Курсовая работа: Оцінка стану міської системи м. Рівного

Остаточне висушування осаду відбувається на мулових майданчиках. Майданчики є вирівняними ділянками (карти) площею 0,25 - 2 га, оснащені невисокими (0,7-1 м) греблями. Тут в природних умовах протягом декількох місяців (до року) відбувається висушування і компостування (перегнивання) мулового осаду. Компостований муловий осад є хорошим органічним добривом. Обмеження в його вживанні можуть бути пов'язані з наднормативним змістом з'єднань важких металів.

Очисні споруди невеликих населених пунктів.

Очищення порівняно невеликих витрат стічних вод може бути забезпечено на більш простих по конструкції спорудах, принцип дії яких також ґрунтується на процесах біохімічного розкладання органічних речовин співтовариством мікроорганізмів.

Найпростішими очисними спорудами, що використовуються людиною вже більше п'яти сторіч, є поля фільтрації. Вони є майданчиками (карти),, з ухилом до 0,02, оснащені греблями, площею від декількох квадратних метрів до 1,5-2 га. Поля фільтрації влаштовуються звичайно на проникних ґрунтах - пісках, супісках, легких суглинках. Разом з біологічним очищенням стічних вод, в якому беруть участь співтовариства мікроорганізмів як водних, формуються на поверхні карт, так і ґрунтових, розвиваються в товщі проникних ґрунтів, в процесі фільтрації води через породи підстави відбувається її додаткове механічне і частково фізико-хімічне очищення. Перевагами полів фільтрації є простота пристрою і експлуатації. До їх недоліків слід віднести необхідність заняття великих площ, можливість забруднень підземних вод і атмосферного повітря газоподібними продуктами розкладання господарсько-побутових стічних вод, яке відчувається на відстані до 200 від полів фільтрації.

Різновидом полів фільтрації є поля підземної фільтрації, в яких на глибині 0,5-1,8 м укладаються дренажні труби. По них обчищена вода відводиться з полів фільтрації і використовується для зрошування сільськогосподарських угідь.

Прогресивним розвитком методів природного біологічного очищення є біоінженерні споруди типу біоплато. Для очищення і доочистки стічних вод населених пунктів можуть бути використані конструкції типу інфільтраційних і поверхневих біоплато.

Інфільтраційне біоплатоінженерна споруда, розміщена, як правило, в котловані глибиною до 2м, на дні яких влаштовується протифільтраційний екран з поліетиленової плівки. Поверх екрану укладається горизонтальний дренаж і шар щебеня, піску або іншого фільтруючого матеріалу. Поверхня споруди засаджується очеретом, очеретом, рогозом і іншими місцевими видами вищої водної рослинності з розрахунку не менше 10-12 стебел на 1м2. За технологією біоплато в очищенні води беруть участь співтовариства водних (на поверхні блоку) і ґрунтових (у фільтруючому шарі) мікроорганізмів, вища водна рослинність і сам фільтруючий шар. Поверхневе біоплато також розміщується в котловані і має протифільтраційний екран. Роль дренажу виконує кам'яне накидання, замість фільтруючого шару укладається дно котловану, поверхня якого засаджується вищою водною рослинністю. Вища водна рослинність, окрім очисної функції, забезпечує підвищене транспірування (випаровування) рідини, що очищається. Властивості транспірування вищої водної рослинності можуть бути використані також, хоча прискорення підсушування мулових майданчиків, підвищення пропускної спроможності і ефективності очищення полів фільтрації.

Очисні споруди за технологією біоплато полягають, як правило, з декількох блоків, мається свій в розпорядженні каскад, причому блок поверхневого біоплато є кінцевим. До складу споруд біоплато як кінцеве може бути включений болотиста ділянка (природне поверхневе біоплато) з наявністю достатніх чагарників вищої водної рослинності. Початковим блоком споруд є відстійник, де відбувається видалення крупних включень і зважених речовин. За технологією біоплато забезпечується очищення господарсько-побутових стічних вод по БПК5 до 5-10 мг/л, по зважених речовинах - до 8-12 мг/л, причому наявність зважених речовин в основному пов'язана з винесенням їх з фільтруючого шару. Значно (на 40-70%) знижується зміст з'єднань азоту і фосфору. Споруди біоплато, вдало розташовані по рельєфу місцевості, не вимагають вживання електроенергії, хімікатів і забезпечують надійну роботу, як в літній, так і в зимовий період. Для очищення виробничих стічних вод за технологією біоплато вимагається проводити їх перед очищення відповідно до особливостей їх складу і властивостей.

Методи очищення виробничих стічних вод.

Очищення виробничих стічних вод організовується з метою використання їх в системах оборотного, послідовного або замкнутого водопостачання, забезпечення умов прийому в міські системи водовідведення або скидання у водні об'єкти.

Вода, використана в технологічному процесі, містить домішки у вигляді: зважених частинок розміром від 0,1 мкм і більш, створюючи суспензії; крапельок іншої рідини, створюючи емульсії, що не розчиняються у воді; колоїдних систем з частинками розміром від 1 мкм до 1 нм і розчинених у воді речовин в молекулярній або іонній формі. Домішки, що містяться в технологічній воді, часто є цінною сировиною або готовою продукцією.

Методи очищення стічних вод підрозділяються на механічні, фізико-хімічні і біологічні.

