Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем

Бондаренко, Валентина Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем"

На правах рукописи

> ; и

ОД

БОНДАРЕНКО Валентина Васильевна

„ п ~ ""ТМ

ОХРАНА. ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ И РАССРЕДОТОЧЕННЫМ СТОКОМ С ПОМОЩЬЮ БИОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

11.00.11-Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

.Екатеринбург 2000

Работа выполнена в Российском НИИ комплексного использования охраны водных ресурсов (РосНИИВХ)

Научные консультанты Доктор технических наук ПОПОВ А.Н. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор МЕРЗЛАЯ Г.Е.

доктор технических наук, профессор МИГАЛАТИЙ Е.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор АФАНАСЬЕВ P.A.

Ведущая организация:

Государственное унитарное предприятие Уральский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства

Защита диссертации состоится «24» мая 2000 г в 13 часов на заседании диссертационного совета Д. 099.01.01 в Российском научно-исследовательском институте комплексного использования и охраны водных ресурсов (РосНИИВХ) по адресу: 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира, 23 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РосНИИВХ.

Автореферат разослан « » апреля 2000 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим высылать по

адресу: 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира, 23, РосНИИВХ.

Ученый секретарь диссертационного совета Д. 099.01.01

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЗОТЕЕВ В.Г.,

доктор технических наук

ит.т}о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальности проблемы. В связи с несовершенством существующих технологий и способов очистки сточных вод сосредоточенных выпусков и отсутствием таковых для очистки рассредоточенного стока, возникает необходимость разработки технологии, использование которой позволит выполнять водоохранные функции за счет перехвата массы загрязнений перед поступлением их в водный объект. Таким требованиям может соответствовать технология использования биоинженерных систем (БИС), основой биологической загрузки которых являются растительные биоценозы. Перспективность устройства БИС заключается не только в эффективности использования высшей растительности в поглощении и трансформации загрязняющих веществ, но и в том, что эти системы управляемы с точки зрения формирования биологической загрузки и регулирования процессов самоочищения водных масс от совокупности загрязняющих веществ. Технология использования БИС должна предусматривать не только охрану водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории, т.е. решения вопросов снижения антропогенного пресса на водотоки и водоемы, но и вопросы рационального использования биомассы растительности, применяемой в качестве биологической загрузки в сооружениях очистки и доочистки сточных вод.

Целью диссертации является: разработка технологии организации и использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние конструктивных особенностей БИС и гидравлической нагрузки на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- изучить динамику процессов доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и рассредоточенного стока от органических, биогенных веществ, тяжелых металлов в БИС;

- оценить влияние абиотической среды БИС на формирование биологической загрузки с целью оптимизации процессов доочистки сточных вод;

- шучить влияние аллохтонного и автохтонного органического вещества, поступающего в БИС, на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- выполнить анализ эколого - экономической эффективности использования БИС в охране водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории.

Научная новизна исследований:

- разработаны основные положения, определяющие целесообразность использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории, основой биологической загрузки которых является биоценоз высшей растительности;

- впервые получены количественные зависимости влияния абиотической среды на формирование биологической загрузки системы доочистки и очистки сточных вод;

- получены зависимости динамики процессов доочистки водных масс от совокупности органических, биогенных веществ, тяжелых металлов в БИС;

- впервые разработаны предельные значения поступления в БИС аллохтонного, автохтонного органического вещества и теплового зшрязнения, не оказывающих отрицательного влияния на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- доказана возможность прогрессивного снижения загрязнения биогенными элементами водоисточников и предотвращения их эвтрофирования.

Объект исследований - биоинженерные системы доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и очистки рассредоточенного стока.

Предмет исследоваши". - процессы, происходящие с органическими, биогенными веществами, тяжелыми металлами и бактериальным загрязнением сточных вод сосредоточенных выпусков и рассредоточенного стока под действием биологической загрузки БИС.

Методы исследований. В работе применен комплекс методов исследования, включающий: лабораторное и натурное моделирование; системный комплексный подход к анализу полученных автором и имеющихся в литературе материалов. Для количественного описания экспериментальных данных использованы стандартные методы и пакет прикладных статистических программ для ПЭВМ "81а1{*гайс5".

Научные положения, выносимые на защиту:

- основные положения, определяющие целесообразность использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами;

- влияние конструктивных особенностей БИС и гидравлической нагрузки на процессы доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- оценка влияния абиотической среды БИС на формирование биологической загрузки с целью оптимизации процессов доочистки сточных вод;

- результаты исследования влияния аллохтонного и автохтонного органического вещества на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- технология организации и использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком, основным элементом биологической загрузки которых является высшая водная растительность.

Практическая значимость работы:

- разработана технология организации и использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком, основой биологической загрузки которых является высшая водная растительность;

- предложена принципиальная схема рационального использования растительности верховьев водохранилища для очистки руслового и рассредоточенного стока и в качестве кормовых ресурсов в животноводстве;

- в результате анализа практического использования БИС, основой биологической загрузки которых является высшая водная растительность, доказана эколого - экономической эффективность их в охране водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории.

Реализация результатов работы.

Разработанная на основе научных результатов технология организации и использования БИС для охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком внедрена:

- для доочистки сосредоточенного выпуска хозяйственно - бытовых сточных вод г.Полевского и промышленных сточных вод Северского трубного завода общим объемом 17520000 м3год в БИС, расположенной перед поступлением стока в водный объект;

- для очистки руслового и рассредоточенного стока, поступающего в водохранилище в форме рекомендации по конструктивному решению организации БИС в верховьях Волчихинского водохранилища;

- для доочистки воды от основной массы органического вещества (фитопланктона) и биогенных элементов, поступающей из Волчихинского водохранилища в БИС (наплавное биоплато - опьггно-производственный образец), расположенного в водозаборном канале, перед поступлением воды на станцию водоподготовки.

Рассматриваемые вопросы разрабатывались автором в соответствии с государственным координационным планом научных работ в РосНИИВХ, а также хоздоговорных работ в период с 1981 по 1999 гг.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научной конференции в ТСХА (г.Москва, 1982 г), научно -техническом семинаре ЦДНТП (г.Челябинск, 1984 г), научно - практической конференции ВАСХНИЛ (г.Жодино Минской области, 1990 г), научно-пракшческой конференции «Экологическая безопасность использования

сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве» (г.Барнаул, 1995 г), Международной практической конференции «Геология-6 Урало-Каспийского региона» (г.Уфа, 1996 г), Международных симпозиумах "Чистая вода России -97" и "Чистая вода России-99" (Екатеринбург, 1997 г, 1999 г), VI гороно-геологический форум (Санкт-Петербург, 1998 г).

Публикации. По теме диссертации материал опубликован в монографии, 15 статьях, 14 тезисах, 2 "Рекомендациях...", патенте на изобретение.

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованных источников, включающего 254 наименования. Работа изложена на 232 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 48 таблиц.

Автор выражает искреннюю благодарность Попову А.Н., Дерябину В.Н., Леонову А.М. за творческое сотрудничество при выполнении работы, а также сотрудникам, принимавшим непосредственное участие в проведении исследований: Дучинской Л.А., Васильчиковой А.П., Бердышевой Г.В., Тараненко Т.Г., Браяловской В.Л., Панкратову В.Ф., Соколову С.Б., Выошиной Г.П.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. «Состояние изученности вопросов охраны водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории». Рассматриваются причины постоянно возрастающего антропогенного пресса на водные объекты, сопровождающиеся загрязнением водоисточников органическими, биогенными веществами, металлами. Процессы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, несущих органическое и биогенное загрязнение, на типовых очистных сооружениях направлены на трансформацию поступающего органического вещества в органическое вещество биологической загрузки аэротенков. Содержание минеральных форм азота снижается на 35-40 %, фосфора на 1520% (табл.1).

Таблица 1

Трансформация химических ингредиентов хозяйственно-бытовых

сточных вод при очистке их на типовых очистных сооружениях

Показатели Место отбора проб

После решетки Аэротенк Отстойник

Температура, "С 16,4 17,3 16,6

Азот аммонийный, мг/л 15,0 2,2 2,3

Азот нитритов, мг/л не обнаружен 0,23 0,23

Азот нитратов, мг/л не обнаружен 6,7 6,6

Фосфаты, мг/л 8,8 7,3 7,1

Взвешенные, мг/л 137 1610 13,8

Незначительное снижение концентрации биогенных элементов, и в частности основного из эвтрофных элементов - фосфора, требует дополнительных мероприятий по снижению содержания их в воде, поступающей в водный объект. Реагентаая обработка сточных 'вод позволяет снизить до определенных пределов содержание фосфора в воде, ни коим образом не влияя на соединения азота. В большей мере это касается рассредоточенного стока, очистка которого не производится.

Проблематичность решеню: возникающих проблем заключается в следующем:

- современные требования к качеству очищаемых сточных вод приводят к необходимости изъятия органических и биогенных элементов, как инициаторов вторичного, уже водорослевого загрязнения водоисточников. Существующие типовые схемы и сооружения очистки сточных вод сосредоточенных выпусков не могут в полной мере решить подобную задачу и как средства их защиты устарели;

необходимы иные способы воздействия на сточные воды сосредоточенных выпусков, прошедших основную очистку на типовых очистных сооружениях, и более того, на рассредоточенный сток с целью снижения содержания в них ингредиентов перед поступлением в водный объект;

- решение проблемы возможно на основе оршшзации БИС для поглощения загрязняющих ингредиентов из сточных вод сосредоточенных выпусков до поступления их в водный объект или в самом водном объекте (русловой и рассредоточенный сток).

Глава 2. «Разработка основных положений, определяющих целесообразность использования БИС». Рассматривается направленность структурного развития БИС с анализом существующих способов очистки и доочистки сточных вод с использованием биологической загрузки (бакгерио-, зоо-, фитоценозов) и обосновывается принципиальная возможность значительной интенсификации процессов при использовании приемов «биоманипуляции» в системах очистки и доочистки сточных вод, путем выделения и увеличения массы биологической загрузки, основой которой является высшая растительность, обладающая способностью к активному поглощению всего спектра химических ингредиентов, входящих в состав сточных вод. Поглощенные элементы накапливаются (концентрируются) и удерживаются растениями в течении всего вегетационного периода, что дает возможность управления бноинженерными системами с биоценозом, сформированным высшей растительностью (табл.2).

Таблица 2

Содержание ингредиентов во внешнем растворе и в растении

Раствор Ингредиент, мл.моль/л

К Иа мё Са Ш3 С1 Р04 Б04

Внешний 1,0 1,0 0,25 1,0 2,0 1,0 1,0 0,25

Внутренний 75 8 3 2 28 7 21 19

Показательным является утилизация навозосодержащих сточных вод при размещении массы биологической загрузки в сооружении щдропоникума, т.е. при невозможности утилизации навозосодержащих сточных вод на полях орошения выполняется перемещение основы биологической загрузки полей орошения - растительного биоценоза с некоторым изменением его структуры и значительным увеличением массы загрузки на единицу. площади сооружения. В качестве биологической загрузки гидропоникума используются не многолетние травы, как на полях орошения, а зерновой злак - ячмень с нормой закладки 3 кг/м2 и периодом интенсивной утилизации сточных вод -10 суток. Круглогодичное использование сооружения утилизации навозосодержащих сточных вод обеспечивает бессточностъ животноводческого предприятия, тем самым охраняя водные объекты от загрязнения.

Приведены уравнения расчета формирования массы биологической загрузки в БИС (гидропоникуые) - утилизаторе навозосодержащих сточных вод в зависимости от предельно допустимого содержания в них основных ишредиентов-аммонийного азота и зольных элементов:

М1 =Моехр.'1,13С1 (1)

М2 = Мо ехр."°'С21С2 (2)

МьМг - биомасса, кг/м2; С) - аммонийный азот, мг/л; С2 - зольность, г/л и уравнения расчета утилизирующей способности навозосодержащих сточных вод БИС в зависимости от массы формируемой биологической загрузки:

VI = У0 ехр."2-96с 1 (3)

У2 = У0 ехр.-0,0380 2 (4)

V],\''2 - поглощение (утилизация) навозосодержащих сточных вод биологической загрузкой, л/м2 в сутки.

Таким образом, использование зерновых злаков для формирования максимальной массы биологической загрузки гидропоникума позволяет использовать в качестве питательного субстрата навозосодержащие сточные воды (после определенной их подготовки) со значительным содержанием азота аммонийного - до 500 мг/л и зольных элементов - до б г/л, не оказывающих отрицательного влияния на утилизирующую способность растений за указанный период использования биологической захрузки с последующим использованием растительной биомассы в корм животным.

Что касается другой категории биогенсодержащих сточных вод -хозяйственно - бытовых, а также руслового и рассредоточенного стока, поступающего в водохранилище, то с учетом условий формирования и иного ингредиентного состава их доочисттса осуществляется в системах с водорослевым биоценозом (биологических прудах или в предводохранилищах).

Схема массопереноса в биологическом пруду и в БИС с ВВР

Рис. 1.

На схемах массопереноса фосфора и азота представлено: поступление соединений фосфора и азота в рассматриваемый бассейн с водами основного водотока (1,1); вынос с основным водотоком в водохранилище (3,2); седиментация в донные отложения (2,3); поступление из донных отложений (4,4); поступление с боковой прточностью (5,5); поступление о атмосферными осадками (6,6); фиксация высшей водной растительностью (7).

На т:о. 1 показана возможность изменения структуры биологической загрузки данных систем доочистки путем замены биоценоза низшей водной растительности (фитопланктонных водорослей) на биоценоз с высшей водной растительностью. При этом кардинально меняется биотический баланс основных эвтрофных элементов - азота и фосфора. В системах с водорослевым биоценозом: Рисх. + ЛР = Рост. + ( Рйш. + Рбакт. + Ртл.) + Рсед. (5) Ыисх. + ЛЫ = Мост. + (№пл. + Кбакт. + Кгпл.) + №ваз. + Мсед. (6) В системах с высшей водной растительностью: Рисх.+ АР = Рост.+( Рввр-+ Рпериф.+ Рйш.+ Рбакт.+ Ргпл.) + Рсед. (7) №юх.+ АЫ = Иост.-К Кввр-+ Ыпериф.+ К&л.+ Ыбакт.+ Игил.) +

+ №ваз.+ Ысед. (8)

где: Р,Мисх. -исходная масса фосфора и азота в системе;

ЛР,ЛЫ - постоянное поступление в систему;

Рост.,Мост. - остаточная масса в системе;

Рйш., №гш. - связанный фитопланктоном;

Рбакт.,Ыбакт. - связанный бактериальной массой;

Ргпл.,Ы2пл. - связанный зоопланктоном;

Рввр-.'Мввр - фосфор, азот, аккумулированный в ВВР;

Рпериф.,Мпериф. - фосфор, азот, содержащийся в перифитоне. Таким образом, принципы устройства БИС должны быть направлены на создание оптимальных условий для формирования биологической загрузки с целью максимально-эффективного ее использования в процессах очистки и доочистки сточных вод.

Алгоритмом организации БИС является:

1. Выбор типа сооружения, целесообразного для доочистки сточных вод.

2. Разработка структуры биологической загрузки в соответствие с категорией сточных вод и последующим использованием биомассы после изъятия ее из акватории БИС.

3. Разработка условий оптимизации процессов изъятия ингредиентов из водных масс биологической загрузкой БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и рассредоточенного стока.

4. Организация БИС очистки и доочистки сточных вод простых в управлении процессами самоочищения водных масс.

Глава 3. «Исследование влияния конструктивных особенностей биоинженерных систем на динамику процессов доочистки сточных вод».

Представлены результаты исследований по изучению динамики процессов доочистки водных масс от соединений фосфора, азота, металлов в БИС периодического действия (непроточных) и постоянного действия (проточных и проточно-фильтрующих), основой биологической загрузки которых является высшая водная растительность. Приведены уравнения расчета снижения концентрации фосфора в зависимости от исходного содержания в воде и суточных нагрузок на системы. Для непроточных систем периодического действия снижение концентрации фосфора во времени происходит по экспоненциальному типу-

С^Соехр.-0'04* (9)

для проточных - линейному - Сх = Со - 0,691 (10)

для проточно - фильтрующих - мультипликационному - = Со I"0,056 (1 1)

Установлено, что процесс доочистки воды от фосфора в проточно-фильтрующей системе имеет направленность более интенсивного поглощения ингредиента, чем в проточной системе, относительная эффективность которой на 5-15% ниже. Наиболее интенсивно идет процесс поглощения фосфора в системах постоянного действия в период 5-7 суточного времени пребывания воды в системах при скорости потока 0,5 -1,0 см/с.

Представлены результаты исследований по трансформации различных форм азота и доочисгке водных масс от его соединений в БИС периодического и постоянного действия. Приведены уравнения расчета снижения концентрации различных форм азота во времени в зависимости от исходного содержания и нагрузок на системы, имеющие рецеприкацильную зависимость: 1/С, = Со + 0,01и (12)

1/С, = Со + 0,01И (13)

1/С,= Со + 0,0121 (14)

Направленность процессов трансформации аммонийного азота в системах постоянного действия (проточной и проточно-фильтрующей) показана на рисунке 2.

