Расчет допустимого сброса в канализационные сети при строительстве и эксплуатации жилого дома в поселке Шушары на Ленсоветовском участке

Летучие органические соединения (бензол, толуол, тетрахлорметан и др.) вызывают болезни печени и почек, а также онкологические заболевания. Азот и фосфор взывают снижение иммунитета. При попадании в водоемы, азот и фосфор вызывают усиленный рост массы водорослей, что снижает концентрацию кислорода в воде, делая ее менее пригодной для жизни различных видов рыб. Фтор и хлор негативно влияет на репродуктивную систему человека, а также могут вызвать онкологические заболевания. Кроме того, данные вещества обладают мутагенным свойством. Также в городских сточных водах присутствуют трудноразлагаемые органические соединения, которые остаются в воде в течение долгого времени, делая ее непригодной для использования в рыбохозяйственных и хозяйственно-питьевых целях [16]. Под действие различных факторов, таких как температура, солнечная радиация, жизнедеятельность микроорганизмов, в водных объектах часто происходит трансформация загрязняющих веществ. Как правило, в результате трансформации образуются менее токсичные соединения, но есть и примеры обратного. Метилирование металлической ртути в воде приводит к образованию метилртути, которая обладает большей токсичностью по сравнению с металлической ртутью. При хлорировании воды образуются хлорорганические соединения, например, хлороформ, которые обладает сильной токсичностью.

Гидролиз уротропина приводит к образованию формальдегида, который в несколько раз токсичнее исходного вещества. Кроме того, сточные воды, могут нести в себе паразитологическое и микробиологическое загрязнение водных объектов. Данные микроорганизмы способны вызвать гельминтозы, дизентерию, холеру, гепатит и другие инфекционные заболевания. Воздействие на почву и подземные водные объекты. Сточные воды, попадая на почву, загрязняют ее теми поллютантами, которые входят в их состав. При просачивании сточных вод через слой почвы, происходит загрязнение не только поверхности почвы, но и загрязнение слоя почвы различной глубины. Также сточные воды через слой почвы способны попадать в подземные водные объекты, загрязняя и их. Кроме того, помимо негативного воздействия самих сточных вод на окружающую среду и здоровье человека, сильное негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека оказывает осадок сточных вод, т.к. осадок сточных вод содержит большой перечень загрязняющих веществ в высоких концентрациях, а также служит базой для развития патогенной микрофлоры из-за высокого содержания органических веществ [17]. Особую опасность для здоровья человека представляют летучие компоненты осадков сточных вод, т.к. могут вызывать острые отравления. Аварийное загрязнение водных объектов. Особое место занимает аварийное (залповое загрязнение водных объектов), ввиду того, что в результате аварийных сбросов сточных вод в водные объекты поступает большой объем загрязняющих веществ в короткий промежуток времени.

При этом причиняется вред или создается угроза причинения вреда здоровью человека, нормальному ведению различных видов деятельности человека, состоянию окружающей среды, а также биологическому разнообразию. Пути воздействия сточных вод на человека [18]. Существует три пути воздействия сточных вод на человека: через верхние дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожу. Воздействие через верхние дыхательные пути. Испаряясь с поверхности воды, воды могут образовывать туман, в мельчайших капельках которого присутствуют загрязняющие вещества. Всасываясь в легких, загрязняющие вещества оказывают негативное влияние на сами легкие, а также, попадая в кровь, на все внутренние органы. Воздействие через желудочно-кишечный тракт. Большая часть воды в организм поступает через желудочно-кишечный тракт.

При попадании сточных вод в питьевую, загрязняющие вещества всасываются в желудочно-кишечном тракте взывая гастроэнтериты и другие заболевание органов ЖКТ. Воздействие через кожу. При купании в неблагоприятной с точки зрения санитарно-гигиенических требований воде, человек подвергается воздействию микроорганизмов и загрязняющих веществ. Согласно классификации Всемирной организации здравоохранения, выделяют пять групп заболеваний, связанных с загрязнением водных объектов:

заболевания от зараженной воды (тиф, холера, гепатит, дизентерия);

— заболевания кожи и слизистых (проказа, трахома);

— заболевания, вызванные моллюсками (ришта, шистосомоз);

— заболевания, живущими и размножающимися в воде насекомыми (малярия, желтая лихорадка);

— заболевания, вызванные загрязнением воды. Сточные воды поступают в городскую систему канализации, соответственно нормативы допустимых стоков определяются с учетом нормативов допустимых сбросов организации, осуществляющей водоотведение (ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»).Исходные данные для расчета взяты с официального сайта ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» [10]. Концентрации загрязняющих веществ определяются по формуле, где.

