CC BY
28Технологическое нормирование сбросов сточных вод на основе показателей НДТ
Представлены результаты определения технологических показателей наилучших доступных технологий (ТП НДТ) в сфере очистки коммунально-бытовых сточных вод с применением подхода, предложенного европейскими исследователями и традиционно используемого при подготовке российских информационно-технических справочников по НДТ
М.Е. Астраханов1, 2
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», ФГАУ «Научно-исследовательский институт «Центр экологической промышленной политики» (ФГАУ «НИИ «ЦЭПП»), [email protected]
Ю.Н. Бурвикова3
ФГАУ «НИИ «ЦЭПП», канд. хим. наук, [email protected]
В.А. Новиков4
ФГАОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)», канд. техн. наук, доцент, [email protected]
1 аспирант факультета почвоведения, Москва, Россия
2 научный сотрудник отдела, Москва, Россия
3 ведущий научный сотрудник отдела, Москва, Россия
4 заведующий кафедрой, проректор по учебной работе, Москва, Россия
Для цитирования: Астраханов М.Е., Бурвикова Ю.Н., Новиков В.А. Технологическое нормирование сбросов сточных вод на основе показателей НДТ // Компетентность / Competency (Russia). — 2023. — № 4. DOI: 10.24412/1993-8780-2023-4-34-39
ключевые слова
очистные сооружения, технологические показатели, экспертная оценка, комплексное экологическое разрешение, техническая рабочая группа, уровни эмиссий
ермин «наилучшие доступные технологии» сегодня понимается как совокупность технологических, технических и управленческих решений, позволяющих предприятиям добиваться высокой экологической и ресурсной эффективности при соблюдении условий экономической целесообразности [1].
Концепцию НДТ обычно связывают с обеспечением экологической безопасности и технологическим нормированием в области охраны окружающей среды. Действительно, к 2025 г. все крупные предприятия, отнесенные к объектам негативного воздействия на окружающую среду I категории, должны подтвердить соответствие отраслевым требованиям НДТ и получить комплексные экологические разрешения. Если эмиссии загрязняющих веществ (ЗВ) предприятия превышают установленные отраслевые технологические показатели, оно обязано разработать, согласовать, утвердить и реализовать программу повышения экологической эффективности [2, 3].
В России наилучшие доступные технологии для областей применения НДТ определяются техническими рабочими группами (ТРГ), в состав которых входят исследователи, практики, представители бизнеса, органов власти и общественных организаций. Сведения об НДТ систематизируются в основных документах по стандартизации — информационно-технических справочниках (ИТС), которые регулярно актуализируются, в частности для обеспечения возможности применения ИТС НДТ для выдачи комплексного экологического разрешения (КЭР).
В европейских странах в соответствии с требованиями Дирек-
тивы о промышленных эмиссиях от 7.07.2010 также должны получать комплексные экологические разрешения. Выбор НДТ является результатом технической, экологической и экономической оценки различных методов предотвращения загрязнения окружающей среды и сокращения эмиссий. Директивой введено понятие уровней эмиссий, достижимых путем применения наилучших доступных технологий (ВАТ-АЕЦ ТП). В 2011-2012 гг. во Фландрии был создан алгоритм установления ТП на основе сравнительного анализа экологической эффективности отраслевых предприятий.
В 2015 г. в России разработан и в 2019 г. актуализирован ИТС 10 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотве-дения поселений, городских округов» [4], аналога которому нет в европейских странах; этот справочник послужил моделью для определения подходов к эколого-технологическому нормированию отрасли в других государствах [5]. Справочник содержит технологические показатели, ранжированные по крупности очистных сооружений централизованных систем водоотведения поселений и городских округов (ЦСВП) и типу принимающего водного объекта. Согласно нормам российского законодательства деятельность в сфере очистки сточных вод (производительностью по объему отводимых стоков 20 тыс. куб. м и более в сутки) с ЦСВП относится к области применения НДТ [6].
