Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Тиньгаев Анатолий Владимирович

Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения
<
Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тиньгаев Анатолий Владимирович. Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения : Дис. ... канд. техн. наук : 06.01.02 : Москва, 2004 170 c. РГБ ОД, 61:05-5/306

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Проблема утилизации сточных вод.

1.1. Анализ мирового опыта использования сточных вод и их влияние на окружающую среду. 9

1.2. Особенности химического состава городских сточных вод. 21

1.3. Требования к качеству воды, используемой на орошение сельскохозяйственных культур . 28

Глава 2. Формирование объёма и качества городских сточных вод г.Рубцовска.

2.1. Формирование и очистка городских сточных вод. 37

2.2. Оценка качества городских сточных вод на орошение. 48

Глава 3. Информационная технология для улучшения качества городских сточных вод.

3.1. Постановка оптимизационной задачи для улучшения качества городских сточных вод. 58

3.2. Система поддержки принятия решений для улучшения качества городских сточных вод при их использовании на орошение (алгоритм решения). 63

3.3. Функционирование Сі 11 IP и руководство пользователю. 73

Глава 4. Основные направления модернизации технологических процессов предприятий для улучшения качества сточных вод

4.1. Методы очистки сточных вод предприятий 84

4.2. Технологические решения для улучшения качества сточных вод предприятий г.Рубцовска. 91

Глава 5. Улучшения качества городских сточных вод и оценка возможности их использования на орошение сельскохозяйственных культур.

5.1. Проведение сценарных расчётов принятия решений для улучшения качества городских сточных вод г.Рубцовска. 109

5.2. Прогнозирование влияния сточных вод на почвенные процессы и сельскохозяйственные растения. 117

5.3. Оценка экономической эффективности компьютерной технологии для улучшения качества городских сточных вод при их использовании на орошение. 131

Выводы 139

Литература 142

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время одним из значительных источников загрязнения природной среды и, в частности, поверхностных вод являются сточные воды, объём которых по оценкам Мирового института природных ресурсов к г. достиг 0 км , что составляет ,5% от мирового водозабора. В г. в поверхностные водные объекты Российской Федерации, в подземные горизонты и в различные накопители через сосредоточенные выпуски было отведено 7 млн.м использованных вод, в том числе в поверхностные водные объекты - 7,3 млн.м3 из них ,9% загрязнённых (Государственный доклад о состоянии водных ресурсов в РФ, ). Особое место среди сточных вод занимают городские сточные воды, отличающиеся как большим разнообразием загрязняющих ингредиентов, так и значительным варьированием химического состава. В России объём городских сточных вод достиг 4 млн.м (Государственный доклад о состоянии водных ресурсов в РФ, ).

Городские сточные воды, как правило, проходят через очистные сооружения и после очистки сбрасываются в поверхностные водоисточники. Однако мощность таких сооружений не всегда обеспечивает их нормативную очистку. Лишь около % сбрасываемых сточных вод в России имеют очистку нормативного уровня. В результате сброса таких вод изменяются физические и химические свойства воды; на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение.

Для снижения негативного воздействия сточных вод на окружающую среду необходимо оптимизировать систему очистки и предусматривать наиболее эффективное направление их утилизации.

Зарубежный опыт показывает, доочистка сточных вод у источника образования более эффективна по сравнению с очисткой сточных вод нескольких производств после их смешения, так как отсутствует универсальный метод, позволяющий производить удаление загрязнений различного происхождения.

Экономически целесообразно и экологически оправдано использование сточных вод после приведения к нормам ПДС на орошение, так как помимо экономии природных вод происходит почвенная доочистка сточных вод, прекращается их сброс в поверхностные водоисточники, обеспечивается утилизация питательных веществ, содержащихся в сточных водах, уменьшается антропогенная нагрузка в целом на природную среду.

Поэтому разработка информационной технологии управления качеством городских сточных вод и обоснование возможности использования их на орошение является актуальной задачей современного природопользования.

Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований заключается в повышение эффективности технологии управления качеством городских сточных вод и выявление влияния орошения городскими сточными водами на почвенные процессы и качество сельскохозяйственной продукции.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

• выполнить анализ состава городских сточных вод, поступающих в коллектор с предприятий, и дать оценку работы очистных сооружений;

• обосновать возможные направления улучшения качества сточных вод за счёт модернизации технологических процессов отдельных предприятий;

• разработать модель оптимизации улучшения качества сточных вод в реально складывающихся природно-хозяйственных условиях с минимальными затратами для предприятий;

• обосновать возможность использования сточных вод для орошения кормовых культур;

• выполнить прогноз влияния сточных вод на развитие почвенных процессов и качество сельскохозяйственной продукции;

• разработать компьютерную технологию управления качеством сточных вод для орошения.

