Унифицированные очистные сооружения в сельской местности

Проблема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в сельской местности, особенно в муниципальных районных центрах становится острой. Негативное воздействие на окружающую среду — неизбежная плата населения за возможность комфортного проживания[10].

Цель исследования — оценка деятельности очистных сооружений в муниципальных районах Республики Башкортостан. В основе исследований лежит системный и сравнительный анализы литературного и фактического материала, на основе печатных и других источников информации.

На территории нашей республики располагаются 54 муниципальных района, 21 город, 2 поселка городского типа (Чишмы и Приютово), 828 сельских администраций, 4434 сельских населенных пункта. Численность населения республики по данным Госкомстата России составляет 4 071 064 человек за 2015 год. Плотность населения — 28,48 чел./км². Городское население — 61,7%. 29.62% населения проживает в Уфе и прилегающем к ней Уфимском муниципальном районе. Наименее плотно населёнными являются Зилаирский (3 чел./км²), Белорецкий (3,7 чел./км²) и Бурзянский муниципальные районы (4 чел./км²). Наибольшая плотность сельского населения отмечается в Уфимском (37 чел./км²), Кармаскалинском(30 чел./км²), Чишминском (29 чел./км²) и Туймазинском (27 чел./км²) муниципальных районах[8] . Стремительный рост не только городского, но и сельского населения и его плотности, существенно сказывается на природных водных экосистемах. Так, по данным показателям охраны окружающей среды Федеральной службы государственной статистики за 2014 год население и предприятия, отрасли создают значительную антропогенную нагрузку на водные объекты. Основная масса загрязнений поступает в водоемы со сточными водами от населенных пунктов и промышленных предприятий. По гистограмме на рисунке 1 можно наглядно убедиться в том, что хотя сточные воды и проходят очистку, сброс именно загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты сохраняется (в 2014 году составило 61,6% от общего процента сброса). И ежегодно эта цифра растет. По этому показателю наша республика в Приволжском федеральном округе уступает таким регионам как: Республика Мордовия (99,9%), Ульяновская область (99,3%), Кировская область (98,3%), Республика Марий Эл (88,5%), Удмуртская республика (81,4%) и Республика Татарстан (63,9%) [13].

Объем оборотного и последовательного использования воды, то есть объем экономии забора свежей воды за счет применения систем оборотного и повторного водоснабжения, включая использование сточной и коллекторно-дренажной воды, составил 4761,3 млн. м³ по республике, уступая в тройке лидеров лишь Саратовской области (7464,3 млн. м³⁾ и Республике Татарстан (4635,1 млн. м³⁾ . Анализ изменения этого показателя период с 2000 по 2014 года, свидетельствует о значительном уменьшении этого показателя (таблица 1) [13].

В населенных пунктах, как правило, основная часть расхода сточных вод образуется от хозяйственно-бытовой деятельности населения (как в домах, так и на рабочих местах). Также приблизительно 20% — 40% сточных вод поступает от абонентов, не относящихся к жилому фонду. Также существенные количества загрязняющих веществ попадают в сточные воды на микропредприятиях, занимающихся бытовым обслуживанием населения, в том числе в авторемонтных мастерских, прачечных, химчистках, медицинских и учебных учреждениях, на которых не могут быть применены методы локальной очистки [5]. Органическое вещество бытовых сточных вод представлено в основном мочевиной, белками, жирами, углеводами и продуктами и разложения, различными органическими кислотами, синтетически поверхностными активными веществами (СПАВ), концентрации нефтепродуктов (масла косметических средств). В сточных водах неорганическую часть составляют соли, присущие водопроводной воде и образующие в процессе обменной реакции в организме человека, в частности фосфаты и аммойные соли. Минеральные загрязнения, в основной состав которых входят взвешенные вещества, представлены песком и глинистыми частицами, попадающими в бытовые воды при мытье овощей фруктов, уборки помещений и т.д. Установлено, что от каждого человека в сутки поступает следующее количество загрязнений: взвешенных веществ — 65г, органических веществ, определенных по значению ПБК₂₀ — 75г, азота аммонийного — 8г, фосфатов — 3,3г, хлоридов — 9г, ПАВ — 2,5г. [6]. Источниками поступления тяжелых металлов (микроэлементов — меди и цинка) в бытовые сточные воды является их потребление с пищей, а т же в составе витаминов. Кроме того, цинк, медь, а также хром контактируют с водопроводной водой как материалы внутренних покрытий труб (цинк), составные части латуни (медь и цинк), из которой изготовлены смесители и различные другие устройства на внутренних сетях водоснабжения, а также внешние покрытия водоразборных устройств и других элементов (хром) [5]. Динамика водопотребления за два 25-летних отрезка времени за последние 50 лет характеризуется прямо противоположно. В советский период водопотребление населенных пунктов неуклонно нарастало. Причиной этого был рост населенных пунктов, а также увеличение доли канализованных территорий, рост промышленности, увеличение фактического водопотребления в условиях отсутствия учета воды, а также почти повсеместные утечки в быту через неисправные водоразборные приборы. В начале 1990-х годов, ненадолго удержавшись на достигнутом уровне, общее водопотребление в населенных пунктах стало стремительно (на 4% — 5% в год) сокращаться. Причинами явились как резкое падение промышленного производства, так снижение удельного водопотребления в быту.