Разработка ИТС НДТ осуществляется на основе сопоставительного анализа информации (бенчмаркинга), содержащейся в отраслевых анкетах предприятий. Анкеты готовят специалисты научно-исследовательского
института «Центр экологической промышленной политики», выполняющего функции Бюро НДТ. С помощью анкет собирается вся необходимая информация о производственных процессах предприятий: показатели потребления ресурсов и образования эмиссий загрязняющих веществ, данные об объемах производства, технологиях, мощности объекта и т.д.
Основная цель статьи — подготовка рекомендаций по совершенствованию процедуры отраслевого бенчмаркинга и экспертного анализа, применяемой для установления технологических показателей НДТ, с учетом подходов, предложенных бельгийскими исследователями.
Подходы к определению технологических показателей НДТ
ля сравнительного исследования подходов к анализу данных выбран подход, разработанный во Фландрии, основанный на детальном анализе информации об эмиссиях предприятий и поэтапном исключении нетипичных для отрасли показателей [7]. Подход включает 5 этапов:
1) разделение промышленного оборудования внутри отрасли на группы;
2) сбор данных об эмиссиях;
3) определение нормируемых параметров (выбор ЗВ);
4) анализ данных об уровне эмиссий, достижимом в случае применения к НДТ;
5) определение ТП НДТ (дифференцированно — по крупности объекта, категории водоема, типам применяемых установок).
На первом этапе осуществляется выбор промышленных установок, с которых планируется сбор данных об эмиссиях, и их разделение на однотипные группы. Из выборки исключается оборудование, в отношении которого не используются НДТ или отсутствует достоверная информация.
На втором этапе проводится сбор фактической информации об эмиссиях ЗВ, то есть информации о выбросах и (или) сбросах для отдельных групп
оборудования (определенных на первом этапе).
На третьем этапе выбираются параметры (показатели), для которых в последующем будут определяться ТП НДТ (BAT-AEL). Здесь учитываются только те ЗВ, которые присутствуют в эмиссиях в концентрациях, несущих потенциальную опасность (вред) для окружающей среды.
На четвертом этапе выполняется анализ доступной информации об эмиссиях по выбранным показателям. Анализ информации может потребовать дополнительных данных, если, например, при идентичном технологическом процессе с использованием одинаковых (или очень близких по параметрам) технических средств предприятия достигают разных уровней эмиссий.
На пятом этапе принимаются оставшиеся данные, соответствующие диапазону, в котором целесообразно установить ТП НДТ. Отметим, что в европейских справочниках BAT-AEL могут быть установлены и как диапазоны значений, и как величины, превышение которых запрещено.
Описанный подход [7] был протестирован на предприятиях пищевой и химической промышленности во фламандском регионе Бельгии и показал свою состоятельность.
Технологические показатели НДТ для предприятий очистки сточных вод
России технологические показатели НДТ в сфере очистки сточных вод с использованием ЦСВП установлены в результате разработки ИТС 10. Отрасль очистки коммунально-бытовых сточных вод принципиально отличается от остальных отраслей экономики тем, что ее деятельность непосредственно направлена на снижение негативного воздействия на водные объекты. Соответственно в данном случае очистные сооружения (водоканалы), в отличие от предприятий других отраслей, не могут считаться презумптивно виновными в загрязнении окружающей среды, так как
в случае их отсутствия уровень загрязнения водных объектов был бы значительно выше.
Для объектов ЦСВП технологические показатели НДТ устанавливаются с учетом категорий принимающих водных объектов [8] или их частей и диапазонов мощности очистных сооружений. Всего выделено семь нормируемых (маркерных) показателей: ХПК, БПК5, взвешенные вещества, азот аммонийный, азот нитритов, азот нитратов и фосфор фосфатов.
Определение границ технологических показателей НДТ для объектов ЦСВП
На базе описанной методологии для определения ТП НДТ повторно проведен статистический анализ анкет, полученных от предприятий ЦСВП при формировании ИТС 10.
