Природоохранные технологии в области очистки поверхностного стока на основе природных ресурсов Республики Карелия

УДК 628.33

Высокие требования к эффективности очистки поверхностного стока влекут за собой применение сложных, не всегда оправданных технологий, внедрение которых требует привлечения значительных капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Для решения вопроса очистки поверхностного стока сегодня важно выбрать наиболее рациональную и экономически целесообразную технологию очистки.

Ключевые слова: поверхностный сток, природоохранные технологии, очистка поверхностного стока, республика Карелия, наилучшие доступные технологии.

Одной из ключевых задач в реализации концепции устойчивого развития общества является замена традиционных технологий производства на безотходные, ресурсо- и энергосберегающие технологии [1].

Основные цели по внедрению методов управления очисткой поверхностного стока с урбанизированных территорий:
1. Обеспечение способа управление инфраструктурой поверхностного стока и водными ресурсами для максимальной эффективности затрат.
2. Использование системного подхода в сборе данных и анализе, чтобы позволить регуляторам, исследователям, менеджерам ресурсов и муниципалитетам отслеживать изменения по концентрации загрязнителей, тенденциях оценки качества воды, изменениях в землепользовании и причинно-следственных связях между ними. Это позволяет внедрить стратегии гибкого управления очисткой поверхностного стока.
3. Отбор существующих и перспективных стратегий сокращения загрязнений, которые демонстрируют соответствие государственным требованиям.

Алгоритм общего управления поверхностным стоком:
- идентификация источников загрязнения, вносящих высокие дозы загрязнителя в поверхностный сток;
- верификация территорий, где необходимы улучшения качества воды;
- выбор вариантов проектирования очистных сооружений на основе наилучших доступных технологий с максимальной эффективностью и минимальными затратами на строительство и эксплуатацию.

Разработки надежной и экономичной механической (пассивной) технологии позволили проектировать экономически эффективные системы, которые обеспечивают качество очистки поверхностных стоков с урбанизированных территорий. Дешевые, легко монтируемые пассивные системы включают удаление взвешенных веществ и нефтепродуктов при помощи интегрированного подхода к системе. К преимуществам пассивных систем очистки следует отнести:
- простоту в работе и обслуживании при стабильном технологическом процессе;
- отсутствие химических компонентов;
- отсутствие подвода энергии;
- природные процессы (осаждение и фильтрация);
- эффективное снижение уровня загрязнений;
- низкие капитальные и эксплуатационные затраты.

Параметры дизайна современных локальных пассивных систем:
- операционная гибкость и контроль процесса;
- малая занимаемая площадь;
- отсутствие оператора и зданий;
- интеграция с другими технологиями.

Наилучшие доступные технологии (НДТ) - это свод наиболее приемлемых технологических решений, представляющий собой результат коллективного договора между властью, создающей условия для промышленного развития и осущесвляющей экологический надзор, и бизнесом, для которого важно сохранить рентабельность и потенциал развития [2]. Указанные пассивные механические системы можно считать наилучшими доступными технологиями при реализации планов по очистке поверхностного стока [3].

Это относится к площадкам автостоянок, погрузочных терминалов и проезжих частей, где накапливаются взвешенные вещества и нефтепродукты от автотранспорта. Предварительная очистка воды в пассивных системах от плавающего мусора (грязь, ветки, листья, пробки и пр.) помогает избежать засорения труб дождевой канализации. Установка и периодическое обслуживание пассивных систем для сбора нефтепродуктов, плавающего мусора и взвешенных веществ является простым шагом к достижению масштабного результата.

Очистные сооружения поверхностного стока (ОСПС) хорошо масштабируемы, что делает их оптимальным выбором для распределенных моделей инфраструктуры города. В процесс очистки поверхностного стока включаются и собственники территорий, что повышает их ответственность за охрану окружающей среды, и снижает нагрузку на местные бюджеты.

Безусловным выходом из этой непростой ситуации является интенсивный переход на использование отечественных инновационных технологических решений и разработок, эффективных отечественных материалов, оборудования для очистки поверхностного стока.

При выборе фильтрующего материала для пассивных механических систем учитываются следующие показатели:
- невысокая стоимость, доступность сырья и наличие производственных мощностей;
- хорошие фильтрующие свойства материала;
- механическая прочность и химическая стойкость по отношению к фильтруемой воде;
- сохранение свойств в интервале температур от 5 до +80°С;
- возможность переработки после использования в нужный народному хозяйству материал или применение его без переработки;
- отсутствие отрицательного воздействия при прямом или косвенном контакте на здоровье человека.

Фильтрующий материал получают не только на основе органических соединений, но и на основе минеральных сырья и синтезированных материалов. Основная проблема при использовании фильтрующего материала - утилизация использованного материала после применения. Более экологически оправданным является использование фильтрующего материала, изготовленного из природных материалов, так как их возможно компостировать до полного разложения нефтепродуктов либо сжигать до зольного остатка.