Объект и методика исследований. Объектом исследований являются технология и методы улучшения качества городских сточных вод. Работа выполнена на примере канализационной системы г. Рубцовска. В основу исследований положен анализ формирования объёмов и качества сточных вод, поступающих в коллектор, и эффективность работы очистных сооружений. Для решения поставленных задач использован системный подход, включающий симплекс метод и регрессионный анализ пакета Statistica. Прогноз влияния сточных вод на почвенные процессы и качество сельскохозяйственной продукции выполнялся по известной модели массопереноса и с применением регрессионного анализа. Проверка адекватности регрессионных зависимостей осуществлялась средствами пакета Statistica.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

В результате проведённых исследований:

• выполнена постановка задачи оптимизации и разработана модель, позволяющая минимизировать затраты на модернизацию технологического процесса каждого предприятия с целью снижения сброса загрязняющих веществ в коллектор до мощностей канализационных очистных сооружений;

• разработаны алгоритмы и компьютерная технология поддержки принятия решений, учитывающая условия формирования сточных вод

предприятиями города и определяющая вклад загрязняющих веществ от каждого предприятия в общем объёме городских сточных вод;

• выявлены закономерности влияния химического состава сточных вод на почвенные процессы, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции при орошении городскими сточными водами на опытно-экспериментальных участках Рубцовского района;

• получены статистические модели для прогнозирования содержания тяжёлых металлов в почве и кормовых культурах при орошении сточными водами.

Практическая значимость. Разработанная информационная технология управления качеством городских сточных вод может быть использована при обосновании технических решений по модернизации технологических процессов на промышленных предприятиях города, а также при принятии решений по использованию сточных вод на орошение. Рекомендации по использованию сточных вод на орошение найдут применения в Рубцовском районе, что позволит сэкономить ,9 млн. м природной воды.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы были доложены на международной научной конференции во ВНИИГиМе (Москва, г.), IV научно-технической конференции в РИИ (Рубцовск, г.), юбилейной международной научно-практической конференции (Барнаул, г.), 3-й международном конгрессе по управлению отходами Вэйстэк (Москва, г.), III российско-монгольской конференции (Бийск, г.), шестом международном конгрессе Экватэк (Москва, г.), международной научной конференции в ВНИИА (Москва, г.), IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, г.), секциях Ученого Совета ВНИИГиМ ( , , , г.г.).

Работа награждена медалью лауреата ВВЦ на агропромышленной неделе (Москва, г.) и премией Алтайского края в области науки и техники за г. Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в печатных работах. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из ц введения, пяти глав и списка литературы из наименований, в том числе работы зарубежных авторов. Она изложена на страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками, содержит таблиц.

Автор выражает благодарность за помощь в проведении исследований, научные консультации и ценные советы: Р.П. Воробьёвой (ФГУП АФ НИИССВ «Прогресс»), А.В. Зануденко, Л.М. Гурченковой (МУП «Водоканал» г.Рубцовск), сотрудникам ГНУ ВНИИГиМ: И.Ф. Юрченко, В.М Яшину.

Требования к качеству воды, используемой на орошение сельскохозяйственных культур

Всемирная Организация Зравохранения (ВОЗ) установила, что использование неочищенных сточных вод для поливов сельскохозяйственных культур создает высокий риск загрязнения окружающей среды. Поэтому ВОЗ рекомендует применять сточные воды в сельском хозяйстве после предварительной подготовки и при условии их пригодности для использования на ЗПО (Concern..., 1995). При использовании сточных вод на орошение необходимо в соответствии с действующими нормативами и законодательными документами провести их оценку по агрохимическим, санитарно-гигиеническим и ветеринарно-санитарным показателям.

