ИТС 10-2015

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ ПОСЕЛЕНИЙ, ГОРОДСКИХ ОКРУГОВ

     
     
Дата введения 2016-07-01

     
  

Введение

Введение


Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений и городских округов.

     

     Краткое содержание справочника НДТ


Введение. Во введении приведено краткое содержание справочника НДТ и обзор нормативных правовых документов, использованных при его разработке.

Предисловие. В предисловии указана цель разработки справочника НДТ, его статус, правовой контекст, описание конкретных проблем, решаемых справочником НДТ, описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также порядок его применения.

Область применения. В разделе приводится детализация области применения НДТ, на которую распространяется действие справочника НДТ в соответствии с действующим законодательством. Определена граница отнесения к области применения очистных сооружений, принимающих как сточные воды поселений (через централизованную систему водоотведения), так и сточные воды объектов, на которых осуществляется производство продукции или оказание услуг (напрямую).

Раздел 1. В подразделе 1.1 описаны различные аспекты образования и отведения сточных вод централизованных систем водоотведения поселений (далее в обобщенном понимании именуются просто сточными водами). Показано, что на объектах подотрасли осуществляется очистка двух принципиально различных потоков сточных вод: смеси хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод (городские сточные воды, ГСВ), а также поверхностных сточных вод (ПСВ). Приведена информация об источниках образования и системах отведения сточных вод, факторах, влияющих на количество сточных вод, тенденции многолетней динамики притока на очистные сооружения, о показателях и величинах загрязненности сточных вод и ее зависимости от источников сброса, о факторе неравномерности притока и специфике контроля показателей расхода и загрязненности.

В подразделе 1.2 кратко изложены задачи и методы очистки сточных вод, технологические и экологические аспекты развития подотрасли очистки сточных вод в СССР и России, показана специфика подотрасли с точки зрения методологии НДТ.

В подразделе 1.3 показана ведущая роль подотрасли в защите водных объектов от негативного воздействия поселений на водные объекты.

В подразделе 1.4 приведена общая информация по подотрасли, в том числе: расположение и масштабы подотрасли, организационные и экономические основы работы подотрасли, экономическое положение предприятий, приведены данные по количеству предприятий и объектов, подпадающих под обязательный переход на НДТ и получение комплексных разрешений, а также имеющих право добровольно присоединиться к нормированию по технологическим показателям.

Приведены данные по объектам подотрасли, полученные путем анкетирования: по производительности, срокам эксплуатации, производительности, нагрузке по сточным водам, загрязненности поступающих сточных вод. В подразделе 1.5 введены градации объектов подотрасли по производительности.

В подразделе 1.6 приведены данные по энерго- и ресурсопотреблению подотрасли, в том числе по данным анкетирования.

В подразделе 1.7 описаны особенности условий модернизации объектов подотрасли, в подразделе 1.8 - системные проблемы отрасли водопроводно-канализационного хозяйства в целом и подотрасли очистки сточных вод в частности. Определена основная задача данного справочника НДТ: обеспечить предъявление достижимых нормативов к очистным сооружениям и достижение наибольшей эколого-экономической эффективности применяемых технологий.

Раздел 2. В подразделе 2.1 приведено отдельное описание двадцати одного подпроцесса, и основного применяемого оборудования для очистки городских сточных вод, Приведены результаты анализа данных двухсот анкет по применению основных подпроцессов очистки городских сточных вод. Описано вспомогательное природоохранное оборудование. Приведена информация по текущим уровням потребления ресурсов и производства вторичной продукции.

В подразделе 2.2 приведено аналогичное описание двенадцати подпроцессов и соответствующего оборудования для поверхностных сточных вод. Дана имеющаяся информация по объектам этой части подотрасли, текущим уровням потребления ресурсов и производства вторичной продукции на объектах очистки поверхностных сточных вод.

Раздел 3. В подразделе 3.1 описаны методологические особенности подотрасли, обоснован перечень загрязняющих веществ, по которым должно осуществляться технологическое нормирование (так называемые технологические показатели биологической очистки сточных вод). Приведена информация по сложившейся ситуации с контролем атмосферных эмиссий. Обоснована невозможность использования методологии маркерных веществ применительно к очистке городских сточных вод. Определены маркер загрязненности очищенных поверхностных сточных вод и маркер содержания дурнопахнущих веществ в выбросах.

В подразделе 3.2 детально проанализировано по 18 показателям по данным анкет качество очистки городских сточных вод (показатели сбросов в водные объекты). Сделан вывод об очень значительных различиях в качестве очистки и существовании нескольких групп объектов, требующих применения различных подходов.

Также по имеющейся информации проанализированы сбросы с объектов очистки поверхностных сточных вод.

Введена система интегральной оценки качества очищенных сточных вод, основанная на суммировании соотношений качества очищенных сточных вод к целевым технологическим показателям, достигаемым при использовании различных технологий (показатель ИПКО).

Приведены результаты расчета показателя ИПКО для основных технологий очистки сточных вод, а также для всех проанкетированных объектов. По результатам анализа обоснованы максимальные значения показателей ИПКО отдельно для ГСВ и ПСВ, являющиеся основанием требовать от объектов первоочередного перехода на НДТ.

В подразделе 3.3 приведена информация по выбросам дурнопахнущих веществ от очистных сооружений ГСВ, дана Классификация подпроцессов, использующих открытые поверхности, по интенсивности выделения дурнопахнущих веществ, ранжированы технологические факторы, влияющие на интенсивность выделения дурнопахнущих веществ.

Обоснована нецелесообразность нормирования эмиссий и, напротив, целесообразность нормирования эффективности воздействия на выбросы.

В подразделе 3.4 показана множественность факторов, влияющая на образование отходов на сооружениях очистки сточных вод, приведены данные по диапазону возможного образования отходов. Обоснована нецелесообразность нормирования количества образующихся отходов и целесообразность нормирования эффективности обработки осадков, размещаемых как отходы.

Раздел 4. В подразделе 4.1 показаны особенности методологии определения НДТ применительно к подотрасли. Перечислены основные экологические задачи, которые должны решаться с помощью НДТ. Обоснована необходимость для данной подотрасли в целях предотвращения нерационального расходования инвестиционных ресурсов применения НДТ, обеспечивающих максимальную эколого-экономическую эффективность, а также использования комбинированного подхода, с учетом возможностей водного объекта при выборе технологии как НДТ.

С использованием методологии ИПКО обоснована возможность использования комбинированного подхода, основанного на использовании четырех уровней (по достигаемому экологическому результату) апробированных технологий (групп технологий), которыми располагает отрасль. Сформулированы предложения по ранжированию водных объектов для целей выбора НДТ также в пределах четырех групп (категорий А-Г).

В подразделе 4.2 выполнен анализ технологий, как возможных НДТ для ГСВ, в том числе технологий очистки сточных вод, доочистки, обеззараживания, стабилизации и сокращения массы осадка. Приведено описание референц-объектов, выбранных по данным анкетирования, по литературным и экспертным данным.

В подразделе 4.3 приведена аналогичная информация по ПСВ.

В подразделе 4.4 проведено собственно определение НДТ на базе критериев, установленных законодательством, действующими в данной сфере стандартами и рекомендациями. Определены НДТ для групп подпроцессов для ГСВ и ПСВ. Проведена комплексная оценка преимуществ, которые могут быть достигнуты при внедрении НДТ; по возможности приведены данные о достигаемом качестве очистки, образовании отходов, потреблении ресурсов и повышении энергоэффективности.

Раздел 5. Приводится описание универсальных НДТ, применимых для большинства областей применения НДТ, в том числе НДТ организационно-управленческого характера; энергосбережения и ресурсосбережения; производственного экологического контроля; предотвращения и сокращения образования запахов, НДТ предотвращения и сокращения шумовых выбросов.

Приводится краткое описание ранее обоснованных в разделе 4 НДТ очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. Всего описано 75 отдельных НДТ, сгруппированных по 16 группам. Часть из них является универсальной, для других приводятся данные по ограничению применимости НДТ, в том числе в зависимости от масштаба объекта, условий сброса в водные объекты, действующих или новых очистных сооружений.

Раздел 6. В подразделе 6.1 приведена информация по стоимости мероприятий по переходу на НДТ, обобщенная по данным части анкет, содержавших достаточную информацию по данным разделам. Всего приведена информация по 36 реализованным или запланированным проектам, разделенная по шесть групп.

В подразделе 6.2 проведен анализ экономической доступности внедрения НДТ для организаций водопроводно-канализационного хозяйства, выполненный для нескольких вариантов: с новым строительством и реконструкцией, в условиях высокого (в среднем по отрасли) и низкого тарифов. Сделан вывод о недоступности для подавляющего числа организаций водопроводно-канализационного хозяйства строительства новых очистных сооружений или сооружений термической переработки осадка.

В подразделе 6.3 проведен анализ эколого-экономический эффективности использования НДТ. Вначале приведено сравнение способов выражения экономических показателей технологий. Сделан вывод, что оптимальным инструментом для экономической оценки НДТ является эколого-экономическая эффективность затрат жизненного цикла технологии (включая оборудование и сооружения, с помощью которых она реализована). Проведено сравнение пяти вариантов технологий ОС ГСВ. Показано, что при новом строительстве удельные затраты удаления одного и того же количества загрязнений на стадии доочистки до ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения в 8 раз выше, чем на стадии биологической очистки. При реконструкции эта разница составляет 12 раз.

Сделан вывод, что система нормирования должна обеспечивать безусловный приоритет мероприятий по внедрению технологий удаления азота и фосфора в аэротенках (и им подобных методов) по сравнению с доочисткой. Применение доочистки должно рассматриваться как НДТ только в строго ограниченных ситуациях строгой охраны водных объектов. Во всех других ситуациях использование в проекте подпроцессов доочистки эквивалентно нанесению ущерба водным объектам в результате нехватки средств, неэффективно потраченных на данном объекте, для получения базового эффекта на другом объекте.

Раздел 7. В начале раздела сформулирована классификация развивающихся (перспективных) методов в составе пяти групп, различающихся степенью разработки и апробации. К ним относятся технологии, находящиеся на стадии научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, опытно-промышленного внедрения, производственной апробации, а также зарубежные технологии, по которым отсутствует информация о применении на территории Российской Федерации.

Приведены основные проблемы, прежде всего экологические, не решаемые технологиями, отнесенными к НДТ. Приведено описание технологий, направленных на решение данных проблем.

Заключительные положения и рекомендации. В разделе приводятся сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ, их взаимное согласие по отдельным положениям справочника НДТ. Приводятся рекомендации о направлениях проведения дальнейших исследований и сбора информации в области НДТ для очистки сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях.

Приложения. В приложениях к справочнику НДТ приводится дополнительная информация.

Библиография. Перечень источников, использованных при разработке справочника НДТ "Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов". Библиография содержит перечень источников, использованных при разработке информационно-технического справочника НДТ "Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов".



     Обзор документов, использованных при разработке справочника НДТ


При разработке справочника НДТ были использованы следующие документы:

- Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды";

- Федеральный закон от 21.07.2014 г. N 219-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации";

- Федеральный закон от 31.12.2014 г. N 488-ФЗ "О промышленной политике в Российской Федерации";

- Федеральный закон от 07.12.2011 г. N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении";

- постановление Правительства Российской Федерации от 23.12.2014 г. N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям";

- распоряжение Правительства Российской Федерации от 24.12.2014 г. N 2674-р;

- распоряжение Правительства Российской Федерации от 31.10.2014 г. N 2178-р;

- распоряжение Правительства Российской Федерации от 19.03.2014 г. N 398-р;

- приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31.03.2015 г. N 665 "Об утверждении Методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии";

- ПНСТ 21-2014 Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника;

- ПНСТ 22-2014 Наилучшие доступные технологии. Термины и определения;

- ПНСТ 23-2014 Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий.

Справочник НДТ разработан с учетом имеющихся в Российской Федерации технологий, оборудования, сырья, других ресурсов, а также с учетом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации.

Поскольку в ЕС отсутствует справочник НДТ по очистке коммунальных сточных вод, при разработке справочника НДТ были использованы некоторые общие подходы, перечисленные в предисловии. Также был использован опыт США по реализации принципа НДТ в сфере очистки сточных вод.

В качестве источников информации об областях применения НДТ, о применяемых на практике технологиях, относящихся к НДТ, были использованы сведения, полученные в результате анкетирования предприятий, статистические сборники, результаты научно-исследовательских и диссертационных работ, публикации в научно-технической литературе, иные источники, а также информация, полученная в ходе консультаций с экспертами в соответствующей области.



Предисловие

Предисловие


Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены требованиями Федерального закона от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [12] и постановлением Правительства Российской Федерации от 23.12.2014 г N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям".

1 Статус документа

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (далее - справочник) является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник разработан технической рабочей группой N 10 "Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов" (ТРГ 10), состав которой утвержден приказом Росстандарта от 17 июля 2015 г. N 833 "О технической рабочей группе "Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов" (ред. от 18.11.2015 г.).

Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке справочника, приведен в разделе "Заключительные положения и рекомендации".

Справочник представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (Бюро НДТ) www.burondt.ru.

3 Краткая характеристика

Справочник содержит описание технологических процессов и оборудования, применяемых при очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений и городских округов, организационных и технических способов, методов, в том числе, позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов, оборудования, организационных и технических способов, методов определены решения, являющиеся НДТ и установлены соответствующие технологические показатели НДТ.

4 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при очистке сточных вод централизованных систем водоотведения населенных пунктов была собрана в процессе разработки справочника в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по НДТ и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. N 863.

5 Взаимосвязь с международными и российскими аналогами

Справочник разработан с использованием принципов и положений Директивы ЕЭС "Об очистке городских стоков (91/271/EEC)"* и Рекомендации 28Е/5 "Очистка городских сточных вод", а также принципов справочников Европейского союза по НДТ "Обработка/обращение со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности" (European Commission. Reference Document on Best Available Techniques in Common Waste Water and Waste Gas Treatment/Management Systems in the Chemical Sector); "Отходоперерабатывающая промышленность" (European Commission. Reference Document on Best Available Techniques for the Waste Treatments Industries).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

           

Справочник разработан во взаимосвязи со справочником "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях".

6 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2015 г. N 1580.

Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2016 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).



     Часто используемые сокращения

Сокращение

Расшифровка

ЦСВ

Централизованная система водоотведения

ГСВ

Городские сточные воды

ПСВ

Поверхностные сточные воды

ОС

Очистные сооружения

ЭЧЖ

Эквивалентная численность жителей

ТП БОСВ

Технологические показатели биологической очистки (городских) сточных вод

ПДК

ПДК для воды водных объектов рыбохозяйственного назначения

ВКХ

Водопроводно-канализационное хозяйство

ПП

Проектная производительность

КЭ

Кислородный эквивалент

СВО

Сухое вещество осадка

ППЭЭ

Программа повышения экологической эффективности

ЦТП

Целевой технологический показатель

БО

Полная биологическая очистка

БН

Полная биологическая очистка с нитрификацией

БНЧСД

Полная биологическая очистка с нитрификацией и частичной симультанной денитрификацией

БНД

Биологическая очистка с удалением азота

БНДФ

Биологическая очистка с удалением азота и фосфора (обобщенное определение)

БНДБФ

Очистка с биологическим удалением азота и фосфора

БНДБХФ

Очистка с биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора

Ф/ФР

Фильтры (зернистые и мембранные)/фильтры с применением реагентов

БФ

Биофильтры

БП

Биопруды

Хи ГХ

Обеззараживание хлором и гипохлоритом

УФ

Обеззараживание УФ-облучением

АС

Аэробная стабилизация

МС

Анаэробное (метановое) сбраживание

ИП

Уплотнение и сушка на иловых площадках

ИПФ

Сгущение и сушка на иловых площадках с флокулянтом

ТС

Термическая сушка

СЖ

Сжигание


Принятая в справочнике классификация ОС ГСВ по производительности

Наименование категории ОС по производительности

Производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям, выраженная в единицах эквивалентной численности жителей (ЭЧЖ)

Расход поступающих сточных вод, м/сут

Сверхкрупные

Более 3 млн

Свыше 600 тыс.

Крупнейшие

1-3 млн

200-600 тыс.

Крупные

200 тыс. - 1 млн

40-200 тыс.

Большие

50 тыс. - 200 тыс.

10-40 тыс.

Средние

20 тыс. - 50 тыс.

4-10 тыс.

Небольшие

5 тыс. - 20 тыс.

1-4 тыс.

Малые

500-5 тыс.

100-1000

Сверхмалые

50-500

10-100

     
     

Область применения

      Область применения


В соответствии с Перечнем областей применения наилучших доступных технологий, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации от 24.12.2014 г. N 2674-р, деятельность в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов относится к данной области целиком, без ограничения производительности по объему отводимых сточных вод.

            

Масштаб данных объектов очистки сточных вод, которые обязаны осуществлять переход на НДТ в соответствии с требованиями Федерального закона от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [12] определяется Правительством Российской Федерации. Постановлением Правительства Российской Федерации от 28.09.2015 г. N 1029 "Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий" утвержден следующий критерий: сбор и обработка сточных вод в части, касающейся очистки сточных вод централизованных систем водоотведения (канализации) (с объемом отводимых сточных вод 20 тыс. м и более в сутки).

Отраслевая область применения справочника определяется из его названия "Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов". Таким образом, область применения определяется значениями следующих терминов:

- сточные воды;

- очистка сточных вод;

- централизованные системы водоотведения;

- поселения, городские округа.

Согласно пункту 19 статьи 1 Водного кодекса Российской Федерации от 03.06.2006 г. N 74-ФЗ сточные воды - дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, сточные воды централизованной системы водоотведения и другие воды, отведение (сброс) которых в водные объекты осуществляется после их использования или сток которых осуществляется с водосборной площади.

Согласно пункту 23 статьи 2 Федерального закона от 07.12.2011 г. N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении" (далее - ФЗ "О водоснабжении и водоотведении), сточные воды централизованной системы водоотведения - принимаемые от абонентов в централизованные системы водоотведения воды, а также дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, если централизованная система водоотведения предназначена для приема таких вод.

Согласно пункту 28 той же статьи централизованная система водоотведения (канализации) - комплекс технологически связанных между собой инженерных сооружений, предназначенных для водоотведения.

Согласно пункту 1 статьи 2 ФЗ "О водоснабжении и водоотведении" абонент - физическое либо юридическое лицо, заключившее или обязанное заключить договор горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) договор водоотведения, единый договор холодного водоснабжения и водоотведения.

Важно отметить, что, согласно пункту 111 Правил холодного водоснабжения и водоотведения, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 г. N 644, абоненты обязаны соблюдать требования к составу и свойствам сточных вод, отводимых в централизованную систему водоотведения, установленные настоящими Правилами, в целях предотвращения негативного воздействия сточных вод на работу централизованной системы водоотведения.

Согласно пункту 32 ГОСТ 17.1.1.01-77. "Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения" очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ.

Согласно части 1 статьи 1 Федерального закона от 06.10.2003 г. N 131-ФЗ "Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации":

поселение - городское или сельское поселение;

городское поселение - город или поселок, в которых местное самоуправление осуществляется населением непосредственно и (или) через выборные и иные органы местного самоуправления;

сельское поселение - один или несколько объединенных общей территорией сельских населенных пунктов (поселков, сел, станиц, деревень, хуторов, кишлаков, аулов и других сельских населенных пунктов), в которых местное самоуправление осуществляется населением непосредственно и (или) через выборные и иные органы местного самоуправления;

городской округ - городское поселение, которое не входит в состав муниципального района и органы местного самоуправления которого осуществляют полномочия по решению ... вопросов местного значения поселения и вопросов местного значения муниципального района, а также могут осуществлять отдельные государственные полномочия, передаваемые органам местного самоуправления федеральными законами и законами субъектов Российской Федерации.

Таким образом, справочник распространяется на объекты, осуществляющие обработку сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ, а также обработку образующихся в этих процессах осадков, применительно к сточным водам, принимаемым от абонентов в технологически связанные между собой инженерные сооружения, расположенные в поселениях различных видов, предназначенные для приема, транспортировки и очистки сточных вод, а также дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, принимаемые в аналогичные сооружения, предназначенные для этой цели.

Важным обстоятельством является разграничение объектов очистных сооружений централизованных систем водоотведения поселения поселений и городских округов от сооружений очистки сточных вод, образовавшихся при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг.

Однако, нормативные правовые акты не содержат информации, которая позволила бы количественно разграничить ситуации, в которых справочник применим, либо не применим в подобных ситуациях.

В ОКВЭД (Общероссийский классификатор видов экономической деятельности ОК 029-2001, введен в действие постановлением Госстандарта России от 6 ноября 2001 г. 454-ст) - код 37.00 "Сбор и обработка сточных вод".

В ОКПД (Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности ОК 034-2007 (ОКПД) (КПЕС 2002) (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2007 г. N 329-ст)) к области применения имеет отношение код 37.00.11.140 "Услуги по очистке сточных вод (включая бытовые и промышленные сточные воды, воду из плавательных бассейнов и т.д.) с использованием физических, химических и биологических методов, таких как разжижение, просеивание, фильтрование, седиментация и аналогичные услуги".

Обе эти формулировки могут быть использованы для определения области определения справочника только с ограничением сферы их применения очисткой сточных вод поселений, городских округов, так как:

- формулировка ОКПД включает в себя очистку промышленных сточных вод (без указания, что эти воды сбрасываются в централизованные системы водоотведения);

- формулировка ОКВЭД однозначно выходит за пределы справочника, т.к. включает в себя сбор сточных вод, а также очистку промышленных сточных вод и целый ряд услуг в области эксплуатации систем водоотведения.

На основании анализа нормативных документов и значений терминов, к сфере применения настоящего справочника отнесены:

- все сооружения очистки сточных вод городских (хозяйственно-бытовых), централизованных общесплавных систем водоотведения, а также централизованных ливневых систем водоотведения, предназначенные для этой цели в соответствии с проектной документацией;

- очистные сооружения моногородов и близких к ним по структуре поселений, т.е. сооружения, изначально предназначенные как для очистки производственных сточных вод крупного градообразующего предприятия (группы предприятий), так и для очистки сточных вод от жилой застройки, нагрузка на которые от сточных вод централизованной системы водоотведения данного поселения (городского округа), или их совокупности, превышает 50% (в годовом исчислении) хотя бы по одному из следующих показателей:

- масса ХПК (химическое потребление кислорода);

- масса азота аммонийного;

- масса фосфора фосфатов;

- объем сточных вод.

При этом при определении масштаба объекта в соответствии с определениями, принятыми в настоящем справочнике, принимается только нагрузка, поступающая со сточными водами ЦСВ поселения, городского округа.

Отнесение объекта к области действия настоящего справочника не означает невозможность отнесения его к области применения отраслевого справочника, к которому данный объект может относиться. Данный вопрос решается в соответствии с областью применения соответствующего справочника.

В неоднозначных ситуациях рекомендуется при выдаче комплексного экологического разрешения принимать решение об отнесении объекта к областям применения справочников и полноту применения их положений к объекту на основе анализа всех существенных факторов.



Раздел 1. Общие сведения об очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений

     Раздел 1. Общие сведения об очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений

     1.1 Образование и отведение сточных вод

     1.1.1 Виды сточных вод и систем водоотведения


Классификация сточных вод (СВ), принятая в России, приведена в таблице 1.1.



Таблица 1.1 - Классификация сточных вод (СВ)

Вид сточных вод

Происхождение

Хозяйственно-бытовые сточные воды

В результате хозяйственно-бытовой деятельности в жилом секторе, объектах социально-культурной сферы, на всех предприятиях (от санузлов, кухонь, мест приема пищи и т.п.)

Производственные сточные воды

В процессе производства товаров и услуг

Поверхностные сточные воды (дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, принимаемые в централизованную систему водоотведения)

В результате выпадения дождей, таяния снега, мойки дорожных покрытий, при искусственном водопонижении, а также инфильтрации в коллекторе


В зависимости от способа транспортировки поверхностных сточных вод на территории поселений и промышленных зон применяют общесплавную, раздельную, неполную раздельную или полураздельную системы водоотведения - см. таблицу 1.2.




Таблица 1.2 - Виды систем водоотведения

Вид системы водоотведения

Описание, условия применения

Преимущества

Недостатки

Общесплавная

Прокладывается одна сеть трубопроводов, по которой на очистные сооружения транспортируются все категории сточных вод: бытовые, производственные и поверхностные (дождевые, талые и поливомоечные)

Общесплавные системы отвечают высоким требованиям благоустройства населенных пунктов

Очень большие затраты на строительство сетей и насосных станций, очистных сооружений.

При выпуске части сточных вод в водный объект (при осадках нерасчетной интенсивности) происходит загрязнение разбавленными ГСВ.

В сильные дожди и паводки нарушается стабильная работа сооружений очистки городских сточных вод. Выделение запахов через дождеприемные решетки

Полная раздельная

Применяются две сети - городская канализация, в которую принимают хозяйственно-бытовые и допущенные к приему производственные сточные воды (их смесь именуется городскими сточными водами, (ГСВ)), и дождевая канализация. В крупных промышленных зонах используют производственные сети.

Оптимальны независимо от крупности городов в климатических районах с большой интенсивностью дождей (не менее 80 л/с на 1 га продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения 1 год)

С точки зрения охраны водных объектов от загрязнения раздельные системы водоотведения при наличии в их составе централизованных (или локальных) очистных сооружений (на каждой из систем) являются наиболее эффективными.

Не производится сброс неочищенных городских сточных вод. Более стабильная работа очистных сооружений

Более дорогостоящая. Прокладка двух и более сетей.

В сложившейся практике в большинстве случаев дождевая канализация не имеет очистных сооружений

Неполная раздельная

Имеет лишь одну полноценную водоотводящую сеть - городскую канализацию. Поверхностные сточные воды отводятся по лоткам, кюветам и др.

Минимальные затраты на систему водоотведения

Неудовлетворительное состояние городской инфраструктуры

Полураздельная система водоотведения

Используются две водоотводящие сети: производственно-бытовая (городская) и дождевая. В местах их пересечения устраиваются разделительные камеры, которые (в зависимости от расхода) перепускают в городскую сеть поверхностные сточные воды

Оптимизация затрат на прокладку сетей, очистка наиболее загрязненной части дождевого и всего талого стока производится совместно с городскими сточными водами на сооружениях биологической очистки


В большинстве крупных городов Российской Федерации канализация построена по принципу полной раздельной системы: одна из сетей предназначена для отведения городских сточных вод, другая - служит для транспортировки поверхностных сточных вод.

Однако даже при полных раздельных системах водоотведения только в теории поверхностные сточные воды не принимаются в систему городской канализации. На практике среднегодовой неорганизованный дополнительный приток поверхностного стока в систему городской канализации составляет 4%-7% общего поступления сточных вод в систему водоотведения. Однако в периоды продолжительных интенсивных дождей и при снеготаянии неорганизованный среднесуточный приток может возрастать до 25%-40% [1].

Потерявшие герметичность и частично разрушенные трубопроводы могут длительное время до размыва грунта и аварии работать как дренажные. При этом они собирают не только утечки из расположенного выше водопровода, но и грунтовые воды. На практике также встречаются и элементы полураздельной системы, т.е. врезки дождевой системы в городскую канализацию (как по проекту, так и без него), цель которых - не допустить затопления отдельных территорий. Часты случаи открытия люков городской канализации в сильные ливни.

Поступление неорганизованного притока в систему городской канализации сильно зависит от времени года и интенсивности выпавших осадков. Дни максимального притока в городскую канализацию - это всегда дни затяжных дождей или интенсивного снеготаяния.

При среднегодовой величине неорганизованного дополнительного притока, составляющей обычно до 10% от общего поступления сточных вод в систему городской канализации, его доля в периоды продолжительных интенсивных дождей возрастает до 25%-40% [1]. Чем ниже удельное водопотребление, тем выше становится доля неорганизованного притока в дни максимального притока: учтенный приток снижается, а неорганизованный остается неизменным, так как зависит от протяженности, состояния сети, эксплуатационных приемов, но не от учтенного расхода.

Сточные воды, отводимые системой городской канализации, включают в себя:

- сточные воды, принимаемые от абонентов, за сброс которых взимается плата;

- дополнительный приток от объектов системы водопроводно-канализационного хозяйства (могут сбрасываться без взимания платы);

- неорганизованный приток, попадающий в ЦСВ в виде поверхностного стока и грунтовых вод, а также сброс неучтенной (неоплаченной) воды, потребленной через незаконные врезки, без счетчиков, либо полученной не из централизованных источников водоснабжения, не учитываемых в оплате за водоотведение.

В систему дождевой (ливневой) канализации поступают поверхностные воды как с селитебных территорий, так и площадок промышленных предприятий и иных предприятий и организаций, которые являются абонентами организаций, осуществляющих водоотведение.

Грань между поверхностным стоком с территорий, которые являются естественным источником питания гидрографической сети поселений, и сточными водами, которые должны отводиться и очищаться, очень условна. Поверхностными сточными водами является загрязненный поверхностный сток с городских территорий, отличающихся значительным содержанием загрязняющих веществ, т.е. от промышленных зон, районов многоэтажной жилой застройки с интенсивным движением автотранспорта и пешеходов, крупных транспортных магистралей, торговых центров, а также с территорий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В то же время поверхностный сток территорий населенных пунктов, не подвергающихся антропогенному воздействию, загрязнен существенно меньше.



     1.1.2 Многолетняя динамика водоотведения


В населенных пунктах, как правило, основная часть расхода сточных вод образуется от хозяйственно-бытовой деятельности населения (как в домах, так и на рабочих местах). Общепринято оценивать его величиной удельного водоотведения, литров/человека в сутки. Поскольку учету подвергается потребляемая водопроводная вода, то чаще оценивают удельное водопотребление (хотя между этими понятиями существует вышеописанная разница).

Удельное водопотребление зависит от различных факторов. К факторам, влияющим на увеличение водопотребления, относятся: высокая наружная температура воздуха, размер поселения, высокий уровень жизни, оснащенность горячим водоснабжением, развитие промышленности, давление в сети, утечки из сети. К факторам, влияющим на уменьшение водопотребления, относятся: дефицит воды, высокая оснащенность водосчетчиками, регулирование давления в сети, высокая стоимость воды.

Динамика водопотребления за два 25-летних отрезка времени за последние 50 лет характеризуется прямо противоположно. В советский период водопотребление населенных пунктов неуклонно нарастало. Причиной этого был рост населенных пунктов, а также увеличение доли канализованных территорий, рост промышленности, увеличение фактического водопотребления в условиях отсутствия учета воды, а также почти повсеместные утечки в быту через неисправные водоразборные приборы. В начале 1990-х годов, ненадолго удержавшись на достигнутом уровне, общее водопотребление в населенных пунктах стало стремительно (на 4%-5% в год) сокращаться. Причинами явились как резкое падение промышленного производства, так и снижение удельного водопотребления в быту.

К настоящему времени фактор снижения производства уже в основном исчерпал свое влияние. Но снижение водопотребления, примерно на 2,5%-3,5% в год, продолжается. Теперь уже его причиной является именно изменение удельного водопотребления, происходящее вследствие:

- осознанной экономии воды населением там, где установлены квартирные водосчетчики (в совокупности с резким ростом стоимости воды);

- замены старого, протекающего сантехоборудования на новое, надежное;

- регулирования напоров в сети, осуществляемого организациями ВКХ.