Механічні методи очищення забезпечують витягання з вод зважених і плаваючих домішок, що очищаються. Найпростіший спосіб видалення цих домішок - відстоювання, в процесі якого зважені речовини осідають на дно, а плаваючі домішки спливають на поверхню відстійників. Відстійники влаштовуються горизонтальні, вертикальні і радіальні

В горизонтальному відстійнику довжина в 8-12 разів більше його глибини. Відстійники бувають безперервної або періодичної дії. У відстійниках безперервної дії відділення домішок відбувається завдяки різкому зменшенню швидкості руху рідини, що очищається (до 0,005 - 0,01 м/с). Тривалість проходження рідини через відстійник складає 1-3 години. Ефективність освітлювання води - від 40 до 60%. У відстійниках періодичної дії тривалість відстою рідини складає декілька годин, після чого відбувається видалення домішок, що спливли, освітлену воду і осад. Потім процес повторюється.

Глибина (висота) вертикального відстійника у декілька разів перевищує його горизонтальний розмір. Розділення твердої і рідкої фаз відбувається за рахунок зменшення швидкості потоку і зміни його напряму на 180°. Вертикальні відстійники більш компактні, проте їх ефективність на 10-20% нижче, ніж у горизонтальних.

В конструкції радіального відстійника реалізований принцип дії вертикального і горизонтального відстійників. В центральній його частині відбувається зміна напряму потоку рідини, що очищається, а від центру до периферії він працює в режимі горизонтального відстійника. Це дозволяє одержувати достатньо компактні споруди великої продуктивності. Ефективність освітлювання в радіальних відстійниках досягає 60%. Глибина їх коливається від 1,5 до 5м, діаметр - від 15 до 60 м.

Залежно від виду плаваючих домішок, що видаляються, відстійники можуть називатися нафтові пастки, жиро вловлювачі і т.п. Ефективність видалення з води плаваючих домішок складає 95-96%. Домішки, що спливли, віддаляються з поверхні спеціальними пристосуваннями і прямують на утилізацію.

Для видалення з води волоконних домішок (частинок шерсті, ниток, азбесту і ін) використовується дисковий волокновловлювач, є перфорованим диском, по якому тонким шаром стікає рідина, що очищається, що обертається.

Для підвищення ефективності процесу освітлювання до рідини, що очищається у відстійниках, додають коагулянтів - речовини, які при взаємодії з водою утворюють хлопко подібні частинки розміром 0,5-3 мм з розвиненою поверхнею, що володіють також невеликим електричним зарядом. При осіданні ці пластівці захоплюють з рідини зважені і колоїдні частинки. Як коагуляції застосовуються сірчанокислий алюміній, хлорне залізо і ін. Витрата їх складає від 40 до 700 кг/м3 рідини, що очищається. Високі дози відносяться до физико-хімічного очищення технологічних вод, що забезпечує видалення хрому і ціанідів, а також знебарвлення води.

Інтенсифікації процесу коагуляції сприяє добавка флокулянтів - речовин, що забезпечують агрегацію пластин коагуляцій і прискорюючи тим самим їх осідання. Як флокулянти застосовують клейкі речовини: крохмаль, декстрин, силікатний клей. Вельми ефективним є синтетичний флокулянт - поліакриламід (ПКА), широко що використовується також при підготовці питної води.

Тонкодисперсні частинки, які не вдається витягнути з рідини у відстійниках, можуть бути видалені за допомогою фільтрування. Процес фільтрування полягає в проходженні рідини через пористу перешкоду, на якій осідають дрібнодисперсні частинки. Як фільтруючий шар використовуються зернисті матеріали (пісок, гранітна або мармурова крихта, керамзит і ін), тканини і неткані полотна (бавовняні, шерстяні, синтетичні, з азбесту, скловолокно і ін), металеві сітки, перфоровані пластини, пориста кераміка. Для прискорення процесу фільтрування проводиться під тиском або за допомогою вакууму. Для витягання нафтопродуктів, масел і інших емульсованих домішок застосовуються фільтри з поліуретану. Ефективність видалення зважених і емульсованих домішок методом фільтрування досягає 99% і більш.

В гідроциклонах і центрифугах розділення рідкої і твердої фаз проводиться під впливом відцентрових сил.

Для видалення зважених речовин використовуються напірні гідроциклони. Для видалення плаваючих домішок застосовуються відкриті гідроциклони. Гідроциклон є металевим апаратом, що складається з циліндрової і конічної частин. Діаметр циліндрової частини - від 100 до 700 мм, висота приблизно рівна діаметру. Кут конусності складає 10-20°. У середині апарату є струмонаправляючі лопаті у вигляді гвинтової спіралі. Подана під тиском рідина, рухаючись по спіралі до зливу, відділяється від зважених речовин. Частина рідини з великим змістом суспензій віддаляється з гідроциклона, а освітлена вода під дією вакууму, що утворився, рухається вгору і виливається через верхній отвір. У відкритому (безнапірному) гідроциклоні видалення освітленої води відбувається через бічні отвори, а спливаючі домішки витягуються за допомогою сифона. Гідроциклони, в порівнянні з іншими пристроями для механічного очищення вод, відрізняються високою продуктивністю, компактністю, економічні у виготовленні і експлуатації. Ефективність очищення від зважених і плаваючих домішок складає приблизно 70%.

Центрифугування є ефективним методом розділення суспензій і емульсій. Центрифуги виготовляються періодичної і безперервної дії з автоматичним вивантаженням осаду і освітленої рідини (фугата). При центрифугуванні досягається достатньо високий ступінь обезводнення осаду і виходить щодо чистого фугат. Центрифуги споживають велику кількість електроенергії, створюють високі шумові навантаження і небезпечні в експлуатації.

