Научная статья на тему 'ВЫБОР ТИПА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СУДОВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД ТАНКЕРА-БУНКЕРОВЩИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СУДНА, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО НА ОЗЕРЕ БАЙКАЛ'

ВЫБОР ТИПА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СУДОВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД ТАНКЕРА-БУНКЕРОВЩИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СУДНА, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО НА ОЗЕРЕ БАЙКАЛ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
185
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЗЕРО БАЙКАЛ / СБОР ОТХОДОВ С СУДОВ / ТАНКЕР-БУНКЕРОВЩИК ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СУДНО / СОДЕРЖАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СБРОСЕ СТОКОВ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ / НОРМЫ НАКОПЛЕНИЯ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД / СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД / СУДОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД / ВМЕСТИМОСТЬ ПРИЕМНЫХ ЦИСТЕРН ДЛЯ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД / УДЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД / LAKE BAIKAL / COLLECTING OF WASTE FROM VESSELS / TANKER-BUNKER-ECOLOGICAL VESSEL / THE CONTENT OF HARMFUL SUBSTANCES WHEN DISCHARGING EFFLUENTS INTO WATER BODIES / THE NORMS OF ACCUMULATION OF WASTE AND OILY WATER / QUALITY OF WASTEWATER TREATMENT / SHIP PLANTS FOR THE TREATMENT OF WASTE AND OILY WATER / THE CAPACITY OF RECEIVING TANKS FOR WASTE AND OILY WATER / THE SPECIFIC CHARACTERISTICS OF EQUIPMENT FOR THE TREATMENT OF WASTE AND OILY WATER

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Васькин Сергей Владимирович, Леушова Ирина Евгеньевна

В данной статье рассматривается вопрос предотвращения загрязнения озера Байкал судовыми сточными и нефтесодержащими водами. С этой целью определяется количество и состав этих вод на судах ПАО «ВСРП». Для обеспечения экологической безопасности судов предлагается использование судна-сборщика сточных и нефтесодержащих вод с судов, оснащенного водоочистным оборудованием. В результате обработки данных по обслуживаемым сборщиком судам рассчитываются производительность установок для очистки сточных и нефтесодержащих вод сборщика, а также вместимость его цистерн для приема этих отходов. На основании анализа характеристик судового природоохранного оборудования даются рекомендации по выбору конкретных типов систем для очистки сточных и нефтесодержащих вод.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Васькин Сергей Владимирович, Леушова Ирина Евгеньевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SELECTION OF TYPE AND CAPACITY OF SHIP PLANTS FOR TREATMENT OF WASTE AND OILY WATER TANKER-BUNKER-ENVIRONMENTAL VESSEL, OPERATED ON LAKE BAIKAL

This article addresses the issue of preventing pollution of Lake Baikal by ship waste and oily waters. For this purpose, the quantity and composition of these waters on the ships of PJSC «ESINC» is determined. To ensure the environmental safety of vessels, it is proposed to use the vessel collecting wastewater and oily water from vessels equipped with water treatment equipment. As a result of processing the data for the vessels serviced by the collector, the productivity of installations for the treatment of waste and oily water of the collector, as well as the capacity of its tanks for receiving these wastes, are calculated. Based on the analysis of the characteristics of the ship's environmental equipment, recommendations are given on the choice of specific types of systems for the treatment of waste and oily water.

Текст научной работы на тему «ВЫБОР ТИПА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СУДОВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД ТАНКЕРА-БУНКЕРОВЩИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СУДНА, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО НА ОЗЕРЕ БАЙКАЛ»

УДК 629.5.06:[628.3:502.3]

Васькин Сергей Владимирович, к.т.н., доцент кафедры гидродинамики,

теории корабля и экологической безопасности судов

ФГБОУВО «ВГУВТ», e-mail: tkebs@vgavt-nn.ru

Леушова Ирина Евгеньевна, магистрант ФГБОУ ВО «ВГУВТ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Волжский государственный университет водного транспорта»

(ФГБОУ ВО «ВГУВТ»)

603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

ВЫБОР ТИПА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СУДОВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД ТАНКЕРА-БУНКЕРОВЩИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СУДНА, ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО НА ОЗЕРЕ БАЙКАЛ

Ключевые слова: озеро Байкал, сбор отходов с судов, танкер-бункеровщик экологическое судно, содержание вредных веществ при сбросе стоков в водные объекты, нормы накопления сточных и нефтесодержащих вод, степень очистки сточных вод, судовые установки для очистки сточных и нефтесодержащих вод, вместимость приемных цистерн для сточных и нефтесодержащих вод, удельные характеристики оборудования для очистки сточных и нефтесодержащих вод.

