Исследование эффективности очистки хозяйственно-бытовых сточных вод города Оренбурга

4. Описание экологических маршрутов на территории Абдулинского района

Наименование маршрута Памятники природы и общая площадь с учётом тропы (км2) Тип природного памятника Протяжённость маршрута, экологическая цель

«В гармонии с природой» Урочище Гуйлисма, Зериклинские культурные насаждения, Урочище Баба-Латка (32) ландшафтно-гидрогеоло-гический, лесокультурный, ландшафтный 6 км, пеший, исследование биоразнообразия

«Есть на свете такой уголок» Мало-Сурметский березняк, Мало-Сурметская дубрава (377,1) ботанический 4,5 км, пеший, рассмотрение древостоя и исследование биоразнообразия

«Вода и камень» Артамоновский ключ, Артамоновский Красный обрыв (1) гидрогеологический, геологический 2 км, пеший, рассмотрение базальных и татарских отложений

5. Описание экологических маршрутов на территории Бугурусланского района

Наименование маршрута Памятники природы и общая площадь с учётом тропы (км2) Тип природного памятника Протяжённость маршрута, экологическая цель

«Аксаковский парк» парк Аксакова, музей-усадьба, Аксаковский пруд лесокультурный 2,68 км, пеший, знакомство с историческими местами

территориям по демографическим показателям (естественный прирост населения в Бугурусланском районе равен -2,2, в Абдулинском составляет -6,2), создание условий для туристско-рекреационной деятельности является актуальным. Это может быть возможным на базе имеющихся природных памятников в районах.

Описание проектов экологических маршрутов на территории Абдулинского и Бугурусланского районов представлено в таблицах 4 и 5.

Как видно по таблицам 4 и 5, на этих территориях представлены природные памятники различного типа, что может позволить создать базу для туристической деятельности разнообразного направления. Несмотря на небольшую площадь этих рекреационных зон, при правильной организации они могут стать факторами равновесия и устойчивости исследуемых территорий.

Наиболее подходящее время для посещения экологических маршрутов — летний период. Маршруты могут быть интересны для учащихся различных возрастов и типов образовательных учреждений, а также специалистов различных профилей: геологов, экологов, географов и активного населения.

Вывод. Территории Абдулинского и Бугурусланского районов, несмотря на высокую долю сельскохозяйственного производства в общем валовом продукте муниципальных образований, обладают достаточным природно-ресурсным потенциалом, а их состояние и красота здешних мест располагают к развитию рекреационно-туристической деятельности.

Литература

1. Гривко Е.В., Тухтаназарова К.Р., Дулова К.С. Оценка степени антропогенной преобразованности природно-территориального комплекса центрального Оренбуржья // Агентство перспективных научных исследований (АПНИ). Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. № 4-3. С. 83-87.

2. Гамм Т.А., Гривко Е.В., Долгих Е.С. Об экологической оптимизации городской среды (на примере Южного округа г. Оренбурга) // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. № 6. С. 71-82.

3. Гривко Е.В., Тухтаназарова К.Р., Дулова К.С. Устойчивость административно-территориального района центрального Оренбуржья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 3 (59). С. 179-182.

4. Чибилёв АА. Объекты геологического и геоморфологического наследия Урала и Приуралья в системе особо охраняемых природных территорий / А.А. Чибилёв, В.П. Петрищев, В.М. Павлейчик, О.И. Кадебская, О.С. Теленков // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. № 3 (2). С. 881-884.

5. Гривко Е.В., Степанов А.С., Шайхутдинова, А.А. К вопросу об оптимизации природно-территориального комплекса восточного Оренбуржья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 2 (58). С. 125-127.

Исследование эффективности очистки хозяйственно-бытовых сточных вод города Оренбурга

А.А.Шайхутдинова, к.т.н., В.Ф.Куксанов, д.м.н., АН.Князева, магистрант, ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ

Предприятия жилищно-коммунального хозяйства являются основными источниками поступления загрязнённых сточных вод в поверхностные водные объекты.

65% водных объектов, предназначенных для питьевого водоснабжения, не отвечают требованиям Госстандарта для источников централизованного водоснабжения. В результате не представляется возможным обеспечить требуемое качество питьевой воды по разным показателям качества и около половины населения Российской Федерации ис-

пользуют для питья воду, которая не соответствует гигиеническим требованиям [1].

