УДК 626.823.915.

А.А. Шомантаев, доктор с.-х. наук, профессор КызГУ им. Коркыт Ата

Г.С. Абиева, к.т.н., старший преподаватель КызГУ им. Коркыт Ата

А. Шегенбаев, к.т.н., старший преподаватель КызГУ им. Коркыт Ата

М.Ж.Жамиев, соискатель КызГУ им. Коркыт Ата

 

Пути повторного использования сточных вод  г. Кызылорда для орошения  сельско хозяйственных культур.

 

Из года в год возрастает потребность общества в воде, что приводит к образованию огромного количества сточных вод. Города СНГ ежедневно вырабатывают более 500 км3 сточных вод [1]. В сточных водах могут содержаться токсические соли, тяжелые металлы, фенол, остор, мазут, ртуть грязь и многие биогенные элементы. Установлено, что население нашей страны ежегодно вырабатывают со сточными водами, учитывая очистку; около 750 тыс. т. азота; 100 тыс.т. фосфора; 700 тыс.т. калия. По данным С.Н. Строганова, от одного человека в сутки поступает, в среднем: азота 7,5-8,5гр; фосфора 1,5-1,8гр; калия 3,7-4,2гр; хлора 9гр; взвешенных веществ 30-50гр [1,2]. Концентрация их зависит от нормы водопотребления. Чем выше норма водопотребления, тем менее концентрация сточных вод и наоборот. Водоотведение – величина непостоянная изменяется в течении суток, следовательно, изменяется состав сточных вод. Все эти вещества, попадая в водоемы, вызывают серьезную экологическую тревогу.

На современном этапе, как в нашей стране, так и за рубежом для утилизации возрастающего объема сточных вод все чаще стали использовать естественный метод очистки их на полях орошения, где максимально используются питательные элементы, содержащихся в сточных водах для получения высоких устойчивых урожаев кормовых культур. В этом случае орошаемые поля можно рассмотривать как завершающее звено их естественной очистки и обеззараживания, что имеет социально-экономические, экологические и технические  аспекты. Вот почему почвенным методам очистки сточных вод уделяется большое внимание.

Почва является средой чрезвычайно чуждой простейшим бактериям и вирусам, паразитирующим в организме человека. Эти свойства почвы были замечены в глубокой древности и человек стал широко использовать почву для обеззараживания нечистот. Исследованиями В.Р. Вильямса, С.Н.Строганова [3,4] и других ученых было доказано, что из всех существующих методов биологической очистки, почвенные методы являются найболее эффективными и найболее простыми в эксплуатации.

Однако, способность почвы к самоочищению снижается при использовании необоснованных норм допустимых органических и гидравлических нагрузок сточных вод на единицу времени.

Несмотря на столь высокую степень разработанности и научной обоснованности почвенной очистки сточных вод, уровень сельскохозяйственного использования их остается низким. Такое положение объясняется отсутствием экономической заинтересованности предприятий и коммунальных хозяйств региона Приаралья в комплексном решении проблемы очистки и использование сточных вод.

Однако, в связи с нарастающим загрязнением  водоемов и дефицитом чистой воды интерес к почвенной очистке сточных вод, несомненно, возрастает.

Материалы 30-летней научно-исследовательской работы учёных Республики Казахстан, свидетельствует о том, что одним из основных направлении утилизации сточных вод, является использование очищенных сточных вод на полях орошения с возделыванием сельскохозяйственных культур и древесно-кустарниковых насаждений.

Сельскохозяйственные культуры на полях орошения возделывают в иных условиях, нежели на полях обычного орошения. Они должны обеспечить максимальный приём и распределение всего запроектированного количества сточных вод в течение года, стимулировать  и активизировать биохимические процессы в почве, получая в то же время необходимое для всего роста и развития элементы пищи и влаги.

В состав полей орошения могут входить: пруды-накопители, биологические пруды, регулирующие ёмкости, насосные станции, оросительная  сеть и сооружения в них, водоохранные  сооружения, службы эксплуатации, средства контроля за состоянием окружающей среды, дороги лесополосы и др.

Таким образом, рациональное использования сточных вод в орошаемом земледелии обеспечивает:

-повышение продуктивности кормовых и технических культур на 20-25%;

          -повышение водообеспеченности агроландшафтов  30-40%;

          -получение водоохранного эффекта в пределах 400-600%;

          -улучшение экологической обстановки в регионе.

На современной территории Казахстана, встречаются четыре вида сточных вод: хозяйственно-бытовые, промышленные, смешанные и животноводческие. Они отличаются друг от друга по происхождению и химическому составу.

Наибольший интерес с экологической и сельскохозяйственной точки зрения представляют городские сточные воды, объём которых непрерывно растет.

Общий годовой сток сточных вод Кызылординской городской канализации на 1 января 2009год составил более 10млн. м3 из-за остановки работы некоторых крупных предприятий. В последние годы объём сточных вод уменьшился (см.рис.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

      б)

 

 

 

 

 

 

В)

рис 4.1 График водопотребление и водоотведение

 

Если водопотребление составило 2005-2006гг 11000 и более тыс.м3; то в 2008-2009гг оно уменьшилось до 8000-9000 тыс.м3, а водоотведение за этот период составило, соответственно, 10000 и 7900 тыс.м3.

 

Агрохимический состав сточных вод г Кызылорда и ирригационная оценка пригодности их для орошения

Сточные воды в г. Кызылорда после механической очистки и доочистки в отстойниках поступают на поля фильтрации. Здес происходит частичная фильтрация и испарение. При этом качество сточной воды меняется от нейтральной РН= 6.9 до щелочной РН= 8.1. Содержание растворимых веществ в них колеблется от 2.592 до 3.932 г/л. Они классифицируется по А.М. Можейко и Т.Ю.Воротник [5], как вода с повышенной минерализацией, то есть более 3 г/л, около 25% проб характеризуется как вода со средней минерализацией 1-3 г/л.

Анионный состав солей сульфатно-хлоридно-бикарбонатный. Хлориды в 4 раза превышают требование натрий и калий, содержания кальция в 2.5 раза меньше содержания магния.

Удовлетворительно характеризуется сточная вода по коэффициенту абсорбций натрия (Na+), установленному Ричардсом, и используемый некоторыми лабораториями США. Согласно критериев Стеблера, сточные воды имеют удовлетворительное качество.

Сточные воды после механической очистки не могут быть использованы для орошения без дополнительных мероприятий по их подготовке. При очистке сточных вод на биологических станциях в отстойниках происходит осаждение твердых веществ, в результате чего образуется осадок, который составляет 0,25-1,0% объёма сточных вод. Осадок содержит большое количество азота (N) и фосфора (Р) и может использоваться как удобрение. Азота и фосфора в осадках иловых площадок содержится больше, а калия (К) – в 8,6 раза меньше, чем в конском навозе.

Однако, несмотря на высокую удобрительную ценность осадка сточных вод, основная часть питательных веществ, содержится в осветленных сточных водах. Поэтому использование осветленных сточных вод для орошения

является эффективным мероприятием.

В составе солей преобладают сернокислые и хлористые соли натрия (таблица 1)

 

Агрохимический состав сточных вод Кызылординской городской

канализаций, мг/л.

Таблица 1

 

Ингредиенты

После механической

Очистке

Поля фильтрации

Перед поливом

от

до

от

до

от

до

рН

6,9

8,1

7,2

7,9

6,8

7,6

БПК5,МГ/О2

50,0

485,3

63,0

255,0

20,5

202,2

∑ солей

2592,4

3932,8

2544,7

3065,2

1039,0

1336,7

НСО3

725,9

860,1

664,3

756,4

280,0

300,0

СL

326,6

479,0

372,75

433,1

113,6

205,9

SO4

729,6

1277,0

724,8

1108,8

274,0

320,0

Ca

96,0

330,0

104,0

130,0

90,0

144,0

Mg

142,8

231,6

158,4

220,8

57,6

95,2

Na+K

480,0

694,6

418,6

533,6

87,4

177,1

Фосфор

12,6

17,4

9,0

10,2

4,8

6,6

Взв. Вещества

115,1

165,2

235,2

251,4

29,0

51,0

Нитриты

0,04

0,106

0,05

0,144

0,04

0,05

Аммиак

32,2

42,2

27,12

36,3

23,4

25,4

Нитрат

0,23

3,1

0,73

2,8

0,23

12,2

Нефтепродукты

1,11

1,21

0,43

1,96

0,25

0,2

Детрегенты

0,65

1,25

1,04

1,3

0,32

0,4

 

 

Органические вещества в осадке сточных вод являются опасными в санитарном отношении, поэтому их подвергают разложению, с помощью микроорганизмов. Содержание органической примеси определяется биологической потребностью в кислороде (БПК5) для окисления углерода водорода и органического вещества сточных вод за 5суток, выдержанной в мг/л. Степень органического загрязнения характеризуется еще и полной химической потребностью в кислороде (ХПК) для окисления всего количества органического вещества в сточной воде.

Показатель щелочности (рН) сточных вод на полях фильтрации колеблется в пределах 7,2—7,9, а содержание растворимых веществ от 2,544 до 3,065 г/л. Остальные данные близки к показателям проб взятых после механической очистки [6].

Как видно из таблицы 1 химический состав сточных вод из временного оросителя значительно отличается от вышеописанных показателей. Содержание растворимых веществ уменьшилось в 3 раза и колеблется в пределах от 1,139 до 1,297 г/л. Водородный показатель находится в пределах рН=6,8-7,6, содержание органических веществ колеблется БПК5 =201,5-202,2мг/О2. Хлориды -113-205,9 мг/л, взвешенные вещества -29,0-51,0 мг/л, нитриты -0,04-0,05мг/л, аммиак -23,4-25,4 мг/л, детрегенты-0,32-0,4мг/л.

Однако, осуществляя сброс сточных вод в различные водоемы, бассейны рек, овраги, пониженные участки рельефа местности без полной очистки, без соблюдения эпидемиологических и санитарно-гигиенических условий наносит непоправимый ущерб природе и на окружающей среде.

В настоящее время из-за изменения структуры производства и хозяйственных в отношении, в результате распада крупного производства, создания многочисленных кооперативов, товариществ и частных хозяйств, большинство существующих сооружений по очистке сточных вод работают по не полной  схеме очистки или вообще не работают. Ранее существующие и применяемые технологические схемы очистки сточных вод рассчитывались по экономическим показателем и на большие объёмы стоков. Ныне необходимо производить расчеты на очистку сточных вод по показателям экологической чистоты и значительно меньшие объёмы.

Основным критерием при этом является качество обработанной сточной воды. Её экологическая оценка и степень влияния на загрязнение окружающей среды при сбросе её в водоёмы и использование на орошение сельхозкультур и древесных насаждений.

 

Литература

1.     Новиков В.М.  Наука замыкает круг. Наука в СССР, - 1983, №1, с 84-91

2.     Зубаиров О.З. Орошение сточными водами в Казахстане. Алматы, 1994, с 3-8

3.     Вильяме Р.Р. Поля орошения // Сочинения. – М, 1941- 49 // с 452

4.     Строганов С.Н. Загрязнение и самоочищение водоемов. – М, 1939

5.     Можейко А.М. Некоторые вопросы использования сточных вод на орошения – М: Колос, 1965, с 115

6.     Шомантаев А.А., Байманов Ж.Н. Қызылорда қалалық канализация ағынды суларын агромелиоративтік сипаттамасы және олардың суару үшін жарамдығын бағалау //  Сб.н.тр. посвященной 85-летию Р.Ж. Жулаева, Жамбул, 1995, с 80-81