Juodojo-kvapo vandens telkiniai yra svarbi vandens taršos forma mano šalyje ir yra esminis iššūkis vandens aplinkos valymui ir ekologiniam atkūrimui tiek miesto, tiek kaimo vietovėse. Skirtingai nuo standartinių vandens telkinių, kurie tik viršija tam tikras teršalų ribas, juodo-kvapo vandens telkiniai nepatiria nei vieno vandens kokybės pažeidimo; veikiau yra visapusiškas žlugimas, susijęs su vandens kokybe, nuosėdomis, hidrodinamika ir ekosistema,-visa tai vyksta deguonies stokojančioje aplinkoje.
Šiame straipsnyje sistemingai dekonstruojama pagrindinė juodojo{0}kvapo vandens telkinio valymo logika pagal penkis aspektus: priežastinius mechanizmus, oficialias vertinimo rodiklių sistemas, klasifikavimo kriterijus, trijų-matmenų valymo technologijų sistemas ir kiekybinius valymo efektyvumo standartus. Jis skirtas profesionalioms programoms, tokioms kaip poveikio aplinkai vertinimas, vandens aplinka (valymas / atkūrimas), upių kelių eksploatavimas ir priežiūra, kaimo nuotekų valymas ir mokslinių tyrimų ataskaitos, palaikyti.
I. Šerdies formavimosi mechanizmai (esmė: deguonies{1}}trūkumo / anaerobinė grandininė reakcija)
Vandens juodumo ir nemalonaus kvapo{0}}reiškinys yra daug sudėtingesnis nei tiesiog didelis skendinčių kietųjų dalelių arba nuotekų kiekis; Tai apima visą grandininę anaerobinių biocheminių procesų reakciją:
Nuolatinis didžiulių organinių teršalų antplūdis (iš išorinių ir vidinių šaltinių) → Deguonies suvartojimas dėl mikrobų skaidymosi → Greitas ištirpusio deguonies išeikvojimas → Deguonies -trūkumo (hipoksinė) ir anaerobiškai redukuojančios aplinkos susidarymas.
Šioje redukcinėje aplinkoje vyksta dvi būdingos reakcijos:
Juodinimo mechanizmas: redukuojant sulfatą susidaro didelis kiekis sulfido jonų; jie susijungia su metalo jonais (pvz., geležies ir mangano), esančiais nuosėdose ir vandenyje, sudarydami juoduosius geležies sulfido ir mangano sulfido koloidus, kurie lieka suspenduoti ir suteikia vandeniui juodą{0}}pilką išvaizdą.
Kvapo susidarymo mechanizmas: anaerobinis organinių medžiagų skilimas ir skilimas išskiria nemalonaus kvapo dujas-, tokias kaip vandenilio sulfidas, metilmerkaptanas ir lakiosios organinės rūgštys,-kurios sukuria būdingą kvapą, susijusį su tokiais vandens keliais.
Trumpai tariant: deguonies trūkumas yra pagrindinė priežastis; sulfidai yra juodos spalvos šaltinis; o anaerobinis skilimas yra kvapo šaltinis.
II. Keturių-matmenų taršos šaltinių klasifikacija (visa miesto ir kaimo vietovių aprėptis)
Tarša juoduose{0}}kvapo vandens telkiniuose yra sudėtinga kaupiamoji tarša, kurią galima suskirstyti į keturias pagrindines priežastines sistemas:
1. Išorinė tarša (pirminis veiksnys)
Nevalytų arba neefektyviai išvalytų miesto buitinių nuotekų, pramoninių nuotekų, mišrių lietaus ir nuotekų bei kombinuotų nuotekų perpildymo (CSO) išleidimas į upes yra pagrindinė per didelės organinių teršalų apkrovos vandenyje priežastis. 2. Vidaus tarša (ilgalaikė-, nuolatinė pagrindinė priežastis)
Dugno nuosėdose laikui bėgant kaupiasi organinės medžiagos, azotas, fosforas, sulfidai ir sunkieji metalai. Net ir pašalinus išorinius taršos šaltinius, šios nuosėdos gali toliau išskirti teršalus 5–10 metų, o tai yra pagrindinė juodo-kvapo pasikartojimo priežastis.
3. Nepakankamos hidrodinaminės sąlygos (sąlygos, skatinančios nuolatinį blogėjimą)
Lėtas arba sustingęs srautas, akla{0}}galiniai kanalai ir bloga vandens mainai lemia itin mažą atmosferos re-deguonies tiekimo pajėgumą ir savaiminio-išsivalymo gebėjimą, todėl labai tikėtina, kad susidarys anaerobinė aplinka.