Аннотация. В данной статье рассматривается вопрос предотвращения загрязнения озера Байкал судовыми сточными и нефтесодержащими водами. С этой целью определяется количество и состав этих вод на судах ПАО «ВСРП». Для обеспечения экологической безопасности судов предлагается использование судна-сборщика сточных и нефтесодержащих вод с судов, оснащенного водоочистным оборудованием. В результате обработки данных по обслуживаемым сборщиком судам рассчитываются производительность установок для очистки сточных и нефтесодержащих вод сборщика, а также вместимость его цистерн для приема этих отходов. На основании анализа характеристик судового природоохранного оборудования даются рекомендации по выбору конкретных типов систем для очистки сточных и нефтесодержащих вод.

Байкал - озеро тектонического происхождения в южной части Восточной Сибири, самое глубокое озеро на планете, крупнейший природный резервуар пресной воды и самое большое пресноводное озеро по площади на континенте. В 1996 году Байкал был внесён в Список объектов всемирного наследия ЮНЕСКО.

Озеро Байкал является уникальной экологической системой, правовые основы охраны которой регулируются принятым в 1999 году Федеральным законом «Об охране озера Байкал» № 94-ФЗ от 01.05.99 [1]. В соответствии с данным федеральным законом на Байкальской природной территории установлен особый режим хозяйственной и иной деятельности, а утверждение перечня запрещённых видов деятельности делегировано правительству Российской Федерации. В соответствии c законом «Об охране озера Байкал» и постановлению правительства РФ № 643 от 30.08.01 «Об утверждении перечня видов деятельности, запрещенных в центральной экологической зоне байкальской природной территории» [2] запрещен сброс в водные объекты мусора, неочищенных сточных и нефтесодержащих вод с плавучих средств.

Целью выполненной работы являлось определение характеристик и типа оборудования экологического назначения танкера-бункеровщика-экологического судна, эксплуатируемого на озере Байкал и осуществляющего сбор с судов сточных (СВ),

нефтесодержащих (НВ) вод и мусора. Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

- установить условия сброса сточных и нефтесодержащих вод с судов в озеро Байкал или условия сдачи этих вод на береговые приемные сооружения;

- определить количество и степень загрязнения такого вида отходов, образующихся на обслуживаемых сборщиком судах;

- рассчитать для наиболее характерных примесей, содержащихся в СВ и НВ, требуемые степени очистки при условии их сброса в водоем или передачи на береговые очистные сооружения;

- определить вместимость цистерн судна-сборщика для приема с судов сточных и нефтесодержащих вод с учетом случайного характера их образования;

- определить производительность оборудования для обработки СВ и НВ судна-сборщика;

- выполнить анализ типовых установок для очистки нефтесодержащих вод (ОНВ) и очистки и обеззараживания сточных вод (ООСВ) подходящей производительности, на основе которого предложить наиболее приемлемые варианты таких установок для оснащения ими судна-сборщика.

Существует два решения по сбору СВ, НВ и мусора с судов, находящихся в районе оз. Байкал:

- сдача отходов на судно-сборщик или в приемные пункты, организованные на причалах, и в последующем, очистка на существующих городских (поселковых) очистных сооружениях;

- сдача отходов с последующей очисткой на суда комплексной переработки отходов (СКПО).

Допустимые показатели вредных веществ в сточных водах при сбросе в оз. Байкал установлены в соответствии со статьей 13 Федерального закона № 94-ФЗ, а также с пунктами 5.2.36 и 5.2.37 Положения о Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации, утвержденного Постановлением Правительства Российской Федерации от 29 мая 2008 г. № 404 [3]. Некоторые из этих показателей приведены в таблице 1. В этой же таблице для сравнения показаны аналогичные показатели качества в водах водных объектов рыбохозяйственного значения, утвержденные приказом Минсельхоза РФ от от 13.12.2016 г. № 552 [4].

