Конференція в м. Свалява

Розробка систем кондиціювання гною тваринницьких комплексів з відгодівлі свиней з дотриманням достатнього рівня їх техногенної безпеки та отриманням рідких та твердих добрив

О.М. Коцар, канд.техн.наук, М. І. Коцар, канд. біол. наук
Приватне підприємство ПОТЕНЦІАЛ-4

На сьогодні в усьому світі все актуальніше постає проблема удосконалення технологічних процесів і апаратів кондиціювання рідких відходів вод від промислових та комунальних підприємств на неканалізованих територіях з метою підвищення рівня техногенної безпеки цих об’єктів.

Особливо гострою ця проблема є в басейні р. Нивка, яка протікає через південно-східну частину м. Києва в районі масивів Теремки та Жуляни, після проходження через досить велику територію забудови житловими будівлями, складами, виробничими будівлями перестає бути відкритою та після приймання в себе як організованих, так і неорганізованих скидів дощових, господарсько-побутових та виробничих зворотних вод надалі тече до Дніпра схованою в підземний колектор.

Зворотні води – це води, які змінили стан (свою природну якість та властивості) при господарському використанні або контакті з антропогенно навантаженим середовищем та внаслідок цього повертаються в природний гідроекологічний резервуар зі станом (якістю та властивостями), які можуть негативно впливати на стан ( структуру та функціонування ) гідроекосистеми та не відповідають технологічним, екологічним та санітарно-гігієнічним нормативам, що пред’являються до якості води при водовідведенні або подальшому господарському використанні.

Особливо важливою є проблема відновлення природних якостей та властивостей зворотних вод на неканалізованих антропогенно навантажених територіях, на яких відсутні централізовані системи збору, очищення та водовідведеня зворотних вод в природний гідроекологічний резервуар.

На території басейну р. Нивка знаходиться незначна кількість промислових підприємств, від яких господарчо-побутові стічні води надходять в міську каналізацію м. Києва, в той же час є неканалізовані садиби, складські території, з яких в р. Нивку відводяться дощові води від каналізованих системами дощової каналізації мікрорайонів Теремки, аеропорту Київ, в міській адміністрації м. Києва в перспективі розглядається створення на мальовничих берегах р. Нивка зони відпочинку городян з відповідними розважальними закладами, ставами для любительського рибальства, прогулянками на човнах, купанням тощо.

Таке становище з водовідведенням виробничих та комунальних зворотних вод підприємств в басейні р. Нивки призвело до того, що в промисловому виробництві без належного його супроводу спорудами очищення та водовідведення зворотних вод в ряді випадків утворюються зворотні виробничі (від миття машин) та забруднені дощові води, які відводяться з території підприємств в річку без належного очищення, що перевищило допустимий рівень техногенної безпеки таких об’єктів.

В технології очищення зворотних вод на неканалізованих територіях використовують різноманітні методи обробки води – механічні, фізико-хімічні, біологічні, розроблені на основі застосування досягнень фізичної хімії, біохімії, гідравліки, теорії процесів та апаратів /1 /. Але, не зважаючи на те, що застосування цих методів в різних комбінаціях процесів та апаратів складає широкий спектр технологій очищення зворотних вод практично усього діапазону їх якості, відповідно вимогам водокористувача або екологічних та санітарно-епідеміологічних служб (при водовідведенні в поверхневі водоймища), питання якості зворотних вод як складової раціонального водокористування залишається актуальним.

Це пов’язане в першу чергу з пошуком та впровадженням технологій, більш ефективних як в технологічному, так і в економічному сенсі. В світовій практиці завдяки новим теоретичним та експериментальним дослідженням спостерігається відчутний технічний прогрес в практиці застосування біотехнологій для очищення зворотних вод, підвищився рівень устаткування цих споруд пристроями оперативного контролю та автоматичного управління / 2 /. Проте, необхідно зазначити, що залишилося досить велике коло наукових завдань, що не знайшли рішень, або вирішення їх не може вважатися завершеним, а саме – недостатньо розробленою є концепція оптимізації ступеню відновлення зворотних вод з використанням гідробіонтів в залежності від фактичного складу та властивостей зворотних вод, екологічного стану водоймища та техногенного навантаження на нього.

Це склалося в основному тому, що недостатньо опрацьоване теоретичне обгрунтування ефективності використання гідробіонтів різних трофічних рівнів, основане на врахуванні особливостей їх співіснування в штучно створених екосистемах інженерно-біологічних споруд, недостатньо розроблені гідроекологічні основи формування в них якості зворотних вод, засобів контролю стану біоценозів гідробіонтів та пристроїв автоматизації систем забезпечення їх життєдіяльності і як результату — біологічного очищення та відведення зворотних вод.