Фильтрующий материал на основе минеральных сырья и синтезированных материалов после использования обычно захоранивают на полигонах, и тогда происходит вторичное загрязнение территории, либо утилизируют сжиганием, при этом процесс идет с выделением ядовитых веществ и с получением остатков, которые в свою очередь необходимо утилизировать.

Многолетний опыт, полученный при использовании торфяного фильтрующего материала в очистных сооружениях, показал его высокую эффективность по задержанию загрязняющих веществ [4]. Фильтрующая способность торфяного фильтрующего материала:
- взвешенные вещества >90%;
- трехвалентное железо >80%;
- углеводороды >90%.

При этом, учитывая, что материал натуральный и доступен для применения в больших масштабах, широкой внедрение торфяных фильтрующих материалов является актуальным для решения вопросов очистки поверхностного стока с урбанизированных территорий.

Область применения торфяного фильтрующего материала в системах очистки поверхностного стока и ландшафтном дизайне:
- территории объектов атомных электростанций и населенных пунктов городов-спутников;
- морские и речные порты;
- транспортные магистрали и аэродромы;
- военные городки;
- реабилитация бывших береговых технических баз ВМФ;
- промышленные, строительные, торговые и спортивные площадки;
- городские и муниципальные территории;
- склады ГСМ и АЗС;
- шахтные и карьерные воды горной промышленности;
- рекультивация полигонов твердых бытовых отходов, хвостохранилищ, захоронений отходов.

Экономическая эффективность применения торфяных фильтрующих материалов определяется рядом факторов:

- торфяной фильтрующий материал применяется без предварительной подготовки, заменяет активный уголь, стекловату, пенополиуретан, пенополистирол и др.;
- утилизация отработанного материала производится путем сжигания в котельных, работающих на твердом топливе;
- на рынке природоохранных технологий нет аналогов природному натуральному материалу - торфу;
- натуральный экологически чистый материал обладает практически неограниченным рынком сбыта – Россия, Европа, Северная Америка, Ближний Восток, Азия.

Свыше 600 очистных сооружений поверхностного стока с торфяной фильтрацией введены в эксплуатацию на магистралях и объектах России [4].

Министерством по природопользованию и экологии Республики Карелия одобрен инновационный проект по производству торфяных фильтрующих материалов. Компанией «ТЭК-Карелия» (г. Олонец) организован промышленный выпуск торфяных фильтрующих материалов.

Литература:
1. Михайлов А.В., Ким А.Н., Продоус О.А. Поверхностный сток - проблемы и решения. Материалы междунар. науч.-пр. конфер. Инновационные системы отведения и очистки поверхностных стоков с урбанизированных территорий. Петрозаводск, «Свое издательство», 2014. С. 21-37.
2. Правительство Российской Федерации Постановление от 23 декабря 2014 г. № 1458 О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и публикования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям.URL: http://government.ru/media/files/DUWFYJsE NEA.pdf (дата доступа 15.02.2016)
3. Данилович Д. А., Серпокрылов Н. С. Принципиальные положения концепции справочника по наилучшим доступным технологиям «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов» // Инженерно-строительный вестник Прикаспия: научно-технический журнал /Астраханский инженерно-строительный институт. Астрахань: ГАОУ АО ВПО «АИСИ», 2015. № 2 (12). С. 50-54.
4. Водоотведение и очистка поверхностного стока на торфяных фильтрах/ А.В. Михайлов [и др.]. СПб.: «Изд. ООО «Сборка», 2014. 138 с.

Environmental technologies in the field of treatment of surface runoff based on the natural resources of the Republic of Karelia

High performance requirements for treatment of surface runoff involve the use of complex, not always justified, technology, implementation of which requires substantial capital investments and operating costs. To solve the prob- lem of purification of surface runoff it is important to choose the most efficient and economically feasible treatment technology.

Keywords: surface wastewater, environmental technology, purification of surface runoff, the Republic of Karelia, the best available technology.

Mikhailov Alexander Viktorovich, doctor of technical Sciences, professor, technical director of «ITUS-ENGINEERING», St. Petersburg. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Prodous Oleg Aleksandrovich, doctor of technical Sciences, professor, general director of «ITUS-ENGINEERING», St. Petersburg.

Kim Arkadiy Nikolaevich, doctor of technical Sciences, professor, chief engineer of the «ITUS-ENGINEERING», St. Petersburg.

Sinitsky Vladimir Ilyich, candidate of economic Sciences, general director of OOO «Еnergy industry of Karelia», city of Olonets, Republic of Karelia.

Журнал «Вода Magazine», №4 (104), 2016 г.