Таблица 1

Допустимое содержание примесей в водных объектах рыбохозяйственного назначения и в стоках, сбрасываемых в оз. Байкал

Показатель Допустимое содержание в водных объектах рыбохозяйственного назначения мг/дм3 Допустимое содержание в стоках, сбрасываемых в оз. Байкал мг/дм3

Взвешенные вещества До 30,0 2,5

Сульфаты (Я042-) 100,0 30,0

Хлориды (С1-) 300,0 28,0

Натрий (№+) 120,0 30,0

Калий (К+) До 50,0 10,0

Нитраты СЫО2) 9,0 2,5

Нитриты (N0^ 0,05 0,05

Аммоний (ЫН4+) 0,5 0,3

Алюминий (А1, суммарно) 0,2 0,2

Железо ^е, суммарно) 0,25 0,2

Медь (Си, суммарно) 0,002 0,002

Показатель Допустимое содержание в водных объектах рыбохозяйствен-ного назначения мг/дм3 Допустимое содержание в стоках, сбрасываемых в оз. Байкал мг/дм3

Никель (№, суммарно) 0,014 0,014

Хром (Сг, суммарно) 0,09 0,013

Свинец (РЬ, суммарно) 0,022 0,015

Ртуть (Щ, суммарно) 0,0001 0,0001

Нефтепродукты (суммарно) 0,05 0,022

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) 0,01 0,01

бпк5 2,1 1,0

Кроме того, ограничивается максимально допустимая численность различных видов бактерий в сточных водах, сбрасываемых в озеро Байкал, а именно:

- термотолерантных колиформных бактерий - не более 100 КОЕ/100 мл;

- общих колиформных бактерий - не более 500 К0Е/100 мл;

- колифагов - не более 10 К0Е/10 мл.

Содержание возбудителей кишечных инфекций и паразитарных заболеваний людей (жизнеспособных яиц гельминтов - аскарид, власоглав, токсокар, фасциол, онко-сферытенид и жизнеспособных цист патогенных кишечных простейших) не допускается.

Из сравнения представленных показателей видно, что допустимое содержание вредных веществ в разрешенных к сбросу в озеро Байкал стоках значительно ниже предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов ры-бохозяйственного значения. Концентрации примесей в сточных водах, разрешенных к сбросу на внутренних водных путях в соответствии с Правилами предотвращения загрязнения с судов Российского Речного Регистра [5], оказываются еще более высокими. Таким образом, типовое оборудование для обработки судовых сточных и неф-тесодержащих вод не обладает эффективностью очистки, необходимой для сброса этих видов судовых отходов непосредственного в озеро Байкал.

Для определения необходимой степени очистки судовых сточных и нефтесодер-жащих вод были рассмотрены характеристики судов ПАО «ВСРП», обслуживаемых судном-сборщиком. Список таких судов представлен в таблице 2, характеристики их указаны в соответствии с [6-8]. Среднесуточный объем образующихся на судах НВ УНВ определялся в соответствии с рекомендациями [5]. Суточный объем судовых СВ УСВ рассчитывался на основании указанных в [5] удельных норм накопления стоков в зависимости от типа судна. Минимальное значение среднесуточного количества СВ вычислялось при условии нахождения на судне только членов экипажа, максимальное - при полной загрузке судна пассажирами.

Таблица 2

Список и характеристики судов ПАО «ВСРП», обслуживаемых судном-сборщиком отходов

Наименование судна Проект Мощность главных двигателей, кВт Экипаж, чел. Пассажи-ровмести-мость, чел. Среднесуточный Vhb, м3 Среднесуточный Vcb, м3

При шах загрузке При min загрузке

Иван Бабушкин 331 224 16 100 0,14 0,39 0,05

Восход 352 736 4 71 0,27 0,25 0,013

Баргузин 19591 736 4 130 0,27 0,45 0,013

Наименование судна Проект Мощность главных двигателей, кВт Экипаж, чел. Пассажи-ровмести-мость, чел. Среднесуточный Vhb, м3 Среднесуточный Vcb, м3

При mах загрузке При min загрузке

Метеор 342Э 1250 4 123 0,36 0,42 0,013

Комета 342М 1250 4 102 0,36 0,35 0,013

Святой Лука РН-376 204 3 100 0,035 0,345 0,01

Дорожник 70240 958 3 - 0,32 0,4 0,4

Москва Р-51Э 220 3 225 0,135 0,76 0,01

Семён Батаев 603А 224 6 - 0,12 0,466 0,466

Ольхонские ворота 603А 224 6 - 0,12 0,466 0,466

Аквилон Р376У 110 4 12 0,034 2,134 0,53

Сокол РН376У 110 4 12 0,034 2,134 0,53

Лебедь РН376У 110 4 12 0,034 2,134 0,53

Николай Еро-шенко Р-18А 882 18 42 0,27 8,0 2,4

Империя PV01M 588 18 45 0,2 8,4 2,44

Александр Великий ПТ258 588 15 30 0,2 6,0 1,97

Экологическое судно 9 - 0,18 0,81 0,81

Всего 3,1 33,91 10,66

С целью определения требуемой степени очистки судовых сточных и нефтесо-держащих вод при условии сброса их в озеро, была выполнена оценка степени загрязнения этих вод нефтепродуктами и другими вредными веществами. Концентрация нефтепродуктов в судовых льяльных водах принималась в пределах от 0,5 до 10 г/л [9], концентрации загрязняющих веществ Ci, мг/л, в сточных водах определялись по выражению:

С =

1000g,.

q,

(1)

где gi - удельное количество загрязнений, попадающих в сточные воды от одного человека, г/(чел/ сутки); qi - удельное водопотребление, зависящее от типа судна, л/(чел/ сутки).

