VanduoPagrindinis vandens išteklių apsaugos tikslas yra mažinti žmogaus ūkinėsveiklos įtaką Lietuvos vandenims. Siekiant šio tikslo ūkinė plėtra turibūti vykdoma subalansuotai su vandenų apsaugos reikalavimais. Pasirašius suES asocijuotos narystės sutartį, Lietuva įsipareigojo įgyvendinti ESdokumentų nuostatas. Atsižvelgiant į šį įsipareigojimą Lietuvai būtinaperkelti į nacionalinę teisę ir įgyvendinti ES reikalavimus ir vandensišteklių apsaugos srityje. Didžiąją dalį reikalavimų būtina įgyvendinti iki2003 m. pabaigos, tik vienos brangiausių vandens sektoriaus direktyvų,Miestų nuotekų valymo direktyvos, įgyvendinimui Lietuvai suteiktaspereinamasis laikotarpis iki 2009 m. pabaigos. Vandens išteklių apsaugos irvaldymo principus nustato 2000 m. priimta ES bendroji vandens politikosdirektyva. Pagal šią direktyvą pagrindinis vandenų apsaugos tikslas yraužtikrinti gerą ekologinę būklę visuose vandens telkiniuose, tai yra turibūti užtikrinta ne tik cheminė vandens kokybė, bet ir biologinė įvairovė.Bendrieji ES vandenų apsaugos politikos principai bei nacionaliniusinteresus atitinkančios nuostatos bus perkeltos į Nacionalinę vandensišteklių apsaugos strategiją ir į Vandens įstatymo pakeitimo įstatymą. šiųdokumentų projektai bus parengti dar šiais metais.
Esamos būklės apžvalga
Lietuvoje 2000 m. buvo paimta 3 578 mln.m3 vandens: iš paviršinio vandenstelkinių paimta 3 412 mln.m3, iš požeminių – 166 mln.m3. Į paviršiniovandens telkinius 2000 m. išleista 3 525 mln.m3 nuotekų, iš jų – 3 357mln.m3, kurių nereikia valyti. Prieš išleidžiant į paviršinio vandenstelkinius 168 mln.m3 nuotekų, jos turėjo būti išvalytos, bet 2% išleistanevalytų. Daugiausiai užterštų nuotekų (80%) buvo valoma biologinio valymoįrenginiuose: papildomai nešalinant azoto ir fosforo – 61%, papildomaišalinant azotą ir fosforą – 19% nuotekų. 18% nuotekų buvo valoma mechaniniovalymo įrenginiuose.
Pagal Valstybinę monitoringo programą paviršinio vandens kokybė tiriama 48-ių upių 103-ijose vietose ir 9-iuose ežeruose. Upių vandens ėminiai imamikas mėnesį aukščiau miestų bei žemiau miestų paskutinio nuotekų išleistuvo,žiotyse, šalies pasienyje, žemdirbystės įtakos ir gamtinio fono upėse.Vandens kokybė vertinama pagal daugiau kaip 70 rodiklių. Duguma Lietuvosupių yra mažai bei vidutiniškai užterštos pagal pagrindinius vandens kokybęapibūdinančius hidrocheminius parametrus: organines, azotines beifosfatines medžiagas. 2000 m. pagal šiuos rodiklius 13% tirtų upių vietųvanduo buvo švarus (I-II kokybės klasių), 71% – mažai bei vidutiniškaiužterštas (III-IV klasių) ir 16% – smarkiai užterštas (V-VI klasių). Ežerųvandens kokybė pagal organinių (BDS7 rodiklį) ir biogeninių medžiagųkoncentracijas atitiko I-II klases, t.y. vanduo buvo labai švarus beišvarus.
2000 m. Lietuvos Respublika prisijungė prie dviejų svarbių konvencijų:Tarptautinės konvencijos dėl civilinės atsakomybės už taršos naftapadarytos žalos bei Tarptautinės konvencijos dėl tarptautinio taršos naftapadarytos žalos kompensavimo fondo įkūrimo. Įsigaliojus šioms konvencijomsbus užtikrinta, kad, įvykus teršimo nafta incidentams, nukentėjusiajaipusei bus kompensuojami nuostoliai (įskaitant ir žalą aplinkai)
Veiklos prioritetai
Vandens išteklių apsaugos prioritetai yra šie:
• apsaugoti geriamojo vandens išteklius nuo išsekimo ir užteršimo;
• mažinti vandenų taršą miestų nuotekomis;
• mažinti pavojingų medžiagų patekimą į vandens aplinką;
• mažinti vandenų taršą iš žemės ūkio šaltinių;
• gerinti centralizuotai tiekiamo geriamojo vandens kokybę;• gerinti rekreacinių vandenų būklę;• mažinti jūros avarinės taršos tikimybę;• racionaliai naudoti hidroenergiją; • efektyviai naudoti užsienio šalių, ES finansinę paramą bei Lietuvos lėšas įgyvendinant vandenų apsaugos priemones;
• sukurti efektyvią informacijos apie vandens išteklius valdymo ir visuomenės švietimo sistemą;
• įtraukti kuo platesnį suinteresuotų asmenų ratą į vandens išteklių valdymo procesą.
3.1. Vandens išteklių naudojimas ir nuotekų išleidimas
Lietuvoje 2000 m. buvo paimta 3 578 mln.m3 vandens, t.y. 1 066 mln.m3mažiau nei 1999 m., iš paviršinio vandens telkinių paimta 3 412 mln.m3 (1049 mln.m3 mažiau nei 1999 m.), iš požeminių – 166 mln.m3 (17 mln.m3 mažiaunei 1999m.).
Įvairioms reikmėms 2000 m. suvartota 3 532 mln.m3 vandens, t.y. – 1 063mln.m3 mažiau nei 1999 metais. Pagrindinė priežastis – gerokai sumažėjęssuvartoto vandens kiekis energetikos reikmėms tiek Ignalinos valstybinėjeatominėje, tiek Kruonio hidroakumuliacinėje elektrinėse. Tai – 1 039 mln.m3mažesnis suvartoto vandens kiekis energetikos reikmėms.
Daugiausiai vandens, t.y. 3 290 mln.m3 arba 93%, suvartota energetikosreikmėms.
Ne energetikos reikmėms 2000 m. suvartota 242 mln.m3: pramonės reikmėms21,5%, buities reikmėms – 44,2%, žemės ūkio reikmėms – 0,7%, žuvininkystėstvenkiniams – 33,1%, kitoms reikmėms – 0,5%(3.1 pav.)
[pic]3.1. pav. Vandens suvartojimas ne energetikos reikmėms 2000 m. (mln.m3)Pagrindiniai 1998-2000 metais vandens suvartojimo ir nuotekų išleidimoduomenys pateikti 3.1 lentelėje.
3.1 lentelė. Suvartoto vandens ir išleistų nuotekų pagrindiniai rodikliaiLietuvos Respublikoje, 1998-2000 m.