Фізико-хімічні методи очищення забезпечують видалення з води, як правило, розчинених речовин, що не піддаються або погано що піддаються біологічному очищенню, а також речовин, які можуть надати несприятливу дію на колектори або інші елементи систем водовідведення.

Найпростішим і поширеним методом физико-хімічного очищення є нейтралізація, яка полягає в підкислення лужних вод (з рН>8,5) і підлужнення вод з рН<6,5. За наявності на виробництві кислих і лужних вод нейтралізація досягається їх змішенням. За відсутності однієї з категорій вод нейтралізація здійснюється шляхом добавки реагенту. Для нейтралізації кислих вод краще всього використовувати відходи лугів - гідроокиси натрію або калію, що не дають осаду. При використанні гідроокису кальцію у вигляді вапняного молока утворюється шлам, який необхідно видаляти, знешкоджувати і утилізувати. Нейтралізація кислих вод досягається також фільтруванням їх через шар вапняку, доломіту, магнезиту, шлаку або золи.

Для нейтралізації лужних вод використовується відпрацьована сірчана кислота. Високоефективним методом нейтралізації лужних вод є продування через них газових викидів, що містять оксиди сірки, вуглецю азоту і інші кислотоутворюючі оксиди. Таким чином забезпечується одночасно ефективне очищення димових газів.

Реагентна обробка застосовується для очищення вод від ціанідів, роданіду, іонів важких металів і ряду інших домішок. Вид вживаного реагенту визначається складом домішок, що підлягають видаленню з води. Так, розкладання ціанідів досягається обробкою води рідким хлором або речовинами, що виділяють активний хлор, - хлорним вапном, гіпохлоритом кальцію або натрію.

Окисленням вдається добитися деструкції таких з'єднань, як альдегіди, феноли, анілінові фарбники, сірковмісні органічні речовини і ін. Як окислювачі застосовують кисень, озон, перекис водню, піролюзит. В процесі окислення відбувається розкладання шкідливих домішок до простих оксидів або утворення з'єднань, що піддаються біохімічному розкладанню.

Витягання з води іонів ртуті, хрому, кадмію, свинцю, нікелю, мідь, миш'яку засновано на перекладі їх з розчину в нерозчинний осад. Воду, що з цією метою очищається, обробляють з'єднаннями натрію або кальцію - сульфітом, бісульфітом або сульфідом, карбонатами або гідроокисом. Шлам, що утворюється, видаляють, утилізували або складують.

Одним з високоефективних методів очищення є іонний обмін, який є процесом взаємодії рідини, що очищається, із зернистим матеріалом, що володіє здатністю замінювати іони, що знаходяться на поверхні зерен, на іони протилежного заряду, що містяться в розчині. Такі матеріали називаються іонітами. Іонними властивостями володіють природні мінерали - цеолити, апатити, польові шпати, слюда, різні глини. Синтезовано велике число високоефективних іонітів, що володіють селективними властивостями. До них відносяться силікагелі, алюмогелі, пермутити, сульфовуглеці і іонообмінні смоли - синтетичні високомолекулярні органічні сполуки, вуглеводневі радикали яких утворюють просторову сітку з фіксованими на ній іонообмінними функціональними групами. Іоніти не розчиняються у воді, володіють достатньою механічною міцністю, забезпечують можливість їх регенерації з отриманням цінних речовин, витягнутих з води, що очищається. Існують іонообмінні установки періодичної, безперервної дії. Установки періодичної дії працюють як фільтри із зернистим завантаженням у вигляді гранул іонітів. При насиченні поверхні гранул іонами речовини, витягуваної з води, проводиться їх регенерація слабким розчином (2-8%) лугу або кислоти В установках безперервної дії гранули іонітів і рідина, що очищається, рухаються протитечією, постійно перемішуючись. В процесі роботи частина гранул подаються на регенерацію і замінюються новими. Завдяки високій механічній міцності і здатності до регенерації гранули іонітів мають досить тривалий термін служби. Іонний обмін є, по суті, універсальним методом очищення вод. Для розрізнення практично будь-якої речовини з води можна підібрати відповідний іоніт або групу іонітів. Ефективність іонообмінного очищення досягає 95-99%.

Іншим універсальним і високоефективним методом очищення вод є сорбція. Сорбція застосовується переважно для очищення стічних вод, які містять високотоксичні речовини, що не піддаються біохімічному окисленню. Метод сорбційного очищення заснований на адгезії (прилипанні) розчинених речовин поверхнею і порами сорбент - речовини, що володіє розгалуженою зовнішньою і внутрішньою (пори) поверхнею. Якнайкращим сорбентом є активоване вугілля. Сорбційними властивостями володіють золи, шлаки, тирса, коксівна крихта, торф, керамзит і ін. Конструкції установок сорбційного очищення аналогічні іонообмінним. Висока ефективність очищення досягається в установках з псевдо зрідженим ("киплячим") шаром, коли в порожнисту вертикальну колону знизу під тиском подається очищається вода, що проходить через шар сорбенту, який знаходиться в зваженому стані. Відпрацьований сорбент замінюється новим або регенерується. При підтримці сорбенту в "киплячому" шарі, коли досягаються якнайкращі умови контакту його зовнішньої і внутрішньої поверхні з рідиною, що очищається, ефективність очищення досягає 99%. Якщо псевдо зріджений шар злежується, ефективність очищення різко знижується.