Снижение водопотребления напрямую отражается на водоотведении. По данным Росстата в целом по Российской Федерации средний расход сточных вод в ЦСВ снизился с 1995 г. по 2013 г. с 42,3 до 28 млн м/сут, т.е. более чем на 1/3. В крупных городах снижение было более выраженным и достигало 50%.

Водоотведение по системе дождевой канализации определяется следующими факторами:

- охватом городских территорий коллекторной сетью системы дождевой канализации;

- характеристиками территорий (доля водонепроницаемых покрытий, грунтовых поверхностей, газонов и т.п.);

- долей поверхностного стока, принимаемого (поступающего) в систему городской канализации;

- климатическими факторами.

Как по условиям образования, так и по степени загрязненности различают:

- дождевой сток;

- талый сток;

- поливомоечные сточные воды.



     1.1.3 Загрязнения сточных вод поселений

1.1.3.1 Загрязнения городских сточных вод

Сточные воды поселений загрязнены, прежде всего, в результате хозяйственно-бытовой деятельности населения. Также приблизительно 20%-40% сточных вод поступает от абонентов, не относящихся к жилому фонду.

Основную массу веществ, присутствующих в сточных водах, составляют органические соединения. В сточной воде присутствуют сотни отдельных веществ, большая часть которых идентифицируется как белки, жиры и углеводы. Применительно к задачам очистки сточных вод, содержание органических загрязнений измеряют количеством кислорода, расходуемого на их окисление в ходе проведения аналитического определения:

- в биохимическом процессе - величиной БПК (биохимическое потребление кислорода). Используют показатели БПК и БПК, определяемые после 5 и 20 суток инкубации соответственно. На практике используют, как правило, показатель БПК, однако, нормирование производится в величинах БПК;

- в химическом процессе - величиной ХПК (химическое потребление кислорода).

Соединения азота и фосфора определяют как в формах минеральных соединений, так и в формах общего азота и общего фосфора (в отечественной практике очень редко).

Сточные воды поселений (как ГСВ, так и ПСВ) значительно загрязнены бактериями, вирусами, простейшими организмами, среди которых могут присутствовать возбудители опасных заболеваний.

Городские сточные воды содержат сотни соединений, из которых с технологической и экологической точек зрения, с учетом разбавления, значение имеют не более 30 (обобщенный перечень контролируемых на практике загрязнений сточных вод приведен в таблице 3.3, раздела 3). Результаты анализа фактических данных по загрязненности сточных вод приведены в разделе 1.3.8.

При, казалось бы, близких условиях происхождения не существует двух потоков ГСВ одинакового состава. Различия вызваны:

- приемом (или отсутствием приема) поверхностных сточных вод в систему канализации;

- уровнем благоустройства жилого фонда поселений;

- величиной удельного водопотребления;

- составом производственных сточных вод;

- интенсивностью инфильтрации в трубопроводы (либо эксфильтрации из трубопроводов);

- долей концентрированных потоков (завоз из выгребов автотранспортом, возвратные потоки от обработки осадка).

Важная расчетная величина - удельное количество загрязняющих веществ, поступающих от одного жителя (см. таблицу 1.3) [2]. Этот показатель используют, в частности, при расчетах (когда достоверные фактические данные о сточной воде отсутствуют и известна только численность населения).



Таблица 1.3 - Загрязненность сточных вод из расчета по удельному количеству загрязняющих веществ, поступающих от одного жителя

Показатель

Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут*

Концентрация загрязнений в сточной воде, мг/л**

Взвешенные вещества

65

217

БПК неосветленной жидкости

60

200

Азот общий

13

43

Азот аммонийных солей

10,5

35

Фосфор общий

2,5

8

Фосфор фосфатов P-PO

1,5

5

* При обеспеченности 85%.

** При норме водоотведения 300 л/чел в сутки.


Производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям принято оценивать величиной эквивалентного числа жителей (ЭЧЖ). За ЭЧЖ принимается масса органического загрязнения по БПК, равная 60 г О (формула расчета - см. раздел 1.5). В ЕС эту характеристику используют для целей нормирования.

С понятием ЭЧЖ связана важная закономерность формирования нагрузки на ОС ГСВ: снижение расхода сточных вод, вызванное только экономией воды, не приводит к уменьшению нагрузки по загрязняющим веществам на ОС, а лишь к увеличению концентрации этих загрязнений. За 20-25 лет снижения притока на ОС ГСВ реальное снижение нагрузки по загрязнениям произошло только за счет закрытия промышленных предприятий в населенных пунктах.

Наряду с измеряемыми величинами загрязненности сточных вод, они характеризуются наличием грубодисперсных механических примесей: отбросов и песка. Их количество в сточных водах не измеряется ввиду практической невозможности адекватного пробоотбора. Количество этих загрязнений вынужденно определяется путем измерения их фактически уловленных объемов, что не включает в себя часть загрязнений, не задержанных на стадии процеживания и отделения песка.

Загрязняющие вещества хозяйственно-бытового происхождения, относимые к ТП БОСВ, образуются не только в жилом секторе, а другие загрязняющие вещества (условно называемые в настоящем справочнике техногенными загрязнениями) - не только на производственных предприятиях. Данные анализа сточных вод от жилого сектора [3] показывают, что в их составе определяют весьма существенные концентрации нефтепродуктов (масла косметических средств), СПАВ, фенолов (в том числе и естественного происхождения).

Источниками поступления тяжелых металлов (микроэлементов - меди и цинка) в бытовые сточные воды является их потребление с пищей, а также в составе витаминов. Кроме того, цинк, медь, а также хром контактируют с водопроводной водой как материалы внутренних покрытий труб (цинк), составные части латуни (медь и цинк), из которой изготовлены смесители и различные другие устройства на внутренних сетях водоснабжения, а также внешние покрытия водоразборных устройств и других элементов (хром).

Также тяжелые металлы могут в существенных, относительно ПДК количествах, находиться в водопроводной воде, что не противоречит санитарным нормам, которые на несколько порядков (по меди - в 1000 раз) выше данных ПДК. На практике повышенные концентрации таких веществ в питьевой воде обусловлены большей частью их естественным природным содержанием.

С природной водой в значительных количествах могут поступать такие вещества, как медь, цинк, марганец, алюминий, железо. Тяжелые металлы могут поступать в поверхностные источники с нарушенных и природных ландшафтов, особенно приуроченных к близкому залеганию коренных пород или жил. Содержание железа в подземных водах в значительных количествах характерно для большой части территории Российской Федерации.

Также существенные количества вышеописанных загрязняющих веществ попадают в сточные воды на микропредприятиях, занимающихся бытовым обслуживанием населения, в том числе в авторемонтных мастерских, прачечных, химчистках, медицинских и учебных учреждениях, на которых не могут быть применены методы локальной очистки.

И напротив, сточные воды очень многих абонентов, не относящихся к жилому фонду, в значительной степени формируются в основном в результате хозяйственно-бытовой деятельности, аналогичной жилому фонду.

Для сточных вод общесплавных и ливневых систем водоотведения (а при выраженной инфильтрации - и для бытовых систем водоотведения) различный вклад техногенных загрязнений обуславливается также приемом поверхностных сточных вод, которые не только содержат такие характерные для поверхностного стока загрязнения, как взвешенные вещества и нефтепродукты, но и могут содержать ряд металлов, обусловленный их повышенным содержанием (геохимический фон) в подземной (грунтовой и более глубоких подземных горизонтов) воде.

1.1.3.2 Загрязнения поверхностных сточных вод

Основными загрязняющими компонентами поверхностного стока, формирующегося на селитебных территориях поселений, являются продукты эрозии почвы, смываемые с газонов и открытых грунтовых поверхностей, пыль, бытовой мусор, вымываемые компоненты дорожных покрытий и строительных материалов, хранящихся на открытых складских площадках, а также нефтепродукты, попадающие на поверхность водосбора от автотранспорта и другой техники. Специфические загрязняющие компоненты выносятся поверхностным стоком, как правило, с территорий промышленных зон или попадают в него из приземной атмосферы.

В отдельных населенных пунктах, в особенности в курортных городах юга России, по причине недостаточного развития сети городской канализации, в системы дождевой канализации осуществляется сброс хозяйственно-бытовых сточных вод.

В ПСВ могут попадать специфические загрязнения, смываемые с территорий, прилегающих к промышленным предприятиям (но им не принадлежащих), а также сточные воды ряда производств, не разрешенные без очистки к приему в дождевую систему водоотведения, такие как автохозяйства, автомойки, предприятия общественного питания и бытового обслуживания. В ряде поселений, там, где эти недопустимые практики получили распространение, а также при неудовлетворительном санитарном состоянии водосборных бассейнов уровень загрязненности ПСВ специфическими компонентами и по микробиологическим показателям приближается к показателям загрязнения, характерным для ГСВ.

Все загрязняющие вещества, присутствующие в поверхностном стоке поселений, разделяют на:

- минеральные и органические примеси естественного происхождения, образующиеся в результате абсорбции газов из атмосферы и при эрозии почвы, в том числе: растворенные органические и минеральные вещества, а также грубодисперсные примеси (частицы песка, глины, гумуса);

- вещества техногенного происхождения в различном фазово-дисперсном состоянии: нефтепродукты, вымываемые компоненты дорожных покрытий, соединения тяжелых металлов, СПАВ и другие компоненты, перечень которых зависит от профиля предприятий местной промышленности;

- бактериальные загрязнения, поступающие в дождевую канализацию при неудовлетворительном санитарно-техническом состоянии территории и канализационных сетей.

Усредненные данные по удельному выносу естественных примесей с дождевым стоком с территории больших городов при плотности населения, близкой к 100 чел/га, а также средних и малых городов с современным уровнем благоустройства приведены в таблице 1.4 [4].




Таблица 1.4 - Удельный вынос загрязняющих веществ с городских территорий

Загрязняющие компоненты

Удельный вынос, кг/(га·год)

Взвешенные вещества

2500

Органические вещества по показателям:

- ХПК

1000

- БПК

140

Нефтепродукты

40

Биогенные элементы:

- соединения азота

6

- соединения фосфора

1,5

Для малых и средних городов со старой малоэтажной застройкой и недостаточным уровнем благоустройства усредненный удельный вынос взвешенных веществ на 20% больше.

По остальным показателям при отличии селитебной плотности от величины 100 чел/га используют поправочный коэффициент, равный П/100, где П - селитебная плотность населения рассматриваемого объекта.


Характерным и наиболее опасным для водных объектов является загрязнение поверхностных сточных вод нефтепродуктами, как правило, сорбированными на взвешенных веществах.

Разброс значений загрязненности ПСВ городских поселений по основным загрязняющим компонентам гораздо больше, чем у ГСВ, и может достигать двух порядков.

На загрязненность ПСВ в сторону понижения влияет приток инфильтрационных и дренажных вод (так называемый собственный расход коллектора). Эти воды, как правило, слабо загрязнены. По имеющейся информации, интенсивность этого притока такова, что в период дождей малой интенсивности он способен в несколько раз разбавлять загрязненные поверхностные воды [5]. Происхождение собственного расхода в значительной степени связано с дренированием утечек из системы водоснабжения.



     1.1.4 Специфика условий контроля расхода и загрязненности сточных вод


ГСВ характеризуются неравномерностью расхода и непредсказуемостью состава возможных загрязняющих веществ. Это затрудняет производственный контроль как предприятием-абонентом, так и организацией ВКХ.

Проблемы усложняются действием следующих объективных факторов:

Это связано с действием следующих объективных факторов:

- измерение относительно небольших расходов сточных вод весьма затруднительно. Это связано как с безнапорным характером движения сточной воды в трубопроводах, так и с наличием в сточных водах разного рода грубодисперсных загрязнений и источников биообрастаний, которые не дают возможности применять для учета сточных вод оборудование, используемое в водоснабжении. На рынке существуют приборы, в том числе электронные, способные (по декларации производителей) измерять небольшие расходы сточных вод в безнапорных трубопроводах. Но стоимость их очень высока, что при наличии нескольких выпусков очень затратно для абонента;

- очень большую проблему представляет адекватный пробоотбор при небольших расходах сточных вод, что связано с технической невозможностью (без использования автоматических пробоотборников) отобрать пробы из лотка канализационного колодца при недостаточном слое сточных вод. К сожалению, применение автоматических пробоотборников крайне редко, в том числе по причине их значительной стоимости;

- внутрисуточная динамика расхода и концентрации загрязнений.

Практически отсутствует возможность целенаправленного воздействия на состав сточных вод. В современной ситуации 75%-85% их образуется в жилом секторе, на который не распространяются никакие регуляторные воздействия (за редким исключением возможных мер со стороны организации, эксплуатирующей многоквартирный дом, в случае засоров канализационных трубопроводов при наличии доказательств вины жильца). Современные бытовые сточные воды характеризуются ощутимыми концентрациями нефтепродуктов (1-3 мг/л), СПАВ, фенолов (как продуктов жизнедеятельности), цинка, меди и других веществ. За последнее десятилетие в несколько раз выросли концентрации СПАВ и фосфорных соединений (фосфатов) в результате их использования в качестве детергентов в быту.

Сбросы предприятий-абонентов регулируются рядом нормативных актов, предписывающим им соблюдать допустимые концентрации. Однако фактическое выполнение этих требований на практике не всегда может быть надежно проконтролировано. Ряд производств, являющихся непрерывными, может быть проконтролирован относительно легко (с учетом проблем отбора проб, описанных выше). Производства с прерывистым производственным циклом, к сожалению, часто обладают и пользуются техническими возможностями по уменьшению сбросов при проведении контрольного отбора проб. Известна также проблема недостаточной достоверности отчетности.

И тем более неконтролируемы моменты залповых сбросов, в особенности, когда со сточными водами сбрасываются жидкие отходы производства, осадки локальных очистных сооружений, некачественная продукция либо сырье.

В крупном населенном пункте на практике обнаружить виновного в залповом сбросе весьма затруднительно, а на уровне доказательств факта сброса для суда - многократно труднее.

Сверхнормативные сбросы могут фиксироваться путем применения специальных постов контроля сбросов с использованием автоматических пробоотборников и (или) автоматических анализаторов. Однако стоимость только оборудования для такого поста очень высока. Техническая рабочая группа не располагает информацией о наличии в Российской Федерации на выпусках абонентов таких постов, предназначенных для контроля со стороны организации, эксплуатирующей ЦСВ.

Возможности влияния на состав ПСВ, поступающих на очистку, весьма высоки. К таким возможностям, например, относятся:

- поддержание улиц города в порядке, своевременная уборка мусора с улиц, недопущение стихийных свалок;

- организационно-технические мероприятия, направленные на сокращение выноса примесей за счет организации регулярной уборки территории, поддержание городских магистралей и улиц в порядке, своевременный ремонт дорожных покрытий, а также ограждение зон озеленения бордюрами, исключающими смыв грунта во время интенсивных ливневых дождей, уборка мусора с дворовых территорий, недопущение стихийных свалок, организация уборки и вывоза снега с автомагистралей, стоянок автомобильного транспорта и т.д.;

- надлежащая вертикальная планировка, препятствующая смыванию грунта на тротуары и проезжие части города;

- недопущение разливов автомобильного топлива и масла.

Но эти возможности находятся вне сферы компетенции организаций, эксплуатирующих ЦСВ.

Однако они могут влиять на сбросы ПСВ от территорий промышленных предприятий, путем своевременного контроля сточных вод, выявления подключений сброса промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в дождевую сеть. Но это очень трудоемкая работа, требующая наличия специального оборудования для телеинспекции сетей для выявления незаконных врезок.

С учетом изложенного следует констатировать следующее:

- возможности организаций, эксплуатирующих ЦСВ, влиять на состав сырья, поступающего на обработку (т.е. сточных вод), весьма и весьма ограничены;

- состав сточных вод имеет вероятностный характер, особенно поверхностных сточных вод, концентрации основных загрязняющих компонентов в которых изменяются в течение одного дождя от максимально возможных до нуля. Любые величины, принимаемые для расчетов сооружений, должны иметь вероятностную оценку (процент обеспеченности данной величины).



     1.1.5 Неравномерность образования ГСВ


Понятие неравномерности образования относят только к ГСВ, так как расход ПСВ описывается иными, вероятностными, закономерностями, связанными с атмосферными явлениями.

Приток сточных вод в значительной степени неравномерен, что отражает суточный и сезонный ритм жизни населения и работы промышленности. Неравномерность выражается как часовая (в течение суток) и суточная (в течение года). Часовая неравномерность, выражаемая часовым коэффициентом неравномерности (К), увеличивается при снижении удельного водопотребления в результате мер экономии воды водоканалом и населением.

Чем меньше населенный пункт и короче канализационная сеть, тем более выражены суточные колебания притока сточных вод на ОС ГСВ (выше К).

Основные причины суточной неравномерности в течение года:

- сезонные изменения численности населенных пунктов (отток населения из городов, приток в курортные зоны);

- резкие увеличения поступления ливневых вод в периоды сильных ливней и снеготаяния.

Дни с максимальными притоками сточных вод в централизованную систему водоотведения ГСВ, как правило, приходятся на осенний сезон, когда на фоне устойчивого увеличения ежедневного притока бытовых сточных вод нередки затяжные дожди, либо на период весеннего снеготаяния.

Применительно к ПСВ неравномерность поступления стоков в систему водоотведения настолько велика, что имеет определяющее значение, как при расчете сети дождевой канализации, так и сооружений очистки. В большинстве случаев весь объем поверхностных сточных вод в период выпадения ливневых или затяжных малоинтенсивных дождей не может быть направлен на очистку по технико-экономическим соображениям.

Согласно СП 32.13330-2012 [2] на очистные сооружения должна отводиться наиболее загрязненная часть поверхностного стока, которая образуется в периоды выпадения дождей, таяния снега и от мойки дорожных покрытий в количестве не менее 70% годового объема стока для селитебных территорий и площадок предприятий, близких к ним по загрязненности, и всего объема стока с площадок предприятий, территория которых может быть загрязнена специфическими веществами с токсичными свойствами или значительным количеством органических веществ.

Обязательным элементом сооружений очистки ПСВ являющие* аккумулирующие резервуары, выполняющие функции не только накопления стока, но и его усреднения и частично - осветления.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.     



Поверхностные сточные воды с территорий промышленных зон, строительных площадок, складских хозяйств, автохозяйств, а также особо загрязненных участков, расположенных на селитебных территориях поселений (бензозаправочные станции, автостоянки, автобусные станции, торговые и торгово-логистические комплексы и др.), перед сбросом в централизованные системы водоотведения ГСВ или ПСВ должны подвергаться очистке на локальных очистных сооружениях.



     1.2 Очистка сточных вод ЦСВ населенных пунктов

     1.2.1 Задачи и методы очистки сточных вод


Подотрасль очистки сточных вод возникла в России в конце XIX - начале XX века практически одновременно с системами канализации.

Представления о том, почему и до какой степени надо чистить сточные воды поселений, в последние 120 лет неоднократно изменялись. Всегда в его основе лежало представление о необходимости защиты водных объектов от загрязнения, однако цели и направления этой защиты последовательно расширялись по мере углубления знаний о процессах в водных объектах и о составе сточных вод. Изначально, как уже сказано, преследовалась в основном цель защиты источника питьевого водоснабжения, поэтому в начале развития отрасли, во второй половине XIX века, под загрязнениями подразумевали оседающие органические вещества, для удаления которых были разработаны отстойники различных конструкций, затем, с начала XX века, - также и органические загрязнения. Практически сразу универсальным методом их удаления стала биологическая очистка (так называемая вторичная, после первичной - в отстойниках), которая, начав развиваться как метод естественной очистки (поля фильтрации, биопруды), быстро трансформировалась в искусственный процесс. Технологии очистки в аэротенках (с помощью активного ила - неприкрепленного сообщества микроорганизмов) и в биофильтрах (с помощью прикрепленной биопленки) были разработаны практически одновременно. Однако вначале преимущественное развитие (особенно в СССР) получали щебеночные биофильтры как более простые сооружения, не требующие специального оборудования (воздуходувных агрегатов и аэраторов). На уровне вплоть до малых и небольших ОС ГВС (в терминологии таблицы 1.18) эти сооружения были преимущественно распространены вплоть до 1970-х годов и на сегодняшний день эксплуатируются на десятках (оценочно - до 200) объектах.

На всех объектах очистки ГСВ, построенных в тот период, используется классический набор сооружений механической очистки, включающий в себя процеживание, удаление песка и первичное отстаивание.

Следующей задачей, которая стала решаться (но не везде: в Европе она не ставилась до конца XX века), было обеззараживание сточных вод, которое на практике было тождественно их хлорированию.

На всем протяжении этого периода развития подотрасли очень большое воздействие на нее оказывала санитарно-гигиеническая наука.

Во второй половине XX века подотрасль начала развиваться и как природоохранная, а не только санитарная. В 1960-1970-е годы на фоне массового строительства водохранилищ была осознана проблема негативного влияния на водные объекты азота и фосфора (так называемых биогенных элементов). Это привело к бурному развитию технологий, направленных на их удаление, а затем к промышленному внедрению этих методов.

Одновременно с развитием методов очистки сточных вод возникла задача обработки осадка. В первые десятилетия развития подотрасли она решалась использованием иловых площадок, затем, с ростом масштабов очистных сооружений, возникла необходимость в более быстром и эффективном сокращении объема осадка, что привело к созданию аппаратов механического обезвоживания. Нестабильные свойства осадка, склонность к быстрому загниванию потребовали развития методов стабилизации (обеспечения стабильности осадка при хранении и использовании). Стремление уменьшить объемы удаляемого осадка привело к развитию технологий термической обработки (сушка, сжигание и др.).

За рубежом в последние годы основное направление совершенствования ОС ЦСВ в настоящее время находится не в экстенсивной (повышение качества очистки и расширение перечня гарантированно удаляемых загрязнений), а в интенсивной плоскости и прежде всего заключается во внедрении технологий, направленных на энерго- и ресурсоэффективность. Происходит кардинальная смена парадигмы ОС ЦСВ - с переходом от задачи очистки (уничтожения загрязнений) к задаче рекуперации всех компонентов сточных вод, при сохранении эффективности очистки. Прежде всего, этот подход направлен на энергетическую сферу, на использование веществ, выделенных из сточных вод, для получения энергии. По ряду причин, главная из которых - отсутствие мер по стимулированию альтернативной энергетики, а также из-за обилия нерешенных задач в части очистки сточных вод, данное направление модернизации ОС ЦСВ в России практически не развивается.

Таким образом, современная инженерная наука и практика различают следующие задачи, решаемые подотраслью очистки городских сточных вод, обеспеченные специально разработанными технологиями и методами расчета:

- удаление грубодисперсных примесей, песка, плавающих веществ;

- удаление органических загрязнений (без выделения индивидуальных веществ);

- удаление соединений азота и фосфора;

- обеззараживание очищенных вод;

- обработка осадков сточных вод с целью получения побочной продукции (биогаза, органического удобрения, почвогрунта, рекультиванта и т.п.) или практически неопасного или малоопасного отхода, предназначенного для размещения в окружающей среде.

Нерешенность одной или нескольких из этих задач на конкретных ОС формирует экологические проблемы, связанные с данным объектом.

Закономерности специальной очистки ГСВ от тяжелых металлов, других специфических загрязнений детально не исследовались, и данная задача на практике не решалась.

Начиная с 70-х годов XX века активно изучается проблема тяжелых металлов, затем токсичных органических веществ, однако в основном применительно к осадкам сточных вод, где могут накапливаться эти вещества, выделяемые в процессе очистки. Результатом этих исследований явились как технологические, так и административные решения в этой сфере. Применительно к сточным водам поселений не были разработаны и не применяются специфические технические решения для дополнительного снижения концентраций тяжелых металлов и специфических органических соединений. За рубежом эта ситуация не рассматривается как проблема, требующая решения: эффективность биологической очистки по удалению тяжелых металлов признается достаточной. В результате сбросы остаточных концентраций тяжелых металлов со сточными водами поселений контролируются, а также во многих странах подлежат оплате, но не нормируются.

В XXI веке большое внимание уделяется воздействию гормональных и лекарственных препаратов на высшие водные организмы и (через попадание в водозаборы) на организм человека. Однако эти исследования пока что не получили технологического развития применительно к сточным водам поселений.

Проблема поверхностных сточных вод в разных странах решалась по-разному. В Европе исторически развивалась общесплавная система водоотведения со сбором всех видов сточных вод в одну систему. Это также было связано с тем, что в XIX веке в Европе решалась только задача отведения сточных вод из города и защиты источников питьевого водоснабжения (путем сброса сточных вод ниже по течению).

В России, где строительство систем канализации началось существенно позднее, были приняты во внимание недостатки общесплавных систем (существенно большие диаметры коллекторной сети, гораздо более неравномерная нагрузка на очистные сооружения и др.), и развитие пошло по пути создания раздельных и полураздельных систем водоотведения. В первую очередь создавались системы отведения городских сточных вод и сразу - сооружения их очистки.

Проблема очистки поверхностных сточных вод до начала 1970-х годов игнорировалась. Общая тенденция развития водоохранной деятельности в нашей стране была направлена преимущественно на сокращение сброса загрязняющих веществ с ГСВ, тогда как ПСВ, образующиеся на территории поселений, относили к категории условно чистых, и их влияние на качество воды водных объектов практически не учитывалось. Основной задачей считалось их отведение во избежание подтопления пониженных территорий жилой застройки и предприятий. Строительство централизованных систем дождевой (ливневой) канализации предусматривалось преимущественно в крупных и средних городах. Выпуск ПСВ в водные объекты проводился без очистки и запрещался на участках водоемов, специально отведенных для отдыха населения.

Первые нормативные требования на строительство очистных сооружений для поверхностного стока были сформулированы только в 1975 году в Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (в этой редакции не действуют на настоящий момент). С этого момента началось массовое проектирование и строительство сооружений по очистке поверхностных сточных вод.

Однако на сегодняшний день очистке подвергается не более 10% годового объема поверхностного стока, организованно отводимого с территории поселений. Наиболее развита система отведения и очистки поверхностного стока в г.Москве, однако и там существующие очистные сооружения принимают поверхностный сток с 35% канализованной территории города.

Технологически задачи очистки поверхностных сточных вод последовательно развивались от удаления плавающих веществ к очистке от взвешенных и органических загрязнений, прежде всего нефтепродуктов. Удаление фосфатов там, где это актуально, производят с помощью реагентов-коагулянтов, которые также интенсифицируют удаление взвешенных веществ. Освоение технологий с биоплато позволяет (в теплый период) удалять азот там, где это актуально. С помощью УФ-установок возможно решать задачу обеззараживания ПСВ.



     1.2.2 Специфика терминологии подотрасли применительно к описанию НДТ


Сопоставление терминологии очистки сточных вод и терминов описания производственных процессов приведено в таблице 1.5.



Таблица 1.5 - Место основных процессов отрасли в терминологии НДТ

Основные термины описания производственных процессов

Определение согласно
 ПНСТ 22-2014

Функциональный аналог в очистке городских сточных вод

Существенные отличия

Сырье

Предмет труда, уже претерпевший известные изменения под воздействием труда и подлежащий дальнейшей переработке

Поступающие сточные воды

Сточные воды не являются предметом труда

Производственный процесс

Совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, трансформирующая входные потоки в выходные потоки

Очистка сточных вод и обработки осадка

Производственный процесс является не производством товара, а услугой

Технологические процессы

Процедуры добычи сырья, его обработки, транспортирования, складирования и хранения продукции, которые являются основной составной частью производственного процесса

Отдельные стадии основного процесса очистки сточной воды и обработки осадка и сопутствующих процессов

Очистка сточных вод - это выделенная в данную сферу регулирования группа технологических процессов большого производственного процесса водоотведения

Продукция

Полезный результат производственной деятельности промышленного предприятия, соответствующий нормативным документам, технической документации, предназначенный для реализации потребителям

Очищенные сточные воды, а также техническая вода, вода для полива

Совпадает (должно совпадать) в части соответствия нормативной и технической документации.
     
Не совпадает в части реализации потребителю. Применительно к ЦСВ потребитель оплачивает услугу отведения и очистки воды. Де-факто оплачивается существующий уровень очистки. Может также оплачиваться переход на более глубокую очистку (инвестиционная составляющая тарифа)

Побочная продукция

Продукция, полученная в результате утилизации отходов основного производства, или побочные продукты основного производственного процесса

Продукция из осадка сточных вод или на его основе:

биогаз, метан;

удобрения (органические, органо-известковые, органоминеральные, компосты, фосфорные);

почвогрунты, рекультиванты;

электрическая и тепловая энергия, полученные из веществ, теплоты или потенциальной энергии сточных вод и т.д.

Совпадает. Больше оснований считать это побочными продуктами

     
     

     1.2.3 Технологические и экологические аспекты развития подотрасли очистки сточных вод в СССР и России


В середине 1970-х годов подотрасль очистки сточных вод в СССР, несмотря на чрезвычайно низкую доступность специализированного оборудования, занимала по результатам своей работы одно из лидирующих мест в мире. Практически все города были оснащены сооружениями биологической очистки. Разработки отечественных специалистов позволили решать задачи очистки с минимальным объемом сооружений и капитальных вложений.

Начиная с этого периода, развитие подотрасли на значительный период времени было направлено по пути углубления очистки от взвешенных веществ. Значительные средства вкладывались в сооружения доочистки сточных вод, создававшиеся на базе зернистых фильтров. Стадия доочистки позволяла повысить эффективность очистки сточных вод от взвешенных веществ и органических соединений (БПК) всего на несколько процентов при стоимости сооружений и их эксплуатации до половины затрат на основной процесс очистки. Большинство построенных в тот период сооружений доочистки в настоящее время не работает или работает неэффективно (см. раздел 3).

При этом до середины 1990-х годов решение актуальной задачи удаления азота и фосфора практически игнорировалось (несмотря на серьезный уровень проведенных в 1980-е годы исследований), тогда как за рубежом уже со второй половины 1970-х годов технологии удаления азота и фосфора активно применялись при создании ОС ГСВ. Следует отметить, что задача создания сооружений доочистки ГСВ от взвешенных веществ и органических соединений, определяемых показателем БПК, не столь актуальна для промышленно развитых зарубежных стран и на сегодняшний день.

Однако, пожалуй, важнейшее влияние на развитие подотрасли оказало фактическое распространение на сбросы сточных вод требований по соблюдению ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения. Важно отметить, что данные ПДК были разработаны для оценки состояния водных объектов, но никак не для нормирования сбросов сточных вод. Нормативы этих ПДК едины для всей территории Российской Федерации, и их применение не зависит от природно-климатических, геохимических, гидрохимических и гидрологических особенностей водоемов. Это приводит к тому, что действие данных ПДК распространяется на водные объекты, в которых естественные фоновые концентрации веществ могут превышать установленный ПДК в десятки раз.

При разработке ПДК проблема их технической достижимости в процессах очистки в принципе не рассматривалась.

