РЕФЕРАТ 1
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
Принципы и методы очистки городских сточных вод 9
Активный ил в биологической очистке 32
Состояние и эффективность работы биологических очистных сооружений 41
Анализ проблем биологических очистных сооружений 44
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 50
Объект исследования 50
Материалы и методы исследования 52
Обработка результатов 52
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 53
Анализ фондовых материалов 2013 г. по показателям качества сточных вод и эффективности работы БОСК 53
3.3.1 Качество сточных вод, поступающих на БОСК 53
3.3.1 Качество сточных вод, образующихся после механической очистки 54
3.3.1 Показатели качества сточных вод после биологической очистки и эффективность работы БОСК 55
Качество сточных вод после реконструкции очистных сооружений с внедрением метода нитри-динитрификации 58
Мониторинг сточных вод БОСК, прошедших стадии очистки и доочистки 61
Рекомендации по повышению эффективности работы БОСК в части обеспечения отсутствия запаха на сооружениях канализации 64
Выводы
ЛИТЕРАТУРА 70
В России в 2016 г. стартовал приоритетный проект «Сохранение и предотвращение загрязнения реки Волги» («Оздоровление Волги»), с целью предотвращения загрязнения бассейна Волги, улучшения экологического состояния реки и её притоков, восстановления и улучшения качества воды (Латыпова и др, 2017). К числу глобальных процессов, резкое возрастание скорости которых отмечено в последние десятилетия, можно отнести процесс антропогенного эвтрофирования. Естественно, что это не единственная проблема для водных экосистем, но именно ее называют доминирующей в современных условиях (Никитин и др., 2015). Основной движущей силой процессов эвтрофирования водоемов являются поступления биогенных элементов, какими являются соединения азота, фосфора, углерода в водную среду (Государственный..., 2017).
Важным источником поступления биогенных элементов в поверхностные воды реки Волги является сброс сточных вод биологических очистных сооружений. Биологические очистные сооружения (БОС) являются барьером, защищающим поверхностные воды от загрязняющих веществ и способствующим сохранению природных гидробиоценозов. Это мощный защитный биологический экран, ограждающий природные водоемы от компонентов сточных вод, в том числе - от соединений биогенных элементов (Жмур, 1997; Шагидуллин, 2012; Qian Zhao, 2016).
Биоценозы очистных сооружений способны быстро и эффективно утилизировать большие объемы загрязняющих веществ, содержащихся в промышленных и бытовых сточных водах, благодаря искусственно созданным условиям в аэротенках, биотенках и в других сооружениях. В настоящее время практически во всех городах и крупных населенных пунктах и районных центрах РТ используются сооружения биологической очистки сточных вод перед их сбросом в водные объекты (Шагидуллин, 2012).
В реку Волгу поступают сточные воды ряда крупных БОС, а наибольший вклад в нагрузку на поверхностные воды реки Волги в пределах Республики Татарстан вносят биологические очистные сооружения канализации г. Казани (БОСК) (Никитин, 2012).
Целью работы является оценка эффективности очистки городских сточных вод на биологических очистных сооружениях канализации г. Казани.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Охарактеризовать технологическую схему очистки городских сточных вод на БОСК
2. Провести анализ фондовых материалов 2013 г. по показателям качества сточных вод и эффективность работы БОСК
3. Оценить качество городских сточных вод, поступающих на БОСК
4. Провести анализ качества сточных вод, образующихся после механической очистки
5. Провести анализ изменения концентрации биогенных элементов в сточных водах после биологической очистки
6. На основе данных мониторинга сточных вод 2017 г. дать сравнительный анализ эффективность работы БОСК в сравнении с эффективностью 2013 года.
7. Разработать рекомендации для совершенствования работы БОСК
Научная новизна.
На основе экспериментальных данных мониторинга сточных вод 2017 года и анализа фондовых материалов на 2013 год дан сравнительный анализ эффективность работы БОСК.
Практическая значимость.
Некоторые материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе кафедры прикладной экологии при проведении научного семинара «Инновации в прикладной экологии» для магистрантов по направлению 05.04.06 – экология и природопользование.
