1.1 Краткая характеристика предприятия

Правобережные очистные сооружения (ПОС) имеют земельный участок на правом берегу г. Красноярск. Общая площадь ПОС составляет 42 гегтара. Генеральный план расположения ПОС приведен в приложении А.

Адрес: г. Красноярск, ул. Рязанская , 83.

1.1.2 Природно - климатические условия и экологическая оценка территории расположения предприятия

Климат в районе г. Красноярска резко континентальный: зима суровая, а лето непродолжительное, но жаркое. Условия циркуляции атмосферы существенно меняются в зависимости от сезона. Зимой циклоническая деятельность развита незначительно - на высоте преобладают западные, а у поверхности земли юго-западные ветры, с наступлением весны циклоническая деятельность усиливается. Летом над рассматриваемой территорией перенос воздушных масс обычно осуществляется с запада на восток.

Амплитуда температуры по средним месячным значениям воздуха составляет 37,7 ⁰С. Абсолютный минимум: от 45 до 55 ⁰С, абсолютный максимум: от 36 до 41 ⁰С. Средняя температура в 13 часов наиболее жаркого месяца составляет 22,5 ⁰С.

Ветровой режим - одним из важнейших факторов, определяющих характер рассеивания промышленных выбросов в атмосфере. Преобладающие направления ветров до высоты от 800 до 1000 метров - юго-западный и западный, совпадающие с господствующими направлениями воздушных потоков над данной зоной в свободной атмосфере. Это можно считать благоприятным фактором, т.к. они относят вредные примеси в сторону от основных жилых массивов. На слабые ветры и безветренные «застойные» периоды (от 0 до 1,0 м/с), опасные с точки зрения накопления высоких концентраций вблизи источников выбросов вследствие слабого естественного воздухообмена приходится до 40 % в зимний и летний периоды. Скорости ветра от 4,0 до 5,0 м/с отвечают условиям удовлетворительного естественного воздухообмена, но способны осуществлять длительный направленный перенос промышленных выбросов от высоких источников на значительные расстояния.

В условиях г. Красноярска слабые скорости ветра (2 м/с) сопровождаются образованием приземных инверсий в среднем в 33 % случаев. При наличии приподнятых инверсий, расположенных непосредственно над дымовыми трубами, создается опасность интенсивного загрязнения воздуха высокими выбросами. Повторяемость приподнятых инверсий незначительна, максимальное ее значение наблюдается в декабре и не превышает 4 % от общего числа случаев.

Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца года: 25,5 ⁰С. Средняя минимальная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца года: 18,2 ⁰С. Скорость ветра 9,5 м/с, повторяемость превышения которой составляет 5 %.

1.1.3 Объемы и характеристики сточных вод

В общем объёме стока, поступающем на очистку, объём хоз-фекальных сточных достигает 80% (от 557,0 тыс. человек), оставшиеся 20% объёма приходится на промсток в объёме 43,5 тыс.м³/сут и неорганизованный (дополнительный) приток в виде дождевых, талых и грунтовых вод.

При лимите на сброс очищенных сточных вод в р. Енисей 400,0 тыс.м³/сут, на ПОС поступает 360,0 - 375,0 тыс.м³/сут неочищенных сточных вод с коэффициентом суточной неравномерности K_сут = 1,17 и коэффициентом часовой неравномерности в сутки максимального водоотведения k_час = 1,3. Максимальный суточный расход иногда достигает 400 тыс.м³/сут. Суточный прирост в объёме в 30,0 ч 40,0 тыс.м³ вызван притоком дождевых и талых вод, содержащем значительные количества песка, взвесей, нефтепродуктов и других загрязняющих веществ. В тоже время он беден по органическим веществам, разбавляет общий сток и снижает его температуру [5].

Сточные воды от правобережной части города Красноярска поступают на правобережные очистные сооружения канализации от двух внегородских коллекторов по подводящему коллектору d=1400 мм.

Сточные воды по коллекторам самотёком поступают в распределительную камеру потоков I и II очереди. Происходит перераспределение потоков сточных вод по очередям. По проекту должно поступать:

- на I очередь - 170,0 тыс.м³/сутки;

- на II очередь - 190,0 тыс.м³/сутки.

Фактически на 2015 г на I очередь подается 160,0 - 170,0 тыс.м³/сут.

В общем объёме стока, поступающем на очистку, объём хоз-фекальных сточных достигает 80 % (от 557,0 тыс. человек), оставшиеся 20 % объёма приходится на промсток в объёме 43,5 тыс.м³/сут и неорганизованный (дополнительный) приток в виде дождевых, талых и грунтовых вод [5].

Объектами водоотведения являются жилые квартиры правого берега города Красноярск, промышленные и коммунальные предприятия. Сброс очищенных стоков осуществляется в протоку Шумковская р. Енисей.

Предприятия образующие сточные воды:

- ЗАО «Красноярский ДОК»;

- ИК-6 ГУИН Министра России по Красноярскому краю;

- ОАО АФ «Ремикс»;

- ООО «Биплан»;

- ОАО «Красноярская судостроительная вервь»;

- ООО «Стройтехника»;

- ОАО «Автомобилист - 1»;

- ОАО «Автоколонна 2082»;

- ОАО ПИК «Офсет», офсетный завод;

- МУП «Горэлектротранс»;

- ООО «Энергоцентр»;

- ОАО «Красноярскнефтепродукт», филиал «Центральный»;

- ООО «Краноярский судостроительный завод имени Побежимова Г.Т.»;

- ЗАО «Красный ЯР-ШИНА»;

- ОАО «Бетон»;

- ОАО «Втормед»;

- КМЗУ ОАО «Сибтехмонтаж»;

- ОАО «Тонус-2»;

- ФГУДП «Енисейэнергосервис»;

- ООО «Енисейский ЦБК»;

- ОАО «Красноярский завод синтетического каучука»;

- ЗАО Торговый центр «Красноярье»;

- ФГУП «Красмашзавод»;

- МУП «Специализированное автотранспортное предприятие»;

- ООО «Энергоцентр»;

- ГУП КАТП- 5;

- АТХ УМТ и ХО ГУВД края;

- ИК- 22 ГУИН Министра России по Красноярскому краю;

- ОАО «Красноярский речной порт»;

- ООО «Сантехзавод № 3» ЗАО «ВСТМ»;

- ООО «Авелекс»;

-ОАО «Красноярскэнергоремон»;

- УМ-3 ОАО «Строймеханизация»;

- ОАО «Красноярск - Лада»;

- ОАО «Мостоконструкция»;

- ОАО «Автобаза № 9»;

- ОАО ПКО «Астер»;

- ОАО «Завод электромонтажных изделий»;

- ОАО «Автоколонна 1263»;

- ОАО «Асфальтобетонный завод»;

- ООО Комбинат «Волна»;

- ООО «Красноярский цемент»;

- ООО «Стройком- плюс»;

- ОАО «Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гулидова»;

- ОАО «КЖБМК»;

- ООО «Красноярский завод деталей трубопроводов»;

- ОАО «Железобетон»;

Для предотвращения нарушения технологического процесса биологической очистки хозяйственно - бытовых сточных вод, выпускаемые в канализацию производственные сточные воды должны удовлетворять следующим требованиям [2]:

-производственные сточные воды не должны быть агрессивными по отношению к материалам водоотводящих сетей и сооружений;

-не должны содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

-не должны иметь температуру > 40 єС;

-не должны содержать мазут и смолы ;

-не должны содержать опасные бактериальные загрязнения;

-не должны содержать горючие смеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях.

Данные расчетных характеристик качественного состава сточных вод, поступающих на канализационные очистные сооружения, допустимые концентрации, предельно допустимые концентрации и нормативно допустимый сброс веществ, содержащихся в сточной воде, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Характеристика качественного состава сточных вод

1.2 Оценка воздействия предприятия на окружающую окружающую среду

Рис 1.1 - Экологическая карта - схема

Загрязняющие вещества, присутствующие в сточных водах производства, а так же микрофлора активного ила биологической очистки являются источниками загрязнения окружающей среды на больших территориях [3].

На рисунке 1.1 выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представлены красным цветом; твердые отходы (осадок, грубые примяси, песок, избыточный активный ил) изображены коричневым цветом; жидкие сбросы показаны синим цветом.

1.2.2 Воздействие на атмосферу правобережных очистных сооружений ООО «КрасКом»

На ПОС (правобережных очистных сооружениях) ООО «КрасКом» загрязнение атмосферы происходит в результате испарения с открытых поверхностей сооружений (отстойников, аэротенков и д.р), определяется по органолептическим показателям.

Мероприятий по снижению негативного воздействия не предусмотрено.

Органолептические показатели - санитарные показатели качества объектов окружающей среды, характеризующие наличие или степень выраженности у них определенных органолептических свойств.

Абсолютно вредных веществ нет. Такие загрязняющие вещества как оксиды углерода, серы и азота, в невысоких концентрациях всегда присутствовали в атмосфере. В воде и почве всегда есть тяжелые металлы. Даже при отсутствии поблизости (или вдали, ведь газообразные выбросы переносятся на тысячи километров) предприятий, выбрасывающих в атмосферу азот, некоторое его количество содержится в дождевой воде [4]. Он появляется в результате грозовых разрядов, при которых образуется аммиак. В таблице 2 приведены некоторые атмосферные загрязнения, которые исходят от сточных вод на левобережных очистных сооружениях ООО «КрасКом».

Таблица 1.2 - Выбросы в атмосферу

Любое загрязняющее вещество в невысокой дозе практически безвредно, загрязняющие показатели могут повлиять на организм человека только при концентрациях выше ПДК.

1.2.3 Воздействие на гидросферу правобережных очистных сооружений ООО «КрасКом»

В соответствии с требуемой очисткой сточных вод, существует технологическая схема (Приложение Б).

Характеристика сточных вод представлена в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Характеристика правобережных сточных вод

1.2.4 Воздействие на литосферу правобережных очистных сооружений ООО «КрасКом»

Известно, что активный ил, применяемый в биологической очистке, создаётся из взвешенных в сточной жидкости частиц, не задержанных первичным отстойником, и адсорбируемых коллоидных веществ с размножающимися на них микроорганизмами (бактериями, простейшими, водорослями и др.) [2].

Шлам необходимо увозить на санкционированные полигоны, на территории Красноярского края находится десять санкционированных полигона. На граничащих с городом территориях расположено девять объектов размещения отходов (два полигона для захоронения ТБО, два золошлако отвала три полигона промышленных отходов, один объект рекультивации нарушенных земель с использованием промышленных отходов III, IV, V классов, один объект для размещения иловых осадков с правобережных очистных сооружений) [5].

Общая площадь земель, занимаемая вышеуказанными объектами размещения отходов, составляет 605,37 га, в том числе в черте города 363,81 га (59,2 %), в районах - 246,10 га (40,8 %). Суммарная площадь объектов размещения ТБО составляет 53 га, в том числе по городу Красноярску - 20 га («Шинник»), в районах, граничащих с городом - 35 га, из которых 33 га - городской полигон ТБО в Емельяновском районе и 2 га - полигон ТБО «Сосновый мыс» в Березовском районе [5].

1.3 Выбор и обоснование способа реализации проектного решения

1.3.1 Дезинфекция сточных вод обеззараживанием воды в бактерицидных установках

Ультрафиолетовые лучи длинной волн 220 - 280 нм действуют на бактерии губительно. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей является ртутно - аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовые лучи.

Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробы. Одним из существенных минусов ультрафиолетового излучения является его малая проникающая способность. Так ультрафиолетовые лучи не могут проходить глубоко в воду. С возрастанием содержания соли в воде эффективность УФ - лучей падает ещё сильнее, поэтому наличие в воде взвешенных веществ, поглощающих световое излучение снижает эффективность обеззараживания [10]. Так же нужно контролировать уровень железа и при необходимости проводить очистку воды от железа. Необходима также постоянная чистка наружной поверхности кварцевого чехла от осаждающегося осадка. Для этого имеются продольные щетки, которые приводятся во вращения турбиной . В связи с этими недостатками УФ - ламп можно сделать вывод, что на обеззараживание сточных вод затрачивается большое количество энергии, что не выгодно для ПОС ООО «КрасКом». Следовательно метод обеззараживания следует заменить.

1.3.2 Метод хлорирования

Первый метод заключается в использовании хлора. Хлорирование является химическим (окислительным) способом обработки сточной воды, получившим в настоящее время широкое распространение. В технологии очистки сточных вод хлорирование применяют для обеззараживания очищенных сточных вод от патогенных бактерий и вирусов и удаления из сточных вод, фенолов, крезолов и других веществ, но методом хлорированием не уничтожаются спорообразующие микроорганизмы[6].

Для хлорирования сточных вод используется главным образом элементарный хлор.

Простое вещество хлор Cl₂ состоит из двухатомной молекулы при нормальных условиях ядовитый газ желтовато - зеленого цвета, с резким запахом, используют как отравляющее и обеззараживающее средство.

Хлор Cl₂ (элементарный) поступает на канализационные сооружения в жидком виде в специальной таре. По ГОСТ 6718--68 в жидком хлоре, поставляемом потребителям, содержание влаги должно быть не более 0,05% (по массе), треххлористого азота не более 0,005%. Температура кипения при атмосферном давлении должна быть --34,5° С [6].

В отдельных случаях на канализационные сооружения хлор поступает по трубопроводам от расположенных вблизи промышленных предприятий. В этом случае требования к качеству хлора согласовывают с предприятием-поставщиком.

Образующийся в сточной воде активный хлор вначале вступает в реакцию с азотсодержащими соединениями, находящимися в сточной воде, создавая монохлорамин и дихлорамин (связанный активный хлор), с которыми нужно вести постоянную борьбу. Связанный активный хлор менее бактерициден, действует медленнее по сравнению со свободным хлором и для достижения соответствующего эффекта требует большей продолжительности контакта.

Необходимые дозы активного хлора и продолжительность контакта его со сточной водой определяют пробным хлорированием.

Продолжительность контакта хлора с обеззараживаемой водой, для свободного активного хлора составляет - 0,5 ч, для связанного активного хлора - 1ч. Остаточный хлор после контакта со сточной водой должен включать: свободный активный хлор - 1 г/м3, связанный активный хлор - 1,5 г/м3 [6].

Хлорирование это недорогой и доступный способ обеззараживание сточных вод, но при поддержании в воде постоянного уровня хлора со временем наблюдается "привыкание" патогенных микробов к этим концентрациям хлора. Для решения этой проблемы применяется периодическая обработка повышенными дозами хлора.

Установки для хлорирования сточных вод состоят из следующих элементов: расходного склада хлора; узлов испарения жидкого хлора, дозирования газообразного хлора и образования хлорной воды; насосной для повышения напора воды, подаваемой в эжектор; электрощитовой и помещения КИП; вентиляционных и дегазационных устройств.

Поскольку ввод газообразного хлора непосредственно в сточную воду повышает расход хлора и нарушает безопасные условия обслуживания сооружений, сточные воды обеззараживают хлорной водой. Хлор растворяется в воде только в газообразном виде, поэтому жидкий хлор испаряют, превращая его в газ.

Для небольших установок испарение хлора осуществляют непосредственно в таре, в которой он хранится, если требуется более 30 кг/ч хлора, применяют испарители с искусственным подогревом. На испарение 1 кг жидкого хлора расходуется 0,4 м3 воды при температуре 10°С и 0,15 м3 воды при температуре 30° С. Из испарителя газообразный хлор направляется для получения хлорной воды к водохлорному эжектору, который создает в газовой системе хлора вакуум, обеспечивающий безопасность ее эксплуатации [6].

Сточная вода обрабатывается раствором Cl₂, процесс хлорирования осуществляется в контактных аппаратах, обеспечивающее эффективное смешение и требуемое время контакта. Принципиальная технологическая схема вакуумной хлораторной установки с постоянным расходом хлора представлена в приложении В.