Флотаційне очищення застосовується для видалення з води поверхнево-активних речовин (ЛІГШИ), нафтопродуктів, жирів, смол і ін. Процес флотації полягає в сорбуванні домішок, що містяться у воді, поверхнею пухирців повітря, що нагнітається в рідину, що очищається. В практиці очищення вод використовуються напірні, безнапірні, вакуумні і електрофлотаційні установки. Найбільше поширення набули напірні установки (мал.3.15). В таких установках вода спочатку насищається повітрям під тиском, а потім подається у відкритий резервуар, де відбувається виділення пухирців і сорбування ними домішок, що містяться у воді. Іноді стисле повітря подається в нижній шар рідини, що знаходиться в резервуарі (флотаторі). Для підвищення ефективності очищення повітря подається через пористі (фільтраційні) пластини. При вакуумній флотація у флотаторі створюється розрядка, сприяюча утворенню пухирців повітря. Для безнапірної флотації використовуються ерліфтні установки, які дозволяють істотно (в 2-4 рази) понизити витрати електроенергії на флотаційне очищення. Підвищенню ефективності очищення вод при флотації сприяє наявність синтетичних поверхнево-активних речовин. Утворювана ними густа стійка піна підвищує ступінь витягання з води емульсованих і диспергованих домішок. При флотації одночасно досягається дегазація вод, що очищаються, і насичення їх киснем.

При електрофлотації утворення пухирців газу відбувається унаслідок електролізу води. На аноді виділяється кисень, на катоді - водень. Проте цей метод очищення через великі витрати електроенергії і зростання її вартості практично не використовують. З цих же причин все рідше застосовують ніколи широко поширені електрохімічні методи очищення вод: анодне окислення і катодне відновлення, електрокоагуляції електродіаліз. Електрохімічні методи очищення засновані на протіканні постійного електричного струму через рідину, що очищається. Кисень, що виділяється на аноді, окисляє органічні домішки. Як аноди використовують електролітичні нерозкладані матеріали: графить, магнетит, діоксиди свинцю, марганцю або рутенію, що наносяться на титанову основу. На катодах відбувається виділення водню і осідання іонів металів з утворенням нерозчинних гідроксидів. Катоди виготовляють із сталі або алюмінію. В процесі електролізу катіони катодів, взаємодіючи з гідроксид ними групами, утворюють гідроокиси у вигляді пластівців. Цей процес називається електрокоагуляцією.

Одним з різновидів електрохімічного очищення є електродіаліз, який заснований на розділенні іонізованих речовин, що знаходяться в розчині, по відсіках, відгороджених проникними мембранами. Високий ефект досягається при використовуванні мембран з іонітів. електродіаліз є ефективним методом опріснення вод, зокрема морської води для подальшого використовування її в питному водопостачанні. Електрохімічні методи відрізняються універсальністю, забезпечують високу ефективність очищення, добре піддаються автоматизації. Проте їх недоліком, як вже наголошувалося, є велика витрата електроенергії.

Екстракція - витягання із стічних вод розчинених або емульсованих речовин за допомогою екстрагента - розчинника більш сильного, ніж вода. Наприклад, очищення стічних вод від нафтопродуктів шляхом розчинення їх бензином з подальшою його відгонкою.

Евапорація - відгін з води летючих речовин водяною парою.

Гіперфільтрація (зворотний осмос), мікро фільтрація - виділення з води гідратованих іонів, молекул і інших найдрібніших частинок шляхом пропускання її під великим тиском через мембрани, розміри отворів які менше розмірів витягуваних з води частинок. Наприклад, зворотний осмос використовується для знесолення води.

За наявності на виробництві надлишків тепла, наприклад, гарячих димових газів, можна організувати випаровування або випаровування стічних вод. При цьому слід застосовувати заходи по охороні атмосферного повітря від випаровування шкідливих речовин, таких як бензапірен і ін.

Випаровування стічних вод може відбуватися і в природних умовах в накопичувачах-випарниках, що є земляними спорудами іноді гігантських розмірів - висотою в декілька десятків метрів, діаметром в декілька кілометрів.

Умови прийому виробничих стічних вод в міську систему водовідведення.

Виробничі стічні води, як правило, проходять очищення на самому підприємстві і надалі можуть бути використані цим же підприємством, передані для використовування іншому підприємству, скинені у водний об'єкт або за системою водовідведення направлені на загальноміські очисні споруди. Необхідний ступінь очищення міських стічних вод визначається умовами скидання стічних вод у водні об'єкти. Проте очисні можливості загальноміських очисних споруд, основною ланкою яких є комплекс біологічного очищення, досить обмежені. На спорудах біологічного очищення із стічних вод практично не витягуються іони важких металів, не піддаються деструкції штучно синтезовані органічні речовини. Тому у складі виробничих стічних вод, що подаються на загальноміські очисні споруди, зміст речовин, що не піддаються або погано що піддаються біохімічному окисленню, повинен бути обмежено або вони повинні бути відсутні зовсім.

Активний мул, що є співтовариством мікроорганізмів, що певним чином сформувалося, і який є головним "робочим" інструментом біологічного очищення, може бути знищений або значною мірою пошкоджений під впливом кислот, лугів, токсичних речовин або високої температури. Виробничі стічні води, що тому подаються на біологічне очищення, не повинні згубно діяти на активного мула.

Крім того, стічні води, що подаються в систему водовідведення, не повинні викликати руйнування і засмічення каналізаційних колекторів.

