Диссертация (Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров), страница 3

Ожидаемыеконцентрации загрязняющих веществ в поверхностном стоке с различных типовводосборовприведенывтаблице2-КачественныйсоставПСВсурбанизированных территорий [5; 6; 7].Взвешенные вещества представлены в поверхностном стоке продуктамиразрушения дорожного покрытия и эрозии почвы, частицами несгоревшего13топлива, пылевыми частицами промышленных выбросов, мусором, опавшимилистьями [8].Таблица 2 - Качественный состав ПСВ с урбанизированных территорийГруппаХарактер площади стокаIКровли зданий и сооруженийКонцентрация загрязнений, мг/лТерритории индивидуальной жилойIIзастройки; рекреационные территорииСелитебные территорииIII(центральная часть городов)ВВНПТМБПК20<20<0,1<0,5<10300-1500<1<160-100400-25008-200,75-240-10018-301,5-580-150Техногенно-нагруженные территорииIV1000-(промышленные предприятия,4000магистральные улицы городов)Концентрациивзвешенныхвеществвповерхностномстокемогутколебаться в значительных пределах.

По данным исследований качественногосостава поверхностного стока с территории населенных пунктов, проведенныхВ.И. Кичигиным [9], значения концентраций взвешенных веществ в дождевыхстоках находятся в диапазоне 50-16000 мг/л, талых – 570-8300 мг/л, поливочномоечных – 30-8300 мг/л. Зольность осадка поверхностных сточных вод составляет70-80%. Фракционный состав взвешенных веществ, согласно данным НИИВНИИВО [7], представлен в таблице 3.Таблица 3 - Фракционный состав твердой фазы стока по данным НИИ ВНИИВОРазмер частиц, ммСодержание фракции, %МаксимальноеМинимальноеСреднееБолее 0,130,31,10,1–0,0557,93,010,10,05–0,0161,616,028,90,01–0,00522,08,216,9Менее 0,00566,14,644,1Органическиевеществавповерхностномстокенаходятсякакврастворенном, так и нерастворенном состоянии.

Порядка 90% от общегоколичества окисляющихся органических веществ в поверхностном стоке14составляют суспензированные примеси. Количество органических веществ вливневых водах, выраженное показателем БПК5, составляет 10-285 мг/л, талыхвод – 5-270 мг/л, поливомоечных – 6-225 мг/л. Как правило, органическиевещества в ПСВ более трудноокисляемые, чем в хозяйственно-фекальныхсточных водах. Соотношение БПКполн/БПК5 в среднем составляет 2,5-3 [7].Нефтепродукты образуются преимущественно на автомобильных дорогах иприлегающих к ним территориях.

Они представляют собой смесь горючесмазочных материалов, применяющихся в транспортных средствах: моторные итрансмиссионные масла, тормозные жидкости, антифризы, дизельное топливо,бензин [10]. Эти вещества оказываются на проезжей части вследствие утечек изузлов и агрегатов автотранспортных средств, а также при автомобильных аварий.Для поверхностного стока характерно повышенное содержание такихтяжелых металлов как свинец, цинк, медь, кадмий, хром, никель, железо,алюминий и др. По данным В.С. Дикаревского, Э.Ф. Емлина их содержание вповерхностном стоке может достигать: Pb – 0,6 мг/л; Cd – 0,02 мг/л; Zn – 2,0 мг/л;Cu – 1,0 мг/л; Ni – 0,9 мг/л; Cr – 0,5 мг/л; Fe – 50 мг/л [11, с.

224; 12].Источником тяжелых металлов в поверхностных сточных водах являются:выбросыпромышленныхобъектов;горюче-смазочныематериалыавтотранспорта, содержащие различные присадки; а также мелкодисперсная пыльот истирания фрикционных накладок тормозных колодок, дисков сцепления ишин. В результате износа указанных элементов образуется мелкодисперснаяпыль, содержащая тяжелые металлы (в основном кадмий, медь и цинк), котораявпоследствии смывается с поверхности дорог дождевыми водами [10; 13].Источники образования тяжелых металлов и минеральных веществ, вповерхностном стоке с автомобильных дорог сведены в таблицу 4 [14].Известно, что многие вещества в ливневых водах, включая металлы,токсичные органичные вещества и патогенны элементы, прикреплены кповерхности тонкодисперсной фракции взвешенных веществ [15;16;17]. Согласноисследованиям О.

Р. Ильясова [6], большая часть металлов (60%) адсорбированавзвешенными веществами и задерживается при фильтровании через бумажный15фильтр, остальные металлы находятся в растворенном состоянии. При этом 30%всех металлов приходится на фракции менее 0,06 мм, доля которой из всехвзвешенных веществ составляет лишь 4–8% [18].