Химический состав сточных вод при сельскохозяйственном использовании оценивают по следующим основным агрохимическим показателям (А.Н. Костяков 1960; А.М.Можейко, Т.К.Воротник, 1958; МФ.Буданов, 1965; И.М.Соболева, 1965; FAO, 1979; СЯ.Сойфер, 1978; И.Н.Антипов-Каратаев, Г.М.Каратаев, 1959; СЯ.Сойфер, Л.И.Василенко, 1978; Стеблер; И.Н.Болдырев, 1976; В.Т.Додолина, 1978; С.Я. Безднина, 1997): активность ионов водорода (рН), содержание взвешенных веществ, содержание солей, соотношение одно- и двухвалентных катионов, наличие основных биогенных элементов (азота, фосфора, калия), микроэлементов, органических веществ. Величины указанных показателей с учетом норм внесения сточных вод определяют возможности изменения почвенного плодородия: процессы засоления, осолонцевания и загрязнения почвы, уровень потенциального и эффективного плодородия почв, степень обеспечения растений элементами питания, активность микробиологических процессов, водно-физические свойства почвы, качество растениеводческой продукции и др.

Санитарно-гигиеническая и ветеринарно-санитарная оценка сточных вод проводится по микробиологическим и паразитологическим показателям. Оценка качества сточных вод базируется в первую очередь на содержании основных элементов питания (N, Р, К), а также взвешенных веществ. Их использование на полях разрешается после дегельминтизации в системе подготовки и 6-суточного карантирования при условии, что за указанный период на комплексе не будет зарегистрировано инфекционных заболеваний животных.

В ряде случаев использовании на орошение сточные воды разбавляют пресной водой. Разбавление необходимо по ряду причин: допустимостью содержания сухого вещества для обеспечения надежной работы насоса и дождевальной техники; безвредностью для растений концентрацией азота (Сельскохозяйственное использование сточных вод (справочник), 1989). При орошение сточными водами должно быть обеспечено качество воды в соответствии с требованиями представленными в таблице 1.4. Содержание органических веществ в сточных водах определяется по показателю химического потребления кислорода (ХПК). Для условий черноземных почв этот показатель рекомендуется ограничивать величиной

Единых критериев оценки пригодности сточных вод для сельскохозяйственного использования по содержанию тяжелых металлов в настоящее время нет. Однако, в некоторых странах сточные воды разделяют на три класса (Сводный доклад СЭВ ..., 1973): оросительные воды, используемые для культур, выращиваемых в теплицах и парниках (1-й класс); оросительные воды, используемые без ограничений для всех полевых и огородных культур (2-й класс); оросительные воды, используемые при определенных условиях для орошения большинства полевых и огородных культур. В США используются два вида ПДК тяжелых металлов в водах, используемых для орошения. В первом случае предлагается ПДК для вод, постоянно используемых на почвах всех типов при возможности продолжительности орошения не менее 100 лет. Второй уровень ПДК применяется для оросительных вод с более высоким содержанием тяжелых металлов, но с ограниченным использованием на почвах легкого гранулометрического состава при рН = 6,0-8,5 ( возможная продолжительность орошения 20 лет). При этом в расчетах количеств тяжелых металлов, поступающих с оросительной водой на ЗПО, учитывается не только величина их концентрации, еще не оказывающая вредного воздействия на растения, но и общее количество данного вещества, вносимого в течение года на единицу площади, которое определяется произведением концентрации вещества и оросительной нормы.

В большинстве случаев ПДК тяжелых металлов, установленные для оросительных вод, выше ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования. В тех случаях, когда в сточной воде обнаруживается какой-нибудь тяжелый металл или иной компонент, для которого еще не установлена ПДК в оросительной воде, в качетсве временной меры ориентируются на показатели ПДК для воды объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и санитарно-бытового водопользрвания. В некоторых случаях для оросительной воды предлагаются более низкие ПДК тяжелых металлов чем для вод хозяйственно-питьевого использования (кобальт, медь, молибден, хром). Это объясняется тем, что для вод объектов хозяйственно-бытового водопользования во всех случаях устанавливается ПДК тяжелого металла определенной валентности, а для оросительной воды валентность металла не указывается. Кроме того, на величины ПДК влияют различия подходов их установления в разных странах. Величина внесения микроэлементов с оросительной нормой не должна превышать 0,8ПДК для почвы (Безднина С.Я., 1997).

Система поддержки принятия решений для улучшения качества городских сточных вод при их использовании на орошение (алгоритм решения).