Виходячи з цього, забороняється скидати в міські системи водовідведення виробничі стічні води:

рН, що мають, менше 4,0 і більше 9,0;

при показниках ХПК, більш ніж в 2,5 рази перевищуючих БПК, або більш ніж в 1,5 рази перевищуючих БПКполн, що свідчить про значні концентрації в стічних водах органічних сполук, що не піддаються біохімічному окисленню;

що містять токсичні і радіоактивні речовини, збудників інфекційних захворювань, а також речовини, для яких не встановлені ПДК;

із змістом зважених і спливаючих речовин понад 500 мг/л;

з температурою вище 40°С.

В міські системи водовідведення забороняється скидати:

концентровані маткові і кубові розчини;

осідання після локальних очисних споруд, грунт, будівельне і побутове сміття, виробничі відходи;

кислоти, луги, розчинники, смоли, бензин, мазут і інші нафтопродукти;

розчини, що містять сірководень, сірковуглець, леткі вуглеводні;

речовини, здатні засмічувати труби, колодязі, грати або відкладатися на стінках труб;

горючі домішки і розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші, агресивні гази з руйнуючою корозійною дією на каналізаційні мережі і споруди.

Скидання стічних вод промислових підприємств в міську систему водовідведення повинне проводитися рівномірно протягом доби. Залпові скидання не допускаються.

Скидання стічних вод у водні об'єкти після очищення на загальноміських очисних спорудах регламентується нормативами гранично допустимих скидань забруднюючих речовин (ГДС). Враховуючи обмежені очисні можливості загальноміських очисних споруд, управління по експлуатації цих споруд встановлює для своїх абонентів-підприємств, що скидають стічні води в міську систему каналізації, ліміти прийому по кількості і складу промстоків. Ліміти встановлюються так, щоб забезпечити нормативні умови скидання обчищених на загальноміських спорудах стічних вод у водний об'єкт. Для дотримання встановлених кожному підприємству лімітів проводиться локальне очищення виробничих стічних вод, як правило, на самому підприємстві. Іноді декілька підприємств організовують сумісне очищення своїх стічних вод.

Умови скидання стічних вод у водні об'єкти.

Скидання стічних вод у водні об'єкти відноситься до одного з видів спеціального водокористування і здійснюється на основі дозволу, видаваного місцевими органами екологічної безпеки. Відведення стічних вод у водні об'єкти регламентується нормами гранично допустимих скидань речовин (ГДК). ГДК - це максимально допустима маса речовини, що відводиться із стічними водами в одиницю часу, яка дозволяє забезпечити дотримання норм якості води в контрольному створі водного об'єкту для якнайгірших умов водокористування. ГДС встановлюється для кожного випуску стічних вод у водний об'єкт. ГДС для кожного показника якості води визначається як твір максимальної годинної витрати стічних вод на його гранично допустиме значення:

Розрахунок СГДС базується на наступних методологічних положеннях:

1) СГДС розраховується для якнайгірших умов водокористування. Вони характеризуються наступними параметрами:

розрахункова витрата водотоку відповідає максимальній середньомісячній витраті року 95% водної забезпеченості для незарегульованих водотоків або мінімальній гарантованій витраті через дамбу - для зрегульованих;

значення показника у фоновому створі (фонова концентрація) визначається розрахунковим шляхом як статистично обґрунтована верхня межа можливих середніх значень;

норми якості води в контрольному створі повинні дотримуватися в найзабрудненішій частині потоку;

2) відповідно до "Правил охорони поверхневих вод від забруднення поворотними водами" (1999) ГДК встановлюються для визначення необхідного ступеня очищення стічних вод, що скидаються у водні об'єкти за умови дотримання нормативів екологічної безпеки водокористування;

якщо фонова концентрація по яких-небудь показниках не відповідає нормам якості води, то СГДС повинно бути забезпечено безпосередньо в стічній воді;

розрахункова величина СГДС не повинна перевищувати фактично досягнуту (проектну) величину концентрації;

випуск стічних вод в межах межі населеного пункту допускається у виняткових випадках, в цьому випадку екологічні норми якості води повинні дотримуватися в самих стічних водах;

відповідно до Правил (1999) для міських стічних вод, що пройшли повне біологічне очищення, встановлені наступні СГДС: БПК5 - не більше 15 г/м3, ХПК - не більше 80 г/м3, зважених речовин - не більше 15 г/м3; скидання решти забруднюючих речовин нормується виходячи з умов дотримання досягнутої категорії якості води водного об'єкту;

якщо скидання стічних вод відбувається в межах межі населеного пункту, але здійснюється через ефективну розсіюючи здатність, то ГДК повинен забезпечити дотримання норм якості води в зоні початкового розбавлення розсіюючого випуску;

якщо природна якість водного об'єкту (природний фон) по окремих показниках перевищує ГДК, то величини ГДС повинні забезпечувати збереження фонового стану водного об'єкту.

Початковими даними для розрахунку ГДС є: тип водного об'єкту - приймача стічних вод; розрахункове значення фонової концентрації; кратності розбавлення стічних вод, відповідні якнайгіршим гідрологічним умовам; тип випуску стічних вод; місце розташовує випуску; фактичні (проектні) значення концентрації в стічній воді; затверджена максимальна годинна витрата стічних вод.

Як приклад розглянемо методику розрахунку СГДС для зосередженого випуску промислового підприємства, розташованого в межах межі населеного пункту. Скидання стічних вод здійснюється у водотік.