На I этапе [7] проведен отбор объектов ЦСВП, для которых была представлена информация об эмиссиях; критериями при отборе служили следующие критерии:
► рассматриваемый объект относится к области применения НДТ [9, 10], как объект I категории НВОС;
► объект зарегистрирован как ЦСВП
[4].
На II этапе проведен анализ анкетных данных ЦСВП, полученных в ходе разработки ИТС 10 [4].
Таблица 1
Диапазоны значений ТП НДТ на этапах исключения [Ranges of TI BAT values at exclusion stages]
Показатель [Indicator] Исходный объем данных [Initial data volume] Исключение на этапе 4 [Exception at step 4]
а [a] б [b] в [c]
Количество объектов НВОС 150 79 43 32
Взвешенные вещества 123 78 37 18
ХПК 106 71 38 32
бпк5 104 66 37 10
Азот аммонийный 124 79 42 9
Азот нитритов 77 53 27 7
Азот нитратов 79 53 43 9
Фосфор фосфатов 118 75 37 28
Выбор параметров, проведенный на III этапе, включал определение загрязняющих веществ, для которых установлены технологические показатели. Отбор осуществлялся с учетом следующих критериев:
► ЗВ (или интегральный показатель) отнесены к маркерному показателю [4];
► наличие вещества в перечне ЗВ, утвержденном распоряжением Правительства РФ от 8.07.2015 № 1316-р «Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды» [11].
Для анализа была использована информация о среднегодовых концентрациях сбросов по 7 показателям на объектах ЦСВП I категории НВОС:
► химическое потребление кислорода (ХПК);
► биологическое потребление кислорода в течение 5 суток (БПК5);
► взвешенные вещества;
► азот аммонийный;
► азот нитритов;
► азот нитратов;
► фосфор фосфатов.
На IV этапе [7] перечень предприятий анализировали повторно для исключения предприятий, которые не должны были рассматриваться в ходе статистической обработки, например:
а) объекты ЦСВП, которые были построены или реконструированы ранее 1985 г.;
б) предприятия по очистке сточных вод производительностью менее 20 тыс. м3/сутки, то есть объекты, не попадающие в I категорию НВОС;
в) водоканалы, использующие, кроме НДТ, передовые технологии или технические средства, эффект от внедрения которых был наилучшим по очистке от ЗВ, однако экономически не оправдан для большинства водоканалов (например, ЦСВП, использующие процесс глубокой очистки сточных вод).
После проведения предварительного ранжирования ЦСВП, для анализа были отобраны очистные сооруже-
О
о ■&
л а.
о ■&
и о
Все значения показателя ■ Значения выборки
область экстремально высоких значений показателя
целевое знач
Iiillllllll
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116
Количество предприятий отрасли, шт
Диапазоны значений по предприятиям по показателю «фосфор фосфатов» с ранжированием и нормальное распределение показателя по плотности вероятности. Выборка по сбросам ЦСВП в водные объекты категории Б [Ranges of values for enterprises according to the indicator phosphorus of phosphates with ranking and the normal distribution of the indicator by probability density. Sampling of CDSS discharges into category B water bodies]
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
2 4 6
Интервалы классов показателя среднего, %
0
8
ния категорий «большие», «крупные», «крупнейшие» и «сверхкрупные» [12].
Диапазоны значений ТП НДТ на этапах исключения предприятий очистки коммунально-бытовых сточных вод представлены в табл. 1.
В качестве примера представлены итоговые диапазоны значений по показателю «фосфор фосфатов» после IV и V этапов исключения. По горизонтальной оси располагаются среднегодовые значения сбросов ЗВ в мг/дм3 от объектов ЦСВП, ранжированные по возрастанию. Значение технологических показателей определено на основании плотности вероятности нормального распределения. При анализе данных из рассмотрения были исключены максимальные и минимальные значения, которые не попадали в доверительный интервал по 95-му процен-тилю (см. рисунок).