Следует отметить, что используемые технологии обработки воды недостаточно эффективны вследствие повышенного загрязнения источников водоснабжения. На эффективность водоподготовки на многих водоочистных станциях оказывают негативное влияние недостаток реагентов, гидравлическая перегруженность и малый уровень оснащённости приборами контроля и автоматики. В таких условиях водопроводные сооружения не могут обеспечивать надёжную подготовку и подачу жителям воды требуемого качества для питьевых целей.

Ситуация осложняется тем, что большая часть сети водоснабжения подвержена коррозионным процессам и обрастаниям на внутренней поверхности водоводов, что приводит к ухудшению качества воды в результате транспортировки её к потребителям. После использования воды в хозяйственно-бытовых целях она поступает на очистные сооружения, где после очистки сбрасывается в поверхностные водные объекты.

Материал и методы исследования. В пределах г. Оренбурга в реку Урал осуществляется сброс стоков городских очистных сооружений выше впадения реки Сакмары.

Цех очистных сооружений канализации г. Оренбурга расположен в Центральном районе города, на правом берегу реки Урала на расстоянии 1,1 км от места слияния с рекой Сакмарой.

Очистные сооружения канализации (ОСК) предназначены для очистки городских (смесь производственных и хозяйственно-бытовых) сточных вод г. Оренбурга методом полной биологической очистки. ОСК были спроектированы в две очереди суммарной производительностью 300 тыс. м3/сут согласно проекту реконструкции очистных сооружений. Проектная мощность первой очереди составляет 171,5 тыс. м3/сут, второй — 128,5 тыс. м3/сут. Фактическая производительность ОСК города за последние пять лет в среднем составляет 177 тыс. м3/сут. Режим работы очистного сооружения круглосуточный.

Сточные воды, поступающие на ОСК, классифицируются как смешанные, на долю хозяйственно-бытовых стоков приходится 85%, промышленных — 15%. Очистка сточных вод осуществляется в несколько этапов. Производственные и хозяйственно-бытовые стоки города Оренбурга поступают в приёмный резервуар городских очистных сооружений. В приёмном резервуаре происходит усреднение стоков по входящим концентрациям и неравномерному притоку сточных вод.

Далее стоки поступают на мелкопрозорные решётки для механической очистки с целью отделения от крупного мусора и отходов. Принцип действия решёток состоит в фильтрации сточной жидкости через специально сформированный слой отбросов на ступенчатых пластинах с прозором 6—8 мм.

Сточные воды после решёток самотеком направляются в горизонтальные песколовки, где происходит выделение из сточных вод крупных загрязнений минерального происхождения, например песка. Из песколовок стоки попадают в общую для двух очередей строительства распределительную чашу первичных отстойников и далее — в первичные радиальные отстойники.

Сточная вода из распределительной чаши первичных отстойников поступает в центральную часть отстойника. Выпавший осадок скребками сдвигается в приямок отстойника, из которого удаляется в метантенки при помощи насосов, установленных в расположенной рядом насосной станции сырого осадка.

Осветлённая вода поступает в круговой сборный лоток, на котором установлена переливная кромка. Плавающие вещества (жиры, нефтепродукты) удаляются с поверхности отстойников по отводящей трубе в жировой колодец. Осветлённые в первичных отстойниках сточные воды отводятся в распределительную камеру аэротенков.

Биологическая очистка сточных вод в аэро-тенках происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила, образующегося вследствие биохимических процессов в очистных сооружениях.

Перемешивание сточных вод и ила происходит с помощью воздуха в аэрируемых зонах. Воздух в аэротенки нагнетают воздуходувками. Он обеспечивает жизнедеятельность сообществ микроорганизмов, которые участвуют в биологической очистке сточных вод.

С помощью погружных смесителей в неаэри-руемых зонах аэротенка осуществляется поддержание иловой смеси во взвешенном состоянии. Далее иловая смесь направляется во вторичный отстойник. Вторичный отстойник предназначен для разделения иловой смеси на активный ил и очищенную сточную воду.

Из первичных отстойников избыточный уплотнённый ил и сырой осадок направляются в ме-тантенки, в которых происходит процесс термофильного сбраживания в анаэробных условиях. Полученный в результате сбраживания осадок перекачивается на иловые поля по илопроводу. После вторичных отстойников очищенную сточную воду направляют на обеззараживание при помощи хлора. После обеззараживания очищенная вода сбрасывается в р. Урал.

