Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И




Скачать 82.52 Kb.
НазваниеОчистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И
Дата публикации23.05.2013
Размер82.52 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Биология > Документы
ОЧИСТКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД Г. АЛЕЙСКА АЛТАЙСКОГО КРАЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ОБЫКНОВЕННЫХ

Алешина Н.И.

Алтайский государственный аграрный университет, Барнаул, Россия

Шепталов В.Б.
Алтайский филиал ФГУП НИИ по сельскохозяйственному использованию сточных вод «Прогресс», Барнаул, Россия

Почвенная очистка сточных вод обусловлена по К.К. Гедройцу пятью видами поглотительной способности почв: механическим поглощением, физическим, физико-химическим, химическим, биологическим.

Наибольшее значение из этих пяти видов имеет биологическое поглощение, определяемое наличием в почве микроорганизмов, окисляющих и разлагающих органические и неорганические соединения в процессе своей жизнедеятельности или метаболизма. В большей степени, процессы поглощения растворенных и взвешенных веществ в почве определяются также наличием илистых частиц с высокой коллоидальной поверхностью (менее 0,001 мм). Растворенные вещества скапливаются на поверхности раздела двух фаз: твердой и жидкой или твердой и газообразной; и адсорбируются здесь.

В естественных условиях для изучения процессов очистки сточных вод применяется лизиметрический метод Е.И. Шиловой, который позволяет при соблюдении методики полевого лизиметрического опыта проводить исследования в обстановке, максимально приближенной к естественной.

Этот метод был использован для изучения процессов почвенной очистки городских сточных вод г. Алейска Алтайского края. Формирование сточных вод г. Алейска происходит за счет хозяйственно-бытовых и ливневых вод. Общий годовой объем городских сточных вод в среднем за 10 лет составил 1,2 млн. м3.

Существующие очистные сооружения представлены: механической очисткой в песколовках горизонтальных с круговым движением воды и двухъярусными отстойниками; естественной биологической очисткой сточных вод в картах полей фильтрации, которые, вследствие кольматации почвы, стали прудами-накопителями. В настоящее время действует 15 карт полей фильтрации объемом 90 тыс. м3 каждая. При последовательном перетекании из одной карты в другую, сточные воды насыщаются кислородом, что способствует усилению процесса самоочищения воды, о чем свидетельствуют показатели биохимической потребности в кислороде (БПК5) и химической потребности в кислороде (ХПК) (рис. 1).

Разрабатываемые нами технологии предусматривают круглогодовое использование сточных вод на полях орошения. Одна из основных задач при круглогодовом использовании сточных вод на полях орошения – их экологически безопасная утилизация и регулирование водно-воздушного режима черноземов. Нами исследованы 3 режима подачи сточных вод на поля орошения: режим орошения в вегетационный период, режим использования сточных вод во вневегетационный период (намораживание) и вегетационный + намораживание (круглогодовой). Режим орошения в вегетационный период (сроки, нормы) устанавливается по водопотреблению костреца безостого при влажности почвы 70-75 % от наименьшей влагоемкости (НВ).

Площадь орошаемого участка составляет 146 га. Вегетационные поливы выполняются дождевальными машинами ДКШ-64 «Волжанка». Для подачи сточных вод используется передвижная станция СНП-75/100 и трубопровод из разборных алюминиевых труб РТЯ-220. Вневегетационные поливы осуществляются методом намораживания через гидранты магистрального трубопровода. Почвенный покров исследуемого участка представлен черноземами обыкновенными.



Рис. 1. Снижение содержания загрязнений сточных вод в картах полей фильтрации

Сточные воды характеризуются слабощелочной реакцией среды (рН 7,3-8,1), невысокой удобрительной ценностью, слабоминерализованные до 1,0 г/л. При оросительной норме 3200 м3/га в почву поступает в среднем: азота – 42 кг/га, фосфора – 90 кг/га, калия – 30 кг/га, что практически обеспечивает кострец безостый всеми необходимыми питательными элементами. Химический состав сточных вод представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав сточных вод г. Алейска (из карт полей фильтрации)

Средние показатели

рН

НСО3-, мг/л

Сl- , мг/л


SO4--, мг/л

Р2О5, мг/л

Са++, мг/л

Mg++, мг/л

Na+, мг/л

К+, мг/л

Nобщ, мг/л

ХПК, мг О2

Сухой остаток, мг/л

Прокаленный остаток, мг/л

7,8

4,4

130,5

63,0

31,7

68,0

30,3

218,2

12,6

18,7

724,0

835,0

559,0

Для ирригационной оценки поливных вод использованы формулы катионно-анионных соотношений и суммы солей. Проведенные расчеты позволили сделать вывод о пригодности сточных вод для орошения.