Відповідно до методичного положення 5) норми якості води повинні дотримуватися в самій стічній воді. Відповідно до методичного положення 2) ці норми повинні відповідати вимогам екологічної безпеки комунально-побутового водокористування. Згідно цим нормам в стічній воді повинні виконуватися наступні умови:

а) величина БПКП0ЛН, ХПК, мінералізації і концентрації для речовин 3 і 4 класів небезпеки повинні відповідати нормативним значенням приведеним в "Загальних вимогах до якості поверхневих вод" (ВІД) і в переліку гранично допустимих концентрацій речовин, приведеному в "Санітарних правилах і нормах охорони поверхневих вод від забруднення".

Відповідно до методичного положення величина СГДС не повинна перевищувати фактично досягнуту (проектну) концентрацію (Сст) нормованої речовини в стічних водах, що скидаються:

 (4.1)

Виходячи з цього, можна записати:

 (4.1.1)

б) для речовин 1 і 2 класів небезпеки норми якості будуть дотримано в самій стічній воді, якщо виконується співвідношення:

 (4.2)

Очевидно, що для кожної речовини СГДС складає частку свого ПДК, тобто:

 (4.3)

де Кі< 1.

Обмеження (3.1) може бути приведено до вигляду:

 (4.4)

З (3.2) витікає, що

 (4.5)

якщо ця умова не суперечить співвідношенню (4.4).

Таким чином, значення СГДС визначаються співвідношенням (3.3), в якому значення До. повинні задовольняти обмеженням (4.4) і (4.5). З урахуванням цих обмежень величини Кі повинні підбиратися так, щоб досягнення норм ГДК вимагало мінімальних витрат.

Поверхневий стік з міської території і територій промислових підприємств.

Поверхневий стік з територій міст і промислових майданчиків є істотним джерелом забруднення і засмічення водних об'єктів. Встановлено, що в урбанізованих зонах з розвиненим агропромисловим сектором з поверхневим стоком у водні об'єкти поступає більш 80% забруднюючих речовин. Контроль за відведенням забрудненого поверхневого стоку регламентується Державним стандартом України ДСТУ 3013-95 "Правила контролю за відведенням дощових і снігових стічних вод з територій міст і промислових підприємств".

Поверхневий стік включає дощові, снігові і поливомиєчні стічні води. Він буває організованим і неорганізованим. Організований поверхневий стік збирається з водозбірної території за допомогою спеціальних лотків і каналів і поступає в мережі каналізації або прямо у водний об'єкт через випуски зливових вод. неорганізований поверхневий стік стікає у водний об'єкт по рельєфу місцевості.

Основними джерелами забруднення поверхневого стоку на міських територіях є:

сміття з поверхні покриттів;

продукти руйнування дорожніх покриттів;

продукти ерозії ґрунтових поверхонь;

викиди речовин в атмосферу промисловими підприємствами, автотранспортом, опалювальними системами;

протоки нафтопродуктів на поверхні покриттів;

втрати сипких і рідких продуктів, сировини, напівфабрикатів;

майданчики для збору побутового сміття.

Найвищий рівень забруднення поверхневого стоку спостерігається на територіях великих торгових центрів, автомагістралях з інтенсивним рухом транспорту, територіях промислових і автотранспортних підприємств, неврегульованих будівельних майданчиків.

Формування поверхневого стоку відбувається під впливом комплексу природних (атмосферні осідання, випаровування, фільтрація, затримання вологи рослинами) і антропогенних (використовування водозбірної території, вживання штучних покриттів, технологія миття штучних покриттів) чинників. Специфічні особливості поверхневого стоку, пов'язані з епізодичністю його надходження, різкими змінами витрати і рівня забруднення, мінливістю складу забруднюючих речовин, значно утрудняють контроль і регламентацію надходження його в міські системи водовідведення або у водні об'єкти.

Контроль складу поверхневого стоку здійснюють шляхом аналізу проб, які відбирають з дощової або промислово-дощової мережі. Відбір проб проводять порційно. Для отримання детальної інформації про склад поверхневого стоку проводиться аналіз кожної відібраної проби. Для дощових вод інтервал між відбором проб на початку дощу дорівнює 5-10 мін., а в подальший період 20-30 мін. Орієнтовні дані про склад дощових вод одержують шляхом аналізу усереднену за період дощу проби. При цьому проби відбирають через рівні проміжки часу, а об'єми послідовно відібраних проб повинні бути пропорційні витраті дощових вод. Для снігових вод проби відбирають в дні сніготанення між 12 і 14 годинами з інтервалом в 30 мін. Результати контролю використовують для оцінки винесення забруднюючих речовин з поверхневим стоком.

Оцінку винесення речовин з поверхневим стоком проводять на основі орієнтовних даних про склад і кількість поверхневого стоку. Для організованого поверхневого стоку використовують дані вимірювань витрати скидних вод і результати аналізу проб. Для неорганізованого поверхневого стоку, а також при неможливості організувати необхідні вимірювання витрату поверхневого стоку визначають розрахунковим шляхом, а концентрації речовин в поверхневому стоці приймають на підставі узагальненої кількісної характеристики кожної складової поверхневого стоку.

В поверхневому стоці з території підприємств другої групи містяться також специфічні токсичні речовини, такі як важкі метали, феноли, фтор, миш'як, роданід, аміак і інші. Наявність специфічних речовин визначається технологією виробництва.