Результаты работы будут полезны для повышения эффективности работы БОСК в части обеспечения отсутствия запаха на сооружениях канализации.
Объект исследования – сточные воды городских очистных сооружений, сбрасываемые в поверхностные воды Куйбышевского водохранилища.
Предмет исследования – эффективность очистки сточных вод от соединений биогенных элементов на городских очистных сооружениях БОСК.
Личный вклад автора. Автор принимал участие в разработке темы, планировании и проведении исследований, формулировании выводов и написании статьи. Доля участия автора в выполнении полевых и лабораторных исследований – 90%.
Апробация работы. Результаты исследования опубликованы в статье: Рахимова А.Р. Эффективность работы биологических очистных сооружений// Мониторинг, прогноз состояния окружающей среды и технологии природопользования. Выпуск 2./ Под ред. Кожевниковой М.В. и Селивановской С.Ю., Казань, 2018. – С. 109-114.
1. На основе анализа фондовых материалов охарактеризована технологическая схема очистки городских сточных вод на биологических очистных сооружениях канализации г. Казани (БОСК), включающая стадии механической очистки в первичных отстойниках, биологической очистки по технологии смешения с иловой смесью в анаэробной зоне каждого аэротенка, подачу в зону карусельной нитри-денитрификации, в канал аэротенков и в распределительные чаши вторичных отстойников - аэробную зону для окисления органических соединений и аммонийного азота.
2. Результаты мониторинга сточных вод на входе на БОСК выявляют следующие приоритетные загрязняющие вещества (взвешенное вещество, легко окисляемые органические соединения (по показателю БПК5), ионы аммония и фосфат-ионы, химическое потребление кислорода), концентрация которых несколько выше по сравнению с расчетной проектной концентрацией и которые представляют интерес как действующее начало процесса антропогенного эвтрофирования воды водоема – реципиента.
3. Проведен анализ качества сточных вод в процессе последовательных технологических стадий очистки, проведенный по фондовым материалам 2013 г. показал, что эффективность механической очистки в первичных отстойниках от взвешенного вещества с составе поступающих на БОСК сточных вод составляет более 60 %. Концентрация основных биогенных элементов (азота и фосфора), а также значения показателей ХПК и БПК5 с среднем практически не изменяются.
4. Анализ качества сточных вод после биологической очистки показывает, что нормативы допустимого сброса (НДС) загрязняющих веществ в очищенных водах не достигнуты для основных показателей: БПК5, концентрация аммонийного иона, нитритов, нитратов, фосфатов и взвешенного вещества), при этом соотношение концентраций [NO3-] > [NH4+] > [NO2] свидетельствует об относительной эффективности процесса нитрификации зоне аэрации БОСК.
5. Реконструкция очистных сооружений с внедрением метода нитри-динитрификации послужила улучшению качества сточных вод по содержанию легко окисляемых органических соединений (по показателю БПК5), концентрации ионов азотной группы и взвешенного вещества. Однако содержание фосфат-ионов практически не претерпело изменений, и БОСК не стала препятствием для поступления в Куйбышевское водохранилище фосфат-ионов со сточными водами.
6. Результаты мониторинга сточных вод, проведенного в 2017 г., показывают, что средняя концентрация фосфатов снизилась более, чем на порядок после внедрения на БОСК технологической стадии доочистки сточных вод от остаточного фосфора до требований сброса в водоемы рыбохозяйственного значения с введением коагулянта (Fe2(SO4)3) перед подачей очищенных сточных вод на дисковые фильтры тонкой очистки. Эффективность работы БОСК составляет по взвешенным веществам 98 %, по БПК5 - 99,3 %, по азоту аммонийному -99.4 %, по фосфору фосфатов - 94,7%.
7. Разработаны рекомендации к совершенствованию БОСК в части обеспечения отсутствия запаха на сооружениях канализации, входящего в понятие эффективности работы биологических очистных сооружений и отражающего интенсивность образования дурно пахнущих веществ в жидкой фазе в основном в результате протекания анаэробных процессов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