В результате процесса очистки сточных вод образуется осадок и задерживаются отбросы:

— крупные отбросы задерживаются на решётках и удаляются в автоматическом режиме;

— песок удаляется гидроэлеватором из песколовок на песковые площадки;

— осадок из нижней части первичных отстойников удаляется с помощью насосов в метантенки, далее на иловые поля; жиры, поверхностно-активные

вещества и др. — поступают через жироуловители в метантенки, далее на иловые поля;

— активный ил удаляется из нижней части вторичных отстойников илососами, значительная часть активного ила возвращается в аэротенки на следующий цикл очистки (возвратный активный ил), а часть активного ила, равная величине суточного прироста ила, отправляется на илоуплотнитель для уплотнения [2].

Исследование сточных вод канализации города Оренбурга проводили по гидрохимическим и микробиологическим показателям. Среди гидрохимических показателей определялось содержание взвешенных веществ, хлоридов, фосфатов, сульфатов, ионов аммония, нитрит- и нитрат-ионов, ионов железа, цинка, меди, АПАВ, фенолов, нефтепродуктов, сухого остатка, БПКполн. Среди микробиологических показателей оценивали количество термотолерантных колиморфных бактерий (ТКБ), общих колиморфных бактерий (ОКБ) и колифагов [3].

Результаты исследования. Качественная характеристика поступающих и очищенных сточных вод приведена в таблице.

Нормативы ПДК различных веществ, утверждённые приказом Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г. № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбо-хозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» и СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод», также приведены в таблице [4, 5].

В результате проведённого исследования по гидрохимическим показателям видно, что эффективность очистки достаточная и по большинству показателей перед сбросом в реку Урал нет превышений предельно допустимой концентрации для воды рыбохозяйственных водоёмов. Однако в результате очистки на городских очистных сооружениях концентрация фосфатов снижается в 3 раза (с 2,89 мг/дм3 до 0,97 мг/дм3) при эффективности очистки 66,5%, но полученная концентрация данного загрязняющего вещества на выходе из очистных сооружений в 4,85 раза превышает ПДК, значение которого составляет 0,2 мг/дм3.

Концентрация ионов аммония в результате очистки снижается в 19,3 раза (с 37,56 мг/дм3 до 1,95 мг/дм3) при эффективности очистки 94,8%, но концентрация перед выпуском в реку Урал превышает значение ПДК для воды рыбохозяйственного водного объекта в 3,9 раза, значение которого составляет 0,5 мг/дм3.

Концентрация нитрит-ионов на выходе из очистных сооружений увеличивается в 3,9 раза (с 0,14 мг/дм3 до 0,53 мг/дм3). Очистка от данного загрязняющего вещества на городских очистных сооружениях не предусмотрена. На выпуске наблюдается превышение ПДК в 6,6 раза, значение которого составляет 0,08 мг/дм3.

Следует отметить, что концентрация нефтепродуктов находится на границе ПДК (0,05 мг/дм3) и составляет 0,049 мг/дм3. Концентрация меди находится на уровне значения ПДК для воды рыбохо-зяйственного назначения и составляет 0,001 мг/дм3.

Используемая в настоящее время технология очистки хозяйственно-бытовых сточных вод не

Качественная характеристика поступающих и очищенных сточных вод [6]

Концентрация Концентрация Эффект ПДК для воды

Показатель загрязняющих загрязняющих рыбохозяйствен-

веществ на входе веществ на выходе очистки, %

ОСК ОСК ных водоёмов

Гидрохимические показатели, мг/дм3

Взвешенные вещества 165,04 10,84 93,3 -

Хлорид-ионы 167,5 157,72 5,8 300,0

Фосфат-ионы по фосфору 2,89 0,97 66,5 0,2

Сульфат-ионы 111,49 91,75 17,7 100,0

Аммоний ион 37,56 1,95 94,8 0,5

Нитрит-ионы 0,14 0,53 - 0,08

Нитрат-ионы 0,28 39,16 - 40,0

Железо общее 1,86 0,098 94,7 0,1

Ионы цинка 0,067 0,003 95,4 0,01

Ионы меди 0,033 0,001 97,0 0,001

Анионные поверхностно-активные вещества 1,86 0,094 94,8 0,1

Фенолы 0,0032 0,00029 90,8 0,001

Нефтепродукты 1,88 0,049 97,4 0,05

Сухой остаток 840,26 780,38 7,1 1000

БПКполн. 190,61 2,93 98,5 3,0

Микробиологические показатели, КОЕ/100 мл

Термотолерантные колиформные 2,8107 95 99,9 не нормируется

бактерии

Общие колиформные бактерии (ОКБ) 2,8107 94 99,9 не нормируется

Колифаги масса отсутствие 100,0 не нормируется

позволяет обеспечивать достижение значений предельно допустимых концентраций для воды водоёмов рыбохозяйственного назначения.

