Диссертация (Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров), страница 5

Однако, наличиеболеесложноготехнологическогооборудованиятребуетобслуживанияквалифицированным персоналом. Для работы насосного оборудования, устройствдля приготовления и дозирования реагентов, а также обеспечения работы систем23автоматизации требуется подвод электроэнергии. Затраты электроэнергии поданным института «МосводоканалНИИпроект» составляют 1–10 кВт на 1 м3очищенной воды [49]. В зимний период, несмотря на отсутствие поверхностногостока, происходит потребление энергии на обогрев сооружений.Для очистки ливневых вод с крупных водосборных территорий с расходом50-300 л/с применяются станции централизованной очистки. По конструктивномуитехнологическомуповерхностногостокаоформлениюсхожисоцентрализованныестанциямистанцииводоподготовкииочисткиочисткипромышленных сточных вод. Для очистки ливневых вод с водосборов прирасходах более 300 л/с от плавающего мусора, нефтепродуктов, взвешенныхвеществ применяются открытые наземные очистные сооружения [50].При расходах до 500 л/с сооружения выполняются в виде железобетонныхотстойников.

При большей производительности экономически целесообразноустраивать пруды-отстойники, работающие в проточном режиме, с возможностьюдоочистки на кассетных фильтрах с различной загрузкой [51; 52]. Тем не менее,опыт эксплуатации таких сооружений показывает невысокую эффективностьочистки (40-70% по взвешенным веществам и не более 20% по нефтепродуктам[53]), что позволяет получить выходные концентрации взвешенных веществ вдиапазоне от 20 до 70 мг/л, а нефтепродуктов – от 3 до 7,2 мг/л.УдельнаястоимостьочисткиПСВнакрупныхцентрализованныхсооружениях ливневой канализации оказывается несколько ниже, чем нанебольших станциях, однако такая схема канализования требует прокладкипротяженной коллекторной сети, часто с устройством насосных станций, что невсегда возможно, особенно в условиях сложившейся городской застройки.

Всвязи с этим, в ряде случаев рациональным решением является применениедецентрализованных систем очистки [54].Несмотря на широкую распространенность, традиционные системы очисткиливневых сточных вод имеют ряд существенных недостатков. Прежде всего, этовысокая стоимость строительства и эксплуатации. По этой причине насегодняшний день очистке подвергается не более 10% поверхностных сточных24вод, организованно отводимых с городских территорий, а поверхностный стокявляется основным источником загрязнения водных объектов в городах [53; 55].Так в городах Самара, Тольятти, Нижний Новгород и др. по причине нехваткиденежных средств долгие годы остаются нереализованными разработанныепроекты систем ливневой канализации по традиционным схемам [56; 57].Традиционныесооруженияобладаютнизкойэкологичностью.Строительство очистных сооружений серьезно изменяет ландшафт, изымая изестественной природной среды местообитания аборигенной флоры и фауны [58].Кроме того, системы с насосной подачей поверхностного стока сами являютсякосвенными источниками значительных выбросов в атмосферу углекислого газа,окислов азота, серы и пр.

по причине высокого энергопотребления.Зимняя эксплуатация сооружений является значимой проблемой длярегионов с умеренным климатом, характеризующимся наличием холодногосезона года с отрицательными температурами и постоянным снежным покровом.Во-первых, в зимнее время отсутствует поверхностный сток, т.е. дорогостоящиесооружения простаивают. Во-вторых, низкие температуры в сочетании с высокойвлажностью при замерзании приводят к быстрому разрушению конструктивныхэлементов сооружений.

В-третьих, некоторые сооружения требуют зимнегообогрева, что значительно повышает стоимость их эксплуатации.Большое внимание сегодня уделяется и эстетической составляющейгородских и природных ландшафтов. Традиционные сооружения представляютсобой чужеродные элементы городской среды, выполненные из искусственныхматериалов, и не могут быть органично вписаны в городской ландшафт.1.3 Обзор существующих решений в области хранения и использованияповерхностного стока для водоснабженияОдним из направлений развития систем канализации урбанизированныхтерриторий является разработка мероприятий по использованию очищенныхсточных вод, в т.ч.

ливневых, без сброса в водные объекты.25Практика накопления и использования дождевых вод существует учеловечества с древнейших времен. Устройства для накопления дождевой воды сцелью последующего использования встречались у всех древних цивилизаций:Египетской, Римской, Китайской, Индийской, Византийской. Простейшиеустройства представляли собой системы каналов или желобов, проложенных понепроницаемым водосборным поверхностям и собирающих воду в открытыерезервуары или подземные хранилища.

Подобные системы устраивались как дляотдельных домов, так и для целых городов. Встречались и такие произведенияинженерного искусства как Ступенчатый колодец Чанд Баори в Индии илиподземное хранилище «Цистерна Базилика» в Константинополе.С развитием цивилизации подходы к сбору дождевой воды не претерпелипринципиальных изменений. На сегодняшний день системы сбора и очисткидождевых вод получили наибольшее распространение на территориях с жаркимсухим климатом, где наблюдается дефицит пресной воды и отсутствиеэкономическойвозможностистроительствапротяженныхсистемтранспортировки воды.

