Поделиться Поделиться

Заходи зі зниження рівня негативного впливу житлово-комунального господарства на навколишнє середовище та його попередження

Оскільки основним завданням житлово-комунального господарства є забезпечення комфортних умов життєдіяльності населення, то у цьому підрозділі розглядались лише заходи пов'язані із зменшенням впливу на довкілля систем каналізації та утилізації ТПВ, як таких, які створюють найбільш суттєвий вплив.

Каналізація

На сьогоднішній день на Україні застосовується стандартна схема міських очисних споруд другого покоління. Вона дозволяє відділити механічні домішки від води, окиснити органічні речовини, (знижуючи БСК) та окиснити іони амонію до нітратів. Удосконалення технології очищення, що дозволило б більш повно проводити очищення стоків і згідно зменшити забруднення довкілля, дозволяється досягти такими методами.

Анаеробний розклад мулу

В зв'язку з тим, що практично у всіх каналізаційних системах України застосовується спільний збір та очищення комунальних стоків та атмосферних опадів, в стічній воді є важкі метали в концентраціях, що не дозволяють застосовувати мул у сільському господарстві. Частково мул використовують для рекультивації земель, проте в основному після стадії центрифугування, де вміст вологи знижується до 60 – 65%, первинний та надлишковий активний мул поступає на мулові майданчики. Для усунення вологи та біологічної стабілізації мулу необхідні великі площі земель. Мул має неприємний запах, котрий, особливо під час жаркої погоди, поширюється на житлову та промислову зону. Також під час часткового анаеробного розкладу на мулових полях у атмосферу виділяється метан, котрий є парниковим газом.

Метод анаеробного розкладу мулу відомий досить давно і є стандартним методом його стабілізації, котрий додатково дозволяє виробляти із мулу горючий газ метан, котрий може бути використаний для виробництва електроенергії, тепла, та використовуватись як пальне. Фільтрат від центрифугування переробленого мулу має високу концентрацію амонію – 800-1500 мг NH4-N/л. Через те доцільним є впровадження станції окремого очищення фільтрату з використанням новітнього біологічного процесу Анамокс, що дозволить очищати, фільтрат від амонію із значно меншими затратами.

Видалення мікроелементів

Перехід від технології очищення стічних вод першого покоління (сепарація завислих речовин) до технології другого покоління відбувся внаслідок реалізації концепції, згідно з якою для окиснення висококонцентрованих органічних речовин та іонів амонію, що містяться у стічній воді, необхідна велика кількість кисню. Коли це окиснення проходить у водних об'єктах із природною аерацією, то рівень розчинного кисню у воді різко падає, що призводить до загибелі водної біоти. Слід врахувати, що концентрація амонію вища за 1 мг/л є токсичною для риби. Надалі прийшло розуміння того, що внаслідок підвищення концентрації фосфору та азоту у воді прискорюється ріст та розвиток синьо-зелених водоростей, що у свою чергу також призводить до падіння розчинного кисню. Через те відбувся перехід до технологій очищення стічних вод третього покоління, які передбачають видалення із стічної води сполук фосфору та азоту. На даний момент скид макроелементів у складі стічних вод регламентується директивою Європейської Комісії 91/271/ЕЕС. Сучасна версія Директиви зобов'язує видалення азоту до рівня 10 мг загального азоту на літр та фосфору до рівня 1 мг загального фосфору на літр з мінімальним рівнем видалення 80% для агломерацій з скидом 100 000 еквівалентів людини (е.л.) для стічних вод, що скидаються у чутливих зонах. Для уникнення процесу евтрофікації водойм та для гармонізації українського законодавства із законодавством ЄС доцільне прийняття аналогічних норм на викид макроелементів.