Необходимая степень очистки воды рассчитывалась по выражению:

Э =

fc - С ^ c0i C1i

с,.

100%,

(2)

где С0i и Сц - концентрации примесей соответственно в исходной и очищенной воде, мг/л.

В результате были получены диапазоны и средние значения концентраций нефтепродуктов в НВ и некоторых вредных веществ в СВ судов, обслуживаемых сборщиком. Результаты расчета сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Концентрации загрязнений и требуемая степень очистки судовых НВ и СВ при условии сброса их в оз. Байкал

Показатели Начальная концентрация, мг/л Концентрация после очистки, мг/л Степень очистки Э, %

мин. макс. средняя

Взвешенные вещества (ВВ) 514,3 24000 12257,15 2,5 99,60

бпк5 321,4 15000 7660,7 1,0 99,75

Азот аммонийных солей (ЫН4+) 53,6 2500 233,2 0,3 99,55

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) 13,6 633,3 9,85 0,01 99,90

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Нефтепродукты 500 10000 5250 0,022 99,99

Из представленной таблицы видно, что по всем рассмотренным показателям качества необходимо обеспечить степень очистки практически равную 100% для осуществления возможности сброса судовых НВ и СВ в оз. Байкал. Столь глубокая очистка стоков не может быть достигнута с использованием типовых судовых станций ОНВ и ООСВ и требует применения сложных технологий и оборудования, установка которого на судах затруднительна и экономически нецелесообразна ввиду малых объемов обрабатываемой воды. Поэтому для предотвращения загрязнения байкальской воды предлагается прием загрязненной воды с судов и ее предварительная очистка на оборудовании специального судна-сборщика и последующая сдача этой воды на береговые очистные сооружения.

В соответствии с решением «Об утверждении Правил приема производственных сточных вод в систему канализации г. Иркутска» от 10 июня 1991 года № 37/368 [10], допустимые концентрации химических веществ, содержащихся в сточных водах, поступающих на очистные сооружения г. Иркутска, не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

Таблица 4

Максимальные значения некоторых показателей качества сточной воды при сдаче ее в канализационные сооружения г. Иркутска

Показатель Допустимое значение, мг/дм3

Взвешенные вещества 60

бпк5 24

Аммоний (NH4+) 0,5

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) 0,5

Нефтепродукты 0,6

Таким образом, концентрации примесей в стоках при сдаче их в береговые приемные сооружения значительно выше, чем при непосредственном сбросе в оз. Байкал, и они могут быть достигнуты путем обработки воды в судовых системах очистки.

К основным технологическим параметрам природоохранного оборудования судна-сборщика помимо требуемых показателей качества очищенной воды можно отнести производительность систем ОНВ и ООСВ, а также вместимость сборных цистерн для приема и временного хранения нефтесодержащих и сточных вод с судов.

На процесс образования судовых сточных вод влияет ряд случайных факторов. К ним относятся погодные условия (температура окружающего воздуха), количество людей на борту и физиологические особенности отдельных людей, давление в системе водоснабжения, состояние и регулировка водоразборной арматуры и др. Поскольку эти факторы являются независимыми, то можно сделать предположение о том, что распределение суточной величины водопотребления и, соответственно, объема образующихся сточных вод подчиняется нормальному закону [11-13]. Функция плотности распределения вероятности в этом случае буден иметь вид:

1

где V - среднее количество сточных вод, образующихся за сутки на обслуживаемых

сборщиком судах, м3/сут; а - среднеквадратическое отклонение в функции распределения, м3/сут.

Так как функция плотности вероятности для нормального распределения является симметричной относительно ее среднего значения, то среднесуточное количество принимаемых сборщиком сточных вод можно вычислить по формуле

T^min . ivmax

V = -сут_су^ (4)

сут 2 ' ^ '

F-min тт-таа ^ ^ ^

сут и - - соответственно минимальный и максимальный объемы образующихся на судах сточных вод в соответствии с табл. 2.