4. Natūralūs aplinkos veiksniai
Aukšta temperatūra, sausi sezonai, mažas srautas ir žemas vandens lygis dar labiau sumažina ištirpusio deguonies (DO) kiekį ir pagreitina juodo{0}}kvapo atsiradimą.
Kaimo juodųjų{0}}kvapiųjų vandens telkinių priežastys
Skirtingai nuo miesto vandens kelių, kaimo juodojo-kvapo vandens telkiniams būdinga sklaida, ne-taškinė tarša, suskaidymas ir silpnas valdymas:
Nuolatinis ne{0}}taškinio šaltinio taršos antplūdis dėl žemės ūkio paskirties žemės drenažo ir gyvulininkystės / paukštininkystės.
Tiesioginis buitinių nuotekų išleidimas iš individualių namų ūkių, nes trūksta surinkimo įrenginių.
Didelis uždumblėjimas mažuose vandens telkiniuose be ilgalaikio{0}}gilinimo.
Veikimo ir priežiūros sistemų nebuvimas, valdymo trūkumas ir pasikartojančios taršos problemos.
III. Oficiali vertinimo rodiklių sistema (pagrindinė sritis, dažnai nesuprantama pramonėje)
Remiantis miesto juodųjų{0}}kvapiųjų vandens telkinių valymo gairėmis, juodo-kvapo būklės nustatymas nepriklauso nuo COD, BDS ar bendrojo fosforo.
Keturi pagrindiniai charakteristikų rodikliai (vieno{0}}veiksnio veto sistema)
Skaidrumas, ištirpęs deguonis (DO), oksidacijos{0}}redukcijos potencialas (ORP) ir amoniakinis azotas.
Tai labai svarbi koncepcija pramonėje:
COD ir BDS yra taršos priežasčių rodikliai.
DO, ORP, skaidrumas ir amoniakinis azotas yra juodo -kvapo sąlygų rezultatus (simptomus) apibūdinantys rodikliai.
Nustatant vadovaujamasi „vieno-veiksnio blogiausio-atvejo“ principu: jei kuris nors atskiras rodiklis pasiekia silpno ar stipraus juodo-kvapo būklės slenkstį, vandens telkinys atitinkamai klasifikuojamas.
Rodiklių matavimo metodai (inžinerinės praktikos standartai)
Skaidrumas: lauko matavimas naudojant Secchi disko metodą arba spausdintų -simbolių metodą.
DO ir ORP: aptikimas realiu-laiku naudojant in-situ elektrocheminius elektrodus.
Amoniakinis azotas: laboratorinė analizė po vandens mėginių filtravimo per 0,45 μm membraną (Nesslerio reagento metodas arba salicilato metodas).
Pramonės tyrimų ir optimizavimo kryptys
Dabartinė nacionalinio standarto rodiklių sistema yra paprasta ir efektyvi, tačiau jai trūksta tikslumo ties slenksčio ribomis. Dabartinės pagrindinės optimizavimo kryptys šioje srityje:
Apima COD ir TP, kad būtų galima visapusiškai apibūdinti taršos apkrovas
Pridedami jusliniai indikatoriai, tokie kaip kvapo slenkstis ir spalvingumas
Kelių{0}}dimensinio įvertinimo modelio, kurio centre yra ištirpęs deguonis, kūrimas
IV. Trijų-pakopų visapusiška ištaisymo technologijų sistema (avarinė padėtis – tobulinimas – ilgalaikis -stabilumas)
Juodųjų{0}}kvapių vandens telkinių valymas griežtai draudžia pasikliauti pavienėmis priemonėmis-, tokiomis kaip gilinimas, cheminių medžiagų dozavimas ar vandens papildymas,-ir turi būti vadovaujamasi trijų-pakopų logika: „pirmiausia šaltinio kontrolė, po to kokybės gerinimas ir paskutinis stabilumo palaikymas“.
