Разработка водосберегающих мероприятий для повышения экологической безопасности урбанизированных территорий

Современная концепция создания водного хозяйства урбанизированной территории, состоящая в отводе всех видов осадков и сточных вод с городской территории и сброс их в водоем, в настоящее время подвергается критике, поскольку ведет к обезвоживанию почвы и воздуха и превращает населенные территории в "пустыню". Современная концепция экологической безопасности в градостроительстве предусматривает максимально возможное использование очищенных сточных вод для обводнения, увлажнения и благоустройства урбанизированных территорий при одновременном сокращении водопользования и, соответственно, отводов сточных вод в водоемы. Известны случаи накопления дождевых вод, создание на их основе водоемов на городской территории. Также заметна тенденция максимально использовать бытовые сточные воды в городском хозяйстве - в качестве технического водоснабжения и для нужд местной промышленности (полива, мытья, систем охлаждения, теплосетей). Пока в настоящее время наблюдается сброс в водоем бытовых сточных вод, ливневых загрязненных стоков, стоков местной промышленности. Кроме того, большую роль играет и сброс "вод на собственные нужды" станций подготовки питьевой воды и промышленной водоподготовки. К стокам урбанизированных территорий также могут добавляться и стоки ТКО, вызывающие заражение подземных и поверхностных вод. Современный подход, состоящий в создании автономных систем водоснабжения, использует системы подготовки воды для питьевых целей, для целей горячего водоснабжения и отопления, с целью сократить расходы жителей на коммунальные услуги ( пользование холодной и горячей водой, сбросы в канализацию). Комплексный подход к сокращению расходов на водопользование не только позволяет сократить сброс сточных вод в водоемы, но и обеспечивает устойчивый менеджмент водохозяйственной системы. Такое создание природоохранных мероприятий стало возможным с применением мембранных технологий. В настоящей работе описывается новые разработки в области усовершенствования технологий водоподготовки, позволяющие одновременно улучшить качество питьевой воды за счет увеличения солесодержания очищенной воды и сократить объемы сточных вод (расходов воды на собственные нужды станции) и затраты на их утилизацию. Такой подход позволяет сократить сточные воды систем питьевого водоснабжения на 99% и на30% сократить потребление воды на хозяйственно-питьевые и технические нужды водохозяйственной системы. Вместе с применением разработанных авторами технологий очистки сточных вод (ТКО, поверхностных загрязненных сточных вод и бытовых сточных вод) для целей их повторного использования, такой подход к решению управлением системы водохозяйственного комплекса позволяет получить серьезный экономический и экологический эффекты и способствует повышению устойчивости функционирования водохозяйственной системы. Основные принципы создания мембранных технологий разработаны и опубликованы. Исследования позволили создать: технологию подготовки питьевой воды из подземных водоисточников и подготовки технической воды с полной утилизацией концентрата; очистка бытовых сточных вод с утилизацией концентрата; очистка фильтратов ТКО с получением очищенной воды и утилизацией концентрата. Во всех случаях концентрат сокращается до минимума и утилизируется вместе с обезвоженным осадком, направляемым на ТКО. Влияние ожидаемых результатов на развитие приоритетных направлений и научной политики: В работах представлены результаты исследований в области подбора мембран для систем водоснабжения, позволяющие не только улучшить качество воды, но и сократить расходы воды на собственные нужды. Специальная технология позволяет ликвидировать стоки, предотвратить загрязнение окружающей среды и сократить объемы сточных вод, солевых минерализованных стоков в канализацию. Вместе с технологиями очистки бытовых и поверхностных сточных вод и их использования в городском хозяйстве (для полива, создания водоемов) может быть получен высокий экономический и экологический эффект. Научная новизна: совершенствование технологии получения качественной питьевой и технической воды и одновременного сокращения расхода воды на собственные нужды с применением мембранных технологий (обратного осмоса и нанофильтрации) основано на глубоком изучении показателей селективности по различным ионам в зависимости от их валентностей и возможности разделения растворов и управления составом очищенной воды и концентрата с содержанием ионов и органических веществ в зависимости от степени их задержания мембранами. Это позволяет "управлять" значениями осмотического давления разделяемых растворов и сократить затраты на их обработку и утилизацию. Такая технология разработана и использована в области водоснабжения впервые.