Основним методом вилучення азоту із стічної води є біологічний метод нітрифікації – денітрифікації. У сучасній системі очищення стічних вод іони амонію переводяться до нітратів (нітрифікація). Другим кроком у вилученні азоту є переведення нітратів до газоподібного азоту в результаті біологічного процесу денітрифікації. Даний процес здійснюється гетеротрофними бактеріями, які в основному відносять до грам-негативних альфа та бета класів Proteobacteria. Процес протікає у безкисневих умовах, де нітрит та нітрат замінюють кисень у ролі електрон-акцепторів. Оскільки в процесі перетворення використовуються гетеротрофні бактерії, вони потребують джерела вуглецю для отримання енергії та для цілі будівництва нових клітин. Виходячи з цього існує дві схеми проведення процесу нітрифікації-денітрифікації, кожна з яких має свої переваги та недоліки:

• Пост-денітрифікація. Безкисневий процес денітрифікації проходить після аеробної стадії окиснення, через те увесь азот переведений у нітратну форму, проте відсутність органіки вимагає додавання зовнішнього джерела вуглецю (зазвичай використовується метанол).

• Пре-денітрифікація. Безкисневий процес денітрифікації є першою стадією процесу, через те у стічній воді присутні органічні речовини, необхідні для денітрифікації, проте більшість азоту є у амонійній формі. У цьому випадку застосовують інтенсивну рециркуляцію потоку після аеробної стадії для притоку нітрату у першу стадію денітрифікації. Процес не вимагає внесення зовнішнього джерела вуглецю проте збільшує енергозатрати на очищення.

Процес пре-денітрифікації застосовується частіше, хоча у кожному випадку окремо потрібно порівнювати затрати на закупівлю метанолу із затратами на збільшення витрати енергії.

Для видалення фосфору застосовуються також два методи.

Першим методом є хімічне осадження фосфору у вигляді нерозчинних фосфатів. У цьому випадку у потік стічної води вводяться двох- чи трьохвалентні солі металів (в основному солі Fe2+, Fe3+ та А13+) за умови інтенсивного перемішування перед стадією первинного осадження. Проходить реакція з утворенням нерозчинних солей фосфатів відповідних металів, які осаджуються та видаляються разом із первинним мулом.

Другим методом є біологічне видалення фосфору, яке включає додаткову анаеробну стадію, де фосфати засвоюються із стічної води і зберігаються у формі поліфосфатів у клітинах бактерій. Даний метод дозволяє уникнути застосування хімічного осадження, проте збільшує енергозатрати на очищення. Також, в зв'язку із необхідністю введення також однієї стадії процесу, постає необхідність у побудові також одного реактора, що веде до одноразових фінансових затрат та вимог до площі.

Аналогічно із видаленням азоту, у кожному окремому випадку застосування того чи іншого методу є більш чи менш вигідним. Наприклад, Часто як осаджувані застосовуються солі, що утворюються як відходи в процесі роботи певних підприємств і постачаються за невелику вартість.

Видалення завислих речовин як фінальна стадія очищення

Після вторинного осадження у відстійниках у воді завжди також є завислі речовини, що видно неозброєним оком. Це агломерації бактерій, які через свою розвішену просторову структуру не повністю осаджуються у відстійниках.

Дані бактерії потрапляючи у водний об'єкт, гинуть внаслідок відсутності поживного субстрату і самі стають джерелом забруднення. Через те доцільно їх видаляти у швидких піщаних фільтрах. Звичайно застосовують паралельно декілька фільтрів з почерговим зворотнім вимиванням завислих речовин.

Раціональне використання площі очисних споруд

Слід відзначити, що звикло очисні споруди займають дуже велику площу і розміщення реакторів та агрегатів є нераціональним. Потрібно взяти до уваги той факт, що біологічно стабілізований мул є ідеальним матеріалом для рекультивації земель, котрий використовується для цих цілей в усьому світі і на котрий зазвичай не поширюються жорсткі норми відносно вмісту важких металів. Законодавством встановлено санітарно-захисну зону для станцій водоочищення продуктивністю від 50 до 280 м3/добу у розмірі 500 м на якій не можуть бути розміщена житлова забудова та прирівнювані до неї об'єкти, через те площі можуть бути використані лише для промислових об'єктів. Одним із варіантів для використання вільної території є побудова станції виробництва теплової енергії за допомогою теплових насосів. Метод пониження температури стоків для виробництва тепла широко застосовується у ряді держав.

← Предыдущий материал | Следующий материал →