Экспертная оценка планирования природоохранных мероприятий

   Укрупненная оценка ущербов от загрязнения водоемов объектами железнодорожного транспорта 

   цель  работы: освоение метода оценки экологического ущерба путем расчета платежей за загрязнение водоемов при сбросе сточных вод; знакомство с принципами очистки сточных вод и основными примерами их конструктивной реализации. 

   Экологический ущерб – это понижение качества (полезности) окружающей среды вследствие ее загрязнения. Ущерб выражается суммой дополнительных затрат по воспроизводству  и восстановлению качества природных ресурсов в данном регионе до уровня, предшествующего осуществлению загрязнения от рассматриваемого объекта. В настоящее время оценка годового экономического ущерба, нанесенного окружающей среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, выбросами в атмосферу или промышленными отходами предприятий осуществляется с учетом платежей за его компенсацию, установленных предприятиям-загрязнителям в соответствии с действующим законодательством [16]

   Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни разрешением ухудшать экологическую ситуацию региона в пределах  финансовых возможностей промышленного объекта. Основное назначение такой реакции общества – стимулировать усилия предпринимателей на внедрение более совершенных малоотходных и экологически щадящих технологий на основном производстве и более эффективных методов и устройств очистки выбросов и сбросов.

   В результате производственной деятельности различные объекты железнодорожного транспорта (депо, ремонтные заводы, промывочно-пропарочные станции и др.) сбрасывают сточные воды, различные по структуре и происхождению и подлежащие очистке от примесей. В зависимости от условий происхождения различают три основных вида сточных вод [6, 9]:

   А. Бытовые (хозяйственно-фекальные). Они  образуются при эксплуатации туалетов, душевых, столовых, прачечных, мытье полов и т.д. Эти воды содержат около 60 % органических и 40 % минеральных примесей.

   Б. Атмосферные (поверхностные) сточные  воды формируются в результате выпадения  осадков. Дождевой, талой или поливочной водой вредные вещества смываются с территории предприятий и крыш зданий, а также с подвижного состава.

   В. Промышленные (производственные) стоки  образуются в депо и на других ремонтных  предприятиях в результате обмывки  подвижного состава и его деталей, а также при других производственных операциях.

   Краткие сведения о загрязнении водных ресурсов предприятиями железнодорожного транспорта приведены в таблице 1.1. 

   Таблица 1.1

   Предприятия - загрязнители водных ресурсов на железнодорожном  транспорте

 

   Физическая  масса годового сброса (фактический  сброс) i-ой примеси, т/год, определяется из следующего соотношения: 

                                                                        mi = ci×V×10-3,                                    (1.1) 

   где   ci – среднегодовое значение концентрации i-го вещества, определяемое регулярным лабораторным анализом, мг/л; 

   V – объем годового сброса сточных  вод, тыс. м3. 

   Платежи предприятия за нормативный сброс i-го загрязняющего вещества в водоемы, тыс. руб./год, определяются зависимостью [5] 

                                       при Сi £ ПДКi (mi £ mнi),                   (1.2) 

                  или               при Сi > ПДКi (mi > mнi),                 (1.3) 

   где   ПДКi - предельно-допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества. Под  предельно-допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющего вещества понимается концентрация загрязняющего вещества в единице природной среды, которая не оказывает отрицательного (прямого или косвенного) воздействия на живой организм.  

   Пуд.нi – ставка платы за сброс 1 т i-го загрязняющего  вещества в пределах допустимых нормативов сбросов, руб.;

   mнi  – масса нормативного сброса i-го загрязняющего вещества, т/год;  определяется по формуле 

                                                          mнi = ПДКi×V×10-3.                                             (1.4) 

   Ставка  платы, руб./т, за нормативный сброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле 

                                                         Пуд.нi = Нбл.i×Кэ.вод×Ки,                                         (1.5) 

   где   Нбл.i - базовый норматив платы за сброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;

   Кэ.вод  – коэффициент экологической  ситуации и экологической значимости поверхностного водного объекта; для  рек бассейна Енисея К э.вод = 1,7;

   Ки  – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается Ки = 1.

   Плата за сверхнормативный сброс i-го загрязняющего  вещества взимается в пятикратном  размере и определяется путем  умножения соответствующей ставки платы на разницу между фактическим и нормативным сбросом i-го загрязняющего вещества: 

                                    при Сi > ПДКi (mi > mнi).             (1.6) 

                         Псн.i = 0 при Сi £ ПДКi (mi £ mнi). 

   Суммарные платежи предприятия за сброс сточных вод определяются по формуле 

   

                     (1.7) 

   При сбросе загрязняющих веществ в канализацию  предприятие-загрязнитель заключает  на некоторый период времени (как  правило, на год) договор с владельцем канализации и платит ему определенную сумму за очистку сточных вод при условии, что концентрация загрязняющих веществ в них не превышает ПДК. В случае превышения дополнительно взимается плата за сверхнормативный сброс. Значения ПДК и ставка платы устанавливаются в договоре.