Динамика азота в системах постоянного действия с ВВР

Время, сутки

Рис. 2.

В результате исследований установлено, что в БИС с биологической загрузкой в виде воздушно-водной растительности, интенсивность процессов нитрификации ограничена, только 10-20% аммонийного азота трансформируется в нитритную и нитратную формы в течение первых двух суток времени пребывания воды в системе, поэтому БИС должна использоваться только для доочистки сточных вод с основной очисткой от аммонийного азота на типовых очистных сооружениях. Интенсивное снижение содержания различных форм азота в системах доочистки постоянного действия отмечается в течение первых семи суток, затем интенсивность процесса доочистки водных масс от соединений азота снижается.

В результате исследований динамики процессов трансформации тяжелых металлов в системах периодического действия и постоянной проточности

установлено, что эффективность проточно-фильтрующих систем на 10-15% выше, чем проточных. Приведены уравнения расчета снижения концентрация металлов во времени.

В целом по главе делается заключение, что несколько более высокая эффективность доочистки воды в проточно-фильтрующих системах не компенсируется дороговизной их устройства, более целесообразными и приемлемыми являются БИС проточные, без фильтрации воды через корнеобитаемый слой растений. Проточность в системе доочистки оптимальна при скорости потока 0,5-1,0 см/с, повышение скорости потока через биологическую загрузку снижает эффективность относительного поглощения ингредиентов. Время пребывания воды в системе доочистки не целесообразно увеличивать более 10 суток.

Глава 4. «Исследование динамики процессов в биоинженерных системах доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков». Приводятся результаты исследования по изучению роли основных факторов абиотической среды на формирование массы биологической загрузки БИС, определяющей эффективность снижения ингредиентов в водных массах, поступающих на доочистку. Изучалось влияние химического состава сточных вод на формирование биомассы и структуру биологической загрузки, а также теплового загрязнения на трансформацию биологической загрузки. Получены зависимости формирования численности стеблестоя рогоза широколистного и тростника обыкновенного (наиболее распространенных видов воздушно-'водной растительности) для систем доочистки сточных вод с незначительным содержанием биогенов:

N, = N0 + 6,101 N, = N0 + 34,001

(15)

(16)

^ - численность стеблестоя во времени, пггУм2;

периодичность, год. Для БИС доочистки биогенсодержащих сточных вод:

N,= N0 + 9,001 N, = N0 + 54,391

(17)

(18)

Устакэзлгно, что интенсивность формирования биомассы биологической загрузки в системах доочистки биогенсодержащих сточных вод на 35-40 % выше, чем в БИС доочистки промышленных сточных вод с незначительным содержанием биогенов.

Важным фактором абиотической среды БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков является тепловое загрязнение, поступающее в систему доочистки, особенно во вневегетационный период. Повышение температуры вода в БИС в зимний период сопровождается повышением интенсивности расхода пластических веществ почек возобновления в процессе дыхания, их гибелью и исчезновением зарослей растений или значительной их изреженностью в зависимости от массы теплового загрязнения, поступившего во вневегетационный период.

Зависимость сшшения численности стеблестоя тростника обыкновенного от температуры воды в системе доочистки в зимний период выше 6°С описывается уравнением:

Кс° = N0 ехр."0,320 (19)

Снижение численности стеблестоя рогоза широколистного во времени, в зависимости от температуры воды в системе доочистки, описывается уравнением:

N0° = N0 ехр."*820 (20)

Таким образом, увеличение массы теплового загрязнения, поступающего в систему доочистки в зимний период определяющей температуру воды в пределах 8°С, приводит к полному исчезновению из состава биологической загрузки такого вида высшей водной растительности как рогоз широколистный.

Представлены результаты исследования поглотительной (накопительной) способности основных составляющих биологической загрузки БИС. В результате исследований установлено, что наиболее приемлемым видом биологической загрузки в БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков является тростник обыкновенный с первоначальной нормой загрузки его ни менее 4 растений на м* сооружения.

Поскольку основой биологической загрузки является воздушно-водная растительность, формирующая биомассу и интенсивно поглощающая химические ингредиенты в вегетационный период а поступление на доочистку сточных вод сосредоточенных выпусков постоянно в течение всего года, необходимо было выполнить исследования по разработке допустимых параметров ингредиентного состава сточных вод, поступающих в систему доочистки. Представлены результаты исследования динамики процессов доочистки водных масс от суммы консервативных ингредиентов сточных вод (металлов, солей жесткости) и нефтепродуктов, уравнения расчета снижения их содержания во времени, допустимые концентрации их на входе в систему доочистки.

Установлено, что консервативные ингредиенты стока в определенных пределах не оказывают отрицательного влияния на процессы доочистки водных масс и на процессы трансформации лабильных составляющих систем, но для получения определенных нормативных показателей содержания их на выходе из системы доочистки установлены ограничительные параметры их на входе в БИС. Например, содержание нефтепродуктов на входе в БИС должно ограничиваться концентрацией 1,0мг/л.

В результате исследования динамики процессов доочистки водных масс от органического, биогенного и бактериального загрязнения разработаны ограничительные параметры поступления данных составляющих на доочистку в БИС и уравнения расчета снижения массы загрязнения во времени. Установлено, что превышение допустимого содержания органических взвешенных веществ, (более б мг/л) в стоке, поступающем в БИС на доочистку, отрицательно влияет. на направленность процессов. В результате снижения содержания кислорода в воде системы доочистки происходит интенсификация восстановительных процессов, следствием чего является повышение концентрации нитритного азота практически на порядок в системе доочистки и на выходе из нее (рис. 3).

Сезонная динамика кислорода в системе доочистки

Рис. 3.

Допустимые параметры ингредиентов в стоке, непосредственно влияющих на динамику процессов доочистки водных масс в БИС или на массу и структуру биологической загрузки, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Допустимые параметры ингредиентов в стоке, поступающем в БИС

Нормируемый показатель Исходный Экологический

Значение рН 4,0-9,0 6,5-8,0

Взвешенные (органические), мг/л Менее 6,0 -

Кислород, мг/л Более 4,0 6,0

Температура воды летом, иС Менее 28 25

Температура воды зимой, и С Менее 8 -

Перед поступлением сточных вод, несущих органическое и тепловое загрязнение в сооружение с биологической за1рузкой (ВВР), необходимо массу теплового и органического загрязнения снизить в пруду отстойнике-

охладителе с суточным временем пребывания воды в нем. Не рекомендуется увеличивать время пребывания или смешивать данный сток в отстойнике с другими видами сточных вод, что может являться причиной образования автохтонного органического вещества в результате массового развития фитопланктонных водорослей в вегетациошшй период (рис. 4). Динамика биомассы фитопланктона в БИС с ВВР и пруду-отстойнике

во/

во 50

ыг/л 40 30 20 10 о

1-исходная

2-после 6//ППОЩ.

3-после пруда

=22

ВРяд1 ВРЯД2 □ РядЗ

Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь .

Рис. 4.

В результате исследований установлено, что при поступлении сточных вод из пруда в сооружение доочистки с биологической загрузкой из ВВР, эффективность снижения массы фитопланктона составит около 50%, а оставшаяся масса фитопланктонных водорослей поступит в водоток-приемник доочшценных сточных вод

В результате исследований динамики процессов в БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков установлено, что биогенсодержащие сточные воды оказывают положительное влияние на формирование биологической загрузки БИС, а поступление теплового загрязнения во вневегетационный период приводит к сокращению массы растительности или полному ее исчезновению. Более устойчив к тепловому загрязнению тростник обыкновенный, который может быть рекомендован в качестве основной биологической загрузки БИС доочистки сточных вод сосредоточенных

выпусков. Поступление в БИС сточных вод с содержанием органических взвешенных вешзств более б мг/л приводит к резкому снижению содержания кислорода в ¿оде и преобладанию восстановительных процессов в БИС с ухудшением гидрохимических показателей воды на выходе. При наличие в стоке, поступающем на доочистку теплового загрязнения или значительного содержания взвешенных органических веществ, необходима предварительная очистка их в сооружениях типа прудов-отстойников, прудов-охладителей, расположенных перед сооружением с биологической загрузкой из высшей водной растительности. Сооружение, предназначенное для очистки биогенсодержащих сточных вод от теплового или органического загрязнения должно быть рассчитано на суточное время пребывания воды в нем, т.к. увеличение времени пребывания является причиной массового развития фитопланктонных водорослей.

Установлено, что в БИС доочистки сосредоточенного выпуска хозяйственно-бытовых сточных вод процесс доочистки воды от бактериального загрязнения протекает интенсивно и снижение показателя коли-индекса во времени описывается экспоненциальной зависимостью. Для вегетационного периода: = С0 ехр."0,61' (21)

Для не вегетационного периода: С, = Со ехр."0-3" (22)

Это дает возможность исключения реагентной обработки стока и осуществления подачи в БИС не хлорированных сточных вод, поступление которых должно осуществляться в голову сооружения с целью предотвращения бактериального загрязнения доочнщенных вод.

Таким образом, устранение факторов, отрицательно влияющих на формирование биологической загрузки БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков, позволяет вести интенсивный процесс самоочищения водных масс от органического, биогенного, бактериального загрязнения, а также загрязнения металлами.

Глава 5. «Исследование динамики процессов очистки руслового и рассредоточенного стока биоценозом верховьев водохранилищ». При создании водохранилищ образуются огромные площади мелководий,

зарастающих пр..5)ежно-водной растительностью, поглощающую в вегетационный период ингредиенты из водных масс и донных отложений, формирующую за период вегетации значительную массу органического вещества, разлагающуюся во вневегетационный период с отдачей в водный объем водохранилища всех ингредиентов, накоплешшх за вегетацию. Возникает задача рационального использования заросших мелководий и особенно мелководной зоны верховьев водохранилища для управления качеством стока, поступающего в верховья, т.е. создания условий для очистки стока перед поступлением его в основной объем водохранилища. При рациональном использовании мелководий верховьев, важное значение в качестве биологического фильтра для очистки стока могут иметь влаголюбивые злаки с высокой продуктивностью и ценными кормовыми качествами. Одним из таких злаков является большой манник, который как эвритопный вид произрастает повсеместно на мелководьях водохранилищ в различных экологических условиях, обладает длительным периодом вегетации и высокой отавностью. В связи с этим, выполнены исследования по изучению динамики процессов очистки водных масс, поступающих в верховья водохранилища с основным водотоком и боковой приточностью, от органического, биогенного загрязнения, загрязнения тяжелыми металлами с использованием в качестве биологического фильтра (фигофильтра) манника большого. В качестве аналога для проведения исследований с целью устройства БИС для очистки руслового и рассредоточенного стока, поступающего в водохранилище, выбрано верховье Волчихинского водохранилища.

Выполнены исследования по расчету массы загрязнения, поступающего в верховья водохранилища в вегетационный и не вегетационный периоды, необходимого для расчета биотического баланса водохранилища при организации БИС в его верховьях. Установлено, что при пропуске паводкового стока по руслу основного водотока, в водохранилище поступает до 50% от общей массы загрязнения, а в летнюю и зимнюю межень загрязнения, поступающие с основным водотоком могут был. поглощены и

трансформированы загрузкой БИС. Приведены результаты изучения динамики течений и распространения поступающего загрязнения по акватории верховьев, необходимые для обоснования гидравлики потоков при устройстве БИС. Установлено, что основная масса загрязнения, поступающая в водохранилище по основному водотоку, минуя массивы растительности мелководной части верховьев, поступает в водохранилище. Для вовлечения массивов манника в процесс очистки руслового стока требуется изменение гидравлики основного водотока с рассредоточением его в заросли растений.

Выполнены исследования по изучению динамики процессов очистки водных масс от биогенного и фитопланктонного загрязнения биоценозом верховьев водохранилища. Приводятся результаты исследования по влиянию фитофильтра из манника большого, через который проходит русловой и рассредоточенный сток на химический состав донных отложений (табл. 4).

Таблица 4

Влияние массивов манника на химический состав донных отложений

Место отбора проб Показатели

ОВ, % N. % Р,% С,% С:К С:Р

До зарослей манника 12,41 0,21 0,10 4,16 19,8 41,6

После зарослей 9,01 0,11 0,06 3,02 27,45 50,33

Установлено, что при скорости потока воды через заросли до 1 см/с численность фитопланктонных водорослей, на выходе из зарослей манника, снижается на 70%, что оказывает положительное влияние на снижение органического и биогенного вещества в донных отложениях на' 30-50%. Приведены уравнения расчета снижения численности и биомассы фитопланктона во времени в воде, прошедшей через заросли манника.

В результате исследований установлены коэффициенты поглощения биологической загрузкой из манника биогенных элементов и тяжелых металлов из водных масс и донных отложений, которые необходимы при расчете эффективности использования биологической загрузки в снижении

массы загрязнений, поступающей с водными массами, а также как элемента

деэвтрофикации (та£. . 5).

Таблица 5

Коэффициенты поглощения ингредиентов биологической загрузкой

Объект N Р Бе Мп Хп РЬ Аэ Си

Грунт 4,4 1,02 0,015 1,06 0,015 0,013 0,018 0,018

Вода 5660 14040 1500 3187 256 260 231 124

Приведены уравнения расчета снижения основных биогенных элементов во времени при прохождении воды через массивы манника. Для вегетационного периода снижение общего азота и общего фосфора имеют рецеприкациальную зависимость и описываются соответственно: 1/С, = С0-10,181 (23)

1/С, = Со-1,741 (24)

Во вневегетационный период интенсивность очистки сточных вод от общего азота снижается, в меньшей степени проявляется снижение интенсивности очистки от фосфора. Снижение содержания азота и фосфора во времени во вневегетационный период описываются экспоненциальной зависимостью и имеет следующий вид:

С,= С0ехр.-0-37' (25)

С,= С0ехр.-од6' (26)

Эффективность использования биологической загрузки БИС во вневегетационный период обеспечивается снижением проточности до 0,13-0,08 см/с и увеличением времени пребывания воды в БИС до 8-13 суток."

Расчет эффективности биологической загрузки из манника большого, как основного активного элемента в БИС верховьев водохранилищ, выполняется на основе баланса массы загрязнения, поступающего в верховья и массы биогенного, органического вещества и тяжелых металлов, изымаемых из акватории верховьев вместе с биологической загрузкой. Установлено, что по биогенному и органическому загрязнению баланс отрицательный, т.е. биогенного и органического загрязнения изымается больше, чем поступает, а

по тяжелым металлам - положительный. Установлено, что поглощение биогенного и органического загрязнения, поступающего с русловым и рассредоточенным стоком в верховья водохранилища биологической загрузкой БИС, сформированной манником большим, с изъятием его надземной биомассы из акватории верховьев в конце вегетационного периода, позволит снизить концентрацию биогенных элементов на входе в водохранилище до уровня, обеспечивающего олиготрофное состояние водоема.

Выполнено обоснование устройства предводохранилища как БИС для очистки руслового и рассредоточенного стока на примере Волчихинского водохранилища. Показана последовательность устройства БИС с учетом массы поступающего загрязнения, массы биологической загрузки, существующих гидравлических характеристик, необходимых для использования массивов воздушно-водной растительности..

Приведены результаты исследования по использованию манника большого в качестве биологической загрузки наплавного биоплато, используемого для дополнительной очистки воды от фитопланктонного загрязнения и расположенного в водозаборном канале на пути поступления воды из водохранилища на станцию водоподготовки. В силу физиологических особенностей данного вида ВВР формировать плотные сплавины, без снижения эффективности очистки, значительно упрощается конструктивное устройство сооружения: не требуется вертикальна фиксация каждого отдельного растения, как в случае с другими видами ВВР.

Глава 6. «Технология организации и использования БИС для охраны водных рбъектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком».

На основе результатов исследований динамики процессов доочистки водных масс от органического, биогенного, бактериального загрязнения, загрязнения металлами и нефтепродуктами в БИС, основой биологической загрузки которых является высшая водная растительность, а также исследования влияния факторов абиотической среды на формирование массы биологической загрузки, разработан алгоритм технологии организации и

использования БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков перед поступлением их в водный объект и очистки руслового и рассредоточенного стока в верховьях водохранилища.

Представлены основные параметры формирования массы биологической загрузки, расчет поглотительной способности, размещение загрузки в БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков, указания по расчету гидравлических параметров БИС и конструктивному обустройству. Представлены указания по расчету гидрохимических параметров БИС, технологические схемы доочистки сточных вод различной категории и последовательность их реализации.

Пример технологической схемы доочистки сточных вод, несущих значительную массу органического, теплового загрязнения, загрязнения нефтепродуктами, представлен на рисунке 6.