По многолетним данным сточные воды содержат достаточно высокое количество натрия до 412,5 мг/л, что может привести к осолонцеванию черноземов. Для предотвращения негативных процессов осолонцевания предусматривается гипсование и известкование почв.

Содержание тяжелых металлов в сточных водах г. Алейска на 1-2 порядка ниже норм ПДК для хозяйственно-питьевого водопользования. В городских сточных водах содержание канцерогенов (по бенз(а)пирену) от 12,8×10-12 до 567,6×10-12 мг/л, что значительно ниже ПДК (5×10-6 мг/л) для воды хозяйственно-питьевого пользования. В поливных сточных водах не обнаружено яиц гельминтов и патогенной микрофлоры. В картах полей фильтрации яйца гельминтов оседают на дно, в результате этого создается «мертвый слой», при котором забор воды не допускается ниже 50 см от дна карты.

Оросительная норма составляла 3200 м3/га, поливы назначались при достижении влажности почвы 65-70 % от НВ. Фактический режим орошения состоял из 5-8 поливов, а в самые сухие годы поливные нормы достигали 600-800 м3/га (рис. 2).

Для определения возможности почвы в очистке сточных вод закладывали лизиметры конструкции Е.И. Шиловой, монтировали их в стенку почвенного шурфа на глубину 0-40 см и 0-70 см. Обваловывали две учетные площади размером 1×1 м, которые поливали городскими сточными водами способом затопления чеков. Нормы устанавливали после получения фильтрата, они были выше или соответствовали производственным. Производили замеры объемов поданной сточной воды и полученного фильтрата. Данные этих замеров использовали в балансовых расчетах веществ в системе: сточная вода-почва-фильтрат (лизиметрические воды).



Рис. 2. Динамика нагрузки поливных сточных вод на опытно-производственный участок

Исследования на полях орошения проводили при возделывании многолетней злаковой травы (костреца безостого). Результаты анализа показали, что очистка городских сточных вод г. Алейска на поле с кострецом безостым выразилась в снижении рН поливной воды от 8,4 до 6,4. В слое почвы 0-40 см очищаются сточные воды от бикарбонатов на 4,6%, органических веществ по ХПК – 42%, общего азота - 86%, солей сухого остатка – 1,7%, магния – 76%. В слое почвы 0-70 см – от бикарбонатов на 23%, общего азота - 100%, органических веществ по ХПК – 75%, фосфатов – 92,9%, нитратов – 100%. Отмечался вынос из почвы в фильтрат сточных вод сульфатов, хлоридов, калия и натрия. Сточные воды, прошедшие почвенную очистку, не загрязняли подземные, т.к. используемая в опыте норма нагрузки из расчета на 1 га составляла расчетную оросительную норму 3200 м3/га.

При подаче сточных вод в зимний период происходит их намораживание и очистка за счет солнечной радиации, разбавления сточных вод естественными осадками и обогащения кислородом при их движении по полю. При этом, если не было оттепели, на полях орошения уже через 10-15 дней микробы группы кишечной палочки погибали в толще льда на 99 %. Тем самым достигался эффект, вполне идентичный хлорированию. Подобный результат получался лишь при постоянном замораживании сточных вод. В случае периодического оттаивания и последующего замораживания микробы группы кишечной палочки отмирали только на 80-85 %.

В талых водах отмечено снижение концентрации большинства загрязняющих веществ. Наиболее интенсивно происходила очистка от содержания органических соединений и азота. По всей видимости, самоочищающаяся способность воды увеличивалась при ее движении по засеянным многолетним травам, а также за счет развивающихся микроорганизмов на поверхности почвы и в воде. Калий, фосфор, азот поглощались растениями (ризосферой) и микроорганизмами. Таким образом, медленное таяние льда сточных вод приводило к их очистке в результате действия вымораживания и биологических процессов (табл. 2).