1 etapas: avarinis ištaisymas (greitas juodumo ir kvapo pašalinimas)
Tikslas:{0}}trumpalaikis matomo juodumo ir kvapo pašalinimas
Pagrindinės priemonės: išorinės taršos perėmimas ir šaltinio kontrolė, greitas nuosėdų gilinimas, cheminis pasyvavimas, ekologinis vandens papildymas ir didelio{0}}intensyvumo aeracija / re{1}}deguonies tiekimas
Funkcija: greitai sutrikdo anaerobinę aplinką, slopina sulfidų susidarymą ir sumažina kvapų išsiskyrimą
2 etapas: vandens kokybės gerinimas (stabilus atitikimas)
Tikslas: Kruopštus vandens kokybės rodiklių gerinimas
Technologijos: nuolatinis aeravimas, nuosėdų modifikavimas ir pasyvavimas, suspenduotų teršalų valymas aplinkkeliu, vandens augalų valymas ir mikrobų bendruomenės bio{0}}augmentacija
Funkcija: padidina ištirpusio deguonies kiekį, sumažina amoniako{0}}azoto kiekį ir pašalina vidinių teršalų išsiskyrimą iš nuosėdų
3 etapas: ilgalaikis-stabilumo palaikymas (pagrindinės{2}}priežasties sprendimas, kad būtų išvengta pasikartojimo)
Tikslas: atkuria vandens telkinio ekologinį savaiminio{0}}išsivalymo gebėjimą, kad būtų pasiektas ilgalaikis skaidrumas
Technologijos: hidrodinaminis optimizavimas ir planavimas, pilnas ekosistemos atkūrimas, dumblių žydėjimo prevencija ir kontrolė bei įprastinė eksploatacija ir priežiūra
V. Trys pagrindinės techninės kategorijos (fizinė + cheminė + ekologinė)
1. Fizinis ištaisymas
Nuosėdų gilinimas, mechaninis aeravimas, vandens mainai ir šiukšlių bei plūduriuojančių šiukšlių pašalinimas; duoda greičiausius rezultatus, bet pirmiausia pašalina simptomus.
2. Cheminis ištaisymas
Cheminis flokuliavimas, fosforo pasyvavimas / imobilizavimas ir oksidacinė sterilizacija; tinka ekstremalioms situacijoms, bet ne ilgalaikiam -pasitikėjimui. 3. ekologiniam ir biologiniam ištaisymui (The Ultimate Cure)
Sukurtos šlapžemės, povandeninės augmenijos rekonstrukcija, mikrobų stiprinimas, ekologiškos plūduriuojančios salos ir biomanipuliacija.
Vienintelis techninis būdas, galintis pasiekti ilgalaikį stabilumą{0}} ir visam laikui pašalinti juodo{1} kvapo pasikartojimą.
VI. Kiekybiniai pramonės priimtinumo standartai (pagrindiniai techniniai parametrai)
Remiantis vandens aplinkos valymo pramonės tyrimais ir inžinerine statistika, norint pasiekti stabilų atitiktį, reikia:
Increase in dissolved oxygen (DO) by >2–3 mg/l
COD pašalinimo greitis Didesnis arba lygus 60 %
Amoniako azoto pašalinimo greitis Didesnis arba lygus 60 %
Bendras fosforo pašalinimo greitis Didesnis arba lygus 50 %
Tik įvykdžius šiuos rodiklius upė gali pereiti nuo „avarinio juodo-kvapo pašalinimo“ etapo prie „stabilios vandens kokybės atitikties ir ekologinio atkūrimo“.
VII. Santrauka: pagrindinė juodojo-kvapo vandens valymo logika
Deguonies trūkumas yra pagrindinė priežastis; dugno nuosėdos yra "navikas"; išoriniai taršos šaltiniai yra provokatoriai; o hidrodinamika yra silpnoji grandis.
Vertinimas remiasi keturiais pagrindiniais charakteristikos rodikliais, o ne įprastais COD ar BDS.
Valymas turi vykti trimis{0}}etapais: šaltinio kontrolė → vandens kokybės gerinimas → ekologinis stabilumas.
Trumpalaikis{0}}priklausymas nuo fizikinių ir cheminių metodų; vidutinės trukmės -priklausomybė nuo vandens kokybės optimizavimo; ilgalaikis pasitikėjimas ekologiniu savaiminiu-išsivalymu.
Juodojo{0}}kvapiojo vandens telkinių valymas nėra tik vandens valymas; tai sistemingas atkūrimas, integruojantis vandens kokybę, dugno nuosėdas, hidrodinamiką, mikroorganizmus ir ekosistemą. Tai yra pagrindinė dabartinės vandens aplinkos inžinerijos, kaimo atgaivinimo vandens aplinkos atnaujinimo ir upių eksploatavimo bei priežiūros techninė sistema.
