Рекомендую к прочтению. Очень хорошо проработанный материал.
Автор - Олеся Ильина, биолог, участница экологических экспедиций проекта "Берега России".
Об очистных на Байкале.
🌊🌊🌊 Собралась с духом написать впечатления по очистным сооружениям, на которых была этой зимой. Это будет пост первый, на правах введения.
Сейчас много обсуждений из-за инициативы по снижению требований к сбросам в Байкал (Приказ Минприроды №63): по многим значимым показателям, включая токсичную медь и вызывающие цветение воды нитраты, планируется повысить предельно допустимые концентрации в стоках. Перспектива эта, разумеется, плоха и опасна. Сейчас стоки вызывают экологические проблемы: было бы логично стремиться сделать их более чистыми, а не легитимизировать содержащуюся в них грязь.
Но что удивило и продолжает удивлять: разрыв между горячими обсуждениями идеальных показателей, и реальным положением дел на очистных сооружениях, которые эти показатели никогда не выполняли и выполнять не могли. И вряд ли будут, если не изменится полностью технический подход. Но, увы, наш законодательный природоохранный аппарат пошел по пути самому простому и самому бессмысленному: вместо того, чтобы организовать проектирование очистных под очень специфические и очень жесткие требования Байкала, решили просто понизить требования поближе к текущим возможностям.
Здесь, в этой ситуации, три фактора. Во-первых, тот самый 63 приказ ("Об утверждении нормативов предельно допустимых воздействий на уникальную экологическую систему озера Байкал"). Он правильный и красивый. Он очень жесткий, и предписывает сбрасывать в Байкал очень чистую, по сути дистиллированную воду.
Во-вторых Байкал. Суперолиготрофное озеро, то есть с низким содержанием питательных веществ в воде, и с низкой продуктивностью экосистемы. Очень чистый, очень чувствительный к загрязнению биогенными веществами и органикой. Стоки, которые в любом водоеме средней полосы остались бы незамеченными, на Байкале сразу же вызывают всплеск нетипичной растительности или цветения воды, маркируются нарушениями ценозов, массовым развитием сине-зеленых и зеленых водорослей (ту самую спирогиру), которые никому не нравятся.
И в-третьих, очистные, про которые забыли все, кроме природоохранной прокуратуры. Иногда приходится слышать, что на Байкале очистные - устаревшие, аварийные, и поэтому они не справляются. Что не вполне так. На Байкале есть очистные старые, но в достаточно хорошем состоянии (Северобайкальск, Слюдянка №1), есть очистные старые и аварийные (не буду показывать пальцем), есть новые и аварийные (Слюдянка №2), есть новые и современные (Байкальск). С 63 приказом не справляются ни одни.
Собственно, в России (и, подозреваю, в мире) вряд ли есть действующая модель, которая бы с ним справилась. Технически это возможно, экономически - крайне сложно, особенно учитывая размеры бюджетов маленьких прибрежных городов. До экологических проблем с Байкалом необходимости в такой тонкой очистке нигде просто не возникало. И это дорого. При этом общие нормативы по сточным водам, действующие в России, байкальские очистные выполняют. Просто им не повезло оказаться на Байкале. Но кто-то должен там очищать стоки, и кому-то приходится это делать.
Отдельная тема - штрафы. Контролем очистных сооружений активно занимается Байкальская природоохранная прокуратура. Контроль осуществляется с помощью штрафов, которые всегда есть за что выписать, так как см. выше - 63-й приказ не выполняется, и нарушения по нему можно найти всегда, очень удобно. Иногда предприятия банкротятся, переводятся с баланса на баланс, а потом реорганизуются, поскольку чистить-то все равно надо. Таких случаев я знаю два, и многих наверняка не знаю. Честно говоря, вообще не очень понимаю, как коммунальщики в таких условиях работают. Но вот.. Работают.