Величина среднеквадратического отклонения случайной величины при нормальном ее распределении может быть получена на основании известного из теории вероятностей правила «трех сигм» [12, 13], гласящего, что если случайная величина распределена нормально, то модуль ее отклонения от среднего значения не превосходит 3 а. Это значит, что практически все значения случайной величины, распределенной по нормальному закону, укладываются в интервал — ± 3а. Следовательно, значение

а для сточных вод может быть достаточно точно найдено по выражению

—таа _ — — _ —min

_ сут сут _ сут сут

СТ= 3 = 3 ' ( ;

На основании данных табл. 2 по формулам (4) и (5) были рассчитаны характеристики случайной величины суточного накопления на судах сточных вод:

- среднее значение — = 22,39 м3/сут;

- среднеквадратическое отклонение а = 3,88 м3/сут.

На количество образующихся на обслуживаемых судах нефтесодержащих вод также оказывает влияние большое количество независимых случайных факторов, таких как техническое состояние общесудовых систем и систем энергетических установок, водотечность корпуса, конструктивные особенности судовых устройств и механизмов, проведение экипажем профилактического обслуживания и ремонта оборудования и т.д. В связи с этим, случайная величина суточного образования НВ на судах также будет описываться нормальной функцией распределения. При идеальном техническом состоянии судовых систем, устройств и механизмов, грамотной их эксплуатации и техническом обслуживании, образование льяльных вод на судне сводится практически к нулю. И наоборот, при плохом техническом состоянии судна и судово-

го оборудования, небрежной или неграмотной его эксплуатации, количество льяль-ных вод многократно возрастает.

В качестве средней величины количества образующихся на судах НВ было принято их суммарное значение в соответствии с табл. 1, в качестве минимального

= 0. Значение среднеквадратического отклонения также было определено по формуле (5). В результате были рассчитаны характеристики случайной величины суточного накопления на судах нефтесодержащих вод:

- среднее значение V = 3,1 м3/сут;

- среднеквадратическое отклонение а = 1,033 м3/сут.

Вид функций плотности распределения случайных величин суточного объема сточных и нефтесодержащих вод показан на рис. 1 и 2.

0,10

Б 0,08

0 х и

| 0,06

01 <о

ё 0,04 о х

| 0,02 с

0,00

5 10 15 20 25 30 35 40

суточный объем сточных вод, м3/сутки

Рис. 1. Плотность распределения образующихся за сутки сточных вод

Полученные значения случайных величин суточных объемов СВ и НВ, принимаемых сборщиком с судов ПАО «ВСРП», позволяют определить вместимость соответствующих его цистерн для сбора и временного хранения этих отходов. В качестве этой вместимости были приняты суточные объемы сточных и нефтесодержащих вод, которые не будут превышены с вероятностью 95%. Эти объемы могут быть вычислены по известным формулам вероятности нахождения непрерывной случайной величины х в заданном интервале [а, ь]:

ь

Р(а < х < Ь) = | ¡(х)сХ = ¥(Ь) - ¥(а),

а

где ¥{х) - функция распределения случайной величины х.

0,400

5

Б

о 0,300

I-

к

о

6

£ 0,200

5 0,100

0,000

2 4 6

суточный объем нефтесодержащих, м3/сут

0

8

Рис. 2. Плотность распределения образующихся за сутки нефтесодержащих вод

В нашем случае а = утш - минимальное количество СВ или НВ, образующихся на обслуживаемых судах в течение суток; Ь = у0д5 - суточное количество указанных отходов, которое не будет превышено с вероятностью 95%. Искомый объем у0д5 может быть получен с помощью функции Лапласа из следующего выражения:

Р(Ут1п < V < к95) = F(Fa95) -Г(¥т1п) = Ф

(у - у Л

у 0, 95 у сут СТ

(

у„,„ - у

тп сут

(6)

После подстановки в выражение (6) значений минимальных и среднесуточных объемов, а также среднеквадратических отклонений соответственно для сточных и нефтесодержащих вод, были определены объемы этих вод, которые не будут превышены с вероятностью 95%. Полученные объемы составили:

- по сточным водам у0д5 = 28,7 м3/сут;

- по нефтесодержащим водам у0д5 = 4,8 м3/сут.

С учетом того, что полезный объем приемных цистерн судна-сборщика в процессе эксплуатации может уменьшаться за счет образования в них осадков, полную вместимость цистерн целесообразно увеличить примерно на 10% [9]. Поэтому полный объем приемных цистерн для проектируемого сборщика был принят равным 31,5 м3 для сточных вод и 5,3 м3 для нефтесодержащих вод.