Таблица 2
Результаты сравнения полученных значений ТП НДТ с технологическими показателями из ИТС 10-2019 для категорий водных объектов Б и В
[The results of comparing the obtained values of TI BAT with technological indicators from ITS 10-2019 for categories of water bodies B and C]
Показатель, средняя концентрация (мг/л) за год [Indicator, average concentration (mg/l) for the year] Значения [Values]
Метод BAT-AELs [BAT-AELs method] ИТС 10-2019 (В)* [ITS 10-2019 (С)*] ИТС 10-2019 (Б)** [ITS 10-2019 (B)**]
Взвешенные вещества 16 14 10
ХПК 70 80 80
бпк5 12,5 8 8
Азот аммонийный 2,8 1 1
Азот нитритов 0,23 0,2 0,1
Азот нитратов 10,12 12 9
Фосфор фосфатов 2,6 1 0,7
* данные ТП из ИТС 10 для ЦСВ категории «крупные» и выше, при сбросе в принимающий водный объект категории В
** данные ТП из ИТС 10 для ЦСВ категории «крупные» и выше, при сбросе в принимающий водный объект категории Б
Статья поступила в редакцию 1.03.2023
Результаты сравнения значений ТП, полученных при расчетах по обсуждаемой методике, с технологическими показателями, установленными в ИТС 10-2019, приведены для очистных сооружений смешанных (городских) сточных вод при сбросе в водные объекты категорий Б и В — самых распространенных на территории РФ [10] (см. табл. 2.)
Список литературы
1. Скобелев Д.О. Наилучшие доступные технологии: опыт повышения ресурсной и экологической эффективности производства. — М.: АСМС, 2020.
2. Скобелев Д.О. Система оценки наилучших доступных технологий как инструмент реализации экологической промышленной политики России // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Экономика
и управление. — 2019. — № 2.
3. Волосатова А.А., Морокишко В.В., Цай М.Н., Бегак М.В. Анализ правового регулирования получения комплексного экологического разрешения // Компетентность. — 2020. — № 1.
4. ИТС 10-2019 Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов.
5. Наилучшие доступные технологии. Предотвращение и контроль промышленного загрязнения. Этап 2: Подходы к определению наилучших доступных технологий (НДТ) в странах мира. — М., 2018; https://www.oecd. org/chemicalsafety/risk-management/approaches-to-establishing-best-available-techniques-around-the-world-russian.pdf.
6. Никитин Г.С., Осьмаков В.С., Скобелев Д.О. Согласование экологической и промышленной политики: глобальные индикаторы // Компетентность. — 2017. — № 7(148).
7. Polders C., Van den Abeele L., Derden A., Huybrechts D. Methodology for determining emission levels associated with the Best Available Techniques for industrial wastewater // Journal of Cleaner Production. — 2012. — Т. 29-30.
8. Постановление Правительства Российской Федерации от 26.10.2019
№ 1379 «Об утверждении Правил отнесения водных объектов к категориям водных объектов для целей установления технологических показателей наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов».
9. Гревцов О.В., Астраханов М.Е., Эпов А.Н. Применение европейских подходов к определению технологических показателей наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. — 2021. — № 4.
10. Постановление Правительства Российской Федерации от 31.12.2020 № 2398 «Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III
и IV категорий».
11. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 8.07.2015
№ 1316-р «Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды».
12. Постановление Правительства Российской Федерации от 15.09.2020 № 1430 «Об утверждении технологических показателей наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов».
13. Волосатова А.А., Ученов А.А., Скобелев Д.О. Формирование концепции внедрения принципов зеленой экономики в Евразийском экономическом союзе: роль гармонизации подходов к повышению ресурсной эффективности // Вестник евразийской науки. — 2022. — Т. 14. — № 4; https://esj.today/PDF/23ECVN422.pdf.