Учитывая отсутствие технологий достижения большей части этих требований и очень высокую стоимость достижения большинства остальных, переход к новой системе требований привел к развитию сразу нескольких негативных процессов:

- дезориентация подотрасли в части ориентиров развития. В этом качестве в виде одинаковых по значимости задач предъявлялись, например, удаление соединений азота и тяжелых металлов. Тогда как на практике никаких мер по удалению тяжелых металлов никогда и нигде не предпринималось в связи с отсутствием специальных технологий;

- формирование отношения ко всем нормативным требованиям как к невыполнимым, что тормозит реализацию реальных задач;

- значительные бессмысленные затраты на разработку разделов проектов на стадии доочистки, которые во многих случаях были отнесены на 2-ю очередь строительства и никогда не были реализованы;

- массовое развитие тенденции к искажению фактических данных о загрязненности сбрасываемой воды, начиная с показателей проектов, которые не согласовывались без декларации невыполнимого соблюдения ПДК и заканчивая искажением данных химико-аналитического контроля работы сооружений;

- отказ ответственных и профессиональных компаний с мировым именем от участия во многих конкурсах на создание очистных сооружений в условиях предъявления нереализуемых требований достижения ПДК, и, как итог, - распространение на рынке компаний, готовых получать заказы путем недобросовестных обещаний полного соблюдения всех требований;

- сокращение притока частных инвестиций в подотрасль при столь шатких условиях работы.

Введение системы оплаты за сбросы и, в особенности, Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства [6] все это, создало условия, при которых любым работающим не только по проекту, но и лучше проекта ОС ЦСВ можно вменить необходимость оплаты компенсации вреда на суммы, многократно превышающие годовой доход организации ВКХ от этого вида деятельности.

Требование очищать стоки до величин концентраций показателей ниже аналогичных естественных фоновых значений приводит к ситуации, когда стоки с более низким содержанием загрязняющих веществ, чем в водном объекте, все равно рассматриваются как недостаточно очищенные, к таким предприятиям выдвигаются требования по внесению сверхнормативной платы и предъявляются многомиллионные требования о возмещении вреда окружающей среде без доказательства причинения самого факта вреда, а только на основе отчетности самого предприятия.

Примерно такая же ситуация возникла в сфере очистки ПСВ. Вместо создания большего количества объектов очистки, обеспечивающих удаление основной массы загрязнений, требование соблюдения ПДК загрязняющих веществ на выпуске очищенных сточных вод в водный объект сформировали тенденцию строительства немногочисленных технически сложных, дорогостоящих в строительстве и эксплуатации очистных сооружений с многоступенчатой технологической схемой очистки, ориентированных на достижение нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного назначения.

В целом нереалистичная система нормирования существенно затормозила модернизацию очистных сооружений подотрасли, препятствовала притоку инвестиций в нее и тем самым нанесла значительный ущерб состоянию водных объектов.

Настоящий справочник, как элемент системы технологического нормирования сбросов в рамках реформы, проводимой Правительством Российской Федерации в этой сфере, призван создать обоснованную базу для реалистичного нормирования, что позволит предотвратить нерациональные затраты для бюджетов всех уровней, предсказуемые условия работы для инвесторов. Результатом этого должно явиться максимально возможное в сложившихся условиях уменьшение негативного воздействия на окружающую среду от объектов подотрасли.



     1.3 Роль подотрасли в защите водных объектов от негативного воздействия поселений на водные объекты


По данным Минприроды России (Доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2013 году), в 2013 году в результате производства и распределения электроэнергии, газа и воды (раздел Е ОКВЭД) образовалось 31,5 млрд м сточных вод, что составило 73% от общего количества сточных вод в стране. Однако значительная часть этого объема относится к незагрязненным водам от производства электроэнергии. Из общего количества загрязненных сточных вод (15,7 млрд м) 8,7 млрд м приходится на сточные воды, образовавшиеся от деятельности по разделу Е. По данным Росстата (на основе данных таблицы 1.5), 7,65 млрд м от этой величины (49%) приходится на сбросы ЦСВ.

Поданным статистики, около 1,17 млрд м сточных вод было сброшено предприятиями группы Е без очистки, из общего объема неочищенных стоков по стране (3,3 млрд м). Таким образом, доля неочищенных сбросов от общего объема сбросов в этой статистической группе, включающей сбросы ЦСВ, составляет 15%, при том, что по всем остальным группам эта доля равна 26%. Однако использованный статистический подход не позволяет оценить долю собственно ЦСВ в неочищенных сбросах.

К статистической группе "сброшено нормативно очищенных вод" в группе Е отнесены 1,08 млрд м, однако отраслевая принадлежность данного объема неизвестна.

Статистическая отчетность, таким образом, суммирует абсолютно разнородные потоки: промышленные сточные воды (причем от не самых водоемких и опасных для водных объектов отраслей) и сточные воды от населенных пунктов, проходящие по ОКВЭД под названием "производство воды". Таким образом, жизнедеятельность городов приравнивается к функционированию одного из секторов ВКХ, не имеющих отношения к ГСВ и ПСВ и в производимом анализе вообще не выделяется.

Такой подход к сбросам ОС ЦСВ как к сбросам промышленных предприятий противоречит Водному кодексу Российской Федерации, согласно которому (статья 65, часть 16) централизованные системы водоотведения (канализации), централизованные ливневые системы водоотведения относятся к сооружениям, обеспечивающим охрану водных объектов от загрязнения, засорения, заиления и истощения вод.

Негативное воздействие на водные объекты оказывают населенные пункты в результате жизнедеятельности их населения и работы организаций, образующих сточные воды. При этом ОС ЦСВ сами не образуют практически никаких загрязнений. Технологический процесс на них (подробнее - см. раздел 2) не приводит к образованию новых сточных вод и отходов, а лишь концентрирует и трансформирует уже содержащиеся в поступающем потоке загрязняющие вещества. Согласно проектам, технологический процесс представляет собой преобразование (рекуперацию) сточных вод в потоки веществ, безвредные для окружающей среды и (или) используемые в различных отраслях хозяйства. Таким образом, ОС ЦСВ имеют водоохранное значение, что закреплено в Водном кодексе Российской Федерации, а не представляют экологическую опасность.

Потенциальная экологическая опасность ОС ЦСВ (прежде всего ОС ГСВ) возникает при реализации рисков нарушения технологического процесса, в том числе в результате аварий. Также на практике из-за проблем с утилизацией осадка они становятся отходами, часто накапливаются на иловых площадках, загрязняя окружающую среду.



     1.4 Информация по подотрасли

     1.4.1 Общие сведения о предприятиях подотрасли


Расположение и масштабы подотрасли соответствуют расположению и численности населенных пунктов в Российской Федерации.

По состоянию на 01.01.2014 г. (Росстат. Распределение муниципальных учреждений по типам муниципальных образований на 1 января 2014 года) в Российской Федерации насчитывалось: городских округов - 520, поселений городских - 1660, поселений сельских - 18525. Согласно законодательству, понятие "поселение" не тождественно понятию "населенный пункт". "Поселение" - это не градостроительная, а управленческая единица. Применительно к городским поселениям это понятие совпадает, к сельским - нет. Поселение часто включает в себя несколько населенных пунктов.

Однако количество существующих ЦСВ и их очистных сооружений (ОС ЦСВ) далеко не тождественно количеству населенных пунктов, относящих к этим категориям по следующим причинам:

- значительная часть средних и малых сельских поселений (за исключением недавно созданных, представляющих собой коттеджные поселки с ЦСВ) не имеет централизованных систем водоотведения;

- значительная часть поселений имеет ЦСВ только для смеси бытовых и производственных сточных вод (так называемая раздельная система водоотведения), при этом поверхностные стоки отводятся по рельефу, без применения ЦСВ;

- значительная часть ЦСВ поверхностного стока не имеет сооружений очистки, сброс стока осуществляется непосредственно в водные объекты, без очистки.

Кроме того, не все города и поселки городского типа имеют ЦСВ для отведения городских сточных вод. По данным за 2008 год, к ним относились 29 городов (около 3% общего их числа в стране). В их числе были: 5 городов в Республике Саха (Якутия), 3 города в Новосибирской области, по 2 города в Калужской, Костромской, Курганской областях, Республике Тыва и Красноярском крае, по 1 городу в Пермском и Алтайском краях, Брянской, Воронежской, Архангельской, Астраханской, Пензенской, Ульяновской, Свердловской, Омской, Читинской областях. Кроме того, еще 273 поселка городского типа (20% от общего числа в Российской Федерации) не располагают ЦСВ.

Данные Росстата по состоянию на июль 2014 года приведены в таблице 1.6. Как видно, ситуация несколько улучшилась: теперь ЦСВ отсутствует в 2% городов и 18% поселков городского типа.



Таблица 1.6 - Статистические данные по количеству ЦСВ

Число населенных пунктов, имеющих канализацию (на конец года)

Значение

Города

1070

в процентах от общего их числа

98

Поселки городского типа

1013

в процентах от общего их числа

82

Сельские населенные пункты

7131

в процентах от общего их числа

5

Установленная пропускная способность очистных сооружений - всего, тыс. м в сутки

57190,7

в городской местности

54042,9

в сельской местности

3147,8

Использование мощности очистных сооружений канализации - всего, в процентах

49

в городской местности

51


Согласно данным статистики общее количество ЦСВ составляет 9214 единиц. Данные по количеству ОС ЦСВ отсутствуют, но номинально оно должно быть близко к количеству ЦСВ и составлять около 9 тыс. При проектной производительности 57,19 млн м/сут средняя проектная производительность одной ЦСВ составляет 6200 м/сут, а средний приток - около 3000 м/сут.

Следует отметить, что существенная недогрузка очистных сооружений на практике далеко не всегда означает комфортные условия эксплуатации и наличие резерва мощности. По данным членов технической рабочей группы, значительная часть ОС сельских поселений и поселков городского типа находится в неудовлетворительном состоянии, а часть полностью вышла из строя. На многих более крупных ОС часть линий очистки выведена из эксплуатации из-за неудовлетворительного технического состояния. Кроме того, проектная производительность в подавляющем числе ситуаций относится к возможности сооружений осуществлять задачу удаления органических загрязнений, тогда как проведение очистки от биогенных элементов требует примерно в 2 раза большего времени обработки. Также существенно, что сокращение расхода сточных вод (см. ниже), имевшее место в последние 25 лет, не означало пропорционального сокращения нагрузки по загрязнениям, в большей степени определяющим время обработки сточной воды.

Таким образом, средняя нагрузка в 50% от проектной мощности (см. таблицу 1.6) лишь показывает некоторую вероятность реконструкции данных сооружений с переводом на новые технологии, без строительства дополнительных объемов емкостей.

Информация по количеству объектов очистки ПСВ населенных пунктов весьма незначительна, что в целом отражает ситуацию по стране. Информация по существующим объектам в ходе сбора анкет была получена только от Москвы и Санкт-Петербурга. По экспертному мнению специалистов, очистные сооружения ПСВ от селитебных территорий существуют (как специализированные инженерные объекты) практически только в крупных городах.

Тем не менее в Москве на общее число водовыпусков (около 1400 ед.) приходится немногим более 160°C. Общая площадь водосбора, сточные воды с которой очищаются хотя бы в самых простых сооружениях (пруды, щитовые загрязнения), не превышает 50 тыс. га, тогда как только площадь автодорог в пределах Садового кольца превышает 700 тыс. га.

В Санкт-Петербурге, где вся неисторическая часть застройки канализована по раздельной схеме, на 1038 выпусков в водные объекты имеется 4 ОС ПСВ, созданных за последние 25 лет. Они очищают менее 2% всех ПСВ.

Данные по количеству предприятий и объектов, подпадающих под обязательный переход получение комплексных разрешений (1-я категория)*

_________________

     * Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


На настоящий момент критерий отнесения установлен постановлением Правительства Российской Федерации от 28.09.2015 г. N 1029 "Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий" к 1-й категории объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду отнесены объекты очистки сточных вод централизованных систем водоотведения (канализации) с объемом отводимых сточных вод 20 тыс. м и более в сутки, что примерно соответствует численности населения свыше 50 тыс. человек (т.е. средние городам и выше по численности), основное внимание в данном справочнике посвящено этой группе населенных пунктов.

Общее количество объектов, которые должны быть отнесены к 1-й категории, составляет не более 600 (с учетом того, что ряд городов имеет более одного ОС ГСВ с объемом отводимых сточных вод 20 тыс. м и более в сутки, а также с учетом немногочисленных ОС ПСВ, удовлетворяющих этим условиям).

Оценочные данные по общему количеству объектов в отрасли, имеющих право добровольно присоединиться к нормированию по технологическим показателям (согласно пункту 12 статьи 31.1 Федерального закона от 21.07.2014 г. N 219-ФЗ (с изм. от 29.12.2014 г.) "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации").

Общее количество ЦСВ, по данным Росстата, составляет свыше 8 тыс. объектов. Однако подавляющее большинство сельских населенных пунктов не имеет ЦСВ, таким образом, данное количество имеет существенный резерв роста. Столь большое количество объектов, которые имеют право переходить на получение комплексного разрешения, создаст проблемы, которые могут быть разрешены разработкой и включением в законодательство норм общего действия (НОД) для такого рода объектов, т.е. общеприменимых обязательных требований, не связанных с получением индивидуальных комплексных разрешений.



     1.4.2 Организационные и экономические основы работы подотрасли

     Экономические показатели предприятий отрасли


Обычно эксплуатация всего водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) осуществляется единой организацией, которая традиционно называется водоканалом. В отдельных случаях очистка сточных вод происходит на самостоятельных от водоканалов предприятиях, принимающих сточные воды на очистку либо по договору с организацией, эксплуатирующей ЦСВ, либо по отдельным договорам с абонентами. В ряде случаев эксплуатацией систем ЦСВ и очисткой стоков занимаются предприятия, не относящиеся к сектору ЖКХ.

Большая часть организаций, эксплуатирующих ОС ЦСВ находится в муниципальной собственности (в хозяйственном ведении МУП, учрежденных муниципалитетом, в составе имущества ВКХ). Часть объектов ОС ЦСВ была приватизирована и принадлежит частным компаниям. Часть крупных объектов управляется несколькими крупными частными операторами по договорам аренды и концессии.

Существующая система отношений между муниципалитетами и водоканалами во многих случаях не способствует развитию отрасли. Основные фонды предприятий ВКХ до 1990-х годов были сформированы за счет средств местного и государственного бюджетов (кроме тех, которые принадлежали крупным предприятиям), а большинство организаций ВКХ было подведомственно муниципалитетам. В последующий период, несмотря на то, что задачи этих организаций и их финансовые возможности практически никак не изменились, существование водоканалов в форме МУП привело к иллюзии их отдельного функционирования относительно городов, которые они обслуживают. В результате требования по улучшению качества очистки предъявляются не руководству населенных пунктов, в которых образуются сточные воды и которым принадлежат основные фонды, а водоканалам (МУП) как якобы самостоятельным организациям, при этом загрязнителям водных объектов. Такая подмена адресата претензий, в том числе и обоснованных, многократно снижает их эффективность, сводя результаты к составлению планов, не обеспеченных финансированием.

Данная ситуация кардинально может быть изменена лишь при переходе к системе управления организациями ВКХ на основе концессий (и подобным взаимно ответственным схемам отношений муниципалитетов и отраслевого бизнеса). Однако реализацию этих схем сдерживают недостижимые требования к сбросам сточных вод и риски претензий по возмещению вреда водным объектам, в размере, превышающем годовой доход от работы объекта. Для зарубежных компаний практически невозможно инвестировать средства на таких условиях. Два единственных (при этом технически и экономически удачных) прецедента крупных зарубежных инвестиций в ОС ЦСВ и в ОС районов Южное Бутово и Зеленоград г.Москвы стали возможными только в рамках внутреннего соглашения с водоканалом, который сохранил за собой ответственность перед контролирующими органами за сброс очищенных сточных вод.

Экономическая основа отрасли - получение организациями ВКХ оплаты за свои услуги от абонентов по тарифу за поданную водопроводную воду и принятые сточные воды. Размер тарифа жестко контролируется территориальными органами Федеральной службы по тарифам. Тариф может включать в себя инвестиционную компоненту, но при этом общая величина тарифа не может превышать прошлогоднюю больше, чем на установленный Правительством индекс. Увеличение тарифа на услуги водоснабжения и водоотведения, как правило, не превышает инфляцию. При этом значительная часть ежегодного роста тарифа теряется за счет более существенного роста тарифов на энергоносители, удорожания нерегулируемых статей затрат (реагенты, оборудование и др.), введение новых платежей, а также, что очень существенно, за счет продолжающегося ежегодного снижения водопотребления и водоотведения. Поскольку доля переменных затрат, прямо зависящих от расхода воды, в организациях ВКХ не превышает 40%, то при снижении расхода, например, на 4%, только для компенсации этого (без учета инфляционного фактора) необходимо повысить тариф на 2,5%-3%. В результате действия данных факторов средства, которыми располагают организации ВКХ, в реальном выражении сокращаются от года к году.

Для предприятий ВКХ снижение потребления воды не только приводит к уменьшению дохода, но и неизбежно требует дополнительных вложений на замену силового и технологического оборудования, мощности которого становятся избыточными, перекладку трубопроводов водоснабжения с уменьшением диаметра труб для борьбы с застоем воды в сетях. Однако из-за применения экономически необоснованного тарифа в отрасли средств на обеспечение энергоэффективности практически нет.

В результате действия всех описанных факторов, убыточными, по данным Российской ассоциации водоснабжения и водоотведения, являются более 80% организаций ВКХ.

Дополнительно к тарифу организации ВКХ имеют право выставлять абонентам компенсационную плату за негативное воздействие на сооружения ЦСВ и за сброс загрязняющих веществ в водные объекты (последний платеж - только абонентам, сбрасывающим менее 200 м/сут, крупные абоненты должны вносить этот платеж в бюджет).

В общей себестоимости услуги водоотведения собственно очистка сточных вод (включая обработку осадка), в большинстве случаев занимает не более 30%-40%, остальные средства расходуются на эксплуатацию сетей и насосных станций водоотведения.

Величина стоимости услуг водоотведения (по сети городских сточных вод) в разных поселениях существенно различается. Некоторые данные (информация Российской ассоциации водоснабжения и водоотведения) приведены в таблице 1.7.




Таблица 1.7 - Средняя стоимость услуги водоотведения по федеральным округам и некоторым регионам Российской Федерации (за 2-е полугодие 2014 г.)

Округ, субъект Российской Федерации

Тариф (включая надбавки для потребителей), руб./м

Российская Федерация

23,44

Центральный федеральный округ (ЦФО)

22,74

Тульская область

13,72

Костромская область

34,44

Северо-Западный федеральный округ (СЗФО)

25,32

Калининградская область

8,42

Республика Коми

48,13

Южный федеральный округ (ЮФО)

24,04

Республика Адыгея

13,8

Краснодарский край

28,81

Северо-Кавказский федеральный округ (СКФО)

14,58

Республика Дагестан

3,06

Ставропольский край

22,25

Приволжский федеральный округ (ПФО)

18,86

Республика Мордовия

11,41

Республика Марий Эл

26,07

Уральский федеральный округ (УрФО)

25,18

Свердловская область

14,94

Ямало-Ненецкий АО

73,13

Сибирский федеральный округ (СФО)

23,0

Кемеровская область

14,11

Красноярский край

33,62

Дальневосточный федеральный округ (ДФО)

44,39

Приморский край

17,24

Чукотский АО

173,48

Примечание - По каждому ФО приведена минимальная и максимальная величины тарифов по субъектам Российской Федерации.


Как видно из таблицы 1.7, величина тарифов даже по соседним и близким друг другу по природным и экономическим условиям округам может различаться в несколько раз. Это вызвано тем, что тарифное регулирование происходило "от достигнутого" уровня, принципы технологического обоснования тарифа для достижения необходимого качества услуг не применяются.

Процесс очистки сточных вод не является производством товара, а является услугой, оказываемой абонентам ЦСВ по очистке их сточных вод. При этом абонент оплачивает данную услугу исходя из фактических затрат организации, эксплуатирующей ОС ЦСВ и фактически применяемых технологий, т.е., если на ОС ЦСВ используется примитивная, малоэффективная, но при этом и малозатратная технология (либо вообще отсутствует очистка), то стоимость этой услуги для абонента окажется предельно низкой (нулевой), а если производится глубокая очистка сточных вод, переработка и утилизация осадка, то стоимость услуг для абонента будет максимальной. В аналогичной ситуации, применительно к свободной рыночной ситуации, услуги или товары ненадлежащего качества (не обеспечивающие безопасность окружающей среды) были бы запрещены, но в сфере услуг водоотведения такой подход не применим. Поскольку сфера услуг ЦСВ не является рыночной, а относится к естественным монополиям, то интересы потребителя в этой сфере призваны защищать ФСТ и ФАС. Однако в своей деятельности они руководствуются не обязательностью обеспечения требований по глубокой очистке, а лишь поддержанием работоспособности регулируемых объектов при соблюдении предельных индексов роста тарифов. Тенденция такого развития негативна - отсутствие очистки при минимальном тарифе. Таким образом, к сожалению, регулирование данной сферы разбалансировано: предъявление одними госорганами требований к качеству услуги в виде жестких требований к сбросу очищенных сточных вод противоречит позиции других госорганов признавать неизбежный существенный рост цены на эту услугу.

В таблице 1.8 приведены данные по себестоимости услуг очистки сточных вод в конкретных населенных пунктах (получены в рамках анкетирования предприятий), по сравнению с тарифами на услугу водоотведения в этих поселениях. Учитывая малый объем данных по объектам ОС ПСВ (соответствующий количеству данных объектов в подотрасли), здесь и далее, в случае если вид сточных вод не указан, приводимые данные и информация относятся к ОС ГСВ.




Таблица 1.8 - Сравнение себестоимости очистки сточных вод с тарифом на водоотведение

N ОС, федеральный округ

Проектная производи-
тельность ОС, тыс. м/сут

Приток в 2014 году, тыс. м/сут

Технология

Себесто-
имость на ОС, руб./м

Тариф на водоотве-
дение, руб./м

1, СЗФО

330

213

Удаление азота и фосфора, с реагентами

7,17

20,81

2, ЦФО

80

37

То же

14,33

23,36

3, СЗФО

72

31

То же

11,1

4, СЗФО

17,1

14,9

То же

6,74

5, СЗФО

41

12,6

Удаление азота

53,75

4,67

6, СЗФО

10

5,5

То же

13,3

7, СЗФО

10,5

4,5

То же

27,78

14,27

8, ЦФО

3000

2136

1/3 - удаление азота, 2/3 - полная биол. очистка

5,9

23,36

9, ЦФО

3000

1740

Полная биол. очистка

6,54

23,36

10, ПФО

1200

781

То же

2,95

10,21

11, ПФО

650

383

То же

3,63

13,48

12, ЮФО

135

102

То же

4,36

11,65

13, СФО

86

55

То же

7,38

10,48

14, СФО

80

34

То же

14,37

10,56

15, ДФО

55

25,5

То же

9,58

21,6

16, СКФО

14

2,9

То же

20,67

13,7


Данные таблицы 1.8 позволяют сделать следующие выводы:

- величины себестоимости очистки по объектам различаются (за вычетом крайних значений) до 5 раз;

- себестоимость возрастает с 3-6 руб./м для крупнейших станций до 10-15 руб./м для ОС с притоком 5-50 тыс. м/сут;

- затраты на очистку сточных вод зачастую не коррелируют с результатом очистки. Обычные станции полной биологической очистки (N 13-15) и самые эффективные по качеству очистки современные сооружения (N 2-4), при одинаковой загрузке в процентах от проектной производительности (ПП) имеют одинаковую себестоимость;

- на многих объектах имеет место ситуация, когда себестоимость очистки существенно выше тарифа на водоотведение, т.е. работа ОС обеспечивается за счет других источников (других составляющих тарифа либо платы абонентов за сверхнормативные сбросы);

- в целом ситуация с себестоимостью на ОС по противоречивости и разбросам значений повторяет общую ситуацию с тарифами (таблица 1.7).



     1.4.3 Анализ объектов подотрасли по производительности, срокам эксплуатации, производительности, нагрузке


При сборе информации по справочнику запрос на предоставление информации был адресован 404 поселениям и городским округам (всем, население которых превышает 40 тыс. чел. и в которых, соответственно, может образовываться сточных вод свыше 20 тыс. м/сут).

Распределение этих населенных пунктов по численности населения приведено в таблице 1.9.




Таблица 1.9 - Распределение населенных пунктов - объектов рассылки анкет по численности населения

Категория населенных пунктов

Численность населения, тыс. чел.

Оценочный расход сточных вод*, тыс. м/сут

Количество в Российской Федерации

Города-миллионники

Свыше 1000

Свыше 300

12

Крупнейшие города

500-1000

150-300

25

Крупные города

250-500

75-150

36

Большие города

100-250

30-75

91

Средние города

50-100

15-30

157

Малые города

Для целей разработки справочника при анкетировании была ограничена диапазоном 40-50 (объекты I категории)

12-15

89

Всего

404

* При общем удельном водоотведении 300 л/чел в сутки.


Были получены заполненные анкеты от 200 поселений и городских округов, от всех федеральных округов и большинства субъектов Российской Федерации. Таким образом, выборка полученной информации составляет около 50%, что следует оценить как весьма представительную. В населенных пунктах, направивших анкеты, проживает 60% городского населения Российской Федерации.

Распределение объектов очистки сточных вод, относимых к 1-й категории по территории Российской Федерации и ее субъектам полностью соответствует распределению крупных населенных пунктов по территории.

Наибольшее количество таких объектов находится в следующих субъектах Российской Федерации:

- Московская область - 42;

- Краснодарский край - 20;

- Ростовская область - 15;

- Кемеровская область и Свердловская область - по 14;

- Ленинградская область - 13;

- Иркутская область - 11;

- Ставропольский край, Татарстан и ХМАО - по 10.

На эти 10 субъектов приходится около 40% всех объектов 1-й категории.

Объекты подотрасли, по которым были получены анкеты, для дальнейшего анализа были разделены на три группы по проектной производительности (ПП):

- свыше 300 тыс. м/сут: анкеты получены от 19 предприятий по 20°C;

- от 100 до 300 тыс. м/сут: анкеты получены от 28 предприятий по 30°C;

- менее 100 тыс. м/сут: анкеты получены от 133 предприятий по 150°C.

Объем данных, полученных по объектам очистки ПСВ, признан недостаточным для анализа. Данные были получены всего от двух предприятий. Информация о ситуации в них приведена ниже.

Анализ распределения ОС по годам постройки (сроку службы), а также данные о проведении реконструкции приведены в таблице 1.10.




Таблица 1.10 - Анализ распределения ОС ГСВ по годам постройки (сроку службы)

Годы постройки ОС (фактический срок службы)

Группы ОС с различной ПП, %

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

До 1970 года (45 лет)

22,7

20

13

С 1970 по 1980 годы (35-45 лет)

50

38

36

С 1980 по 1990 годы (25-35 лет)

13,7

25

32

С 1990 по 2000 годы (15-25 лет)

4,5

4

13

С 2000 года (менее 15 лет)

9,1

13

6

Подвергались реконструкции или расширению с 2010 года, %

57

15

37

Примечание - Расчетный срок службы бетонных очистных сооружений - 50 лет.


Во всех трех диапазонах производительности ОС основные мощности были построены в период с 1970 по 1985 год. Крупные и средние станции достраивались до 1990 года. Среди станций есть сооружения, построенные после 2000 года, - от 6% до 13% сооружений.

До 1990 года в основном осуществлялась достройка сооружений и ввод дополнительных блоков. После 2000 года строительство новых блоков и станций велось уже с применением новых технологий с удалением азота или азота и фосфора. Реконструкции с изменением технологии приходятся на 2000-2015 годы. Несмотря на существенные доли объектов, подвергшихся реконструкции в 2 группах из трех, реконструктивные мероприятия в основном касались отказа от хлорирования в пользу УФ-облучения и перехода на механическое обезвоживание. Доля объектов, на которых реализованы технологии удаления азота (или азота и фосфора) не превышает 10% (подробнее - см. раздел 2).

Анализ удельного водоотведения (л/чел. в сутки) показывает, что приток сточных вод на ОС ГСВ формируется в весьма широком диапазоне (см. таблицу 1.11).




Таблица 1.11 - Величины удельного водоотведения

Диапазоны притока

Удельный брутто-приток на ОС на 1 жителя (с учетом промышленности и неорганизованного притока), л/чел. в сутки, для групп ОС с различной ПП

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс.м/сут

Центральный диапазон (60% от всех ситуаций, от 20% до 80% обеспеченности)

270-440 (50% - 270-470)

180-400 (60%)

180-410

Минимальные значения

240

130

80

Максимальные значения

550

670

710


Как видно из таблицы 1.10, с уменьшением производительности диапазон удельных расходов значительно расширяется. Следует отметить, что при этом значения менее 100 л/чел. в сутки соответствует неполному водоотведению и (или) частичному отсутствию централизованного водоснабжения. В целом для станций производительностью 100-300 тыс. м в сутки и особенно менее 100 тыс. м в сутки имеется резерв снижения водопотребления (и, соответственно, притока на ОС ГСВ) путем принятия мер по экономии воды.

Как было отмечено в разделе 1.1.2, в последние десятилетия произошло существенное снижение нагрузки на ОС ГСВ. Распределение ОС по величине гидравлической нагрузки, в процентах от ПП показано в таблице 1.12.




Таблица 1.12 - Оценка фактической гидравлической нагрузки на ОС

Оценка нагрузки

Группы ОС с различной ПП, %

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

Работают с незначительной перегрузкой

0

11

1

Близко к проектной производительности (70%-100%)

21

27

12

Существенно недогружены (50%-70%)

48

42

19

Низкая нагрузка (менее 50%)

32

20

68


Таким образом, имеющиеся мощности сооружений на большинстве рассмотренных станций имеют хороший потенциал для внедрения современных технологий биологической очистки, который на данный момент мало реализован. Однако следует учитывать два важных фактора:

- основные мощности сооружений были построены в 70-80-х годах и при реконструкции требуется больший или меньший объем восстановления состояния железобетонных конструкций. Это увеличивает стоимость работ от 50% до 500% относительно ретехнологизации (изменения технологии с заменой оборудования);

- с учетом того, что массовая нагрузка на ОС ГСВ формируется пропорционально количеству жителей с учетом сбросов промышленных предприятий, величина недогрузки по проектным показателям абсолютно не тождественна недогрузке по загрязняющим веществам. На ОС ГСВ только сооружения механической очистки и отстаивания рассчитывают по расходу, остальные сооружения - по массовой нагрузке.

Ситуация с ОС ПСВ в ГУП "Мосводосток" - единственном в России предприятии, эксплуатирующем значительное число таких систем, - приведена ниже.

Первые очистные сооружения для селитебных водосборных площадей были разработаны в Москве в трех видах: пруды-отстойники, сооружения камерного типа (СКТ) и щитовые заграждения в акватории р.Москвы.

Задачей первых очистных сооружений являлось задержание в полном объеме мусора, частично взвешенных веществ и нефтепродуктов. При этом предусматривалось снижение концентрации загрязнений в среднем по взвешенным веществам до 30-50 мг/л, а по нефтепродуктам - до 5-8 мг/л. На очистное сооружение направлялась наиболее загрязненная часть поверхностного стока от дождей с периодом однократного превышения расчетной интенсивности в пределах 0,05-0,1 года, а также часть талых вод.