Минимально необходимая производительность систем очистки как по нефтесо-держащим, так и по сточным водам должна быть не менее среднесуточного количества этих вод, образующихся на обслуживаемых сборщиком судах. Фактическую их производительность следует увеличить на 10...20% по сравнению с минимальной для учета как запланированных, так и вынужденных перерывов в работе систем. Плановые остановки связаны с проведением работ по техническому обслуживанию, наладке водоочистного оборудования, замене расходных материалов и т.п. Внеплановые перерывы в работе могут быть вызваны различными неисправностями, приводящими к нарушению работоспособности оборудования и необходимости его ремонта.

На основе проведенных расчетов был выполнен анализ судовых установок ООСВ и ОНВ, имеющих свидетельства об одобрении Российского Речного Регистра [14], производительность которых удовлетворяют необходимым требованиям. Марки рассмотренных установок и их характеристики [15-21] приведены в табл. 5.

СТ

Таблица 5

Характеристики судовых установок для обработки сточных и нефтесодержащих вод

№ п/п Марка установки Производительность, м3/сут Потребляемая мощность, кВт Габаритные размеры LxBxH, м Масса сухая/ в рабочем состоянии, т

Установки для очистки и обеззараживания сточных вод

1 Сток-30М 30,0 6,5 2,3x1,9x1,8 1,05/5,5

2 HAMANN HL-CONT PLUS 10 24,0 3,5 1,2x1,6x1,8 0,82/3,8

3 ACO Marine Clarimar MF-16 28,3 н/д 3,1x5,2x2,1 2,5/19,0

4 Evac ORCA IV 300 27,0 н/д 3,4x1,83x1,82 2,05/6,7

5 Evac MBR 30K 30,0 н/д 2,86x4,26x2,2 5,6/22,0

Установки для очистки нефтесодержащих вод

1 RWO SKIT/S-DEB 0,25 6,0 2,0 1,05x0,77x1,12 0,185/0.265

2 RWO OWS-COM 0,25 6,0 2,6 0,97x0,75x1,01 0,18/н/д

3 YWC-0.25 6,0 3,4 1,0x0,6x1,25 0,3/0,45

4 Victor Marine CS0250 6,0 2,0 1,04x0,66x1,47 0,27/0,42

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Примечание: «н/д» - нет данных.

Для выбора конкретной марки оборудования, рекомендуемой к установке на судне-сборщике отходов, бал проведен расчет и анализ их удельных характеристик. В качестве таких характеристик были выбраны отношения к производительности установок потребляемой ими мощности, занимаемому ими объему и к их массе. В результате были получены удельные мощности, объемы и массы водоочистного оборудования, представленные на рис. 3 и 4.

1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

Поскольку для большинства рассматриваемых установок для очистки сточных вод отсутствовали данные по потребляемой мощности, расчет удельной мощности для этих установок не проводился. Сравнение удельных массогабаритных характеристик оборудования показывает, что наиболее предпочтительным является оснащение

Сток-30М HAMANN HL- ACO Marine Evac ORCA IV Evac MBR 30K CONT PLUS 10 Clarimar MF-16 300

■ удельный объем ■ удельная масса Рис. 3. Удельные характеристики судовых установок для обработки сточных вод

судна-сборщика системой марки «HAMANN HL-CONT PLUS 10» немецкого производителя HAMANN AG. Несколько уступает ей отечественная система «Сток-30М», производимая компанией «Экос» из Санкт-Петербурга. Окончательный выбор может быть сделан на основе экономических расчетов, учитывающих как стоимость самих установок, так и стоимость их эксплуатации.

0,6

RWO SKIT/S-DEB RWO OWS-COM YWC-0.25 Victor Marine

0,25 0,25 CS0250

■ удельная мощность ■ удельный объем ■ удельная масса

Рис. 4. Удельные характеристики судовых установок для очистки нефтесодержащих вод

Анализ характеристик, приведенных на рис. 4, говорит об отсутствии явных преимуществ у какой-либо системы. Оборудование компаний RWO и Victor Marine обладает сравнимыми удельными показателями. По совокупности характеристик наиболее предпочтительной для установки на судне является система SKIT/S-DEB 0,25 компании RWO (Германия). Однако окончательное решение необходимо принимать с учетом экономических показателей рассмотренных систем.