Азот и фосфор относятся к числу биогенных веществ. Накопление соединений азота и фосфора в поверхностных водных объектах приводит к развитию процессов эвтрофикации. В результате эвтрофикации условия обитания гидробионтов значительно ухудшаются. Вода для забора в системы коммунального и промышленного водоснабжения, культурно-бытового и рекреационного использования воды, расположенные ниже по течению реки, становится непригодной.

Фосфор усиливает процесс усвоения растениями азота. Значительный рост водорослей приводит к эвтрофикации поверхностных водных объектов. В результате процесса эвтрофикации наблюдается повышенное развитие фитопланктона, зарослей в прибрежной зоне, водорослей, цветение воды и др. При содержании фосфора в водоёме в количестве 0,09—1,8 мг/л и нитрит-иона в количестве 0,9—3,5 мг/л наблюдается наибольший рост гидробионтов. 100 кг фитопланктона формируется за счёт 1 кг фосфора, поступающего в водоём. В толще воды усиливается анаэробный обмен, образуются сероводород, аммиак, метан, нарушаются окислительно-восстановительные процессы и возникает дефицит кислорода.

Повышенное содержание биогенных веществ в поверхностных водных объектах приводит к угнетению и гибели рыбы. Деятельность человека приводит к наступлению антропогенной эвтро-фикации природных вод. Биогенные элементы, в основном азот и фосфор, поступают в водоёмы с промышленными и бытовыми стоками, со сточными водами с сельскохозяйственных угодий и т.д. Это приводит к чрезмерному развитию аль-гофлоры, дефициту кислорода, созданию в водоёме анаэробных условий и в конечном счёте к резкому

ухудшению качества воды. Доказательством развития процесса эвтрофикации является усиленное развитие фитопланктона.

Эвтрофированный водоём утрачивает хозяйственное и биогеоценотическое значение. Поэтому борьба за чистую воду — одна из актуальных задач всего комплекса проблемы по охране природной среды.

Выводы. В результате проведённого исследования видно, что вода в реку Урал в пределах городской территории Оренбурга из очистных сооружений поступает с загрязняющими веществами с превышением ПДК для водоёмов рыбохозяйственного значения в 3,9—6,6 раза по фосфору, аммонийному азоту и нитрит-ионам, в пределах значений ПДК находится содержание нефтепродуктов и ионов меди. Следовательно, необходимо снизить антропогенное влияние через изменение стоковых характеристик водных объектов и проводить мероприятия дефосфотации сточных вод.

Следует отметить, что в настоящее время накоплен большой практический и теоретический опыт по основам процессов дефосфотации хозяйственно-бытовых и хозяйственно-фекальных сточных вод животноводческих комплексов.

Литература

1. Шабанова С.В., Куксанов В.Ф., Сагитов Р.Ф. Эффективность процесса очистки хозяйственно-бытовых сточных вод города Оренбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 5. С. 193—196.

2. ООО «Оренбург Водоканал».[Электронный ресурс]. URL: http://oren-reader.livejournal.com/2974709.html.

3. МУК 4.2.1018-01. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды. Методические указания от 1 июля 2001 г. 24 с.

4. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г. № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».

5. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». М., 2000.

6. Система менеджмента качества. Технологический регламент очистных сооружений канализации г. Оренбурга ТР 054.012014. Оренбург, 2014. 135 с.

Исследование целесообразности и эффективности применения новых прогрессивных методов в очистке хозяйственно-бытовых сточных вод на примере проекта КОСВ п. Грачёвка Оренбургской области

С.В. Шабанова, к.т.н., А.Ф. Ермохин, магистрант, С.П. Василевская, к.т.н., Е.В. Волошин, к.т.н., Р.Н. Касимов, к.т.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ

Материал и методы исследования. Для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в посёлке Грачёвка Оренбургского района Оренбургской области необходимо использовать очистные сооружения, способные очистить воду до норм ПДК

рыбохозяйственного назначения. Технологическая схема устройства станции очистки хозяйственно-бытовых сточных вод разработана с соблюдением требований действующих правовых актов и нормативных документов, законов РФ и включает в себя следующие этапы.

Сточные воды проходят стадии: механической очистки, биологической очистки, коагуляции и осаждения ила во вторичных отстойниках, доочист-ки на механических и сорбционных фильтрах,