   Расчет платежей по каждому варианту сводится в таблицу: 

   Таблица 1.3

   Индивидуальная  таблица расчетов платежей. V = 260 тыс.м3/год 

   

   Для очистки сточных вод от загрязнений  применяются технические средства. Практически все вещества, присутствующие в стоках, относятся к числу вредных, и поэтому должны быть удалены из них. Конкретные условия для выбора очистных сооружений определяются дисперсным составом и концентрацией загрязнений, видами примесей, объемом сточных вод.

   Показателями  качества воды – несущей среды сбросов – являются значения концентраций в ней вредных веществ сi. То же можно сказать и о воздухе. Эффективность очистки hi сточных вод (отходящих газов) от i-го загрязняющего вещества определяется по формуле

                                                          ,                                       (1.8) 

   где сi.вх – концентрация i-го загрязняющего  вещества на входе в устройство, мг/л (мг/м3);

   сi.вых  – концентрация i-го загрязняющего  вещества на выходе из устройства, мг/л (мг/м3).

   Эффективность очистки имеет, по существу, смысл  коэффициента полезного действия (КПД) соответствующего устройства. Вследствие большого разнообразия свойств примесей (например, их фазового состояния, фракционного состава, температуры и др.) в потоке сточных вод или отходящих газов решить задачу приемлемой очистки в каком-либо одном устройстве практически невозможно. Отмеченное определяет необходимость применения системы n последовательно соединенных аппаратов, которая дает общую эффективность по i-й примеси: 

                                               hi = 1 – (1 – hi1)×(1 – hi2)×…×(1 –  hin),                            (1.9) 

   где hij – эффективность очистки от i-й примеси в j-м устройстве.

   Конструктивные  решения устройств очистки весьма разнообразны, однако заложенных в них принципов вывода загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), фильтрование, флотация, инерционное разделение, биологическая очистка и ряд других. Эффективность некоторых технических средств очистки приведена в табл. 1.4.

   В практической работе рассматриваются  простые технические устройства, реализующие три последних принципа. В сложных системах очистки сточных  вод эти устройства могут выступать  отдельными элементами. 

   ФЛОТАТОР 

    Основное назначение флотационной установки (рис. 1.1) – очистка от взвешенной в объёме воды мелкодисперсной фракции масел или нефтепродуктов [12, 15]. Несмотря на разность плотностей несущей среды и жирных компонентов, очистка сточной воды от эмульсии методом отстаивания неудовлетворительна из-за чрезмерно большой длительности процесса. При флотации процесс интенсифицируется вследствие обволакивания капелек масла пузырьками воздуха, вводимого в сточную воду, и их последующего всплывания. Эффективность образования агрегатов «частица масла - пузырьки воздуха» зависит от размеров фракций, интенсивности их столкновения друг с другом, химических и физических свойств веществ (рН, вязкости, температуры, давления и т.п.). Помимо масел, с помощью флотационной установки можно концентрировать и выводить из сточных вод взвешенные вещества, ПАВ, органические примеси, медь и т.д. (эффективность см. в табл. 1.4).

   Исходная  сточная вода по трубопроводу 1 и  отверстиям в нём равномерно поступает  в объём флотатора. Навстречу  потоку воды по трубопроводу 2 подаётся сжатый воздух, который через насадку из пористого материала равномерно распределяется в виде мельчайших пузырьков по сечению флотатора. Всплывая, пузырьки воздуха «прилипают» к частицам нефтепродуктов и увлекают их к поверхности. Образующаяся таким образом пена скапливается между зеркалом воды и крышкой флотатора, откуда она отсасывается центробежным вентилятором 6 и по трубопроводу 3 направляется на утилизацию. Взвешенные вещества и другие твердые примеси оседают в шламосборник, откуда по мере накопления периодически удаляются для утилизации или захоронения. В процессе встречного движения кислород воздуха окисляет органические примеси и повышает концентрацию О2 в воде за счёт аэрации. Очищенная сточная вода огибает перегородку и переливается в приёмный бак 7, откуда по трубопроводу 4 подаётся на сброс, повторное использование или дополнительную обработку.

   Процесс флотации может быть интенсифицирован при помощи реагентов: коагулянтов  и флокулянтов. Добавление коагулянтов  способствует процессу коагуляции - соединения мелких частиц загрязнения в более крупные. Для положительно заряженных частиц коагулянтами являются анионы, а для отрицательно заряженных – катионы. В качестве коагулянтов используют известковое молоко, соли алюминия, железа, магния, цинка, углекислый газ и др.

   Между молекулами флокулянтов и мелкими  частицами загрязнений в воде образуются мостики, за счет чего происходит агрегация загрязнений. Этот процесс  назван флокуляцией. В качестве флокулянтов  используют активную кремниевую кислоту, эфиры, крахмал, целлюлозу, синтетические органические полимеры.