Урбанизированная территория на примере
г. Ростов, Ярославская область
(по материалам ИВП РАН)

Эффективность водоохранных мероприятий

Наиболее возможным подходом к очистке диффузного стока с территории г. Ростов является перехват поверхностного стока непосредственно в местах концентрации (на устьевых участках) и его очистка различными способами. В качестве способов очистки рассмотрены механический и физико-химический методы.

Механическая очистка включает процессы процеживания, отстаивания и фильтрации. Указанные процессы позволяют снизить количество легкоокисляемых и трудноокисляемых органических веществ, выраженных в БПК5 и ХПК до 20-25%, взвешенных веществ – до 80%, нефтепродуктов (с использованием жироловок) – до 50%. В соответствии с Рекомендациями НИИ ВОДГЕО [1] эффект снижения концентрации взвешенных веществ и нефтепродуктов при отстаивании поверхностного стока в аккумулирующем резервуаре в течение 1-3 суток может составлять до 80-90 %, растворённых органических веществ по БПК20 – 60-80 %, по ХПК – 80-90 %. Концентрация других исследуемых веществ (железо общее, аммоний-ион, сульфаты, хлориды) не изменяется.

Физико-химические методы очистки сточных вод включают множество различных способов, которые могут использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, биологическими и химическими методами очистки. Указанные методы обеспечивают удаление как твердых взвешенных частиц, так и растворенных примесей. Физико-химические методы очистки включают коагуляцию, флокуляцию, сорбцию, флотацию, экстракцию, ионный обмен и др. Степень очистки также варьирует в зависимости от использования конкретного способа очистки. Наибольший эффект снижения концентраций загрязняющих веществ в сточных водах достигается при комбинировании механических и физико-химических методов, что используется в современных установках по очистке ливневых стоков. Указанные установки состоят из нескольких отсеков, в которых происходит процеживание, отстаивание, сепарация и сорбция загрязняющих веществ. Следует отметить, что очистные сооружения, комбинирующие механические и физико-химические методы очистки, предполагают доведение содержания загрязняющих веществ в составе сточных вод до рыбохозяйственных нормативов [2].

Количество загрязняющего вещества и величины снижения диффузного загрязнения при различных методах очистки поверхностного стока по данным моделирования
Загрязняющие вещества, оцениваемые по показателямКоличество загрязняющего вещества в диффузном стоке до очистки, кг Механические методы очистки Отстаивание поверхностного стока Комбинированные методы очистки
после очистки, кг снижение в %после очистки, кгснижение в %после очистки, кгснижение в %
БПК51933,81580,918636,96753,397
ХПК7251,65928,6181343,48119897
Взвешенные вещества11299,23459,1693159,772395,596
Железо общее120,9120,90114,453,397
Аммоний-ион644,4644,40615,1521,897
Хлориды11697,611697,6011696,30318,897
Сульфаты16205,916205,9016204,10441,997
Нефтепродукты40,815637,1831,397
Сравнение концентраций загрязняющих веществ при использовании различных технологий очистки поверхностного стока с территории г. Ростова
ВеществоМеханические методы очисткиМеханические методы очистки с аккумулирующей емкостьюМеханические и физико-химические методы очистки
Амоний-ион

БПК5

Взвешенные вещества

Нефтепродукты

Железо общее

Сульфаты

Хлориды

ХПК

В связи с тем, что диффузный сток с территории г. Ростов поступает в оз. Неро, содержание загрязняющих веществ в указанном стоке сравнивается с нормативами качества воды для водных объектов рыбохозяйственного значения. Сравнение показывает, что использование механических методов очистки, включая отстаивание в аккумулирующей емкости, не позволяет снизить количество загрязняющих веществ, поступающих в озеро Неро, до нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения. Менее жесткие нормативы концентраций загрязняющих веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования также не достигаются при применении механических методов.

Таким образом, совместное использование механических и физико-химических методов очистки является наиболее эффективным из рассмотренных способов очистки диффузного загрязнения, поступающего в озеро Неро с территории г. Ростов.

Сравнение предотвращенного экологического ущерба озеру Неро от диффузного загрязнения с территории г. Ростов для разных методов очистки поверхностного стока

Предотвращенный экологический ущерб озеру Неро от приоритетных загрязняющих веществ в случае применения механических методов очистки поверхностного стока без аккумулирующей емкости составит 23 тыс. руб, а с аккумулирующей емкостью – 45,9 тыс. руб. в ценах 1999 г. При комбинировании механических и физико-химических методов очистки поверхностного стока предотвращенный экологический ущерб озеру Неро будет равен 80,4 тыс. руб. в ценах 1999 г. С учетом инфляции указанные цифры на уровень 2019 года составят 203,7, 401,6 и 707,2 тыс. руб. в год соответственно.

Общая стоимость очистных сооружений для г. Ростов необходимой производительности, использующих комбинацию механических и физико-химических методов очистки, в соответствии с [2] составит около 15 млн. руб. Таким образом, срок окупаемости очистных сооружений составит около 21 года.

Несмотря на значительный срок окупаемости очистных сооружений, мероприятия по очистке загрязненных вод ливневой канализации г. Ростова, кроме выполнений очевидных требований природоохранного законодательства Российской Федерации, необходимо реализовывать по комплексу причин. Во-первых, озеро Неро, принимающее загрязненный сток с городской территории, находится в тяжелом экологическом состоянии, и снятие части нагрузки на озерную экосистему должно способствовать ее оздоровлению. Во-вторых, планируемые мероприятия по улучшению инженерных условий на территории Ростова, направленные в том числе и на борьбу с подтоплением, приведут к росту объема поверхностного стока, что также необходимо принимать во внимание при разработке мероприятий по сохранению водных объектов как в самом городе, так и озера Неро.