Дипломная (вкр): Сравнительный анализ эффективности очистных сооружений водоканалов городов Великий Устюг и Кириллов

x - расстояние (в метрах) от места выпуска загрязненных вод до створа начального разбавления;

D - коэффициент турбулентной диффузии(м2/с), рассчитывается по формуле (5)

,

где  - ускорение свободного падения (9,81м/с2);

глубина потока, в метрах;

м/с;

С - коэффициент Шези, м1/2/с;

М - коэффициент, зависящий от С, м/с2. При условии 10˂ С˂60 имеет зависимость, исчисляется по формуле (6)

 м/с2,

Коэффициент Шези вычисляем по формуле Маннинга (7):

R1/6) = 1/300(1.391/6)=35.2 м1/2/с

где n - коэффициент шероховатости русла;

R - гидравлический радиус. В данном случае R=

Расстояние от створа выпуска до начального разбавления (x) определяем по формуле М.А. Бесценной (8):

,

,

где В - ширина потока (в метрах);

 - коэффициент извилистости русла, определяемый по формуле (9):

,

Оценивая расстояние до створа начального разбавления можно сделать вывод о том, что разбавление сточных вод в водном объекте происходит непосредственно в створе выпуска. Это объясняется большой разницей в расходах воды в водотоке и на выпуске сточных вод.

В данном случае кратность общего разбавления сточных вод в водостоке определяется по формуле (10):

,

Определяем концентрации загрязняющих веществ, допустимых к сбросу по формуле (11):

 СПДК = n(СПДК - СФ)+ СФ

1.Взвешенные вещества

СФ = 8,54 мг/л

СПДК = СФ+0,25 = 8,54+0,25 = 8,79 мг/л

СПДС = 472,5 (8,79-8,54) + 8,54 = 126,6 мг/л

2.Аммоний ион

СФ = 0,36 мг/л

СПДК = 0,5 мг/л

СПДС = 472,5 (0,5-0,36) +0,36 = 66,51 мг/л

3.Нитрат-ион

СФ = 0,97 мг/л

СПДК = 40 мг/л

СПДС = 472,5 (40-0,97) +0,97 = 18442,6 мг/л

4.Нитрат - ион

СФ = 0,0328 мг/л

СПДК = 0,08мг/л

СПДС = 472,5 (0,08-0,0328) + 0,0328 = 22,33 мг/л

5.Фосфаты

СФ = 0,01 мг/л

СПДК = 0,2 мг/л

СПДС = 472,5 (0,2-0,1) +0,1 = 89,78 мг/л

6.Хлориды

СФ = 6,84 мг/л

СПДК = 300 мг/л

СПДС = 472,5 (300-6,84) + 6,48 = 138524,9 мг/л

7.Сульфаты

СФ = 43,7 мг/л

СПДК = 100 мг/л

СПДС = 472,5 (100-43,7) + 43,7 = 26645,45 мг/л

8.Метанол

СФ = 0,03 мг/л

СПДК = 0,1 мг/л

СПДС = 472,5 (0,1-0,03) + 0,03 = 33,1 мг/л

9.СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества)

 СФ = 0,01 мг/л

СПДК = 0,5 мг/л

СПДС = 472,5 (0,5-0,01) + 0,01 = 231,5 мг/л

10. Нефтепродукты

СФ = 0,02 мг/л

СПДК = 0,05 мг/л

СПДС = 472,5 (0,05-0,02) + 0,02 = 14,195 мг/л

Данные для обоснования принятых значений нормативов допустимого сброса сведены в таблицу 4. Нормативы допустимого сброса веществ и микроорганизмов приняты согласно требованиям «Методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей», учтены возможности разбавления сточных вод в воде водного объекта, фоновые концентрации загрязняющих веществ и показателей типовой очистки сточных вод. МУП «Водоканал» эксплуатирует очистные сооружения биологической очистки типовой технологии [Там же].

На основании выше изложенного для МУП «Водоканал» установлены следующие нормативы:

Аммоний-ион - 0,9 мг/л - по средним фактическим значениям лабораторного контроля ОСК. Если фактический сброс действующего предприятия меньше расчетного НДС, то в качестве НДС принимается фактический сброс;

Нитрат-ион - 91,6 мг/л - по средним фактическим значениям лабораторного контроля ОСК;

Нитрит-ион - 0,2 мг/л - по средним фактическим значениям лабораторного контроля ОСК;

- Фосфат - 3,4 мг/л - по средним значениям лабораторного контроля ОСК;

Хлориды - 300 мг/л - по ПДК для рыбохозяйственных водоёмов (р/х);

- Сульфаты - 100 мг/л - по ПДК р/х;

Содержание железа в воде реки Северная Двина превышает ПДК рыбохозяйственных водоёмов, однако находится на уровне природного фона, который

для рек северо-запада России может достигать 4 мг/л. Если нормы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты из-за воздействия природных факторов, не поддающихся регулированию, то величины НДС должны устанавливаться исходя из условий соблюдения в контрольном пункте, сформировавшегося природного фонового качества воды.