Сст — допустимая концентрация нормируемого загрязняющего вещества в составе нормативов допустимого сброса, утвержденных организации, осуществляющей водоотведение, мг/дм3;Э — эффективность очистки сточных вод для каждого нормируемого вещества (%).Локальных очистных сооружений у жилого дома нет, поэтому Э = 0. Соответственно, расчетные концентрации загрязняющих веществ равны концентрациям загрязняющих веществ, установленных для ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Исходные данные для расчет представлены в таблице 11. Таблица 11Исходные данные для расчета НДСПеречень загрязняющих веществ.

Сст, мг/дм3Цинк0,056Марганец0,19Медь0,0079.

Алюминий0,04Жлезо0,187Нефтепродукты0,1ПАВ0,12Фенол0,001БПК180ХПК450Азот аммонийный18Нитраты45Нитриты3,3Фосфаты2Взвешенные вещества110Для сточных вод, отводимых в хозяйственно-бытовые системы водоотведения, допустимые концентрации загрязняющих веществ определяются по формуле, где Q — годовой расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения организации, осуществляющей водоотведение, тыс.

м3;Qпр — годовой расход сточных вод абонентов, не относящихся к жилищному фонду, тыс.

м3;Сж — концентрация загрязняющих веществ в сточных водах от объектов жилищного фонда, мг/дм3.Q = 105 850 тыс. м3/годQпр=19 213,7 тыс. м3/год.

Результаты расчета представлены в таблице 11. Таблица 11Результаты расчета нормативных концентраций загрязняющих веществ.

Перечень загрязняющих веществ.

Сст, мг/дм3Сж, мг/дм3Сндс, мг/дм3Цинк0,0560,15−0,36 785.

Марганец0,190,040,866 363.

Медь0,790,02−0,4 666.

Алюминий0,040,36−1,40 291.

Жлезо0,1870,95−3,25 344.

Нефтепродукты0,11,5−6,21 273ПАВ0,124−17,3753.

Фенол0,0010,009−0,3 507БПК180 180 180ХПК4 502 501 351,818Азот аммонийный181 818.

Нитраты454 545.

Нитриты3,33,33,3Фосфаты222Взвешенные вещества110 110 110 В случае, когда Сндс<0, Сндс устанавливаются на уровне С. Соответственно, нормативы допустимых концентраций принимаются на уровне С. Нормативы допустимых сбросов представлены в таблице 12. Таблица 12Нормативы допустимых сбросов.

Перечень загрязняющих веществ.

Сндс, мг/дм3Цинк0,056Марганец0,866Медь0,0079.

Алюминий0,04Жлезо0,187Нефтепродукты0,1ПАВ0,12Фенол0,001БПК180ХПК1351,818Азот аммонийный18Нитраты45Нитриты3,3Фосфаты2Взвешенные вещества110Расчет НДС осуществляется по формуле, Где qндс — расход водоотведения.

Результаты расчета представлены в таблице 13Таблица 13Результаты расчета НДСПеречень загрязняющих веществ.

НДС, кг/сутки.

Цинк0,359.

Марганец0,5 547.

Медь0,51.

Алюминий0,256.

Жлезо0,1 198.

Нефтепродукты0,641ПАВ0,769.

Фенол0,6БПК11,53 008ХПК86,59 205.

Азот аммонийный1,15 301.

Нитраты2,88 252.

Нитриты0,21 138.

Фосфаты0,12 811.

Взвешенные вещества7,4 616.

Фактические концентрации загрчзнчющих веществ в хозяйственно бытовых стоках приняты на основании[24] и приведены в таблице 14. Таблица 14Фактически концентрации загрязняющих веществ в сточных водах.

Перечень загрязняющих веществ.

Сфакт, мг/дм3Цинк0,1Марганец0,1Медь0,02Алюминий0,5Жлезо2,2Нефтепродукты1,0ПАВ2,5Фенол0,005БПК180ХПК250Азот аммонийный18Нитраты45Нитриты3,3Фосфаты2Взвешенные вещества110Расчет фактического сброса осуществляется по формуле, Результаты расчета представлены в таблице 15. Таблица 15Результаты расчета фактического сброса.