Для принятия эффективных решений по модернизации технологических процессов на предприятиях в работе предложена информационная технология. Центральным блоком в системе поддержки принятия решения (О II IP) для улучшения качества городских сточных вод является оптимизационная модель, представленная выше. Предлагаемая система поддержки принятия решения имеет блочную структуру (рис. 3.2). Блок 1 - "исходные данные". Этот блок содержит исходную информацию, производит обработку вводимых данных и представляет их в форме, которая используется в модели или даёт информацию о невозможности решения поставленной задачи. В качестве исходных вводятся следующие данные. По загрязняющим веществам: наименование вещества; единицы измерения; эффект очистки вещества на КОС; ПДК вещества для сброса в реку; ПДК вещества для использования на орошение; наименования предприятий осуществляющих сброс в канализацию. Данные по узлам сети: наименование узла; тип узла (вывод, смотровой колодец, перелив, поворот, КНС, КОС); место проведения отбора проб; объём сточных вод, пропускаемых через узел; координаты узла на планшете. Содержание загрязняющих веществ в узле: наименование вещества; концентрация; дата взятия проб; эффект от модернизации; капиталовложения на модернизацию. Данные по участку сети: подпись участка сети; тип участка сети (коллектор, магистральная сеть, квартальная сеть, домовая сеть); движение сточных вод. Блок "Банк моделей" состоит из 2 блоков: Блок 2 и Блок 3. Блок 2 — "расчёт содержания загрязняющих веществ в общем стоке от каждого предприятия". В данном блоке производится расчёт содержания веществ в общем стоке от каждого предприятия. Наличие такой информации важно для возможной оценки снижения содержания загрязняющих веществ за счёт модернизации отдельного предприятия.

Для расчёта используется следующая формула: где (О у-концентрация выброса i-ым предприятием j-oro вещества в канализацию; Gkoq- концентрация j-oro вещества поступающего на КОС со сточными водами; У{- объём сточных вод і-ого предприятия. Результаты расчёта представляются в табличном виде и включают следующие данные: наименование предприятия, объём стоков, концентрация загрязняющего вещества в узле отбора, доля концентрации загрязняющего вещества в общем стоке до КОС (%), доля концентрации загрязняющего вещества в общем стоке до КОС (мг/л), доля концентрации загрязняющего вещества в общем стоке после КОС (мг/л), эффект от модернизации, капиталовложения на модернизацию. Блок 3 - "расчёт снижения загрязняющих веществ". В данном блоке производится расчёт снижения загрязняющих веществ в сточных водах предприятий, произведённых по модели оптимизации. Модель позволяет оптимизировать затраты на модернизацию технологического процесса всех предприятий города для снижения содержания загрязняющих веществ в сточных водах поступающих на КОС.

Для расчёта используется разработанная автором оптимизационная модель (3.5). Решаемая задача линейного программирования представлена в канонической форме и имеет следующий вид: где с - вектор коэффициентов целевой функции (ci,C2,.-,cn); А - матрица ограничений размера mxn ранга т, может быть представлена также как вектора [Pi, Р2,..., Pn]; b - m-вектор правой части ограничений (bi,b2,...,bm). Таким образом, поставленная задача имеет п - переменных и m -ограничений. Для решения поставленной задачи был использован модифицированный симплекс-метод. В литературе этот метод встречается также под названием метода обратной матрицы (из литературных источников). При решении задач линейного программирования, в которых п (количество переменных) существенно больше m (количество ограничений), модифицированный симплекс-метод требует по сравнению с другими значительно меньшего количества вычислительных операций и объема памяти ЭВМ. В модифицированном симплекс-методе реализуется та же основная идея, что и в обычном симплекс-методе, но здесь на каждой итерации пересчитывается не вся матрица А"1, обратная матрице ограничений А, а лишь та часть, которая относится к текущему базису Ах. Рассмотрим поэтапно шаги решения задачи линейного программирования модифицированным симплекс-методом

Технологические решения для улучшения качества сточных вод предприятий г.Рубцовска.