|RODIKLIAI |Matavimo|199|1999|200|| | |8 | |0 || |vienetas| | | ||1 |2 |4 |5 |5 ||PAIMTA VANDENS: | | | | ||bendras paimto vandens kiekis |mln.m3 |512|4644|357|| | |5 | |8 ||iš jo: iš požeminių vandens šaltinių |mln.m3 |202|183 |166||SUVARTOTA VANDENS: | | | | ||bendras suvartoto vandens kiekis |mln.m3 |506|4595|353|| | |6 | |2 ||iš jo: iš požeminių vandens šaltinių |mln.m3 |149|139 |125||iš bendro suvartoto vandens kiekio | | | | ||sunaudota: | | | | ||pramonės reikmėms |mln.m3 |58,|53 |52 || | |3 | | ||iš jo: požeminio |mln.m3 |18 |15 |14 ||energetikos reikmėms |mln.m3 |478|4329|329|| | |5 | |0 ||ūkio ir buities reikmėms |mln.m3 |126|117,|107|
| | | |5 | ||žemės ūkio reikmėms |mln.m3 |2,3|2,1 |1,8||žuvininkystei |mln.m3 |93 |92 |80 ||kitoms reikmėms |mln.m3 |1,3|1,4 |1,2||Perduota kitiems (smulkūs abonentai) |mln.m3 |9 |3 |2 ||Vandens nuostoliai |mln.m3 |50 |46 |44 ||Vanduo apytakinėse ir pakartotinio |mln.m3 |364|490 |402||naudojimo sistemose | | | | ||Vandens ekonomija naudojant apytakines ir |% |7,2|10,7|11,||pakartotinio naudojimo sistemas | | | |4 || | | | | ||Į PAVIRšINIUS VANDENS TELKINIUS IšLEISTA | | | | ||NUOTEKŲ: | | | | ||ūkio ir buities bei gamybinių, iš jų: |mln.m3 |504|4561|352|| | |7 | |5 ||švarių (nereikalingų valyti) |mln.m3 |483|4379|335|| | |0 | |7 ||užterštų |mln.m3 |100|72 |144|| | | | |* ||iš jų: nevalytų |mln.m3 |34 |21 |3 ||nepakankamai išvalytų |mln.m3 |66 |51 |141|| | | | |* ||išvalytų iki normos (DLT pagal BDS7) |mln.m3 |117|110 | ||išvalytų iki normos (DLT pagal BDS7, N , |mln.m3 | | |24*||P) | | | | ||išvalytų iki normos (DLT) (nuo |% |54 |60 |14*||susidariusio užterštų nuotekų kiekio) | | | | ||paviršinių (lietaus) per lietaus |mln.m3 |59 |47 |52 ||kanalizacijas, iš jų: | | | | ||nevalytų |mln.m3 |49 |38 |48 ||nepakankamai išvalytų |mln.m3 |0,2|0,15|0,2||išvalytų iki normos |mln.m3 |9,5|8,9 |3,8||Nuotekos, išleistos į ŽDL, filtracijos |mln.m3 |3,4|2,5 |3,3||laukus ir kaupimo rezervuarus | | | | ||Į PAVIRšINIUS VANDENS TELKINIUS PATEKO | | | | ||TERšALŲ | | | | ||BDS7 |tūkst.t/|13 |10 |7 || |met. | | | ||suspenduotos medžiagos |tūkst.t/|14 |9 |7 || |met | | | ||naftos produktai |tūkst.t/|0,1|0,10|0,0|| |met |3 | |6 ||bendras fosforas |t/ metus|792|750 |645||bendras azotas |t/ metus|454|3923|367|| | |5 | |1 ||geležis |t/ metus|4,4|2,9 |1,9||varis |t/ metus|3 |1,7 |1,9||cinkas |t/ metus|22 |15 |22 ||nikelis |t/ metus|3 |2 |1,6||chromas |t/ metus|2 |2 |1,4||manganas |t/ metus|5 |2,5 |1,6||švinas |t/ metus|0,6|0,2 |0,0|| | | | |5 |*nuo 2000 m. pasikeitė nuotekų vertinimas iki DLT normų (žr. tekstą).
Į paviršinio vandens telkinius 2000 m. išleista 3 525 mln.m3 nuotekų, iš jų– 3357 mln.m3, kurių nereikia valyti. Didžiausią šių nuotėkų dalį sudarėIgnalinos atominės ir Kruonio hidroakumuliacinės elektrinių išleistasvanduo.
Prieš išleidžiant į paviršinio vandens telkinius 168 mln.m3 nuotekų, josturėjo būti išvalytos (1999 m. – 182 mln.m3), bet 3 mln.m3 arba 2% išleistanevalytų (1999 m. – 21 mln.m3). Taigi 2000 m. išleista 18 mln.m3 mažiaunevalytų nuotėkų, tai sąlygojo 1999 m. pabaigoje pradėti eksploatuoti Kaunom. mechaninio nuotekų valymo įrenginiai.
Daugiausiai užterštų nuotekų (80%) buvo valoma biologinio valymoįrenginiuose: papildomai nešalinant azoto ir fosforo – 61%, papildomaišalinant azotą ir fosforą – 19% nuotekų. 18% nuotekų buvo valomamechaniniuose valymo įrenginiuose. Kitos nuotekos (apie 2%) išleistosnevalytos. Užterštas (nevalytas) nuotėkas išleidžia Jurbarko ir Neringosm., dalį nuotekų – Klaipėdos ir Kauno m. (3.2 pav.)
[pic]3.2 pav. Nuotekų pasiskirstymas pagal valymo technologijas 2000 metais
Pagal Europos Sąjungos direktyvą dėl miestų nutekamųjų vandenų valymostambesniuose miestuose iš nuotekų būtina šalinti azotą ir fosforą.Miestuose ir miesteliuose su ekvivalentiniu gyventojų skaičiumi iki 10 000iš nuotekų neprivaloma papildomai šalinti azotą ir fosforą. Todėl,vertinant užterštų nuotekų valymą iki didžiausios leistinos taršos (DLT)normų miestams, kuriems privalomas azoto ir fosforo junginių šalinimas,nuotekų valymas buvo vertintas pagal BDS7, N ir P. Miestams, kuriems pagalnustatytus kriterijus neprivalomas azoto ir fosforo šalinimas, nuotekosbuvo vertintos pagal biocheminį deguonies suvartojimą (BDS7). Todėl ikididžiausios leistinos taršos (DLT) normų pagal BDS7, N ir P išvalyta 24mln.m3 arba 14% susidariusių užterštų nuotekų (1999 m. – 13%), o 141 mln.m3arba 84% išleista nepakankamai išvalytų (1999 m. – 75%, 3.3 pav.)
[pic]
3.3 pav. Nuotekų valymo efektyvumas pagal BDS7, azotą ir fosforą (mln.m3)2000 metais.
2000 m. azotas ir fosforas papildomai buvo šalinamas 18-koje miestų irmiestelių, bet ne visuose buvo išvalytas iki didžiausios leistinos taršos(DLT) normų. Europos Sąjungos reikalavimų 2000 m. Lietuvoje neatitiko apie86% išleistų nuotekų.
Kauno vandenys
Paviršinių miesto vandens telkinių kokybė
Apibendrinant atvirų vandens telkinių monitoringo duomenis galima padarytišias išvadas:
Pagal mikrobiologinius rodiklius 2002 metais labiausiai užterštas buvovanduo Nemune ties Lampėdžiais, o švariausiais Kauno mariose ir Nemune tiesVičiūnais. Pradėjus eksploatuoti nuotėkų valymo įrenginius, mikrobiologinisužterštumas monitoringo taškuose žemiau Kauno (Nemunas ties Lampėdžiais irMarvele) keleriopai sumažėjo, tačiau jis vis dar žymiai didesnis nei Nemunevirš Kauno. Enteropatogeninių, tai yra tiesiogiai galinčių sukeltisusirgimus, mikroorganizmų neužregistruota nei viename monitoringo taške.
2002 metais ryškių skirtumų tarp Nemuno cheminio užterštumo virš ir žemiauKauno nebuvo užregistruota. Nemunas ties Lampėdžiais, Neris tiesKleboniškiu ir Nevėžis išsiskyrė aukštesnėmis nitratų koncentracijomis.
Iki valymo įrenginių eksploatavimo pradžios akivaizdžiai didesniuužterštumu organinėmis medžiagomis išsiskyrė monitoringo vietos žemiaupagrindinių užteršto vandens nuotekų išleistuvų – ties Lampėdžiais ir TiesMarvele. Paleidus valymo įrenginius, mechaniškai apvalytos nuotekos yraišleidžiamos žymiai žemiau Kauno miesto ir Nemuno užterštumas organinėmismedžiagomis Kauno miesto teritorijoje žemiau buvusių išleistuvų keleriopaisumažėjo. Pastaraisais
metais Nemuno užterštumas organinėmis medžiagomis pagal BDS5 visame Kaunomieste praktiškai susilygino ir svyruoja apie 2,5 – 3,0 mg O2 /l.
Gruntinių šulinių vandens kokybė
Išvados:
2002 metų duomenimis mikrobakteriologinis vandens užterštumas viršijosanitarinius normatyvus 56 % tirtų šulinių. Cheminis šulinių užterštumasviršijo sanitarinius normatyvus beveik pusėje šulinių. Labiausiai šuliniųvanduo užterštas nitratais.
Labiausiai užteršti išlieka Šančių, Petrašiūnų, Panemunės rajonų šuliniai.
“Dėl lėtos požeminio vandens filtracijos teršalai sunkiai pašalinami išpožeminės hidrosferos.Požeminio vandens monitoringo duomenys rodo, kad užterštumo nitratais lygisšulinių vandenyje Kauno mieste didėja. Petrašiūnų, Šančių, Aleksotorajonuose nitratų kiekis kai kurių šulinių vandenyje siekė 2,0 – 4,5 DLK.Gyventojai, kurių šuliniuose vanduo neatitiko higienos normų reikalavimų,informuoti raštu. Jiems rekomenduota nevartoti šio vandens maisto reikmėms,ypač kūdikių maistui, išvalyti šulinį ir ištirti pakartotinai.