Для того, щоб визначити кількість речовин, що поступають у водний об'єкт з поверхневим стоком, необхідно знати його склад і витрату. Кількість дощових і снігових вод залежить від кількості випавших атмосферних опадів і характеристик водозбірної території. Об'єм поливомиєчних вод визначається прийнятою технологією миття і площею оброблюваних покриттів. Не всі випавші атмосферні осідання і води, ті, що утворюються, після миття площ, вулиць і автодоріг, потрапляють у водний об'єкт. Частина атмосферних опадів перехоплюється верхніми ярусами рослинного покриву і не досягає поверхні землі. Осідання, що потрапили на водозбірну площу, і поливомиєчні води стікають по схилу місцевості у водний об'єкт, по шляху, затримуючись в нерівностях рельєфу, випаровуються, просочуються в грунт і ґрунтові води. Частина поверхневих стічних вод, що залишилася, складає загальний шар поверхневого стоку. Для обліку втрат поверхневих стічних вод на водозбірній площі використовується поняття коефіцієнта стоку (ψ). Цей коефіцієнт чисельно рівний відношенню кількості води, що стікає з поверхневим стоком у водний об'єкт з одиниці площі в одиницю часу, до кількості потрапили на одиницю площі в одиницю часу опадів і поливомиєчних вод. Величина коефіцієнта стоку для поливомиєчних стічних вод приймається рівною ψ = 0,6. Для дощових і снігових стічних вод ця величина залежить від характеристик поверхні водозбірної території. Значення коефіцієнтів стоку для основних типів поверхні приведені в табл.4.1

Таблиця 4.1 Значення коефіцієнтів стоку.

Значення коефіцієнта стоку для водозбірного басейну розраховується як середньозважені для всієї площі по формулі:

 (4.6)

де а. - вагові коефіцієнти, рівні по величині відношенню площі, займаної даним видом покриття, до загального водозбірного майданчика; - коефіцієнти стоку для різних видів покриттів.

При орієнтовних розрахунках кількості поверхневого стоку з території невеликих міст або селищ величина коефіцієнта стоку для дощових і снігових вод може прийматися в межах 0,3-0,4 і 0,5-0,7 відповідно.

Об'єм дощових або снігових вод за рік розраховується по формулі:

 (4.7)

де  - коефіцієнт стоку дощових або снігових вод; F - площа водозбірної території, га; Н - шар опадів за теплий або холодний період року відповідно, мм

Об'єм поливомиєчних стічних вод визначається по формулі:

 (4.8)

де т - витрата води на миття одиниці площі, л/м2; до - кількість миття в році; Fm - площа оброблюваних покриттів, га;  - коефіцієнт стоку поливомиєчних стічних вод.

Значення всіх параметрів, що входять в цю формулу, визначаються відповідно до наступних нормативів:

на миття.1 м2 площі витрачається від 1,2 до 1,5 літрів води;

кількість миття для умов міста складає від 50 до 150 за рік;

площа покриттів, потребуючих в митті, складає 20% від всієї території міста;

коефіцієнт стоку поливомиєчних стічних вод приймається рівним 0,6.

Якщо на водозбірній території розташовані великі парки або ділянки лісових масивів, виявляється ефект затримання частини атмосферних опадів рослинним покривом. В цьому випадку об'єм поверхневого стоку зменшується. Розрахунок кількості затриманих атмосферних опадів проводиться по абсолютних нормах затримання.

Шар випавших атмосферних опадів коректується на величину затриманих опадів з урахуванням співвідношення площ, зайнятих різними видами дерев, і всієї водозбірної площі. Об'єм дощових або снігових стічних вод визначається в цьому випадку по формулі:

 (4.9)

де  - коефіцієнт стоку; F - водозбірна площа, га; Н і Нз - шари випавших і затриманих опадів відповідно, мм

Загальний об'єм поверхневого стоку з водозбірної території за рік визначається як сума складових: де W, Wc і Wпм - об'єми дощових, снігових і поливомиєчних стічних вод відповідно.

Сумарне значення річного винесення речовин з поверхневим стоком розраховується як

 м (4.10)

де Сд, Сс і Спм - концентрації речовин в дощових, снігових і поливомиєчних стічних водах відповідно, г/м3.

4.1 Умови прийому промислових стічних вод у міську систему водовідведення

Згідно з вихідними даними забруднюючі речовини представлені азотом, СПАР та завислими речовинами.

ГДК:

Азот - 9,1 мг/м3;

СПАР - 0,75 мг/м3;

Звислі речовини - 0,5 мг/м3.

За формулою (4.1.1) здійснюємо обрахунки для кожної з речовин:

СГДС (азот) =23,8,СГДС (СПАР) =0,125,СГДС (завислі речовини) =19,05.

Порівнюємо значення СГДС із значенням Сст:

СГДС (азот) > Сст;

СГДС (СПАР) < Сст;

СГДС (завислі речовини) > Сст.

Визначимо класи небезпеки речовин:

Азот - 4 клас,

СПАР - 3 клас,

Завислі речовини - 3 клас.

За формулою (4.4) здійснюємо обрахунки для кожної з речовин:

К (азот) =2,61,К (СПАР) =0,25,К (завислі речовини) =0,365.

ΣКі=3,225>1

Таким чином, значення СГДС визначається співвідношенням в якому значення К має задовольняти обмеження з формули (4.4) та (4.5). В нашому випадку ці умови не виконуються.

Значення коефіцієнту стоку для водозбірного басейну розраховують як середньозважений для всієї площі за формулою (4.6).

