруднення дощових вод по всім складової вище поталих. При залпових скиданнях великої кількості грубодисперсних домішок, що звичайно спостерігається при випаданні дощів, відбувається часткове їхнє осадження в створі ливневыпуска й нижче за течією, що приводить до заиливанию водойм. Санітарними нормами не допускається скидання зі стічними водами часток з гідравлічної крупностью більше 0,4мм для проточних водойм й 0,2мм - для непротічних. У поверхневому стоці зміст твердих домішок з такою гідравлічною крупністю доходить до 30-40 %, причому четверту частину осаду з поверхневого стоку становлять органічні речовини. Тому в товщі наносів активно розвиваються анаэробні процеси деструкції органічних речовин: гниття, шумування, неповного окислювання, сульфатредукции, метаногенеза, денітрифікації. Зазначені процеси супроводжуються виділенням токсичних і газів, що погано пахнуть (метан, сірководень, оксид вуглецю, меркаптан й ін.). Ці явища придушують аеробні мікробіологічні процеси в донної частини водоприймачів, що особливо яскраво проявляється в літній період, коли підвищена температура й дефіцит кисню надзвичайно інтенсифікують анаэробные процеси ("цвітіння" води, розкладання органічних речовин, інтенсивне зростання й відмирання фітопланктону). У результаті у водоймах зменшується зміст розчиненого кисню, погіршується захід, прозорість, фарбування, збільшується зміст аміаку, марганцю й мікробіологічних забруднень. У зв'язку з вищевикладеним ингибируется здатність водойм до самоочищення.
Основна складова частина нафтопродуктів - насичені вуглеводні надзвичайно стійкі до мікробіологічної деструкції, мають високий токсичний ефект, знижують доступність кисню для гідробіонтів всіх рівнів організації. Крім того, хімічне окислювання нафтопродуктів активно знижує концентрацію кисню у водному середовищі. Зазначені фактори негативного впливу на природні водойми здобувають особливе значення у зв'язку з тенденцією росту концентрації нафтопродуктів у зливовому стоці, обумовленою інтенсивною техногенною діяльністю й автомобілізацією.
Слід зазначити, що такі показники якості вод, як БПК й окислюємость для поверхневого стоку з території підприємств різних галузей істотно відрізняються: для машинобудівних і металургійних заводів БПК5 перебуває на рівні 20-30 мг/л, для коксохімічних - 50-80 мг/л, а для харчових і сільськогосподарських виробництв - до 1000 мг/л. Після порівняно нетривалого відстоювання (протягом 2-х годин) цей показник, як правило, різко знижується. Ці значення в незначній мері перевищують граничні показники, наведені в довідкових матеріалах.
Рішення проблеми захисту водойм від забруднення поверхневим стоком ускладнюється значними відмінностями забруднюючих речовин і коливаннями показників забруднення для різних підприємств і навіть для різних виробництв усередині одного підприємства. Крім того, багато підприємств, не мають системи організованого збору поверхневого стоку зі своєї території. Положення ускладнюється також тим, що в ряді випадків площа його водозбору для декількох підприємств є загальною. Це приводить до того, що при організації об'єднаних (групових) блоків очисних споруджень для поверхневого стоку цих заводів виникають технологічні й організаційні утруднення.
У цілому склад забруднень поверхневого стоку і їхніх концентрацій істотно змінилися за останні 10 років з ряду причин:
- знизилася потужність промислових виробництв, у тому числі й локальних очисних спорудженнях, середньорічні обсяги зливового стоку не змінилися, а обсяг стоку, що очищає, знизився;
- повсюдно здійснюється несанкціоноване скидання в зливову каналізацію неочищених стічних вод підприємств;
- багаторазово збільшилася щільність автомобільного потоку, а, отже, і концентрація забруднень у змивах з автомобільних доріг;
- внаслідок недосконалості системи збору рідких і твердих побутових і промислових відходів частина з них попадає в зливову каналізацію.
Таким чином, в останні роки різко зросло забруднення поверхневого стоку.