[pic]3 pav.: Nemuno užterštumas organinėmis medžiagomis (BDS5) Kauno miestoekologinio monitoringo postuose.
Vandens apsauga
Apie 80% Lietuvos upių smarkiai užterštos biogeninėmis medžiagomis. Žemiaumiestų vandens sanitariniai rodikliai viršija higienos normas šimtus ir nettūkstančius kartų. Labiausiai užterštos upės – Sidabra ir Kulpė. Ganaprasta ir Kuršių marių būklė. čia dažnai susidaro deguonies deficitas.Baltijos jūros pakrantė labai teršiama naftos produktais. Gruntinio vandenskokybė neatitinka geriamojo vandens standartų Klaipėdos, Šiaulių, Joniškiobei Varėnos apylinkėse. Taip pat seniai kelia susirūpinimą paviršiniovandens kokybė. Siekiant sumažinti jo užterštumą, buvo pradėti statytiišleidžiamo vandens valymo įrenginiai. Dėl lėšų trūkumo daugumos jų statybabuvo sustabdyta. Nors šiuo metu nebaigtų valymo įrenginių skaičiussumažėjo, tačiau padėtis tebėra nepatenkinama – didieji Lietuvos miestaivis dar neturi biologinio vandens valymo arba jis yra nepakankamas. Šiuometu prioritetas suteiktas vandens valymo įrenginių statybai, daugiausiadėmesio skiriant didžiųjų miestų ir rajonų centrams.
Svarbiausias aplinkosaugos politikos tikslas – taršos sumažinimas josšaltiniuose bei mažaatliekių technologijų įdiegimas, tačiau pirmiausiareikėtų kuo greičiau užbaigti statyti didžiųjų miestų bei rajonų centrųnuotekų valymo įrenginius. Būtina sėkmingo miestų vandens valymo įrenginiųstatybos programos įgyvendinimo sąlyga – tinkamas pramoninių nuotekųnukenksminimas, prieš išleidžiant jas į kanalizacijos sistemas. Pramonėsįmonės turi užbaigti lokalinių valymo įrenginių statybą. Būtina tobulintinuotekų surinkimo sistemas.
Vandens apsaugos tikslas – užtikrinti gyventojų ir ūkio reikmių tenkinimątiekiant vandenį, požeminio ir paviršinio vandens išteklių racionalųnaudojimą, jų būklės gerinimą nuo teršimo.
Kauno miesto vandens apsaugos programa apima šias pagrindines kryptis:
Geriamojo vandens kokybės gerinimasMiesto ūkio-buities nuotėkų valymasInžinierinių tinklų,vandentiekio ir ūkio buities nuotėkų, išvystymasPaviršinių vandens telkinių taršos mažinimasMiestas geriamajam vandeniui paruošti naudoja gruntinį vandenį. Vanduoišgaunamas keturiose vandenvietėse – Petrašiūnų, Eigulių, Kleboniškio irVičiūnų. Gruntinis vanduo prieš pateikiant jį į vandentiekio sistemą tėrachloruojamas. Per 2000 metus sunaudota beveik 15,5 mln.m3 vandens.
Centralizuotas Kauno vandentiekio tinklas veikia nuo 1929 m. Miestovandentiekio tinklo ilgis 958 km, karšto vandens tinklo ilgis 83 km bei46,5 gamybinio vandens tinklo ilgis (2000 m. duomenys). Turimų vandenviečiųpajėgumo pakanka dabartiniam poreikiui patenkinti bei pakaks artimiausiojeateityje, tačiau yra problemos dėl vandenvietėse išgaunamo vandens kokybės.
Stambiausios iš eksploatuojamų vandenviečių – Petrašiūnų – geriamo vandensužterštumas viršija maksimalias Europos Sąjungos leidžiamas koncentracijas.Vandenyje padidėjusios geležies ir mangano koncentracijos. Todėl ateityjepagrindinis dėmesys bus sukoncentruotas geriamojo vandens kokybei gerintiir pirmiausia tai bus daroma Petrašiūnų vandenvietėje.
Bendras ūkio-buities ir lietaus nuotėkų tinklų ilgis mieste 916 km. 1999 m.užbaigta nuotėkų tinklų statyba į Kleboniškį ir Lampėdžius Toliau tęsiamaPalemono vandentiekio ir nuotėkų tinklų statyba.
Iki 1999 m. skaudžiausia Kauno miesto ekologinė problema buvo miesto ūkio-buities nuotėkų valymas. Visos miesto nuotėkos per 9 išleistuvus patekdavoį Nemuno ir Neries upes be valymo.
1999 metais, po 8 statybos metų į eksploataciją įvesta Kauno vandenvalosįmonės 1-oji eilė – mechaninis valymas (232 tūkst. m3/d). Pasiektas tikslas– sumažinti atvirų vandens telkinių teršimą nevalytomis miesto nuotėkomis.Nuotėkos valomos mechaniniu – cheminiu būdu, sumažinant jų užterštumą pagalBDS7 – 80 mg/l į suspenduotas medžiagas iki 30 mg/l, fosforą – 1,5 mg/l.Vandenvalos įmonė įrengta pagal moderniausią Švedijos specialistų pasiūlytątechnologiją.
Pagrindiniai šios įmonės statybos finansavimo šaltiniai – valstybėsbiudžetas, PHARE, Europos rekonstrukcijos ir plėtros bankas bei Švedijos irSuomijos vyriausybės.
Europos rekonstrukcijos ir plėtros bankas sutiko finansuoti šį projektą susąlyga, kad bus atnaujintas visas miesto vandens ūkis. Taip 1995 m. gimėKauno vandens ir aplinkos apsaugos investicinis projektas, kurio vertė 327milijonai litų. Projektas apima visos vandentvarkos sistemos atnaujinimą irnuotekų valymo įrenginių statybą.
Visiškai nuotėkos bus išvalomos tik tada, kai bus įgyvendinta antrojiprojekto dalis – biologinio nuotėkų valymo įrenginiai. Šiuo metu vykstaderybos dėl finansavimo šaltinių statybai.
Įgyvendinus šį projektą vanduo galės būti išvalomas iki 95% tiek, kieknumato Europos sąjungos normatyvai. Sumažės Nemuno teršimas nuotėkomis, kassuteiks galimybę atgaivinti ir pritaikyti Nemuno ir Neries pakrantesrekreacijai ir turizmui, sumažins gyventojų sergamumą užkrečiamomis ligomis
(plintančiomis per vandenį).[pic]
VANDENVALA fotografas Artūras Užgalis
Valymo įrenginiai
Gamtinių nuotekų valymo įrenginys – flotatoriusFLOKULIACIJA/FLOTACIJAFlotacija-teršalų atskyrimas nuo nuotekų oro burbuliukų pagalba. Flotacijosmetodu gali būti išskiriamos emulguotos skystos ir kitos išplaukiančiospriemaišos (pvz.: riebalai, naftos produktai). Flotacijos proceso metupanaudojami mikroskopinio dydžio (30-50 mikronu) oro burbuliukai. Susidaręoro burbuliukai prikimba prie priemaišų jas iškeldami į flotatoriauspaviršių. Tokiu būdu nuotekų paviršiuje susidaro išskiriama medžiagaprisotintas putų sluoksnis. Sėdančios medžiagos nusėda flotatoriaus dugne(pvz.: smėlis, skendinčiosios medžiagos (SM), purvas). Dalis netirpiųdalelių lieka vandenyje. Norint pašalinti šias daleles, būtina jasdestabilizuoti panaudojant koaguliaciją bei priversti jas sukibtipanaudojant flokuliaciją. Susidariusios flokulės oro burbuliuku dėka taippat iškeliamos į flotatoriaus paviršių. Taigi, naudojant reagentus,pagerinamas flotatoriumi pasiekiamas išvalymo efektyvumas.
Flotatorius žymiai pagreitina procesus, vykstančius nusodintuvę, t. y.greičiau atskiriamos sėdančios ir išplaukiančios dalelės. Flotacijosprocesas vyksta tuo greičiau, kuo didesnis yra oro burbuliukų bendraspaviršiaus plotas ir kuo didesnis kontakto su išskiriama medžiaga plotas.
FLOTACIJOS BUDAI
Valant nuotekas flotacijos metodu, naudojami įvairūs vandens prisotinimooru būdai: oro tiekimas į siurbiamąjį siurblio vamzdį, oro slėgio keitimas(slėginė flotacija), poringų medžiagų panaudojimas, oro dispergavimasmechaniniuose turbininiuose įrenginiuose, pneumatinis oro dispergavimas,elektroflotacija. Slėginė flotacija yra efektyvesnė nei kiti metodai.Persotintas oro tirpalas gaunamas išlaikant vandens ir oro mišinį keliasminutes talpoje, kurioje sudaromas 0,3 – 0,5 MPa slėgis. Oro vanduotiekiamas į atvirą rezervuarą, kur, staigiai sumažėjus slėgiui ikiatmosferinio, smarkiai išsiskiria oras ir kartu flotuojamos priemaišos.