Перечень загрязняющих веществ.

Мфакт, кг/сутки.

Цинк0,6 406.

Марганец0,6 406.

Медь0,1 281.

Алюминий0,32 028.

Жлезо0,140 923.

Нефтепродукты0,64 056ПАВ0,16 014.

Фенол0,32БПК11,53 008ХПК16,014Азот аммонийный1,153 008.

Нитраты2,88 252.

Нитриты0,211 385.

Фосфаты0,128 112.

Взвешенные вещества7,4 616.

Сравненение НДС и фактического сброса приведено в таблице 16. Таблица 16Сравненительная характеристика НДС и фактического сброса.

Перечень загрязняющих веществ.

НДС, кг/сутки.

Мфакт, кг/сутки.

Цинк0,3 590,006406.

Марганец0,55 470,006406.

Медь0,510,001281.

Алюминий0,2 560,032028.

Жлезо0,11 980,140923.

Нефтепродукты0,6 410,064056ПАВ0,7 690,16014.

Фенол0,60,00032БПК11,5 300 811,53008ХПК86,5 920 516,014Азот аммонийный1,153 011,153008.

Нитраты2,882 522,88252.

Нитриты0,211 380,211385.

Фосфаты0,128 110,128112.

Взвешенные вещества7,46 167,04616 В качестве установленного НДС принимается наименьшее значение, таким образом, установленные НДС приведены в таблице 17. Таблица 17Установленные НДСПеречень загрязняющих веществ.

НДС, кг/сутки.

Цинк0,359.

Марганец0,6 406.

Медь0,51.

Алюминий0,256.

Жлезо0,1 198.

Нефтепродукты0,641ПАВ0,769.

Фенол0,6БПК11,53 008ХПК16,1 400.

Азот аммонийный1,15 301.

Нитраты2,88 252.

Нитриты0,21 138.

Фосфаты0,12 811.

Взвешенные вещества7,4 616.

Из таблицы 16 видно, что для достижения НДС по нескольким веществам требуется очистка. Данная очистка проводится на городских очистных сооружениях. Канализационная сеть г. Санкт-Петербург устроена таким образом, что большинство сточных вод из жилых домов поступают на городские очистные сооружения самотеком. Однако, не во всех местах можно организовать самотечную систему движения сточных вод ввиду геологических особенностей районов города. В этих случаях ставятся насосные станции, которые осуществляют перекачку сточных вод в городскую систему канализации. Таким образом, неочищенные сточные воды попадают на насосные станции. Крупный мусор мешает работе насосов и может вывести их из строя, поэтому все насосные станции оборудованы решетками, которые удаляют из сточных вод крупный мусор, который вывозится спецтранспортом на полигон для захоронения. На рисунке 2 представлен общий вид канализационной сети города Санкт-Петербург.Как и во всех городах, загрязнители городских сточных вод можно разделить на три группы:

мусор, механические примеси — это крупные куски древесины, тряпки, бумага, песок и т. д.;

— органические загрязнения — это фекальные стоки, бактерии и другие микроорганизмы, пищевые жидкие отходы, волокна бумаги и др.;

— растворенные вещества — в основном биогены, к ним относятся соединения фосфора, азота, калия из продуктов жизнедеятельности, обогащенные фосфатами моющих средств. Исходя из данного состава городских сточных вод и выстраивается схема их очистки, которая включает в себя предочистку, первичную и вторичную очистки, доочистку. На этапе предочистки из сточных вод удаляется первая группа загрязнений, а именно — крупный мусор, песок, взвешенные вещества. Крупный мусор удаляется с помощью решеток, а песок и взвешенные вещества удаляются с помощью песколовок. Удаленные загрязнители вывозятся на полигон для захоронения. Первичная очистка происходит в отстойниках. На данном этапе удаляются тяжелые фракции органических веществ. Осажденные органические вещества утилизируются в соответствии с экологическими и санитарно-эпидемиологическими правилами. На этапе вторичной очистки удаляются оставшиеся органические вещества методом биологической очистки в аэротенках. Для более эффективной биологической очистки, в аэротенки дополнительно подается воздух, чтобы обогатить сточные воды кислородом и создать благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в процессе биологической очистки городских сточных вод. Обычно, после аэротенков очищенная вода поступает во вторичные отстойники для удаления частиц активного ила.

