Залповый сброс сточных вод

Залповый сброс сточных вод — это кратковременное (обычно от нескольких минут до нескольких часов) поступление в централизованную систему водоотведения (канализацию) или непосредственно в водный объект большого объёма загрязняющих веществ, концентрация которых значительно превышает средние показатели. Такое явление, как правило, носит аварийный или технологический характер и приводит к нарушению работы очистных сооружений, ухудшению качества воды в водоёмах и нанесению ущерба экосистемам.

Классификация и причины

Залповые сбросы классифицируются по источнику происхождения, составу загрязнителей и механизму возникновения.

По источнику происхождения

• Промышленные сбросы. Возникают при авариях на предприятиях (разрыв ёмкостей с химикатами, прорыв технологических трубопроводов), при нарушении регламентов очистки собственных стоков перед сбросом в городскую канализацию, а также при проведении плановых промывок оборудования. Характеризуются высоким содержанием тяжёлых металлов, нефтепродуктов, кислот, щелочей и органических растворителей.
• Коммунально-бытовые сбросы. Связаны с залповым поступлением хозяйственно-фекальных стоков из-за засоров главных коллекторов, прорывов напорных трубопроводов или отключения насосных станций. В таких случаях в систему попадает неочищенная биологически активная органика.
• Ливневые (дождевые) сбросы. Возникают при интенсивных осадках или таянии снега, когда пропускная способность дождевой канализации (ливнёвки) превышается. Вода, смывающая с городских территорий нефтепродукты, мусор, реагенты и почву, поступает в водоёмы без очистки. В системах общесплавной канализации (совместный отвод бытовых и ливневых стоков) такие сбросы могут происходить через аварийные выпуски.

По составу загрязнителей

• Химические. Содержат токсичные вещества (фенолы, цианиды, формальдегид, ионы тяжёлых металлов).
• Органические. Высокое содержание биогенных элементов (азот, фосфор) и легкоокисляемой органики (по показателю БПК — биохимическое потребление кислорода).
• Механические. Взвешенные частицы, песок, ил, строительный мусор.
• Биологические. Патогенные микроорганизмы, вирусы, яйца гельминтов.

По механизму возникновения

• Аварийные. Результат техногенных катастроф, разрывов труб, ошибок персонала.
• Технологические. Плановые сбросы, связанные с промывкой сетей, опорожнением резервуаров или регенерацией фильтров.
• Природные. Вызванные форс-мажорными обстоятельствами (наводнения, паводки, ураганы).

Механизм воздействия на системы водоотведения

Залповый сброс представляет наибольшую опасность для биологических очистных сооружений, где очистка основана на жизнедеятельности активного ила — сообщества микроорганизмов. При резком повышении концентрации токсичных веществ (например, тяжёлых металлов или хлорорганических соединений) активный ил может погибнуть в течение нескольких часов. Это приводит к:

• Потере окислительной способности. Очистные сооружения перестают удалять органические загрязнения, и неочищенная вода сбрасывается в водоём.
• Вспуханию ила. Из-за гибели нитчатых бактерий или нарушения баланса питания ил теряет способность к осаждению, что ухудшает качество осветления воды.
• Нарушению процессов нитрификации/денитрификации. Сброс аммиака или нитритов в высоких концентрациях подавляет работу бактерий, ответственных за удаление азота.

Для промышленных стоков характерно также залповое появление трудноокисляемых веществ (нефтепродукты, поверхностно-активные вещества), которые не удаляются на стадии механической очистки и могут образовывать плёнки на поверхности воды.

Экологические последствия

Залповый сброс сточных вод в природные водоёмы (реки, озёра, водохранилища) вызывает:

• Эвтрофикацию. Массовое поступление биогенов (фосфора и азота) стимулирует бурный рост водорослей, что приводит к «цветению» воды, снижению содержания кислорода и заморам рыбы.
• Токсическое загрязнение. Гибель планктона, бентосных организмов и рыб. Накопление токсикантов в донных отложениях и пищевых цепях.
• Санитарно-эпидемиологическую опасность. При сбросе необеззараженных бытовых стоков в водоёмы могут попадать возбудители кишечных инфекций (холера, брюшной тиф, гепатит А).