Итого, в верхах сейчас обсуждается, что должны очистные сооружения Байкалу и нам. Тем временем задачу выполнения этих нормативов - задачу, которую пока не выполнил ни один мощный проектный институт, и как-то особо не пытался - вынуждены решать администрации прибайкальских городов и самих предприятий. Причем самостоятельно и по отдельности. Решают они ее в промежутках между борьбой с неплатежами, собственными задолженностями, капремонтами и оплатой штрафов. На срочное проектирование модернизаций выделяются из бюджета деньги - всем по отдельности и понемногу (хотя как сказать). На эти деньги слетаются какие-то проектировщики, деньги осваиваются, что-то проектируется, оно потом не проходит экологическую экспертизу, или даже не доходит до нее. Потом суд, потом все по новой. Таких случаев тоже знаю два, наверное тоже гораздо больше не знаю.
О том, чтобы централизованно провести исследования, задействовать серьезные проектные мощности, проанализировать существующие у человечества технические достижения в сфере водоочистки, и параллельно - реальные возможности прибрежных городов, найти неутопичное централизованное решение для всех, отладить процесс на модельном предприятии - речи не идет, к сожалению.
Это мои личные впечатления. Если коротко и в общем.
Байкал, про очистные -2. А еще вспомнила, что в аккурат когда привезла пробы, в такси по Иркутску меня вез парень, который закончил иркутский политех, по специальности как раз связанной с эксплуатацией очистных сооружений. По этой теме он знал раз в пятьсот больше, чем я. Но, говорит, на водоканале платят мало, в такси работать выгоднее. К вопросу, почему оно все так.
🌊🌊🌊 Байкал, про очистные-3. Что они из себя представляют, что туда попадает, и что из них вытекает. Возможно, очевидные вещи напишу, но для меня здесь было много сюрпризов. Например, что нитратов на выходе, ПОСЛЕ очистки может быть в десятки раз больше, чем на входе из коллектора, ДО очистки. Более современная система, находящаяся в лучшем состоянии, производит БОЛЬШЕ нитратов, чем аварийная. Фосфатов - примерно одинаково что на входе, что на выходе. Как же так, в учебниках для коммунальщиков пишут, что при биологической очистке происходит включение 30-50% биогенных веществ. А биологический цикл есть во всех предприятиях, на которых я была: Слюдянка, Байкальск, Северобайкальск. Здесь и дальше про них. Всего в водоохранной зоне больше 20 очистных сооружений, они в большинстве используют похожие схемы, но конкретные данные у меня есть по этим трем.
Все сюрпризы закономерны. Так что пусть будет очевидности пост.
Содержание загрязняющих веществ на входе в систему очистки может быть каким угодно. Их содержание на выходе контролируется в России Постановлением правительства РФ №1134 "О вопросах осуществления холодного водоснабжения и водоотведения". Локально в байкальской природоохранной зоне действует Приказ Минприроды России от 5 марта 2010 г. № 63 «Об утверждении нормативов предельно допустимых воздействий на уникальную экологическую систему озера Байкал и перечня вредных веществ". Тот самый, который сейчас хотят пересматривать. В 63-м (байкальском) регламентируется гораздо больше показателей, чем в 1134-м (общероссийском), и требования 63-го гораздо жестче ("байкальские" ПДК в десятки и сотни раз ниже, чем "общероссийские"). Это правильно, так как байкальская вода также намного чище, чем в любом другом водоеме, где есть население. То есть требования к прибайкальским КОС тоже в десятки и сотни раз строже, чем к любым другим. А коммунальные тарифы, из которых складывается бюджет очистных, на Байкале не выше, чем где-либо.
Очистные на Байкале в основном имеют дело с хозяйственно-бытовыми стоками: крупной промышленности в прибрежной зоне нет. То есть они работают с тем, что мы спускаем в канализацию и в раковину. Там содержится мусор и предметы гигиены, взвешенные вещества, органика, производные моющих средств и другой химии, тяжелые металлы, бактерии (в том числе возбудители инфекций), нефтепродукты, цисты патогенных простейших (дизентерийная амеба, балантидии, лямблии), яйца гельминтов.
Органика служит питательной средой для развития инфекций, тяжелые металлы токсичны, остальная часть букета тоже представляет прямую опасность для здоровья людей и других участников экосистемы.
Разумеется, основная задача очистных сооружений - нейтрализовать опасные компоненты, так как после всех стадий очистки стоки попадают в живой природный водоем, в котором может плескаться и население.