TAIKYMAS
Flotatoriuose valomos nuotekos iš mėsos kombinatų, pieninių, žuviesperdirbimo įmonių, dažymo fabrikų, chemijos kombinatų, skalbyklų,popieriaus gamyklų, naftos perdirbimo kombinatų, alaus gamyklų ir t. t.
Dažniausiai flotatoriai naudojami pirminiam nuotekų valymui, jei josišleidžiamos į nuotekų tinklus, arba kaip pirmoji valymo pakopa, jei jostoliau valomos kituose įrenginiuose (antroji valymo pakopa). Tai gali būtimechaniniai ir (ar) biologiniai valymo įrenginiai, priklausomai nuoužterštumo pobūdžio.
FLOTATORIUS
Naujausi flotaciniai įrenginiai yra tobulesni, juose panaudoti patysnaujausi techniniai ir konstrukciniai sprendimai. Putoms šalinti naudojamasspecialus grandiklis, kuris išplūdas sutankina, todel jos gaunamossausesnės. Nuosedos šalinamos sraigtu – jos taip pat geriau sutankinamos.Priemaišų atskyrimo efektyvumą padidina plonasluoksnių moduliųpanaudojimas. Juose taikoma priešpriešinė tėkmė, todėl geriau atsiskiriaišplaukiančios medžiagos ir sedančios dalelės.
FLOKULIATORIUS
Flokuliatorius – įrenginys, kuriame vyksta flokulių susidarymo procesas,kitaip vadinama reakcijos kamera. Klasikinis įrenginys buvo paprastasrezervuaras su maišyklėmis, kuriame vanduo ir koaguliantas turėjo išbūtitam tikrą laiką. Šiuolaikinis flokuliatorius, vadinamas vamzdiniuflokuliatoriumi, yra gyvatuko tipo vamzdis, kuriame del turbulenciniotekejimo koaguliantas, flokuliantas ir pH reguliuojantis tirpalas geraisusimaišo su nuotekomis.
Flotatoriaus su flokuiiatoriumi taikymo pieninėje susidarančioms nuotekomsvalyti pavyzdys
Nuoteku kiekis: 60 m³/h.
Veikimo parametrai (vidutinės užterštumų koncentracijos):
|Užterštumas|Įėkis į |Ištėkis iš |Išvalymo efektyvumas|| |flotatorių |flotatoriaus | ||ChDS |2720 mg/l |1380 mg/l |~50% ||PO4 |90 mg/l |37 mg/l |~58% |
Pieninėje susidarančios nuotekos savitaka tiekiamos per flokuliatorių įflotatorių. Flokuliatoriuje paeiliui įterpiama FeCI³, NaOH ir polimeras.Naudojant šiuos reagentus, gali būti pašalinama iki 95% pieno baltymų irriebalų.
Pašalintose išplūdose sausųjų medžiagų yra 8-9%, jų kiekis sudaro 0,5-1%nuo tiekiamo nuotekų kiekio. Šiuo atveju vidutinis nuotekų kiekis yra 1200m³/d. Nesėdančių cheminių junginių dalis nuotekose (pieno cukrus ir pan.)sąlygoja santykinai dideles ChDS koncentracijas ištėkyje.
Flotatoriaus be cheminio reagentų ūkio (flokuliatoriaus) taikymo mėsosperdirbimo įmonėje susidarančioms nuotekoms valyti pavyzdys
Nuotekų kiekis: 10-15 m³/h
|Rodiklia|Įėkis į |Ištėkis iš |Išvalymo efektyvumas ||i |flotatorių |flotatoriaus | ||BDS7 |3000 mg/l |1200 mg/l |60% ||ChDS |3225 mg/l |690 mg/l |70% ||Riebalai|423 mg/l |38-48 mg/l |89-90s% |
|Pastaba|BDS7 – biocheminis deguonies suvartojimas per 7 paras, || |ChDS – cheminis deguonies suvartojimas |
Mėsos perdirbimo įmonėje susidarančios nuotekos iš išlyginamosios talpossiurbliu tiekiamos į flotacijos įrenginį, kuriame be cheminių reagentųpanaudojimo sumažinama organinių medžiagų koncentracija, atskiriamiriebalai. Susidariusios išplūdos, gaunamos sąlyginai sausos, jose yra 8-9%sausųjų medžiagų. Išplūdos yra tiekiamos siurbliu į 5 m³ kaupimo talpą.Taikant flotacijos metodą, gaunamas aukštas riebalų pašalinimo efektyvumas.
Flotatoriaus su flokuliatoriumi taikymo skerdykloje susidarančiomsnuotekoms valyti pavyzdys
Nuotekų kiekis: 30 m³/h.
Išvalymo efektyvumas pagal skirtingus užterštumo parametrus:
|Užterštumas |ChDS |BDS5 |SM ||Išvalymo efektyvumas |> 70% |> 60% |> 95% || |(nuo > 5000 mg/l | | || |iki < 500 mg/l) | | |
|Pastaba|ChDS – cheminis deguonies suvartojimas, || |BDS5 – biocheminis deguonies suvartojimas per 5 paras, || |SM – skendinčios medžiagos |
Skerdykloje susidarančios nuotekos tiekiamos per grotas, kurių plyšiųplotis (tarpas tarp strypų) yra 1 mm. Tokiu būdu iš nuotekų atskiriamididesni nei 1 mm dydžio nešmenys. Pašalinus stambius nešmenis, užtikrinamas
efektyvesnis flotacijos įrenginio darbas. Vėliau nuotekos surenkamossiurblinėje. Iš jos mechaniškai apvalytos nuotekos tiekiamos perflokuliatorių į flotatorių. Flokuliatoriuje įterpiamas aliuminio chloridasir polielektrolitas. Oro burbuliukų dėka susiformavusios flokulės kyla įvandens paviršių ir čia grandikliais pašalinamos. Fizikiniu-cheminiu būduvalytos nuotekos išleidžiamos į buitinių nuotekų valymo įrenginius.Nuotekų biologinio valymo įrenginių apžvalgaNuotekų biologinio valymo įrenginius galima suskirstyti taip: • veikiantys dirbtinėmis sąlygomis: o aeraciniai įrenginiai (aktyviojo dumblo įrenginiai); o biologiniai filtrai (biologinės plėvelės įrenginiai). • veikiantys pusiau gamtinėmis sąlygomis: o gruntinės filtracijos įrenginiai (požemineė filtracijos laukeliai, šuliniai, smėlio-žvyro filtrai ir pan.); o biologiniai tvenkiniai.Pagal valymo proceso intensyvumą biologinio valymo įrenginius galimasuskirstyti taip: • intensyvaus valymo įrenginiai; • vidutinio intensyvumo įrenginiai; • mažo intensyvumo įrenginiai.Prie intensyvaus valymo įrenginiu galima priskirti aktyviojo dumbloįrenginius. Prie vidutinio intensyvumo įrenginių priskiriami visų tipųbiofiltrai. Mažo intensyvumo įrenginiai – tai įrenginiai, veikiantys pusiaugamtinėmis sąlygomis.Intensyvaus ir vidutinio intensyvumo įrenginiuose sudaromos sąlygosorganizmams, kurie skaido nuotekose esančius organinius teršalus, vystytis.Jų koncentracija yra didesnė nei pusiau gamtinėmis sąlygomis veikiančiuoseįrenginiuose, todėl teršalai suskaidomi sparčiau. Šie įrenginiai yrakompaktiškesni, taciau atsiranda papildomos išlaidos būtinoms sąlygomsužtikrinti (oro tiekimas, siurblių darbas ir t.t.).
INTENSYVAUS VALYMO ĮRENGINIAI
Stabiliam intensyvaus valymo įrenginiu darbui užtikrinti būtina palaikytioptimalų aktyviojo dumblo ir teršalų santykį, todėl reikalinga pastovidumblo ir nuotekų laboratorinė kontrolė, pastovus technologinių parametrųreguliavimas. Todėl nuotekų valyklose su aktyviojo dumblo įrenginiaistechnologinių procesų valdymą stengiamasi automatizuoti.