Для пропуска пиковых расходов дождевых и талых вод предусматривалось устройство обгонного коллектора, направляющего эти стоки мимо очистных сооружений с последующим сбросом в водные объекты без очистки. Считалось, что указанные стоки несут значительно меньшее количество загрязнений, чем стоки, поступающие с первыми порциями дождей. Таким образом, на данном этапе аккумулирование поверхностного стока не предусматривалось. Однако по технико-экономическим соображениям для снижения диаметров коллекторной сети при большой протяженности главных коллекторов в системе водоотведения устраивались регулирующие резервуары.

В середине 1980-х годов начали использоваться очистные сооружения, оснащенные блоками тонкослойного отстаивания и фильтрами (кассетными) доочистки. Такие сооружения давали больший эффект, нежели пруды-отстойники, СКТ или щитовые заграждения. Их габариты были в 2-2,5 раза меньше.

С середины 1990-х годов в связи со строительством МКАД и 3-го транспортного кольца на балансе ГУП "Мосводосток" появились так называемые сооружения глубокой очистки накопительного типа с последующей доочисткой сточных вод многоступенчатой напорной фильтрацией. По достигаемому эффекту очистки (по основным показателям загрязнения) указанные ОС почти выходят на качество очистки поверхностных сточных вод на уровне ПДК, однако при обслуживании водосборной площади более 20-30 га стоимость их эксплуатации весьма высока.

В тот же период начали применяться сооружения габионного типа (СГТ). Площадь водосборного бассейна для таких сооружений незначительна - от 1,5 до 5,0 га. В основном они применяются для очистки стоков с дорожных покрытий и близрасположенных откосов.

Также находят применение сооружения с реагентной обработкой, флотационной очисткой, фильтрацией на пенополистирольных фильтрах.

Ситуация по загрязненности ГСВ по результатам анализа анкет показана в таблицах 1.13, 1.14.



Таблица 1.13 - Загрязненность поступающих сточных вод по органическим загрязнениям

Диапазон загрязненности, взвешенные вещества, мг/л/
БПК, мг/л

Распределение загрязненности по взвешенным веществам/ БПК, % для ОС с ПП

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

Низкоконцентрированные (менее 150/130)

21/22

28/31

30/30

Среднеконцентрированные (150-250/150-230)

41/42

48/48

50/57

Высококонцентрированные (свыше 250/230)

32/36

24/21

20/13

Примечание - Перед чертой - взвешенные вещества, после черты - БПК




Таблица 1.14 - Загрязненность поступающих сточных вод по азоту и фосфору

Диапазон загрязненности по аммонийному азоту, мг/л/
фосфору фосфатов, мг/л

Распределение загрязненности по аммонийному азоту/фосфору фосфатов, %, для ОС с ПП

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

Низкоконцентрированные (менее 25/менее 2,2)

5,6/22,2

41/33

30/30

Среднеконцентрированные (25-35/2,2-3)

66,6/38,9

40/41

38/33

Высококонцентрированные (свыше 35/3,0)

27,8/38,9

19/26

32/37


Анализ концентраций поступающей сточной воды показывает увеличение разброса встречаемости с уменьшением производительности станции, что объясняется большим диапазоном удельных расходов и увеличением влияния промышленных стоков с уменьшением производительности станции. Характерные диапазоны для городских стоков представлены в таблице 1.15.




Таблица 1.15 - Характерные диапазоны концентраций основных загрязнений в исходных ГСВ

Загрязняющие вещества

Диапазоны загрязненности сточных вод, мг/л

Низкоконцент-
рированные сточные воды

Среднеконцент-
рированные сточные воды

Концентри-
ванные сточные воды

При влиянии промышленных сточных вод

Взвешенные вещества

Менее 150

150-250

Свыше 250

Больше 400

БПК

Менее 130

130-230

Свыше 230

Больше 400

ХПК

Менее 300

300-600

Свыше 600

Больше 800

Азот аммонийный

Менее 25

25-35

Свыше 35

Более 50

Фосфор фосфатов

Менее 2,2

2,2-3,5

Свыше 3,5

Более 5


В результате снижения удельного водоотведения уже на 25%-35% ОС с ПП свыше 100 тыс. м/сут поступают сточные воды, которые в условиях Российской Федерации следует оценить как высококонцентрированные. Следует обратить внимание, что в условиях Западной Европы, в особенности ФРГ, где норма водоотведения во многих населенных пунктах ниже 80 л/чел. в сутки, понятие высококонцентрированных сточных вод существенно отличается: они характеризуются как минимум вдвое большими значениями загрязненности по взвешенным веществам и БПК. Этот факт оказывает существенное воздействие при использовании в Российской Федерации технологий очистки, разработанных для Западной Европы.

Несмотря на снижение удельного водоотведения, около 1/3 всех ОС с ПП менее 300 тыс. м/сут получают низкоконцентрированные сточные воды, в том числе по азоту и фосфору.

Важный фактор для использования технологии удаления азота - температура сточных вод. Данные по распределению минимальных среднемесячных температур приведены в таблице 1.16.




Таблица 1.16 - Температура поступающих сточных вод

Средняя температура за месяц с минимальными (зимними) значениями, °C

Распределение температуры, средняя за месяц с минимальными (зимними) значениями, %, для ОС с ПП

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

Очень холодная, менее 12

14,3

14,9

47

Умеренно холодная, 12-16

42,9

51,8

37

Теплая, свыше 16

42,8

33,3

16


Для ОС с ПП 100-300 тыс. м/сут основной диапазон температуры стоков 12°C-16°C, а для ОС с ПП менее 100 тыс. м/сут наиболее характерна температура 12°C-14°C, причем стоки с температурой 10°C и менее составляют 23%, что существенно для оценки возможности проведения процесса нитрификации.

Анализ влияния ОС ГСВ на окружающую среду по данным анкет приведен в разделе 3.

Ввиду минимальной информации, полученной из анкет, в таблице 1.17 приводятся данные СП 32.13330-2012 [2] по загрязненности ПСВ, полученные ранее специалистами в результате обобщения многолетних исследований по изучению состава ПСВ поселений, расположенных в различных климатических районах страны.




Таблица 1.17 - Примерные значения концентраций загрязняющих веществ в дождевом и талом стоках для различных участков водосборных поверхностей селитебных территорий

Тип участка

Загрязненность поверхностных сточных вод, мг/л

Дождевой сток

Талый сток

Взве-
шенные вещества

БПК

Нефте-
продукты

Взве-
шенные вещества

БПК

Нефте-
продукты

Участки селитебной территории с высоким уровнем благоустройства и регулярной механизированной уборкой дорожных покрытий (центральная часть города с административными зданиями, торговыми и учебными центрами)

400

30

8

2000

50

20

Современная жилая застройка

650

40

12

2500

70

20

Магистральные улицы с интенсивным движением транспорта

1000

60

20

3000

85

25

Территории, прилегающие к промышленным предприятиям

2000

65

18

4000

110

25

Кровли зданий и сооружений

<20

<10

0,01-0,7

<20

<10

0,01-0,7

Территории с преобладанием индивидуальной жилой застройки; газоны и зеленые насаждения

300

40

<1

1500

70

<1


Наиболее загрязненным по всем показателям, по данным Свода правил, является талый сток, который по значению показателя БПК приближается к низкоконцентрированным хозяйственно-бытовым сточным водам.



     1.5 Градации объектов подотрасли по производительности для дальнейшего использования в справочнике НДТ


К 1-й категории природопользователей, для которых будет обязателен переход на НДТ, и получение комплексного разрешения на основании технологических показателей, отнесены все объекты очистки сточных вод ЦСВ с объемом поступающих сточных вод свыше 20 тыс. м/сут (для ОС ГСВ соответствует мощности очистных сооружений 50-60 тыс. ЭЧЖ (в терминологии Свода правил [2]).

Принцип классификации объектов ОС является предметом дискуссий. Расход сточных вод - традиционный, привычный параметр. Однако он не в полной мере отражает как природоохранную роль объектов ОС ЦСВ, так и потенциальную экологическую опасность, так как при разных величинах удельного водопотребления поселения с одинаковой численностью населения могут образовывать расходы сточных вод, отличающиеся в 2-3 раза. Учитывая тенденцию к снижению этих показателей, возможен самопроизвольный переход объектов из одного диапазона в другой, даже при росте населения обслуживаемых ими населенных пунктов. Это может дезориентировать субъекты регулирования.

Расход сточных вод определяет объемы меньшей по стоимости инвестиций части объектов ОС ГСВ, а именно сооружений механической очистки, вторичного отстаивания, обеззараживания, доочистки. Более информативным параметром для классификации ОС ГСВ является параметр "эквивалентная численность жителей" (ЭЧЖ). Этот параметр присутствует в Своде правил [2]:

"9.1.3 Общую производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям (эквивалентная численность жителей, ЭЧЖ) допускается определять по формуле

,                                              (1)



где B - максимальная средняя нагрузка по БПК на ОС за 2 недели за 3-летний период наблюдений, кг O/сут;

60 - расчетное количество загрязнений по БПК от одного жителя, г O/чел. в сутки.

Величина ЭЧЖ строго пропорциональна массе органических загрязнений, поступающих на объекты ОГСВ. Таким образом, она включает в себя не только загрязнения от жителей, но и от всех прочих абонентов. Величина ЭЧЖ (как производная от массовой нагрузки по загрязнениям) при расчете сооружений определяет объемы наиболее дорогостоящих объектов ОС ГСВ: сооружений биологической очистки и обработки осадка.

Параметр ЭЧЖ используется как базовый для классификации объектов в ЕС и в Хельсинской конвенции [7], в частности, в которой оперируют выражением "нагрузка стоков, эквивалентная стокам от (число) жителей".

В то же время параметр расхода сточных вод в большинстве случаев определяет объемы инвестиций в ОС ПСВ и позволяет осуществлять классификацию объектов централизованного отведения поверхностных сточных вод.

Классификация ОС ЦСВ ГСВ для целей данного справочника, на основании параметра ЭЧЖ с использованием классификации типов поселений по Градостроительному кодексу Российской Федерации от их численности [8], приведена в таблице 1.18.



Таблица 1.18 - Классификация ОС ЦСВ ГСВ по производительности

Наименование категории ОС

Нагрузка по БПК

 на ОС ЦСВ со сточными водами, поступающими из населенного пункта, кг/сут

Условная численность, в единицах ЭЧЖ

Расход поступающих сточных вод, м/сут (ориентировочно)*

Сверхкрупные

Более 180 тыс.

Более 3 млн.

Свыше 600 тыс.

Крупнейшие

60 тыс. - 180 тыс.

1-3 млн.

200-600 тыс.

Крупные

12 тыс. - 60 тыс.

200 тыс. - 1 млн.

40-200 тыс.

Большие

З тыс. - 12 тыс.

50 тыс. - 200 тыс.

10-40 тыс.

Средние

1200-3000

20 тыс. - 50 тыс.

4-10 тыс.

Небольшие

300-1200

5 тыс. - 20 тыс.

1-4 тыс.

Малые

30-300

500-5 тыс.

100-1000

Сверхмалые

3-30

50-500

10-100

* При брутто-норме водоотведения, принятой для данных расчетов равной по нижней границе основного диапазона для большинства ОС ГСВ (таблица 1.11), составляющей около 200 л на зарегистрированного жителя населенного пункта.


В дальнейшем в данном справочнике приведенные в таблице 1.18 наименования категорий ОС ГСВ употребляются в соответствии с ПП этих ОС, указанной в таблице.

Поскольку в разделе 5 для установок категорий не более "средних" определены более мягкие технологические показатели НДТ, важно учитывать эффект агломерации и освоения пригородных территорий. С этой целью к средним ОС вне зависимости от фактического расхода сточных вод отнесены все поселения на определенном расстоянии от крупных поселений:

- в зоне 50 км от границ городов с населением свыше 3 млн чел.;

- в зоне 30 км от границ городов с населением свыше 1 млн чел.;

- в зоне 15 км от границ городов с населением свыше 250 тыс. чел.;

- в зоне 5 км от границ городов с населением свыше 100 тыс. чел.

Кроме того, для отнесения ОС к соответствующей категории расстояние (по длине водотока) от их выпуска сточных вод до ближайшего следующего организованного выпуска должно составлять:

- для отнесения к сверхмалым - не менее 1 км;

- для отнесения к малым - не менее 3 км;

- для отнесения к небольшим - не менее 10 км.

Если указанные расстояния не выдерживаются, то оба близрасположенных ОС относятся к категории средних.

Для классификации ОС ПСВ используется расчетный расход.

В настоящем справочнике под ОС ПСВ подразумеваются специальные инженерные сооружения, и не подразумеваются русловые пруды, являющиеся элементами гидрографической сети города.

Классификация ОС ЦСВ ПСВ (кроме прудов) по поступающему расходу приведена в таблице 1.19.



Таблица 1.19 - Классификация ОС ЦСВ ПСВ по поступающему расходу

Наименование категории ОС

Расход поступающих сточных вод, м/сут *

Очень крупные

Свыше 20 тыс. м/сут *

Крупные

5-20 тыс.

Большие

1-5 тыс.

Средние

200-1000

Небольшие

50-200

Малые

Менее 50

* Расчетный расход в сутки с максимальным притоком.

     
     

     1.6 Энерго- и ресурсопотребление подотрасли


Энергопотребление

Подотрасль ОС ЦСВ ГСВ, наряду с водоснабжением, относится к числу наиболее энергоемких в инфраструктуре населенных пунктов, в совокупности уступая только метрополитену в тех городах, где он имеется.

Основное количество энергии расходуется на подачу воздуха в аэротенки биологической очистки для обеспечения растворения в иловой смеси необходимого количества кислорода, потребляемого бактериями в процессе разложения загрязнений. В идеальном случае подача воздуха и, соответственно, расход электроэнергии должны быть пропорциональны поступлению со сточными водами загрязнений, на окисление которых расходуется кислород. Учитывая то, что загрязненность сточных вод, как показано выше, изменяется в очень широком диапазоне, данные по энергопотреблению отнесены не к метрам кубическим сточной воды, а к килограмму суммы кислородокисляемых веществ (кислородный эквивалент, КЭ) в сточных водах, к которым отнесены вещества, определяемые как БПК и аммонийный азот. Величина КЭ рассчитана по формуле

КЭ=4,6C+C.                                                            (2)


Идеальное (с минимальными неэффективными потерями) потребление электроэнергии на подачу воздуха в зависимости от технологического процесса составляет 0,25-0,40 кВт·ч/кг КЭ (минимум - при оптимизированной технологии удаления азота с денитрификацией, максимум - для развитой нитрификации без удаления азота денитрификацией, подробнее - см. разделы 2 и 4). При загрязненности сточной воды по таблице 1.3 этот диапазон будет соответствовать 0,075-0,12 кВт·ч/м при использовании первичного отстаивания и 0,09-0,145 кВт·ч/м без первичного отстаивания.

Анализ фактических анкетных данных по энергопотреблению сооружений биологической очистки ОС ЦСВ ГСВ приведен в таблице 1.20.



Таблица 1.20 - Удельное энергопотребление сооружений биологической очистки

Удельное энергопотребление, кВт·ч/кг КЭ, для ОС с ПП

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

Диапазон

0,23-0,9

0,44-2,1

0,38-14

Среднее значение

0,52

0,6

1,37

Средний диапазон (+/-20% от среднего значения)

0,42-0,62

0,40-0,85

0,95-2,2

Теоретическая потребность

0,25-0,40


До 40% крупных станций работают в энергоэффективном режиме с удельными расходами, близкими к расчетным параметрам. При этом 30% сооружений с расходами более 0,6 кВт·ч/кг КЭ нуждаются в улучшении технологии аэрации.

В диапазоне ПП 100-300 тыс. м/сут также около 35% сооружений работают с хорошими энергетическими показателями, однако перерасходы энергии для 30% сооружений более существенны. Еще хуже картина энергоэффективности процесса очистки для станций ПП менее 100 тыс. м в сутки. Практически для большинства сооружений характерно высокое потребление энергии, причем значения могут на порядок и более отличаться от оптимальных. Основная причина этого - невозможность уменьшить расход воздуха в условиях недогрузки станции. Взаимосвязь нагрузки на станцию и расхода энергии представлена на рисунке 1.1. Хорошо видно, что в условиях нагрузки менее 25% от ПП, когда теоретически необходимо оставить в работе менее одной воздуходувки, на части объектов возникают весьма существенные перерасходы энергии. Для реализации существенного потенциала повышения энергоэффективности на станциях производительностью менее 100 тыс. м в сутки потребуется замена воздуходувок в соответствии с реальными расходами сточных вод.




Рисунок 1.1 - Зависимость удельного энергопотребления от нагрузки на ОС ГСВ по сточным водам


Даже если рассматривать достаточно благополучные по энергопотреблению станции, то на современном уровне развития технологий подотрасль располагает значительным резервом сокращения энергопотребления относительно существующего уровня. Энергопотребление аэротенков может быть снижено относительно средних значений (каждая следующая цифра относится к применению на фоне использования предыдущего мероприятия, т.е. величины не суммируются):

- на 20%-25% - за счет использования эффективных систем аэрации;

- на 15%-20% - за счет регулируемой подачи воздуха в соответствии с потребностью сооружений в кислороде;

- на 10%-15% - за счет использования энергосберегающих технологических процессов биологической очистки.

В сумме использование данных подходов способно снизить энергопотребление на аэротенки на 40%-50%.

Важно отметить, что в настоящее время сформировалась тенденция отказа от первичных отстойников с использованием только биологической очистки, определяемая, прежде всего, стремлением улучшить условия применения технологий удаления азота и фосфора при очистке низкоконцентрированных ГСВ, а также при неблагоприятных соотношениях органических загрязнений и азота. Однако неоправданный отказ от осветления ГСВ влечет за собой существенный рост энергозатрат.

Переход к использованию альтернативных энергоисточников может довести внешнее энергопотребление практически до нуля. Это достигается путем энергогенерации, прежде из биогаза, получаемого при анаэробной стабилизации осадка.

Другой, существенно больший источник генерации энергии, в данном случае тепловой, возможен за счет утилизации тепла сточных вод путем использования тепловых насосов. Это позволяет при использовании соответствующего количества электроэнергии получать такое количество тепла, которое может найти применение только вне ОС, если в нем есть потребность.

Следует отметить, что коэффициент преобразования энергии на ГСВ практически максимальный и существенно выше, чем при классическом использовании тепловых насосов, извлекающих тепло из грунтовых вод, так как температура сточной воды существенно выше. Однако окупаемость проектов энергогенерации в разумные сроки не всегда возможна, требуется проведение технико-экономических проработок.

Энергопотребление ОС ПСВ относительно невелико. Оно минимально для отстойных сооружений, но существенно возрастает при использовании флотаторов или зернистых фильтров, работающих с промывкой.

Потребление реагентов

Классическая технология ОС ГСВ (полная биологическая очистка) вообще не требует потребления реагентов. Механическое обезвоживание требует использования полиэлектролитов (органических флокулянтов). В массовом выражении эта потребность очень невелика (не более 3 кг/1000 м сточной воды), однако это сложные в приготовлении и относительно дорогостоящие реагенты.

Удаление фосфатов в ряде технологий требует использования реагентов для осаждения. Для этого могут применяться соли железа или алюминия. При ориентации только на реагентные технологии потребность в них (по товарному веществу) может достигать 50-70 кг/1000 м сточной воды. Поэтому приоритет должны получать безреагентные технологии удаления фосфора, с использованием улучшенного биологического поглощения активным илом.



     1.7 Особенности условий модернизации объектов подотрасли


Как показано выше, все городские поселения России имеют очистные сооружения и подавляющая часть из них существенно недогружена. При этом переход на эффективные технологии очистки от биогенных элементов не может быть рациональным способом реализован как достройка сооружений, дополнительных к имеющимся, а требует изменения технологии биологической очистки сточных вод в существующих сооружениях (либо создания новых сооружений).

Все эти условия формируют для большинства ОС ГСВ стандартную ситуацию, по которой внедрение НДТ биологической очистки требует проведения реконструкции существующих сооружений либо строительства новых рядом.

Вариант с новым строительством в большинстве случаев многократно дороже и приемлем только в следующих ситуациях:

- существующие сооружения конструктивно не соответствуют современным техническим и технологическим требованиям;

- состояние строительных конструкций неудовлетворительное и признана нецелесообразной их реконструкция;

- целесообразен перенос ОС на другую площадку.

Во всех других ситуациях, которых на практике не менее 50%, целесообразно проводить реконструкцию существующих сооружений, как правило - аэротенков и вторичных отстойников. Недогрузка сооружений позволяет реализовать их переход на технологии с удалением азота и фосфора, требующие существенно большего времени обработки сточной воды.

Вариант с реконструкцией, однако, накладывает существенные ограничения на сроки модернизации ОС и качество очистки на них по следующим причинам:

- его необходимо реализовывать в несколько этапов (очередей), так как в период проведения СМР на одной части сооружений сточные воды должны очищаться на оставшейся части;

- как правило, до начала выполнения основных работ требуется выполнение вспомогательных, таких как прокладка новых каналов, устройство новых насосных станций и т.п.

Для минимизации перегрузки оставшихся частей станции реконструкция должна проводиться не менее чем в три очереди (кроме ОС, недогруженных на 50% и более). В результате этого на объектах, где необходимо восстановление железобетонных конструкций, общий срок реконструкции крупных объектов в три очереди, с учетом разработки и согласования проекта (до 2 лет), вспомогательных и пусконаладочных работ даже при достаточном финансировании, может составить до 10 лет, что выходит за установленную 219-ФЗ продолжительность срока перехода на НДТ.

После окончания реконструкции очереди ее проектная производительность (по новой технологии) уже не будет превышать, как правило, 50%-65% от первоначальной величины (по классической технологии). В результате даже при разбиении работ по реконструкции ОС со стартовой нагрузкой 50% от ПП на 3 очереди при производстве работ на 3-й, последней очереди первые две, ранее реконструированные, будут перегружены до 1,5 раз. Это приведет к ухудшению качества очистки воды в период реконструкции не только по отношению к новым проектным показателям, но и к качеству до реконструкции.



     1.8 Системные проблемы отрасли ВКХ и подотрасли очистки сточных вод


К приоритетным общим проблемам отрасли следует отнести:

1) Высокий износ основных фондов (см. таблицу 1.9), причем не только ОС ЦСВ, но всех остальных (так, в среднем по стране в замене нуждается 46% сетей, тогда как в идеальной ситуации эта величина не должна превышать 10%), что в рамках единых организаций ВКХ приводит к перераспределению средств на более оперативные проблемы повышения надежности сетей и (или) ликвидации аварий на сетях. Также в подавляющем большинстве случаев для жителей и руководителей населенных пунктов качество питьевой воды играет гораздо более важную роль, чем качество очистки сточных вод.

2) Неработоспособная контрпродуктивная система нормирования сбросов очищенных вод (описана выше), которая должна быть реформирована действиями в рамках выполнения 219-ФЗ от 21.07.2014 г.

3) Тарифное регулирование "от достигнутого уровня", которое закрепило результаты всех изменений в этой сфере, произошедших в этой сфере за последние почти 25 лет. В результате тарифы на водоотведение в соседних субъектах федерации различаются до 3 раз (при том, что и более высокого из этих тарифов недостаточно для полноценного развития). Даже если считать, что тариф соответствует уровню сооружений, то такая ситуация консервирует отсталость: чем хуже очистка, тем ниже тариф, тем меньше возможности инвестировать в модернизацию сооружений.

4) Отрасль находится в глубоком кризисе в части инвестиций в нее:

- большинство организаций ВКХ убыточно и не может выделять средства на реконструкцию сооружений;

- средства регионов на развитие ВКХ весьма ограничены;

- выделение существенных средств госбюджета ограничивается ФЦП "Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2018 года", а также программами подготовки к международным мероприятиям. Отдельная ФЦП по развитию ВКХ отсутствует;

- частные инвестиции фактически также невелики, при этом иностранные инвестиции в последние годы практически отсутствуют.

5) Плохо работающая, несмотря на новации в этой области, система взаимоотношений водоканалов и промышленных абонентов. Принятые в последние годы Федеральный закон от 7.12.2011 г. N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении" [9] и Постановление Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 г. N 644 "Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации" [10] не разрешили проблемы, имевшиеся в этой сфере, а создали дополнительные. Объявление крупных абонентов ЦСВ водопользователями с необходимостью разрабатывать НДС, не имеет под собой достаточных технических оснований и противоречит сути происходящих процессов. К абонентам по-прежнему продолжают предъявляться нереализуемые требования, что, по аналогии с ОС ЦСВ, никак не способствует созданию эффективных локальных очистных сооружений.

В то же время часты случаи негативного воздействия на ОС ГСВ промышленных сточных вод, сбрасываемых без предварительной очистки. Во многих относительно небольших поселениях жизненно важные для них промышленные предприятия (преимущественно пищевые производства), обеспечивающие занятость населения в них, сбрасывают сточные воды безо всякой очистки, что создает многократную перегрузку на ОС ГСВ по органическим соединениям, и без того находящиеся в запущенном состоянии.

6) Сложная ситуация с утилизацией осадков сточных вод. Несмотря на наличие достаточной нормативной базы по различным методам использования осадков, степень зарегулированности данной сферы такова, что практически 100% осадков, соответствующих всем требованиям, либо захоранивается на полигонах, либо утилизируется по "серым" схемам. Данная ситуация не имеет никаких объективных оснований, и вызвана исключительно неэффективной системы* регулирования.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

           

7) Отсутствие реальной поддержки государством энергосберегающих технологий, в том числе альтернативной биоэнергетики, тормозит использование энергогенерирующих технологий.

Вышеописанные общие проблемы привели к формированию следующих основных экологических проблем подотрасли:

1) Существенная часть ОС, не подвергшихся своевременной реконструкции, находится в неудовлетворительном состоянии либо вообще выведена из эксплуатации. Также ряд сооружений не может справиться со сверхнормативными сбросами промышленных предприятий по органическим веществам. В результате на данных объектах превышаются (в том числе и многократно) проектные показатели 1960-1970-х годов по взвешенным веществам и БПК.

2) Большинство (более 90%) имеющихся ОС ГСВ по своему уровню относятся к технологиям 1960-х годов и не обеспечивают удаление азота и фосфора.

3) На большинстве ОС ГСВ используется обеззараживание хлором и хлорреагентами, что, обеспечивая дезинфекцию, наносит выраженный экологический вред водным объектам. Он заключается как в токсичном воздействии хлора и хлорпроизводных на весь водный биоценоз, так и в накоплении хлорорганических соединений в водных организмах и донных отложениях (последнее формирует долговременные последствия). Распространенная (и считающаяся обязательной в США, где активно используется обеззараживание хлором) технология дехлорирования после хлорирования не применяется.

4) Практическое применение современных технологий очистки ПСВ селитебных территорий практически отсутствует, кроме Москвы. Более того, состояние сетей дождевой канализации в большинстве городов (как по степени охвата, так и по техническому состоянию) таково, что основной задачей организаций ВКХ в области дождевой канализации является обеспечение отведения дождевых и талых вод во избежание подтопления территорий с предотвращением материального ущерба жилому сектору, транспортной инфраструктуре и промпредприятиям.

5) Несмотря на существенное изменение к лучшему ситуации с обезвоживанием осадка, многие ОС ГСВ продолжают накапливать их на иловых площадках. Кроме того, на подавляющем числе ОС ГСВ как по объективным, так и по субъективным причинам произошел отказ от эксплуатации сооружений стабилизации осадка, что приводит к загрязнению подземных вод и атмосферы.

6) Существенной проблемой многих сооружений, в значительной степени определяющей отношение к ним населения, является выделение запахов, ощущаемых в жилой застройке, на путях перемещения жителей и в местах их работы. Эта очевидная потенциальная проблема решалась в России (СССР) с начала развития подотрасли путем принятия мер пассивной защиты - установления санитарно-защитных зон (СЗЗ) необходимого размера. Однако развитие населенных пунктов во многих местах приводит к нарушению этих зон. Кроме того, во многих случаях эти нормы были изначально нарушены.

Проведенный анализ проблем подотрасли показывает, с одной стороны, обилие экологических проблем, связанных с использованием устаревших технологий, и столь же существенную нехватку финансирования для их решения, с другой стороны. Нерешенные экологические проблемы есть проявление все той же проблемы нехватки средств. Накопившееся техническое отставание есть результат накопившегося за 25 лет недофинансирования подотрасли. Эффективные технологии очистки ГСВ технически были доступны и 20 лет тому назад, проблема была и заключается только в нехватке финансирования.

Бесполезно ставить подотрасли, которая смогла за 20 лет в не самых неблагоприятных экономических условиях модернизировать до современного уровня только 10% сооружений биологической очистки, задачу реконструировать остальные 90% за 7 лет, отведенные на переход на НДТ.

Сложившаяся в подотрасли ситуация определяет необходимость применения видоизмененных подходов в применении НДТ и в трактовке самой терминологии. Термин "наилучшие" в данных условиях должен означать наибольшую эколого-экономическую эффективность технологии - максимальное количество предотвращенного вреда окружающей среде на рубль вложенных средств. Использование решений, которые ведут к перерасходу средств относительно решаемой задачи, таких, как строительство объектов без учета фактической отрицательной динамики водоотведения (про запас), а также применение стадии доочистки (без исключительных оснований для этого) не должно считаться переходом на НДТ.

Описанные в настоящем разделе особенности подотрасли, такие как повсеместная распространенность, огромное число объектов, которые в совокупности сбрасывают около 60% всех загрязненных сточных вод страны, при этом малая доля объектов, соответствующих современным требованиям, требуют трактовать определение НДТ, данное статьей 28.1 219-ФЗ как "наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на ... объем производимой продукции..." не применительно к одному данному объекту, а в масштабах подотрасли в целом. В противном случае, если осуществлять модернизацию единичных объектов ориентируясь на наименьший уровень воздействия на данном объекте, сокращение общего воздействия на бассейн не будет достигнуто.

Требуемое законодательством достижение наименьшего уровня негативного воздействия на окружающую среду в расчете на объем производимой продукции может быть обеспечено за счет использования следующих основных механизмов:

1) Учет при выборе технологий для конкретного объекта ОС численности населения в поселении, городском округе (производительность ОС согласно изложенной в настоящем разделе классификации);

2) Применение комплексного подхода, учитывающего фактическое экологическое состояние водных объектов при выборе технологий, применяемых как НДТ. Это позволит последовательно улучшать состояние водных объектов, не применяя более сложных и дорогостоящих технологий там, где в этом нет объективной необходимости. Для использования этого подхода необходима разработка градаций водных объектов по категориям, критериев отнесения к ним и внесение необходимых изменений в действующее законодательство.

3) Применение подхода с определением групп объектов ОС, различающихся по очередности их модернизации. На первом этапе необходимо сконцентрировать усилия именно на тех объектах, качество очистки на которых существенно ниже среднеотраслевого уровня по данной группе по производительности сооружений. Для этого необходима выработка критериев выбора объектов для реконструкции на основании фактически обеспечиваемого качества очистки.

При определении НДТ в сфере очистки сточных вод поселений важно Очень важно при определении эколого-экономической эффективности Описание используемых технологических процессов.*

_________________

     * Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


В настоящем разделе приведено описание основных технологических процессов, используемых в России в настоящее время при очистке сточных вод поселений. Информация приведена по результатам обработки анкет, а также по данным научно-технической литературы и данным, предоставленным членами технической рабочей группы.