Извлечение из стоков биогенных веществ оказалось критично в байкальской экосистеме из-за развития спирогиры и других признаков локальной эвтрофикации. Обычно же это довольно экзотическая задача очистных и не первоочередная. Главная цель очистных - не допускать выброса инфекций и других санитарных нарушений. Это действительно важно. В крупных прибайкальских городах стоки составляют несколько тысяч тонн грязной пахучей жижи каждые сутки.
На Байкале многие очистные строились в 80-х годах, самые новые, где я была - в 2008-2010, когда проблема эвтрофикации еще не была остро обозначена. 63 приказ появился в 2010 году.
Что делают очистные. Они фильтруют (мусор, взвешенные вещества), окисляют и удаляют из раствора (органику), обеззараживают (нейтрализуют патогенные бактерии и микроорганизмы), в качестве тонкой доочистки могут избирательно сорбировать определенные химические соединения.
Первая стадия очистки - механическая. Она начинается с решетки разной степени сложности (от простого ряда железных прутьев до сложного "шагающего" конвейера), которая фильтрует крупный мусор - он отправляется в контейнер ТБО. Дальше идут песколовки, которые отделяют нерастворенные минеральные примеси, способные в дальнейшем засорять и повреждать систему - песок, шлак, стеклянный бой.
Следующая стадия очистки - биологическая, она проходит в аэротэнках - огромных емкостях, куда подается активный ил и кислород. Активный ил - скопления микроорганизмов: бактерий, грибов, дрожжей, простейших, которые развиваются на органических загрязнениях, содержащихся в стоках, и перерабатывают эти соединения.
После аэротэнков и серии отстойников стоки могут отправляться на доочистку (на биосорберы или биофильтры в описываемых КОС). Завершающая стадия - обеззараживание. Применяются хлорирование (дешево, но вредно, в стоках сохраняется остаточный хлор), озонирование (эффективно, но очень технологично и дорого), обработка ультрафиолетом (более бюджетно и, видимо, оптимально). После очистки стоки выходят в речки, впадающие в Байкал, либо в аэрационный пруд, который также сообщается с Байкалом. Контроль качества очистки ведут лаборатории, они есть на каждом предприятии. Пробы забирают ежедневно, кроме выходных и форс-мажоров.
Используемая очистка вполне годная для удаления органики (удаляет 96-99% по массе, нормативы 63 Приказа в среднем соблюдаются), взвешенных веществ (95-99%, кроме самых новых, но самых аварийных - да, вот так, очистных-2 Слюдянки, там показатель хуже) - тем не менее по взвешенным веществам нормативы 63-го на некоторых предприятиях превышены в 2-4 раза. Аналогичная картина с очисткой от ПАВ (эффективность очистки 60-90%, но бывают превышения 63-го в десятки раз) и нефтепродуктов (удаляется 90-95%, превышения не повсеместны, но бывают до нескольких раз), а также с удалением аммиака и нейтрализацией опасных микроорганизмов. По последним пунктам тоже проблемы в Слюдянке-2. На эту группу параметров контролирующие органы обращают самое большое внимание, и штрафы за них выписывают чаще и больше всего. Общероссийские нормативы по ПП РФ №1134 соблюдаются с большим запасом.
Важно, что в процессе очистки в стоках наблюдается снижение до нескольких раз концентраций железа, токсичных меди и свинца - аж до нормативных по 63-му (не говоря уж про 1134).
Фосфаты и нитраты, наиболее востребованные биогены, гораздо меньше интересуют инспекцию и следовательно коммунальщиков, хотя после скандалов со спирогирой за них тоже штрафуют. С биогенными элементами на очистных картина совсем другая. Концентрация фосфатов в процессе очистки почти не изменяется (немного возрастает или немного, в пределах 10-15%, уменьшается). Концентрация нитратов в стоках после всех стадий очистки возрастает. Причем в самых аварийных очистных 2 Слюдянки она возрастает всего лишь до трех раз, а на самом современном и исправном предприятии Байкальска - аж в 20 раз.
Получается, очистка генерирует в стоках биогенные вещества? Наблюдаем нарушения ПДК по 63-му приказу по фосфатам до четырех-пяти раз, по нитратам - до нескольких десятков раз. Но это только по страшному 63-му. 1134 опять соблюдается, даже в пиковых значениях. То есть нельзя сказать, что байкальские чистные плохие, ужасные. Нет. Просто требования к ним принципиально другие. А конструкция тоже как везде. Что им не дает выводить фосфатную и азотную группу, будет следующий очевидности пост, а то сильно длинный получился))
🌊🌊🌊 Байкал, про очистные-4. Почему они не чистят стоки от азота и фосфора, хотя из-за них растет в озере спирогира, цианобактерии и другие неприяные вещи. Мешают чистить или отсутствие денег, или отсутствие технических возможностей, или отсутствие готовых решений, а по большому счету все вместе.
При биологической очистке стоков в универсальных, имеющихся на всех очистных аэротэнках (с активным снабжением кислородом) происходит окисление органических соединений. В том числе содержащиеся в органике азот и фосфор окисляются до конечной растворимой стадии - фосфатов и нитратов. Чтобы дальше вывести их из состава стоков, существуют модули биологической доочистки, функционирующие в анаэробных условиях, БЕЗ аэрирования. В них азот восстанавливается до газообразного молекулярного азота, фосфор включается в состав активного ила. Это два разных процесса, под них нужно отдельно подбирать условия, режим, осуществлять контроль. В отличие от распиаренного обратного осмоса и физико-химических методов, биологические не так дороги, не требуют глобальной перестройки очистных, образующиеся отходы не сложны в утилизации.
Эффективность биологической доочистки может составлять 90% по литературным данным. В классических схемах, построенных в советское время на Байкале и работающих до сих пор, таких стадий нет.
Зато сюрприз! На более новых очистных в Байкальске стадию нитрит-денитрификации (вывода азота) осуществить можно, конструкция это предусматривает, однако ряд условий по составу стоков не соблюдается, и вывода азота не происходит.
На других очистных, менее современных, опции нитрит-денитрификации в принципе нет. Схем для удаления фосфатов нет ни у одного из известных мне предприятий. Хоть обштрафуйся - с фосфором они ничего не могут сделать. Но, например, в Северобайкальске штрафы за фосфор составляют основной расход по штрафам. Что, конечно же, очень помогает предприятию чувствовать себя хуже, оно в прошлом году банкротилось.
Понятно, почему более "продвинутые" и функциональные очистные выдают более высокие показатели по биогенным веществам. Чем эффективнее система, тем активнее она окисляет одиозную органику. Тем больше конечных продуктов - фосфатов и нитратов, на выходе. И наоборот, очистные, выдающие более низкие показатели по биогенным веществам, неблагополучны по органике, взвешенным веществам, иногда и микробиологии. Это гораздо хуже спирогиры, санитарных норм никто не отменял, это прямая опасность для здоровья человека. Если бы все стоки сливались в озеро без обработки на очистных, по нескольку тысяч тонн в сутки на город, населению было бы вообще не до спирогиры, население маялось бы животом от кишечной палочки.
Приходится читать на предмет изменения 63-го приказа, что "нормативы невозможно выполнить", "нет таких сооружений". И как сказать... Нормативы по основным показателям (органика, взвешенные вещества, микробиология) большинство предприятий выполняют. По показателям солесодержания (хлориды, сульфаты) часто не выполняется 63-й приказ, и возможности такой технически нет. Превышения по этим солям не имеют ярких негативных последствий, как по биогенным элементам, но прокуратуры это не касается, штраф она все равно выпишет.
Методы доочистки и от биогенных веществ, и от других компонентов есть, но не используются. Наверное, если бы по фосфатам и нитратам внедрили методику с эффективностью 90% или хотя бы 50%, уже был бы положительный эффект, не росло бы столько спирогиры. Сейчас на действующих системах эта эффективность равна нулю для фосфатов и отрицательная для нитратов. Бюджетных и реалистичных методов не внедряли, ситуация висит на двух крайностях. Проектировщики со свойственным им перфекционизмом осваивают бюджеты, про