VIDUTINIO INTENSYVUMO ĮRENGINIAI
Vidutinio intensyvumo įrenginiai nereikalauja nuolatinės priežiūros.Palyginus su intensyvaus valymo įrenginiais, jie užima daugiau vietos, nevisada pakanka vienos valymo pakopos. Tačiau biofiltruose naudojamapaprastesnė automatika, paleidimo-derinimo metu sureguliuotas įrenginyspaprastai veikia efektyviai visą laiką.
Siekiant sumažinti biofiltrų tūrį, juose dažnai įrengiama nuotekųrecirkuliacija. Be to, apytakos taikymas padeda spręsti bioplėvelėsdrėkinimo problemą, kai nuotekų pritekėjimas sumažėja ar laikinainutrūksta.
MAŽO INTENSYVUMO ĮRENGINIAI
Mažo intensyvumo įrenginių aptarnavimas, lyginant su kitų tipų įrenginiais,yra pats paprasčiausias. Nuotekų valymo su šiais įrenginiais sistema galibūti visai be elektros prietaisų. Tačiau kartais tenka įrengti siurblinę.
Tokie įrenginiai nereikalauja nuolatinės priežiūros. Jei įrengta nuotekųvalymo sistema su septiku ir gruntinės filtracijos įrenginiu, užtenkavizualinės apžiūros, savalaikio septiko turinio išvežimo. Šio tipoįrenginiai nejautrūs nuotekų pritekėjimo sumažėjimui ar laikinam nuotekųtiekimo nutrūkimui. Tačiau nepageidautini didesni nei projektiniai debitaiar užterštumai, t. y. įrenginiai turi būti suprojektuoti pagal didžiausiągalimą debitą bei užterštumus. Būtų galima išskirti tokius pagrindiniusgruntinės filtracijos įrenginių privalumus: nebrangus įrengimas, minimalioseksploatacijos išlaidos, patikimas veikimas.
OPTIMALAUS ĮRENGINIO TIPO PARINKIMASOptimalaus įrenginio tipo parinkimas kiekvienu konkrečiu atveju priklausonuo vietinių ir kitų sąlygu: • Vietinės sąlygos: o grunto geologinės ir hidrogeologinės sąvybės; o nuotekų išleidimo galimybės; o gruntinio vandens panaudojimas vandeniui tiekti; o nuotekų valymo įrenginių statybai skiriamo sklypo dydis. • Kitos sąlygos: o ekonominės sąlygos; o nuotekų pritekėjimo ypatumai; o nuotekų užterštumai ir jų svyravimai; o aptarnavimo sąlygos; o aplinkosauginiai reikalavimai; o planuojama eksploatavimo trukmė.Esant mažiems nuotekų kiekiams netikslinga statyti įrenginius, kuriereikalauja nuolatinės priežiūros ir brangiai kainuoja. Kai susidarančiųnuotekų kiekis yra iki 10 m³/d (nuo individualaus namo iki 15 namų) irvietinės bei kitos sąlygos tenkinamos, rekomenduojama statyti gruntinėsfiltracijos įrenginius.Esant didesniems debitams, pusiau gamtinėmis sąlygomis veikiančiusįrenginius statyti netikslinga – jų kaina tampa lyginamai aukšta, oužimamas plotas – didelis. Kai susidarančių nuotekų kiekis svyruoja nuodešimties iki keliu šimtų kubinių metrų per parą, tikslinga taikyti įvairiųtipu biofiltrus (vidutinio intensyvumo įrenginius). Jei leidžia sąlygos,biofiltrus galima naudoti ir esant mažesniems nei 10 m³/d debitams.Esant pakankamai dideliems nuotekų kiekiams (gyvenvietės, miesteliai,miestai), kai nuotekų pritekėjimo netolygumas netoks ryškus, o užterštumųsvyravimai mažesni, tinkamiausi būtų aktyviojo dumblo įrenginiai.
Buitinių ir gamybinių nuotekų surinkimo tinklai ir įrenginiai – bendrojirinkos analizė
Lietuvai siekiant narystės ES sugriežtinus aplinkosaugos reikalavimus,Lietuvos pramonės įmonės yra priverstos tobulinti savo vadybos,organizavimo ir gamybos sistemas, ieškoti modernių bei ekologiškaitinkamesnių žaliavų ir technologijų. Kiekvienais metais Lietuvojeišleidžiama nemažai lėšų technologinių procesų modernizavimui, valymoįrenginių ir kitų aplinkosauginių objektų rekonstrukcijai bei statybai.
Europos komisijos vertinimu, investicijų poreikis Lietuvos aplinkosauginiųreikalavimų patenkinimui sudarys daugiau kaip 18 mlrd. litų. Vien nuotėkųvalymo sistemų modernizavimui prireiks iki 2.4 mlrd. litų investicijų.Preliminariai įvertinus vandenvalos bei nuotėkų valymo sistemųmodernizavimo bei renovacijos kaštus, paaiškėjo, jog daugeliu atvejų būtų
ekonomiškiau pastatyti naujus, modernesnius įrenginius nei stengtismodernizuoti senus.Lietuvoje 874 miestuose ir miesteliuose yra įrengtos nuotekų surinkimosistemos. Nepaisant to, kad miestų nuotėkų valymo įrenginių statyba irmodernizavimas Lietuvoje intensyviai vyksta jau daugelį metų, sugriežtinusribinius vandenvalos ir nuotekų valymo reikalavimus bei priartinus juosprie Europos Sąjungos reikalavimų, didžioji dalis Lietuvoje veikiančiųvandenvalos ir nuotėkų valymo įrenginių nebeatitinka aplinkosaugosreikalavimų ir reikalauja remonto bei modernizavimo.
2000 metais Lietuvoje į paviršinio vandens telkinius buvo išleista 168 mln.m³ užterštų nuotekų, iš kurių 84% buvo nepakankamai išvalyta, t.y.neatitiko ES didžiausios leistinos taršos normų, o 2% – išleista visiškainevalytos. Taigi ES aplinkosaugos reikalavimus atitiko tik 14% 2000 metaisį Lietuvos paviršinio vandens telkinius išleistų užterštų nuotekų.
Kaimo vietovėse yra 733 nuotekų surinkimo sistemos, kuriose pastatyta per700 įvairaus dydžio vandenvalos įrenginių. Nuotekų valymo sistemos yratrečdalyje kaimo gyvenviečių, tačiau jų būklė yra labai prasta. Norsvandenvalos įrenginiai kaimo vietovėse yra apkrauti 40%-50%, o kartais tik10% pajėgumo, vandens ir nuotekų valymo efektyvumo yra menkas. Didelė dalisįrenginių visiškai neveikia arba jų nuotekų valymo kokybė yra labai žema.Didžioji dalis kaimo vietovėse funkcionuojančių nuotėkų valymo įrenginių,kuriu Lietuvoje dar veikia apie 450 vnt., yra nusidėvėjų ir netolimojeateityje turėtų būti keičiami arba modernizuojami.
Kanalizacijos sistemos bei vandentiekio tinklai Lietuvos miestuose yragerokai susidėvėjusios, nuolatos vyksta avariniai ir renovaciniai remontai.Miestuose yra iki 2,2 tūkst. km ilgio nuotekų surinkimo tinklų, rajonųvietovėse – 3,6 tūkst. km. Daugiau kaip 50% nuotekų tinklų miestuose irrajonų vietovėse yra keraminiai, apie 30% – gelžbetoniniai, likusią dalįsudaro plastikiniai, mūriniai ir asbocemento tinklai. Dalis tinklų yranusidėvėję arba blogai pastatyti, į juos sunkiasi gruntinis vanduo, tokiubūdu didindamas vandenvalos įrenginių hidraulinį apkrovimą. Tokius nuotekųsurinkimo tinklus būtina remontuoti arba perstatyti.
Pramonės įmonių nuotėkų valymo įrenginiai taip pat yra labai susidėvėję,neatitinka pasikeitusios gaminių nomenklatūros bei ES reikalavimųaplinkosaugos srityje.
Didžioji dalis nuotekų, išleistų į surinkimo tinklus, į vandenvalosįrenginius ar atvirus vandens telkiniu yra keliamos siurbliais. Beveikvandenvalos sistemose veikiantys siurbliai yra rusiški, nusidėvėję, tikketvirtadalio jų būklė yra gera, o 65% būklė – tik pakenčiama, tad juosreikėtų keisti naujais, ekonomiškesniais.
2001 metais situacija Lietuvoje išliko prakiškai nepakitusi.