Как и в предыдущие годы, качество сточных вод по большинству контролируемых ингредиентов не соответствует проектным показателям работы очистных сооружений и утвержденным нормативам [12].Конечно, на сегодняшний день, большая часть городского населения республики подключена к станциям очистки сточных вод, немалая часть к установкам доочистки, чего нельзя сказать о населении, проживающие в сельской местности. Для сравнения, на сегодняшний день, большая часть северных и центральных стран Западной Европы подключены станциям очистки, половина из них к установкам очистки, которые действительно удаляют органические и питательные вещества. В Бельгии, Ирландии и юго-западной Европе лишь около половины населения подключено к стациям очистки сточных вод, при этом 30-40% подключено к установкам вторичной очистки или доочистки сточных вод. В некоторых страна, например в Эстонии подключены 70% населения, тогда как в Венгрии и Турции лишь 32% и 23% соответственно.

В городах и городских поселениях республики функционируют биологические очистные сооружения: ангарного типа, блочного, простые, компактные установки. Зачастую эти сооружения старого образца, построенные в прошлом столетии, которые не соответствуют требованиям эксплуатации, энергоемкие, требующие бесконечного обслуживания, ремонта, некоторые и реконструкции. В некоторых более крупных поселках, районных центрах функционируют промышленные предприятия, на которых есть свои очистные сооружения, к которым частично подключена и часть населении. Недавно построенные объекты, вновь строящиеся объекты очистных сооружений в муниципальных районах не обеспечивают выполнение требований по ряду причин. Имеют место использования дорогих материалов, не эффективных технологий очистки.

Основную долю всех очистных сооружений, в сельских населенных пунктах составляет такой вид, как шамбо, септик. На сегодняшний день, в век высоких технологий и развитой научной деятельности, шамбо или говоря простыми словами выгребная яма, является хоть и очень дешевыми и доступным видом очищения сточных вод, но не экологическими, так как при их установке и использовании соблюдаются не все нормативы. Выгребная яма должна располагаться от источников питьевой воды (скважина, колодец) на расстоянии тридцати метров. Этот норматив действует на ямы с естественной очисткой воды, то есть с открытым дном. Если емкость герметична, то расстояние уменьшается до пятнадцати метров. Не рекомендуется в этой санитарной зоне выращивать овощи, а тем более употреблять их в пищу, если резервуары установлены без дна. При том, что большая часть населения не использует современные биопрепараты, для переработки отходов и сточных вод. И это еще не полный список.

В нашей республике на сегодняшний день большая часть очистных сооружений построены и эксплуатируются несколько десятилетий. На таких сооружениях системы автоматизированного управления режимами очистки отсутствовали. На современных крупных очистных сооружениях имеются такие системы, как правило, импортного производства. Для малых населенных и сельских мест, в связи с недостаточным финансированием, такие системы являются недостижимыми в ближайшие годы. На данный момент необходимо поставить такую задачу, для создания высокотехнологических проектных решений в области очистки сточных вод, особенно в сельских населенных пунктах. Воплотить в действия с помощью сооружений, которые будут в полной мере соответствовать следующим требованиям: выдерживание колебаний расхода и концентрации загрязнителей в сточных водах, простота по структуре, высокая безопасность благодаря выбору простого технологического проекта, невысокая стоимость и, несомненно, экономичность технологии.

За рубежом в последние годы основное направление совершенствования очистных сооружений централизованной системы водоотведения (ОС ЦСВ) в настоящее время находится не в экстенсивной (повышение качества очистки и расширение перечня гарантированно удаляемых загрязнений), а в интенсивной плоскости и прежде всего заключается во внедрении технологий, направленных на энерго- и ресурсоэффективность. Происходит кардинальная смена парадигмы — с переходом от задачи очистки (уничтожения загрязнений) к задаче рекуперации всех компонентов сточных вод, при сохранении эффективности очистки. Прежде всего, этот подход направлен на энергетическую сферу, на использование веществ, выделенных из сточных вод, для получения энергии. По ряду причин, главная из которых отсутствие мер по стимулированию альтернативной энергетики, а также из-за обилия нерешенных задач в части очистки сточных вод, данное направление модернизации ОС ЦСВ в России практически не развивается.