Раздел 2. Описание используемых технологических процессов

     Раздел 2. Описание используемых технологических процессов

     2.1 Очистка городских сточных вод

     2.1.1 Технологическая схема процесса ОС ГСВ


Всю совокупность применяемых технологий ОС ГСВ можно представить в виде одной обобщенной технологической схемы, включающей в себя как обязательные, так и необязательные подпроцессы, большая часть из последних является опциональными либо альтернативными.

Информация об этапах технологического процесса приведена в таблице 2.1.

Обобщенная схема ОС ГСВ приведена на рисунке 2.1.




Рисунок 2.1 - Обобщенная технологическая схема



Легенда к рисунку 2.1

Номер подпроцесса

Наименование подпроцесса

1

Выделение плавающих грубых примесей (процеживание)

1-1

Обработка (отмывка и обезвоживание) грубых примесей, задержанных на решетках (ситах)

1-1

Обработка (отмывка и обезвоживание) грубых примесей, задержанных на решетках (ситах)

1-2

Сбор отбросов, задержанных на решетках (ситах) в контейнеры

2

Удаление оседающих грубых примесей (песка)

3

Обработка пескового осадка (пульпы)

4

Аккумулирование (усреднение расхода) сточной воды

5

Осаждение взвешенных веществ (осветление, первичное отстаивание)

6

Обработка в биореакторах биологической очистки:

А - в биофильтрах;

Б - в аэротенках

7

Подача сжатого воздуха

8

Отделение очищенной воды от биомассы, вынесенной из биореактора

9

Доочистка

10

Приготовление и дозирование растворов реагентов

11

Обеззараживание очищенной, либо дочищенной воды:

А - хлором;

Б - гипохлоритом натрия, вариант 1 - использованием товарного гипохлорита натрия, вариант 2 - с получением электролитического гипохлорита натрия;

В - УФ-облучением

12

Концентрирование избыточного активного ила (осадков):

А. Гравитационное уплотнение;

Б. Механическое сгущение

13

Стабилизация жидких осадков:

А. Аэробная стабилизация;

Б. Анаэробная стабилизация (метановое сбраживание)

13Б-1

Обработка и утилизация биогаза

14

Обеззараживание осадков:

А. Реагентное;

Б1. Тепловое обеззараживание жидких осадков;

Б2. Тепловое обеззараживание обезвоженных осадков

15

Уплотнение стабилизированных осадков

16

Обезвоживание осадка:

А. Механическое;

Б. Подсушка и выдержка осадков на иловых площадках в естественных условиях;

В. Обработка флокулянтами, сгущение, подсушка и выдержка осадков, на иловых площадках в естественных условиях

17

Дополнительная длительная выдержка в естественных условиях осадков, подсушенных на иловых площадках, или механически обезвоженных

18

Компостирование обезвоженных или подсушенных осадков

19

Производство почвогрунтов из осадков

20

Термическая сушка осадков

21

Сжигание (термоутилизация) осадка

Примечания к рисунку 2.1:

1) технологическая схема является обобщенной. На конкретных объектах применяется часть из указанных подпроцессов. Входные потоки в подпроцессы, изображенные на схеме, также могут являться опциональными;

2) Номера подпроцессов в схеме на рисунке 2.1 соответствуют номерам в таблице 2.1


Подавляющее большинство технологических схем ОС ГСВ полного цикла включает в себя следующие основные (обязательные) подпроцессы:

- механическая очистка;

- биологическая очистка;

- обеззараживание очищенной воды;

- обезвоживание осадка.

Все остальные технологические процессы могут присутствовать или нет. Минимальная технологическая схема не обязательно означает неполную, неэффективную либо самую дешевую. Она может быть также и весьма эффективной и (или) весьма дорогостоящей.

Любая технология, не содержащая вышеперечисленные стадии, является неполной и недостаточной. Такие технологии также находят применение, однако они оправданы исключительно в специальных условиях, например: технология без биологической очистки - с использованием физико-химической обработки и фильтрационной очистки. Этот процесс вынужденно применяется на некоторых удаленных объектах с временным (сезонным) пребыванием, где сооружения биологической очистки не могут быть использованы, так как они требуют длительного запуска (наращивание биомассы в течение 2-3 месяцев).

В более сложных ситуациях, когда ОС используются для очистки также значительных объемов производственных сточных вод, технологическая схема может быть сложнее, для обеспечения удаления специфических загрязнений последних. В этой ситуации ГСВ могут поступать не в начало технологической схемы. Также некоторые потоки (например, малозагрязненные производственные сточные воды) могут не подаваться в начало технологической схемы очистки ГСВ, а присоединяться на последующих стадиях.

Критерии отнесения ОС к сфере применения ИТС соответствующих отраслей определяются в отраслевых справочниках. Критерии отнесения к сфере применения данного справочника в подобных ситуациях определены в соответствующем разделе.

Обязательность обеззараживания очищенных вод - весьма дискуссионный вопрос. Нормативные правовые акты Российской Федерации требуют проводить обеззараживание всех объемов сбрасываемых сточных вод. Однако до недавнего времени в ЕС сама задача обеззараживания не ставилась, в том числе в связи с достаточно существенным эффектом в этом отношении процесса биологической очистки.

В течение десятков лет крупнейшие в стране ОС ГСВ - Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения г.Москвы не имели обеззараживания. Это было обосновано тем, что они образуют от 30% до 90% расхода водных объектов, куда происходит сброс. В этой ситуации использование хлорирования оказало бы крайне негативное воздействие на состояние экосистемы этих водных объектов. При фактическом отсутствии хлорирования в течение вышеуказанного периода времени не было отмечено санитарно-эпидемиологических инцидентов на нижнем течении данных водных объектов, после сбросов биологически очищенных сточных вод.

В Санкт-Петербурге до нынешнего времени обеззараживание проходят только 19% очищенных стоков, внедрение на весь расход планируется к 2024 году.

В настоящее время экологически безопасная технология УФ-обеззараживания доступна для любого масштаба объектов и выбор между обеззараживанием и экологическим состоянием водного объекта уже не стоит.

Важно отметить, что обеззараживание не имеет никакого экологического значения (для водных объектов понятие патогенных микроорганизмов лишено смысла), а лишь санитарно-эпидемиологическое. Поэтому в тех регионах и в те сезоны (холодное время года), где и когда контакт человека с водой водного объекта отсутствует, а разбавление высоко, нет никаких обоснований к использованию обеззараживания, кроме нормативного требования.

Все основное оборудование ОС ЦСВ относится к природоохранному (далее - основное природоохранное оборудование). На ОС может быть также использовано оборудование для очистки выбросов в атмосферный воздух (далее - вспомогательное природоохранное оборудование).

Следует отметить, что многие подпроцессы ОС, начиная с масштаба небольших, реализуются не в оборудовании, а в емкостных технологических сооружениях, выполненных строительным способом. Это делается исключительно по причине большого объема емкостей, не позволяющего применять для реализации этих стадий оборудование, изготовленное заводским способом. При этом оборудование используется как составная часть технологических сооружений, выполняя важные технологические функции (перемещение воды и осадка, аэрация, перемешивание и т.п.).

Далее под оборудованием в общем понимании подразумевается совокупность емкостных сооружений и оборудования, реализующих данный подпроцесс.



Таблица 2.1 - Обобщенное описание процесса очистки ГСВ

Входной поток

Этап процесса (подпроцесс)

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

Эмиссии

1

2

3

4

5

Поступающая сточная вода

N 1. Выделение плавающих грубых примесей (процеживание).

Обязательный подпроцесс

Процеженная сточная вода

Решетки (сита). При большой производительности - комплектное транспортирующее оборудование (шнеки, ленточные транспортеры и т.п.)

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

1. Грубые примеси, задержанные на решетках, либо ситах (отбросы с решеток).

2. Промывная вода

N 1-1. Обработка (отмывка и обезвоживание) грубых примесей, задержанных на решетках, либо ситах.

На практике - необязательный подпроцесс

1. Обработанные (отмытые и прессованные) грубые примеси (отбросы).

2. Промывная вода в поток неочищенной сточной воды

Гидропрессы, шнековые прессы, контейнеры. Часто оборудование для обработки грубых примесей блокируется с оборудованием для процеживания сточных вод

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Грубые примеси, задержанные на решетках, либо ситах (отбросы с решеток)

N 1-2. Сбор отбросов с решеток (сит) в контейнеры;
(обязательный подпроцесс)

Необработанные или обработанные грубые примеси (отбросы)

Контейнеры

Отбросы - отходы на размещение.

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Процеженная сточная вода.

Сжатый воздух (в отдельных случаях)

N 2. Удаление оседающих грубых примесей (песка).

Обязательный подпроцесс.

Удаление всплывающих жировых примесей (опционально, для некоторых конструкций)

Неосветленная сточная вода

Песколовки (емкостные сооружения либо комплектное оборудование).

1. Компрессоры для аэрируемых песколовок.

2. Гидроэлеваторы для откачки песчаной пульпы.

3. Насосы для откачки песчаной пульпы.

Скребковое или шнековое оборудование для транспортировки песка к приямкам (не во всех конструкциях)

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Песковая пульпа (песковой осадок).

По варианту Б - также и техническая вода

N 3. Обработка пескового осадка. Обязательный подпроцесс в том или ином исполнении.

Вариант А. на песковых площадках.

Вариант Б. В бункерах

Вариант В. В аппаратах для отмывки и сепарации песка

А. Обезвоженный (подсушенный) песок.

Б. Отмытый и обезвоженный песок

А. Песковые площадки.

Б. Песковые бункеры.

В. Аппараты для отмывки и сепарации песка

Если выделенный и обработанный песок не находит применения - отход на размещение.

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Неосветленная сточная вода

N 4. Аккумулирование (усреднение расхода) сточной воды

Необязательный подпроцесс

Неосветленная сточная вода (усредненный расход)

Регулирующие резервуары (емкостные сооружения). Могут применяться мешалки, аэрационные системы

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу (через "дыхательные" отверстия резервуаров)
     

Неосветленная сточная вода.

Раствор реагента для интенсификации осаждения взвешенных веществ и осаждения фосфора из подпроцесса 10

N 5. Осаждение взвешенных веществ (осветление, первичное отстаивание).

Удаление жировых плавающих загрязнений.

Целесообразность подпроцесса N 5 определяется исходя из качественного и количественного состава сточных вод и технологии биологической очистки.

Первичное отстаивание может реализовываться с ацидофикацией осадка (см. раздел 4)

Осветленная сточная вода.

Осадок первичных отстойников.

Жировая масса

Первичные отстойники (емкостные сооружения), скребковое оборудование, насосы для откачки осадка.

Жиросборники

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Осветленная сточная вода.

Компримированный воздух.

Раствор реагента для осаждения фосфора

N 6. Обработка в биореакторах биологической очистки:

вариант А - биофильтры;

вариант Б - аэротенки.

Обязательный подпроцесс.

Биохимические реакции, происходящие в биореакторах в разных вариантах реализации подпроцесса, могут существенно отличаться

А. Обработанная вода с биопленкой на разделение.

Б. Иловая смесь на разделение

Емкостные сооружения -  биореакторы.

Аэраторы (весьма разнообразные устройства для диспергирования воздуха в иловой смеси).

Для технологий удаления азота (азота и фосфора) - также мешалки и насосы внутренней рециркуляции

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Атмосферный воздух

N 7. Подача сжатого воздуха. Обязательный подпроцесс для аэротенков (кроме исключений по )

Сжатый воздух

Компрессоры (воздуходувки)

Шум.

Высокое потребление электроэнергии

Из подпроцесса 6А - обработанная вода.

Из подпроцесса 6Б - иловая смесь

N 8. Отделение очищенной воды от биомассы, вынесенной из биореактора.

Обязательный подпроцесс

Очищенная вода

Для 6А - осадок (биопленка).

Для 6Б - возвратный активный ил (из которого отводится избыточный активный ил)

Насосы для откачки активного ила (биопленки), частично для возврата в аэротенк, частично как избыточного на обработку.

Вторичные отстойники (емкостные сооружения), скребковое оборудование

Очищенная вода.

Раствор реагента для удаления фосфора

Раствор реагента для флокуляции взвешенных веществ

N 9. Доочистка

Обязательность подпроцесса определяется условиями сброса очищенных вод

Доочищенная вода

Промывная вода (не во всех вариантах)

Осадок (не во всех вариантах)

Опционально:

Фильтры с загрузкой, обеспечивающие отделение взвешенных веществ или/и окисление органических и азотистых соединений.

Мембранные дисковые фильтры. Механические фильтры. Отстойники с ламелями (тонкослойными модулями).

Биопруды (емкости в грунте)

Периодически - отработанная загрузка (не для всех вариантов).

Осадок (не для всех вариантов)

Товарный реагент (реагенты): соли железа, алюминия. Полиэлектролит (флокулянт).

Гипохлорит натрия.

Техническая вода

N 10. Приготовление и дозирование растворов реагентов.

Комплексный подпроцесс - может осуществляться на нескольких различных потоках.

Необязательный подпроцесс

Растворы реагентов для применения

Баки для складирования запаса жидкого реагента, помещения для хранения сухого реагента.

Растворно-
расходные узлы с дозирующим оборудованием

Очищенная (доочищенная) вода

N 11. Обеззараживание очищенной, либо дочищенной воды.

По нормативным документам - обязательный подпроцесс. Однако экологическая целесообразность отсутствует, а санитарно-
эпидемиологическая зависит от местных условий водопользования и сезона сброса

Сброс очищенной сточной воды в водный объект

Также:

Жидкий хлор, водопроводная вода

N 11А. Обеззараживание хлором

Обеззараженная вода.

Также может быть подана на использование как техническая вода:

- на собственные нужды предприятия;

- другим потребителям

Склад жидкого хлора. Хлораторы. Смеситель.

Контактный резервуар

Риск аварии с выбросом хлор-газа.

Сброс в водный объект с обеззараженной воды активного хлора, хлораминов, хлорорганических соединений (при отсутствии дехлорирования)

Также:

Вариант 1. Товарный гипохлорит натрия.

Вода

Вариант 2.

Поваренная соль.

Техническая вода

N 11Б. Обеззараживание гипохлоритом натрия.

Вариант 1. С использованием товарного гипохлорита натрия

Вариант 2. С получением электролитического раствора гипохлорита натрия



Вариант 1. Склад товарного гипохлорита натрия, система дозирования.

Вариант 2. Электролизер, растворные и расходные баки, система дозирования

Сброс в водный объект с обеззараженной воды активного хлора, хлораминов, хлорорганических соединений (при отсутствии дехлорирования)

N 11В. Обеззараживание УФ-облучением



Установки УФ-обеззараживания

Отработанные
УФ-лампы (ртутьсодержащие отходы)



Продолжение таблицы     

Избыточный активный ил (либо иные жидкие осадки).

По варианту Б - раствор флокулянта из подпроцесса N 10

N 12 Концентрирование избыточного активного ила (осадков).

А. Гравитационное уплотнение.

Б. Механическое сгущение.

Обязательный подпроцесс (есть исключения )

Уплотненный/
сгущенный активный ил (осадок).

Сливная вода

А. Уплотнитель (отстойное емкостное сооружение), скребковое оборудование

Б. Механический сгуститель ила.

Для всех вариантов - насосы для откачки уплотненного/ сгущенного ила

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

N 13. Стабилизация жидких осадков.

Необязательный подпроцесс

Стабилизированная смесь осадков

Осадок первичных отстойников.

Избыточный активный ил.

Компримированный воздух

N 13А. Аэробная стабилизация.

Необязательный подпроцесс

Аэробно стабилизированная смесь осадков

Емкостные сооружения -
стабилизаторы. Аэраторы (весьма разнообразные устройства для диспергирования воздуха в жидкости)

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Осадок первичных отстойников (из подпроцессов N 5 или N 12).

Избыточный активный ил (из подпроцесса N 12)

N 13Б. Анаэробная стабилизация (метановое сбраживание).

Необязательный подпроцесс

Сброженная смесь осадков.

Биогаз (смесь метана, углекислого газа, с примесями)

Емкостные сооружения -
метантенки. Дозирующие и выгрузочные камеры. Мешалки, насосы, теплообменники

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу, прежде всего от камер загрузки и выгрузки

Биогаз.

Воздух для сжигания

N 13Б-1. Обработка и утилизация биогаза

Обязательный подпроцесс при наличии биогаза

Энергия.

Сливные воды от осушки и очистки биогаза

Газгольдеры. Сбросная "свеча".

Энергоустановки

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу из трубы энергоустановки.

Периодически - отход для размещения (сработанная загрузка для очистки биогаза от сероводорода)

Осадок первичных отстойников.

Избыточный активный ил.

Мезофильно сброженные осадки.

Раствор препарата для обеззараживания.

Водопроводная вода

N 14А. Реагентное обеззараживание осадков

Необязательный подпроцесс

Обработанные препаратом осадки

Система приготовления и дозирования раствора препарата для обеззараживания

Осадок первичных отстойников.

Избыточный активный ил.

Мезофильно сброженные осадки.

Обезвоженные осадки

N 14Б. Тепловое обеззараживание осадков

Необязательный подпроцесс

Обработанные теплом осадки

Система подогрева, выдерживания жидких осадков и рекуперации тепла (реактор и теплообменники).

Либо инфракрасные нагреватели обезвоженного осадка

Стабилизированная смесь осадков

N 15. Уплотнение стабилизированных осадков.

Необязательный подпроцесс

Уплотненная смесь осадков.

Сливная вода

Уплотнитель (отстойное емкостное сооружение), скребковое оборудование, насосы для откачки уплотненного осадка

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Смесь осадков либо один вид осадка, в зависимости от различных подпроцессов

N 16. Обезвоживание осадка.

Обязательный подпроцесс

При отсутствии подпроцессов дальнейшей обработки осадка с получением продукции обезвоженный осадок удаляется как отход на размещение

Также:

Раствор флокулянта из подпроцесса N 10.

Техническая вода

N 16А. Механическое обезвоживание

Обезвоженный осадок (кек).

Фильтрат или фугат

Комплектное оборудование для механического обезвоживания: обезвоживающие аппараты (центрифуги, фильтр-прессы, шнековые прессы и др.), транспортные линии (шнеки, ленточные транспортеры), бункеры

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

N 16Б. Подсушка и выдержка осадков на иловых площадках в естественных условиях

Подсушенный осадок.

Сливная вода

Бетонные или земляные сооружения - иловые площадки.

Погрузочно-
разгрузочная техника для уборки и вывозки осадка

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу.

Периодически - выбросы от движущихся источников (автотранспорта). На земляных площадках - фильтрация иловой воды осадка в грунтовые воды

Также:

Раствор флокулянта из подпроцесса N 10

N 16В. Обработка флокулянтами, сгущение, подсушка и выдержка осадков, на иловых площадках в естественных условиях

Подсушенный осадок.

Сливная вода

Бетонные или земляные сооружения - иловые площадки. Щелевые колодцы для отфильтровывания отделившейся воды.

Погрузочно-
разгрузочная техника для уборки и вывозки осадка

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу.

Периодически - выбросы от движущихся источников (автотранспорта). На земляных площадках - фильтрация в грунтовые воды

Обезвоженный осадок из подпроцесса N 16

N 17. Дополнительная длительная выдержка в естественных условиях осадков, подсушенных на иловых площадках, или механически обезвоженных

Обработанный осадок

Открытые площадки

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу.

Периодически - выбросы от движущихся источников (автотранспорта)
     

Обезвоженный осадок из подпроцесса N 16.

Органические наполнители

N 18. Компостирование обезвоженных или подсушенных осадков

Компост

Оборудование очень разнообразно - от открытых площадок до закрытых биореакторов

Неорганизованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу (при проведении на открытых площадках.

Периодически - выбросы от движущихся источников (автотранспорта).

Организованный выброс - при проведении процесса в закрытых биореакторах и (или) в помещениях

Обезвоженный или подсушенный осадок после подпроцессов N 13 и 16, или 16 и 17, 16 и 18.

Другие компоненты почвогрунтов (в соответствии с конкретной технологией), в том числе: глина, песок, торф.

Специальные добавки, в том числе для обеззараживания

N 19. Производство почвогрунтов из осадков

Почвогрунт

Площадки приготовления на искусственном основании; узел смешения (в том числе барабанные смесители) и сепарации; погрузочно-
разгрузочная техника

Выбросы от движущихся источников автотранспорта

Обезвоженный осадок из подпроцесса N 16

N 20. Термическая сушка осадков

Термически высушенный осадок.

В некоторых вариантах - конденсат выпара

Комплектные установки термосушки. Транспортные линии (шнеки, пневмотранспортеры), бункеры

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу.

При сухой газоочистке - отработанные сорбенты

Вариантно или частично:

- обезвоженный осадок из подпроцесса N 16

- высушенный осадок из подпроцесса N 20.

Техническая вода.

Щелочной реагент (для мокрой очистки газовых выбросов).

Сорбенты для сухой газоочистки

N 21. Сжигание (термоутилизация) осадка

Зола осадка.

Сливная вода от очистки газовых выбросов

Комплектные установки сжигания. Транспортные линии (шнеки, пневмотранспортеры), бункеры.

Системы очистки газовых выбросов

Организованный выброс веществ, загрязняющих атмосферу

Есть исключения (см. раздел 2.2).

Технология обработки песка может быть сложнее. Детальнее описано в 2.2.

Не для всех разновидностей подпроцесса. С целью удаления фосфора фосфатов реагент может вводиться и другие точки основного процесса, а также и в возвратные потоки.

Только в некоторых технологиях.

Комплексный технологический процесс со своими подпроцессами. Детально описан ниже.

Кроме уплотнения после совместной аэробной стабилизации (N 13А) и обезвоживания на шнековых прессах (N 16А).

      
     

     2.1.2 Краткое описание основного природоохранного оборудования. Типичные технологические процессы очистки сточных вод, применяемые в отрасли
     

     Подпроцесс N 1. Выделение плавающих грубых примесей (процеживание)


Необходим для обеспечения нормальной работы сооружений и оборудования, предотвращения аварий. Удаление отбросов также (частично) задерживает те плавающие включения, которые могут попадать в водные объекты с очищенной водой, не задержанные на основных стадиях очистки.

Правильно запроектированные и нормально работающие сооружения предварительной механической очистки обеспечивают эффективную работу последующих ступеней очистки сточных вод и обработки осадка. Отсутствие либо ненадлежащая работа сооружений предварительной механической очистки оказывает негативное воздействие на ОС ГСВ в целом.

Перечень наиболее распространенного оборудования для процеживания приведен в таблице 2.2.



Таблица 2.2 - Перечень наиболее распространенного оборудования для процеживания

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Реечные (стержневые) решетки

Сточная вода протекает через совокупность установленных под наклоном к потоку стержней с фиксированными расстояниями между ними и движущимся скребком для прочистки и подъема наверх задержанных отбросов

Ширина прозоров от 60-80 мм (при использовании для предварительного грубого процеживания) до 5-6 мм.

Обеспечивают так называемое одномерное процеживание, при котором длинные узкие включения могут проходить через решетки
     

Ступенчатые

Сточная вода протекает через совокупность установленных под наклоном ступенчатых полотен с фиксированными расстояниями между ними. Один набор полотен - (через одно) подвижный, один - неподвижный. Подъем отбросов осуществляется за счет возвратно-поступательного движения набора полотен - со ступени на ступень

Обеспечивает размер прозора до 3 мм. Эффективно работает с намывным слоем отбросов, обеспечивающим более эффективное задержание

Ленточные (реечные и перфорированные)

Сточная вода протекает через совокупность пластиковых секций небольшой длины (либо фрагментов сит), оснащенных крючками и шарнирно связанных между собой в бесконечную ленту

Перфорированные устройства обеспечивают глубокое процеживание с двумерным эффектом (задерживаются все включения, которые больше размера отверстий). Реечные устройства по эффективности занимают промежуточное положение между ситами и стержневыми решетками

Барабанные (шнековые)

Сточная вода протекает изнутри наружу через барабанное вращающееся сито. Уловленные отбросы по центральному каналу отводятся шнеком

Наиболее эффективные устройства. Требуют предварительного удаления крупных включений.

По производительности применимы до больших ОС включительно


Технологическая эффективность оборудования для процеживания практически неизмерима, так как содержание грубых включений в сточных водах не подвергается производственному контролю из-за практической невозможности адекватного отбора проб. Поэтому об эффективности оборудования судят по массе удержанных отбросов.

Согласно действующим нормам [2] допускается не предусматривать решетки в случае подачи сточных вод на станцию очистки насосами при установке перед насосами решеток с прозорами не более 16 мм или решеток-дробилок, при этом длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м и на насосных станциях предусматривается вывоз задержанных на решетке отбросов.

Сооружения предварительной механической очистки относятся к наиболее интенсивно выделяющим выбросы ЗВ в атмосферный воздух, в особенности в тех случаях, когда вода на ОС подается с помощью напорной перекачки. Начиная с приемной камеры давление в жидкости снижается и происходит выделение растворенных в сточных водах летучих веществ с интенсивным выделением их в воздух.

Дробление отбросов на входе на ОС ГСВ не рекомендуется, так как это приводит к увеличению сброса частиц мусора с очищенной водой.



     Подпроцесс N 1-1.


Обработка (отмывка и обезвоживание) грубых примесей, задержанных на решетках.

Отбросы с решеток (сит) имеют небольшой насыпной удельный вес, и их транспортировка обходится дороже. Они содержат значительное количество органических загрязнений. Размещение этой массы на полигонах приведет к их гниению с выделением дурнопахнущих веществ. Эта проблема тем более выражена, чем меньше размеры прозоров (ячеек) процеживающих устройств.

Обезвоживание (прессование) с предварительной промывкой позволяет:

- сократить массу вывозимого отхода;

- обеспечить более высокую стабильность отхода (стойкость к загниванию);

- с промывной водой вернуть в основной процесс часть органики, необходимой для интенсификации процессов биологической очистки.

Для обеззараживания отбросов, как правило, используют пересыпание их хлорной известью (CaOCl).

Перечень наиболее распространенного оборудования для отмывки и обезвоживания отбросов с решеток приведен в таблице 2.3.



Таблица 2.3 - Перечень наиболее распространенного оборудования для отмывки и обезвоживания отбросов с решеток

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Пресс для отбросов

Обезвоживание производится в перфорированном цилиндре с помощью поршня либо шнека

Уменьшение объема отбросов до 2 раз

Пресс с камерой предварительной промывки

Перед подачей на обезвоживание отбросы отмываются технической водой (перемешиванием в закрытой емкости)

Практически полная отмывка отбросов от взвешенных веществ. Более глубокое обезвоживание отбросов

     
     

     Подпроцесс N 2. Удаление оседающих грубых примесей (песка)


Выделение грубых примесей (песка) необходимо для того, чтобы он не оседал в последующих сооружениях, препятствуя их работе. Неуловленный песок при наличии первичных отстойников осядет в них при отсутствии в сооружениях биологической очистки. При этом сооружение по удалению песка (песколовка) должно задерживать максимум песка и минимум органических загрязнений.

Так же, как и применительно к грубым примесям, измерение эффективности задержания песка не практикуется. Эта задача представляет собой сложность даже для исследовательских целей. Об эффективности задержания песка судят по содержанию песка в осадке первичных отстойников (если таковые имеются). Содержание песка, не создающее трудностей для эксплуатации, не более 6% от сухого вещества осадка (не более 3% при использовании высокоскоростных центрифуг для обезвоживания осадка).

Перечень наиболее распространенного оборудования для выделения песка из сточных вод приведен в таблице 2.4.



Таблица 2.4 - Перечень наиболее распространенного оборудования для выделения песка из сточных вод

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Горизонтальная песколовка

Сточная вода движется в прямоугольной емкости при определенной скорости потока. Песок оседает под действием сил гравитации на дно и транспортируется (скребками или гидравлически) к приямку, откуда откачивается эрлифтом или насосом

Эффективное удержание песчаной фракции, но высокое содержание в осадке мелких неорганических (глина и т.п.) и органических частиц. Высокая зависимость от скорости в сооружении (расхода).

Необходимо специальное оборудование для сгребания песка.

Применяется, начиная со средних ОС

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

Сточная вода движется по кольцевому лотку, расположенному в конической емкости. Песок оседает на дно конуса через прорезь в дне кольцевого лотка

Эффективное удержание песка, но высокое содержание в нем органических и других минеральных частиц. Высокая зависимость от скорости в сооружении (расхода).

Не требуется специальное оборудование для сгребания песка.

Однако, рабочий объем, в котором непосредственно движется поток сточной воды, занимает всего около 15% строительного объема.

Применяется в диапазоне малых - средних ОС

Аэрируемая песколовка

Сточная вода движется в прямоугольной либо радиальной емкости, которая аэрируется пристенными пневматическими аэраторами. Воздух формирует в сооружении спиральный поток. Песок оседает на дно и транспортируется (скребками или гидравлически) к приямку, откуда откачивается эрлифтом или насосом

Использование воздуха позволяет не зависеть от скорости (расхода) воды.

Пониженное содержание органики в песке.

Максимальное выделение дурнопахнущих веществ по причине аэрации поступающей сточной воды. Нежелательны перед сооружениями биологического удаления фосфора. Применяется, начиная с малых ОС, однако эффективность задержания песка в нижнем диапазоне ПП невысокая, и в целом ниже, чем в других конструкций

Тангенциальная (вихревая) песколовка

Сточная вода в конической или круглой в плане емкости движется в тангенциальном направлении. Оседание песка происходит под действием сил гравитации и центробежной. Песок удаляется, как правило, гидроэлеваторами

Компактное и эффективное сооружение.

Применяется на сверхмалых и малых ОС

     
     

     Подпроцесс N 3. Обработка пескового осадка (пульпы)


Варианты А и Б. Песковые площадки и бункеры

Осуществляют обезвоживание и подсушку пескопульпы, без изменения состава сухого вещества.

Вариант В. Аппараты для отмывки песка

Отмывка от органических включений. Обезвоживание песка.

Перечень наиболее распространенного оборудования для обработки песка приведен в таблице 2.5.




Таблица 2.5 - Перечень наиболее распространенного оборудования для обработки песка

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Песковые площадки

Песковая пульпа, откачиваемая из песколовок, разделяется в неглубоких бетонных или земляных емкостях, оборудованных дренажной системой для отвода сливной воды, на песок и сливную воду. Затем песок подсыхает (в соответствующий сезон) и вывозится

Источник дурнопахнущих запахов. Санитарно небезопасно.

Не снижает содержания органических веществ в песке, последнее может составлять до 30%

Песковые бункеры

В бункерах, в процессе накопления песка, происходит его естественный отжим. Отделенная сточная вода самотеком по трубопроводу возвращается в лотки перед песколовками

Не меняет состав песка, но обеспечивает содержание сухого вещества около 70%

Аппараты отмывки и обезвоживания песка

Песковая пульпа, откачиваемая из песколовок, поступает в аппараты для отмывки песка от органических веществ. Применяют:

- напорные гиброциклоны,

- открытые конические емкости, в которых осуществляется перемешивание и (или) аэрация. Сливная вода из этих емкостей уходит через перелив, отмытый песок шнеком поднимается из приямка, при этом на надводном участке обезвоживается

Отмывка песка до содержания органических веществ не более 5%.

Содержание сухого вещества - не менее 80%


Для подготовки песка к использованию как строительного материала он обрабатывается на виброгрохотах, дегельминтизируется и обеззараживается пропариванием (Курьяновские очистные сооружения, Москва).