Технологическая схема БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков

1 - пруд - отстойник сточных вод 2.- шламонакопитель; 3 - нефтеловушка; 4 -емкость для сбора нефтепродуктов; 5 - сооружение с биологической загрузкой из ВВР; б - водоем иди водоток-приемник доочищенных сточных вод.

Рис. 6.

Алгоритм технологии организации и использования БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков.

1. Подготовка и размещение биологической загрузки.

Основной элемент биологической загрузки - тростник обыкновенный.

Внесение первоначальной массы рассчитывается по уравнениям (16,18), минимальное количество растений - 4 шт./м2.

Посадка материнских растений с почками на глубину 5-7 см.

Размещение посадок полосами шириной 3-5 м, расположенными поперек потока.

Расстояние между рядами в полосе-25-30 см, между полосами-5-7 м.

С прекращением вегетации надводная часть биомассы загрузки изымается из акватории сооружения и используется в качестве органического удобрения (при отсутствие загрязнения тяжелыми металлами), в противном случае после сжигания отправляется в шламонакопитель.

2. Гидравлические параметры.

БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков - проточные системы с прохождением потока воды через стебли биологической загрузки без фильтрации через корнеобитаемый слой растений.

Уровень воды после размещения загрузки - 15-20 см до полного ее восстановления.

Уровнем воды регулируется создание оптимальных условий для формирования массы растений в вегетационный период и данный показатель определяется значением - менее 1,0 м, во вневегетационный повышается до 2,0 м с целью увеличения времени пребывания воды в системе доочистки.

Скорость потока в зарослях-0,5-1,0 см/с.

Регулирование гидравлики потока - струенаправляющими дамбами, которые не являются напорными.

Вход сточных вод-в голову сооружения, работа по принципу: один вход-один выход (рис.7).

Гидравлика потока в БИС доочистки сосредоточенного стока

•*пЧ

Вход — >-

Выход

Рис. 7.

Гидравлика доочшцаемого потока должна последовательное прохождение стока по всем картам.

предусматривать

Время пребывания воды в БИС определяется гидрохимк-:гскими параметрами на входе и регламентируемыми показателями на выходе, но не должно превышать более 10 суток.

3. Гидрохимический режим БИС.

Содержание органических взвешенных веществ в стоке, поступающем на доочистку, не должно превышать 6 мг/л.

При необходимости доочистки сточных вод с концентрацией органических взвешенных веществ более 6 мг/л производится предварительное снижение их содержания в пруду-отстойнике. Время пребывания воды в пруду-отстойнике ограничивается до 1 суток.

Тепловое загрязнение сточных вод на входе в БИС во вневегетационный период не должно превышать значения температуры воды более 8°С, в вегетационный период-не более 28°С.

При необходимости, масса теплового загрязнения снижается в пруду-охладителе. Время пребывания воды в пруду-охладителе - 1 сутки.

Допускается совмещение предварительной очистки воды от взвешенных органических веществ и теплового загрязнения в одном сооружении с сохранением ограничения по времени пребывания воды -1 сутки.

Осадок из пруда-отстойника используется в качестве органического удобрения.

Содержание нефтепродуктов в стоке, поступающем в БИС не должно превышать 1 мг/л.

При более высоком содержании нефтепродуктов производится предварительное изъятие их нефтеловушкой в пруду-отстойнике, с последующим использованием в качестве горючего материала в основном производстве. Время пребывания воды в пруду-отстойнике не менее суток.

Осадок из пруда-отстойника промышленных сточных вод отправляется в шламонакопитель.

Недопустима подача в сооружение предварительной очистки сточных вод, несущих органическое загрязнение с промышленными сточными водами, содержащими нефтепродукты и металлы, т.к. это приводит к формированию

осадка, непригодного для рационального использования его в качестве органического удобрения и требует захоронения его в шламонакопителе.

Использование БИС, организованных на основе разработанных параметров формирования биологической загрузки, гидравлических и гидрохимических режимов эксплуатации, позволит выполнять эффективную доочистку сточных вод сосредоточенных выпусков период поступлением их в водный объект.

Приведена технологическая схема организации и использования БИС для очистки руслового I! рассргдоточешюго стока, поступающего в верховья водохранилища (рис.8).

1-поступление массы загрязнений с основным водотоком; 2,3-поступление массы загрязнений с боковой пригочностью; 4-акватория верховьев водохранилища; 5-водохранилище; б-массивы манника; 7-струенаправляющие стенки; 8-приемник биомассы ВВР.

Согласно выше представленной схеме, сток основного водотока 1 и боковой приточности 2,3, поступающие в верховья водохранилища, струенаправляющими устройствами 7 перераспределяется в массивы высшей водной растительности 6. После прохождения потока через фитофильтр из высшей водной растительности с определенной проточностью и временем

Схема очистки руслового и рассредоточенного стока БИС верховьев водохранилища

Рис. 8.

пребызания воды в нем, очищаемый сток соединяется с основным объемом воды водохранилища 5.

Алгоритм технологии организации и использования БИС для очистки руслового и рассредоточенного стока, поступающего в верховья водохранилища.

1. Формирование и использование биологической загрузки.

Основной элемент биологической загрузки БИС верховьев - манник

большой.

Формирование зарослей манника в мелководной части верховьев осуществляется пригружением корневой системы и стеблей растений на дно акватории.

Посадка сплошными массивами.

При наличии в верховьях зарослей других видов ВВР, изъятие их из акватории не производится, со временем они вытесняются манником.

В течение вегетационного периода (в июле и сентябре) или один раз за сезон (в сентябре) производится изъятие надводной массы манника из акватории верховьев с целью предотвращения вторичного загрязнения воды при деструкции растительной массы и использование ее в корм животным.

2. Гидравлический режим использования БИС.

Контроль наполнения БИС и отдельных ее элементов выполняется струенапрвляющими устройствами-гибкими заграждающими конструкциями.

До наступления паводкового периода струенаправляющие конструкции русловой части пригружаются на дно и паводковый сток полностью пропускается по руслу основного водотока.

3. Гидрохимический и гидробиологический режим БИС.

Расчет соответствия гидрохимических параметров БИС очистки руслового и рассредоточенного стока выполняется по уравнениям снижения содержания общего азота и общего фосфора во времени при прохождении стока через заросли манника:

- для вегетационного периода: С, = Соехр."0-071 (27)

С, = 1/0,-1,741 (28)

- для не вегетационного: С[ = Со ехр."0,12' (29)

С( = С0 ехр."0,16' (30)

Расчет снижения численности фитопланктона во времени при прохождении стока через заросли манника выполняется по уравнению:

Ы, = Ы0ехр.*и5£ (31)

В результате выполненных исследований по использованию ВВР верховьев водохранилища для очистки руслового и рассредоточенного стока определена возможность рационального использования верховьев водохранилища для устройства БИС очистки поступающего в верховья стока путем перераспределения его в заросли манника как основного элемента биологической загрузки с последующим использованием биомассы в корм животным. Устройство БИС в верховьях водохранилища позволяет понизить трофический уровень водохранилища, а также получить дополнительную продукцию для животных.

Глава 7. «Эколого-зкономнческая оценка эффективности БИС в охране водных объектов от загрязнения сточными водами».

Выполнен сравнительный анализ эффективности снижения массы загрязнения в хозяйственно-бытовом стоке при обработке его реагентами и доочистке в БИС, расположенной перед поступлением стока в водный объект, а также анализ влияния БИС на водоток-приемник доочшценных сточных вод и на основой водоток, формирующий водный объем водохранилища (табл.6).

Таблица 6

Эффективность реагентной обработки стока и доочистки в БИС

Показатль Реагенты БИС

Эффективность снижения, %

N-N03 - 47,4

N-N114 - 84,7

Р-Р04 70 86,4

Стоимость обработки м3 (центы) 2,5 0,014

В расчет эффективности доочистки м3 сточных вод включены только затраты на приобретение реагентов без учета затрат на организацию блока реагентной обработки и эксплуатационных затрат на ее выполнение, что в совокупности значительно повысят стоимость обработки сточных вод. В расчет затрат на доочисгку стока в БИС включены затраты на стоимость сооружения системы доочистки (амортизационные отчисления).

Экологическая эффективность использования БИС в снижении массы загрязнения в водотоке-приемнике доочгаценных сточных вод представлена в таблице 7.

Таблица 7

Эффективность БИС в снижении загрязнения водоприемника

Место отбора проб Ингредиенты, мг/л

N-N11, N-N02 N-N03 Р-Р04 Ре Н/пр.

Фон 0,57 0,011 1,41 0,24 0,74 0,79

До организации БИС 0,73 0,044 4,36 1,48 0,77 . 0,88

После организации БИС 0,31 0,018 1,42 0,44 0,38 0,85

Эффективность, % 58 74 68 70 51 4

Представлены результаты исследования снижения концентрации ингредиентов в воде водотока-приемника доочшценных сточных вод в БИС за 4-х летний период эксплуатации системы доочистки смешанных сточных вод.

Анализ оценки эффективности БИС доочистки руслового и рассредоточенного стока в верховьях водохранилища выполняется на основе изъятия массы загрязнения при устройстве БИС, позволяющем снизить содержание основных биогенных элементов (азота и фосфора) до экологических нормативов, что на порядок снижает водорослевое загрязнение в водохранилище.

Приведены результаты исследования питательной ценности биологической загрузки БИС - манника большого и дано обоснование использование его в корм животным. Основные показатели питательной ценности биологической загрузки из манника представлены в таблице 8.

Таблица 8

Сравнительная характеристика кормовой ценности 1 кг манника

Показатели Манник (сено) Сено луговое Силос кукурузный

Энергия, ккал 4000 3652 777

Кормовые един. 0,50 0,42 0,15

Сырой протеин, г 120 78 18

Клетчатка, г 106 272 58

Жир, г 19 17 б

Сахар, г 46 37 2

На примере верховьев Волчихинского водохранилища рассчитано, что использование биологической загрузки БИС в качестве корма для животных позволяет за вегетационный период получить 5640 т сухого вещества или более 600 т сырого протеина. При этом из акватории верховьев выносится 108 т азота и более 13 т фосфора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на базе выполненных автором исследований решена научная проблема, имеющая важное народохозяйственное значение, заключающаяся в улучшении качества воды поверхностных водоисточников и рациональном использовании растительных ресурсов на основе технологии использования бионнженеркых систем, биологической загрузкой которых является высшая растительность.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработаны основные положения, определяющие целесообразность использования БИС, суть которых сводится к следующему: высокая эффективность, технологичность, управляемость, что обеспечивается при замене биологической загрузки га низшей водной растительности на биоценоз с высшей растительностью.

2. В результате изучения динамики процессов доочистки водных масс от соединений фосфора, азота и тяжелых металлов в БИС периодического действия (не проточных) и постоянного действия (проточных и проточно-фильтрующих) доказано, что эффективность доочистки в проточно-фильтрующих системах на 5-15 % выше, чем в проточных, однако стоимость их организации на порядок выше.

3. Изучено влияние абиотической среды на формирование биологической загрузки биоинженерных систем. Установлено, что температура воды, поступающей на доочистку в зимний период выше 8°С, снижает биомассу растений вплоть до полного исчезновения биоценоза ВВР из системы доочистки. Получены количественные зависимости влияния теплового загрязнения и ингредиенткого состава стока на формирование массы биологической загрузки биоинженерной системы и ее структуры. Более устойчива к тепловому загрязнению и отзывчива на биогенсодержащий сток загрузка из тростника обыкновенного.

4. В результате изучения динамики процессов доочистки водных масс от органического загрязнения установлено, что содержание органического вещества в стоке более б мг/л отрицательно влияет на направленность процессов доочистки водных масс, снижением концентрации кислорода в воде и повышением концентрации нитритного азота в системе и на выходе из нее. Получены количественные зависимости влияния органического загрязнения на гидрохимический ' состав доочищаемого стока, а также характеристики седиментации взвешенного вещества по акватории БИС.

5. Обоснована - технологическая схема организации и алгоритм использования БИС для доочистки сосредоточенного выпуска смешанных сточных вод, несущих тепловое, органическое, бактериальное загрязнение и загрязнение нефтепродуктами. Введены ограничительные параметры по времени предварительной очистки сточных вод от взвешенных органических веществ в пруду-отстойнике, от теплового загрязнения в пруду-охладителе, а также ограничения на очистку биогенсодержащих сточных вод и сточных

вод, содержащие металлы и нефтепродукты в одном сооружении предварительной очистки - пруду-отстойнике.

6. Впервые изучены процессы очистки водных масс руслового и рассредоточенного стока растительным биоценозом верховьев водохранилища и разработаны рекомендации по его использованию в качестве биологической загрузки при организации биоинженерных систем, а также в процессах деэвтрофикации и рационального использования биомассы биологической загрузки, после изъятия из акватории верховьев. Получены количественные зависимости снижения основных ингредиентов стока, поступающего в верховья под влиянием биоценоза, формируемого воздушно-водной растительностью.

7. Рекомендовано использовать в качестве биологической загрузки биоинженерной системы, организуемой в верховьях водохранилища, биоценоз из манника большого, интенсивно наращивающего биомассу в течение вегетационного периода, эффективно выполняющего очистку поступающего в верховья стока, а также имеющего высокую питательную ценность как кормовое растение в животноводстве.

8. Разработана технологическая схема организации и алгоритм использования биоинженерных систем в верховьях водохранилища с регулированием гидравлики потока в паводковый период, формированием биологической загрузки и рациональным использованием растительной биомассы, изъятой из акватории верховьев.

9. Впервые, на основе практического использования БИС, выполнен анализ эколого-экономической значимости систем доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и очистки рассредоточенного стока в охране водных объектов от загрязнения, а также рационального использования растительных ресурсов.

Основное содержание диссертации опубликовано ; следующих работах:

Монографии

Леонов A.M., Бондаренко В.В. Защита природных вод от загрязнения отходами животноводческих хозяйств. / Научный редактор Черняев A.M. -Екатеринбург: Виктор, 1998 - 160 с.

Патент РФ

Патент (РФ). Способ выращивания зеленого корма в гидропоникуме. -Леонов А.М., Бондаренко В.В., Дучинская Л.А. - N2093982 от 23.05.94 г. Бюл. N30 от 27.10.97.

Статьях и тезисах

1. Васильчикова А.П., Бердышева Г.В., Бондаренко В.В. Биологический метод охраны водоемов Урала от животноводческих стоков КРС. // Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек.-Казань, 1981.-С. 144 -145.

2. Бондаренко В.В., Леонов A.M. Утилизация биогенных веществ из животноводческих стоков зерновыми культурами в условиях гидропоникума. // Бессточные системы водоснабжения и воспроизводства водных ресурсов. -Красноярск, 1982. С. 86 - 89.

3. Мерзлая Г.Е., Бондаренко В.В. Использование животноводческих стоков для выращивания зеленых кормов в гидропонике. // Сборник научных трудов ВНИИССВ: - М., 1984. - С. 93 - 97.

4. Леонов А.М., Бондаренко В.В. Утилизация зольных элементов из сточных вод животноводческих комплексов. // Химия и технология воды. Киев, 1985. - T.7.,N3. С. 85 - 86.

5. Леонов А.М., Дучинская JI.A., Бондаренко В.В., Беличенко Ю.П. Рациональная технология водообеспечения на комплексах. // Животноводство, N8. - М.: ВО Агропромиздат, 1985. - С. 50 - 51.

6. Леонов А.М., Дучинская Л.А., Бондаренко В.В. и др. Новая технология подготовки и использования сточных вод. // Информационный листок N505 - 85. - Свердловск, 1985. - 4 с.

7. Леонов A.M., Ширяк И.М., Дзюбо Л.Н., Дучинская Л.А., Бондаренко В.В. и др. // Временные рекомендации по технологии подготовки и использования сточных вод животноводческих комплексов крупного рогатого скота для выращивания зеленых витаминных кормов гидропонным методом. Свердловск, 1987. - 21 с.

8. Асонов А.М., Бондаренко В.В., Дучинская Л.А. Замкнутые системы водного хозяйства на основе гидропонных установок. // Совершенствование системы управления и контроля использованием и охраной вод в СССР на базе объединенных региональных ВХС. - Свердловск, 1987. - С. 125 - 126.

9. Бондаренко В.В., Асонов A.M. Выращивание зеленого корма на субстрате. II Достижения науки и техники в АПК. - М.: ВО Агропромиздат, 1987. - С.40.

10. Бондаренко В.В., Бердышева. Г.В., Асонов A.M. Освещенность и урожайность культур на гидропонике. II Кормовые культуры. - М.: ВО Агропромиздат, 1988. - С. 42 - 43.

11. Асонов А.М., Бондаренко В.В., Дучинская Л.А., Рябова М.А., Серегина П.И. Перспективы создания животноводческих комплексов полной утилизации стоков. // В сб. научн. трудов советско - чешских ученых и специалистов "Системы подготовки и использования навоза". М., 1990 г, с.42 -45.