Таким образом, в результате выполненной работы был предложен способ предотвращения загрязнения оз. Байкал судовыми сточными и нефтесодержащими водами, заключающийся в приеме этих вод специализированным судном-сборщиком, их частичной очистке и последующей сдаче на береговые очистные сооружения г. Иркутска. Для рассматриваемого в работе судна-сборщика были определены необходимые емкости цистерн для приема СВ и НВ с судов, производительность оборудования ОНВ и ООСВ, а также даны рекомендации по выбору производителей и конкретных марок природоохранного оборудования.

Список литературы:

[1] Федеральный закон «Об охране озера Байкал» от 01.05.1999 г. № 94-ФЗ. http://www.consultant. ru/document/cons_doc_LAW_22964/.

[2] Постановление Правительства РФ от 30.08.2001 № 643 (ред. от 26.03.2018) «Об утверждении перечня видов деятельности, запрещенных в центральной экологической зоне Байкальской природной территории». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_33195/.

[3] Постановление Правительства РФ от 29.05.2008 № 404 (ред. от 13.03.2019) «О Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации». http://www.consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_77314/.

[4] Приказ Министерства сельского хозяйства РФ от 13 декабря 2016 г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов

рыбохозяйственного значения» (с изменениями и дополнениями). https://base.garant.ru/ 71586774/

[5] Правила предотвращения загрязнения с судов Российского Речного Регистра. https://www.rivreg.ru /docs/pravila2015/.

[6] ЦБНТИ Минречфлота. Справочник по серийным речным судам. Том 7. - М.: Транспорт, 1981. - 232 с.

[7] ЦБНТИ Минречфлота. Справочник по серийным речным судам. Том 9. - М.: Транспорт, 1993. - 202 с.

[8] ЦБНТИ Минречфлота. Справочник по серийным речным судам. Том 10. АО «Минибот». -М.: [б. и.], 1994. - 135 с.

[9] Этин В.Л. Экология судоходства: конспект лекций: ч. 1,2. - Н. Новгород: «ВГАВТ», 2006. -289 с.

[10] Исполнительный комитет Иркутского городского совета народных депутатов Иркутской области. Решение «Об утверждении Правил приема производственных сточных вод в систему канализации г. Иркутска» от 10 июня 1991 года № 37/368. http://docs.cntd.ru/document/ 801400250.

[11] Баврин И. И. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник / И.И. Баврин. -М.: Высш. шк., 2005. - 160 с.

[12] Кибзун А.И., Горяинова Е.Р., Наумов А.В., Сиротин А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика: Базовый курс с примерами и задачами. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 224 с.

[13] Вадзинский Р.Н.Справочник по вероятностным распределениям. - СПб.: Наука, 2001. -295 с.

[14] Российский Речной Регистр. Свидетельства одобрения типовых изделий и материалов. https://www.rivreg.ru/activities/sertizdmat/.

[15] Официальный сайт компании «Экос». http://www.ekos.su/stok.html.

[16] Официальный сайт компании «Haman AG». https://www.hamannag.com/sewage-treatment-plants/.

[17] ACO Clarimar® MF Sewage Treatment Plants. http://www.acomarine.com/wp-content/ uploads /AC0-Data-Sheet-Clarimar-MF-2016 .pdf.

[18] EVAC wastewater treatment. https://evac.com/solutions/wastewatertreatment/#tab-marine.

[19] Rwo DEB 0.25 Manuals. https://www.manualslib.com/products/Rwo-Deb-0-25-8847421.html.

[20] OWS-COM Oily Water Separator. http://www.rwo.de/rwo/ressources/files/1/44523-RW0-Veolia-0WS_C0M_8_2016_WEB .pdf.

[21] Victor Marine CS0250. https://www.victormarine.com/portfolio/cs0250/.

SELECTION OF TYPE AND CAPACITY OF SHIP PLANTS FOR TREATMENT OF WASTE AND OILY WATER TANKER-BUNKER-ENVIRONMENTAL VESSEL, OPERATED ON LAKE BAIKAL

Vas'kin Sergey V., Candidate of Engineering Science, of the Department

of Hydrodynamics, Ship Theory and Environmental Safety of Ships

Volga State University of Water Transport

Leushova Irina E., master student

Volga State University of Water Transport

5, Nesterov st, Nizhniy Novgorod, 603951

Key words: lake Baikal, collecting of waste from vessels, tanker-bunker-ecological vessel, the content of harmful substances when discharging effluents into water bodies, the norms of accumulation of waste and oily water, the quality of wastewater treatment, ship plants for the treatment of waste and oily water, the capacity of receiving tanks for waste and oily water, the specific characteristics of equipment for the treatment of waste and oily water.