ANAEROBINĖS NUOTEKŲ VALYKLOS HIDRAULINIS MODELIAVIMAS
Tiriant nedidelių Lietuvos gyvenviečių anaerobinių valyklų būklę nustatyta,kad jų veikimo efektyvumas yra nepakankamas. Anaerobinių įrenginių tyrimaiparodė, kad panaudojama labai nedidelė jų tūrio dalis, ir tai turi įtakosšių įrenginių veikimo efektyvumui.
Tyrimų rezultatai, gauti gamybiniuose objektuose, nėra tikslūs, todėlatliktas anaerobinio įrenginio hidraulinis modeliavimas. Tyrimų metustebėtas srovių pasiskirstymas laboratoriniame bei pusiau gamybiniamemodeliuose ir apskaičiuoti jų tūrio panaudojimo koeficientai.
Straipsnyje pateikti tyrimų rezultatai patvirtino, kad neefektyvausanaerobinio įrenginio veikimo priežastis – blogas nuotekų pasiskirstymastalpykloje. Gauta, kad pusiau gamybinio anaerobinio įrenginio tūriopanaudojama vidutiniškai 25 %. Nustatyta tūrio panaudojimo koeficientopriklausomybė nuo debito. Kad nuotekos būtų geriau paskleidžiamos įrenginiotalpykloje, kūginėje jo dalyje numatyta įrengti hidraulinę maišyklę.
Anaerobinis nuotėkų valymas AB “SEMA” – privalumai, patirtis, perspektyvos
Didžiausia dalis organinių teršalų, patenkančių į komunalinius vandenvalosįrenginius yra išleidžiama iš maisto ir perdirbamosios pramonės įmonių. Nuoišleidžiamų teršalų koncentracijų, kiekių svyravimų labai priklauso irmiesto valymo įrenginių darbo stabilumas. Daugiausia organinės kilmėsnuotekų susidaro spirito ir mielių, pieno, mėsos, alaus gamybos įmonėse.Pavyzdžiui AB “SEMA” išleidžiamų teršalų kiekis sudaro apie 1/3 visųorganinių teršalų, patenkančių į Panevėžio miesto nuotekų valymoįrenginius. Akivaizdu, kad nuo bendrovės darbo režimo priklauso ir miestovalymo įrenginių darbas. Be to ir nuolat kylantys nuotekų apvalymo tarifaiverčia ieškoti kitų – ekonomiškai naudingesnių teršalų apdorojimo būdų.Viena iš galimų alternatyvų – įsirengti lokalinius vandenvalos įrenginius.
Dabar ekonomiškai efektyviausiais ir ekologiniu požiūriu priimtiniausiaispripažinti biologiniai organinių teršalų šalinimo metodai, plačiai taikomitiek stipriai organika užterštų, tiek ir ūkinių-buitinių nuotekų valymui.Plačiausiai paplitęs biologinis nuotekų valymas aerobinių mikroorganizmųpagalba naudojamas miestų vandenvalos įrenginiuose. Pagrindiniai aerobiniometodo trūkumai valant stipriai organika užterštas nuotekas, yra didelėsenergijos sąnaudos aeracijai , bei problemos dėl didelio kiekio perteklinėsbiomasės perdirbimo ir utilizavimo. Žymiai didesnė ir įrenginių statyboskaina.
Šiuos aerobinės technologijos trūkumus galima pašalinti naudojantišankstinį anaerobinį koncentruotų nuotekų apdorojimą, kuris nereikalaujaelektros energijos aeracijai, o nuotekose esantys organiniai teršalaipaverčiami į vertingą energijos šaltinį – biodujas.
Anaerobinis organinių medžiagų skaidymas – tai daugiastadijinis procesas,susidedantis iš trijų pagrindinių etapų (1 Pav.):
• organinių junginių hidrolizė; • acetogenezė; • metanogenezė;
Šiuose procesuose dalyvauja ir trys bakterijų grupės. Pirmoji grupė sudėtingus stambiamolekulinius junginius, sudarytus iš pagrindinių
organinių junginių klasių – angliavandenių, riebalų ir baltymų, paverčia paprastesniais: monosacharidais, riebiosiomis bei amino rūgštimis.Antrajame etape kita bakterijų grupė šiuos produktus suskaido iki lakiųjų riebiųjų rūgščių, spiritų aldehidų, vandenilio ir angliarūgštės. Šiam procesui būdinga pH pažemėjimas, bendro riebiųjų rūgščių kiekio išaugimas (acto, skruzdžių, propioninės, sviesto ir kt.).Tolimesnį gauto substrato skaidymą vykdo metanogeninės bakterijos. Susidaro metanas ir anglies dioksidas. Apie 70 % metano susidaro fermentuojant acto rūgštį, o likusi dalis – naudojant vandenilį ir anglies dioksidą.
Lyginant anaerobinio fermentavimo technologiją su aerobiniu valymu, galima paminėti tokius jos privalumus:
anaerobinio proceso metu susidarančios perteklinės biomasės kiekis ~ 10 kartų mažesnis nei valant nuotekas aerobinių mikroorganizmų pagalba: • anaerobiniuose valymo įrenginiuose galima palaikyti žymiai didesnes aktyviojo dumblo koncentracijas (iki 10-30 g/l)ir įrenginius eksploatuoti su didesnėmis apkrovomis (8-10 kg ChDSCr /m3 d).Aerobiniuose valymo įrenginiuose dumblo koncentraciją riboja aeravimo sistemų techninės galimybės, leidžiančios palaikyti biomasę skendinčioje būsenoje. Aerotankų ir aerobinių biofiltrų oksidacinis pajėgumas siekia tik 5-7 kg ChDSCr/m3 d, o daugelyje atvejų – tik 2-3 kg ChDSCr/m3d; • anaerobinis procesas mažiau jautrus tiekiamų nuotekų kiekių svyravimams; • procesas vykdomas hermetiškuose įrenginiuose. Sumažinama atmosferos tarša lakiomis, nemalonų kvapą turinčiomis medžiagomis, mikroorganizmais. Sumažėja ir apsauginė sanitarinė zona. Šiuos įrenginius praktiškai galima statyti netoli gyvenamųjų kvartalų, pramonės įmonių teritorijose.
Pagrindinis anaerobinės technologijos trūkumas – procesas efektyvus tik valant nuotekas su pakankamai didele organinių medžiagų koncentracija. Jis sunkiai pritaikomas ūkinių-buitinių nuotekų valymui. Ši savybė ir nulėmė pagrindinę jo taikymo sritį- maisto, perdirbamosios pramonės, žemės ūkio įmonių nuotekų pirminiam valymui.
Kaip pavyzdį galima paminėti atliktą techninį-ekonominį aerobinio ir anaerobinio būdų palyginimą valant spirito ir mielių gamybos įmonės nuotekas (24 t/d teršalų pagal BDS5). Valant nuotekas anaerobiniu būdu gaunama sąnaudų ekonomija pateikta lentelėje Nr 1.
Šiuolaikinių anaerobinio valymo įrenginių pirmtakais galima laikyti tradicinius metantankus, naudojamus perteklinio dumblo stabilizavimui. Kuriant naujus, modernesnius įrenginius svarbiausias dėmesys skirtas efektyviam aktyvios biomasės sulaikymui, t.y. didesniam dumblo amžiaus užtikrinimui. Tai pasiekiama įvairiais būdais: • atskiriant biomasę išoriniuose įrenginiuose ir grąžinant ją į bioreaktorių.Čia naudojamas nusodinimas, flotacija, • centrifugavimas, ultrafiltracija; • sulaikant biomasės dribsnius įkrovos tuštumose; • susiformuojant bioplėvelei ant įkrovos medžiagos; • sulaikant biomasę bioreaktoriaus viduje specialiais įtaisais.
Pagal šiuos požymius visus anaerobinius bioreaktorius galima suskirstyti į dvi grupes: • bioreaktorius su pakibusia biomase; • bioreaktorius su pritvirtinta biomase.
Iš reaktorių su pritvirtinta biomase populiariausi biofiltrai. Jie nelabai jautrūs pH svyravimams, toksinių medžiagų poveikiui, temperatūros pokyčiams, hidraulinėms bei teršalų perkrovoms.