Не визначені інтегральні показники стану гідробіоценозів та якості води в штучно створених екосистемах інженерно-біологічних споруд, використання яких при управлінні процесами очистки та відведення зворотних вод дозволило б оперативно відслідковувати ситуацію та забезпечувати своєчасне коригуваня параметрів очищення та відведення зворотних вод, підтримування працездатного стану біоценозу гідробіонтів, відповідального за якість відновлених зворотних вод.

Очевидно, що ці завдання мають першочергове значення для здоров’я людини та для довкілля, особливо на неканалізованих територіях в м. Києві та Київській області.

Компанія ПОТЕНЦІАЛ-4, утворена в 1990 році як дочірнє підприємство заснованого, в 1976р науково-інженерного центру ПОТЕНЦІАЛ-4, на теперішній час має вагомий досвід в розробці технологій попереднього очищення господарсько-побутових, виробничих стічних вод, забруднених дощових вод та їх інженерному втіленні для підприємств комунальної власності, машинобудування, легкої, харчової промисловості як в Україні, так і в Латвії, Росії та інших країнах. Компанією ПОТЕНЦІАЛ-4 було розроблено принципово новий підхід до вирішення проблеми якості зворотних вод: обгрунтоване застосування адаптованих або селективних біоценозів гідробіонтів штучно утворених водних екосистем в інженерно-біологічних спорудах нового типу як основного елементу технологій кондиціювання зворотних вод, відпрацьована висока надійність та низька енергоємність біотехнологій як головного критерію, що визначає їх запровадження.

Метою кондиціювання зворотних вод (надання їм відповідної якості та властивостей) визначене задоволення вимог та потреб водокористувача.

При кондиціюванні забруднених зворотних вод з урбанізованих територій або підприємств при їх водовідведенні в поверхневі водоймища безпосередньо або через потік ґрунтових вод, метою визначено відновлення їх якості та властивостей як безпечного середовища обійстя гідробіонтів та збереження категорії водокористування водоймища, що приймає зворотні води, забезпечення екологічних вимог при прийманні зворотних вод в поверхневі водоймища безпосередньо або через потік ґрунтових вод.

При кондиціюванні забруднених зворотних вод для їх подальшого господарського використання головною метою визначено надання зворотним водам якості та властивостей, необхідних для забезпечення технологічного процесу в конкретному виробництві, при забезпеченні санітарно-гігієнічних вимог, встановлених для певної категорії води технічної якості. При цьому в багатьох випадках критерії придатності відновлених зворотних вод для технічного водопостачання можуть виявитися менш жорсткі, ніж при водовідведенні в водоймище.

Для досягнення поставленої мети повинні були визначені :

  • основні принципи формування якості зворотних вод основних об’єктів господарювання на неканалізованій території басейну р. Нивки з урахуванням регіональних особливостей якості води як джерела водопостачання об’єкта каналізування, так і водоймища, яке приймає зворотні води;
  • технологічні параметри роботи інженерно-біологічних споруд, які забезпечуватимуть кондиціювання зворотних вод та їх водовідведення в природну екосистему р. Нивки з якісними показниками, що не виявлять відчутного негативного впливу на стан природної екосистеми цього водоймища, яке приймає зворотні води;
  • конструктивні особливості споруд кондиціювання зворотних вод з застосуванням біотехнологій нового типу – каналізаційної насосної станції з вбудованим блоком очищення (КНС з ВБО) зворотних вод та утепленого закритого біоплато гідропонного типу (ЗБГТ) та окреслені діапазони їх застосування для конкретних об’єктів каналізування в басейні р. Нивки;

системи контролю та управління якістю зворотних вод при врахуванні нестабільності кількісних та якісних вхідних параметрів зворотних вод та схеми попередження скиду некондиційних зворотних вод в природну екосистему р. Нивки.

Науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи в галузі кондиціювання зворотних вод з неканалізованих територій з застосуванням біотехнологій для відновлення стану і властивостей води в інженерно-біологічних спорудах розпочаті компанією ПОТЕНЦІАЛ-4 в 1993 році. В 1993 році компанією ПОТЕНЦІАЛ-4 вперше була застосована біотехнологія для очищення стічних вод від синтетичних поверхнево-активних речовин на Чигиринській хутровій фабриці перед скидом в водоймище та на Ризькій текстильній фабриці перед скидом в міську каналізацію.

В групі компаній ПОТЕНЦІАЛ-4, в тому числі в приватному підприємстві ПОТЕНЦІАЛ-4, утвореному як дочірнє НІЦ ПОТЕНЦІАЛ-4 в 1999р, були виконані натурні дослідження біотехнологій та інженерно-біологічних споруд з їх застосуванням при лабораторному супроводі контролю ефективності процесів кондиціювання зворотних вод та осадів по гідрохімічним, токсикологічним, гідробіологічним показникам (Інститутом Гідробіології НАНУ, Міністерством екології та природних ресурсів України), під радіологічним, бактеріологічним та гельмінтологічним контролем якості води та осадів (Інститутом гігієни та медичної екології АМНУ, обласними СЕС), основними результатами яких були практичні розробки в галузі кондиціювання зворотних вод в інженерно-біологічних спорудах, а саме :

  • зменшення енергоємності водовідведення та кондиціювання зворотних вод;
  • зменшення габаритів водоочисних споруд та санітарно-захисної зони навколо них завдяки зменшенню шкідливих викидів в атмосферу;
  • застосування технологій з мінімальним використанням реагентів, що дозволило отримати осади, що підлягають утилізації або біодеструкції в навколишньому середовищі;
  • розробка технологій послідовного використання зворотних вод в різних циклах конкретного виробництва або підприємства;

розробка та запровадження біотехнологій та інженерно-біологічних споруд нового покоління з використанням сучасних систем автоматизованого управління технологічними процесами кондиціювання зворотних вод під контролем вхідних та вихідних параметрів зворотних вод. Розробки водоочисних споруд ФЛОКФІЛ, БРАВО компанією ПОТЕНЦІАЛ-4 дозволили поєднати в одній будівлі функції каналізаційних насосних станцій (КНС) по водовідведенню забруднених зворотних вод з функціями каналізаційних очисних споруд (КОС) по їх очищенню, створивши каналізаційну насосну станцію з вбудованим блоком очищення (КНС з ВБО) зворотних вод, таким чином використана можливість підвищення ефективності та техногенної безпеки об’єктів на неканалізованих територіях в рамках діючих нормативних документів – будівельних норм і правил (БНіП ) шляхом застосування для водовідведення очищених зворотних вод каналізаційної насосної станції з вбудованим блоком очищення зворотних вод та бля доочищення та водовідведення у вигляді розсіюючого випуску інженерно-біологічних споруд – утепленого закритого біоплато гідропонного типу (ЗБГТ).

Згідно БНіП 2.04. 03-85, п. 5.5., насосна станція перекачки побутових скидних вод, розміщена в окремо розташованому будинку, може бути зблокована з спорудами очистки скидних вод.

Концентрації залишкових забруднень в кондиційованих на КНС з ВБО та ЗБГТ зворотних водах відповідають вимогам Правил охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами, затверджених Постановою Кабінету міністрів України № 465, та СаНПіН.

Каналізаційні насосні станції з вбудованим блоком очистки стічних вод, що працюють по технології, запровадженій компанією ПОТЕНЦІАЛ-4, та закрите біоплато гідропонного типу успішно експлуатуються під регулярним контролем відповідних контролюючих служб Міністерства екології та природних ресурсів України та Міністерства охорони здоров’я України.

Позитивний досвід експлуатації КНС з ВБО та біоплато на багатьох підприємствах – в тому числі на міжнародних автомобільних переходах України в Житомирській, Рівненській, Чернігівській областях, заводі по переробці насіння соняшнику “Комбінат Каргілл”, м’ясопереробних підприємствах ВЕККА, ЄВРОПРОДУКТ, в рекреаційно–оздоровчому комплексі „Зелений порт”, спортивно-оздоровчому комплексі „Лісники” (мал. 1), котеджному містечку „Підгірці”, на базах відпочинку “Мостобуд”, «Рута», „Рось” та ін., в школі — інтернаті с.м.т. Кароліно-Бугаз Одеської обл., автоцентрі ВОЛЬВО в м .Києві (мал. 2), трамвайно-тролейбусному депо в м. Києві та на багатьох інших об’єктах дозволяє зробити висновок про доцільність використання розроблених технологій та споруд при оздоровленні басейну р. Нивки в м. Києві.

КНС з ВБО

Мал.1. КНС з ВБО господарчо-побутових, забруднених дощових зворотних вод та біоплато для їх доочистки та водовідведення в потік ґрунтових вод на оздоровчо-спортивному комплексі «ЛІСНИКИ» в Київській області

КНС з ВБО та біоплато

Мал. 2. КНС з ВБО та біоплато для доочистки зворотних вод автоцентру ВОЛЬВО в м. Києві

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Коцарь Е. М., Шматько А. А. Внедрение канализационных насосных станций с встроенным блоком очистки сточных вод для объектов на неканализованных территориях. Сборник материалов международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы водоснабжения и водоотведения». Украина, Одесса, 9-11 сент. 1999 г. с. 194-199

2. Коцарь Е. М. Инженерные сооружения типа «биоплато» как блок доочистки и водоотведения с неканализованных территорий. Тезисы докладов международной конференции «AQUATERRA»,Санкт-Петербург,1999, с. 72-73.

3. Коцарь Е. М. Роль гидробионтов в процессах кондиционирования возвратных вод, поступающих в водоемы с неканализованных территорий. «Современные проблемы строительства», Ежегодный научно-технический сборник. Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО «Лебедь», 2001 г. — том 1, с.112-117 .

4. Коцар О.М. Гідроекологічні основи енергоефективного використання біотехнологій для кондиціювання зворотних вод з неканалізованих територій. Збірник наукових робіт ІГМЕ, 2006, с .