Однако рост урбанизации, приводящий к резкомуснижению качества природных вод подземных и поверхностных источников,вынуждает рассматривать дождевые воды в качестве источника водоснабжениядаже в регионах с высокой водообеспеченностью.Собраннаядождеваяводаможетбытьиспользованакакдляпромышленных, так и для хозяйственно-бытовых нужд. В России ливневые водычаще всего используются на промышленных предприятиях [59; 60; 61].О необходимости рассмотрения очищенных поверхностных сточных вод сурбанизированных территорий в качестве возможного источника воды дляпроизводственного водоснабжения, мойки дорожных покрытий, а также поливазеленых насаждений, газонов и сельхозугодий указывают п.

4.4, 4.14 СП32.13330.2012, а также отраслевые [62] и территориальные [63 ] нормативныедокументы.Перед использованием поверхностный сток, как правило, подвергаетсяочистке. Степень очистки определяется требованиями к качеству воды26регламентируемыми отраслевыми нормативными документами [64; 65; 66; 67] идр. Методы и технологические схемы очистки ПСВ для использования на нуждыпромпредприятий аналогичны описанным ранее.

Как правило, для сбросаповерхностного стока в водные объекты требуется более глубокая очистка, чемпри его использовании для технических нужд предприятий, что такжеобуславливает рациональностьиспользованияливневыхвод. Еще болеевыгодным использование поверхностного стока становится при отсутствиивблизи предприятия водных объектов и централизованной системы ливневойканализации, ввиду неопределенности (а по факту запрета) законодательства вотношении сброса сточных вод на рельеф местности.На городских территориях очищенные дождевые воды могут бытьиспользованы для полива зеленых насаждений садово-парковых зон, спортивныхполей, водоснабжения декоративных фонтанов, мытья дорожного покрытия.

Вчастных домах и коттеджах дождевая вода может быть применена для поливарастений, мытья машины и прочих технических нужд.Учитывая, что выпадение осадков носит вероятностный характер, а объемповерхностного стока, образующийся за непродолжительный период, можетзначительно превышать нужды потребителя, – системы ливневой канализацииоборудуютсяустройствамидлянакоплениястока.Конструктивноонивыполняются в виде стальных, стеклопластиковых или пластмассовых емкостей,железобетонныхрезервуаров,атакжепрудов-накопителей.Кновымтехническим решениям в области накопления дождевых вод относятся модульныесистемы из пластмассовых блоков, например, EcoBloc, StormBox (рисунок 4) и др.Основным недостатком традиционных технических решений по хранениюводы является высокая стоимость.

Кроме того, при зимней эксплуатации вумеренныхклиматическихширотахвозможноповреждениеконструкцийвследствие замерзания воды и морозного пучения окружающих грунтов.27абРисунок 4 - Модульные системы из пластмассовых блоков для подземногподземного храненияповерхностного стока: а - сборный резервуар из пластмассовых блоков, б – внешний видпластмассового модуля1.4Обзор биоинженерных сооружений для очисткиистки поверхностныхсточных водПерспективным направлением развития систем очистки поверхностногостокаявляетсяпримприменениеенениетехнологий,основанныхнаестественныхспособностях биологических объектов к очистке – биоремедиации.

Суть такихтехнологийзаключаетсявиспользованиибиохимическогопотенциалааборигенных, адаптированных или модифимодифицированныхцированных биологических систем дляочистки вод, грунтов и атмосферыатмосферы, где в качестве агентов биоремедиациивыступают микроорганизмы, растения, грибы и водоросли [68].[Принято выделять несколько основных процессов, проходящих приремедиации загрязненных объектов [69]: экстракция – извлечениеизвлечени загрязненийагентами ремедиации; аккумуляция – накопление загрязнений в организмеагентов; стабилизация – перевод химических соединений в менее подвижную иактивную форму, что снижает риск их распространения; деградацияеградация – разрушениеорганической части загрязнений;агрязнений; стимуляция – развития сопутствующих агентов,принимающих участие в процессе очистки.В отличие от промышленной биотехнологии, где имеется возможностьподдерживать параметры технологического процесса на определенном уровне,уровнебиоремедиация, как правило,авило, осуществляется в буквальном смысле этого слова воткрытой системе, т.е.

в окружающей среде [[70]. Биотехнологические процессы в28отличие от химических протекают в «мягких условиях»: при нормальномдавлении и рН среды, а также при физиологических температурах. Они в меньшейстепени загрязняют окружающую среду отходами и побочными продуктами приэтом характеризуются простотой, естественностью и невысокой стоимостью.К недостаткам биотехнологий можно отнести низкую скорость протеканияпроцессов, а также сложность их регулирования и контроля. Несмотря на это,экобиотехнологии сегодня бурно развиваются во многих странах [70].Все более широкое применение в США, Канаде, Австралии и Европебиотехнологии находят для очистки поверхностного стока.