Как было рассмотрено во 2 главе, наиболее крупными предприятиями г.Рубцовска, сбрасывающими сточные воды в коллектор являются ОАО «АЛТТРАК», ОАО ФПГЦК «Сибагромаш», ОАО «РМЗ», ЗАО «Молочный завод», ОАО «Мясокомбинат», АОЗТ «Мебельная фабрика» и др. Рассмотрим технологии очистки сточных вод на различных предприятиях г.Рубцовска. На ОАО «Мясокомбинат» очистка технологических стоков производится жироловкой, остальные стоки очистки не подвергаются. Принципиальная схема канализации и очистки сточных вод ОАО «Мясокомбинат» представлена на рис. 4.3. Рис. 4.3. Принципиальная схема канализации и очистки сточных вод ОАО «Мясокомбинат» где I — сток санитарной бойни; II — навозсодержащие сточные воды; III — каныгосодержащие сточные воды; IV- ж иросодержащие сточные воды; V— малозагрязнённые производственные и хозяйственно-бытовые воды; VI — жиромасса на утилизацию; 1 — жироловка. Жироловка ОАО «Мясокомбинат» представляет собой отстойник. В отстойнике производится осаждения жиромассы и мелких фракций (менее 0,25мм) минеральных загрязнений. Жиромасса после очистки стоков на жироловке отправляется на утилизацию. Для уменьшения содержания загрязняющих веществ в сточных водах ОАО «Мясокомбинат» рекомендуется усовершенствовать систему очистки (рис. 4.4.). Рекомендуемая схема канализации и очистки сточных вод ОАО «Мясокомбинат» где I — сток санитарной бойни; II — навозсодержащие сточные воды; III — каныгосодержащие сточные воды; IV- жирсодержащие сточные воды; V— малозагрязнённые производственные и хозяйственно-бытовые воды; VI — жиромасса на утилизацию; VII — каныга на компостирование; VIII — навоз на компостирование; IX — осадок на захоронение; X — отбросы с решеток и осадок из песколовок на компостирование; XI — обезвоженный осадок на сельскохозяйственные поля; I—дезинфектор; 1 — отстойник-навозоуловитель санитарной бойни; 3— навозоуловитель; 4— каныгоотстойник (каныгопресс); 5 — центральная жироловка; 6 — насосная станция с решеткой; 7 — песколовка; 4 — осветлитель-перегниватель; 9— аэротенк; 10— вторичный отстойник; 11—иловая насосная станция; 12 — иловые площадки; 13 — хлораторная; 14 — смеситель; 15 — контактный бассейн. В качестве жироловки рекомендуется использовать флотационную установку. При использовании флотационной установки сточные воды необходимо отстаивать в течение 35— 40 мин. Для этой цели целесообразно использовать жироловку с реактивным распределителем воды.

Осадок, задержанный на центральной жироловке, целесообразно не спускать обратно в канализацию, а направлять на иловые площадки или обезвоживать и сушить, после чего направлять на утилизацию. Для биологической очистки применить аэротенки с механическими аэраторами в виде лопастной мешалки на горизонтальном валу. ЗАО «Рубцовский молочный завод» осуществляет очистку стоков от котельной на нефтеловушке, все остальные сточные воды направляются в городскую канализацию без очистки.

Прогнозирование влияния сточных вод на почвенные процессы и сельскохозяйственные растения.

Исследования по оценке возможности использования сточных вод г. Рубцовска для орошения сельскохозяйственных культур проводили на староорошаемых землях.

Опытно-экспериментальный участок представлен лугово-черноземными почвами высокосолончаковые маломощные (гумусовый горизонт 29 см) слабогумусированные (содержание гумуса менее 2,8 %) среднесуглинистые. Лугово-черноземные почвы обладают благоприятными водно-физическими свойствами. Плотность сложения пахотного горизонта 1,18 г/см , подпахотного - 1,29 г/см . По оценке Н.А. Качинского почвы не уплотнены и удовлетворяют требованиям для возделывания сельскохозяйственных культур. Наименьшая влагоемкость (НВ) метрового слоя почвы - 22 %.

Поливы на опытном участке проводили очищенными сточными водами. Максимальное количество растворимых солей, в которых не превышало 0.7 г/л, в среднем за 10 лет - 0,5 г/л. Химический состав сточных вод, используемых для поливов представлен в табл. 2.4. Как было показано автором в гл. 2, анализируемые сточные воды (SAR yT04HeHHOe =3,72) хорошего качества с маловероятной степенью засоления и осолонцевания почв (ВСН 33-2.2.02-86,1986).