     Подпроцесс N 4. Аккумулирование (усреднение) расхода сточной воды


Предназначен для снижения часовой неравномерности поступления сточной воды на следующие по потоку сооружения. Позволяет уменьшить объем сооружений отстаивания, илоразделения и доочистки. Повышает стабильность работы биореакторов биологической очистки.

В качестве оборудования используются технологические емкости (регулирующие либо аварийно-регулирующие резервуары), объем которых обеспечит требуемое снижение К. Аккумулирующая емкость заполняется сточной водой в часы максимального притока и постепенно опорожняется в часы минимального и среднего притока.

Имеется опыт применения радиальных отстойников в качестве аккумулирующих емкостей.

На практике применяется только на некоторых построенных в последние годы сооружениях, с ПП от небольших и ниже. Свод правил [2] допускает применение данных резервуаров по технико-экономическому обоснованию. Они могут также применяться при КНС, решая одновременно задачу уменьшения пиковых расходов перекачки ГСВ.



     Подпроцесс N 5. Осаждение взвешенных веществ (осветление)


Первая по ходу сточной воды стадия очистки, оказывающая существенное воздействие на ее загрязненность, поэтому носит также название первичной очистки, либо первичного отстаивания (в противопоставление илоотделению после биологической очистки с использованием отстойников, именуемого вторичным отстаиванием).

В современных технологических схемах целью осветления является выделение из сточных вод оптимального количества взвешенных загрязнений с целью уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки. Это позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30%-50% затраты электроэнергии на процесс очистки в целом. Выделение взвешенных органических веществ до биологической очистки, с последующей конверсией их в биогаз методом метанового сбраживания лежит в основе процессов энергогенерации на ОС ГСВ.

Перечень наиболее распространенного оборудования для осветления сточных вод приведен в таблице 2.6.




Таблица 2.6 - Перечень наиболее распространенного оборудования для осветления сточных вод

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Отстойники.

Применяется несколько конструкций, применимых на ОС различного масштаба

Сточная вода в условиях медленного движения потока от входа к выходу осветляется (происходит самопроизвольное осаждение взвешенных веществ). Осветленная вода переливается через водослив. Образующийся осадок уплотняется на дне и в приямках и затем отводится на обработку

Максимальная эффективность осаждения взвешенных веществ составляет 65%-70% (чем выше исходное содержание, тем выше эффективность). Снижение БПК может достигать 50%

Вертикальные отстойники

Сточная вода выходит из центральной распредкамеры, движется в сторону дна, затем меняет свое направление, поднимается вверх, к водосливу. Осадок сползает по коническим стенкам

Минимальная эффективность, обусловленная несовершенной гидравликой.

Простота эксплуатации: не требуется оборудование.

Возможно залегание осадка на конических стенках днища.

Высокая стоимость строительства вследствие большой глубины.

Применимо только на ОС с ПП от небольших и ниже

Горизонтальные отстойники

Прямоугольное (вытянутое) сооружение, через которое вода движется от стенки до стенки. Осадок транспортируется к приямку (приямкам), расположенным у входа, с помощью одного из механических скребковых устройств

Максимальная технологическая эффективность, обусловленная более совершенной гидравликой.

Максимальная компактность.

Обязательно применение оборудования для сгребания осадка к приямкам. Более сложное и менее надежное оборудование, чем для радиальной конструкции.

Применимы в широком диапазоне от небольших до сверхкрупных ОС

Многоконусные отстойники

Квадратное сооружение, через которое вода движется от стенки до стенки (как в горизонтальных отстойниках). Осадок оседает на коническое днище и самопроизвольно сползает в приямки (как в вертикальных отстойниках)

Относительно невысокая эффективность.

Простота эксплуатации: не требуется оборудование.

Возможно залегание осадка на конических стенках днища.

Высокая стоимость строительства вследствие большой глубины и материалоемкости.

Более широкая сфера применения, по сравнению с вертикальными - от малых до средних ОС

Радиальные отстойники

Круглое сооружение, в котором вода выходит из центральной распредкамеры, движется к окружности. Осадок сгребается к центральному приямку либо к нескольким приямкам на коаксиальной окружности, с помощью скребков, как правило закрепленных на надводной вращающейся ферме. Ферма опирается на катки, движущиеся по опорной поверхности борта сооружения

Весьма высокая эффективность.

Простое и достаточно надежное оборудование (илоскребы).

Применимы от средних до сверхкрупных ОС

Примечание - Большинство конструкций первичных отстойников оснащены полупогружными досками и жиросборниками, для обеспечения предотвращения попадания всплывающих веществ в сооружения биологической очистки. Целесообразность этой функции первичных отстойников требует подтверждения по местным условиям. На ряде ОС ГСВ жиросборные конструкции демонтированы без негативных последствий для качества очистки.


На вновь построенных или реконструированных объектах, где использованы технологии удаления азота и фосфора, место первичного отстаивания в технологической схеме и требования к нему изменяются по сравнению с обычной биологической очисткой (с удалением органических соединений).

Высокая эффективность удаления взвешенных веществ и, соответственно, части БПК может привести к недостаточному органическому питанию бактерий-денитрификаторов, реализующих процесс удаления азота (см. раздел 4). Первичная очистка не применяется при очистке от биогенных элементов сточных вод, имеющих низкое соотношение органических веществ к азоту (и к фосфору, если реализуется биоудаление фосфора).

На базе первичных отстойников может быть реализована технология повышения концентрации легкоокисляемых органических соединений в сточных водах для повышения эффективности процесса биологического удаления фосфора (см. раздел 4). Для этого процесс отстаивания в первичных отстойниках проводят с рециркуляцией осадка, что приводит к развитию процессов кислого брожения с выделением летучих жирных кислот (ЛЖК). ЛЖК необходимы для роста бактерий, способных накапливать фосфор и реализующих на очистных сооружениях процесс биологического удаления фосфора.

Первичное осветление является основой технологии физико-химической очистки, которая используется в тех случаях, когда биологическая очистка по объективным причинам не применима. Применение коагулянтов позволяет достичь глубокого удаления взвешенных веществ и очистки по БПК до 80%.

Распространенным методом удаления фосфатов из сточных вод также является применение коагулянтов перед первичным отстаиванием (см. раздел 4).



     Подпроцесс N 6. Обработка в биореакторах биологической очистки


Ключевая и обязательная (кроме упомянутых в п.2.1 вынужденных обстоятельств) стадия очистки. На объектах, где не используются методы доочистки (а это подавляющее число) эта стадия определяет технологические показатели по загрязняющим веществам для всего процесса очистки сточных вод применительно к сбросу очищенной воды в водные объекты.

Основное оборудование, используемое для биологической очистки, приведено в таблице 2.7, основные типы технологического подпроцесса биологической очистки в аэротенках - в таблице 2.8.




Таблица 2.7 - Основное оборудование, используемое для биологической очистки

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Вариант А. Биореакторы с биопленкой

Сточная вода очищается в результате потребления биопленкой в процессе аэробного окисления органических загрязнений и окисления аммонийного азота. Для окисления используется атмосферный воздух.

Для развития биопленки используют различные виды загрузок

Незатопленные биофильтры

Сточная вода стекает сверху вниз через слой загрузки. В капельные биофильтры с щебеночной загрузкой воздух проникает самопроизвольно, в аэрофильтры подается снизу вентиляторами. Биофильтры с пластиковой загрузкой, как правило, не требуют подачи воздуха

Сам по себе метод имеет хорошие технологические возможности (полная биологическая очистка и глубокое окисление аммонийного азота). Однако в Российской Федерации используют только архаичный вариант данного метода - с использованием в качестве загрузки щебня, на сооружениях не позднее 60-х годов постройки.

Сточная вода должна предварительно пройти отстаивание.

Применяемые в настоящее время технологии не позволяют проводить процесс денитрификации и, соответственно, удалять азот

Затопленные биофильтры

Сточная вода поступает в биореактор, заполненный загрузкой (стационарной, либо подвижной). Воздух подается снизу через пневматическую аэрационную систему. Конструкция позволяет применять аноксидные (бескислородные) зоны для денитрификации, с перемешиванием мешалками. Очищенная вода направляется на отстаивание

Эффективный, надежный процесс для полной биологической очистки и нитрификации при использовании адекватной загрузки.

При применении загрузки, недостаточно подходящей для данных условий, возможно накопление избыточного количества биопленки и ее отмирание с вторичным загрязнением воды.

В ряде вариантов исполнения может быть использован для эффективного удаления азота, так как в неаэрируемых зонах биофильтра может быть осуществлен процесс денитрификации

Роторные биофильтры (биобарабаны)

Сточная вода протекает через лоток круглого сечения, в котором вращаются полузатопленные диски, закрепленные на валу, либо насыпная загрузка, расположенная в сетчатом барабане. На этих поверхностях развивается биопленка. Аэрация происходит за счет периодического прохождения биопленки через воздушную среду

Эффективность и сфера применения в настоящее время аналогичны незатопленным биофильтрам

Вариант Б. Аэротенки

Сточная вода обрабатывается в контакте с активным илом, после чего прошедшая через необходимые зоны аэротенка (с различными технологическими условиями) иловая смесь поступает на илоразделение. Основное количество отделенного ила рециркулирует в аэротенк. В необходимые зоны аэротенка с помощью аэрационных систем подается воздух. Неаэрируемые зоны перемешиваются.

Эффективный, надежный процесс при поддержании нагрузки в допустимом диапазоне и подаче достаточного количества воздуха.

Технологические характеристики различаются в широком диапазоне в отличие от типа и разновидности процесса, реализуемого в аэротенке (см. таблицу 2.8)




Таблица 2.8 - Основные типы технологического подпроцесса биологической очистки в аэротенках

Подпроцесс

Краткое описание

Технологические показатели, мг/л**

Наименование

Возможные практически достигаемые значения, мг/л

Полная биологическая очистка

Удаление органических веществ путем биохимического окисления бактериями с потреблением кислорода воздуха

БПК

8-15***

Полная биологическая очистка с нитрификацией

Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха

БПК

2-8

Аммонийный азот

Не более 1 мг/л

Биологическая очистка с удалением азота*

Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод

БПК

2-8

Аммонийный азот

Не более 1 мг/л

Азот нитратов

5-12

Азот нитритов

0,1-0,3

Биологическая очистка с удалением азота и химическим удалением фосфора

Биологическая очистка с удалением азота, с осаждением фосфатов за счет добавления реагентов

То же, что и при биологической очистке с удалением азота.

Также фосфор фосфатов

Не более 0,7

Очистка с биологическим удалением азота и фосфора

Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод. Биохимическое поглощение фосфатов гетеротрофными бактериями, потребляющими ЛЖК

То же, что и при биологической очистке с удалением азота. Также фосфор фосфатов

Не более 1,0

Очистка с биологическим удалением азота и химико-
биологическим удалением фосфора

Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод. Биохимическое поглощение фосфатов гетеротрофными бактериями, потребляющими ЛЖК. Дополнительное осаждение фосфатов за счет добавления реагентов

То же, что и при биологической очистке с удалением азота. Также фосфор фосфатов

Не более 0,5

* Все процессы, описанные в данной таблице, подразумевают, в том числе, достижение показателей полной биологической очистки.

** Технологический показатель по содержанию взвешенных веществ зависит не от подпроцесса биологической очистки, а от подпроцесса илоразделения.


Биологическая очистка любого типа обладает существенной эффективностью в отношении тяжелых металлов, а также специфических органических загрязнений.

Активный ил биологических ОС включает три составляющие - биологическую, органическую (вне биомассы) и неорганическую, каждая из которых способна связывать ионы тяжелых металлов из водных сред. Микроорганизмы поглощают металлы в основном поверхностью клеток за счет физического и химического взаимодействия с поверхностью полисахаридного биополимерного геля, окружающего клетки бактерий активного ила. Таким образом, задержание тяжелых металлов активным илом происходит в основном в результате процесса сорбции. В условиях большого неисчерпанного резерва биолого-химической сорбционной системы активного ила остаточную несорбированную концентрацию веществ определяют ее физико-химические параметры.

Нефтепродукты и СПАВ удаляются активным илом с использованием иных механизмов, нежели тяжелые металлы, путем биохимического окисления. Учитывая незначительную нагрузку по этим загрязнениям на активный ил, эффективность их удаления находится на пределе возможностей биологической очистки, т.е. достигается предельная концентрация, которая может быть получена в процессе биологической очистки в данных условиях.



     Подпроцесс N 7. Подача сжатого воздуха


Назначение - обеспечение подпроцесса биологической очистки необходимым количеством кислорода. Для протекания биохимических процессов в аэротенках и затопленных биофильтрах, а также некоторых процессов доочистки, концентрация растворенного кислорода не должна быть менее установленных величин.

Для обеспечения биореакторов биологической очистки (аэротенков, затопленных биофильтров) кислородом для проведения процессов окисления загрязнений применимы различные методы: пневматическая, механическая, струйная аэрация и др.

Однако на подавляющем большинстве существующих в Российской Федерации объектов используется пневматическая аэрация, подразумевающая подачу сжатого воздуха.

Для подачи воздуха на дно сооружений необходимо сжать большие объемы воздуха до избыточного давления 0,5-0,8 атм.

Так как подача воздуха в аэротенки является основной статьей энергозатрат процесса очистки ГСВ, то важной задачей данного подпроцесса является подача в биореакторы оптимально необходимых объемов воздуха с целью экономии расходуемой энергии.

Перечень наиболее распространенного оборудования для подачи воздуха в аэротенки и затопленные биофильтры приведен в таблице 2.9.




Таблица 2.9 - Перечень наиболее распространенного оборудования для подачи воздуха в аэротенки и затопленные биофильтры

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Центробежные нерегулируемые компрессоры (воздуходувки)

Воздух, разгоняемый лопатками рабочего колеса, движется от центра к внешнему краю. Попадая в диффузор, он создает в нем давление

Высокий КПД. Малая возможность регулирования. Применимы начиная с небольших ОС

Центробежные регулируемые компрессоры (воздуходувки)

Производительность вышеописанной конструкции регулируется при постоянном давлении с помощью направляющих аппаратов с управляемой геометрией на потоке воздуха (на входе и на выходе)

Высокий КПД. Возможность регулирования расхода до 40% от максимального при небольшой потере КПД.

Применимы начиная со средних ОС

Компрессоры (воздуходувки) объемного действия

Вращающиеся парные роторы захватывают, сжимают и передавливают порции воздуха в напорный воздуховод

Невысокий КПД. Возможность регулирования расхода до 40% от максимального при небольшой потере КПД.

Применимы начиная со сверхмалых ОС. Использование на ОС выше больших экономически нецелесообразно

     
     

     Подпроцесс N 8 Отделение очищенной воды от биомассы, вынесенной из биореактора


После окончания биохимических процессов очистки в аэротенке необходимо отделить от активного ила очищенную воду, и вернуть основную часть активного ила в аэротенк обратно.

После окончания очистки в биофильтре очищенная вода содержит частицы вынесенной отмершей биопленки, которую необходимо отделить и направить на обработку.

Для этих обеих целей применяют гравитационное илоразделение. Перечень наиболее распространенного оборудования для илоразделения приведен в таблице 2.10.




Таблица 2.10 - Перечень наиболее распространенного оборудования для илоразделения

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

А. Для отделения биопленки

Вторичные отстойники

Используются все конструкции отстойников, описанные для подпроцесса N 5

Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенной воде - не более 15 мг/л*

Б. Для разделения иловой смеси

Вторичные отстойники

Используются все конструкции отстойников, описанные для подпроцесса N 5.

Существенное отличие - могут применяться как илоскребы, так и илососы

Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенной воде - не более 15 мг/л*.

Применяется практически на всех ОС

Примечание:

1) На нескольких ОС ГСВ поселений производительностью до 1000 м/сут применяется мембранное илоразделение, реализуемое с помощью вакуумной фильтрации очищенной воды через ультрафильтрационные мембраны. Также на нескольких объектах применяется флотационное илоразделение (описание подпроцесса флотации - см. в подразделе 4.3.1.4, применительно к ПСВ). Однако данные о таких объектах в ходе работы над справочником не были получены.

2) Илоразделение в отдельно расположенных вторичных отстойниках не является обязательным. Этот же процесс осуществляют в зонах отстаивания, встроенных в единый аэротенк-отстойник, что позволяет отказаться от использования систем сбора осевшего ила, и, в ряде случаев, его рециркуляции. Этот принцип использован в различных конструкциях компактных установок. В современных технических решениях илоразделение интенсифицируется за счет использования взвешенного слоя оседающего ила. Однако данные о таких объектах, эксплуатируемых в Российской Федерации, в ходе работы над справочником отсутствовали.

     
     

     Подпроцесс N 9 Доочистка


Применяется для повышения качества очистки сточных вод глубже возможностей биологической очистки по взвешенным веществам, фосфатам, БПК, аммонийному азоту.

Наиболее распространенное оборудование для доочистки приведено в таблице 2.11.



Таблица 2.11 - Наиболее распространенное оборудование для доочистки

Оборудование

Краткое описание

Технологические показатели, мг/л

Наименование

Возможные практически достигаемые значения, мг/л

Зернистые фильтры

Очищенная вода фильтруется через слой зернистого загрузочного материала. Загрузка регенерируется (промывается) фильтрованной водой периодически или постоянно (в зависимости от конструкции).

На новых объектах также используют для снижения концентрации фосфора с добавлением реагента перед фильтрами

Взвешенные вещества

Не более 5 мг/л

Фосфор фосфатов

Не более 0,5 (при использовании реагента)

Дисковые фильтры

Очищенная вода фильтруется изнутри наружу через тонкую сетку, имеющую ячейки размерами не менее 10 микрон, натянутую на диски. Диски постоянно промываются фильтрованной водой под напором, промывная вода отводится.

Используют также для снижения концентрации фосфора с добавлением реагента перед фильтрами

То же

То же

Биофильтры

Очищенная вода проходит через емкость биофильтра, заполненную загрузкой, на которой происходит развитие биопленки. Емкость может быть незатопленной и затопленной. Для некоторых конструкций затопленного биофильтра периодически проводят регенерацию путем усиленной аэрации

БПК

Не более 3 мг/л

Азот аммонийный

Не более 1 мг/л

Азот нитритов

Не более 0,1 мг/л

Когезионно-
окислительные фильтры

Очищенная вода проходит через аэрируемую емкость биофильтра, заполненную загрузкой, которая одновременно используется для задержания взвешенных частиц активного ила и развития биопленки. Периодически фильтр подвергают регенерации путем усиленной аэрации

Взвешенные вещества

Не более 8 мг/л

Азот аммонийный

Не более 1 мг/л*

Биопруды доочистки

Очищенная вода подвергается естественной биологической доочистке в емкостях, рассчитанных на пребывание в течение как минимум нескольких суток. Аэрация может быть естественной, либо искусственной. При использовании биопрудов с высшей водной растительностью большую роль в очистке играют также процессы фильтрации и биосорбции

Взвешенные вещества

Не более 8 мг/л

Аммонийный азот

Не более 2 мг/л

БПК

Не более 5 мг/л

* Только при подаче на фильтр частично нитрифицированной воды с содержанием аммонийного азота не более 3 мг/л.


Примечание - На небольшом количестве объектов применяются также такие методы доочистки от взвешенных веществ, как ультрафильтрационные мембраны, дисковые (зажимные) механические фильтры и др. Однако данные о таких объектах отсутствуют.



При эксплуатации зернистых фильтров возникает целый ряд труднорешаемых проблем, к основным из которых относятся:

- необратимая (с использованием обычных методов промывки) кольматация загрузки;

- недостаточно эффективная работа дренажных систем,

- потеря загрузки при водо-воздушной промывке, когда вода и воздух подаются одновременно.



     Подпроцесс N 10. Приготовление и дозирование растворов реагентов


Необходим для получения и дозирования в нужном количестве растворов реагентов, применяемых для:

- интенсификации первичного осветления;

- удаления фосфора;

- интенсификации доочистки;

- обезвоживания осадка;

- обеззараживания.

Основное оборудование для приготовления и дозирования растворов реагентов приведено в таблице 2.12.



Таблица 2.12 - Основное оборудование для приготовления и дозирования растворов реагентов

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Растворные баки

Емкость, оснащенная системой дозирования в нее товарного реагента и системой перемешивания

Соответствуют потребностям ОС

Насосы-дозаторы растворов реагентов

Насосы, обеспечивающие точное регулирование небольших расходов растворов, в том числе химически агрессивных

Соответствуют потребностям ОС

     
     

     Подпроцесс N 11. Обеззараживание очищенной воды


Служит для достижения санитарно-гигиенических требований к сбрасываемой воде по содержанию микробиологических загрязнений. Перечень основного оборудования для обеззараживания приведен в таблице 2.13




Таблица 2.13 - Перечень основного оборудования для обеззараживания

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

N 11А. Системы обеззараживания хлором

Сжиженный хлор, испаряясь в хлораторе, переходит в хлор-газ и при смешении с чистой водой образует хлорную воду. Хлорная вода подается на смеситель, где смешивается с очищенной сточной водой. После этого вода выдерживается в контактном резервуаре

Необходимое обеззараживание по бактериальным показателям. Токсичность обеззараженной воды (дехлорирование в России не используется ни на одном объекте).

Содержание хлорорганических веществ

N 11Б. Системы обеззараживания гипохлоритом натрия

Приготовленный из товарного реагента либо полученный в установке-электролизере из раствора хлорида натрия раствор гипохлорита смешивается с водой в смесителе. После этого вода выдерживается в контактном резервуаре

Необходимое обеззараживание по бактериальным показателям.

Токсичность обеззараженной воды (так как дехлорирование в России не используется ни на одном объекте).

Содержание хлорорганических веществ

N 11В. Обеззараживание УФ-облучением

Вода проходит через установки УФ-обеззараживания канального или аппаратного типа

Обеззараживание по всем показателям, включая вирусы и цисты патогенных простейших.

Отсутствие токсичности

     
     

     Подпроцесс N 12 Концентрирование жидких осадков


Избыточный активный ил, представляющий собой часть потока возвратного активного ила, выгружаемого из вторичных отстойников, имеет слишком низкую концентрацию (4-8 кг сухого вещества/м). Для оптимизации большинства последующих подпроцессов необходимо повысить его концентрацию до 30-60 кг/м.

В ряде вариаций технологии уплотнению подвергают смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила. Иногда используют технологии с отдельным уплотнением осадка первичных отстойников.

Основное оборудование для уплотнения и сгущения осадка приведено в таблице 2.14.




Таблица 2.14 - Основное оборудование для уплотнения и сгущения осадка

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

13А. Аэробные стабилизаторы

Открытые емкости, конструктивно подобные аэротенкам (N 5Б). Часть органического вещества смеси осадков (или только избыточного активного ила) окисляется в результате аэробного биохимического процесса, осуществляемого бактериями активного ила

Распад органического вещества осадка не превышает 20%-25%. Высокое энергопотребление

13Б. Метантенки

Закрытые емкости без доступа воздуха, перемешиваемые мешалками (предпочтительно) и насосами. Содержимое метантенков нагревают паром (реже - в теплообменниках) до 53°C (термофильный процесс) либо до 35°C (мезофильный процесс, в два раза медленнее). Часть органического вещества смеси осадков разлагается до смеси метана и углекислого газа (биогаз) в результате анаэробного биохимического процесса (сбраживания), осуществляемого, в том числе, метановыми бактериями

Распад органического вещества до 45%-48%.

Выход биогаза около 900 л на тонну распавшегося органического вещества осадка.

Очень низкие затраты электроэнергии.

Затраты тепловой энергии до 160 ГДж/1000 м обрабатываемого осадка

Примечание: приведенные процессы обработки жидких осадков - это не единственные способы их стабилизации. Этот же эффект достигается использованием подпроцессов компостирования (N 18) и сушки (N 19). Подпроцесс сжигания (N 21) полностью устраняет органическое вещество осадка.

     
     

     Подпроцесс N 13. Стабилизация жидких осадков


Разложение легкоразлагаемых органических веществ в аэробных или анаэробных условиях, снижение запаха при последующей обработке или использовании, получение биогаза. Основное оборудование для стабилизации жидких осадков приведено в таблице 2.15.



Таблица 2.15 - Основное оборудование для стабилизации жидких осадков

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

13А. Аэробные стабилизаторы

Открытые емкости, конструктивно подобные аэротенкам (N 5Б). Часть органического вещества смеси осадков (или только избыточного активного ила) окисляется в результате аэробного биохимического процесса, осуществляемого бактериями активного ила

Распад органического вещества осадка не превышает 20%-25%.

Высокое энергопотребление (около 1/2 потребности на полную биологическую очистку)

13Б. Метантенки

Закрытые емкости без доступа воздуха, перемешиваемые мешалками (предпочтительно) и насосами. Содержимое метантенков нагревают паром (реже - в теплообменниках) до 53°C (термофильный процесс), либо до 35°C (мезофильный процесс, в два раза медленнее). Часть органического вещества смеси осадков разлагается до смеси метана и углекислого газа (биогаз) в результате анаэробного биохимического процесса (сбраживания), осуществляемого, в том числе, метановыми бактериями

Распад органического вещества до 45%-48%.

Выход биогаза около 900 л на тонну распавшегося органического вещества осадка. Содержание метана - около 65%.

Очень низкие затраты электроэнергии.

Затраты тепловой энергии на подогрев осадка до 160 ГДж/1000 м обрабатываемого осадка (термофильный процесс без рекуперации). Могут быть сокращены вплоть до 15-20% от данной величины, за счет использования рекуперации тепла, а также мезофильного процесса. Может использоваться вторичное тепло от подпроцессов сушки, сжигания, когенерации (при утилизации биогаза).

Примечание - Обработка жидких осадков - это не единственный способ их стабилизации. Этот же эффект достигается использованием подпроцессов компостирования (N 18) и сушки (N 19). Подпроцесс сжигания (N 21) полностью устраняет органическое вещество осадка.

     
     

     Подпроцесс N 13Б-1. Обработка и утилизация биогаза


Биогаз, выделяющийся в процессе анаэробного сбраживания, представляет собой топливо с энергетической ценностью примерно в 2/3 от метана (21-23 кДж/м). Его утилизация может обеспечить ОС ГСВ источником тепла для покрытия всех тепловых нужд (главное - затрат на подогрев метантенков) либо не менее половины электропотребления на ОС ГСВ и большую часть тепловых затрат.

Поскольку выход биогаза неравномерен, он нуждается в усреднении перед утилизацией.

Биогаз содержит в себе ряд загрязнений и включений, поэтому нуждается в предварительной обработке перед некоторыми видами утилизации. В частности, перед сжиганием в двигателях внутреннего сгорания необходимо удалить сероводород и силоксаны (кремнийорганические соединения). Последние способны при сжигании выделять из себя оксид кремния, формирующий стекловидные отложения.

Основное оборудование для обработки и утилизации биогаза приведено в таблице 2.16.



Таблица 2.16 - Основное оборудование для обработки и утилизации биогаза

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Для усреднения расхода

Газгольдеры

Неизрасходованный на установке утилизации биогаз накапливается в емкости переменного объема

Соответствуют потребностям ОС

Для очистки

Фильтры для очистки от сероводорода

Биогаз пропускают через фильтр с гранулами обогащенной железной руды. Сероводород, вступая в реакцию, задерживается в виде сульфида железа. Сработанную загрузку удаляют как отход

Эффективность соответствует требованиям для последующей утилизации биогаза в двигателях внутреннего сгорания. Как правило, не применяют при утилизации в паровых котлах

Фильтры для очистки от силоксанов

Биогаз пропускают через фильтр с активным углем, сорбирующим силоксаны. Сработанный активный уголь удаляют как отход

Эффективность соответствует требованиям для последующей утилизации биогаза в двигателях внутреннего сгорания. Не применяют при утилизации в паровых котлах

Для утилизации

Специальные паровые котлы для биогаза (либо двухгорелочные котлы)

Биогаз сжигается в котельной с получением пара и горячей воды

КПД 80%-85%.

Из подготовки к утилизации требуется лишь удаление конденсата

Установки когенерации на основе двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Биогаз сжигается в ДВС, передающих энергию электрогенераторам. Тепло от охлаждения ДВС отводится в виде пара или горячей воды

КПД по электроэнергии около 45%, по теплу около 40%.

Требуют предварительной очистки от сероводорода и силоксанов (описано выше)

     
     

     Подпроцесс N 14. Обеззараживание осадков


Назначение: Обеззараживание жидких осадков от бактерий группы кишечной палочки, патогенных микроорганизмов, дегельминтизация.

Основное оборудование для обеззараживания осадков приведено в таблице 2.17. Обеззараживание осадков сточных вод также обеспечивается надлежащим применением подпроцессов термофильного сбраживания в метантенках и компостирования, а также достаточным сроком вылеживания при реализации подпроцесса 17.



Таблица 2.17 - Основное оборудование для обеззараживания осадков

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

14А. Реагентное обеззараживание

Система дозирования реагентов

Для дозирования реагентов в жидкий осадок применяют расходно-растворную емкость реагента и дозирующий насос

В случае применения реагента ингибитора-стимулятора обеспечивается только дезинвазия осадка

14Б. Термическое обеззараживание

Установка теплового обеззараживания

Емкость для выдерживания при температуре 65°C-70°C не менее 30 мин жидкого осадка, с системой теплообменников нагрева и рекуперации (при подогреве горячей водой) или только рекуперации (при нагреве подачей пара)

Либо установки для обеззараживания обезвоженных осадков паром, или инфракрасным облучением

Обеспечивает полное обеззараживание осадка

     
     

     Подпроцесс N 15. Уплотнение стабилизированных осадков


Назначение: в ходе стабилизации жидких осадков происходит распад существенной части органического вещества, что приводит к понижению содержания сухого вещества в осадке. Для оптимизации последующего обезвоживания проводят уплотнение.

Используемое оборудование идентично применяемому в подпроцессе N 12.



     Подпроцесс N 16. Обезвоживание осадка


Назначение: удаление свободной влаги до остаточной влажности 70%-85% путем подсушки в естественных условиях на иловых площадках или механического обезвоживания на аппаратах механического обезвоживания. Основное оборудование для обезвоживания осадка приведено в таблице 2.18.




Таблица 2.18 - Основное оборудование для обезвоживания осадка

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

16А. Аппараты механического обезвоживания

Жидкий осадок обрабатывают реагентами (в подавляющем числе случаев - органическими флокулянтами). В результате нарушения коллоидной структуры частиц осадка выделяется свободная вода. Она отделяется под давлением (в ленточных или камерных фильтр-прессах, либо шнековых прессах) или в центробежном поле (в центрифугах). Образующийся фильтр (фугат) отводится. Процесс обезвоживания может быть периодическим (камерные фильтр-прессы) или непрерывным (все остальные типы оборудования)

Потребление флокулянта определяется его свойствами и типом обезвоживающего оборудования и изменяется в диапазоне 3-9 кг/т сухого вещества.

Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке также зависит от типа и свойств осадка, а также типа оборудования. Практический диапазон составляет 18%-30%

16Б. Иловые площадки

Жидкий осадок наливают в неглубокие емкости (как правило, бетонные, либо земляные) - иловые площадки, оборудованные системой для отвода сливной воды. После расслоения осадка отделившуюся сливную воду удаляют на ОС ГСВ на очистку. После отвода воды осадок подсыхает (либо вымораживается) под действием климатических факторов. Ворошение, а затем буртование ускоряют этот процесс

Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке зависит в основном от соблюдения регламентных процедур и нагрузки на площадки. Практический диапазон составляет 25%-40%

16В

При проведении подпроцесса аналогично

N 16Б для ускорения расслоения на площадке осадок перед наливом обрабатывают катионным флокулянтом. Это многократно ускоряет отделение сливной воды и последующее подсушивание осадка

Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке - 30%-40%

     
     

     Подпроцесс N 17. Дополнительная выдержка в естественных условиях осадков, подсушенных на иловых площадках или механически обезвоженных


Назначение: подготовка осадков к дальнейшему использованию в качестве органических удобрений, почвогрунтов, рекультиванта и т.д. В процессе выдержки в течение нескольких лет достигается дополнительное подсушивание, вымораживание, стабилизация и минерализация органических веществ, обеззараживание за счет развития естественных микробиологических процессов. Подпроцесс целесообразен, если в технологической схеме до обезвоживания не используется термофильное сбраживание, либо после обезвоживания не применяется компостирование. Сооружения для дополнительной выдержки обезвоженных осадков в естественных условиях описаны в таблице 2.19.



Таблица 2.19 - Сооружения для дополнительной выдержки обезвоженных осадков в естественных условиях

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Существующие иловые площадки или специальные площадки стабилизации и обеззараживания осадков на искусственном основании

Осадки, подсушенные на иловых площадках до влажности примерно 80% продолжают находиться на иловых площадках для дальнейшей дообработки. Осадки после механического обезвоживания транспортируются и выгружаются на иловые площадки или специальные площадки для дальнейшей дообработки.

Для интенсификации процесса дообработки с целью снижения влажности, минерализации, обеззараживания производят ворошение и дальнейшее буртование. Выдержка может осуществляться от 2-3 до 5 лет и более, чем длительнее выдержка, тем выше степень минерализации и заметнее снижение массы осадка

При выдержке влажность снижается до 65%-40% и менее; зольность увеличивается до 40%-55%. Осадок превращается в рассыпчатую массу с землистым запахом.

Выдержанный осадок в зависимости от достигнутых свойств может быть использован в качестве органических удобрений почвогрунтов и рекультивантов для технической рекультивации нарушенных земель

     
     

     Подпроцесс N 18. Компостирование осадков


Назначение: подготовка осадков к дальнейшему использованию в качестве органического удобрения. При компостировании достигается стабилизация и гумификация органических веществ, обеззараживание, снижение влажности (не менее, чем до 50%) и массы осадка, улучшение физико-механических свойств компостируемой массы и обеспечивается товарный вид.

Применяют различные варианты технологий компостирования:

- буртовое компостирование (наиболее часто применимо);

- тоннельное компостирование с принудительной подачей воздуха и др.

Технология буртового компостирования осуществляется путем смешения осадка и наполнителя, буртования и ворошения буртов непосредственно на площадке с использованием погрузочно-разгрузочной техники или специализированной техники.



     Подпроцесс N 19. Производство почвогрунтов из осадка


Назначение: получение на основе осадка почвогрунтов, рекультивантов.

Осадки, подсушенные на иловых площадках, механически обезвоженные, а также после дополнительной выдержки, или компост смешивают с неплодородным грунтом, песком, торфом, различными добавками. Полученную смесь пропускают через виброгрохот или другие устройства для сепарации и отделения крупных включений.

Получаемые технологические характеристики вторичной продукции соответствуют заданной рецептуре почвогрунта.



     Подпроцесс N 20. Термическая сушка осадка


Назначение: снижение влажности осадка до 8%-35%, сокращение массы по сравнению с обезвоженным осадком примерно в 4 раза, стабилизация осадка, обеззараживание, обеспечение его и сыпучести. Подготовка осадка к дальнейшему использованию в качестве органического удобрения, биотоплива или проведению дальнейшего процесса конверсии органического вещества в газообразное топливо (пиролиз и др.). Перечень основного оборудования для термической сушки приведен в таблице 2.20.



Таблица 2.20 - Перечень основного оборудования для термической сушки

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Наименование

Ед. изм.

Значение

Установки конвективного типа (прямая сушка)

Сушку осуществляют за счет непосредственной подачи дымовых газов от сжигания топлива в сушильный аппарат. Отходящие газы подвергают дожигу или тщательной очистке

Остаточная влажность

%

8-35*





Удельное энергопотребление

кДж/кг выпаренной воды

3300-3800

Установки кондуктивного типа (непрямая сушка)

Сушку осуществляют за передачу тепла от нагретого теплоносителя (термомасло, перегретая вода) через стенки к осадку. Теплоноситель нагревают посредством сжигания топлива. Для хорошей теплопередачи сушильный барабан вращается

Остаточная влажность

%

8-35





Удельное энергопотребление

кДж/кг выпаренной воды

3550-4000**

Комбинированные установки

Сушку осуществляют за счет непосредственной подачи дымовых газов от сжигания топлива и за счет передачи тепла от нагретого теплоносителя (термомасло, перегретая вода) через стенки сушильного барабана

Нет данных

* Верхнее значение - для применения частичной термосушки.

** Непрямая сушка в некоторых вариантах технологий позволяет осуществлять рекуперацию энергии испаренной влаги; в этих случаях энергопотребление снижается до 2300 кДж/кг выпаренной воды.

     
     

     Подпроцесс N 21 Сжигание осадка (термоутилизация)


Назначение: максимальное сокращение объема осадка путем окисления всей органической части осадка, получение тепловой энергии.

В России в настоящее время используют установки сжигания в псевдоожиженном слое песка (известен еще целый ряд вариантов реализации подпроцесса сжигания и применяемого оборудования, но для осадка ГСВ они пока не нашли применения в отечественной практике).

Осадок сжигается в горячем слое песка, который псевдоожижается поступающим в зону горения воздухом. Осадок в процессе псевдоожижения эффективно смешивается с песком, вода быстро испаряется, а органическое вещество окисляется. В верхней части печи, свободной от кипящего слоя, происходит доокисление в газовой фазе. Полученная в результате сжигания зола улавливается на электрофильтрах, а дымовые газы очищаются мокрой (щелочным реагентом) или сухой (рукавные фильтры) газоочисткой.

Потребность подпроцесса во внешних энергоресурсах и его величина зависят от содержания сухого вещества и органики в исходном осадке.

Содержание органического вещества в золе является важной технологической характеристикой и не должно превышать 5%.

Далеко не все описанные выше подпроцессы оказывают непосредственное воздействие на эмиссии. Часть из них влияет на надежность работы ОС, их ресурсо- и энергопотребление, экономические показатели.

В части группы подпроцессов очистки сточных вод непосредственное воздействие на эмиссию загрязняющих веществ в водные объекты оказывают следующие подпроцессы N 6, 8, 9, 11. В части группы подпроцессов обработки осадка на эмиссии в виде объема потенциальных отходов и их свойств оказывают воздействие подпроцессы N 13, 16, 17, 18, 19.

Для удобства дальнейшего анализа данным подпроцессам присвоены условные обозначения (см. таблицу 2.21).



Таблица 2.21 - Условные обозначения подпроцессов

Наименование типа подпроцесса

Условное обозначение

Биологическая очистка

Полная биологическая очистка

БО

Полная биологическая очистка с нитрификацией

БН

Биологическая очистка с удалением азота методом нитри-денитрификации

БНД

Биологическая очистка с удалением азота и фосфора (обобщенное определение)

БНДФ

Биологическая очистка с удалением азота и химическим удалением фосфора

БНДХФ

Очистка с биологическим удалением азота и фосфора

БНДБФ

Очистка с биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора

БНДБХФ

Доочистка

Зернистые и дисковые фильтры/с реагентами

Ф/ФР

Биофильтры

БФ

Биопруды

БП

Обеззараживание

Хлором или гипохлоритом

ЖХ и ГХ

Дехлорирование после хлорирования

ДХ

УФ

УФ

Обработка осадка

Аэробная стабилизация

АС

Анаэробное (метановое) сбраживание

МС

Уплотнение и сушка на иловых площадках

ИП

Сгущение и сушка на иловых площадках с флокулянтом

ИПФ

Компостирование обезвоженного осадка

КО

Термическая сушка

ТС

Сжигание

СЖ


Результаты анализа данных полученных анкет по применению основных технологий на ОС ГСВ приведены в таблице 2.22.



Таблица 2.22 - Результаты анализа данных полученных анкет по применению основных технологий на ОС ГСВ

Показатели

Доля для групп ОС с различной ПП, %*

более 300 тыс. м/сут

100-300 тыс. м/сут

менее 100 тыс. м/сут

в целом по всем группам

Общее количество объектов, по которым учтены данные

20 ед.

30 ед.

150 ед.

Всего 200 ед.

Объекты с сооружениями биологической очистки

100

96,7

100

99,5

В том числе объекты, на которых биологическая очистка осуществляется в аэротенках

100

100

95,6

96,7

В том числе объекты, на которых биологическая очистка осуществляется в биофильтрах

0

0

4,4*

3,3

Объекты, на которых применяется удаление азота (технология нитри-денитрификации)

20

16

14

15

Объекты, на которых применяется дефосфатация

10

10

8

8,5

Объекты, имеющие доочистку

20

29

31

29,6

Объекты, на которых осуществляется УФ-обеззараживание

25

30

18

20,5

Объекты, имеющие обеззараживание хлором

35

32

28

29,3

Объекты, на которых осуществляется обеззараживание гипохлоритом натрия

30

22

24

24,3

Объекты, на которых осуществляется обеззараживание нехлорным реагентом

0

0

4

3,0

Объекты, на которых не производится обеззараживание

10

16

26

22,9

Объекты, на которых осуществляется аэробная стабилизация

20

16

24

22,4

Объекты, на которых осуществляется анаэробное сбраживание

35

13

8

11,5

Объекты, на которых осуществляется механическое обезвоживание осадка

80

71

31

41,9

* При использовании нескольких альтернативных технологий на объекте он учитывался в анализе с учетом доли каждой из технологий в общем объеме обрабатываемых сточных вод.


Проделанный анализ объектов, по которым были заполнены анкеты, позволяет сделать следующие выводы:

- на всех, кроме одного, объектах, эксплуатируются сооружения биологической очистки;

- всего 6 из них реализованы по технологии биофильтров, причем все по устаревшей технологии (щебеночная загрузка). По данным членов технической рабочей группы, на ОС меньшей производительности (не относящихся к 1-й категории) данная технология представлена существенно шире;

- менее 10% из них используют современные технологии, обеспечивающие удаление азота и фосфора. Тенденция к увеличению этой доли с увеличением ПП есть, но не принципиальная;

- около 30% объектов имеют сооружения доочистки от взвешенных веществ, однако согласно анализу анкет (раздел) эффективность подавляющего большинства этих сооружений очень низкая;

- экологически безопасное УФ-обеззараживание опережает в своем развитии технологии удаления азота и фосфора, достигнув 20% от общего количества объектов;

- наибольший прогресс достигнут в переходе на механическое обезвоживание - его применяют свыше 40% всех объектов и 75% ОС с ПП свыше 100 тыс. м/сут (однако, следует отметить, что данная статистика не содержит информации о степени реализации механического обезвоживания);

- стабилизация осадка (анаэробное сбраживание и аэробная стабилизация) используется всего на 1/3 объектов, при этом на 2/3 от этого количества применяется малоэффективный и энергоемкий метод аэробной стабилизации. На большинстве объектов сооружения анаэробного сбраживания используются неэффективно или не эксплуатируются.

Ни на одном из объектов, по которым были присланы анкеты, не применяются специальные технологии очистки ГСВ от техногенных загрязнений (тяжелых металлов, СПАВ, нефтепродуктов, фенолов). Также, по данным экспертов - членов ТРГ, отсутствует информация об использовании таких технологий на других объектах. То же самое относится к растворенным минеральным загрязнениям (хлориды, сульфаты, общая минерализация).

По данным экспертов, большинство проектов, разработанных за последние 15-20 лет, содержат информацию о том, что они предусматривают очистку ГСВ до требований рыбохозяйственных ПДК. Однако эта информация не имеет отношения к реальным возможностям принятых в проектах технических решений и является лишь одним из негативных последствий предъявления нереализуемых требований (см. раздел 1.2.3). Как показано в разделе 3, факты выполнения требований рыбохозяйственных ПДК (не по нескольким показателям, а по всему перечню контролируемых показателей) в реальности отсутствуют.

Важным аспектом обработанных данных является их представительность в части диапазона ПП, не относящегося к 1-й категории природопользования в терминологии 219-ФЗ. Рассылка анкет была адресована объектам, которые должны подпасть под 1-ю категорию (поступление сточных вод свыше 20 тыс. м). Наряду с такими объектами было получено определенное число анкет по объектам меньшей производительности. В анализ были включены объекты с производительностью свыше 5 тыс. м/сут.

Среди ОС ГСВ, относящихся ко II-й категории, можно выделить четыре основных группы (по экспертным данным членов ТРГ):

- сооружения с биофильтрами, построенные в 50-60-е годы;

- сооружения с аэротенками, аналогичные по технологии и конструкции применяемым на более крупных объектах;

- сооружения с компактными установками (заводского изготовления), построенные в 1970-е и 1980-е годы;

- новые сооружения, построенные за последние 20 лет по более или менее современным технологиям.

Значительная часть сооружений 1-3 перечисленных групп вышла из строя по причинам кольматации загрузки биофильтров и отсутствия необходимого ремонта.

Состояние и результаты работы новых сооружений весьма различны, так как существенная их доля построена по проектам, содержащим грубые ошибки, либо не обеспечена надлежащей эксплуатацией.



     2.1.3 Вспомогательное природоохранное оборудование для ОС ГСВ


Поскольку основное производство ОС ГСВ осуществляет процесс очистки сточных вод, направленный на снижение эмиссий от поселений в водные объекты и почвы, то к категории вспомогательного оборудования относится оборудование для предотвращения эмиссий в атмосферу.

Информация по наиболее апробированному в условиях очистки выбросов ОС ГСВ оборудованию для очистки газовых выбросов приведена в таблице 2.23.




Таблица 2.23 - Оборудование для очистки газовых выбросов, наиболее апробированное в условиях очистки выбросов ОС ГСВ

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Адсорберы

Загрязняющие вещества поглощаются специальными сорбентами (как правило, активным углем), расположенными в адсорберах. По мере заработки сорбент заменяют на новый. Могут применяться в самых разных масштабах, начиная со вставки в канализационный колодец

Удаление сероводорода на 85%-98%.

По технико-экономической целесообразности ограничены средними расходами выбросов (до 10 тыс. м/ч).

Электроэнергия не требуется.

Срок службы адсорбента - 0,5-2 года

Биофильтры

Загрязняющие вещества сорбируются и окисляются бипленкой, развивающейся на поверхности загрузочных материалов. Загрузка природного происхождения (кора, щепа) периодически заменяется. Полимерная пористая загрузка может регенерироваться от накопления серы

Удаление сероводорода на 90%-99,5%.

Потребление электроэнергии 0,5-2 Вт·ч/м.

Универсально применимы

Плазмо-
каталитические установки

В плазмохимическом реакторе газообразные вещества, проходя зону высоковольтного разряда в газоразрядных ячейках и взаимодействуя с продуктами электросинтеза, разрушаются и переходят в безвредные соединения углекислого газа и воды. Синтезируемый в газовом разряде плазмохимического реактора озон попадает на катализатор, где сразу распадается на активный атомарный и молекулярный кислород. Остатки загрязняющих веществ (активные радикалы, возбужденные атомы и молекулы), не уничтоженные в плазмохимическом реакторе, разрушаются на катализаторе благодаря глубокому окислению кислородом

0,5-10 Вт·ч/м.

Удаление сероводорода на 90%-99,5%.

Универсально применимы

Мелкодисперсное распыление дезодорирующего состава

Совокупность смеси эфирных масел и органических соединений, извлеченных из растений, взаимодействует с веществами, обладающими запахами, и разлагает их

Применяются на открытых площадках для борьбы с запахами от сооружений очистки сточных вод, обработки осадка.

Эффективность на практике определяется частотой жалоб населения на запахи

     
     

     2.1.4 Текущие уровни потребления ресурсов и производства вторичной продукции на ОС ГСВ


Как отмечено в разделе 1, основным сырьем являются сточные воды поселений. В качестве потребляемого сырья (в традиционном понимании) рассматриваются реагенты и расходуемые материалы (загрузка фильтров и т.п.). При этом на большом количестве объектов не используются ни реагенты, ни загрузка.

Данные по диапазону расхода сырья, материалов и энергоресурсов на ОС ГСВ приведены в таблице 2.24, данные по выходу полупродуктов, побочных продуктов, энергоресурсов - в таблице 2.25.



Таблица 2.24 - Данные по расходу сырья, материалов и энергоресурсов на ОС ГСВ

Наименование

Ед. изм.

Расход на 1 т продукции (1 м очищенной сточной воды)

минимальный

максимальный

1. Поступающая сточная вода

м

1,0*

1,0*

2. Реагенты для удаления фосфора

кг**

2.1. На основе железа

0

0,015

2.2. На основе алюминия

0

0,08

3. Реагенты для обезвоживания осадка

кг

3.1. Органические полиэлектролиты (флокулянты)

0,0005

0,002

3.2. Хлорид железа (III)

0,007

0,018

3.3. Известь гашеная Ca(OH)

0,03

0,1

4. Загрузка (песок) для фильтров доочистки

кг

0

0,025

5. Энергоресурсы***

5.1. Электроэнергия

кВт·ч

0,15

1,0

5.2. Топливо (или тепловая энергия)

кг условного топлива

0,01

0,07

* Без учета индивидуальных особенностей баланса, с убылью части расхода (обезвоженный осадок) и дополнительными расходами (реагенты, водопроводная вода). Эти массовые потоки не превышают 1% от расхода сточной воды.

** Данные приведены по расходу действующего элемента (железа или алюминия). Расход товарного реагента определяется как его конкретным химическим составом (долей элемента), так и концентрацией вещества.

*** Оценивая данные, следует учитывать:

- взаимозаменяемость энергоресурсов: тепловая энергия в виде пара или горячей воды, как правило, потребляется при наличии внешнего источника теплоснабжения, на объектах с мини-ТЭС потребление внешних неэлектрических ресурсов может быть выше и т.п.;

- очень большую зависимость потребления энергоресурсов от климатических условий расположения объекта.




Таблица 2.25 - Данные по выходу полупродуктов, побочных продуктов, энергоресурсов на ОС ГСВ

Наименование

Ед. изм.

Выход на 1 т продукции (1 м очищенной сточной воды)

минимальный

максимальный

1. Удобрение из осадка сточных вод

кг (фактической влажности)

0,4

1,4

2. Компост из осадка сточных вод

кг (фактической влажности)

0,3

0,6

3. Электрическая энергия

кВт·ч

0

0,006

4. Тепловая энергия

кДж

0

1,5

     
     

     2.2 Очистка поверхностных сточных вод

     2.2.1 Технологическая схема процесса ОС ПСВ


В справочнике не рассматриваются сооружения на объектах гидрографической сети населенных пунктов, а также организационно-технические мероприятия по сокращению загрязненности ПСВ, не относящиеся к их очистке.

Совокупность применяемых технологий ОС ПСВ невозможно свести к одной обобщенной технологической схеме, они весьма разнообразны: от простейших до сложных многоступенчатых. И те и другие могут включать в себя как обязательные, так и необязательные подпроцессы (опциональные либо альтернативные).

Процесс выпадения атмосферных осадков носит вероятностный характер. При этом дождевой сток характеризуется чрезвычайной нестационарностью, как по расходам, так и загрязняющим компонентам, концентрация которых в течение одного дождя изменяется в самых широких пределах. Поэтому важнейшим вопросом технологии очистки ПСВ является усреднение расхода и состава стоков перед подачей на очистку. В связи с этим в качестве обязательного элемента в состав ОС ПСВ включаются сооружения для регулирования расхода и усреднения состава сточных вод.

В зависимости от принципа регулирования сточных вод, подаваемых на очистку, очистные сооружения ПСВ разделяются на два типа:

- накопительные, с регулированием стока по объему;

- проточные, с регулированием стока по расходу.

В настоящее время в практике очистки ПСВ находят применение оба типа сооружений. При этом сооружения накопительного типа наиболее полно соответствуют действующей в Российской Федерации законодательной и нормативно-методической базе проектирования, а также обеспечивают более высокий и стабильный эффект очистки ПСВ от основных загрязняющих компонентов - взвешенных веществ и нефтепродуктов.

На большинстве применяемых ОС не очищается весь объем собираемых ПСВ, так как это очень существенно увеличило бы стоимость сооружений.

На очистных сооружениях накопительного типа регулирование расхода и усреднение состава сточных вод, подаваемых на очистку, производится в аккумулирующем резервуаре. При заполнении резервуара поступающий поверхностный сток через разделительную камеру направляется на сброс без очистки. В этом типе ОС обеспечивается прием в аккумулирующий резервуар и последующее отведение на глубокую очистку всего объема стоков от часто повторяющихся малоинтенсивных дождей, а также наиболее концентрированной, начальной, части стока от высокоинтенсивных (ливневых) дождей. При этом в водный объект без очистки сбрасывается наименее концентрированная условно чистая часть стока, формирующегося в последней фазе высокоинтенсивных (ливневых) дождей.

На сооружениях проточного типа регулирование расхода ПСВ (без усреднения состава) осуществляется только в части отсечения максимального значения расхода, который может быть подан на ОС. Это осуществляется в разделительной камере (ливнесброс), устраиваемой на подводящем коллекторе. До достижения максимального расхода на очистку направляется сток с переменным расходом от всех дождей с периодом однократного превышения интенсивности в пределах 0,05-0,2 года, а также часть стока с переменным расходом от дождей с периодом однократного превышения интенсивности более 0,2 года. Весь расход ПСВ свыше максимального значения сбрасывается без очистки. Важно отметить, что в водный объект без очистки поступает преобладающая часть стока от интенсивных ливневых дождей с максимальными расходами и, как правило, наибольшей концентрацией загрязняющих веществ. Это объясняется тем, что наибольший расход осадков во время ливня характерен в его начале, когда он смывает максимальное количество загрязнений. Таким образом, экологическая эффективность сооружений проточного типа значительно ниже, чем накопительных.

Также возможен вариант аккумулирования всего объема дождевого стока без сброса части его в водный объект, применяемый для дождевого стока, поступающий с сильнозагрязненных территорий.

На многих очистных сооружениях, применяемых для очистки ПСВ с территории промышленных территорий, стадия аккумулирования стока отсутствует. Это приводит к негативным последствиям, описанным в разделе 3.

Подавляющее большинство существующих ОС ПСВ включает в себя следующие основные (обязательные) подпроцессы:

- грубая механическая очистка;

- отстаивание;

- удаление осадка.

Все остальные технологические подпроцессы присутствуют не во всех ОС.

В таблице 2.26 приведено обобщенное описание процесса очистки ПСВ.




Таблица 2.26 - Обобщенное описание процесса очистки ПСВ

Входной поток

Этап процесса (подпроцесс)

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

1

2

3

4

Поступающая сточная вода

N 1. Процеживание.

Обязательный подпроцесс

Неочищенная процеженная сточная вода

Решетки (сита), мусоросборные корзины (контейнеры). При большой производительности - комплектное транспортирующее оборудование (ручные или механизированные решетки с автоматизированной системой очистки, ленточные транспортеры и т.п.)

Неочищенная процеженная сточная вода

N 2. Удаление грубодисперсных механических примесей:

- оседающих (песка, частиц грунта) и

- всплывающих веществ (мусора, свободных нефтепродуктов).

Обязательный подпроцесс

Неосветленная сточная вода

В простейших конструкциях строительная техника для выгрузки осадка.

В наиболее сложных вариантах:

- песколовки (емкостные проточные сооружения либо комплектное оборудование);

- насосы для откачки песчаной пульпы на обезвоживание;

- скребковое оборудование для транспортировки песка к приямкам (не во всех конструкциях)

Неосветленная процеженная сточная вода

N 3. Аккумулирование сточных вод с целью регулирования расхода и усреднения состава.

Может быть совмещено с отстаиванием.

Обязательный подпроцесс (на практике это не всегда выполняется)

1. Неосветленная сточная вода (усредненного состава и расхода).

2. Предварительно осветленная сточная вода

Аккумулирующие резервуары (емкостные сооружения, железобетонные многосекционные по типу горизонтальных отстойников либо земляные).

В приемной камере устанавливается мусоросборная корзина (контейнер), на выходе - нефтесборное устройство

Неосветленная сточная вода.

Растворы реагентов для интенсификации осаждения взвешенных веществ и осаждения фосфора из подпроцесса N 8

N 4. Выделение взвешенных веществ (осветление) и свободных нефтепродуктов.

Обязательный подпроцесс*.

Как правило, производится методом безреагентного отстаивания.  Может быть совмещен с аккумулированием (накоплением) стоков.

Может быть применен в варианте флотационной очистки

Осветленная сточная вода.

Минеральный осадок. Пленка нефтепродуктов

Сооружения объемного отстаивания (емкостные сооружения типа горизонтальных отстойников).

В отдельных случаях скребковое оборудование, насосы для откачки осадка, нефтесборные устройства.

Либо: флотационное оборудование

Неосветленная процеженная сточная вода

N 5. Обработка в резервуаре-биопруде с высшей водной растительностью (эйхорния).

Необязательный подпроцесс

Очищенная вода

Сооружения объемного отстаивания (емкостные сооружения).

Культура эйхорнии.

Закрытые обогреваемые сооружения по сохранению эйхорнии в зимний период

Осветленная вода

N 6. Коалесцирующая обработка для выделения свободных нефтепродуктов.

Необязательный подпроцесс

Вода, доочищенная от свободных нефтепродуктов.

Сливная вода с высоким содержанием нефтепродуктов

Коалесцентные фильтры часто устанавливаются на выходе из емкостных сооружений отстаивания

Осветленная вода (вариант - неосветленная)

Вариантно:

растворы реагентов из подпроцесса N 8

N 7. Дополнительное выделение мелкодисперсных взвешенных веществ и нефтепродуктов фильтрованием.

Напорная или безнапорная фильтрация, либо контактная фильтрация (с реагентной обработкой) через слой зернистой загрузки (песка, гидроантрацита).

Необязательный подпроцесс

Вода, доочищенная от взвешенных веществ и нефтепродуктов, в том числе эмульгированных.

Промывная вода.

Отработанная загрузка фильтров

Фильтры напорные и безнапорные

Товарные реагенты:

- соли железа или алюминия;

- полиэлектролиты (флокулянты).

Техническая вода

N 8. Приготовление и дозирование растворов реагентов.

Комплексный подпроцесс - может осуществляться на нескольких различных потоках.

Необязательный подпроцесс

Рабочие растворы реагентов для применения

Баки для складирования запаса жидкого реагента, помещения для хранения сухого реагента.

Растворно-расходные узлы с дозирующим оборудованием

Осветленная вода или вода после фильтрации

N 9. Биологическая очистка в биоплато (биопрудах).

Необязательный подпроцесс

Очищенная вода.

Периодически отмершая биомасса, отработанный грунт

Биоплато-гидробиологическое инженерное сооружение

Вода после фильтрации

N10. Сорбционная обработка для доочистки от эмульгированных нефтепродуктов.

Необязательный подпроцесс

Очищенная вода.

Периодически отработанный сорбент

Фильтры сорбционные, напорные

Очищенная вода

N 11. Обеззараживание.

На практике -
необязательный подпроцесс

Очищенная вода

Установки УФ-обеззараживания

Осадок из отстойников (резервуаров)

N 11А. Уплотнение и подсушка на песковых площадках

Подсушенный осадок.

Сливная вода

Бетонные или земляные сооружения - песковые площадки.

Спецавтотранспорт для уборки и вывозки осадка

Также:

Раствор флокулянта из подпроцесса N 8.

Техническая вода

N 11Б. Обезвоживание в геоконтейнерах (геотубах)

Обезвоженный осадок (кек)

Фильтрат

Бетонная площадка с отводом фильтрата. Специальные фильтрующие мешки - геотубы

Также:

Раствор флокулянта из подпроцесса 10.

Техническая вода

N 11В. Механическое обезвоживание

Обезвоженный осадок (кек).

Фильтрат

Комплектное оборудование для механического обезвоживания (шнековые или ленточные фильтры).

Транспортные линии (шнеки, ленточные транспортеры), бункеры

Обезвоженный осадок

N 12. Приготовление почвогрунтов

Почвогрунт.

Отходы от просеивания

Площадки вылеживания (опционально). Виброгрохоты для просеивания почвогрунта. Строительная техника для погрузочно-разгрузочных работ


Единственная в стране полноценная система отведения и очистки ПСВ действует в г.Москве и эксплуатируется ГУП "Мосводосток". Система отведения представляет собой развитую коллекторно-речную сеть, которая включает в себя всю гидрографическую сеть города, частично заключенную в коллекторы, и водосточную сеть, которая охватывает до 90% территории г.Москвы. Через водосточную сеть города в водные объекты сбрасывается до 500 млн. м поверхностного стока.

Степень оснащения застроенных территорий Москвы очистными сооружениями недостаточна, так как существующие очистные сооружения принимают поверхностный сток с 35% канализованной территории города. Все они расположены преимущественно в устьевых участках коллекторно-речной сети. Существующие ОС ПСВ можно подразделить на пять типов:

- очистные сооружения механической очистки - пруды-отстойники, сооружения камерного типа, песколовки, щитовые заграждения;

- тонкослойные отстойники;

- очистные сооружения глубокой очистки;

- групповые очистные сооружения с реагентной очисткой;

- фильтровальные очистные сооружения (ФОС).

Пруды-отстойники - одна из первых конструкций очистных сооружений, представляющие собой многосекционные железобетонные резервуары, расположенные на водосточных коллекторах. В состав сооружений входят песколовки и горизонтальные отстойники с приспособлениями для задержания нефтепродуктов. Из оборудования также используется строительная техника для выгрузки осадка и скиммеры для отвода нефтепродуктов (не на всех сооружениях).

Сооружения камерного типа представляют собой комбинированные подземные (располагаемые в камере) сооружения полного цикла механической очистки. К их основному оборудованию относятся:

- металлические съемные решетки на входе в сооружение для задержания плавающего мусора;

- сооружение для отстаивания;

- кассетные фильтры для безнапорной фильтрации.

В качестве загрузки в разное время использовались деревянные опилки, металлическая стружка, синтетические материалы (сипрон, капрон-щетина и др.), а также антрацит, шлаковата и другие утеплители, применяемые в строительстве.

Тонкослойные отстойники - разновидность прудов-отстойников, дополненная тонкослойными блоками.

На ФОС (появились в начале 2000-х годов) ПСВ через решетку поступают в приемный резервуар-отстойник, из которого насосами подаются сначала на пенополистирольные фильтры, затем под остаточным напором на фильтры, загруженные мезопористым углем, после которого поступают на сорбционную очистку в картриджные фильтры. Вариант этой технологии - безнапорные пенополистирольные фильтры с последующей сорбционной очисткой, без промежуточного фильтрования на угольных фильтрах.

Данные по эксплуатируемым ГУП "Мосводосток" сооружениям приведены в таблице 2.27.