Удаленные частицы активного ила вновь возвращаются в аэротенки. Схема вторичной очистки сточных вод представлена на рисунке 3. На этапе доочистки удаляются биогенные элементы. Необходимость удаления биогенных элементов заключается в том, что они, попадая в водоем, способствуют активному росту сине-зеленых водорослей, что вызывает цветение водоема, уменьшает показатели ХПК и БПК, тем самым ухудшает условия жизни водной флоры и фауны. Методы очистки от биогенных элементов различны и будут рассмотрены в соответствующем разделе настоящей работы. Перед сбросом очищенных сточных вод в водный объект, производится обеззараживание для удаления патогенных микроорганизмов, которые могли остаться после биологической очистки сточных вод. Обеззараживание можно проводить методом хлорирования, озонирования обработкой ультрафиолетом. Общая схема очистки городских сточных вод представлена на рисунке 4. В процессе биологической очистки сточных вод, масса активного ила растет, вследствие чего образуется избыточный активный ил, который может утилизироваться различными способами, например, сжиганием, захоронением на полигонах, внесением в почву в качестве удобрения. Схема очистки городских сточных вод с удалением избыточного ила представлена на рисунке 5. На этапе доочистки механические примеси и мусор удаляются на решетках и аэрируемых песколовках. Осадок вывозится на полигон для захоронения. Этап первичной очистки на данных очистных сооружениях отсутствует. Вторичная очистка включает в себя биореактор для удаления фосфора из сточных вод с помощью хлорида железа, далее сточная вода поступает в аэротенк, а потом в вторичный отстойник. Часть активного ила возвращается в технологический процесс, а избыточный активный ил уплотняется и обрабатывается хлоридом железа и гидроксидом кальция для обезвоживания.

Уплотненный и обезвоженный активный ил вывозится на полигон для захоронения. Доочистка осуществляется на песчаных фильтрах. Обеззараживание происходит с помощью ультрафиолета. УФ-обеззараживание позволяет привести содержание микроорганизмов в очищенных сточных водах в соответствии с утвержденными нормативами. УФ-обеззараживание является самым оптимальным методом обеззараживания городских сточных вод, т.к. озонирование не выгодно с экономической точки зрения, а хлорирование неприемлемо в городе по ряду причин:

хранение и транспортировка газообразного хлора опасна как для населения, так и для окружающей среды;

— содержащийся в обеззараженной воде активный хлор опасен для гидробионтов;

— образующиеся хлорорганические соединения обладают канцерогенным и мутагенным свойствами и способны накапливаться в пищевой цепи, что негативно сказывается на состоянии здоровья людей. Метод УФ-обеззараживания является экономически целесообразным, а также позволяет добиться нормативных значений содержания микроорганизмов в обеззараженных сточных водах. Эффективность метода УФ-обеззараживания приведена на рисунке 7. Таким образом, сточные воды жилого проектируемого жилого дома не окажут негативного воздействия на водные объекты г. Санкт-Петербург и Ленинградской области.

Заключение

.

В целях охраны водных объектов от загрязнения в Российской Федерации существует система экологического нормирования для водных объектов. Она состоит из нормативов качества воды в водоемах и нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты. При этом нормативы предельно допустимых сбросов устанавливаются таким образом для объектов, чтобы при сбросе сточных вод в водные объекты не ухудшилось качество воды в данных водоемах. При сбросе сточных вод в городскую систему канализации также разрабатываются нормативы предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ. Данные нормативы разрабатываются на основании утвержденных нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты организаций, осуществляющих водоотведение. При разработке проектов нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ учитываются гидрогеологические характеристики водоема, в который сбрасываются сточные воды, характеристика технологии процесса, в результате которого образуются сточные воды, характеристика территории, на которой расположен объект, климатические характеристики района расположения объекта и другие данные. На основании этих данных рассчитываются нормативы допустимых сбросов. При невозможности установления нормативов сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, разрабатывается план сокращения сбросов. Расход водопотребления и водоотведения рассчитывается на основании утвержденных в Российской Федерации строительных норм и правил. При расчете расходов водоотведения в обязательном порядке рассчитывается расход ливневого стока. Он зависит от климатической характеристики района и типа покрытия территории. В данной работе был произведен расчет объемов водопотребления и водоотведения и нормативов допустимых сбросов сточных вод в городскую систему канализации для строящегося жилого дома. Для наиболее полной оценки негативного воздействия на окружающую среду данного объекта, расчет водоотведения был произведен как на период строительства, так и на период эксплуатации. Рассчитанный объем водопотребления для 80-квартирного жилого дома составляет 64 м3/сутки, в том числе горячей воды — 26,88 м3/сутки.Рассчитанный объем водоотведения на период эксплуатации составляет 64,056 м3/сутки.Рассчитанный объем водоотведения на период строительства составляет 13,75 м3/сутки.Нормативы допустимых сбросов устанавливаются на следующем уровне:

Перечень загрязняющих веществ.