12. Асонов A.M., Мерзлая Г.Е., Бондаренко В.В., Дучинская Л.А., Дзюбо Л.Н. Замкнутые системы производственного водопользования свинокомпексов на основе гидропонных установок. // В сб. Проблемы очистки животноводческих стоков на фермах и комплексах и пути их решения. Минск, 1990 г, с.7-10.

13. Бондаренко В.В. Выращивание гидропонного корма при использовании стоков животноводческих комплексов. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. с/х наук Свердловск, 1990 г. 23 с.

14. Бондаренко В.В., Асонов A.M. Способ охраны водоемов от загрязнения навозосодержащими сточными водами. "Охрана природных вод

России", N20. Сборник научных трудов РосНИЙВХ, Екатеринбург, 1992 г, с.42 - 43.

15. Попов А.Н., Бондаренко В.В., Тараненко Т.Г. Расчет самоочищения воды от биогенных элементов на основе механизмов потребления их растениями. // Материалы Всероссийской научно - практической конференции. Екатеринбург, 1993 г. С.56.

16. Леонов А.М., Бондаренко В.В„ Дучинская JI.A. Замкнутые системы производственного водопользования животноводческих комплексов на основе гидропонных установок II Материалы международного конгресса "Вода : экология и технология". М., 1994 г., т.Ш, с.700-705.

17. Мерзлая В.В., Бондаренко В.В., Леонов A.M. Использование жидкой фракции бесподстилочного навоза на гидропонике. // Сборник "Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве". Барнаул, Минсельхозпрод РФ, Главводхоз, 1995 г, с. 73 -85.

18. Леонов A.M., Бондаренко В.В. Использование бесподстилочного навоза на основе гидропонных установок. // Сборник: Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве. Барнаул, Минсельхозпрод, Главводхоз, 1995 г, с.151-156.

19. Бондаренко В.В. Эффективность доочистки сточных вод Северского трубного завода. // Международная практическая конференция "Геология - 6 Урало - Каспийского региона", Уфа, 1996 г. С.24-25.

20. Дерябин В.Н., Бондаренко В.В. Роль ботанических площадок в системе доочистки смешанных сточных вод г.Полевского. // В сб. "Управление устойчивым водопользованием", Москва - Екатеринбург, 1997 г. С. 35-37.

21. Бондаренко В.В., Попов А.Н. Опыт эксплуатации ботанических площадок как системы доочистки сточных вод. // Материалы международного симпозиума "Чистая вода Россини-97", Екатеринбург, 1997 г. С. 111.

22. Попов А.Н., Дерябин В.Н., Бондаренко В.В. Проблемы комплексного экологического регулирования и возможные пути их решения. // В сб. "Эколого - водохозяйственный вестник", Екатеринбург, 1998 г, вып.2, с.132- 134.

23. Бондаренко В.В., Дерябин В.Н. Биоинжекерпые сооружения как средство защиты водных объектов от загрязнения. // Материалы научно -практической конференции. Иркутск, 1998 г, с.12-13.

24. Бондаренко В.В., Дерябин В.Н. Ботаническая площадка -биоинженерное сооружение для доочистки различной категории сточных вод. // В сб. "Природные ресурсы стран СНГ', VI горио - геологический форум. Санкт-Петербург, 1998г, с.206-207.

25. Дерябин В.Н., Бондаренко В.В., Васнльчикова А.П. Предводохранилище как объект доочистки руслового стока. // Журнал "Водное хозяйство", Екатеринбург, 1999 г, с.52-55.

26. Бондаренко В.В. Формирование донных отложений на ботанической площадке при доочистке смешанных сточных вод. // Пятый Международный симпозиум "Чистая вода России-99", Екатеринбург, 1999 г, с.79 - 80.

27. Васильчикова А.П., Бондаренко В.В. Биомодуль - защитник водозабора от фитопланктона. // Пятый Международный симпозиум «Чистая вода России - 99», Екатеринбург, 1999 г, с.85 - 86.

28. Бондаренко В.В. Биоинженерные системы в защите водных объектов от загрязнения сточными водами. II Журнал «Мелиорация и водное хозяйство». М., 1999 г, N6. С.48-50.

29. Бондаренко В.В., Васильчикова А.П. Роль ботанических площадок и биологических прудов в системе доочистки смешанных сточных вод.//Журнал «Проблемы региональной экологии». Специальный выпуск. Екатеринбург, 1999 г. С. 17-23.

30. • Бовдаренко В.В., Попов А.Н. Самоочищение водных масс от соединений фосфора в различных биоинженерных системах. // Журнал «Проблемы рациональной экологии». Специальный выпуск. Екатеринбург, 1999 г. С. 71-75.

31. Бондаренко В.В., Дерябин В.Н., Попов А.Н. Биоинженерные методы и сооружения. // В кн. "Россия: водохозяйственное устройство". Научный редактор Черняев А.М. Изд - во "Аэрокосмоэкология", Екатеринбург, 1999, с.285 - 294.

Содержание диссертации, доктора технических наук, Бондаренко, Валентина Васильевна

ВВЕДЕНИЕ^

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ВЫПУСКОВ И РАССРЕДОТОЧЕННЫМ СТОКОМ

2. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИС

2.1. Направленность структурного развития БИС

2.2. Основные принципы устройства БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и рассредоточенного стока

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ БИОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ НА ДИНАМИКУ ПРОЦЕССОВ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

3.1. Динамика процессов, происходящих при доочистке воды от фосфора

3.3.1. Динамика процессов доочистки водных масс от фосфора в системах периодического действия

3.1.2. Динамика процессов доочистки водных масс от фосфора в системах постоянного действия

3.2. Динамика процессов, происходящих при доочистке воды от соединений азота в биоинженерных системах различной конструкции

3.3. Динамика процессов, происходящих при доочистке воды от тяжелых металлов в системах различной конструкции

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМЖИ ПРОЦЕССОВ В БИОИНЖЕНЕР -НЫХ СИСТЕМАХ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ВЫПУСКОВ

4.1. Изучение роли основных факторов абиотической среды на формирование массы биологической загрузки БИС

4.1.1. Влияние химического состава сточных вод на формирование биомассы и структуру биологической загрузки

4.1.2. Изучение влияния теплового загрязнения на трансформацию биологической загрузки системы доочистки

4.2. Разработка допустимых параметров ингредиентного состава сточных вод, поступающих в систему доочистки

4.2.1. Исследование динамики процессов доочистки водных масс от суммы консервативных ингредиентов сточных вод

4.2.2. Исследование динамики процессов доочистки воды в БИС от органического, бактериального загрязнения

4.2.3. Исследование динамики процессов доочистки воды в БИС от абиогенных элементов

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ РУСЛОВОГО И РАССРЕДОТОЧЕННОГО СТОКА БИОЦЕНОЗОМ ВЕРХОВЬЕВ ВОДОХРАНИЛИЩ

5.1. Расчет массы загрязнения, поступающего в верховья

5.2. Исследование динамики процессов очистки водных масс от биогенного и фитопланктонного загрязнения биоценозом верховьев водохранилища

5.3. Расчет эффективности биологической загрузки из манника большого в БИС верховьев водохранилища

5.4. Обоснование устройства БИС в верховьях водохранилища для очистки руслового и рассредоточенного стока

5.5. Динамика процессов доочистки воды от фитопланктона наплавным биоплато водозаборного канала

6. ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИС ДЛЯ ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ И РАССРЕДОТОЧЕННЫМ СТОКОМ

6.1. Организация и использование БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков

6.1.1. Формирование биологической загрузки БИС

6.1.2. Расчет гидравлических параметров БИС

6.1.3. Расчет гидрохимических параметров БИС

6.1.4. Разработка технологической схемы БИС

6.2. Технология организации и использования БИС в верховьях водохранилищ для очистки руслового и рассредоточенного стока

6.2.1. Формирование биологической загрузки верховьев

6.2.2. Гидрохимические и гидробиологические показатели БИС

6.2.3. Гидравлический контроль в БИС верховьев водохранилищ

6.2.4. Устройство БИС в верховьях водохранилища

7. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ БИС В ОХРАНЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

7.1. Оценка эффективности БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков

7.2. Оценка эффективности БИС очистки руслового и рассре -доточенного стока в верховьях Волчихинского водохранилища

Введение Диссертация по географии, на тему "Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем"

В числе обостряющихся экологических проблем дефицит пресной воды занимает особое место. Неравномерность географического распределения все еще обильных источников пресной воды и подверженность их загрязнению в условиях интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства определяют существование критически острых (а иногда катастрофических) ситуаций дефицита доброкачественной воды во многих регионах земного шара. Влияние антропогенных факторов на процессы в эвтрофировании континентальных вод стали доминирующими. Неверный подход к оценке качества воды, не учитывающий состояния биоты водного объекта, служит причиной постоянного преобладания процессов продукции над процессами деструкции, что ведет к повышению уровня трофии водного объекта.

Среди источников поступления в водоемы и водотоки биогенных элементов основное место занимают сточные воды коммунальных, животноводческих хозяйств, сток с сельскохозяйственных угодий.

Что касается хозяйственно- бытовых сточных вод, то процессы их очистки традиционно основаны на снижении БПК. Однако эти методы могут фактически увеличить содержание неорганических биогенных веществ в очищенных водах, что приводит к росту биологической продуктивности водной среды водоприемников и к соответствующему возрастанию значений БПК, которое может стать больше, чем в первоначально очищенных сточных водах. Таким образом, очистка хозяйственно -бытовых сточных вод от биогенного и органического загрязнения на типовых очистных сооружениях не позволяет достичь показателей, не наносящих ущерба биоте водного объекта, в который поступают эти воды после очистки.

Относительно животноводческих сточных вод, а также стока с сельскохозяйственных угодий, то очистка сосредоточенного их выпуска осуществляется только на крупных животноводческих предприятиях и качество очистки оставляет желать лучшего, а очистка рассредоточенного стока вообще не производится и вряд ли осуществима.

Актуальность проблемы. В связи с несовершенством существующих технологий и способов очистки сточных вод сосредоточенных выпусков и отсутствия таковых для очистки рассредоточенного стока, возникает необходимость разработки технологии, использование которой позволит выполнять водоохранные функции вследствие перехвата массы загрязнений перед поступлением их в водный объект со сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком. Таким требованиям может соответствовать технология по использованию биоинженерных систем (БИС), основой биологической загрузки которых являются растительные биоценозы. Перспективность устройства БИС заключается не только в эффективности использования высшей растительности в поглощении и трансформации загрязняющих веществ, но и в том, что эти системы управляемы с точки зрения формирования биологической загрузки и регулирования процессов самоочищения водных масс от совокупности загрязняющих веществ. Технология использования БИС должна предусматривать не только охрану водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории, т.е. решения вопросов снижения антропогенного пресса на водотоки и водоемы, но и вопросы рационального использования биомассы растительности, используемой в качестве биологической загрузки в сооружениях очистки и доочистки сточных вод.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить влияние конструктивных особенностей БИС и гидравлической нагрузки на динамику процессов самоочищения водных масс от химических ингредиентов;

- изучить влияние аллохтонного и автохтонного органического вещества, поступающего в БИС на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

Научная новизна исследований:

- впервые разработаны предельные значения поступления в БИС аллохтонного, автохтонного органического вещества, теплового загрязнения, не оказывающих отрицательного влияния на динамику процессов доочистки водных масс от химических ингредиентов;

- доказана возможность прогрессивного снижения загрязнения биогенными элементами водоисточников и предотвращения их эвтрофи-рования.

Предмет исследований - процессы, происходящие с органическими, биогенными веществами, тяжелыми металлами и бактериальным загрязнением сточных вод сосредоточенных выпусков и рассредоточенного стока под действием биологической загрузки БИС.

Методы исследований. В работе применен комплекс методов исследования, включающий: лабораторное и натурное моделирование; системный комплексный подход к анализу полученных автором и имеющихся в литературе материалов. Для количественного описания экспериментальных данных использованы стандартные методы (1-5) и пакет прикладных статистических программ для ПЭВМ

Научные положения, выносимые на защиту:

Практическая значимость работы:

- в результате анализа практического использования БИС, основой биологической загрузки которых является высшая водная растительность, доказана эколого-экономическая эффективность их в охране водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории.

Реализация результатов работы.

- для доочистки воды от основной массы органического вещества (фитопланктона) и биогенных элементов, поступающей из Волчихинского водохранилища в БИС (наплавное биоплато - опытно-производственный образец), расположенного в водозаборном канале, перед поступлением воды на станцию водоподготовки.

Рассматриваемые вопросы разрабатывались автором в соответствии с государственным координационным планом научных работ в РосНИ-ИВХ, а также хоздоговорных работ в период с 1981 по 1999 гг.

Автор выражает искреннюю благодарность Попову А.Н., Дерябину В.Н., Леонову A.M. за творческое сотрудничество при выполнении работы, а также сотрудникам, принимавшим непосредственное участие в проведении исследований: Дучинской JI.A., Васильчиковой А.П., Берды-шевой Г.В., Тараненко Т.Г., Браяловской B.JL, Панкратову В.Ф., Соколову С.Б., Вьюшиной Г.П. и

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ВЫПУСКОВ И РАССРЕДОТОЧЕННЫМ СТОКОМ Согласно общепринятому положению, понятие «эвтрофирование водоемов» функционально определяется как процесс их «старения», сопровождающийся ухудшением качества воды, с последующим заболачиванием и преобразованием в участок суши (6). Как естественный процесс, он достаточно продолжителен во времени, длящийся веками, однако, резко, многократно ускоряющийся под воздействием антропогенного пресса. В XX столетии антропогенное поступление в водоемы биогенных веществ, и в частности фосфора, возросло примерно на порядок, что отрицательно влияет на естественный ход сукцессий, повышая трофический статус водных объектов, переводя их в состояние малопригодное либо непригодное для водопользования (7-13).

Типичным примером антропогенного пресса на водотоки и водоемы служит бассейн р.Чусовой, на которой расположено два водохранилища - Верхне-Макаровское и Волчихинское - основные источники питьевого и технического водоснабжения г.Екатеринбурга. В бассейне р.Чусовой (до створа плотины) располагаются 6 крупных промышленных предприятий, имеющих сосредоточенные выпуски сточных вод, 32 источника сброса хозяйственно-бытовых сточных вод, 6 животноводческих ферм и 2 птицефабрики. Вблизи водохранилищ сосредоточена половина всех источников сброса хозяйственно - бытовых сточных вод, т.е. источников биогенного и органического загрязнения воды водохранилищ. С данной водосборной площади р.Чусовой суммарный вынос в водоток азота общего составляет 149,3т в год, фосфора общего - 10,3т, железа общего - 155,2т (14).

По многолетним наблюдениям за гидрохимическим и гидробиологическим состоянием воды выше указанных водохранилищ отмечено практически постоянное "цветение" в них воды, хотя по содержанию основных биогенных элементов, вода отвечает общесанитарным и рыбо-хозяйственным нормативам. Очевидно, данные критерии оценки качества воды не приемлемы для водохранилищ такого статуса, поскольку не учитывают истинного характера состояния их биоты. В этой связи необходимы иные критерии оценки качества воды, учитывающие биотическое состояние водной системы, т.е. экологические нормативы.

Согласно Единым критериям качества воды, в странах Восточной Европы для поверхностных вод первого класса, используемых для коммунального водоснабжения, нужд пищевой промышленности и разведения ценных пород рыб предельно допустимые концентрации таких биогенных элементов как азота аммонийного и азота нитратного на порядок ниже, а общих фосфатов на два порядка ниже, чем значения ПДК для рыбохозяйственных водоемов, установленных в России (1).

Понижение трофического уровня водного объекта, а соответственно повышение его водохозяйственного статуса возможно путем снижения внешней и внутренней нагрузки и прежде всего, нагрузки по биогенным элементам. В этой связи необходимо выполнить анализ существующего состояния решения вопросов охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сосредоточенных выпусков и рассредоточенным стоком.

Коснемся вопросов возможностей очистки сточных вод, образующихся на промышленных предприятиях, предприятиях коммунального и сельского хозяйства. Что касается формирования сточных вод на промышленных предприятиях, то на сегодня практически для всех технологических циклов, всех производств существуют малоотходные или безотходные технологии, позволяющие предотвратить образование значительного объема сточных вод, который необходимо сбросить в водный объект (15). Сброс сточных вод предприятия осуществляется через сосредоточенные выпуски, контролируемые соответствующими природоохранными службами. Сложнее дело обстоит с хвостохранилищами, при определенных условиях переводящими сосредоточенное складирование отходов в рассредоточенный сток, поступающий от мест складирования отходов в водный объект. Как правило, рассредоточенный сток, формирующийся на территории хвостохранилищ - это сток с незначительным содержанием биогенных элементов и значительным содержанием металлов, токсичных для биоты водного объекта, влияющий опосредованно на процессы эв-трофирования.

Непосредственное влияние на повышение продуктивности водного объекта оказывает биогенсодержащий сток, поступающий как с водой из сосредоточенных выпусков типовых очистных сооружений коммунального, сельского хозяйства, так и с рассредоточенным стоком с сельскохозяйственных угодий и ландшафтных территорий (заболоченных, мелиорируемых земель и др.), примыкающих к водоему или водотоку.