Из представленных данных следует, что практически для всех ТП уровень значений, полученных на основании методики BAT-AEL, превышает значения ИТС 10-2019, полученные на основании проведенного в Российской Федерации бенчмаркинга. Максимальное расхождение соответствует биогенному показателю «фосфор фосфатов». Особенность ИТС 10 состоит в том, что ТП НДТ являются достаточно жесткими; справочник служит основой для принятия решений об эколого-технологической модернизации отрасли, в которой практически все предприятия разрабатывают программы повышения технологической эффективности. В целом применение подходов методики, предложенной бельгийскими исследователями, в том числе для ЦСВП, вполне допустимо, по крайней мере для определения уровней ТП на начальных этапах внедрения НДТ в отрасли. Подход может быть рекомендован, например, для целей тиражирования ИТС 10-2019 в практику других государств, в том числе стран — членов Евразийского экономического союза и БРИКС [13].
Заключение
Полученные после исключения отдельных предприятий границы диапазона показателей в целом оказались шире, чем принятые диапазоны технологических показателей НДТ по ИТС 10-2019, тем не менее, полученные значения сопоставимы.
Результаты исследования доказывают, что описанный подход определения ТП НДТ для предприятий ЦСВП может быть использован экспертами ТРГ для оценки данных анкетирования предприятий как рассматриваемой отрасли, так и других отраслей. Применение методики в других отраслях промышленности может быть целесообразно, так как она уверенно демонстрирует состоятельность для анализа данных отрасли. При этом решение об установлении конкретных технологических показателей в любом случае принимается ТРГ на основе консенсуса. ■
Kompetentnost / Competency (Russia) 4/2023 nrQT AX/AII ADI C TC^UIMIOI ICQ OQ
ISSN 1993-8780. DOI: 10.24412/1993-8780-2023-4-34-39 DEOI rtVAILnDLE lECnNIQUEO 09
Technological Regulation of Wastewater Discharges Based on the Best Available Techniques Parameters
M.E. Astrakhanov1, 2, FSBEI HE M.V. Lomonosov Moscow State University, FSAI Research Institute Environmental Industrial Policy Center (FSAI EIPC), [email protected] Yu.N. Burvikova3, FSAI EIPC, PhD (Chem.), [email protected]
V.A. Novikov4, FSAEI FVT Academy for Standardization, Metrology and Certification (Training), Assoc. Prof. PhD (Tech.), [email protected]
1 PhD Student of Soil Science Faculty, Moscow, Russia
2 Researcher of Department, Moscow, Russia
3 Leading Researcher of Department, Moscow, Russia
4 Head of Department, Vice-Rector for Academic Affairs, Moscow, Russia
Citation: Astrakhanov M.E., Burvikova Yu.N., Novikov V.A. Technological Regulation of Wastewater Discharges Based on the Best Available Techniques Parameters, Kompetentnost'/ Competency (Russia), 2023, no. 4, pp. 34-39. DOI: 10.24412/1993-8780-2023-4-34-39
key words
wastewater treatment plants, technological parameters, expert assessment, integrated environmental permit, technical working group, emission levels
References
1. Skobelev D.O. Nailuchshie dostupnye tekhnologii: opyt povysheniya resursnoy i ekologicheskoy effektivnosti proizvodstva [Best Available Techniques: experience in increasing resource and environmental efficiency of production], Moscow, ASMS, 2020, 250 P.
2. Skobelev D.O. Sistema otsenki nailuchshikh dostupnykh tekhnologiy kak instrument realizatsii ekologicheskoy promyshlennoy politiki Rossii [The system for assessing the Best Available Techniques as a tool for implementing the environmental industrial policy in Russia], Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Ekonomika i upravlenie, 2019, no. 2, pp. 141148.
3. Volosatova A.A., Morokishko V.V., Tsay M.N., Begak M.V. Analiz pravovogo regulirovaniya polucheniya kompleksnogo ekologicheskogo razresheniya [Analysis of the legal regulation for obtaining an integrated environmental permit], Kompetentnost', 2020, no. 1, pp. 18-25.
