Применение технологии переработки донного ила Цимлянского водохранилища для решения проблемы его заиления Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2014 №2(11), С. 36-38

_ ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ, РАДИАЦИОННОЙ _

И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ -

УДК 621.311.25 : 502/504

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ДОННОГО ИЛА ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

ЕГО ЗАИЛЕНИЯ

© 2014 г. М.В. Гуляев, О.И. Горская

Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Ростовская атомная станция», Волгодонск, Ростовская обл.

В работе рассмотрена проблема заиления Цимлянского водохранилища. Предложена комплексная технология по переработке донных отложений в готовую продукцию, которая способна повысить экологическую безопасность водохранилища.

Ключевые слова: Цимлянское водохранилище, заиление, экологическая безопасность, переработка.

Поступила в редакцию 20.05.2014 г.

Водные ресурсы особым образом представляют экологическую, социальную, экономическую и культурную ценность, поэтому их экологическая безопасность является весьма важным аспектом в обеспечении национальной безопасности. Экологическая безопасность и рациональное использование водных объектов, как источников чистой воды, в прямой степени зависит от степени их загрязненности и заиленности донными отложениями. Заиление водохранилищ является результатом отложения наносов, приносимых притоками, и образующихся от разрушения берегов [1].

Цимлянское водохранилище (ЦВ) - один из крупнейших искусственных водоемов степной зоны юга России. За полвека произошло уменьшение средних глубины, ширины водоема, площади зеркала ЦВ в целом и мелководий в частности, сократились общая и полезная емкости ЦВ. Наряду с этим отмечается увеличение максимальных глубины и ширины ЦВ, рост протяженности береговой линии [2].

В настоящее время происходит заиление водохранилища, что приводит к нарушению его экологической безопасности. Фактический объем донных отложений на 2003 год составил 822 млн. м [3]. В таблице 1 показаны характеристики заиления участков ЦВ.

Таблица 1. - Характеристики заиления Цимлянского водохранилища

Участок Площадь участков, км2 Объем ДО, млн м

Верхний 304 100

Чирской 400 150

Центральный 1040 212

Приплотинный 880 360

Приведенные результаты показывают различия в объемах заполнения отдельных участков донными отложениями. Наибольший объем донных отложений наблюдается в Приплотинном участке водохранилища, в зоне которого находится город Волгодонск и

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2014

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ДОННОГО ИЛА

37

располагается крупнейший энергетический объект - Ростовская АЭС. Водохранилище является единственным источником питьевого водоснабжения г. Волгодонска и технического водоснабжения предприятий города. В районе водохранилища проживает 458 тыс. человек, находится более 70 санаториев и баз отдыха.

Для поддержания устойчивости эксплуатации ЦВ и в связи с его высокой социальной значимостью, следует осуществлять локальную очистку его дна. При решении данной проблемы необходимо вырабатывать и применять инновационные подходы и методы.

Поскольку донные отложения являются природным продуктом, обладающим рядом ценных свойств, то предлагается извлекать донные отложения из водохранилища и перерабатывать в удобрения. Тот факт, что в Ростовской области нет предприятий, осуществляющих очистку водных объектов от донного ила и его переработку, дает широкие возможности развития данного сегмента рынка.

Весьма важным условием для переработки ила является его безопасность. В работе [4] был произведен расчет концентраций тяжелых металлов (ТМ) в донных отложениях ЦВ, а так же проведено их сопоставление с концентрациями ТМ в почвах водоохраной зоны водохранилища (табл. 2). Водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира [5].

Таблица 2. - Расчетные характеристики донных отложений

Показатель, размерность Тяжелый металл

Бе Мп РЬ N1 Сг

Концентрация ТМ, мкг/г

- в донных отложениях ЦВ (расчетный метод) 450 608 6 14 5

- в почвах водоохранной зоны ЦВ 12500 665 27 26 64

Рассмотрение данных таблицы позволяют сделать вывод о том, что концентрация ТМ в формирующихся донных отложениях практически такое же, как и в почвах водоохранной зоны ЦВ. Этот факт особенно важен в связи с тем, что в перспективе иловые отложения могли бы быть использованы в качестве удобрений.

Для утилизации донного ила являющегося высоко влажным материалом органического происхождения предложена комплексная технология (рис. 1), состоящая из комплекса добычи донного ила из водохранилища и комплекса производства высокоэффективных удобрений.

Комплекс добычи донного ила из водохранилища включает такие узлы как сбор и транспортировка ила из водохранилища, а так же узел обезвоживания. Комплекс производства высокоэффективных удобрений на основе донного ила состоит из таких узлов как подготовка донных отложений к переработке, переработке донного ила в готовый продукт, пылеулавливания, упаковки готовой продукции.

Результатом переработки донного ила является натуральный продукт без каких-либо добавок и примесей, который представляет собой сухое твердое вещество.

38

ГУЛЯЕВ и др.

Рис. 1. Предлагаемая технология переработки донного ила

Таким образом, донный ил, переработанный по предложенной схеме можно использовать при производстве экологически чистых удобрений, кормовых добавок, добавок для рекультивации почв. Реализация предложенной технологии позволяет решить проблему заиления ЦВ, а так же извлекать материальные выгоды из добываемого ила.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Давыдов, Л.К. и др. Общая гидрология [Текст] / Л.К. Давыдов, АА. Дмитриева, Н.Г. Конкина. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 463 с.

2. Шаврак, Е.И. и др. Оценка показателей состояния Цимлянского водохранилища [Текст] / Е.И. Шаврак, И.А. Генераленко, В.М. Сапельников // Глобальная ядерная безопасность. - 2012. -№3.- С. 60-70.

3. Сводный технический отчет «Уточнение морфометрических характеристик Цимлянского водохранилища с целью повышения эффективности режима его эксплуатации». «Филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС» [Текст]. - М.: «Институт Гидропроект», 2004.

4. Шаврак, Е.И. и др. Тяжелые металлы в Цимлянском водохранилище [Текст] / Е.И. Шаврак, И.А. Генераленко // Безопасность жизнедеятельности. - 2011. - №1. - С. 42-48.

5. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 28.12.2013).

The Application of Reprocessing Technology of Tzimlaynsk Waterreservoir Ground Sludge for the Solution of its Sedimentation

M.V. Gulayev*, O.I. Gorskay**

Branch of Joint-Stock Company of open type «Concern Rosenergoatom» «Rostov Nuclear Power Plant»,

Volgodonsk-28, Rostov region, Russia 347388 * e-mail: mv_gulyaev@mail.ru ; ** e-mail: gorskayavdonsk@rambler.ru

Abstract - This work is devoted to the problem of Tzimlaynsk water-reservoir sedimentation. It

also suggests the technology of reprocessing of ground sludge into the prepared production, which

can increase ecological safety of the water-reservoir.

Keywords: Tzimlaynsk water-reservoir, sedimentation, ecological safety, reprocessing.