Что касается сточных вод коммунального хозяйства, то очистка их осуществляется на типовых очистных сооружениях, включающих в себя набор стандартного оборудования, позволяющего производить механическую очистку стока от массы взвешенных веществ и биохимическую трансформацию органического вещества стока на минеральные составляющие и органическое вещество биологической загрузки аэротенков.

Нормативно очищенным считается сток с содержанием взвешенных веществ порядка 15 мг/л, аммонийного азота - 2 мг/л, нитратного азота -10 мг/л, фосфатов - до 6 мг/л. Данные работы типовых очистных сооружений, характеризующие возможности очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Трансформация химических ингредиентов хозяйственно-бытовых сточных вод при очистке их на типовых очистных сооружениях

Показ атели Место отбора проб

После решетки Аэротенк Отстойник

Температура, °С 16,4 17,3 16,6

Азот аммонийный, мг/л 15,0 2,2 2,3

Азот нитритов, мг/л не обнаружен 0,23 0,23

Азот нитратов, мг/л не обнаружен 6,7 6,6

Фосфаты, мг/л 8,8 7,3 7,1

Взвешенные, мг/л 137 1610 13,8

ХПК, мг/л 269 - 63

БГЖ20, мг/л 200 - 14

Иловый индекс, мг/л 73 73 0,37

Остаточный хлор, мг/л - - 1,82

Более глубокая доочистка стока от биогенного и органического загрязнения предполагает использования дополнительных методов очистки, как правило, достаточно дорогих и недостаточно изученных (16). Существующие приемы доочистки воды от фосфора основаны на использовании реагентов (сульфатов железа или алюминия), образующих с фосфором комплексы, более быстрое осаждение которых происходит при использовании реагента полиакриламида. Эффективность реагентного метода обработки воды от 20 до 50% (при введении его в аэротенк) без отрицательных последствий для бактериальной клетки и остаточного содержания реагента в воде на выходе в водный объект. Помимо дороговизны реагентной доочистки воды существует другой, ни менее отрицательный факт использования реагента- накопление его в иловом осадке и проблематичность рационального использования последнего при переработке его в органическое удобрение почв после обезвоживания его на иловых площадках.

В связи с выше изложенным можно заключить, что существующие методы очистки сточных вод коммунального хозяйства, даже на типовых очистных сооружениях, не позволяют снизить концентрацию биогенного и органического вещества до уровня, не оказывающего отрицательного влияния на трофический статус водного объекта, не говоря уже о сбросе в водный объект неочищенных или недостаточно очищенных (в соответствии с нормативами очистки на типовых очистных сооружениях) сточных вод. Практика использования неочищенного или недостаточно очищенного стока хозяйственно-бытовой канализации в качестве удобри-тельно-оросительных поливов в растениеводстве - это по сути перевод сточных вод сосредоточенных выпусков в рассредоточенный сток. При правильном подходе к использованию сточных вод в земледелии без нанесения ущерба водным объектам, необходимо строительство дренаж-но-коллекторной системы, что является достаточно дорогостоящим мероприятием.

Более подробно следует рассмотреть вопрос охраны водных объектов от загрязнения сточными водами сельскохозяйственных предприятий и, в частности, животноводческих сточных вод и навоза, вносящих значительный "вклад" в массу биогенного загрязнения, поступающего в водотоки как из сосредоточенных выпусков, так и в виде рассредоточенного стока при использовании его на сельскохозяйственных угодьях.

Существуют следующие технологические схемы очистки и использования навозосодержащих сточных вод, образующихся на фермах и комплексах (6):

1. Многоступенчатая очистка используется на комплексах, где внедрена гидросмывная система навозоудаления. В конечном счете твердую фракцию укладывают в штабеля для обеззараживания, после чего ее используют в виде удобрения, а жидкая поступает в аэротенки для биологической очистки аэробными микроорганизмами. Осветленная после отстаивания жидкость идет на вторую ступень очистки и затем сбрасывается в водоемы или на земледельческие поля орошения.

2. Использование сточных вод для производства торфокомпостных смесей, вывозимых на поля для прохождения биотермического обеззараживания. Данный метод применим лишь на небольших фермах (200-400 голов).

3. Очистка сточных вод с помощью прудов-накопителей и навозохранилищ. При длительном хранении навозная жидкость расслаивается на твердую и жидкую фракции и обеззараживается. После этого жидкая фракция идет на поля фильтрации и затем в водоем, а твердая на сельскохозяйственные угодья.

4. Самоочищение и утилизация отходов в искусственных водоемах. После осаждения твердой фракции осветленная верхняя жидкость из отстойника стекает в пруд-накопитель, а оставшийся осадок под воздействием внешних факторов постепенно высыхает и его используют в качестве органического удобрения.

5. Анаэробная переработка (метаногенез). В результате образуется энергия, которой хватает не только для процесса переработки отходов, но и для нужд животноводческого комплекса.

Выше указанные технологии очистки животноводческих сточных вод не решают вопроса снижения концентрации биогенного и органического загрязнения до значений, не наносящих ущерба биоте водного объекта в который производится сброс воды. Недопустимо сбрасывать жидкую фракцию навоза после биологической очистки или прудов-накопителей непосредственно в водоем, надеясь на его самоочищение. На сегодня нет водоемов, биоценоз которых способен справиться со значительной массой загрязнений без негативных для него последствий. Поэтому, между объектом, с которого сбрасываются животноводческие сточные воды и водоемом, должно быть промежуточное звено доочист-ки сбрасываемых сточных вод. Роль промежуточного звена, как и при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод иногда выполняют поля фильтрации - биоинженерные сооружения, предназначенные для доочист-ки сточных вод с помощью почвенного биоценоза (17). Как отмечалось выше, устройство этих систем является довольно сложным в практическом выполнении, требующем отчуждения значительных земельных площадей, а также составляющих для перехвата и отведения дренажного и поверхностного стока. Выполнение доочистки сточных вод являются дорогостоящими, слабо контролируемыми и не всегда или, чаще всего, не эффективными.

Более приемлемыми в этом плане считаются земледельческие поля орошения, где навозосодержащие сточные воды используются на орошение кормовых культур (18-21). Земледельческие поля орошения, выполняя функцию водоохранных объектов, предназначены для приема предварительно очищенных сточных вод (22-25). На них выращиваются кормовые и технические культуры (26-31). Особое место в севообороте уделяют однолетним и многолетним травам (32-37). Удельный вес многолетних трав достаточно высок - до 60%, что объясняется значительной выносливостью их при переувлажнении почвы и высоким водопотребле-нием (38-40). Земледельческие поля орошения, как и поля фильтрации, являются фильтрующей средой, где происходит биологическая очистка сточных вод, накопление и минерализация органических веществ, а также перевод минерализованного органического вещества сточных вод и биогенных веществ в биомассу растений. Однако использование почвенного биоценоза в процессах трансформации органического вещества сточных вод ограничены - при больших нагрузках животноводческих сточных вод, вследствие высокого содержания в них легкоразлагающихся веществ и узкого отношения возможна временная активность биологических процессов, однако впоследствии может произойти разрушение почвенного гумуса и потери углерода (41-43).

Для утилизации жидкой фракции навоза, отвечающей по качеству агромелиоративным требованиям, комплексу по производству молока с содержанием 800 голов крупного рогатого скота необходимо 200 га полей (44,45). Дозы внесения навозосодержащих сточных вод определяются отдельно для каждой культуры по азоту, фосфору и калию. За расчетную дозу принимается наименьшая. В противном случае возможно загрязнение подземных вод либо, как отмечалось выше, снижение плодородия почвы. Навозосодержащие сточные воды следует вносить в почву в период проведения поливов чистой водой. В связи с этим требуются накопители, объем которых определяется режимом работы оросительной сети. Сложность использования навозосодержащих сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне заключается в том, что их применение ограничивается осенне-летним периодом при круглогодичном поступлении сточных вод (46-49).

Влияние биогенов на водные источники - это одна сторона использования навозосодержащих сточных вод. Другая, не менее важная сторона- бактериальная обсемененность сточных вод и высокое содержание гельминтов в них.

По данным ряда авторов, на полях и в их окрестностях не обеспечивается должная санитарно - эпидемиологическая обстановка (50-55). Следует отметить, что технологические схемы устройства земледельческих полей орошения не включают обеззараживающие установки, т.е. вопрос обеззараживания сточных вод не решен (56-59). С санитарно -эпидемиологической точки зрения требуется обеззараживание выращиваемой на них продукции (60-62).

В случае недостатка земельных площадей, пригодных для орошения навозосодержащими сточными водами, вопрос их утилизации стоит особенно остро и, соответственно, возрастает угроза загрязнения водных объектов, расположенных вблизи животноводческих предприятий.

Безбородов К. (63) выделяет два основных направления в научно-исследовательских работах по охране водных объектов от загрязнения навозосодержащими сточными водами. В одном из них говорится об изыскании эффективных и экономически приемлемых методов обеззараживания и утилизации отходов, что предполагает совершенствование и реконструкцию имеющихся способов использования навозосодержащих сточных вод в растениеводстве (поля фильтрации, земледельческие поля орошения). Другое направление предполагает создание новых технологических схем бессточных и безотходных производств. К промежуточному звену в вопросе очистки животноводческих сточных вод можно отнести доочистку их в биологических прудах с последующим использованием на орошение сельскохозяйственных культур или сброса в водоем (64-69).

В биологических прудах основой биоценоза являются микро и макро водоросли, реже в каскад биологических прудов включаются биоценозы с зоопланктоном и ихтиофауной (70-76). Способ биологической очистки сточных вод заключается в выдерживании сточных вод в течении длительного времени в естественных условиях в биологических прудах с искусственным внесением культуры микроводорослей Chlorella vulgaris или смешанной культуры Chlorella vulgaris и Scenedesmus oblignus, заключающийся в культивировании микроводорослей в сточную воду, иногда с дополнительной аэрацией (77-79).

Следует подчеркнуть, что все биоинженерные технологии доочист-ки сточных вод с помощью водорослевого биоценоза не обеспечивают охрану водоисточников от вторичного загрязнения, которые вызывают фитопланктонные водоросли, поступающие в водоток с доочищенной водой. Даже незначительное количество водорослей, привнесенное в водный объект с биоинженерных сооружений типа биологических прудов, может спровоцировать "цветение" воды в нем (80).

Относительно рыбоводческих прудов - заключительного звена в системе биологических прудов, то на сегодня известно, что они также являются достаточно серьезным источником биогенного и органического загрязнения водных объектов (81,82).

Что касается второго направления - создание новых технологических схем бессточных производств, то для крупных сельскохозяйственных предприятий, на которых образуются большие объемы животноводческих сточных вод, оно практически не разработано и серьезных исследований в этом плане не проводится. Отдельные попытки использования животноводческих сточных вод непосредственно на комплексе в качестве питательного субстрата для выращивания гидропонного корма, служащего витаминной добавкой в рационе животных (83-85), не решают проблемы создания бессточного производства. При этом, в качестве питательного субстрата для выращивания гидропонного корма, используются сточные воды после гидросмывной системы навозоудаления, дополнительно разбавленные, приближенные по содержанию основных биогенных элементов к составу искусственных питательных растворов. Сама по себе, гидросмывная система навозоудаления предопределяет образование огромного количества сточных вод на комплексе, поэтому рассуждать о создании бессточного производства при данной технологии навозоудаления нереально. Следуя логике, необходимо изменить систему навозоудаления, тем самым, значительно сократив объем сточных вод. Ряд авторов (86) предлагает исключить гидросмывную систему навозоудаления, заменив ее на механическое разделение навоза на твердую и жидкую фракции в навозосборном канале с ложным днищем, что позволяет сократить объем животноводческих сточных вод в 5-7 раз. Данное решение делает перспективным проведение исследований по разработке биоинженерных технологий, решающих проблему создания бессточных производств на животноводческом предприятии.

Современные требования к качеству очищаемых сточных вод приводят к необходимости изъятия органических и биогенных элементов, как инициаторов вторичного, уже водорослевого загрязнения водоисточников. Существующие типовые схемы и сооружения очистки сточных вод сосредоточенных выпусков не могут решить подобную задачу и с этих позиций давно устарели как средства защиты водоисточников.

При рассредоточенном регулировании стока рек, когда сточные воды входят в объем повторно используемых вод, возникает задача комплексного экологического регулирования и водного стока, и содержания в нем различных групп веществ. Элементами регулирования стока являются водохранилища, а управление качеством стока до последнего времени не рассматривалось.

Наиболее эффективно это управление можно организовать, если создать сооружения для поглощения загрязняющих ингредиентов из сточных вод сосредоточенных выпусков до поступления их в водный объект или в самом водном объекте (рассредоточенный сток). Решение данной проблемы возможно на основе экотехнологического подхода, позволяющего с учетом биотического состояния водного объекта, регулировать процессы самоочищения водных масс путем усиления роли определенного звена трофической цепи, а также создавать системы с искусственным биоценозом, используемым для доочистки сточных вод перед поступлением их в водный объект.

Вероятно, доочистка сточных вод промышленности, коммунального хозяйства и рассредоточенного стока решаема с помощью биологических объектов, и в частности, высшей водной растительности. Подтверждением правильности такого положения является внимание многих исследователей к вопросу очистки и доочистки сточных вод с помощью высшей водной растительности (87-97).

Интерес исследователей к высшей водной растительности обусловлен ее важной положительной ролью в процессах самоочищения водных масс от химических ингредиентов (98-107). Поглощая значительное количество биогенных элементов, они способствуют снижению уровня эв-трофирования водоемов (108-114). Высшие водные растения, выполняя роль биофильтров, способствуют осаждению взвешенных и органических веществ, поступающих в водоем с площади водосбора (115-117). Насыщая воду кислородом, ВВР создают благоприятные условия для нереста рыб и нагула молоди (118-124), жизнеобитания животных (125,126), интенсифицируют очистку воды от нефтепродуктов за счет спутников из числа нефтеокисляющих бактерий (127- 135).

Не менее важную роль высшие водные растения выполняют в регуляции "цветения" воды (136-138). Обычно заросшие макрофитами участки водоема не "цветут" (139-141). Это определяется многими факторами. Прежде всего, конкуренцией за биогенные вещества, которые поглощаются высшими водными растениями в большом количестве (142146). Немаловажную роль в регуляции процессов размножения водорослей играют и метаболиты высших водных растений, проявляющие фитонцидные свойства и угнетающие развитие водорослей (147-150). Существенно также, что в процессе фотосинтеза макрофиты насыщают воду кислородом, а также затеняют нижележащие слои воды, что создает неблагоприятные условия для жизнедеятельности синезеленых водорослей и образования первичной продукции фитопланктоном (151-154).

Разностороннее положительное влияние высшей водной растительности на внутриводоемные процессы, в аспекте интенсификации процессов самоочищения, дает основание для более глубокого изучения данных вопросов с целью разработки биоинженерных технологий использования БИС в охране водных объектов от антропогенного воздействия.

Попытки некоторых исследователей в этом направлении, как правило, завершались отчетами о выполненных исследованиях без практического выхода. Как показывает практика (156-158), организация биоинженерных систем требует экосистемного подхода при разработке биоинженерных технологий. Учитываются особенности формирования биоценоза в зависимости от категории сточных вод, подаваемых на доочистку. Учитываются зональные особенности при подборе высшей водной растительности в биоинженерное сооружение, требующего разработки вопросов не только изъятия из системы избыточной биомассы макрофитов в конце вегетации, но и решения вопроса удаления из системы донных отложений, сформированных взвешенными веществами сточных вод, подаваемых на доочистку. К тому же, при решении вопросов доочистки сточных вод с помощью биоинженерных технологий, более правильным следует считать термин «биоинженерные системы», а не «биоинженерные сооружения», поскольку для получения максимального эффекта до-очистки сточных вод, биоинженерная система доочистки может включать несколько биоинженерных сооружений.

Выполненный анализ состояния изученности вопросов охраны водных объектов, от загрязнения сточными водами различной категории позволяет сформулировать следующие основные выводы:

- современные требования к качеству очищаемых сточных вод приводят к необходимости изъятия органических и биогенных элементов, как инициаторов вторичного, уже водорослевого загрязнения водных объектов. Существующие типовые схемы и сооружения очистки сточных вод сосредоточенных выпусков не могут в полной мере решить подобную задачу и как средства их защиты устарели;

- необходимы иные способы воздействия на сточные воды сосредоточенных выпусков, прошедших основную очистку на типовых очистных сооружениях, и более того, на рассредоточенный сток с целью снижения содержания в них ингредиентов перед поступлением в водный объект;

- решение проблемы возможно на основе организации БИС для поглощения загрязняющих ингредиентов из сточных вод сосредоточенных выпусков до поступления их в водный объект или в самом водном объекте (русловой и рассредоточенный сток).

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Бондаренко, Валентина Васильевна

Выход

Рис.31.