После оттаивания льда, талые воды поступали в биоканал, заросший травой и выполняющий функции биофильтра. Далее сточные воды направляли в сторону естественного лога, откуда

сбрасывали в р. Горевка. Биоканал является важным водоохранным мероприятием при использовании сточных вод для орошения полей. К моменту сбрасывания из естественного лога сточная вода приобретала качество речной воды.

Таблица 2

Изменение химического состава сточных вод после их намораживания

№ п.п.


Вид сточных вод

ХПК,

мг/л

Азот

общий,

мг/л

K2O,

мг/л

P2O5,

мг/л


Сухой остаток,

мг/л

1

2
3
4

Исходная сточная

вода (осень с 21.11 по 20.12)

Талые сточные воды

(22.04)

Талые сточные воды

(03.05)

Сточные воды из сборного биоканала (15.05)

640

10,5
5,8
2

69

0
18
9

85

17
29
11

57

30
19
2

527

145
109
107

Для регенерации воздушной среды от вредного влияния газов по границам орошаемых полей предусмотрены мелиоративные лесные насаждения.

На опытно-производственном участке уровень грунтовых вод (УГВ) расположен на 7-10 м, но при круглогодовом использовании сточных вод отмечался его подъем. Он носил сезонный характер, в зимний период УГВ восстанавливался до первоначального значения. Анализ воды из скважин показал, что имело место появление нитратов в осенний период, не превышающее предельно-допустимых концентраций для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Анализируя результаты исследований по влиянию круглогодового орошения сточными водами на агрохимические свойства почв, можно отметить, что имело место увеличение содержания гумуса в черноземах: как в пахотном, так и подпахотном горизонтах. Это вызвано, по нашему мнению, подачей на поля орошения высоких норм сточных вод, содержащих органические вещества, макро- и микроэлементы, а также микрофлору.

Таким образом, метод почвенной очистки городских сточных вод наиболее выгодный и эффективный. При этом сточные воды не только очищаются, но и имеют большой увлажнительный и частично удобрительный эффект. При орошении сточными водами появляется возможность организовать высокоинтенсивное земледелие, направленное на выращивание ценных кормовых культур. Хозяйственно-бытовые сточные воды могут быть рационально использованы на полях орошения. При этом исчезает опасность загрязнения и отравления рек, озер, прудов и других открытых водных источников.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconС использованием метода почвенной очистки бытовых сточных вод
Станции очистки бытовых сточных вод на базе септиков "бриз-1сэ" и "бриз-2сэ" предназначены для биологической очистки сточных вод...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconУстав (основной закон) алтайского края
Правовой статус Алтайского края определяется Конституцией Российской Федерации и настоящим Уставом (Основным Законом) Алтайского...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconОчистка сточных вод процесса подземной газификации каменного угля
Институт химии и химической технологии Сибирского отделения ран, Красноярск, Россия

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconИспользование осадка сточных вод кожевенного завода при выращивании...
Рязанский государственный медицинский университет им. И. П. Павлова, Рязань, Россия

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconРабочая программа по истории Алтайского края 11 класс базовый уровень на 2012-2013 учебный год
Рабочая программа составлена на основе программы учебного курса «История Алтайского края» для общеобразовательных учреждений Алтайского...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconО. В. Мосин вторичная очистка сточных вод с помощью капельных фильтров
В таких условиях воздух легко поступает в нижние слои насадки фильтра. Типичная конструкция биологического фильтра представлена на...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconКомплексный подход к очистке сточных вод
Целью данной работы является оптимизация условий образования флокул при очистке сточных вод от ионов цветных металлов до значений...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconРуководство по эксплуатации и монтажу установки биологической очистки...
Установка предназначена для очистки хозяйственно- бытовых сточных вод от индивидуальных строений, дач, коттеджей с численностью проживающих...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconFesto на выставке Hannover Messe 2013
В павильоне 1 выставки Metropolitan Solutions компания Festo предоставит возможность ознакомиться с решениями автоматизации для систем...

Очистка городских сточных вод г. Алейска алтайского края на черноземах обыкновенных алешина Н. И iconАдминистрация алтайского края постановление
В целях совершенствования системы размещения заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных нужд...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница