Технологии очистки сточных вод и инвестирование проектов по их использованию

Основными факторами загрязнения воды в городах являются органические отходы (БПК), азотные и фосфорные соединения, твердые взвеси и химические отходы промышленности [1]. Ранее мно-гие крупные предприятия традиционно обеспечивали предварительную очистку своих стоков, сбрасываемых в муници-пальные сточные системы. В условиях перехода к рыночным отношениям, стоимость предварительной очистки стоков на промышленных предприятиях становится тяжелой ношей, и существует риск того, что все большее количество промышленных стоков (содержащих тя-желые металлы, химические вещества и т.п.) будут напрямую сбрасывается в муниципальную канализацию, которая не имеет соответствующего оборудования для очистки таких стоков. В связи с этим решения указанных экологических и экономических проблем направлены на использование передовых технологий очистки сточных вод и поиска путей инвестиции для этих целей.

Целью настоящей работы является анализ и обобщение литературных дан-ных и результатов исследований РНТП «Экология» по оценке эффективности работы различных технологий очистки сточных вод и поиску путей инвестиций в данную отрасль производства.

Существуют разнообразные техноло-гии очистки сточных вод, и все они могут использоваться успешно, отвечая всем существующим стандартам очистки [1,2]. Технологии включают в себя механичес-кие, химические и биологические про-цессы, а также их всевозможные комби-нации. Основными загрязнителями воды считаются биохимические вещества, сокращающие количество кислорода в воде (ВОД), взвеси твердых частиц (SS), общее количество фосфора (ТР), общее количества азота (ТN). Сравнивая пре-дельные цены установки оборудования для очистки воды от различных типов загрязнений, можно утверждать, что стоимость удаления нитратов (ТР и ТN) очень высока по отношению к стоимости удаления ВОД и SS традиционными методами очистки. Именно этим и объясняется высокая величина расходов на строительство прогрессивных и современных предприятий по очистке сточных вод по удалению из воды ВОД, ТР и ТN [1]. Затраты значительно увели-чиваются, если возникает необходимость модернизации очистного оборудования.

Различия между капитальными и текущими затратами на финансирование деятельности очистных объектов доста-точно велики и зависят от того, какой уровень очистки воды должен быть достигнут. Для городов с населением в 100 тысяч человек размеры инвестиций в организацию механической очистки воды составляет 10 миллионов долларов США, а улучшение очистки той же воды допол-нительным химическим способом потре-бует дополнительных вложений, равных всего лишь 2 миллионам долларов. При этом будет достигнуто качественное улучшение очистки воды от ВОД, SS и ТР. Различные уровни биологической очистки вызовут рост затрат от 15 до 25 миллионов долларов. Количество вред-ных веществ, удаляемых из воды, также может быть разным. Так, например, методы химической очистки воды значительно сокращают содержание в ней фосфора. Традиционная биологическая очистка наиболее эффективна при сокращении количества ВОД, но ни один из двух указанных выше способов не эффективен, когда речь идет об удалении азота. Таким образом, не существует ка-кого-либо одного, оптимального способа или метода очистки, так как выбор в данном случае зависит от качества поступаемой на очистку воды, как в местах ее сбора, так и ниже по течению.

Из изложенного следует, что пред-приятия по очистке городских сточных вод предназначены для удаления из воды органических материалов (ВОД), взвесей твердых частиц (SS), фосфора (Р), азота (N) и доведения уровня всех упомянутых веществ до требуемых величин в зависи-мости от типа сливаемых вод, требуемого качества и планируемого способа исполь-зования воды. Для достижения выше указанных целей используются физичес-кие, химические и биологические про-цессы очистки или их комбинации [3,4]. Примерами могут служит процессы осаж-дения, превращения органических соеди-нений и отстаивания.

Механическая очистка удаляет твердые частицы путем осаждения их в соответст-вующих резервуарах-отстойниках.

Использование химического способа очистки (химическая очистка потока, идущего из резервуара-отстойника) в добавление к простому отстаиванию воды улучшает процесс выделения осадков, что приводит к использованию данного спо-соба как химико-механического способа очистки воды. Данный способ не требует крупных дополнительных затрат и обеспе-чивает качественное улучшение очистки воды (по качеству этот способ ни в чем не уступает биологической очистке воды).

Традиционная биологическая очистка заключается в обработке воды, которая из отстойников попадает в специальные резервуары, специальными бактериями, окисляющими значительное количество все еще находящихся в воде вредных органических веществ.

Биохимическая очистка улучшает качества простой биологической очистки путем добавления специальных химичес-ких веществ в водный поток, идущий из отстойников (в основном это делается для удаления фосфора способом осаждения).

При прогрессивной (биохимическая очистка) очистке вода поступает в безкис-лородные резервуары для денитрифи-кации. Иногда вода поступает также и в анаэробные резервуары для удаления фосфора биологическим способом. В це-лях экономии и увеличения эффектив-ности, в воду могут добавляться химичес-кие вещества. Это наиболее дорогой способ очистки, требующий больших капитальных затрат и четкой работы специально подготовленного персонала.

«Естественные» (экстенсивные) сис-темы очистки. Использование данных систем может стать хорошей альтернатив-ной, если для их эксплуатации имеются необходимые условия. Такие системы требуют значительно больших площадей по сравнению со всеми остальными способами и системами очистки. Однако принцип действия «естественной» техно-логии очистки предельно прост. Он способствует удалению из воды ВОД и твердых взвесей, в то время как процесс удаления фосфора и азота данным способом еще не изучен полностью [1,4].

Все процессы отличаются друг от друга и составом, и способами его уничтожения или дальнейшей очистки. Степени удаления различных вредных веществ выше упомянутыми способами, а также размеры, необходимые для использования всех способов затрат, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Степень удаления вредных веществ (ВВ) и размеры затрат при использовании различ-ных способов очистки сточных вод

а* - РЭЗ- работа, эксплуатация и замена (включая обезвоживание и анаэробическую стабилизацию при очистке осадка).

б* – РЭЗ плюс капитальные расходы, взимание 12 процентов в течение 20 лет экономической активности.

В развитых промышленных странах накоплен значительный опыт проекти-рования, строительства и эксплуатации очистных предприятий различных типов. В любом случае, исходной точкой яв-ляется наличие соответствующего зако-нодательства, определяющего необходи-мые стандарты качестве воды, как сточ-ной, так и той, что имеется в различных водоемах. Часто используется комби-нация этих двух стандартов, что зависит от используемой технологии очистки (передовой технологии очистки воды). При существующих экономических слож-ностях и ограничениях наше государство должно стремиться решить все текущие проблемы наиболее эффективным путем; при минимальных затратах и при условии наличия денежных ресурсов в течение 15-25 лет попытаться приблизиться к стан-дартам стран Западной Европы. Именно этот подход необходимо учитывать при определении важнейших задач по обеспечению качества воды, стандартов и сроков выполнения запланированного.

Во всех вопросах, касающихся инвес-тиций, необходимых для снижения уров-ня засоленности вод, оснащения пред-приятий средствами очистки сточных вод и установки оборудования для снижения объемов токсичных выбросов, пред-приятия обычно самостоятельно должны вкладывать свои собственные средства. В противном случае предприятие закры-вается. В первую очередь необходимо убедиться, что введены и используются соответствующие системы экономичес-кого поощрения и механизмы регули-рования, в противном случае предприя-тиям нет смысла контролировать степень загрязнения ими окружающей среды. Далее, необходимо убедиться, что пред-приятие останется жизнеспособным и после того, как использует необходимые финансовые средства на сокращение вредных вопросов в окружающую среду. Вот почему, наиболее важным представ-ляется решение одного вопроса: каким образом осуществить наиболее эффектив-ное краткосрочное инвестирование с сох-ранением принципа, согласно которому долгосрочное инвестирование проектов защиты окружающей среды должно выполняться самими предприятиями.

На основании изложенного можно сделать следующий вывод. Процесс постепенного повышения стандартов ка-чества воды и одновременного использо-вания многоэтапной технологии должен основываться на тщательном планиро-вании, способном обеспечить

2. Кожахметов П.Ж. Охрана