Медь - 0,001 мг/л - по ПДК р/х

Если фоновая загрязненность водного объекта по каким-либо показателям не позволяет обеспечить нормативное качество воды в контрольном пункте, то НДС по этим показателям устанавливаются, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам

Алюминий - 0,04 мг/л - по ПДК водоёма р/х ;

Фенолы - 0,001 мг/л - по ПДК водоёма р/х;

Метанол - 0,1 мг/л - по ПДК водоёма р/х;

Формальдегид - 0,01 мг/л - по ПДК р/х;

СПАВ - 0,5 мг/л - по ПДК водоёма рыбохозяйственного значения;

Нефтепродукты - 0,05 мг/л - по средним фактическим значениям лабораторного контроля ОСК.

Соблюдение предприятием перечисленных выше нормативов обеспечит разбавление веществ в контрольном створе до ПДК водоёма рыбохозяйственного значения.

3.5 Оценка современного состояния водного объекта

Водоприемником очищенных сточных вод МУП «Водоканал» является река Северная Двина. Река Северная Двина течет по широкой аллювиальной долине ящикообразной формы. Высота склонов долины колеблется от 10 до 30-40 метров. Ширина долины достигает 3-4 км. Склоны долины заселены на 70-80%. Река сильно меандрирует, пойма изобилует старицами и заливами [Там же].

Пойма реки чередующая, шириной 2,5-3,0 км. Высота поймы 3,5-4,0 метра над меженными уровнями. Поверхность поймы изрезанная многочисленными старичными образованиями, покрыта луговой растительностью и частично закустарена.

В русле реки Северная Двина отмечается большое количество островов. Скорость течения в межень колеблется от 0,11-0,25 м/с до 0,7-0,8м/с на перекрестках. Грунты, слагающие русло, представлены песком. Река Северная Двина относится в рекам снегового питания, что сказывается на ее уровенных режимах. Самый низший горизонт воды отмечается перед весенним ледоходом, примерно в середине апреля [15,17].

Вскрытие реки отмечается в среднем в конце апреля, причем раньше всего движение льда начинается на верхних участках реки, в связи с этим, у деревни Бобровниково, практически ежегодно отмечается образование ледяных заторов [Там же].

Весенний подъем уровней воды проходит быстро. Уже на 10-15 день подъем воды достигает 7-8 метров над меженным уровнем. Спад длится около 1,5 месяцев. Переходом к летней межени надо считать начало июля [Там же].

Меженный горизонты воды довольно устойчивые. Дождевые паводки в летний период проходят быстро, не вызывая повышения уровней воды над меженным более 1 метра. Осенью наблюдается обычно значительный до 2-2,5 метров подъем воды, держащийся в течение месяца. К моменту осеннего ледохода уровни быстро падают, но сразу после ледостава отмечается резкий подъем уровня на 0,7-1,0 метра вследствие дополнительного сопротивления льда[Там же]. Начало осеннего ледохода обычно бывает в конце октября. Он продолжается несколько больше весеннего - 10-20 дней, затягиваясь в некоторые годы на 2-3 месяца [Там же].

Ледостав наступает в середине ноября и продолжается 150-170 дней. Толщина льда зависит от местных условий и колеблется от 0,5-1,1 метра.

Наиболее неблагоприятным гидрологическим периодом определена зимняя межень. Основные характеристики зимней межени 95% обеспеченности приведены в таблице 5 [Там же].

Фоновый створ на реке Северная Двина определен на расстоянии 500 м. выше выпуска сточных вод. Фоновые концентрации загрязняющих веществ реки Северная Двина выданы Государственное Управление «Вологодский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды [Там же]. Створ расчета нормативов ПДС для объекта рыбохозяйственной категории водопользования согласно п. 7.4 СанПиН 2.1.5.980-00 принят на расстоянии 500 метров ниже выпуска сточных вод [20].

Таблица 5 - Гидравлические характеристики реки Северная Двина

Линейная схема расчетного участка с указанием выпуска сточных вод, фонового и контрольного створов для водного объекта рыбохозяйственной категории водопользования представлена на рисунке 10. Фактический объем сточных вод, поступающий в водный объект, принят согласно данным госстатотчетности. Утвержденный объем сточных вод, поступающих в водный объект, принят согласно Решению о предоставлении водного объекта в пользование от 05 октября 2007 года № 5 - 1500 м3/год (4,1 тыс. м3/сут) [15,18].

3.6 Реализация природоохранных мероприятий

План организационно-технических мероприятий, направленных на соблюдение нормативов допустимого сброса веществ и микроорганизмов на выпусках сточных вод и повышение эффективности эксплуатации очистных сооружений представлен в таблице 6. План-график аналитического контроля выпусков сточных вод в водный объект приведен в приложении 2 [Там же].