Уровень воды в сооружении с ВВР в вегетационный период должен составлять не более 1,0 м, а во вневегетационный - до 1,5-2,0 м и регулируется шандорами на выходе из сооружения.

Регулирование уровенного режима производится с целью создания оптимальных условий для вегетации ВВР, а также изменения времени пребывания воды в системе доочистки и выполняется следующим образом:

- в период вегетации растений (май - октябрь) уровень воды в БИС поддерживается 0,8 -1,0 м;

- во вневегетационный период (ноябрь - апрель) уровень воды увеличивается до 1,5 - 2,0 м, тем самым увеличивается время пребывания доочищаемой сточной жидкости в БИС;

- перед весенним паводком уровень воды в БИС постепенно снижается до вегетационного для приема ливневового стока;

- регулярно производится наблюдение за уровнем воды на всех участках БИС и при необходимости устанавливается необходимый уровень шандорами на перепускном колодце;

- не допускается изменения (повышения) уровня воды в БИС в период ледостава, последствием которого могут быть механические повреждения растений (вытягивание из грунта) и гибель;

- до наступления паводкового периода в БИС, предназначенных для доочистки сосредоточенного стока, производится подготовка к приему ливневого стока снижением уровенного режима.

Конструктивное обустройство БИС должно включать следующее:

- сооружение доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков, основным элементом которого является биологическая загрузка из ВВР, должно максимально использоваться по площади, что обеспечивается равномерным распределением потока по ширине;

- сооружение должно иметь устройства (колодцы регулирования уровня), обеспечивающие полный сброс воды до отметки дна;

- ограждающие дамбы выполняются в соответствие с требованиями безопасности гидротехнических сооружений IV класса капитальности;

- для эффективной доочистки сточных вод, вся площадь сооружения должна быть разбита на отдельные карты, перегороженные дамбами, выполненными из водонепроницаемого грунта; при проектировании сооружения доочистки сточных вод биологической загрузкой следует предусмотреть строительство сплошной дамбы после первой или второй карты и закладку в ней трубы для перелива воды на последующие карты. Данные корректировки в проект обусловлены седиментацией на входе в сооружение основной массы взвешенных веществ, в том числе и органических веществ хозяйственно-бытовых сточных вод, формирующих донные отложения и требующих периодического их удаления. Мероприятия по удалению донных отложений из сооружения требуют временной изоляции первых карт от основной площади, что должно предусматриваться при проектировании.

6.1.3. Расчет гидрохимических параметров БИС.

Гидрохимический контроль заключается в проведении регулярных гидрохимических наблюдений по показателям, соответственно нормативам ПДС, для сброса в водный объект или в самом водном объекте. Регулярный контроль качества сточных вод, поступающих на доочистку, с целью исключения залповых сбросов, способных оказать отрицательное влияние на биоценоз БИС и эффективность доочистки.

Поступление в БИС хозяйственно - бытовых сточных вод с содержанием взвешенных веществ более 6 мг/л приводит к накоплению некоторой массы их на дне БИС в течение зимнего периода с деструкцией в летний период (июль-сентябрь), сопровождающейся поглощением значительной части кислорода воды и восстановлением нитратной формы азота в нитритную, т.е. ухудшению гидрохимических показателей системы доочистки; поэтому в целях эффективной работы и длительного использования БИС, следует перед подачей сточных вод в сооружение произвести предварительный отстой их от взвешенных веществ и теплового загрязнения.

Расчет эффективности доочистки биогенсодержащих сточных вод, в зависимости от времени пребывания их в БИС в вегетационный и во вневегетационный периоды, производится по уравнению:

С1 = С0ехрв1 (97) где:

С^ - концентрация ингредиента во времени, мг/л;

С0-исходная концентрация, мг/л; в - коэффициенты, приведенные в таблице 42 для вегетационного и не вегетационного периодов;

I- время (период), сутки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате многолетних исследований автором разработаны основные положения, определяющие целесообразность организации и использования биоинженерных систем на основе методологии экотехноло-гического подхода к охране водных объектов от загрязнения сточными водами различной категории. На примере исследований по наращиванию массы биологической загрузки в БИС утилизации навозосодержащих сточных вод показана возможность изменения структуры и массы био- логической загрузки в БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и очистки рассредоточенного стока. Обоснован подход в изменении структуры биологической загрузки БИС типа биологических прудов и предводохранилищ путем замены биоценоза низшей водной растительности на биоценоз с высшей водной растительностью. Установлено, что основой биологической загрузки БИС доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и очистки рассредоточенного стока должна быть воздушно-водная растительность.

Выполненные автором исследования динамики процессов доочистки водных масс от совокупности химических ингредиентов в сооружениях различной конструкции позволили обосновать целесообразность организации проточной системы доочистки сточных вод. Эффективность доочистки воды в проточно - фильтрующих системах несколько выше, однако сложность их устройства и эксплуатации, а также общие затраты на их организацию не окупаются достигаемым эффектом доочистки.

Исследовано влияние абиотических факторов на формирование массы биологической загрузки БИС, как ведущего элемента в процессах доочистки водных масс от органического, биогенного, бактериального загрязнения, загрязнения металлами в системах доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков перед поступлением их в водный объект и для очистки руслового и рассредоточенного стока в самом водном объекте - верховьях водохранилища.

Впервые высшая водная растительность верховьев водохранилища рассматривается не только как биологическая загрузка системы очистки стока на пути в водохранилище, но и как элемент деэвтрофикации водного объекта, вследствие поглощения ингредиентов из донных отложений высшей водной растительностью и изъятие их из акватории верховьев при удалении растительной биомассы, с последующим использованием в корм животным.

В диссертационной работе на базе выполненных автором исследований решена научная проблема, имеющая важное народохозяйственное значение, заключающаяся в улучшении качества воды поверхностных водоисточников и рациональном использовании растительных ресурсов на основе технологии использования биоинженерных систем, биологической загрузкой которых является высшая растительность.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработаны основные положения, определяющие целесообразность использования БИС, суть которых сводится к следующему: высокая эффективность, технологичность, управляемость, что обеспечивается при замене биологической загрузки из низшей водной растительности на биоценоз с высшей растительностью.

3. Изучено влияние абиотической среды на формирование биологической загрузки биоинженерных систем. Установлено, что температура воды, поступающей на доочистку в зимний период выше 8°С, снижает биомассу растений вплоть до полного исчезновения биоценоза ВВР из системы доочистки. Получены количественные зависимости влияния теплового загрязнения и ингредиентного состава стока на формирование массы биологической загрузки биоинженерной системы и ее структуры. Более устойчива к тепловому загрязнению и отзывчива на биогенсодер-жащий сток загрузка из тростника обыкновенного.

4. В результате изучения динамики процессов доочистки водных масс от органического загрязнения установлено, что содержание органического вещества в стоке более 6 мг/л отрицательно влияет на направленность процессов доочистки водных масс, снижением концентрации кислорода в воде и повышением концентрации нитритного азота в системе и на выходе из нее. Получены количественные зависимости влияния органического загрязнения на гидрохимический состав доочищаемого стока, а также характеристики седиментации взвешенного вещества по акватории БИС.

5. Обоснована технологическая схема организации и алгоритм использования БИС для доочистки сосредоточенного выпуска смешанных сточных вод, несущих тепловое, органическое, бактериальное загрязнение и загрязнение нефтепродуктами. Введены ограничительные параметры по времени предварительной очистки сточных вод от взвешенных органических веществ в пруду-отстойнике, от теплового загрязнения в пруду-охладителе, а также ограничения на очистку биогенсодержащих сточных вод и сточных вод, содержащих металлы и нефтепродукты в одном сооружении предварительной очистки - пруду-отстойнике.

Библиография Диссертация по географии, доктора технических наук, Бондаренко, Валентина Васильевна, Екатеринбург

1. Lyman W.L., Reehl W.F., Resenblatt D.H. Handbook of chemical property estimation methods // Envir. Behavior of organic compaids. New York, 1982. 960p.

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос. - 390 с.

3. Катанская В.М. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. Л.: Наука, 1981.-286 с.

4. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч.З. Методы биологического анализа вод. Прил. I. Индикаторы сапробности. 1977.

5. Кузьмин Г.В. Фитопланктон. Видовой состав и обилие // Методика изучения биоценозов внутренних водоемов. М., 1975. - С. 73-87.

6. Хрисанов М.И., Осипов Г.К. Управление эвтрофированием водоемов. С-Петербург. Гидрометеоиздат, 1993. - 277 с.

7. Vollenweider R. A. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in Lake eutrophication // Mem Inst. Ital. Hydrobiol. -1976. Vol. 33. - P. 53.

8. Vollenweider R.A. The scientific basis of lake and stream eutrophication with particular reference to phosphorous and nitrogen as eutrophication factors // Tech. Rept. OECD. DAS/DSI/68 France, Paris, 1968,- № 27.

9. Vollenweider R.A. Eutrophication consideration of some basic factors affecting productivity of lakes // Abstracts XIX Congr. Internal Assoc. of Limon.-Canada. Winniped, 1974. - P. 105.

10. Кудеяров B.H., Баткин B.H., Кудеярова А.Ю., Бочкарев. Экологические проблемы применения удобрений. - М.: Наука, 1984.-112 с.

11. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агро-промиздат, 1990.-125 с.

12. Никитишен В.И., Никитшнена И.А., Шабанова Н.И. Вымывание нитратов и потери азота в условиях интенсивного применения удобрений // Круговорот и баланс азота в системе почва удобрение - растение - вода. -М.: Наука, 1979. - с. 35-43.

13. Определение допустимых удельных нагрузок на различных участках р. Чусовой и ее водосборе с целью снижения загрязнения источника хозпитье-вого водоснабжения г. Екатеринбурга // Отчет по НИР. РосНИИВХ: Екатеринбург, 1998. - 82 с.

14. Аксенов В.И., Галкин Ю.А. Создание и эксплуатация замкнутых бессточных и безотходных систем водного хозяйства промышленных предприятий Урала. // ВСНТО, Свердловский областной Совет НТО. -Свердловск. 1983. 80 с.

15. Березюк В.Г., Дубровина О.Б. Защита водоемов от сточных вод малых объектов. // Россия: Водохозяйственное устройство. Екатеринбург. 1999.- С. 305-316.

16. Анакиев A.A. Использование сточных вод животноводческих комплексов на орошение в хозяйствах Белгородской области // Использование сточных вод животноводческих комплексов для орошения сельскохозяйственных угодий. М., 1975. - С. 77-81.

17. Андреев Н.Г., Мерзлая Г.Е., Афанасьев. Орошение пастбищ сточными водами. -М.: Россельхозиздат, 1976. 85 с.

18. Андреев Н.Г., Мерзлая Г.Е., Савенюк JI.M. Продуктивность многолетних трав при орошении стоками свиноводческих комплексов // Кормовод-ство.- 1985.-№2. -С. 6-8.

19. Андреев Н.Г., Третьяков H.H., Грислис C.B. Содержание нитратов в многолетних травах при внесении удобрений // Кормоводство. 1984. - № 2 -С. 8-10.

20. Голченко М., Жезязков В. Орошение животноводческими стоками. -Горки, 1982.-31 с.

21. Дмитриева В.И., Никитин В.А., Поленина В.А. Использование стоков животноводческих комплексов. М.: Россельхозиздат, 1977. - 63 с.

22. Замяткина Л.Е. Применение жидкого навоза в качестве удобрения на выщелоченных черноземах лесостепи Красноярского края // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1983. - № 6. - С. 12-14.

23. Меренюк Г.В., Потапов А.И. Орошение сельхозугодий в условиях перевода сельскохозяйственного производства на промышленную основу // Гигиена и санитария. 1982. - № 9. - С. 88-90.

24. Мерзлая Г.Е. Промышленные и животноводческие стоки в системе: растение животное // Биологические проблемы Севера. - Магадан, 1983. -Ч. 1.-С. 224-225.

25. Никитин В., Дмитриева В., Поленина В. Подготовка и орошение животноводческими стоками // Сельскохозяйственное испытание сточных вод. -М., 1976.-Т. З.-С. 11-14.

26. Постников П. Эффективно использовать жидкий навоз // Уральские нивы. 1986. - № 8. - С. 31-32.

27. Рациональное использование стоков животноводческих комплексов в растениеводстве / Проспект ВНИИССВ. Купавна, 1977. - 5 с.

28. Пестряков В.К., Шевелев Я.З. Земледельческие поля орошения. Л., 1981.-112 с.

29. Franz H. Bodenbiologische der Cüllerei. Bericht über die 3. Arbeitstagung "Fragen der Güllerei", Bundesversuchsanstalt für allpenländische Landwirtschaft Gumpenstein (1961), 61 S.

30. Franz H. Feldbodenkunde. Verlag. G. Fromm u. Co., Wien, München (1960).

31. Gunhold P. Untersuchungen über den Einfluss der Gülledüngung auf die biologischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens. Z. Eckerund Pflanzenbau, Berlin, Hamburg 102 (1957), 461-480.

32. Käding H., Kreil W. Gülledüngung auf Niedermoorgrünland. Feldwirtschaft 1 (1970), 507-508.

33. Kühn G. Eingliederung der Gülle in die Pflanzenproduktion. Forschungsbericht Forschungszentrum für Bodenfruchtbarktit Münoheberg Zweigstelle Bad Lauchstädt (1971).

34. Kundler Р., Ansorge H., Koriath H., Rauhe K. Das Düngungssvstem Feldwirtschaft 10 (1969) 359-362.

35. Kundler Р., Ansorge H., Görlitz H., Jauert R., Krüsmann H., Specht G., Wienrich B. Düngungs empfehlungen durch elektronische Datenverarbeitung. Feldwirtschaft 10 (1969), 499-501.

36. Müller G. Der Einfluss der Mineraldüngung auf der biologischen Kreislauf der Stoffe landwirtschaftlich genutzter Böden. Sitzungsbericht. Dt. Akadem. d. Landwirtsch.- Wiss. Berlin 15 (1966), 1-29.

37. Rehbein G. Untersuchungen über die Wirkung der Gülledüngung auf verschiedenen Ackerboden unter besonderer Berücksichtigung der Gülle-N-Wirkung auf den Pflanzenertrag und die Humusreproduktijn im Boden. Diss. Martin-Luther-Univ. Halle (1970).

38. Пестряков B.K., Шевелов Я.З., Кошевой О.Ю. Использование сточных вод и животноводческих стоков на Северо Западе РСФСР. - Калинин, 1979. - 7 с.

39. Kosmat H. Der Einfluss der Güllerei die Fruchtbarkeit des Bodens. Bericht über die 3. Arbeitstagung "Fragen der Güllerei", Bundesversuchsanstalt für alpenländische Landwirtschaft Gumpenstein (1961).

40. Rauhe K., Trenner P. Über die Wirkung gesteigerter Rindergüllegaben auf das Umsetzungsgeschehen eines Ackerbodens unter kontrollierten Laborbedingungen. Thae.-Arch. 14 (1970), 981-990.

41. Руководство по использованию сточных вод для орошения сенокосов и пастбищ в Нечерноземной зоне / Проспект ВНИИСВ. М., 1976. -7с.

42. Рекомендации по орошению животноводческими стоками в Московской области. Коломна, 1982. - 49 с.

43. Gold G. I. Rates of dairy slied effluent applied to pastures in clay soil in horthland. Agr 1980. v 8, № 2, p. 93-99.

44. Koriath H., Breternitz R. et. al. Moqliehkeiten des effectiven Einsatzes von Giile im Maisanbau. Feldwirtschaft. 1984. 25, 2: 664-65.

45. Орловский З.А. Очистка сточных вод за рубежом. М.: Стройиздат, 1974. - 192 с.

46. Красовская Т.М. Об утилизации отходов животноводства и профилактике загрязнения окружающей среды // Сельское хозяйство за рубежом. -1974.-№10.-С. 37-39.

47. Гигиенические основы современных животноводческих комплексов. Саратов, 1976. - С. 9-12.

48. Фокина В.Д. Охрана окружающей среды от загрязнения отходами животноводства (обзорная информация). М.: ВНИИТЭИСХ, 1980. - С. 32-39.

49. Ветеринарно-санитарные и гигиенические аспекты утилизации животноводческих стоков / Обзорная информация. М., 1981. - 41 с.

50. Волков Г.К., Долгов B.C., Гришаев И.Я. Санитарно-гигиенические требования к удалению, хранению и использованию жидкого навоза // Животноводство. 1972. - № 9. - С. 71-73.

51. Ворошилов Ю.И., Житков B.C., Мальцман Г.С., Смирнов П.П. Использование сточных вод животноводческих комплексов на орошение с учетом охраны окружающей среды / Обзорная информация. М., 1984. - 60 с.

52. Окладников Н.И., Батракова В.Н. Гигиеническая оценка биологической очистки сточных вод свинокомплексов // Гигиена и санитария. М., 1980,-№8.-С. 57-59.

53. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Гигиенические вопросы охраны окружающей среды от загрязнения отходами животноводческих комплексов и птицефабрик // Гигиена и санитария. 1977. - № 4. - С. 61-67.

54. Richtigeinschatzen und bedastsqerecht cltinfen. Lanolwirtschafl Reinlnd, 1984,151.

55. Viets F.Y., Hageman R.N. Factors affecting the accumulation of nitrate in soil, water andplants. - Agr. Res. Sew. V.S. De. Agr., 1971.

56. Matsuraki T. Utilization of agricaltural wastes as manures. In Trans of the 12 th Intern Cjngr of soil scienll. New Delli, 1952,2: 223-234.

57. Безбородое К. Вопросы использования навоза и навозных стоков // Международный сельскохозяйственный журнал. М., 1976. - С. 108-109.

58. Винберг Г.Г., Остапеня П.В., Сивко Т.М., Левина Р.И. Биологические пруды в практике очистки сточных вод. Минск: Беларусь, 1966. - 231 с.

59. Винберг Г.Г. Значение гидробиологии в решении водохозяйственных проблем // Гидробиологический журнал. 1969. - № 4. - С. 9-24.

60. Вовк П.С. О возможности использования толстолобика Нуро-phthalmichtys molitrix (Val.) для повышения рыбопродуктивности и снижения уровня эвтрофикации днепровских водохранилищ // Вопросы ихтиологии. -1974. № 14. - Вып. 3 (86). - С. 406-415.

61. Burkhead С.Е., O'Brien W.J. Lagoons and oxidation ponds. L. Water Pollut. Contr. Fed., 1974, 46, № 6, p. 1135-1140.

62. Busse В. Technische Probleme bei der Protein Gewinnung durch Massenkultur von Mikroalgen. - Chem. Lng. Techn., 1971, 43, № 1-2, S. 84-86.

63. Heusslier P., Witsch H.V. Eiene neue Kulturalge als Eiweissquelle? Umschau, 1971, 71, № 16, S. 600-601.

64. Sabanas M., Gaonkar S.A., Oswald W.J. Removal of algae in natural bodies of water. Inst. Environ. Sei 16-th Annu. Techn. Meet, and Equip. Expos. Proc. Boston (Mass.), 1970, 329-335.

65. Smith P.H., Funk W.H., Proctor D.E. Froth flotation for harvesting Chlorella algae. Northwest Sei., 1968, 42, № 4, p. 43-45.

66. Goldman J.C., Pyther J.H., Williams V.D. Mass production of marine algae in outdoor cultures. Nature, 1975, 254, № 5501, p. 594-595.

67. A.c. 998390 (СССР), МКИ С 02 F 3/34. Способ биологический очистки сточных вод от азота. 3260875/23-26. / A.C. Расулов, Ю.А. Коган, Д.А. Рубин, З.Г. Евстегнеев (СССР ). - Заявл. 14.01.81, опубл. 23.02.83. Бюл. № 7.

68. Лукиных H.A. и др. Методы доочистки сточных вод. М.: Стройиз-дат, 1978. - С. 63-68.

69. A.c. 1214610 (СССР), МКИ С 02 F 3/32. Способ доочистки биологически очищенных сточных вод .- 3696744/23-26. / М.В. Гасанов, С.М. Амирова, JI.A. Рукавишникова, Л.М. Кириллова. Заявл. 19.01.84, опубл. 28.02.86. Бюл. №21.

70. Бондаренко В.В., Попов А.Н. Опыт эксплуатации ботанических площадок как системы доочистки вод // Материалы межд. симпоз. "Чистая вода России". Екатеринбург, 1997. - С. 110-111.

71. Bennett C.F. Human Influences on the Zvogeography of Panama, IberoAmericana, 1968, Vol. 51. 115 pp.

72. Hickling C.F. Tropical Inland Fisheries, Yohn wiley and Sons, New York, 1961, 287 pp.

73. Бацанов И, Малыкина Л. Отходы в доходы // Сельское хозяйство России. 1980. - №9. - С. 42-44.

74. Бацанов И.Н., Малыкина Л.М., Усович Л.П. К вопросу использования жидкой фракции свиного навоза // Вопросы механизации, технологии и строительства в животноводстве. Подольск, 1977. - Т. 2. - С. 33-35.

75. A.C. 933020 (СССР), МКИ Ф 01С 3/00; А 23К 1/00; С05 3/00 / В.И. Сурнин (СССР). Заявл. 03.10.80; Опубл. 11.82, Бюл. №21.

76. A.C. 1162388 СССР, МКИ3. Устройство для распределения навоза на фракции при транспортировании / A.M. Асонов, И.М. Ширяк, Л.Н. Дзюбо. -Опубл. 85, Бюл. № 23.

77. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений. М., 1955.-515 с.

78. Ермаков Е.И. Основы создания замкнутых систем культивирования растений // Вестник сельскохозяйственной науки. 1982. - № 7. - С. 122-131.

79. Журавлев Е.М. Определение азотистых веществ // Руководство по зоотехническому анализу кормов. М., 1968. - С. 16-35.

80. Журбицкий З.И. Соколова Л.А. О питательных смесях для выращивания растений на искусственных средах // Сообщ. ин-та агрохим. проблем и гидропоники АН Арм. ССР. Ереван, 1964. - № 5. - С. 70-77.

81. Эйнор JI.O. Соотношение поглощения фосфора, азота и углерода водными макрофитами // Водные ресурсы. 1990. - № 5. - С. 85-92.

82. Ореховский А.Р. Шаговенко П.И. Эффективность плавучих биофильтров из полупогруженных растений в зависимости от особенностей их формирования // Водные ресурсы. 1985. - № 2. - С. 132-140.

83. Оксиюк О.П., Стольберг Ф.В., Олейник Т.Н. и др. Биоплато и его применение на каналах // Гидротехника и мелиорация. 1980. - С. 66-70.

84. Корелякова H.JI. Растительность Кременчугского водохранилища. -Киев: Наукова Думка, 1977. 198 с.

85. Распопов М.А., Белова Н.И. Роль макрофитов в круговороте фосфора в Ладожском озере // Элементы круговорота фосфора в водоемах. -Л.: Наука, 1987. С. 80-90.

86. Астапович И.Г., Головнев В.И., Воронова Г.П. и др. Зарастаемость прудов макрофитами и их влияние на продукционное процессы // Первая все-союз. конф. по высшим водным и прибрежно-водным растениям. Борок, 1977. - С. 38-39.

87. Покровская Т.Н. О продукционных отношениях нитчатых водорослей и погруженнных макрофитов в антропогенно-евтрофицирующемся озере // Там же. С. 89-91.

88. Любимова С.А. О роли макрофитов в миграции некоторых макроэлементов в водоеме // Там же. С. 121-122.

89. Якубовский К.Б. О миграции в водоеме с участием высших водных растений // Там же. С. 153-155.

90. Мережко А.И. Эколого-физиологические исследования ВВР в связи с их ролью в самоочищении водоемов // Там же. С. 125-127.

91. Биочино A.A. К изучению первичной продукции высших водных растений // Там же. С. 48-50.

92. Ореховский А.Р., Шаговенко П.И. Формирование биомассы и накопление органического вещества в зарослях тростника // Гидробиол. журн. -1985.-Т. 20. № 1. - С. 16-20.

93. Олейник Г.Н., Якушин В.М. Изучение деструкции органического вещества высших водных растений на лабораторных моделях водотоков // Там же.-С. 25-29.

94. Горбин В.П. Влияние выкашивания и выжигания на сообщества тростника и рогоза узколистного Киевского водохранилища // Гидробиол. журнал. 1986. - Т. 22. - № 33. - С. 50-56.

95. Мережко А.И., Смирнова H.H., Горбин В.П. Формирование зарослей рогоза узколистного и функциональная активность его корневой системы //Гидробиол. журнал. 1979. - Т.15. - № 1. - С. 20-25.

96. Якубовский К.Б., Мережко А.И., Нестеренко Н.П. Накопление ВВР элементов минерального питания // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. М.: Наука, 1975. - С. 57-62.

97. Gersberq R.M., Elkins B.V., Lyon S.R., Goldman C.R. Role of Aquatic plants in wastewater treatment by artificial wetlands. Wat. Vol. 20, № 3, pp. 303368, 1986.

98. Зеров K.K. Прибрежна та рослиннють пониззя Дшпра Пращ 1н-ту гщробюлогй АН УРСР, 1958, № 34, с. 35-61.

99. Экзерцева В.В., Экзерцев В.А. Продукция прибрежной и водной растительности Горьковского водохранилища. // Сб. «Растительность Волжских водохранилищ». М., 1966. С.35.38.

100. Гусева К.А., Гончарова С.П. О влиянии высшей водной растительности на развитие планктонных синезеленых водорослей // Экология и физиология синезеленых водорослей. M.-JI. - С. 230-234.

101. Каныгина A.B., Ванин B.B. Рекомендации по эксплуатации водоемов-охладителей системы оборотного промводоснабжения и предотвращения их евтрофикации. М. - 1974. - 4.1. - 43 с.

102. Шаларь В.М. Особенности развития фитопланктона в Дубоссар-ском водохранилище / Автореф. канд. дис. Кишинев, 1963. - 18 с.

103. Морозов Н.В., Петрова Р.Б., Петров Т.Н. Роль высшей водной растительности в самоочищении рек от нефтяного загрязнения // Гидробиол. журнал. 1969. - 5. - № 4. - С. 73-78.

104. Горбик В.П. Влияние выкашивания и выжигания на сообщества тростника и рогоза узколистного Киевского водохранилища. // Гидробиол. журн., 1986, т.22, N3, с. 50-56.

105. Коган Ш.И., Садыкова Х.С., Чиннова Т.А. и др. Влияние высших водных растений на развитие водорослей в водоемах Туркменской ССР // Формирование и контроль качества поверхностных вод. Киев, 1976. - Вып. 2,- С. 133-136.

106. Неграш А.К., Бондаренко A.C. Альгицидная активность водных и прибрежных растений в отношении культуры синезеленой водоросли Anabaena flos-aquae // Экология и физиология синезеленых водорослей. М,-Л., 1965. - С. 227-229.

107. Родзиллер И.Д., Зотов В.М. Роль высшей водной растительности в самоочищении водоемов // Очистка производственных вод. М, 1973. - Вып. 5.-С. 105-115.

108. Журавлева Л.А. Влияние высшей водной растительности на гидрохимический режим пойменных водоемов Нижнего Днепра // Гидробиол. журн., 1973. 9. - № 1. - С. 23-30.

109. Карасева H.H. Применение высших водных растений для повышения качества очистки воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1974. -№ 4. - С.16.

110. Камшиков М.М. Экологические аспекты загрязнения водных объектов и принципиальные пути борьбы с ним. // Гидробиол. журн., т.ХУ, N1.1979.-С. 3-10.

111. Корелякова И.Л. Химический состав высшей водной растительности Киевского водохранилища // Гидробиол. журнал. 1970. - 6. - № 5. - С. 20-28.

112. Юпокина Е.А., Фрейндлинг A.B. Продукция и химический состав макрофитов двух разнотипных озер Карелии. // Первая Всесоюзная конференция по высшим водным и прибрежно-водным растениям. Борок., 1977,- С. 68-70.

113. Кожова О.М., Паутова В.Н., Тимофеева С.С. Элодея канадская в оз. Байкал. // Гидробиол. журн., 1985, т.20, N1, с. 82-84.

114. Гаевская Н.С. Роль высших водных растений в питании животных пресных водоемов. М., 1966. - 327 с.

115. Голубева И.Д. Итоги изучения высшей водной растительности на мелководьях Куйбышевского водохранилища // Этапы и темпы становления растительных биогеоценозов. М., 1978. - С. 65 - 73.

116. Корсаков Г.К., Смиренский A.A. Зарастающие водоемы и их использование для ондатроводства. М., 1956. - 136 с.

117. Морозов Н.В., Торпищева A.B. Микроорганизмы, окисляющие нефть и нефтепродукты в присутствии высших водных растений // Гидробио-логич. журн., 1973. 2,- № 4,- С. 66-72.

118. A.c. 1154220 (СССР), МКИ С 02 F 3/32. Способ биологической очистки нефтесодержащих сточных вод.-3674810/23-26 / Н.В. Веснин, О.М. Васнина, Е.И. Пономарев (СССР). Заявл. 19.12.83, опубл. 07.05.85. Бюл. - № 17.

119. A.c. 631456 СССР, МКИ С 02 F 3/00 Способ обеззараживания воды. -1749121/28-13. / В.В. Кравец, В.М. Жильцов (СССР).- Заявл. 15.02.72, опубл. 05.11.78. Бюл,- №41.

120. A.c. 603635 СССР, МКИ С 02 F 1/52. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов,- 2354975/29-26. /Б.И. Но, В.П. Ущенко, В.П. Юрин и др. (СССР). Заявл. 03.05.76, опубл. 25.04.78. Бюл. - № 15.

121. A.c. 1346588 СССР, МКИ С 02 F 3/32. Устройство для биологической очистки воды водоемов и водотоков / A.B. Ильевский, В.Н. Сотников, А.Н. Филалеева (СССР). Заявл. 09.04.85, опубл. 23.10.87. Бюл. - № 9.

122. A.c. 1451102 СССР, МКИ С 02 F 3/32. Способ биологической очистки шахтных вод от минеральных солей. 4174228/31-26. / А.И. Вин-ниченко, Н.И. Варенко, A.B. Мисюра, А.Н. Хирная (СССР). - Заявл. 31.10.86, опубл. 15.01.89. Бюл. - № 2.

123. A.c. 812761 (СССР). МКИ С 02 F 3/32. Устройство для очистки сточных вод и отвода их в водоем.- 2787682/29-26. / H.A. Луценко, Г.Д. Бердышев, В.Ф. Горчев (СССР). Заявл. 25.06.79, опубл. 15.03.81. Бюл. N10.

124. Шехов А.Г. Развитие важнейших растений в рыбоводных водоемах дельты Дона // Бот. журн. 1969. - Т. 54. - № 4. - С. 599 - 604.

125. Денисова А.И. Формирование гидрохимического режима водохранилищ Днепра и методы его прогнозирования. Киев: Наукова Думка, 1979. -290 с.

126. Катанская В.М. Методика исследований высшей водной растительности // Жизнь пресных вод СССР. М., 1956. - № 16. - Т. 4. - Ч. 1. -С. 160-182.

127. Карасева H.H., Морозов Н.В., Петров Г.Н., Торпищева A.B. Влияние водной растительности на регулирование качества воды естественных водоемов // Научные основы установления ПДК в водной среде и самоочищение поверхностных вод. М., 1972. - С. 71-76.

128. Корелякова И.Л. Химический состав высшей водной растительности Киевского водохранилища // Гидробиол. журн. 1970. - 6. - № 5. - С. 2028.

129. Корелякова И.Л. Краткая характеристика мелководий и их растительного покрова в Кременчугском водохранилище // Гидробиол. журн., 1975. -9.-№2.- С. 12-18.

130. Гусева К.А., Гончарова С.П. О влиянии высшей водной растительности на развитие планктонных синезеленых водорослей // Экология и физиология синезеленых водорослей. М. - Л., 1965. - С. 230-234.

131. Мережко А.И., Шиян П.Н. Источники углерода для фотосинтеза погруженных водных растений // Гидробиол. журн. 1974. - 10. - № 1. - С. 103-115.

132. Родзиллер И.Д., Зотов В.М. Роль высшей водной растительности в самоочищении водоемов // Очистка производственных сточных вод. М., 1973. - Вып. 5. - С. 105-115.

133. Родзиллер И.Д., Кравцова Н.В. Очистка сточных вод от биогенных элементов азота и фосфора // I Всесоюз. симпозиум по антропог. эвтрофиро-ванию водоемов 16-20 сент. 1974 г. / Тезисы докл. Черноголовка, 1974. - С. 82-85.

134. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.-Л.: Наука, 1965. - 253 с.

135. Покровская Т.Н. О продукционных отношениях нитчатых водорослей и погруженных макрофитов в антропогенно-евтрофирующемсяозере. // Первая Всесоюзная конференция по высшим водным и прибреж-но-водным растениям. Борок.,1977.-С.89-91.

136. Boyd С.Е. Losses of mineral nutrients during decomposition of Typha latifolia. Arch. Hydrobiol., 1970, 66, № 4, p. 511-617.

137. Kaushik N.K., Hynes H.B.N. The fate of the dead leaves that fall into streams. Arch. Hydrobiol., 1971, 68, № 4, p. 465-515.

138. Planter M. Elution of mineral components out of dead Phragmites communis Trin. Pol. arch, hydrobiol., 1970, 17, № 3, S. 357-362.

139. Искра A.A., Бахуров В.Г., Куликов H.B., Гилева Э.А. Методика и1. ЛЛЛ ЛЛГосновные результаты экспериментального накопления U , Th , Ra пресноводными растениями // Методы радиоэкологических исследований. -М., 1971. С. 87-93.