Таблица 2.27 - Данные по сооружениям, эксплуатируемым ГУП "Мосводосток"

Наименование сооружения

Количество, единиц

Пруды-отстойники

45

Сооружения камерного типа

20

Щитовые заграждения

5

Фильтровальные ОС

30

Габионные фильтрующие ОС

39

Песколовки

18

Всего сооружений

157

Примечание - Также имеется 26 прудов-регуляторов и 4 сооружения других типов.


Анализ состава ОС ГУП "Мосводосток" приведен в таблице 2.28.



Таблица 2.28 - Анализ состава ОС ГУП "Мосводосток"

Тип сооружений

Доля, %

Простейшие сооружения для отделения грубых примесей (щитовые заграждения и песколовки)

15

Сооружения с отстаиванием

29

Сооружения с фильтрованием различной эффективности

56


Таким образом, около 56% всех ОС ПСВ в г.Москве относятся к технологиям, использующим процесс фильтрования, из них к современным высокотехнологичным можно отнести только треть (19%).

В ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" эксплуатируется всего 2 ОС ПСВ, еще 2 - на стадии ввода в эксплуатацию. На 3-х объектах предусмотрена напорная фильтрация через зернистые загрузки, на одном - технология с фильтрованием через торф.



     2.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и производства вторичной продукции на ОС ПСВ


Как отмечено в разделе 1, основным сырьем являются сточные воды поселений. В качестве потребляемого сырья (в традиционном понимании) рассматриваются реагенты и расходуемые материалы (загрузка фильтров и т.п.). При этом на большом количестве объектов не используются ни реагенты, ни загрузка.

Рассматривать материально-энергетический баланс имеет смысл только для двух уровней технологий очистки, обеспечивающих, соответственно, существенную и глубокую очистку ПСВ:

- тонкослойное реагентное отстаивание;

- глубокая очистка с двухступенчатой напорной фильтрацией и сорбцией.

Данные по диапазону расхода сырья, материалов и энергоресурсов на ОС ГСВ приведены в таблице 2.29. В связи с отсутствием достаточно представительной подборки данных по ОС ПСВ поселений приводятся данные для некоторых сооружений.



Таблица 2.29 - Данные по расходу сырья, материалов и энергоресурсов на ОС ГСВ

N

Наименование

Ед. изм.

Расход на 1 т продукции (1 м очищенной сточной воды)

минимальный

максимальный

1

Поступающая сточная вода

м

1,0

1,0

2

Реагенты

кг

2.1

На основе алюминия (по Al)

0,012

0,017

2.2

Органические полиэлектролиты (флокулянты) - для очистки

-

0,002

2.3

Органические полиэлектролиты (флокулянты) - для обезвоживания осадка

кг

-

0,001

2.4

Загрузка (песок) для фильтров доочистки

кг

-

0,025

2.5

Сорбционная загрузка

кг

-

0,1

3

Энергоресурсы***

3.1

Электроэнергия

кВт·ч

0,03

0,28

3.2

Топливо (или тепловая энергия)

кДж

-

0,13


Получение энергии и топлива из ПСВ и их осадков невозможно. Обезвоженный (подсушенный осадок) используют в качестве почвогрунта (компонента почвогрунта) либо изолирующего материала на полигонах захоронения отходов. Количество получаемого почвогрунта либо изолирующего материала определяется загрязненностью ПСВ и эффективностью его очистки и может изменяться в чрезвычайно широком диапазоне.

           

Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

     Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

     3.1 Общая информация


При оценке уровней эмиссий во все среды от ОС ГСВ и ПСВ необходимо принимать во внимание следующие аспекты:

1. Сокращение эмиссий в окружающую среду в виде сбросов загрязнений в водные объекты и обработка выделяемых в виде осадка загрязнений с производством вторичной продукции являются целью технологических процессов очистки сточных вод. Возможные эмиссии в виде выбросов в атмосферный воздух являются, таким образом, единственным потенциальным негативным воздействием, обусловленным проведением технологических процессов очистки сточных вод и обработки осадка.

2. Большое влияние на содержание загрязняющих веществ в очищенной воде оказывает принципиальное различие механизмов и (или) условий их удаления в системах биологической очистки ГСВ. Их сопоставление приведено в таблице 3.1.




Таблица 3.1 - Сопоставление механизмов и (или) условий удаления загрязняющих веществ в системах биологической очистки ГСВ

Механизм удаления из сточных вод

Условия реализации

Загрязняющие вещества, удаляемые по данному механизму

Следствия для технологии очистки и результата применения

Потребление вещества как основного субстрата для осуществления жизнедеятельности бактерий

При достаточном количестве веществ, обеспечивающих так называемую кинетику нулевого порядка (скорость потребления вещества не зависит от его концентрации)

Органические соединения (определяемые как БПК), аммонийный азот, нитраты

Чем выше нагрузка на сооружение, тем (при прочих равных условиях) выше остаточное содержание данного загрязнения. Существует выраженная зависимость между концентрациями входа и выхода

Потребление вещества как одного из субстратов в количестве, не оказывающем влияния на жизнедеятельность бактерий

В большей части объема аэротенка - при очень низком содержании вещества, при котором потребление происходит очень медленно. Эффективность удаления данных органических загрязнений находится на пределе возможностей процесса, т.е. достигается предельная концентрация, которая может быть получена в процессе биологической очистки в данных условиях

Нефтепродукты, СПАВ, фенолы. Также частично данный механизм относится к нитритам

Колебания входящей нагрузки не влияют на остаточное содержание.

Изменения состояния активного ила, прежде всего как биохимической системы, напротив, могут оказывать большее воздействие на величину предельной концентрации

Сорбция веществ (соединений) органоминеральной матрицей активного ила.

Нагрузка по сорбируемым веществам (соединениям) невелика и оставляет большой (свыше 80%) неисчерпанный резерв биолого-химической сорбционной системы

Все тяжелые металлы, алюминий, мышьяк.

При попытке достигнуть малых концентраций фосфатов с использованием достаточного количества реагентов - также и фосфаты

Колебания входящей нагрузки в весьма широком диапазоне (но ниже токсичного воздействия) не влияют на остаточное содержание.

Изменения состояния активного ила как сорбционной системы (разнообразные физико-химические параметры), напротив, могут оказывать большее воздействие на остаточную концентрацию


Проведенная статистическая обработка большого массива данных за 3 года по 13 отдельным ОС и блокам ОС Москвы и Санкт-Петербурга [11] показала, что практически отсутствует взаимосвязь между среднемесячными значениями концентраций 11 техногенных загрязняющих веществ на входе на ОС и на выходе. Для 18% ситуаций эта связь характеризуется как слабая (значение коэффициента детерминации R в диапазоне 0,1-0,3), для 4% - как умеренная (R в диапазоне 0,3-0,5), а для остальных 78% - как отсутствующая. Этот вывод хорошо согласуется с теоретическими предпосылками, изложенными в таблице 3.1.

Полученные в [11] данные означают, что любой (в рассмотренном диапазоне, который существенно ниже порога токсичного воздействия на активный ил) концентрации в сточной воде, поступающей на сооружения биологической очистки, может соответствовать любое (в рассмотренном диапазоне) значение концентрации на выходе. Концентрация техногенных загрязняющих веществ на входе изменяется в зависимости от сбросов абонентами (т.е. случайным образом) в диапазоне, характерном для данного населенного пункта. Нет никаких оснований для веществ, перечисленных в пунктах 2-3 таблицы 3.1, использовать линейную зависимость между входом и выходом при неизменной эффективности как коэффициенте пропорциональности. Наоборот, эффективность удаления тем выше, чем выше концентрация на входе (при не зависящей от нее концентрации выхода).

Из полученных данных и понимания основ процесса биологической очистки следуют важные выводы для практики очистки и нормирования, использованные в настоящем справочнике:

- нормирование большинства техногенных веществ в сбросах городских сточных вод бессмысленно, так как на сооружениях биологической очистки и доочистки невозможно целенаправленно управлять их удалением. Для получения эффекта удаления, на который способна биологическая очистка на каждом конкретном объекте, достаточно поддержание этих сооружений в нормальном работоспособном состоянии.

- нормирование сбросов промышленных абонентов по техногенным загрязнениям должно обеспечивать две цели: предотвращение токсичного воздействия на активный ил и предотвращение накопления токсичных веществ в осадках сточных вод, препятствующие их использованию как удобрения и сырья для производства почвогрунтов (требования к этим видам использования приведены в разделе 3.4). Обе эти цели обеспечиваются использованием правил холодного водоснабжения и водоотведения [10]. Установление для промышленных абонентов более низких требований не даст никакого дополнительного экологического эффекта, однако существенно повысит совокупные затраты на очистку сточных вод.

3. Контроль воздействий на окружающую среду (эмиссий в различные среды) от ОС осуществляется неравноценно. Сбросы ОС в водные объекты контролируются практически по всем веществам, которые присутствуют в значимых для этих объектов концентрациях. Вывозимые с площадок ОС осадки сточных вод также проходят необходимый контроль. Однако контроль выбросов в атмосферу на сооружениях на практике на большинстве объектов не дает результатов, информативных применительно к специфическим загрязнениям воздуха, характерных для ОС ГСВ. А основным видом воздействия выбросов ОС ГСВ является выделение дурнопахнущих веществ.

На очистных сооружениях дурнопахнущие вещества выделяются от точечных и неорганизованных источников. На подавляющем большинстве объектов объективный инструментальный контроль осуществляется только для точечных выбросов (из труб, вентсистем), однако применительно к ОС ГСВ они обеспечивают лишь малую долю выбросов веществ, которые характерны для них. Как правило, для точечных источников анализируются загрязняющие вещества, характерные для выбросов от установок сжигания топлива и выбросов, наиболее характерных для промпредприятий.

В таблице 3.2 на примере одних из лучших ОС в стране приведены типичные контролируемые параметры выбросов, по статистической отчетности.




Таблица 3.2А - Выдержка из статистической отчетности предприятия "Раздел 1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, их очистка и утилизация"

Код загрязняющего вещества

Загрязняющие вещества

0330

Диоксид серы

0337

Оксид углерода

0012

Оксиды азота (в пересчете на NO)

0401

Углеводороды (без летучих органических соединений)

0006

Летучие органические соединения (ЛОС)

0005

Прочие газообразные и жидкие




Таблица 3.2Б - Выдержка из статистической отчетности предприятия "Раздел 2. Выброс в атмосферу специфических загрязняющих веществ"

Код загрязняющего вещества

Загрязняющие вещества

0410

Метан

0101

Алюминий триоксид

0110

Ванадий пентоксид

0123

Железо триоксид (в пересчете на железо)

0128

Кальций оксид

0133

Кадмий оксид

0138

Магний оксид

0143

Марганец и его соединения (в пересчете на марганца (IV) оксид)

0146

Медь оксид

0164

Никель оксид

0184

Свинец и его соединения

0188

Ртути соединения

0203

Хром (Хром шестивалентный)

0260

Кобальт оксид

0290

Сурьма

0303

Аммиак

0316

Гидрохлорид

0325

Мышьяк, неорганические соединения

0328

Углерод (сажа)

0333

Дигидросульфид

0342

Фториды газообразные

0415

Смесь углеводородов предельных С1-С5

0416

Смесь углеводородов предельных С6-С10

1042

Бутан-1-ол

1071

Гидроксибензол (фенол)

1246

Этилформиат

1314

Пропаналь

1325

Формальдегид

1531

Гексановая кислота

1707

Диметилсульфид

1716

Смесь природных меркаптанов

1849

Метиламин

2704

Бензин нефтяной малосернистый

2732

Керосин

2735

Масло минеральное нефтяное

2754

Углеводороды С12-С19

2908

Пыль неорганическая: 70% - 20%

2920

Пыль меховая

3620

Диоксины


Эти таблицы демонстрируют бесполезность примерно 90% отчетной информации по выбросам с точки зрения контроля выделения дурнопахнущих соединений.

И наоборот, вещества, измеряемые при контроле выбросов, даже при методически правильном пробоотборе (например, в Санкт-Петербурге и в Москве - сероводород и меркаптаны, а также фенол и аммиак), в недостаточной степени характеризуют полный спектр выбросов (общее количество выделяемых из выбросов ОС веществ, обладающих запахом - до 150) [13].

Образование дурнопахнущих веществ (одорантов) на сооружениях канализации происходит в жидкой фазе в результате протекания анаэробных (гнилостных) процессов. Выделение этих веществ в воздушную среду происходит в результате их улетучивания из жидкой фазы. Согласно закону Генри, концентрация одоранта в воздухе пропорциональна его концентрации в жидкости, причем коэффициент пропорциональности определяется природой одоранта.

Летучесть дурнопахнущих веществ в соответствии с характерными для них значениями коэффициента k соотносится следующим образом: метилмеркаптан: сероводород: аммиак: летучие жирные кислоты=650000:54000:100:1. Значения ПДК и пороги обнаружения запаха некоторых дурнопахнущих веществ приведены в таблице 3.3 (приводится по [14]).




Таблица 3.3 - Значения ПДК и пороги обнаружения запаха некоторых дурнопахнущих веществ

Летучие вещества

ПДК, мкг/м

Порог запаха, мкг/м

Рабочая зона

Селитебная зона

Сероводород

10000

8

14

Аммиак

20000

200

32000

Метилмеркаптан

800

0,05

0,4

Диметилсульфид

50000

80

2,5

Пропионовая кислота

2000

15

61000

Масляная кислота

10000

10

400


Наряду с веществами, перечисленными в таблице 3.3, существенный вклад в наличие у выбросов неприятного запаха вносят такие азотистые циклические соединения, как скатол, индол и др. (продукты распада аминокислот).

Почти для всех веществ, выбрасываемых в атмосферу от поверхностей ОС ГСВ, ПДК установлен как органолептический, а не общетоксический (кроме аммиака, однако такие его концентрации для выбросов ОС ГСВ не характерны). Т.е. эти вещества обладают свойством формировать неприятные запахи, не создавая опасности для здоровья. Это объясняется тем, что большая часть этих веществ - естественного происхождения, образующихся при разложении белков, жиров и углеводов.

С учетом этого фактора, базируясь на соответствующем оборудовании, используются методики ольфактометрии. В этих методиках используют специальные единицы измерения запахов (ГОСТ 32673-2014) [15]. В ЕС действует европейская единица запаха (OU). OU - это такое количество одоранта(ов), которое, будучи сосредоточено в одном кубическом метре нейтрального газа при стандартных условиях, вызовет физиологическую реакцию персонала, эквивалентную реакции, вызываемой одной Европейской эталонной массой запаха, равной 123 мкг n-бутанола, разведенной в одном кубическом метре нейтрального газа при нормальных условиях (концентрация 40 ppb). Концентрация запаха исходного образца численно равна его разбавлению до порога "распознавания", или количество OU/ м (при стандартных условиях).

По ГОСТ 32673-2014 "3.1. Европейская единица запаха (E3/м): количество пахучего вещества (пахучих веществ), которое, будучи разбавленным 1 м нейтрального газа при нормальных условиях, вызывает физиологический отклик, эквивалентный отклику, вызываемому одной Европейской эталонной массой запаха (EROM), разбавленной 1 м нейтрального газа при нормальных условиях".

Большой объем проведенных исследований по корреляции запахов и концентраций загрязняющих веществ [13] позволил определить в качестве маркерного вещества запахового воздействия ОС ГСВ сероводород. Поэтому в отсутствие ольфактометрических приборов в качестве маркера запахов должен использоваться сероводород.

4. Подотрасль обладает существенной спецификой в отношении применимости методологии использования маркерных веществ (в терминологии ПНСТ 22-2014).

Для ГСВ, поступающих на ОС, существует некоторая корреляция между величинами некоторых поступающих загрязнений, на удаление которых рассчитываются ОС (перечислены в таблице 1.3). Эта корреляция тем выше, чем больше доля бытового стока в ГСВ. Корреляция основана на наличии известной взаимосвязи загрязняющих веществ в бытовых СВ, основанной на жизнедеятельности человека. Наибольшая взаимосвязь для бытовых СВ существует между величинами ХПК и БПК. Для конкретных ОС ГСВ, принимающих преимущественно хозяйственно-бытовые сточные воды, имеющих данные по корреляции между этими величинами, определение ХПК для целей текущей эксплуатации дает существенное преимущество в быстроте (несколько часов против 5 сут для БПК), а также в более высокой точности. С учетом этой корреляции за рубежом величину ХПК в ряде случаев используют вместо БПК.

Для других ЗВ хозяйственно-бытового происхождения из таблицы 1.3 степень этой корреляции недостаточно высока, разброс в индивидуальных пробах составляет не менее 25% от средних величин соотношений загрязнений. Поэтому традиционно на ОС ГСВ используется индивидуальный контроль данных показателей.

В очищенной воде в связи с тем, что остаточная концентрация этих ЗВ определяется различными процессами на ОС, корреляция между этими веществами еще ниже, чем для входящего потока. Глубина процесса полной биологической очистки с нитрификацией (БО, БН) может быть достаточно хорошо охарактеризована показателем концентрации аммонийного азота. Однако этот показатель мало информативен в отношении взвешенных веществ. Процесс удаления азота может быть хорошо оценен по показателю общего азота, но он не даст никакой информации о содержании отдельных минеральных форм азота. Весьма значительное различие токсичности различных минеральных форм азота (ПДК), ПДК которых соотносится как 450:20:1, не позволяет отказаться от индивидуального контроля минеральных форм.

Применительно к остальным веществам, нормируемым в настоящее время для ОС ГСВ (тяжелые металлы, нефтепродукты и т.п.), какая-либо корреляция изначально отсутствует как для поступающих, так и для очищенных СВ. Поступление каждого из этих ЗВ в сточные воды определяется собственными источниками, а также соотношением их влияния на состав общего стока в данный момент времени. Для содержания в очищенной воде этих ЗВ степень корреляции еще ниже в силу различного характера и интенсивности процессов очистки, а также весьма недостаточной изученности процессов удаления илом (для тяжелых металлов).

Невозможность выбрать вещество-маркер для техногенных загрязняющих веществ. Как интегральный может быть использован показатель токсичности (определяемой как кратность разбавления, с различными тест-объектами). Однако данный параметр в российских условиях мало освоен и не должен рассматриваться как обязательный нормируемый показатель. Тем не менее, он рекомендуется к повсеместному использованию, для введения в систему нормирования позднее.

Применительно к микробиологическим загрязнениям подавляющая часть используемых для нормирования показателей (за исключением п.30 таблицы 3.3) является не только маркерными, но и индикаторными (т.е. теми, которые характеризуют содержание других подобных показателей, но сами не обладают опасностью). Такие важные показатели, как колиформные бактерии, колифаги и др., относятся не к опасной патогенной микрофлоре, а к микрофлоре естественных выделений человека. Кроме того, реакция различных микроорганизмов на обеззараживающее воздействие не одинакова. В ряде случаев при использовании хлора при малом содержании индикаторных бактерий могут быть обнаружены вирусы и цисты патогенных простейших.

В связи с изложенным термин "маркерные вещества" применительно к сбросам ГСВ в дальнейшем в настоящем справочнике не используется.

Несколько иначе обстоит вопрос маркерных веществ применительно к очищенным ПСВ. Показатель "нефтепродукты" полноценно отражает глубину очистки ПСВ от селитебных территорий, так как невозможно глубоко удалить нефтепродукты без глубокого удаления взвешенных веществ. Однако нефтепродукты лишь косвенно характеризуют загрязненность очищенных ПСВ другими веществами, менее характерными для стока с селитебной территории.

Несмотря на разнообразие загрязняющих веществ в ГСВ, перечень, используемый при контроле сточных вод, сбрасываемых подотраслью, для большинства ОС совпадает. Он определяется не столько воздействием загрязнений на водный объект, сколько сложившимся перечнем веществ, применяемым при мониторинге водных объектов.

В распоряжении Правительства Российской Федерации от 08.07.2015 г. N 1316-р "О перечне загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды" содержится перечень веществ, подлежащих мерам государственного регулирования и включающих применительно к сбросам в водные объекты около 160 наименований. Перечень включает особо опасные вещества (например, полихлорбифенилы из "грязной дюжины стойких органических загрязнителей", запрещенных Стокгольмской Конвенцией [16]). Однако по ним не ведется государственный мониторинг их содержания в водных объектах и, соответственно, в сбрасываемых ГСВ. Применительно к ГСВ г.Москвы проведенный в начале 2000-х годов длительный (в течение не менее 2 лет) мониторинг по нескольким десяткам токсичных органических соединений не выявил значимости этой проблемы. Для большинства веществ концентрация была ниже предела измерения, и ни по одному из веществ измеренное содержание даже на входе на ОС не превышало нескольких процентов от ПДК для водных объектов.

Нормируемые в настоящее время для ОС показатели имеют различный статус применительно к возможностям их расчета/прогнозирования при создании ОС ГСВ (таблица 3.4). Только меньшая часть загрязняющих веществ относится к расчетным, т.е. к тем, на целевое содержание которых может быть выполнен технологический расчет сооружений очистки ГСВ на базе биологического процесса. Эти вещества в дальнейшем называются технологическими показателями биологической очистки сточных вод (ТП БОСВ).

Остальные загрязняющие вещества, перечисленные в таблице 3.4 (тяжелые металлы, алюминий, специфические органические соединения), в настоящем справочнике именуются техногенными загрязнениями. Данный термин условен и применяется только для целей отличия ТП БОСВ и остальных показателей загрязненности. Показатели загрязненности растворенными минеральными веществами (хлориды, сульфаты, общая минерализация) в справочнике в дальнейшем не принимаются во внимание, так как методы их задержания на ОС ГСВ и на ОС ПСВ отсутствуют. Их сброс с очищенными сточными водами приблизительно соответствует (за вычетом небольшого вхождения в состав осадков) входящей нагрузке на ОС. Как правило, эта нагрузка определяется фоновым содержанием минеральных солей в водопроводной воде и, в немногих случаях, сбросами абонентов, производимыми с грубым нарушением нормативных требований к сточным водам, сбрасываемым в ЦСВ.

В качестве технологических показателей очистки поверхностных сточных вод (ТПО ПСВ) далее будут подразумеваться взвешенные вещества и нефтепродукты.

Концентрации остальных веществ и показателей не могут быть рассчитаны, а могут быть лишь спрогнозированы, причем с недостаточно высокой точностью. Причины этого изложены в подразделе 3.2.




Таблица 3.4 - Контролируемые показатели загрязняющих веществ и свойств воды на сбросе ГСВ и ПСВ в водные объекты и их статус при расчете ОС ГСВ

N

Наименование показателя

Статус показателя в практике проектирования ОС ГСВ

Примечания

Химические показатели

1.

Водородный показатель (рН)

Назначаемый

Нормативные требования соблюдаются почти для всех технологий. Теоретически расчет возможен, но на практике не производится

2.

Температура

Расчетно-назначаемый

Расчет возможен, на практике производится редко

3.

Растворенный кислород

Назначаемый (реже - расчетный)

Является расчетным, например, когда запас кислорода после аэротенка и естественной аэрации на последующих стадиях очистки оказывается недостаточен

4.

Взвешенные вещества

Расчетный (ТП БОСВ)

-

5.

БПК

Расчетный (ТП БОСВ)

-

6.

БПК

Расчетный (псевдорасчетный)

По сути, в расчетах используется величина БПК, так как реальные данные химического анализа присутствуют именно для этого показателя, а БПК на практике определяется редко

7.

ХПК

Расчетно-назначаемый (ТП БОСВ)

Теоретически расчет возможен, но на практике не производится. Смысл показателя для исходной и очищенной ГСВ различается. Применительно к исходной ГСВ является аналогом БПК и может быть использован в расчетах сооружений биологической очистки. Применительно к очищенной воде характеризует бионеразлагаемые органические вещества

8.

Азот аммонийный

Расчетный (ТП БОСВ)

-

9.

Азот нитритов

Расчетно-назначаемый (ТП БОСВ)

Расчет возможен, но на практике производится редко

10.

Азот нитратов

Расчетный (ТП БОСВ)

-

11.

Общий азот

Расчетный

В Российской Федерации не нормируется в водных объектах. Однако весьма востребован для технологических расчетов сооружений БОСВ

12.

Фосфор фосфатов

Расчетный (ТП БОСВ)

-

13.

Общий фосфор

Расчетный

В Российской Федерации не нормируется в водных объектах. Однако весьма востребован для технологических расчетов сооружений БОСВ

14.

СПАВ

Назначаемый

Теоретически расчет возможен, но на практике не производится, в связи с очень низкой точностью в получаемом в очищенных ГСВ диапазоне концентраций

15.

Нефтепродукты

Назначаемый

То же

16.

Фенолы

Назначаемый

То же

17.

Алюминий

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

18.

Медь

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

19.

Никель

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

20.

Ртуть

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

21.

Кадмий

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

22.

Хром общий

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

23.

Цинк

Назначаемый

Методика расчета отсутствует

24.

Общая минерализация

Назначаемый

Эффект очистки назначается 0%

25.

Сульфаты

Назначаемый

Эффект очистки назначается равным 0%

26.

Хлориды

Назначаемый

Эффект очистки назначается равным 0%

27.

Сероводород

Назначаемый

-

Микробиологические показатели

28.

Общие колиформные бактерии

Эмпирико-расчетный

Используются эмпирически установленные величины интенсивности обработки, обеспечивающие требуемые значения

29.

Колифаги (по фагу М)

Эмпирико-расчетный

То же

30.

Термотолерантные колиформные бактерии

Эмпирико-расчетный

То же

31.

Фекальные стрептококки

Эмпирико-расчетный

То же

32.

Патогенные микроорганизмы

Эмпирико-расчетный

То же

33.

Жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол), онкосферы тениид и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейших

Эмпирико-расчетный

То же

34.

Энтерококки и стафилококки

Эмпирико-расчетный

То же


Перечень расчетных показателей загрязняющих веществ применительно к физико-химическим методам очистки ПСВ существенно уже. При проектировании как расчетные показатели используют только взвешенные вещества и нефтепродукты, остальные показатели - эмпирико-расчетные или назначаемые.

Применительно к использованию маркеров для эмиссий в другие среды существенно следующее: содержание токсичных веществ в осадке ГСВ определяется теми же факторами, что и состав сточных вод (попадание из различных источников, с различной временной периодичностью). Поэтому ни одно из них не может использоваться в качестве маркерных веществ.

В области микробиологических загрязнений индикаторным (не маркерным) показателем для очищенных сточных вод являются термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ). Их наличие означает возможность присутствия всех остальных загрязнений этой группы. Однако информативность отсутствия (присутствия в пределах предельно допустимого содержания) ТКБ зависит от применяемого метода обеззараживания. Так, применение обеззараживания хлором недостаточно эффективно применительно к вирусам и цистам простейших.

Применительно к эмиссиям в атмосферу ситуация описана в подразделе 3.3. Маркерным веществом загрязнения воздуха выбросами ОС ГСВ является сероводород.



     3.2 Сбросы в водные объекты

     3.2.1 Сбросы от сооружений очистки городских сточных вод

3.2.1.1 Оценка фактических сбросов по данным анкет

Для оценки эмиссий приняты во внимание данные объектов ОС ГСВ, эксплуатация которых, согласно информации из анкет, осуществляется надлежащим образом. Из этой выборки, в свою очередь, приняты во внимание анкеты, данные которых не вызывают выраженных сомнений в соответствии действительности.

В результате проведен анализ по загрязненности сбросов по 200 объектам, анкеты которых прошли предварительный отбор по достаточности и достоверности данных.

3.2.1.1.1 Взвешенные вещества

Поскольку около третьей части всех ОС ГСВ станции оснащены сооружениями доочистки, которые представлены в основном зернистыми фильтрами, биореакторами с ершовой загрузкой и биопрудами, то для оценки влияния доочистки для станций производительностью менее 100 тыс. м в сутки (наиболее репрезентативная выборка) оценивалось качество очистки по взвешенным веществам для сооружений, имеющих доочистку и работающих без доочистки. Эти данные представлены на рисунке 3.1.

Хорошо видно, что в диапазоне от 5 до 20 мг/л распределение взвешенных веществ в очищенной воде практически совпадает для станций, имеющих доочистку и работающих только со вторичными отстойниками.

Для 25% рассмотренных станций доочистка действительно позволяет получать очищенную воду с концентрациями взвешенных веществ менее 7 мг/л, что соответствует хорошо работающим сооружениям доочистки, в остальных случаях существующие сооружения доочистки не эффективны.

После вторичных отстойников, без использования сооружений доочистки, на 80% сооружений качество очистки по взвешенным веществам не более 15 мг/л, что соответствует нормам проектирования в СССР. Т.е. 80% сооружений производительностью менее 100 тыс. м в сутки достигают проектного качества очистки по взвешенным веществам.

Более того, 70% очистных сооружений работают с выносом взвешенных веществ менее 10 мг/л. Это показывает, что при низкой нагрузке на вторичные отстойники очистка стока величина менее 10 мг/л может достигаться с высокой степенью надежности*. Данный вывод не противоречит закономерностям, используемым при расчете вторичных отстойников.

__________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.




Рисунок 3.1 - Кумулятивная кривая обеспеченности концентрации взвешенных веществ для ОС ГСВ с ПП менее 100 тыс. м/сут


Примечание - Здесь и далее параметр "встречаемость величины показателя" означает, что, например, на оси Y (оси ординат) для количества Y1 проанализированных объектов величина данного показателя составляет не более Х1 мг/л (по оси абсцисс). Т.е. из графика на рисунке 3.1 следует, что все 100% объектов без доочистки имеют содержание взвешенных веществ менее 60 мг/л, 80% - менее 15 мг/л, примерно 28% - менее 5 мг/л и т.п. И наоборот, на 90,3% объектов с доочисткой содержание взвешенных веществ не превышает 20 мг/л либо 10% объектов без доочистки характеризуются содержанием взвешенных веществ свыше 25%. Разница величин (Y2-Y1), %, соответствует встречаемости величины X в диапазоне (X2-X1). Например, для объектов без доочистки содержание взвешенных веществ в диапазоне 5-10 мг/л составляет 70%-30%=40% объектов.



Из рисунка 3.1 следует, что в диапазоне ПП 100-300 тыс. м в сутки 80% сооружений обеспечивают проектное качество очистки до 15 мг/л и 60% - менее 10 мг/л. Для ПП более 300 тыс. м в сутки 70% станций укладываются в проектные 15 мг/л. Эффективная доочистка наблюдается менее чем в 10% случаев.

3.2.1.1.2 БПК и ХПК

От 30% до 45% сооружений обеспечивают БПК менее 5-6 мг/л, что связано в основном с существенной недогрузкой сооружений, причем верхнее значение относится к ОС с ПП менее 100 тыс. м в сутки, загрузка которых в среднем ниже. Качество очистки до 10 мг/л обеспечивается надежно на 60%-75% сооружений и может быть оценено как хороший результат для работы со вторичными отстойниками. Качество очистки до 15 мг/л (проектная величина для ОС советских времен постройки, без доочистки) обеспечивается на 85%-95% станций (верхнее значение - также для нижнего диапазона ПП).

Существенно больше разброс данных по ХПК (см. рисунок 3.2). Основной диапазон величины ХПК, характерный для 50% случаев, составляет от 30 до 60 мг/л. Однако в отличие от взвешенных веществ и БПК величина ХПК зависит не только от глубины очистки по органическим веществам, но и от состава исходной воды - бионеокисляемой части ХПК, которая и дает дополнительный разброс ХПК в очищенной воде.