Annotation. This article addresses the issue of preventing pollution of Lake Baikal by ship waste and oily waters. For this purpose, the quantity and composition of these waters on the ships of PJSC «ESINC» is determined. To ensure the environmental safety of vessels, it is proposed to use the vessel collecting wastewater and oily water from vessels equipped with

water treatment equipment. As a result of processing the data for the vessels serviced by the collector, the productivity of installations for the treatment of waste and oily water of the collector, as well as the capacity of its tanks for receiving these wastes, are calculated. Based on the analysis of the characteristics of the ship's environmental equipment, recommendations are given on the choice of specific types of systems for the treatment of waste and oily water.

References:

[1] Federal'nyj zakon «Ob ohrane ozera Bajkal» ot 01.05.1999 g. № 94-FZ. http://www.consultant.ru /document/cons_doc_LAW_22964/.

[2] Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 30.08.2001 № 643 (red. ot 26.03.2018) «Ob utver-zhdenii perechnya vidov deyatel'nosti, zapreshchennyh v central'noj ekologicheskoj zone Bajkal'skoj prirodnoj territorii». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_33195/.

[3] Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 29.05.2008 № 404 (red. ot 13.03.2019) «O Minister-stve prirodnyh resursov i ekologii Rossijskoj Federacii». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_ LAW_77314/.

[4] Prikaz Ministerstva sel'skogo hozyajstva RF ot 13 dekabrya 2016 g. № 552 «Ob utver-zhdenii normativov kachestva vody vodnyh ob"ektov rybohozyajstvennogo znacheniya, v tom chisle normativov predel'no dopustimyh koncentracij vrednyh veshchestv v vodah vod-nyh ob"ektov rybohozyajstvennogo znacheniya» (s izmeneniyami i dopolneniyami). https://base.garant.ru/ 71586774/.

[5] Pravila predotvrashcheniya zagryazneniya s sudov Rossijskogo Rechnogo Registra. https://www.rivreg.ru/docs/pravila2015/.

[6] CBNTI Minrechflota. Spravochnik po serijnym rechnym sudam. Tom 7. - M.: Transport, 1981. -232 s.

[7] CBNTI Minrechflota. Spravochnik po serijnym rechnym sudam. Tom 9. - M.: Transport, 1993. -202 s.

[8] CBNTI Minrechflota. Spravochnik po serijnym rechnym sudam. Tom 10. AO «Minibot». - M.: [b. i.], 1994. - 135 s.

[9] Etin V.L. Ekologiya sudohodstva: konspekt lekcij: ch. 1,2. - N. Novgorod: «VGAVT», 2006. -289 s.

[10] Ispolnitel'nyj komitet Irkutskogo gorodskogo soveta narodnyh deputatov Irkutskoj oblasti. Reshenie «Ob utverzhdenii Pravil priema proizvodstvennyh stochnyh vod v si-stemu kanalizacii g. Irkutska» ot 10 iyunya 1991 goda № 37/368. http://docs.cntd.ru/document/801400250.

[11] Bavrin I. I. Teoriya veroyatnostej i matematicheskaya statistika: Uchebnik / I.I. Bavrin. - M.: Vyssh. shk., 2005. - 160 s.

[12] Kibzun A.I., Goryainova E.R., Naumov A.V., Sirotin A.N. Teoriya veroyatnostej i matematicheskaya statistika: Bazovyj kurs s primerami i zadachami. M.: FIZMATLIT, 2002. - 224 s.

[13] Vadzinskij R.N.Spravochnik po veroyatnostnym raspredeleniyam. - SPb.: Nauka, 2001. - 295 s.

[14] Rossijskij Rechnoj Registr. Svidetel'stva odobreniya tipovyh izdelij i materialov. https://www.rivreg.ru/activities/sertizdmat/.

[15] Official website of the company «Ecos». http://www.ekos.su/stok.html

[16] Official website of the company «Haman AG». https://www.hamannag.com/sewage-treatment-plants/.

[17] ACO Clarimar® MF Sewage Treatment Plants. http://www.acomarine.com/wp-content/uploads/ ACO-Data-Sheet-Clarimar-MF-2016.pdf.

[18] EVAC wastewater treatment. https://evac.com/solutions/wastewatertreatment/#tab-marine.

[19] Rwo DEB 0.25 Manuals. https://www.manualslib.com/products/Rwo-Deb-0-25-8847421.html.

[20] OWS-COM Oily Water Separator. http://www.rwo.de/rwo/ressources/files/1/44523-RWO-Veolia-OWS_COM_8_2016_WEB.pdf.

[21] Victor Marine CS0250. https://www.victormarine.com/portfolio/cs0250/. Статья поступила в редакцию 21.07.2019 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.