140. Шокодько Т.И., Мережко А.И., Малиновская М.В. Поглощение ДДТ некоторыми видами высших водных растений // Формирование и контроль качества поверхностных вод. Киев, 1976. - Вып. 3. - С. 113-116.

141. Якубовский К.Б., Мережко А.И. Значение высших водных растений в формировании качества воды // Формирование и контроль качества поверхностных вод. Киев, 1976. - Вып. 2. - С. 136-142.

142. Астапович И.Т., Головнев В.И., Воронова Г.П. и др. Зарастае-мость прудов макрофитами и их влияние на продукционные процессы. // Первая Всесоюзная конференция по высшим водным и прибрежно-водным растениям. Борок, 1977.- С. 38-39.

143. Францев А.В. Санитарная гидробиология (объем и задачи) // Гид-робиол. журн. 1967. - 3. - № 4. . с. 14-19.

144. А. с. 1571001 СССР, МКИ С 02 F 3/00 Сооружение для биологической очистки сточных вод. Авторское свидетельство.-4018313/30-26. / Магме-дов В.Т., Захарченко М.А., Яковлева Л.И. и др.(СССР). Заявл. 31.01.86, опубл.15.06.90. Бюл. N22.

145. Hoffman К. Wachstumsverhalten von Schilf (Phragmites australis Cav. Trin ex Steudel) in Klarsclilammbechichtenen Filterbeeten // Arch. Hydrobiol. 1986.1. B. 107. №3. S. 385^09.

146. Wathugala A.C., Suzuki Т., Kurichara J. Removal of N, P, COD from wastewater using sand filtration system with Phragmites australis // Water Res. 1987. V. 21.

147. Ymasaki S. Role of plant aeration in zonation of Zizania latifolia and Phragmites australis // Aquatic. Bot. 1984. № 2. P. 287-297.

148. Яковлев C.B., Карелин Я.А. и др. Канализация. М., 1976.-632с.

149. Петербургский А.В. Новое о поглотительной и синтетической деятельности корней растений // Сельское хозяйство за рубежом 1981. - № 6.1. C. 8-18.

150. Бабахаян М.А., Гаспарян О.В., Саркисян Р.А. Содержание витаминов в зеленой массе кукурузы, выращиваемой в камере искусственного климата // Там же. 1967. - № 7. - С. 21-25.

151. Болон Н.Б. Выращивание зеленых кормов гидропонным методом. -Минск: Урожай, 1965. 39 с.

152. Васютинский Ю.П., Бронфман Л.И., Шагоян Ф.С. Гидропонный метод выращивания зеленых кормов. М., 1964. - 52 с.

153. Гончаров В.П., Никифоров О.А. Зеленый корм зимой. Л.: Колос, 1964.-72 с.

154. Корбут В.А., Липов Ю.Н. Промышленная гидропоника выращивания зеленого корма на заменителях почвы. М., 1966. - 96 с.

155. Oliver М/ Hydroponics: well, isist a joke? Livestock Farmg, 1971, vol.8, № 4, p. 44-46.

156. Douglas J.S. How to grow hydroponic grass. Dairy Farmer, 1969, vol. 16, № 2, p. 67, 68, 70-72.

157. Carantets J. Le fourrage hudroponique. Agriculture, 1979, № 435, p. 412-414.

158. Douglas J.S. Qrass factories for faim and ranch wold crops, 1970, vol. 22, № 3, p. 140-144.

159. Калиненко H.A. Выращивание зеленого корма в искусственных условиях // Рекомендации по совершенствованию технологии заготовки кормов. -Омск, 1983.-С. 26-30.

160. Пиуткин С.Н. Разработка приемов формирования урожая и изменение его качества при выращивании зеленого корма из зерна гидропонным методом / Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1964. - 16 с.

161. Казарян В. Активность корней и надземных органов растений в условиях гидропоники / Автореф. дис. канд. биол. наук. Ереван, 1970,- 26 с.

162. Румл, Милан. Гидропонный метод выращивания зеленого корма в Чехословацкой Советской республике // Гидропоника в сельском хозяйстве. -М., 1965.-С. 246-257.

163. Васильчикова А.П., Бердышева Г.В., Бондаренко В.В. Биологический метод охраны водоемов Урала от животноводческих стоков КРС // Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек. Казань, 1981.-С. 144- 145.

164. Бондаренко В.В., Асонов А.М. Утилизация биогенных веществ из животноводческих стоков зерновыми культурами в условиях гидропоникума // Бессточные системы водоснабжения и воспроизводства водных ресурсов. -Красноярск, 1982. С. 86 - 89.

165. Мерзлая Г.Е., Бондаренко В.В. Использование животноводческих стоков для выращивания зеленых кормов в гидропонике / Научные труды ВНИИССВ. М., 1984. - С. 93 - 97.

166. Леонов A.M., Дучинская JI.A., Бондаренко В.В. и др. Новая технология подготовки и использования сточных вод // Информационный листок № 505 85. - Свердловск, 1985. - 4 с.

167. Асонов A.M., Бондаренко В.В. Утилизация зольных элементов из сточных вод животноводческих комплексов // Химия и технология воды. Киев, 1985. - Т.7.-№ 3. - С. 85 -86.

168. Асонов A.M., Дучинская Л.А., Бондаренко В.В., Беличенко Ю.П. Рациональная технология водообеспечения на комплексах // Животноводство. М.: ВО Агропромиздат, 1985. -№ 8. - С. 50 - 51.

169. Бондаренко В.В., Асонов A.M. Выращивание зеленого корма на субстрате // Достижения науки и техники в АПК. М.: ВО Агропромиздат, 1987. - С. 40.

170. Бондаренко В.В., Бердышева Г.В., Асонов A.M. Освещенность и урожайность культур на гидропонике // Кормовые культуры. М.: ВО Агропромиздат, 1988. - С. 42 - 43.

171. Леонов A.M., Бондаренко В.В. Защита природных вод от загрязнения отходами животноводческих хозяйств / Научн редактор A.M. Черняев. -Екатеринбург: Виктор, 1998. 160 с.

172. Бондаренко В.В., Асонов A.M. Способ охраны водоемов от загрязнения навозосодержащими сточными водами // Охрана природных вод России / Сб. науч. тр. РосНИИВХ. Екатеринбург, 1992. - № 20. - С.42 - 43.

173. INTEGRATED WATER QUALITY MANAGEMENT OF THE GROBE DHUNN RESERVOIR WilfrieScharf p. 213-220.

174. Benndorf J. and Piitz K. (1987) Control of eutrophicftion of lakes and re-servoires by means of pre-dams -1. Mode of operation and calculation of the nutrient elimination capacity. Wat. Res. 21, 829-838.

175. SHORT-TERM PRE-RESERVOIR EFFECTS ON RIVER WATER QUALITY p. 159-164.Carlo Roveri*, Giuseppe Genon**, Marco Orecchia**, Lorenza Meucci*, Donatella Giacosa* and Angela Cariddi*.

176. Михеева T.M. Оценка величины биомассы фитопланктона в озерах мира. // гидробиол. журн., 1975. 11., N 3. С. 90-104.

177. Серебряков И.Г. Морфология вегетативных органов высших растений.-М.: Сов. Наука, 1952.-391 с.

178. Смирнова Н.Н. Эколого-физиологические особенности корневой системы прибрежно-водных растений // Гидробиол. журнал. 1980. - Т. 26. -№ 3,- С. 50-61.

179. THE IMPORTANCE OF PRE-RESERVOIRS FOR THE CONTROL OF EUTROPHICATION OF RESERVOIRS Klaus Putz and Liirgeen Benndorf. p. 165-171.

180. Магмедов В.Г. Эффективность инфильтрационного биоплато как водоохранного сооружения многоцелевого назначения // Водные ресурсы. -1986,-№6. -С. 93-100.

181. Магмедов В.Г., Яковлева Л.И. Разработка водоохранных мероприятий для НПО "Люминофор": Отчет о НИР. Харьков, 1990. С.135.

182. Магмедов В.Г. Основные типы водоохранных сооружений, использующих очистные свойства сообществ макрофитов // Водные ресурсы. № 2. -1988. - С. 150-155.

183. Эйнор Л.О. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки сточных вод // Водные ресурсы. - 1990. - № 4. - С. 149-161.

184. Якубовский К.Б., Мережко А.И., Нестеренко Н.П. Накопление высшими водными растениями элементов минерального питания.

185. Биологическое самоочищение и формирование качества воды. М.: Наука. 1975.- С. 57-62.

186. Оксиюк О.П. Стольберг Ф.В. Регулирование качества воды в каналах. Киев.: Наукова Думка, 1986. - 220 с.

187. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. -М., 1952.-315 с.

188. Антонов В.Я., Блинова П.Н. Литературные исследования в ветеринарии. М.: Колос, 1971. - 210 с.

189. Курсанов А.Л. Взаимосвязь физиологических процессов в растении. М., 1960. - 282 с.

190. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. -МГУ, 1970.-487 с.

191. Лукашик Н.А., Тащилин В.А. Зоотехнический анализ кормов. М.: Колос, 1965. - 56 с.

192. Beyers R.J., 1963. The metabolism of twelve aquatic laboratory microe-cosystems, Ecol. Monogr., 33, 281-306.

193. Beyers R.J., 1964. The microcosm approach to ecosystem biology, Amer. Biol. Teacher, 26, 491^*98.

194. Gorden R.W., Beyers R.J., Odum E.P., Eagon E.G., 1969. Studies of a simple laboratory microecosystem: bacterial activities in a heterotrophic succession, Ecology, 50, 86-100.

195. Gordon H.T., 1961. Nutritional factors in insect resistance to chemicals, Ann. Rev. Entomol., 6, 27-54.

196. Odum E.P., 1962. Relationships between structure and function in the ecosystem, Japanese J. Ecol., 12,108-118.

197. Odum E.P., 1963. Primary and secondary energy flow in relation to ecosystem structure, Proc. XVI Int. Cong. Zool., Washington, D.C., pp. 336-338.

198. Фосфор в окружающей среде. М.: Мир, 1977. - 757 с.

199. Айзатуллин Т.А., Лебедев Ю.М. Моделирование трансформации органических загрязнений в экосистемах и самоочищение водотоков и водоемов // Итоги науки и техники: Общая экология. - М.: ВИНИТИ АН СССР, 1977.-Т. 4.-С. 8-74.

200. Элементы круговорота фосфора в водоемах / Научн. тр. ин-та озероведения. АН СССР. Л.: Наука, 1987.-102 с.

201. Ruook М. Р., Boers P.C., Klapwijk S.P., Eerste resultaten fosfaatfie met behulp van ijzerchloride in de plas Yroot Vogelenzang veelbetovend // Fijclshr watewoor en af valwaterbehandel. 1990. - 23, № 25/ р/114-117.

202. Bartsch A.F. Role of phosphorus in eutrophication covallis (O ) 1972. (EPA Rep. № R 3-72-001). 240 p.

203. Кравчук T.C., Кравец B.B. Математическое описание третичной очистки сточных вод в биопрудах с высшей водной растительностью // Биотехнология. 1987. - С. 23-29.

204. Porcella D.B., Bishop A.B. Comprehensiwe management of phosphorus water pollution Ann Arbor (Mich): Scientc, 1975. 303p.

205. Меншуткин B.B., Котова О.И., Ащепкова Л.Я. Функциональная модель экосистемы оз. Байкал // Гидробиол. журнал. 1978. - Т. XIV. - № 3. -С. 3-11.

206. Гидробиологические исследования в СССР: краткий исторический обзор / Труды Зоологического ин-та АН СССР. М., 1985. - Т. 28. - 126 с.

207. Димичева А.И. Роль N и Р в эвтрофировании Днепра в условиях зарегулированного стока // Антропогенное эвтрофирование природных вод. -1977.-Т.1.- С. 27-34.

208. Леонов A.B. Математическая модель совместной трансформации соединений азота, фосфора и кислорода в водной среде: ее применение для анализа динамики компонентов в евтрофном озере // Водные ресурсы. - 1989.-№2.-250 с.

209. Попов А.Н., Бондаренко В.В., Тараненко Т.Г. Расчет самоочищения воды от биогенных элементов на основе механизмов потребления их растениями // Материалы Всероссийской научно практической конференции. -Екатеринбург, 1993. - С. 56.

210. Бондаренко В.В. Формирование донных отложений на ботанической площадке при доочистке смешанных сточных вод // Пятый Международный симпозиум "Чистая вода России 99". - Екатеринбург, 1999. - С. 79 - 80.

211. Бондаренко В.В., Васильчикова А.П. Роль ботанических площадок и биологических прудов в системе доочистки смешанных сточных вод // Проблемы региональной экологии (Специальный выпуск). Екатеринбург, 1999. -С. 17-23.

212. Шпаньски П. О макрофитах озер и их роли в круговороте веществ. // Гидробиол. жури., т. Х1П, N6. 1977. С. 23-26.

213. Торбик В.П. Влияние выкашивания и выжигания на сообщества тростника и рогоза узколистного Киевского водохранилища // Гидробиол. журнал. 1986. - Т. 22. - № 3. - С. 50-56.

214. Harjula Н., Langi A. Control of algae at Vantaa River basin. Aqua fenn. 1973. Helsinki, 1974, p. 69-84.

215. Straskraba, V., Tundisi, J.C., (1993) "State-of-the an of reservoir limnology an waterquality managment" (eds. Straskraba M., Tundisi JC. Duncan A). Dordrecht: Kluver, 1993: 213-288.

216. Bernhardr, H., (1995) "Reservoir and drinking-water supply a global perspective" lournal of Water Supply Research and Technology - Aqua, 44, (Suppl. 1), 2-17.

217. Андреев A.A. Луговодство. M., 1980. - 350 c.

218. Государственные стандарты Союза СССР. Вода, питьевая. Методы анализа. М.: Государственный комитет стандартов СМ СССР, 1974. - С. 179184.

219. Романенко В.Д., Оксиюк О.П., Жукинский В.Н. и др. Экологическая оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты. Киев, Наукова Думка, 1990. - С. 256 с.

220. Мельникова А.И. Качество многолетних трав при внесении высоких норм жидкой фракции бесподстилочного навоза // Очистка ииспользование стоков животноводческих комплексов. М.: ВНИИСЕВ, 1981. -С. 81-86.

221. Дерябин В.Н., Бондаренко В.В., Васильчикова А.П. Предводохра-нилище как объект доочистки руслового стока // Водное хозяйство. Екатеринбург, 1999. - С. 52 - 55.

222. Бондаренко В.В. Биоинженерные системы в защите водных объектов от загрязнения сточными водами // Мелиорация и водное хозяйство. М., 1999. - № 6. - С. 48-50.

223. Бондаренко В.В. Дерябин В.Н., Попов А.Н. Биоинженерные методы и сооружения // Россия: водохозяйственное устройство / Научный редактор A.M. Черняев. Екатеринбург: Аэрокосмоэкология, 1999. - С.285 - 294.

224. Экзерцева В.В. Большой манник (Glyceria Maxima) на волжских водохранилищах / Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1972. - 24 с.

225. Попов А.Н., Дерябин В.Н., Бондаренко В.В. Проблемы комплексного экологического регулирования и возможные пути их решения // Эколого-водохозяйственный вестник. Екатеринбург, 1998. - Вып. 2. - С. 132 - 134.

226. Бондаренко В.В., Дерябин В.Н. Биоинженерные сооружения как средство защиты водных объектов от загрязнения / Материалы научно практической конференции. - Иркутск, 1998. - С. 12 -13.

227. Бондаренко B.JI. Мягкие конструкции для регулирования качества воды на водных объектах. Дисс. доктора техн. наук. Екатеринбург., 1997.-339 с.

228. Васильчикова А.П., Бондаренко В.В. Биомодуль защитник водозабора от фитопланктона // Пятый Международный симпозиум «Чистая вода России-99». Екатеринбург, 1999,- С. 85 - 86.

229. Бондаренко В.В., Попов А.Н. Самоочищение водных масс от соединений фосфора в различных биоинженерных системах // Журн. «Проблемы232рациональной экологии». Специальный выпуск. Екатеринбург, 1999.- С. 7175.

230. Бондаренко В.В. Эффективность доочистки сточных вод Северско-го трубного завода // Междун. практическая конф. "Геология 6 Урало - Каспийского региона". - Уфа, 1996. - С. 24 -25.

231. Дерябин В.Н., Бондаренко В.В. Роль ботанических площадок в системе доочистки смешанных сточных вод г. Полевского // Управление устойчивым водопользованием. М. - Екатеринбург, 1997. - С. 32-34

232. Бондаренко В.В., Попов А.Н. Опыт эксплуатации ботанических площадок как системы доочистки сточных вод // Материалы международного симпозиума "Чистая вода России 97". - Екатеринбург, 1997. - С. 111.

233. Бондаренко В.В., Дерябин В.Н. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки различной категории сточных вод // Природные ресурсы стран СНГ / VI горно-геологический форум. -Санкт - Петербург, 1998. - С. 206 - 207.

Информация о работе

Бондаренко, Валентина Васильевна
доктора технических наук
Екатеринбург, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы