Глубоководный выпуск сточных вод КОС в море

Выпуски сточных вод в океаны и моря сегодня зачастую реализованы с грубыми нарушениями экологических и санитарных норм. Отходы не подвергаются никакой очистке, и лишь изредка – механической. Сточные воды по своей структуре имеют меньший удельный вес в сравнении с морской водой, поэтому могут не смешиваться на протяжении долгого времени, а на поверхности водной глади образуются характерные пятна, видимые на больших расстояниях.

Разумным решением проблемы безопасного отвода стоков явлется значительное отдаление точки выпуска береговой линии на достаточную глубину. Глубоководный выпуск сточных вод в море возможно организовать при безупречном качестве трубопровода и устойчивости самого сооружения.

Содержание

1. Типы глубоководных выпусков стоков канализации
   1. Тип 1. Мелководные (береговые) выпуски
   2. Тип 2. Донные выпуски
   3. Тип 3. Глубинные или глубоководные выпуски
2. Практика применения и результаты исследований глубоководных выпусков
3. Особенности проектирования глубоководных морских выпусков
4. Состав типовой станции глубоководного выпуска сточных вод
5. Контроль и экологический мониторинг в районе выпуска стока
6. Результаты исследований в Сочи
7. Изыскания, проектирование и монтаж

Типы глубоководных выпусков стоков канализации

Для объективного понимания вопроса стоков в водоём, существует типизация таких выпусков.

Тип 1. Мелководные (береговые) выпуски

Выпуски первого типа удаляют на расстояние до 200 метров от береговой линии. Глубина составляет как правило до 10 метров.

Тип 2. Донные выпуски

В этом случае сточные воды выпускают на общую глубину до 100 метров. Тут решающую роль играет рельеф дна. Именно от рельефа зависит удаленность проведения труб от береговой линии. Например, для Балтийского моря выпуск вод происходит на расстоянии 50 километров, в то время как для Черного моря показатель несколько ниже, так как на необходимую глубину выйти значительно проще. Однако в любом случае донные глубоководные выпуски устраивают на глубину не менее 100 метров.

Тип 3. Глубинные или глубоководные выпуски

В этом случае глубина выпуска нормируется от 100 метров, а значит и расстояние от берега, как правило будет значительно выше. Как и в предыдущем типе, многое будет зависеть от рельефа морского дна.

Глубинный выпуск

Глубинным называют выпуск при соблюдении следующих условий:

1. если процесс производится вдали от берега на расстоянии минимум 30, максимум 40метров.
2. сама установка должна напоминать русловую, но не превышать установленного лимита. В противном случае выпуск будет считаться глубоководным, а это уже совершенно иной тип.

Глубоководный выпуск

Самый эффективный и в то же время более сложный в реализации способ утилизации сточных вод. Из-за большой глубины к ним предъявляются расширенные требования. Трубы должны быть надежно изолированы, а соединения - прочными и плотными. Это особенно важно при наличии стоков от производственных объектов, в том числе от предприятий нефтеперерабатывающего комплекса.

Практика применения и результаты исследований глубоководных выпусков

Во время строительства в районе глубоководных выпусков сточных вод образуется участок незагрязненной морской воды. Стоки через толщу воды не проникают на её поверхность. Пять лет практики использования выпуска сточных вод в Лос-Анджелесе продемонстрировали, что стоки не попадают в верхние морские слои глубиной до 20-30 метров. Опыт эксплуатации показал, что бактериальные загрязнения при выпуске на глубине 95 метров отсутствуют. Однако монтаж трубопровода на дне моря и его эксплуатация нуждаются в повышенной квалификации.

график распространения «бактерий коли» в затопленном поле сточных вод

Особенности проектирования глубоководных морских выпусков

При проектировании глубоководных выпусков, требуется учитывать и кинетическое действие воды на конструкции. Также немаловажно помнить о химических свойствах и воздействии воды, при монтаже устройства выпусков на морском дне.

Во время проектирования и строительства глубоководных выпусков около побережья моря, подборе расположения выпусков и вычислении уровня смешения и разбавления, учитывают следующие условия:

• Гидрологические показатели водного объема;
• Санитарные условия водоема;
• Рабохозяйственные значения водоема;
• Направление морских течений у линии берега;
• Характер этих течений;
• Уровень загрязнения водоема вредоносными веществами;
• Годовая и сезонная переменчивость перечисленных категорий;
• Деформация дна;
• Сила и направления ветров;
• Другие менее значимые особенности;

При конструкционных, инженерно-технических, а так же технологических факторах глубоководных выпусков для сточной воды следует читывать следующие факторы океанографии:

• Глубина течения;
• Плотностная стратификация воды;
• Температурная стратификация вод;
• Процесс турбулентной диффузии;
• И другие факторы;

Все они способствуют избавлению от образовавшихся загрязнений.

В морях и водохранилищах вода верхних слоев в большинстве случае насыщена кислородом (если нет ледяного слоя). И расчеты баланса кислорода необходимы только в глубинных слоях, приближенных ко дну водоема или впадинах.

Состав типовой станции глубоководного выпуска сточных вод

Для каждого конкретного случая система отвода сточных вод в море проектируется индивидуально. Перечислим основные элементы, которы обычно входят в состав системы глубоководного отвода стоков.

• Система подвода/отвода балластной воды;
• Трубопроводы;
• Насосная станция циркулирующей воды;
• 7-8 водонапорных баков объемом 20 кубометров;
• Железобетонные буферные резервуары (до трех агрегатов), вмещающих 10 тысяч кубометров воды;
• Радиальные резервуары отстойники, с монтированными коаксиально-козырьковыми водораспределителями;
• Радиальные флотаторы 30 метров диаметром со встроенным водораспределителем, вращающегося типа;
• Промежуточный резервуар приема фильтрованной воды объемом 100 кубометров;
• Резервуар выделенных нефтепродуктов объемом 500 кубических метров;
• Накопители ила;
• Устройство выпуска.

Во время эксплуатации на трубы действует морская вода, что приводит к возникновению коррозии и разрушений, а также волновым нагрузкам. Заложенный срок службы таких трубопроводов, как правило, составляет около 50 лет. На сегодняшний день, для прокладки стоков, используются стальные трубы, железобетонные или алюминиевые. Именно стальные трубы применяются наиболее часто, внутри и снаружи они покрываются бетоном, для повышения надежности и износостойкости. В зарубежных трубопроводах, внутреннюю часть конструкции покрывают смолой эпоксидного типа.

Контроль и экологический мониторинг в районе выпуска стока

Прозрачность и чистота воды на выходе приближенна к питьевой. Все показатели на регулярной основе контролируют с помощью автоматических анализаторов, которые распознают в химическом составе воды разнообразные примеси и загрязнения. При выявлении инородных объектов, с водой вступают в работу лабораторные сотрудники. Пробы отбираются каждый день.

Распространение стоков, попавших в морскую воду, имеет свои последствия и особенности. Это связано с тем, что удельный вес таких вод значительно ниже удельного веса морской воды, в которой содержатся различные соли и минералы. В случае, если стоки спускают с линии берега, происходит загрязнение ими поверхностного слоя. Они крайне медленно размываются всей массой морской воды. Помимо прочего, стоки располагаются в околобереговой зоне. То есть, в месте, которое наиболее важно для деятельности человека.

Спуск неочищенной воды является далеко не единственным фактором загрязнения и порчи морской воды. К негативным воздействиям в основном относят:

• Впадающие в море реки, подверженные загрязнению;
• Загрязнения талой и дождевой водой, оказавшейся в море после таяния снега или выпадения осадков;
• Морские суда, спускающие сточные воды на площади акватории порта.

Результаты исследований в Сочи

Доктор Юрий Чернус долгие годы проводил исследования условий спуска в морскую воду бытовых отходов и сточных путем глубоководного выпуска, находящегося в Сочинском районе. Длина такого спуска составляла 0,8 километров, а глубина 8 метров. Пробы воды происходили на расстоянии до трех тысяч километров от берега, на различной глубине. В условиях волнения моря и в период штиля, влияющего в свою очередь на дальность загрязнения морской воды.

Водоем-приемник по своему назначению является важным фактором для выбора средств охраны места выпуска сточных вод от загрязнений. Выпуск можно устанавливать на различном расстоянии от сооружений отчистки. Оценка экономических показателей данного фактора состоит в расчете величины уменьшения расходов на отведение сточной необработанной воды к району сброса.

Анализ эффективности и качества действия глубоководного выпуска производится по улучшению/ухудшению состояния воды на поверхностном слое воды.

При углублении выпусков на расстояние 39 метров, уровень концентрации показателя гидрохимического анализа снизился на следующие величины:

• Окисляемость – в 4 раза.
• Уровень содержания фосфатов – в 8 раз.
• Уровень содержания нитритов – в 3 раза.

Эксперимент решили продолжить, произведя заглубление выпуска до 85 метров. Все показатели прошлых анализов снизились еще в два раза. Биогенетическая концентрация вредных веществ и примесей сошла практически на нет.

Представленная аналитическая документация помогла дать очень высокую оценку качеству и эффективности действия таких выпусков. И предложить их использование в качестве главной профилактической программы для предотвращения рисков загрязнений зоны прибрежья и моря.

Большая часть исследований вопроса в нашей стране относится еще к временам СССР (60-80 годы XX века). Но и на сегодняшний день, одним из самых эффективных решений по охране морской природы, представляется сочетание абсолютной биологической очистки воды и глубоководный сброс стоков.

Несмотря на то что, во всем мире эта практика получила большое распространение и практически не имеет альтернатив, большое количество вопросов так и осталось без ответов. Множественные споры вокруг себя вызывают факторы глубины и длины сточных выпусков. Не до конца определенной остается и степень очистки и фильтрации воды непосредственно перед выбросом в водоем.

Но всемирный прогресс и модернизация не стоят на месте. Каждый год на научных съездах и конференциях предлагаются способы улучшения уже существующих методов и новые средства решения проблемы. Новые приборы тестируются на практике и постепенно вводятся в эксплуатацию. Можно быть уверенными, что скором времени вопрос охраны морской природы будет решен и вредоносной воздействие сточной воды сойдет на нет.

Изыскания, проектирование и монтаж глубоководных выпусков сточных вод