Pirmieji Lietuvoje pramoninių nuotekų valymui dviejų laipsnių anaerobiniai biofiltrai, 1992 m buvo sukurti ir įrengti AB “SEMA” (Lietuvos Respublikos patentas LT 3581 B) (2 pav).Įrenginių kompleksą sudaro ir du nuosekliai sujungti anaerobiniai biofiltrai. Valomos nuotekos į biofiltrą tiekiamos per dugne įrengtą paskirstymo sistemą. Kildamos į viršų praeina per įkrovos sluoksnį ir nuvedamos iš viršutinėje biofiltro dalyje įrengta nuotekų surinkimo sistema. Vidinis biofiltro tūris padalintas į dvi zonas su skirtinga anaerobinių mikroorganizmų koncentracija ir tankiu. Valomos nuotekos šias zonas prateka skirtingu greičiu. Didesnę biomasės koncentraciją apatinėje įrenginio dalyje užtikrina biofiltro centre įrengtas anaerobinio dumblo nusodintuvas. Visas įrenginio tūris užpildytas įkrova. Įkrovai panaudotos plastmasinių drenažo vamzdžių atraižos ( d’ 60mm, l’50-80mm). Per parą šiuose įrenginiuose apdorojama apie 1,8 t organinių teršalų pagal BDS5 ir pasiekiamas 65-70 % išvalymo efektyvumas.
Įsitikinus įrenginių naudingumu, 1995 metais į anaerobinį bioreaktorių pertvarkytas 1500 m3 talpos išleidžiamų teršalų koncentracijų išlyginimo rezervuaras. Reaktoriui parinkta hibridinio (mišraus) tipo , konstrukcija t.y, įkrova įrengta viršutinėje dalyje ir užima ~ 1/3 įrenginio tūrio. Įkrovai panaudoti specialūs moduliai pagaminti iš polivinilchloridinių drenažo vamzdžių. Valomos nuotekos čia taip pat tiekiamos į apatinę bioreaktoriaus dalį, prateka per granuliuoto anaerobinio dumblo sluoksnį ir nuvedamos viršutinėje dalyje įrengta nuotekų surinkimo sistema.
Anaerobinio valymo įrenginiams su įkrova būdingas stabilus išvalymo efektas, geras susidarančių biodujų atskyrimas, efektyvus anaerobinio dumblo sulaikymas. Tačiau valant nuotekas su didelėmis pradinėmis sulfatų ir kalcio jonų koncentracijomis, ant įkrovos paviršiaus pradeda formuotis netirpios kalcio sulfato nuosėdos. Tai sumažina naudingą reaktoriaus tūrį, įkrovoje susiformuoja skysčio judėjimo kanalai, sumažėja nuotekų išbuvimo trukmė bei išvalymo efektyvumas.
Šie veiksniai turėjo svarbios įtakos tolimesnėms bendrovės bioreaktorių ūkio plėtojimo tendencijoms.
1996-1997 m įrengti trys originalios konstrukcijos (400m3, 400m3 ir 600 m3 talpos) kontaktinio tipo anaerobiniai bioreaktoriai su pakibusia biomase. Kontaktinį bioreaktorių sudaro hermetiškas rezervuaras su jame įrengta anaerobine kamera ir antriniu sodintuvu (3 pav.) . Anaerobinėje kameroje esančios terpės maišymui, bei pakibusių mikroorganizmų sluoksnio palaikymui įrengtas panardinamas maišymo siurblys. Bioreaktoriaus viršutinėje dalyje įrengtas originalios konstrukcijos antrinis sodintuvas. Jo paskirtis – iš nuotekų ir dumblo mišinio atskirti aktyvųjį
anaerobinį dumblą ir grąžinti jį į anaerobinę kamerą. Išvalytos nuotekos surenkamos ir nuvedamos sodintuvo viršutinėje dalyje įrengtu nuotekų surinkimo lataku.Susidariusios biodujos kaupiamos bioreaktoriaus viršutinėje dalyje. Čia sumažėja jų temperatūra, iškrenta drėgmė. Gautos biodujos kartu su gamtinėmis dujomis panaudojamos vietinėje katilinėje garo gamybai. Laboratorinei bioreaktoriaus darbo režimo kontrolei įrengti pavyzdžių paėmimo čiaupai. Įrenginių darbo kontrole rūpinasi bendrovėje įkurta vandenų tyrimo laboratorija. Jos darbuotojai kontroliuoja bioreaktorių darbo efektyvumą, apkrovas, fiksuoja tiekiamų teršalų ir gaunamų biodujų kiekius, temperatūrinį režimą. Atliekama ir cheminė proceso kontrolė. Tikrinami rodikliai ir vidutinės jų reikšmės pateiktos 2 lentelėje.Laboratorijoje gauti rezultatai padeda įvertinti įvairių rodiklių kitimo dinamiką, parinkti optimaliausią įrenginių darbo režimą, numatyti ir pašalinti galimas technologinio proceso sutrikimo priežastis.
Nuo 1992 m į bendrovės bioreaktorių ūkį investuota per 1 mln 100 tūkst litų, o gaunamų biodujų kiekiai padidėjo 12 kartų ir viršija 1 mln 700 tūkst kubinių metrų per metus. Išsamesnė bendrovės anaerobinio valymo įrenginių vystymosi dinamika pateikta 3 lentelėje.
Šiuo metu veikiančiuose įrenginiuose galima apdoroti tik dalį susidarančių teršalų. Visiems teršalams pašalinti bendrovė iki 2000 m gruodžio mėnesio planuoja baigti statyti atskirą nuotekų anaerobinio valymo įrenginių grandį. Tuomet iš bendrovės į miesto tinklus išleidžiamų teršalų kiekis sumažės 4 kartus , bus išgaunama iki 19000 nm3 /d biodujų. Perspektyvoje platesniam biodųjų panaudojimui planuojama įsirengti dujų generatorių ir gaminti elektros energiją.
AB „SEMA“ pavyzdys rodo, kad pirminį anaerobinį nuotekų apdorojimą sėkmingai galima taikyti daugelyje maisto bei perdirbamosios pramonės įmonių. Taip sukuriamos sąlygos ne tik sumažinti nuotekų utilizavimo kaštus, bet ir apsirūpinti pigiu energijos šaltiniu – biodujomis.
Nuotekų valymo įrenginiai ir sistemos
1. Maži valymo įrengimai individualiems namams.
Išsprendžia nutekamojo vandens problemą namams, kur nėra kanalizacijostinklų. Gyventojams valymo įrengimai nekelia jokių rūpesčių, tik vienąkartą metuose reikia išvežti nuosėdas, susikaupusias rezervuaruose.Atliekamas valymo įrenginių parinkimas, projektavimas, projekto derinimas,montavimas, paleidimas-derinimas.
2. Kvartaliniai valymo įrengimai: išsprendžia nutekamo vandens problemąindividualių namų grupėms naujai statomuose rajonuose arba senuoserajonuose, kur kanalizacijos tinklai jau yra,
bet nėra valymo įrengimų ir nutekamasis vanduo išleidžiamas į upę, ežerą arkitą vandens telkinį. Atliekamas valymo įrenginių parinkimas, kanalizacijostinklų projektavimas, projekto derinimas,
valymo įrengimų ir tinklų montavimas, valymo įrengimų paleidimas-derinimas.Taip pat siūlomos
valymo įrengimų eksploatacijos paslaugos.
3. Gyvenviečių, kaimų valymo įrengimai.
Jie sprendžia problemas ten, kur nėra centralizuotų valymo įrenginių irnutekamas vanduo patenka į atvirus vandens telkinius. Atliekamas valymotechnologijos parinkimas, projektavimo darbai, projekto derinimas,technologijos montavimo darbai, valymo įrengimų paleidimas-derinimas. Taippat siūlomos valymo įrenginių eksploatacija, techninis įrenginiųaptarnavimas.
Valymo įrenginių eksploatacija
Valymo įrenginių eksploatacija pagal sudėtingumą skirstoma į kelias grupes:
1. Nesudėtingi valymo įrenginiai – nedideli, skirti individualiems namamsarba
individualių namų grupėms.
Pastovi priežiūra nereikalinga. Tam tikru periodiškumu (kartą per mėnesį,ketvirtį, pusmetį) atliekama profilaktinė valymo įrenginių apžiūra. Iškilusproblemoms skambinama nurodytu telefonu. Sudaroma valymo įrenginiųaptarnavimo sutartis ir sumokamas tam tikras sutartas mokestis. Remontodarbai apmokami papildomai.2. Sudėtingesni arba automatizuoti valymo įrenginiai — skirti pramonėsįmonėms,
nedidelėms gyvenvietėms, miesteliams ir kt.
Valymo įrenginius prižiūri budintis personalas (dažniausiai 1 žmogus),kuris budi prie valymo įrenginių arba namuose su radijo davikliu (jeiįrenginiai yra automatizuoti). Įrenginių profilaktinis aptarnavimasatliekamas periodiškai pagal atskirai suderintą grafiką (4 kartus, 2kartus, 1 kartą per mėnesį). Tokiai valymo įrenginių priežiūrai sudaromaaptarnavimo sutartis, pagal kurią mokamas tam tikras mokestis, arbamokestis pagal nutekamo vandens kiekį ir užterštumą. Elektrinės,mechaninės, technologinės valymo įrengimų dalių aptarnavimas, einamasisremontas yra nemokami. Papildomai apmokami tik kapitalinio remonto beiavarinio remonto darbai.3. Stambūs valymo įrengimai (pagrinde miesto valymo įrenginiai).