В данном плане говорится о том, какие мероприятия должны быть выполнены на предприятии в указанный срок, а именно разработка и за эффективностью работы сооружений биологической очистки, влияния утверждение проекта допустимых сбросов веществ и микроорганизмов, поступающих в реку Северная Двина со сточными водами, оформление «Разрешения на сброс загрязняющих веществ», выполнения контроля качества сточных вод и их влияния на водный объект, заключение договоров с аккредитованными испытательными лабораториями на контроль качества сточных вод и их влияния на водный объект, заключение договоров с аккредитованными испытательными заключение договоров с аккредитованными испытательными лабораториями на контроль качества сточных вод и их влияния на водный объект, очистка и текущий ремонт сетей и сооружений канализации, строительство станции УФ-обеззараживания сточных вод на ОСК, реконструкция систем аэрации аэротенка №1 очистных сооружений канализации [Там же].

Таким образом, на основании выше сказанного можно сделать вывод о том, что очистные сооружения канализации МУП «Водоканал» город Великий Устюг соответствуют санитарным и эпидемиологическим требованиям. По химическому составу вода реки Северная Двина ниже выпуска сточных вод (контрольный створ МУП «Водоканал») в основном отвечает требованиям, предъявляемым к водным объектам рыбохозяйственной категории водопользования.

Незначительное превышение предельно-допустимой концентрации отмечается по БПКполн (1,12 ПДК р/х) и формальдегиду (5,4 ПДК р/х). Содержание железа в воде реки Северная Двина превышает предельно-допустимые концентрации рыбохозяйственного значения, однако находится на уровне природного фона, который для рек северо-запада России может достигать 4 мг/л.

4. ООО «ВОДОКАНАЛ» ГОРОДА КИРИЛЛОВ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

4.1 Геоэкологическая характеристика Кирилловского района

Кирилловский район - административно-территориальная единица (район) и муниципальное образование в составе Вологодской области.

Административный центр - город Кириллов (рисунок 12) [21].

Рисунок 12 - Расположение Кирилловского района на карте Вологодской области (Масштаб 1:2000000)

Кирилловский район расположен на северо-западе Вологодской области в 129 километрах к северу от Вологды и в 100 километрах от Череповца. Удалённость района от Москвы - 593 километра, от Санкт-Петербурга - 624 километра. Общая площадь территории района - 5400 км². Наибольшая протяжённость от северной до южной границы - 143 километра, от восточной до западной - 56 километров. Район граничит с Вожегодским, Вологодским, Белозерским, Череповецким, Шекснинским, Усть - Кубинским, Вашкинским и Вытегорским районами Вологодской области и Каргопольским районом Архангельской области. Протяженность территории района от северной до южной границы - 143 км, от восточной до западной - 56 км. Транспортные пути в районе представлены автомобильными дорогами и судоходными водными системами [22].

Район расположен в зоне умеренно-континентального климата. Среднеянварская температура составляет − 11°С, среднеиюльская + 16,9°С, а также в зоне умеренно-континентального климата [Там же].

Кирилловский муниципальный район характеризуется диверсифицированной структурой экономики. В районе наиболее ярко представлены такие виды экономической деятельности, как агропромышленное производство и сфера туризма. В районе производятся пищевые продукты, идет обработка древесины, осуществляется издательская и полиграфическая деятельность, налажено производство технологического оборудования [Там же].

На территории района действует порядка 300 предприятий, учреждений и организаций, зарегистрировано более 400 предприниматель, основные направления деятельности которых торгово-закупочная деятельность, бытовое обслуживание населения, услуги в сфере транспорта и связи, сельхозпроизводство [Там же].

В настоящее время Кирилловский район объединяет 9 поселений - город Кириллов и 8 сельских поселений, в состав которого входят 478 сельских населенных пунктов [Там же].

По итогам переписи населения на территории района проживает 15,5 тыс. человек. За последние годы в районе наметились положительные тенденции по количества родившихся детей и миграционному приросту [Там же].

Основным природным богатством района являются леса, которые занимают 67% территории района и расположены на площади 350,8 тыс.га. Особую ценность представляют торфяники, которые составляют 87,9% от общего количества полезных ископаемых, и сапропель, половина областных запасов которого находится в водоемах Кирилловского района. Также минерально-сырьевой потенциал территории представлен большим количеством водных ресурсов. В районе насчитывается более 300 больших и малых озер и рек. Самыми глубокими в районе считаются озера - Святое (25 метров), Сиверское (27 метров), Ферапонтовское (27 метров) и Содошное (32 метра) [23]. очистка гидросфера канализация природоохранный

В 1992 году на территории района с целью сохранения уникальных природно-культурных комплексов создан ФГУ Национальный парк «Русский Север». Общая площадь национального природного парка - 166,4 тыс. га, 90,5 тыс. га включены в границы парка без изъятия из хозяйственного пользования. Национальный парк «Русский Север» - это 143 тыс. га леса, 106 озер и 66 рек бассейнов Волги и Белого моря, 51 археологический памятник и 5 памятников природы, 3 из которых крупные уникальные моренно-напорные холмы - гора Маура, Цыпина гора и Сандырева гора (высота их от 50- 80 м) [Там же].