Ψ=40: 500*0,6=0,048.

Об’єм снігових вод за рік розраховується за формулою (4.7):

Wс=10*0,6*100*345=207000

Об’єм поливомиєчних стічних вод розраховується за формулою (4.8):

Wпм=10*1,3*100*100*0,6=78000

Об’єм дощових чи талих вод розраховується за формулою (4.9):

Wд=10*0,6*500* (189-345) =-468000

Загальний об’єм стоку з міської території становить

W=-183000 - що свідчить про припинення розрахунків на даний час.

Сумарне значення річного виносу речовин з поверхневим стоком розраховується за формулою (4.10):

G=-468000*2000+207000*4000+78000*5000=2280000000

Розділ 5. Оцінка комфортності міської екосистеми

5.1 Комфортність міського середовища

В основу оцінки комфортності міського середовища покладений бальний принцип. Оцінка проводиться за 29 показниками екологічного та соціально-екологічного стану міста.

Інтенсивність прояву кожного показника оцінюється за 4-бальною шкалою (див. методичні вказівки 065-122)

Таблиця 5.1. Оцінка коефіцієнта потенціалу екологічної комфортності міста

За даними таблиці 5 ми отримали те, що зображений на планшеті район має високий рівень комфортності, з мінімальною кількістю автомагістралей, промислових підприємств та інших джерел забруднення навколишнього середовища.

Висновки

На території міста по планшету №1 переважає середньо поверхова забудова, причиною цього є переважання приватного сектору над високо поверховою забудовою. Аналізуючи даний планшет маємо: 8 - 9-поверхових будинків, 1 - 14-поверховий будинок, 1 - 10-поверховий будинок. Неможливо переоцінити роль зелених насаджень в покращені клімату, властивостей ґрунту, очищення повітря від шкідливих речовин, задимлення, шумопоглинання тощо.

Кількісний показник шуму - його гучність, яка вимірюється в децибелах (дБ), які являють собою логарифмічну шкалу рівнів тиснення звуку, де подвоєння його інтенсивності відповідає збільшенню на 3 дБ. Шумове забруднення міського середовища найсильніше проявляється в нічну пору. Постійне пробудження вночі від сильного шуму знижує ефективність відпочинку. Перевищення нормативних значень зафіксовано майже на всіх магістралях, де проводились заміри рівнів шуму. Рівень шуму на нормативній відстані  дБ.

Якщо якість очищення стічних вод не задовольняє умовам їх скидання у водні об'єкти або стічні води після очищення передбачається використовувати для технічного водопостачання або поповнення міських річок, то в цих випадках організовується їх доочистка. При поповненні стоку міських річок обчищеними стічними водами доочистка повинна забезпечити додання ним властивостей і складу, властивого природним річковим водам. Для доочистки стічних вод використовують фільтри із зернистим завантаженням, установки пінної і напірної флотації, коагуляцію і флокуляцію, сорбцію, озонування, установки для витягання з води з'єднань фосфору і азоту. Для додання обчищеним стічним водам якостей природної води їх доочистка проводиться в каскаді біологічних ставків або на біоінженерних спорудах типу біоплато. Найпростішими очисними спорудами, що використовуються людиною вже більше п'яти сторіч, є поля фільтрації. Вони є майданчиками (карти),, з ухилом до 0,02, оснащені греблями, площею від декількох квадратних метрів до 1,5-2 га. Поля фільтрації влаштовуються звичайно на проникних ґрунтах - пісках, супісках, легких суглинках. Разом з біологічним очищенням стічних вод, в якому беруть участь співтовариства мікроорганізмів як водних, формуються на поверхні карт, так і ґрунтових, розвиваються в товщі проникних ґрунтів, в процесі фільтрації води через породи підстави відбувається її додаткове механічне і частково фізико-хімічне очищення. Перевагами полів фільтрації є простота пристрою і експлуатації. До їх недоліків слід віднести необхідність заняття великих площ, можливість забруднень підземних вод і атмосферного повітря газоподібними продуктами розкладання господарсько-побутових стічних вод, яке відчувається на відстані до 200 м від полів фільтрації.

Одним з високоефективних методів очищення є іонний обмін Найвищий рівень забруднення поверхневого стоку спостерігається на територіях великих торгових центрів, автомагістралях з інтенсивним рухом транспорту, територіях промислових і автотранспортних підприємств, неврегульованих будівельних майданчиків.

За даними таблиці 5 ми отримали те, що зображений на планшеті район має високий рівень комфортності, з мінімальною кількістю автомагістралей, промислових підприємств та інших джерел забруднення навколишнього середовища.

А високу ефективність очистки викидів з промислових підприємств забезпечать, вище згадані, недорогі та досить ефективні засоби і методи очистки.

Використана література

1.         Запольский А.К. та інші. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод. - К: Лібра, 2000. - 522с.

2.         Коротун Л.І. Географія Рівненської області. - Рівне, 1996. - 429с.

3.         Кучерявий В.П. Урбоекологія. - Львів: Світ, 2000. - 535с.

4.         Солуха Б.В., Фукс Г.Б. Міська екологія. - К, 2003. - 338с.

5.         А.А. Беккер, Т.Б. Агаев. Охрана и контроль загрязнений окружающей среды. - Ленинград: Гидрометиоиздат, 1989. - 359с.

6.         Экология города. Учебник // под редакцией Стольберга Ф.В. - К: Либра, 2001. - 400с.