Обґрунтовано доцільність спорудження або реконструкції існуючих на великих підприємствах очисних споруджень для видалення зважених речовин і нафтопродуктів зі зливових вод не тільки з території підприємств, але й із прилеглих житлових масивів з наступним використанням очищених зливових вод у якості подпіточних вод для оборотних систем.
Скорочення витрати зм'якшеної води за рахунок використання очищеного поверхневого стоку дозволить, з одного боку, частково, а іноді значною мірою вирішити проблему підготовки зм'якшеної води для технологічних цілей, а з інший повністю, запобігти забрудненню водойм поверхневим стоком.
При цьому варто мати через, що витрати на очищення й повторне використання зливових вод для різних галузей будуть значно відрізнятися. Так, наприклад, витрати на зазначені цілі в паливно-енергетичному комплексі й на ряді підприємств харчової й сільськогосподарської галузей нижче, ніж у машинобудівній і металургійній галузях.
Розроблено й пропонується триступінчаста схема очищення зливових стоків промплощадок і житлових масивів з використанням:
- реагентного попереднього осадження сповіщених речовин, инициируемого й присколи шляхом дозування в певних пропорціях компонентів композитного вітчизняного коагулянту, а також при необхідності коректування рН;
- сорбції нафтопродуктів в апаратах нестандартної конструкції, завантажених сорбентами нового покоління природного й штучного походження;
- доочищення зливових вод на фільтрах із завантаженням, у якості якої використаються: антрацитові фільтрати, кремнезему різного складу й кристалічної структури або інші природні й штучні сорбенти.
Капітальні й експлуатаційні витрати пропонованої схеми в кілька разів менше аналогічних витрат при зм'якшенні технічної води для виробничих цілей традиційним ионообменным методом. При цьому одночасно за рахунок запобігання скидання зливових вод у водойми значною мірою знижується сумарний рівень їхнього забруднення.
У зв'язку зі сформованою екологічною обстановкою й з економічної точки зору доцільним є створення малих очисних споруджень, що дозволяють очищати поверхневі стічні води перед скиданням у водойму безпосередньо на випуску. При розробці такого рішення за даними попередніх дослідженні можливе створення енергозберігаючих компактних очисних споруджень (ЕКОС) у місцях випуску стоків у водойму.
За даними наукових пророблень при очищенні поверхневого стоку в компактних очисних установках досить ефективно здійснюється очищення від забруднень (пескогрязевловлювання - до 80%) і спливаючих речовин (нефтемасловловлювання - до 90%). Габарити спорудження при середній витраті стоку 0,2 м3/з по попередніх розрахунках можуть бути: довжина 15-20 м; ширина 5-10 м; висота 1-4 м. Доочищення стоків може здійснюватися за допомогою фільтрів-вставок улаштованих безпосередньо в ЕКОС. Уловлені забруднення накопичуються в ємностях для наступного вивозу й утилізації.
Незначна вартість ЕКОС визначається його компактністю, можливістю виготовлення з недорогих будівельних матеріалів, можливістю експлуатації очисних споруджень без подачі електроенергії.
Кількість, що виносять із міських територій поверхневим стоком забруднень, а також їхньої концентрації в цьому стоці залежить від інтенсивності, тривалості, частоти випадання опадів. Отже, загальна кількість забруднень, змиваних з одиниці водозбірної поверхні буде істотно мінятися залежно від характеру дощу. Розрахунок виносу забруднень із міський территориии може здійснюватися за допомогою розрахункових концентрацій дощового й поталого стоку. Далі приведемо розрахунок кількості забруднюючих речовин з урбанізованої території.
Q=10*Qt*Fm*y*Cp, г/м3
де Qt - сума опадів за теплий період року (квітень-жовтень), (300) мм;
Fm - площа міста, (2310) га;
y - коефіцієнт стоку, що залежить від чаcтини твердої поверхні в сумі площ урбанізованих територій (0,7);
Cp - концентрація забруднюючих речовин, (0,00132) т/м3
Уведіть свої значення й одержите результат розрахунку кількості забруднюючих речовин з урбанізованої території