НДС, кг/сутки.

Цинк0,359.

Марганец0,6 406.

Медь0,51.

Алюминий0,256.

Жлезо0,1 198.

Нефтепродукты0,641ПАВ0,769.

Фенол0,6БПК11,53 008ХПК16,1 400.

Азот аммонийный1,15 301.

Нитраты2,88 252.

Нитриты0,21 138.

Фосфаты0,12 811.

Взвешенные вещества7,4 616.

Очистка данных стоков требуется по всем веществам, кроме марганца и ХПК. Такая очистка производится на городских очистных сооружениях. Список использованной литературы.

Федеральный закон от 10.

01.2002 г (в рд. от 29.

12.2015 г.) № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды"Федеральный закон от 03.

06.2006 г. (в ред. от 28.

11.2015 г.) № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации"Федеральный закон от 07.

12.2011 г. (в ред. от 29.

12.2015 г.) № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении"Постановление Правительства Российской Федерации от 18.

03.2013 г. № 230 «О категориях абонентов, для объектов которых устанавливаются нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов"Постановление правительства от 29.

07.2013 г. № 644 «Об утверждении правил холодного водоснабжения и водоотведения"Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей, утверждена приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 17.

12.2007 г. № 333СНиП 2.

04.01. -85* Внутренний водопровод и канализация зданий.

СНиП 2.

04.03. -85 Канализация. Наружные сети и сооружения.

СНиП 2.

07.01−89 Градостроитльство. Планировка и застройка городских и сельских поселений Официальный сайт ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».

http://www.vodokanal.spb.ruЭкология города. Под ред. Денисова В.В./ Ростов н/Д., М.:

2008. — 832 сВлияние городских ливневых сточных вод в загрязнении почвы населенных мест и воды открытых водоемов. Салимова Ф. А., Степанов Е. Г., Шафиков М. А., Парахин А. А., Фасиков Р. М., Мулдашев Н. А., Паршиков Г. П. / Успехи современного естествознания, 2004.

Материалы конференции. С. 104−107.Экология, окружающая среда и человек. Новиков Ю. В. / М.: 2005 — 736 с. Экология города. Отв. Ред.

Касимов Н.С. / М.: Научный мир, 2004. — 624 с. Охрана окружающей среды. Под ред.

Белова С.В. / М.: Высшая школа, 1991. — 319 с.

16. Экология общая, социальная, прикладная. / М.: Агар, 1999. — 424 с.

17. Токсичность и опасность отходов очистных сооружений урбанизированных территорий. Аликбаева Л. А., Сидорин Г. И., Луковникова Л. В., Рыжков А. Л., Фомин М. В., Бек А.В./ Казанский медицинский журнал, 2009, том 90, № 4, с. 509−513.

18. Медицинская экология. Стожаров А. Н. / Минск: Выш. Шк., 2007. — 368 с.

19. Водный кодекс Российской Федерации.

20.Медоуз Донелла Х., Медоуз Деннис Л., Рендерс Йорген, Беренс III Вильям. Пределы роста. / пер. с англ.; Предисл. Ягодина Г. А. — М.: Изд-во МГУ. — 1991. С. 57−63.

21. Проблема минеральных удобрений в мире с особым выделением факторов населения и экологии. Problematica vestackih dubriva u svetu sa posebnim osvrtom na populaciyu i ecologiyu / Jankovic Vladisav // Hemical industry. — 2010. — 47, № 1−3. — С. 11−1522.

Приказ Комитета по управлению городским хозяйством Администрации Санкт-Петербурга от 25.

1.1996 г. № 201 «О контроле состава и свойств сточных вод, отводимых абонентами в системы канализации.

Санкт-Петербурга"23. ГН 2.

1.5. 689−98"Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования"24.Методические рекомендации по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системыканализации населенных пунктов, утвержденные приказом Госстроя России от 6 апреля 2001 г. № 75.