Важно отметить, что именнорастворенная фракция тяжелых металлов, являющаяся наиболее биодоступной,оказывает негативное влияние на водную флору и фауну [19].Таблица 4 - Источники образования загрязняющих веществ в поверхностном стоке с автодорогИсточникИзнос покрышек, тормозных колодокГорюче-смазочные материалыПротивогололедные реагентыКузов и подвижные элементы автомобилейДорожное покрытиеЗагрязняющие веществаPb, Cd, Zn, Ni, Cu, SPb, Ni, Zn, CdCa, Na, ClFe, Ni, Cu, Cr, MgNi, SБольшая часть нефтепродуктов поверхностного стока также фиксирована наповерхности твердых частиц за счет адсорбции, коалесценции и адгезии.Согласно исследованиям В. Н. Чечевичкина и Н.

И. Ватина, доля растворенныхнефтепродуктов в талых водах составляет лишь 0,05% [20].Помимо содержания химических веществ, поверхностный сток с городскихтерриторий характеризуются высокой бактериальной загрязненностью. Значениеколи-титра может колебаться от 0,1 до 0,000001 мл [ 21 ]. Среди патогенныхмикроорганизмов поверхностного стока преобладают: Escherichia coli; бактерииродов Citrobakter, Aerobakter, S.thompson; гнилостные бактерии Proteus [22; 23].В 1 кг осадка ливневых и талых снеговых вод может содержаться донескольких сотен яиц гельминтов. В основном это яйца аскариды, режевласоглава, солитера, широкого лентеца и некоторых других [8] .Особенностьюповерхностногостокаявляетсянестационарностькачественных и количественных характеристик во времени. Так согласноисследованиям Д.

В. Жигарева, М. В. Молокова, В. Л. Карагодина и др., в первыхпорциях поверхностного стока наблюдаются очень высокие концентрациивзвешенных веществ, которые могут быть в 10-20 раз выше, чем в конце дождя,т.к. происходит смыв загрязнений, накопившихся на водосборной поверхности втечение сухого периода [24].16Концентрации загрязняющих веществ различаются и по сезонам года.Изменение концентрации нефтепродуктов с различных территорий по сезонамСодержание нефтепродуктов,мг/лгода приведены на рисунке 1 [25].Зима120ЛетоВесна9060300автобусные паркижилая застройкаавтозаправочныестанциистроительныепредприятияРисунок 1 - Динамика изменения концентрации нефтепродуктов в поверхностных сточныхводах по площадям водосбораВ большинстве случаев талый сток оказывается более загрязненным, чемдождевой.

Это обусловлено двумя причинами: во-первых, за достаточно короткийпериод таяния снега выделяются вещества (преимущественно антропогенногопроисхождения), накопленные в снежном покрове за холодный период; вовторых, имеющаяся на территории растительность, служащая в летнее времяодним из факторов естественного очищения поверхностных сточных вод, либоотсутствует, либо находится в угнетенном состоянии [10].

ИсследованияВ. Г. Систер [26] показывают, что в первых 30% талых вод выделяется от 40 до80% загрязнений, а концентрация загрязняющих веществ в первых порциях талыхвод превышает их концентрацию в снежной массе в 6,5 раз.Результатыисследованийзагрязненностиповерхностногостокастерриторий некоторых городов России и с урбанизированных территорий многихстран мира (средние значения), а также требования к сбросу в водоемырыбохозяйственного пользования представлены в таблице 5 [27; 28; 29].17Таблица 5 - Качественный состав поверхностного стока с территорий некоторых городовРоссии и урбанизированных территорий за рубежомВолгоградМеждународныйобзорПДКр.х.ПоказательСамараПермьСанктПетербургВВ, мг/л50-1450352-11004-150420-1250150фон+0.25НП, мг/л0,12-4750,46-9,930,01-2,00,75-3-0,05БПК (ХПК), мг/л5,2-316(68-326)4-15039,2-118,5-3240-1190-444-5718-1000Cолесодержание, 471-8914мг/лТМNH4, мг/л3,8-11,20,4 -10,1-190,45-2,082,100,39Cl-, мг/л-92-850---350SO42-,мг/л63,4-79246-105-126,8-216-100Cd, мг/л0-0,050,003-0,041--0,00450,005Pb, мг/л-0,36-0,580,04–0,12-0,140,1Zn, мг/л0-0,0350,016-0,0750,01-0,350,040,250,01Cu, мг/л0-0,580,09-0,260,002-0,0370,220,050,001Ni, мг/л0,000,15-0,270,002-0,020-0,030,01Al, мг/л0-0,10,07-0,450,04-0,78--0,04Cr, мг/л0-0,0650,07-0,35--0,030,0010,24-5,2--0,16,5-8,0--6,5-8,5Feобщ, мг/лрН0,03-10,7 0,031 - 0,647-87,84-8,371.2 Анализ традиционных систем очистки поверхностных сточных водНесмотря на особенности ПСВ, отличающие их от других категорийсточныхвод(периодичностьпоступления,значительныеколебаниякачественного и количественного состава, одновременное присутствие широкогоспектра загрязняющих веществ), законодательство РФ [30;31;32] предъявляет ккачеству очищенных ливневых и талых вод такие же требования, как и кхозяйственно-бытовым и промышленным стокам.