Для изучения процесса осолонцевания почв при орошении сточными водами для прогнозирования была использована математическая модель совместного переноса катионов Na+, Mg2+ и Са2+ с учетом конвективной диффузии и равновесной динамики ионнообменной сорбции (Айдаров И.П., 1981). В условиях длительного регулярного орошения можно принять, что орошение производится непрерывно во времени с некой средней постоянной интенсивностью, при этом поровый раствор при промачивании зоны аэрации полностью вытесняется поливной водой в нижележащие слои.

Рассматриваемая система «ППК - почвенный раствор» придет в состояние равновесия и уравнения сведутся к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих стационарный режим диффузии и ионообменной сорбции. Распределение катионов натрия, магния и кальция в ППК установится в соответствии с равновесной изотермой ионнообменной сорбции, исходя из содержания этих компонентов в оросительной воде. Коэффициенты изотерм оцениваются по существующей до орошения картине распределения катионов натрия, магния и кальция в ППК и почвенном растворе. Соотношение катионов натрия, магния и кальция в ППК до орошения находится в пропорции 0,9:22,6:76,5; осредненные по профилю почвогрунта концентрации указанных ионов в почвенном растворе равны 10,295, 4,04 и 24,74 мг-экв/л. Ожидаемое содержание обменного натрия составит, соответственно, 1,1% от емкости ППК. Ожидаемое содержание обменного магния составит, соответственно, 83% от емкости ППК. Согласно пределам регулирования солевого режима орошаемых почв, подверженных осолонцеванию, содержание обменного натрия не должно превышать 6%, а магния - 20% от емкости поглощения. В рассматриваемом случае указанное превышение имеется по Mg2+. Таким образом, при орошении может формироваться неблагоприятный катионный состав почвенного поглощающего комплекса, а значит возможно развитие магниевого осолонцевания.

Орошение городскими сточными водами в течение 20 лет и более может привести к увеличению содержания воднорастворимых солей в метровом слое почвы в 1,3-1,8 раза в начальный период орошения (первые четыре года), а затем их количество снизится в 1,2-1,7 раза и стабилизируется на одном уровне Таким образом прогнозные расчеты показали, что орошение очищенными сточными водами в течение длительного периода (20 лет и более) не вызовет засоления и осолонцевания почв и загрязнения грунтовых вод.

В связи с особенностями химического состава сточных вод, орошение ими сельскохозяйственных культур, наряду с повышением плодородия почвы, урожайности кормовых культур, может вызвать накопление в почве и увеличение в кормовых культурах тяжелых металлов. Тяжелые металлы играют важную роль в обменных процессах, но в высоких концентрациях вызывают загрязнение почв и вредно воздействует на окружающую среду.

По степени опасности их делят на 3 класса: 1. Особо токсичные: кадмий, мышьяк, ртуть, свинец, селен, цинк. 2. Токсичные: кобальт, медь, молибден, никель, сурьма, хром. 3. Слабо токсичные: барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций.

Токсичное действие тяжелых металлов может быть прямым и косвенным. В первом случае блокируется реакция с участием фермента, что приводит к уменьшению либо происходит прекращение его каталитического действия.

Косвенное воздействие проявляется в переводе питательных веществ в недоступное состояние. Опасность, вызываемая загрязнением тяжелыми металлами, усугубляется еще и слабым выведением их из почвы. Так период удаления изменяется в зависимости от вида металла следующим образом: для Zn-70..510 лет, Cd-13-ПОО, Cu-310..1500, Pb-740..5900 лет.

В большинстве случаев ПДК тяжелых металлов, установленные для оросительных вод, выше ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования. В тех случаях, когда в сточной воде обнаруживается какой-нибудь тяжелый металл или иной компонент, для которого еще не установлена ПДК в оросительной воде, в качестве временной меры ориентируются на показатели ПДК для воды объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и санитарно-бытового водопользования. В некоторых случаях для оросительной воды предлагаются более низкие ПДК тяжелых металлов чем для вод хозяйственно-питьевого использования (кобальт, медь, молибден, хром). Это объясняется тем, что для вод объектов хозяйственно-бытового водопользования во всех случаях устанавливается ПДК тяжелого металла определенной валентности, а для оросительной воды валентность металла не указывается. Кроме того, на величины ПДК влияют различия подходов их установления в разных странах. Очистка сточных вод на различного рода очистных сооружениях полностью не освобождает стоки от тяжелых металлов. В сточных водах г. Рубцовска содержание свинца и кадмия превышает ПДК.

Похожие диссертации на Информационная технология управления качеством городских сточных вод для орошения