Нормативно-правовое регулирование в России

В Российской Федерации залповые сбросы регулируются рядом документов:

• Федеральный закон № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (ст. 56) — устанавливает общие требования к предотвращению негативного воздействия на водные объекты.
• Водный кодекс РФ (ст. 60) — запрещает сброс сточных вод, содержащих вещества, для которых не установлены нормативы допустимого воздействия.
• Постановление Правительства РФ № 644 от 29.07.2013 — «Правила холодного водоснабжения и водоотведения». Вводит понятие «залповый сброс» и устанавливает, что абоненты (промышленные предприятия) обязаны не допускать сбросов, превышающих установленные нормативы по составу и объёму. За превышение предусмотрены штрафы и повышенная плата за негативное воздействие.
• СанПиН 2.1.5.980-00 — устанавливает гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

Для промышленных предприятий обязательным является наличие локальных очистных сооружений и системы мониторинга, позволяющей фиксировать залповые изменения состава стоков. В случае аварийного сброса предприятие обязано немедленно уведомить местные органы Росприроднадзора и водоканал.

Методы предотвращения и ликвидации

Предотвращение

• Установка усреднителей. Резервуары-усреднители на промышленных предприятиях позволяют смешивать стоки с разной концентрацией, сглаживая пиковые нагрузки.
• Автоматический мониторинг. Датчики pH, мутности, концентрации нефтепродуктов и токсичных веществ, установленные в контрольных колодцах, позволяют в реальном времени фиксировать превышение нормативов и перекрывать сброс.
• Резервирование ёмкостей. Аварийные ёмкости для временного хранения стоков при превышении лимита.
• Регулирование сбросов. Введение графиков опорожнения резервуаров и промывок оборудования, согласованных с водоканалом.

Ликвидация последствий

• Разбавление. В некоторых случаях для снижения концентрации токсикантов в системе канализации используется разбавление чистой водой или технической водой.
• Химическая нейтрализация. Дозирование реагентов (щелочей для нейтрализации кислот, коагулянтов для осаждения взвесей) непосредственно в поток стоков.
• Биоремедиация. Внесение в активный ил специальных культур микроорганизмов, устойчивых к данному типу загрязнителя, для восстановления его активности.
• Отключение участка. При серьёзной аварии может быть перекрыт участок канализационного коллектора, а стоки направлены в аварийные пруды-накопители.

Примеры крупных залповых сбросов

• Авария на заводе «Красный Октябрь» (Волгоград, 2019). В результате разрыва трубы с химическим раствором произошёл залповый сброс загрязняющих веществ в реку Волгу. Концентрация нефтепродуктов превысила норму в десятки раз, что привело к гибели рыбы и запрету на водопользование.
• Сброс неочищенных стоков в реку Урал (Оренбург, 2020). Из-за отключения насосной станции произошёл залповый сброс хозяйственно-бытовых стоков. В реке было зафиксировано превышение бактериологических показателей, введён режим чрезвычайной ситуации.
• Авария на очистных сооружениях в Норильске (2020). Разлив дизельного топлива объёмом около 21 тысячи тонн, хотя и не является сточными водами в классическом смысле, по механизму воздействия (залповое поступление токсичного вещества) и последствиям для экосистемы сопоставим с залповым сбросом.

Источники

1. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».
2. Постановление Правительства РФ от 29.07.2013 № 644 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения».
3. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
4. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М. Водоотведение и очистка сточных вод. — М.: Стройиздат, 1996.
5. Журнал «Водоснабжение и санитарная техника» (№ 5, 2020) — статья «Анализ причин и последствий залповых сбросов на очистные сооружения».