Valymo įrenginius aptarnauja kvalifikuoti specialistai, kurie prižiūrielektrinę, mechaninę ir technologinę valymo įrenginių dalis. Profilaktinis,einamasis elektrinės, mechaninės dalies remontas atliekamas pagal atskirąaptarnavimo sutartį su valymo įrenginius aptarnaujančiomis firmomis. Bendravalymo įrenginių eksploatacijos sutartis sudaroma su valymo įrenginiusaptarnaujančia įmone, mokestį nustatant pagal nutekamo vandens kiekį iružterštumą. Kapitalinis remontas apmokamas papildomai.Nuotėkų tvarkymo problemos Baltijos šaliu kaimo vietovėse
[pic]Estijoje, Latvijoje ir Lietuvoje gyventojų skaičius nėra labaididelis. Kiekvienoje iš šiu šalių maždaug trečdalis visų gyventojų gyvenakaimo vietovese. Bendras visų trijų šalių plotas – 175000 km2 , bendrasgyventojų skaičius – 75 mln. Tai sudaro 44 gyv./km2.Techniniai mažų valymo įrenginių reikalavimai • Įvairių tipų nuotėkų valymas • Nuotėkio svyravimo išlyginimas • Patikimas ir nesudėtingas įrenginių valdymas • Nuolat pastovus valymo efektyvumas • Mažas susidarančio dumblo kiekis ir jo panaudojimas žemės ūkyje • Nebrangus sistemų įrengimas ir priežiūraKauno miesto nuotekų valykla, kurios projektinis pajėgumas 232 tūkst. m3išvalytų nuotekų per parą, 2002 metais išvalė 23.005 mln.m3 nuotekų.
Vidutinė valyklos įrenginių apkrova 2002 metais sudarė 63.0 tūkst.m3 nuotekų per parą.2001 m. pabaigoje pilnai įsisavinta dumblo apdorojimo technologija –nuotekų valyklos katilinėje pradėtos deginti metantankuose susidariusiosbiodujos. Šildymo sezono metu katilinėje sudeginama 28 – 40% pasigaminusiųbiodujų. Likęs biodujų kiekis nuo 2001 metų gruodžio 18 d. tiekiamas įNoreikiškių rajoninę katilinę, į kurią pagal AB “Pramprojektas” parengtąprojektą paklota 1,5 km biodujotiekio trasa.Stambūs nešmenys sulaikomi grotose, smėlis nusodinamas aeruojamosesmėliagaudėse. Nešmenys nusausinimi presu, o smėlis – separatoriumi. Šiosatliekos išvežamos specialiomis mašinomis su konteineriais į Lapiųsąvartyną.Toliau nuotekos patenka į paskirstymo ir surinkimo kamerą, iš kuriostiekiamos į pirminius sėsdintuvus, kurių vieno pralaidumas, valant nuotekassu koaguliantu, yra 3500 m3 per valandą. Koagulianto paskirtį atliekabazinio aliuminio sulfato tirpalas, sandėliuojamas reagentiniame ūkyje irdozuojamas dozavimo siurbliais, kurių darbas automatizuotas ir pagal tamtikrą programą valdymas iš centrinio valdymo pulto.Pirminiuose radialiniuose sėsdintuvuose nusodintas dumblas pakėlimo irtransportavimo siurbliais tiekiamas į rezervuarą, esantį metantankųsiurblinėje . Iš šio rezervuaro siurbliais per šilumokaičius “dumblas-dumblas” “žalias” dumblas tiekiamas į metantankus.Išpūdytas dumblas iš metantankų kitais siurbliais per šilumokaitį tiekiamasį saugyklą. Išpūdytas dumblas pašildo paduodamą “žalią” dumblą. Reikalingastemperatūrinis režimas palaikomas šilumokaičiu “dumblas-vanduo”, kuriamecirkuliuojantis pūdomas dumblas šildomas termofikaciniu vandeniu. Išpūdytasdumblas iš saugyklos centrifugų maitinimo siurbliais tiekiamas įcentrifugas. Dumblui nusausinti jose naudojamas flokuliantas “Zetag”, kuriotirpalas ruošiamas specialia įranga. Nusausintas dumblas surenkamasbunkeriuose, o iš jų išvežamas specialiu autotransportu su konteineriais įdumblo poligoną – saugojimo aikštelę.Dumblo, esančio poligone, kokybė kontroliuojama, atliekant sunkiųjų metalųkoncentracijos ir bakteriologinius tyrimus. Dumblo saugojimo aikštelėje jausukaupta virš 50 tūkst. tonų dumblo. Šiuo dumblo kiekiu galima padengti 5 mstorio sluoksniu futbolo aikštės dydžio plotą. 75% sandėliuojamo dumblo yratrečios kategorijos. Pagal LAND-o reikalavimus jo utilizavimas nėragalimas.Mezofilinio pūdymo proceso metu metantankuose susidariusios biodujos perdujų valymo ir paskirstymo punktą patenka į gazholderį, iš kurio perkompresorinę į nuotekų valyklos katilinę, o perteklius į Noreikiškiųrajoninę katilinę.2002 m. bėgyje nuotekų valykloje buvo tobulinamas atskirų procesųprograminis valdymas, sumontuoti papildomi technologiniai vamzdynaimetantankų siurblinėje.Tai užtikrino lankstesnį dumblo pūdymo įrenginiųdarbo režimą. Pagrindinių įrenginių charakteristikos:|EEil.N|Įrenginio |Kiekis, |Techninė charakteristika (vieno ||r. |pavadinimas |vnt. |vnt.) || | | |Tūris, m3 |Našumas ||1. |Grotos |4 | |2.2 m3/sekundę||2 |Smėliagaudės |4 |520 |6420 || | | | |m3/valandą ||3. |Pirminiai |4 |8800 |3500 || |sėsdintuvai | | |m3/valandą ||4. |Metantankai |2 |9000 |450 m3/parą ||5. |Dumblo saugykla |1 |9000 |- ||6. |Gazholderis |1 |1200 |- ||7 |Centrifugos |3 |- |0.8 t || | | | |SM/valandą ||8. |Dumblo saugojimo|1 |Plotas 5.6 ha | || |aikštelė | | | |Pagrindiniai nuotekų valyklos technologiniai parametrai: |EEil.N|Rodikliai |Mato |Kiekis ||r. | |vnt. | || | | |2000 m. |2001 m. |2002 m. ||1. |Nuotekų kiekis |m3/parą|50000¸65000|55000¸68000|55000¸66000 ||2 |Nuotekų užterštumas | | |280¸370 |260¸340 || |pagal: |mgO2/l |280¸350 |320¸440 |300¸420 || |BDS7 |mg/l |350¸400 |9¸12 |10¸12,5 || |suspenduotas medžiagas |mg/l |9¸12 | | || |bendrą fosforą | | | | ||3. |Apvalymo efektas pagal: | | | | || |BDS7 |% |60¸67 |65 ¸68 |63¸68 || |suspenduotas medžiagas |% |78¸83 |80 ¸84 |80¸84 || |bendrą fosforą |% |70¸82 |70¸85 |70¸85 ||4. |Sulaikomo dumblo kiekis |t./parą|16¸20 |18¸23 |17¸22 || |pagal sausą medžiagą | | | | ||5. |Perpūduto ir nusausinto |t./parą|10¸12 |11,5¸14 |11¸13,5 || |dumblo kiekis | | | | || |metantankuose pagal SM | | | | ||6. |Nusausinto dumblo kiekis|m3/parą|35¸42 |43¸53 |43¸50 || |(išvežamo į saugojimo | | | | || |aikštelę, drėgmė 73¸75%)| | | | ||7 |Pagaminama biodujų |tūkst. |8,5¸11,0 |8,5¸11,0 |8,5¸11,0 || | |m3/parą| | | ||8. |Išleidžiamų nuotekų | | | | || |užterštumas (po valymo) | | | | || |pagal: |mgO2/l |90¸125 |80¸110 |80¸120 || |-BDS7 |mg/l |70¸95 |50¸80 |50¸80 || |-suspenduotas medžiagas |mg/l |2.5¸3.5 |2,0¸3,0 |2,2¸3,3 || |-bendrą fosforą | | | | |