Требования к степени очистки поверхностного стока

Чрезвычайная нестабильность поверхностного стока и специфичность образования обусловливают сложность изучения его состава. Проведенные до настоящего времени экспериментальные исследования не позволяют с достаточной полнотой характеризовать качественный состав поверхностного стока, особенно образующегося на территориях промышленных предприятий. Несмотря на это, по имеющимся данным можно оценить его состав и обосновать схему очистки.

Поверхностный сток формируется, как указывалось выше, из дождевых, талых и поливомоечных вод и отводится по дождевой (ливневой) или общесплавной канализационной сети. Даже при раздельной системе канализации совместно с поверхностным стоком отводятся дренажные воды, а на территории промышленных зон и производственные стоки, прошедшие локальную очистку.

Состав стока в любой момент времени практически непредсказуем, его характеристики выявляются в результате длительных исследований и накопления представительного ряда наблюдений. Из наиболее характерных примесей в составе поверхностного стока выделим несколько видов.

В дождевых водах присутствуют всевозможные загрязнения, поступающие из атмосферы и накапливающиеся на поверхности.

Дренажный сток включает подземные воды с присущими им компонентами загрязнений: железом, алюминием, марганцем, медью, фенолом.

Талый сток, помимо загрязнений местного происхождения, может содержать примеси, попавшие в атмосферу вдалеке от места осаждения.

Разнообразие условий формирования стока затрудняет прогноз качества воды. Сравнивая показатели загрязнения с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) в воде, используемой для хозяйственно-питьевых либо рыбохозяйственных целей; не следует упускать из вида агрегатное состояние отдельных компонентов. Большая часть примесей (иногда до 90% от общей массы) сорбирована поверхностью дисперсных примесей, включающих взвешенные вещества и коллоидные частицы. Поскольку ПДК тяжелых металлов относится к растворимым формам примесей, сопоставление фактической концентрации с ПДК должно производиться после тонкого фильтрования (ультрафильтрации) воды; в противном случае в массу вредных веществ будут включены нерастворенные примеси, на которые не установлены ПДК. Для выяснения всех аспектов данной проблемы необходимы обширные исследования с привлечением методов определения фактической токсичности сточных вод. Не исключено, что многие из токсичных металлов находятся в виде менее токсичных металлорганических комплексов и могут не оказывать суммирующего вредного воздействия.

Характерной чертой формирования поверхностного стока является возможность превышения расчетного расхода, в силу чего какая-то часть дождевой воды не попадает в канализационную сеть и сбрасывается по рельефу местности в ближайшие водоемы. Учитывая стремление органов Госкомэкологии и Санэпиднадзора к минимизации сброса дождевого стока в водоемы, проектные организации в большинстве случаев принимают период однократного превышения расчетного расхода равным одному году. Однако, расчеты и опыт проектирования показывают, что можно существенно снизить расчетный расход сточных вод при незначительном повышение сброса неочищенной дождевой воды, принимая период однократного превышения равным 0,33 года. Такой прием существенно уменьшает капитальные затраты на строительство очистных сооружений.

Вероятность превышения расчетного расхода следует выбирать на основе гидрологического и экономического анализа на отдаленную перспективу. Стоимость сооружений, которые рассчитывают па расходы разных ливней, сопоставляют с соответствующими возможными убытками, приведенными к общей временной основе, например, в виде годовых затрат. Каждому расчетному расходу соответствует вероятность превышения в любой год. Вероятности превышения каждого расхода умножаются на убытки от этих ливней. Они могут включать стоимость ремонта после затопления, нанесенный ущерб и убытки от нарушения транспортного сообщения. Решать вопрос о соотношении между стоимостью проекта и ущербом от сильных ливней должны не проекти­ровщики, а ответственные органы власти и страховые общества. Необхо­димо информировать население (налогоплательщиков) угрожаемых районов о надежности возводимых сооружений, уровнях затопления и условиях страхования.

Информация о дополнительных или предельных затратах полезна, когда проектировщик или подрядчик должны учесть перерасход по страховым выплатам. Например, для принятия решения о строительстве следует знать стоимость сооружений, возможные убытки и какая часть убытков покрывается путем страхования. Обоснование критериев расчета сети и сооружений должно стать важной задачей исследо­вательских и проектно- конторских разработок. В ходе исследо­ваний необходимо провести точную оценку экологического ущерба, наносимого сбросами сточных вод через ливнеспуски. Полная ликви­дация сбросов в период выпадения сильных дождей и снеготаяния практически невозможна, поэтому важно определить допустимые пределы их воздействия на городские водотоки. Повышение качества уборки городских территорий снижение загрязненности атмосферы могут существенно уменьшить уровень вредного воздействия сбросов. Этим инженерным и санитарно-профилактическим мероприятиям должно быть уделено первостепенное внимание.

Из-за недостатка финансирования экологических программ основное внимание должно быть уделено мероприятиям по перехвату основной массы загрязнений, что предопределяет строительство водоочистных систем большой пропускной способности при относительно неглубокой очистке воды. Между тем наблюдается другая тенденция, которая сводится к повышению требований к очистке воды, вследствие чего строительство упрощенных очистных сооружений фактически остановлено. Переход к поэтапному вводу элементов очистной станции (отстаивание воды, отстаивание с коагуляцией, отстаивание с безреагентным и реагентным фильтрованием, а затем - сорбционной очисткой) позволит охватить большее число выпусков, нежели возведение единичных комплексов по глубокой очистке поверхностного стока. Для примера можно привести случаи, когда в один и тот же водоем сбрасываются глубоко очищенные и совсем не очищенные стоки, в результате чего обесцениваются затраты на очистку воды. Таким образом, третьей важной задачей становится обоснование требований к качеству сбросной очищенной воды в увязке с комплексом мероприятий экологического характера.

В ходе анализа проблемы удаления и очистки воды необходимо обратить внимание на удаление твердых осадков в результате снего­таяния. Запасы собственного тепла сточных вод либо привлеченных источников низкопотенциального тепла могут помочь ликвидировать складирование снега в центральной части города при относительно небольшом радиусе его транспортировки, рационально загрузить очистные станции в зимнее время, уменьшить тепловое загрязнение водостоков.

Законодательство в области защиты водных объектов должно строиться на компромиссе между желаниями и экономическими возможностями. Проблема охраны поверхностных вод должна решаться поэтапно. На первом этапе объектом стандартизации должны быть непосредственно водные источники, на втором - сточные воды, на третьем - очистные сооружения, на четвертом - приоритетные загрязнители. На пятом следует перейти от централизованных административно-законодательных мер к системе, при которой многие функции центральных природоохранных ведомств будут переданы местным властям.

Во многих странах Америки и Европы установлены стандарты как для природных вод различных классов, так и для сточных вод, но нигде нет одинаковых нормативов для природных и сточных вод. В развитых странах нормативы по взвешенным веществам и БПК₅ в очищенных сточных водах соответствуют требованиям биологической очистки.

Определение требуемой степени очистки следует увязывать с техническими и экономическими возможностями, а также с санитарно-гигиеническим эффектом, получаемым в результате инвестиций. Здесь немаловажным фактором является расход электроэнергии. Так, снижение БПК₅с 300 до 15 мг/л (95 %) требует в 1,5 раза больше электроэнергии, чем снижение БПК₅ с 300 до 40 мг/л (87 %).

Степень очистки воды на очистных сооружениях определяется соответствующим расчетом, но не должна быть меньше значений, приведенных в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Степень очистки воды в зависимости от вида загрязнения

Эффективность капиталовложений в строительство сооружений доочистки на порядок ниже, чем в строительство сооружений полной биологической очистки.