4. ITS 10-2019 Ochistka stochnykh vod s ispol'zovaniem tsentralizovannykh sistem vodootvedeniya poseleniy, gorodskikh okrugov [BAT reference document ITS 10-2019 Wastewater treatment using centralized wastewater systems in settlements, urban districts].
5. Nailuchshie dostupnye tekhnologii. Predotvrashchenie i kontrol' promyshlennogo zagryazneniya. Etap 2: Podkhody k opredeleniyu nailuchshikh dostupnykh tekhnologiy (NDT) v stranakh mira [Best Available Techniques for preventing and controlling industrial pollution. Activity 2: Approaches to establishing Best Available Techniques (BAT) around the world], Moscow, 2018, 156 P.; https:// www.oecd.org/chemicalsafety/risk-management/approaches-to-establishing-best-available-techniques-around-the-world-russian.pdf.
6. Nikitin G.S., Os'makov V.S., Skobelev D.O. Soglasovanie ekologicheskoy i promyshlennoy politiki: global'nye indikatory [Harmonization of environmental and industrial policy: global indicators], Kompetentnost', 2017, no. 7(148), pp. 20-28.
Currently large industrial installations are undergoing the change in regulation towards technological regulation based on the Best Available Techniques; this means that every installation should receive an integrated environmental permit. Approaches to the establishment of BAT-related technological parameters (BAT-AELs) are based on expert assessment and further coordination with the members of expert groups for a particular industry and a technical working group. The researchers offer various options for methodological approaches to establishing BAT-AELs, taking into account the specifics of the environmental efficiency of the installations in the various economic sectors.
We present the results of determining the BAT-AELs for the municipal wastewater treatment by using the approach proposed by European researchers and traditionally used for drawing up and reviewing of Russian reference documents on BAT.
7. Polders C., Van den Abeele L., Derden A., Huybrechts D. Methodology for determining emission levels associated with the Best Available Techniques for industrial wastewater, Journal of Cleaner Production, 2012, vol. 29-30, pp. 113-121.
8. RF Government Decree of 26/10/2019 N 1379 On approval of the Rules for classifying water bodies as water bodies for the purpose of establishing BAT-related technological parameters in the field of wastewater treatment using centralized wastewater disposal systems in settlements or urban districts.
9. Grevtsov O.V., Astrakhanov M.E., Epov A.N. Primenenie evropeyskikh podkhodov k opredeleniyu tekhnologicheskikh pokazateley nailuchshikh dostupnykh tekhnologiy v sfere ochistki stochnykh vod [Application of European approaches to determining the BAT-related technological parameters in the field of wastewater treatment], Vodnoe khozyaystvo Rossii: problemy, tekhnologii, upravlenie, 2021, no. 4, pp. 105-117.
10. RF Government Decree of 31/12/2020 N 2398 On approval of the criteria for classifying objects with a negative impact on the environment as category I, II, III and IV objects.
11. RF Government Order of 8/07/2015 N 1316-r On approval of the list of pollutants subject to state regulation measures in the field of environmental protection.
12. RF Government Decree of 15/09/2020 N 1430 On approval of the BAT-related technological parameters in the field of wastewater treatment using centralized wastewater systems in settlements or urban districts.
13. Volosatova A.A., Uchenov A.A., Skobelev D.O. Formirovanie kontseptsii vnedreniya printsipov zelenoy ekonomiki v Evraziyskom ekonomicheskom soyuze: rol' garmonizatsii podkhodov k povysheniyu resursnoy effektivnosti [Forming the concept of implementing green economy principles in the Eurasian Economic Union: the role of harmonizing resource efficiency approaches], Vestnik evraziyskoy nauki, 2022, vol. 14, no. 4; https://esj.today/ PDF/23ECVN422.pdf.
