Экспресс-измерения расхода сточных вод

П.Е. Лысенко, канд. техн. наук

Сегодня водопользователи не всегда могут позволить себе проводить гидроэкологический мониторинг – наблюдение и контроль количества и качества сбрасываемых вод, который является обязательным условием предоставления водных объектов в пользование согласно ст. 39.2.5 Водного кодекса РФ.

Судя по все увеличивающемуся количеству обращений, проблема организации гидроэкологического мониторинга у конкретных водопользователей (предприятий, водоканалов, городских территорий и др.) стоит достаточно остро.

Точные данные об объемах и составе стоков необходимы при:

• заключении договора и расчете платежей за водопользование;
• взаимодействии с органами охраны природы;
• планировании очистных сооружений, систем водоотведения, подключения новых абонентов;
• определении объемов сточных вод у абонентов сетей водоотведения;
• проверке и калибровке установленных расходомерных устройств, осуществляющих измерение методом «по уровню».

Опыт НКФ «Волга» по работе с водопользователями показывает, что в абсолютном большинстве случаев они не могут ответить на простейшие вопросы:

• каковы периодичность и расходы сбросов (максимальные и минимальные);
• фактическая загрязненность сбросных вод по контролируемым веществам при разных расходах;
• средние (суточные, сезонные, годовые) объемы сбросов вод и загрязнителей.

При подобном уровне информированности невозможно ни сформировать разумную программу измерений, ни выбрать приборы и оборудование, ни составить техническое задание на проект системы измерений, ни, тем более, создать саму систему. К тому же перед большинством предприятий встает вопрос стоимости организации мониторинга, которая независит от объема водопользования.

В большинстве случаев альтернативой организации постоянного гидроэкологического мониторинга служат экспресс-измерения расхода и загрязненности сбросов, они же дают возможность для его оптимизации.

Экспресс-измерения приобрели свое название из-за их кратковременности по сравнению со сроком эксплуатации системы мониторинга, а также благодаря современному оборудованию для измерения расхода по методу «площадь – скорость», которое легко и быстро вписывается в условия конкретного объекта.

Экспресс-измерения выполняются на основании лицензии с использованием сертифицированного оборудования и включают в себя технический осмотр объекта, установку оборудования, выполнение измерений, обработку данных и составление отчета.

Для получения надежных исходных данных по расходам и загрязненности стоков измерения необходимо проводить в среднем в течение 2–3 недель, причем в этот период необходимо, чтобы были зафиксированы, как минимум, два дождя.

При этом заказчик измерений должен обеспечивать в эти недели нормальный ход производственного процесса (для случаев
сброса производственных вод).

Объекты измерения:

• Расход сброса и наполнение водо- вода. Производится с интервалом 15–30 мин (до 1 ч) в зависимости от изменчивости процесса. Расход измеряется с помощью измерительной станции ADS 3600, которая имеет минимум ограничений по метрологическим условиям применения. Результаты измерений сохраняются в электронном виде на компьютере.
• Загрязненность стока. Измерение производится с использованием: мутномера (Cosmos, Швейцария) – каждый раз при регистрации расхода; пробоотборника (WaterSam, Германия) – химический анализ выполняется в аттестованной лаборатории. Пробоотборником осуществляется взятие проб двух типов: ежедневных (24- часовая суточная проба, пропорционально расходу воды); разовых (3–4 раза при минимальном и максимальном расходах сбросов или при дождях, эти расходы выявляются в первые дни измерений).

На основании результатов экспрессизмерений водопользователь может провести технико-экономический анализ результатов. Для этого определяются следующие показатели:

• Величины сбросных расходов – среднесуточные, максимальные и минимальные в сутках (для хозфекальной и производственной канализации, для общесплавной, полураздельной и ливневой канализации в периоды без дождей и снеготаяния).
• Значения среднемеженных расходов ливневой канализации.
• Среднерасходные концентрации загрязнителей для всех расходов, указанных в п. 1 и 2 (для тех веществ, химический анализ которых необходим водопользователю). Если есть существенная разница, полезно разделить расходы и концентрации на рабочие и нерабочие дни.
• Зависимость наполнения водовода или давления в нем от расхода сброса (при слабо изменяющемся уровне в водоприемнике) с выделением случаев напорного и безнапорного течений и случаев роста или уменьшения расходов.

На основании анализа перечисленных выше результатов возможно принятие обоснованных решений, а именно:

• о системе измерения расходов: если согласно п. 4 зависимость «уровень (давление) – расход» однозначна, можно измерять расход по уровню, в противном случае (наиболее часто встречающемся) – по методу «площадь – скорость». Причем стоимость системы измерений в первом случае будет значительно дешевле;
• о необходимости и технической реализации взятия проб сбрасываемых вод на загрязненность (возможно, данное решение необходимо принимать в тесном контакте с местными органами экологического контроля). Если принято решение об установке автоматического пробоотборника, то на основе результатов п. 3 можно определить его тип и условия будущей работы.

В заключение, после технического анализа результатов экспресс-измерений, необходим анализ экономический. Поскольку стоимость измерительного оборудования известна, а стоимость проектирования и создания системы мониторинга (а также ее эксплуатации) можно достоверно оценить, то возникает вопрос:  не будет ли рентабельнее всегда считать среднесуточные расходы и объемы сброса, полученные при экспресс измерениях, постоянными, согласовав их с природоохранными органами, а контроль вести только за загрязненностью, отбирая репрезентативные пробы с помощью пробоотборника?

Во многих случая, особенно для небольших производственных предприятий (малого и среднего бизнеса) второй путь может оказаться предпо-
чтительнее.

По опыту предприятий Германии с четко установившейся технологией такой подход оказывается экономичнее, а потому и эффективнее.

Замена постоянного мониторинга данными экспресс-измерений приемлема также и для сбросов дождевой канализации, поскольку расходы и загрязненность во время дождей по определению и нормам СНиП являются неуправляемыми. А расход в основное время эксплуатации, в межень, вполне надежно устанавливается экспресс-измерением, после чего остается только осуществлять систематический контроль загрязненности (очистки стока).

ЛИТЕРАТУРА
Водоочистка. Водоподготовка.
Водоснабжение. 2008. No 3. С. 6–15. No
4. С. 5–15..
Экология производства. 2008. No
9. С. 47–51.