1.3.3 Метод озонирования

Второй вариант заключается в использовании озона. Озон (О₃) - простое вещество (аллотропная форма кислорода) с характерным запахом, по химическому строению представляет собой молекулу, состоящую из трех атомов кислорода обладающее высокой окисляющей способностью, дезинфицирующими и дезодорирующими свойствами. Вследствие особенностей молекулярного стороения, озон нестабилен: под дейсвием тепла или при соприкосновении с органическими веществами он разлогается с образованием кислорода, уничтожая в результате окисления различные микроорганизмы. Он воздействует как на окисоительно - восстановительную систему бактерий, так и на их протоплазму. Чистый озон взрывоопасен. При концентрации его в озоно - воздушных и кислородо - озонных смесях до 180 г/м³ абсолютно безопасен при любых воздействиях: нагрев, удар, реакция со следами органических соединений [7].

Химизм реакций озона с органическими загрязнениями воды достаточно сложен. Будучи сильным окислителем озон влияет на характер протекания реакций образования самих загрязнений. Эта действие озона даже выше, чем окисление органических загрязнений (мочевины). Озон убивает все штаммы бактерий, вирусы, споры и вегетативные формы патогенных грибков. Устроняет все неприятные запахи.

Озон имеет высокий окислительно - восстановительный потенциал, что является главной причиной его активности по отношению к различному рода загрязнениям воды [7].

Озон - очень эффективный реагент, применяемый при очистке воды от фенолов и других органических веществ, при обеззараживании воды, содержащей патогенные бактерии и различные вирусы, а также для предотвращения развития в воде сапрофитных бактерий, водорослей, грибов. Для достижения удовлетворяющих санитарной нормы показателей по обеззараживанию бытовых сточных вод требуемая доза озона составляет 3 - 6 мг/л.

Озон получают непосредственно на месте потребления путем электрического разряда в воздухе. Элементарный генератор озона состоит из двух электродов, разделенных диэлектриком. Электрод низкого напряжения представляет собой цилиндр из нержавеющей стали, в котором с зазором установлен полый цилиндрический стеклянный диэлектрик, покрытый с внутренней стороны тонким слоем металла. Электрод высокого напряжения размещен строго по центру стеклянного диэлектрика. Поток сухого воздуха (или кислорода) поступает в пространство между цилиндрическим электродом и стеклянным диэлектриком. При наложении переменного тока высокой частоты происходит электрический разряд и образуется озон. Работа генератора сопровождается слабым фиолетовым свечением.

При электрическом разряде выделяется теплота, поэтому требуется охлаждение электрода низкого напряжения. Разность потенциалов, подведенная к электродам, составляет 10 - 20 кВ. Концентрация озона в озоно-воздушной смеси в среднем составляет 10 - 20 г/м, производительность озонаторов -- 50 - 100 г/ч на один метр квадратный площади поверхности, потребление энергии от 20 до 30 Вт на 1 г озона. На расход электроэнергии при получении озона из воздуха существенно влияют его влагосодержание, температуpa и давление. Поэтому на установках воздух, подаваемый в озонаторы, компрессируется и осушается до температуры точки росы с тем, чтобы снизить его абсолютную влажность до 0,03 - 0,1 г/мі. Затраты электроэнергии при получении озона могут быть существенно снижены при использовании вместо воздуха кислорода. Самым доступным сырьем для синтеза озона является воздух, вследствие этого он нашел широкое применение в производстве во всем мире[7] .

Для эффективной работы озонаторных установок большое значение имеет полнота смешивания содержащего озон воздуха с обеззараживаемой водой. Озоно - воздушная смесь может вводиться в воду через пористые материалы, например, пористую керамику или перфорированные трубы. Смешение озоно - воздушной смеси с водой осуществляется при этом за счет барботирования при пропуске смеси через толщу воды.

Озон и его водные растворы чрезвычайно коррозионны. Поэтому все элементы озонаторных установок и трубопроводы, контактирующие с озоном или его водными растворами, должны изготовляться из коррозиестойких материалов. Схема установки озонирования приведена в приложении Г.

1.3.4 Выбор метода

Материальный баланс для всего процесса очистки сточных вод выглядит следующим образом: