Первые государственные Указы «О соблюдении чистоты...» были изданы еще при Петре 1, первые канализационные системы Петербурга были построены в 1710 г. Прокладка подземных канализационных труб в Петербурге началась в 1770 г., при Екатерине II, и к 1834 г. составляла 95 км - вдвое больше, чем в Париже. Однако и эта сеть не справлялась в полной мере с удалением нечистот. Кроме того, задачей канализации вплоть до последней четверти XIX века являлось только удаление сточных вод, а не их очистка. Бурное развитие промышленности в конце XIX века привело к еще большему загрязнению почв и водоемов в связи с тем, что очисткой промышленных сточных вод целенаправленно не занимались .
По мере роста и развития городов появлялись многочисленные фабрики, заводы, ремесленные мастерские, которые размещались на берегах рек. Однако специализированных систем канализования промышленных предприятий в данный период не существовало и промышленные сточные воды отводились совместно с коммунальными нечистотами существующими примитивными системами канализации. Это приводило к тому, что водоемы загрязнялись еще больше.
Для России того времени главным источником загрязнений природных водоемов являются городские нечистоты. Тем не менее, гораздо раньше, еще в 60-х годах XVII века в Москве впервые предпринималась очистка сточных вод на производстве льняных тканей при помощи отстаивания.
С развитием промышленности все чаще вставал вопрос о защите окружающей среды от фабричных стоков.
В 1904 г. во исполнение постановлений Городской Думы была организована специальная «Комиссия по опытам с биологической очисткой сточных вод», химико-биологическая лаборатория и контрольная станция. Фабрикантов и правительства европейских государств интересовали изобретение простых и дешевых способов очистки фабричных сточных вод перед спуском их в реки. Например, владелец Трехгорной мануфактуры С. И. Прохоров, будучи специалистом-химиком, поднял вопрос об очистке фабричных стоков. Им была назначена премия в 3 000 рублей и объявлен конкурс на изобретение способа очистки сточных фабричных вод. Этот конкурс вызвал к жизни очень полезные исследования, в ходе которых впервые в истории науки и техники были разработаны значения предельно допустимых концентраций вредных веществ, содержащихся в сточных водах:нерастворимых минеральных и органических веществ; углерода и азота в виде растворимых органических соединений; металлов, за исключением калия, натрия, кальция и магния в растворе; металлического мышьяка (или мышьяковая соль); серы в виде сероводорода или растворимого сернистого металла; кислот и свободных щелочей; свободного хлора; повышенной цветности. Также значительный вклад в разработку предельно допустимых концентраций сделали ученые Англии (70-е гг. XIX в.).
Инициатором устройства канализации в Москве явился русский инженер-гидротехник М. А. Попов, который в 1874 году представил первый проект, который не был реализован. И только с приходом городского головы Н. А. Алексеева на рассмотрение Городской Думы был вынесен и утвержден в Министерстве путей сообщения в 1892 году проект раздельного канализования столицы с очисткой сточных вод на Люблинских полях орошения, разработанный группой городских инженеров В.Д. Кастальским, Н.М. Левачевым, П.Л. Николаенко, А.А. Семеновым, В.К. Шпейером во главе с П.В. Труниным.
С середины XIX в. наступила новая эра в истории очистки промышленных сточных вод, ознаменовавшаяся усиленным строительством сетей канализации в ряде городов России: Одессе (1874), Тифлисе (1874), Царском селе (1880), Гатчине (1882), Ялте (1886), Ростове-на-Дону (1892), Киеве (1892) [1]. В Европе идея охраны окружающей среды также переживает свое развитие. Именно в это время в Англии принимается первый закон об охране окружающей среды (1861 г.).
Сооружение канализационных систем конца XIX века способствовало отводу и очистке промышленных стоков, но внедрения автономных производственных канализационных систем в массовом масштабе еще не происходило.
Общепринятые системы отведения сточных вод конца XIX века разделялись на две главные категории - периодического (способ вывоза) и непрерывного (ватерклозетный способ) действия
- способ вывоза предполагал наличие выгребных ям. Сложность представлял процесс их опорожнения Фирма «The Odorless Excavating Apparatus Company» в 1875 году разработала конструкцию фекального насоса с каучуковыми клапанами, способными без засорения поднимать нечистоты
- ватерклозетный способ, по которому стоки отводились по мере их появления системой канализационных труб. В специализированных журналах последней четверти XIX века обсуждались достоинства и недостатки каждой из названных систем.
Очистке сточных вод промышленных предприятий в России уделялось пристальное внимание начиная с 1885 года. В это время был разработан и утвержден на государственном уровне «Устав промышленный». В дальнейшем серьезное внимание уделялось развитию методов очистки сточных вод, в частности биологическим методам.
Большой вклад в разработку методов очистки фабричных сточных вод был сделан инженером- технологом органических веществ конца XIX - начала XX века Ланговым С.П. .В 1911 году под председательством Н Гучкова было разработано «Положение Временного комитета по изысканию мер к охране водоемов Московского промышленного района от загрязнения сточными водами и отбросами фабрик и заводов». После революции впервые внимание к вопросам очистки сточных вод было проявлено в 1919 г - разработано Положение о Центральном комитете водоохранения (Центрводоохрана), в 1921 г издан декрет «О мерах по улучшению водоснабжения, канализации и ассенизации в Республике». В это время руководителем государства ставится вопрос о необходимости изучения опыта очистки сточных вод за рубежом в частности в Германии и США. В 20 -е годы XX века основной акцент приходится на вопросы транспортировки нефтепродуктов восстановления и реконструкции нефтяной промышленности с целью обеспечения спроса на продукцию нефтяной промышленности. В этот период рассматривается решение о целесообразности развития экспорта, что неминуемо приводило к применению передовых технологий в нефтедобыче и нефтепереработке. Отбросы производства нефтесодержащие сточные воды в значительной мере загрязняли почвы и водоемы однако внимание руководителей государства, специалистов и общественности данная ситуация не привлекала. Системы канализования нефтяных промыслов и нефтеперегонных производств практически отсутствовали. Стоки неочищенными сбрасывались на рельеф и в водоемы. Единственным видом очистных сооружений применяемых на отдельных предприятиях отрасли для очистки нефтесодержащих сточных вод являлись примитивные нефтеловушки. Они представляли собой обвалованные участки земли. Использование подобных сооружений приводило к заболачиванию и значительному загрязнению окружающей территории. Смягчала экологическую ситуацию - главная задача, которая стояла перед нефтяниками в данный период - рост объемов поставок углеводородного сырья и продуктов нефтепереработки потребителям. С этой целью в 20-е годы впервые предлагается принципиально новый подход использование отходов для получения новых продуктов нефтяного характера метод выделения парафинов Mailhe, проект американских авторов получения продукта асфальтового характера из кислотного остатка, D. С. Collier - проект извлечения масла из нефтеносных песков.
Н.И. Новиков-Вакуленко разработал конструкцию печи для сжигания нефтяной грязи, необходимой для обезвреживания остатков образовавшихся от переработки нефти.
Устройство Н. М. Романовского для сбора плавающих нефтепродуктов представляет собой один из первых образцов техники разработанных для очистки водного бассейна от плавающих нефтепродуктов, хотя в действительности ставилась задача предотвращения потерь добытого продукта.
В 1928-1932 годах основное внимание уделялось наращиванию объемов добычи и переработки нефти. На ранее разработанных месторождениях невозможно было обеспечить подобный рост производства, поэтому основные силы были брошены на разведку и освоение новых нефтяных месторождений в Уральском регионе, на о. Сахалин, Коми АССР, Пермской области.
В этот период широко развернулись работы по канализованию промышленных предприятий. Особое внимание специалистов привлекали вопросы очистки и утилизации производственных сточных вод, использования осадка сточных вод и окислительной способности водоемов. Начиная с 1921 года, когда СНК РСФСР принял постановление о мерах по улучшению водопроводно-канализационного хозяйства, началось строительство канализации в ряде промышленных центров, таких как Владивосток, Симферополь, Новочеркасск, Новосибирск, Тула, Ленинград и другие. Так, к 1928 году канализацию получили уже 32 города, системы канализации отводили в среднем 260 тыс. м3 в сутки, что практически в два раза превысило мощности систем канализования дореволюционной России. В этот же период проведено большое строительство канализационных сооружений для сточных вод промышленных предприятий. Было запланировано строительство водоотводящих систем в 45 городах и промышленных районах, однако война затормозила осуществление этих планов, к выполнению которых приступили в послевоенное время.
В период острого дефицита продукции нефтепереработки извлечения нефтепродуктов из отходов производства нефтеперерабатывающей промышленности и в частности сточных вод стал менее капиталоемким путем позволяющим добиться роста объемов продукции нефтепереработки. Технологами в этот период было определено, что на базе утилизации отходов нефтеперерабатывающей промышленности может быть произведено множество продуктов широкого потребления, таких как колесная мазь, топливные брикеты, лаковый асфальт опилки, суррогат олифы, минеральный деготь, минеральный вар, медицинский вазелин, сапожный вар, связующая масса для брикетов, эмульсии для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, мастики для производства гидроизоляции, эмульсоль и другие. Большое внимание в России уделяется работам зарубежных авторов: J Patrick предложил метод переработки отработанных смазочных масел.
Интенсивное развитие нефтепереработки привело к еще большему загрязнению нефтесодержащими стоками окружающей среды. Полностью отсутствовавшие системы очистки нефтесодержащих стоков или их примитивные конструкции не позволяли в необходимой мере обеспечивать обезвреживание промышленных стоков нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств.
Так в 1932 году публикуется американская технология приготовления глинистого раствора для буровых и его очистки от нефтепродуктов.
Нововведением 30-х годов является предложение Мурашева Д. о необходимости классификации сточных вод нефтеперерабатывающих заводов и осуществления специальных мероприятий по их очистке в зависимости от класса.
К данному периоду такой классификации сточных вод при проектировании канализаций не существовало. На практике делали одну общезаводскую нефтеловушку в конечной точке канализации. При проектировании нефтеловушек в 30- е годы существовало много теорий о способах, позволяющих ускорить отделение нефтепродуктов от сточных вод. Эти теории в основной своей массе не были научно обоснованы и практически апробированы. Сформировавшееся в 1932 году мнение определяло что на ускорение отделения нефтепродукта от сточной воды влияют исключительно термическое воздействие и химические реактивы. До 1932 года все воды сливались в большие ловушки, где за счет использования теплоты самих вод и присутствующей в них кислоты происходил процесс отделения нефтепродуктов от воды. Разработчиками подчеркивается необходимость устройства нефтеловушек непосредственно у источников загрязнений для повышения эффективности очистки. В работах 30-х годов XX века отмечается, что отстойники должны состоять из двух рядов двух последовательно соединенных резервуаров между которыми должны быть линии перепуска сточных вод. Для повышения степени очистки сточных вод от нефтепродуктов предлагается использовать фильтры.
К сороковым годам XX века нефтяная промышленность СССР подошла со значительными успехами. Однако так как 86% предприятий отрасли размещалось в южных районах страны с началом оккупации этих территорий произошло резкое падение объемов нефтедобычи и нефтепереработки - с 33 млн т нефти в 1941 г до 19,4 млн т в 1945г. С августа 1941 года началась перебазировка ведущих предприятий отрасли на восток страны. Основное внимание в этот период было направлено на создание новых производственных объектов отрасли. Очисткой нефтесодержащих сточных вод не занимались [2].
В послевоенные годы все усилия были направлены на восстановление разрушенного хозяйства была поставлена цель достигнуть довоенного уровня добычи и переработки нефти и превзойти его.
В 60 - 70 -е годы XX в КПСС и Правительство СССР, в связи с обострением экологических проблем, обращает особое внимание на охрану окружающей среды. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 -1990 годы и на период до 2000 года» ставится задача более рационального использования водных ресурсов, в связи с чем НИИ ВОДГЕО совместно с головными предприятиями разработал общесоюзную научнотехническую программу по созданию прогрессивных систем водного хозяйства промышленности. Основными направлениями программы были определены создание замкнутых и оборотных систем водного хозяйства промышленных предприятий, разработка и внедрение высокоэффективных технологических процессов, оборудования и материалов для очистки сточных вод.
Директор ВНИИ ВОДГЕО профессор СВ. Яковлев охарактеризовал состояние проблемы охраны водоемов от загрязнения сточными водами и обозначил основные пути ее решения, среди которых можно отметить:изменение технологических процессов производства с учетом снижения водопотребления и комплексной переработки сырья; расширение областей применения оборотного водоснабжения; создание бессточных систем водоснабжения и канализации; использование сточных вод на нужды промышленности и сельского хозяйства; создание наиболее экономичных и эффективных сооружений с применением последних достижений физики, химии, биологии, автоматизированного контроля и управления.
И.В. Скирдов доложил о выполнении работ по основным направлениям: теоретические исследования кинетики и механизма процесса биохимической очистки отдельных веществ, их смесей и реальных сточных вод; разработка математической модели процесса; технологическое оформление процесса, разработка его отдельных стадий и конструкций сооружений. Вопросам разработки новых методов и конструкций сооружений для химической и физико- химической очистки сточных вод также в это время уделялось много внимания (П.Ф. Кандзас). Работа проводилась с целью разработки и совершенствования окислительных, электрохимических,электрофизических, сорбционных, ионообменных и реагентных методов очистки сточных вод от различных органических и неорганических соединений. Разработке оптимальных технологических схем глубокой очистки промышленных и городских сточных вод (И.Д. Родзиллер), разработке и внедрению новых методов и конструкций сооружений для механической очистки сточных вод (В .Г. Пономарев -совершенствование конструкций сооружений для гравитационного и центробежного осветления сточных вод, а также по очистке сточных вод методом напорной флотации, пенной сепарации и электрофлотации) также уделяется пристальное внимание. О результатах работы по разработке и внедрению новых и усовершенствованию существующих методов, схем и конструкций сооружений для подготовки промышленных сточных вод при использовании их в системах оборотного водоснабжения предприятий доложил В. А. Гладков.
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 - 1990 годы и на период до 2000 года» ставится задача более рационального использования водных ресурсов, повышая эффективность работы очистных сооружений при расширении использования очищенных сточных вод для нужд народного хозяйства.
В 1950-1955 годах развитие систем сбора и очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств пошло по пути создания раздельной канализации. Так, на нефтеперерабатывающих заводах были выделены в самостоятельные системы сернисто-кислая, сернистощелочная (отработанные щелочи) и кислая. Применение таких схем несколько улучшило результаты очистки общего промышленного стока заводов. Однако в общую систему канализации продолжали поступать воды, от технологических установок, загрязненные нефтепродуктами и воды, загрязненные нефтепродуктами, солями (воды от подготовки нефти) и механическими примесями. Обе группы вод, попадая в общую систему канализации и перемешиваясь, давали общий сток, трудно поддающийся очистке.
В 1956 году была разработана и Министерством нефтяной промышленности СССР утверждена принципиальная схема водоснабжения и канализации нефтеперерабатывающих заводов, предусматривающая разделение стоков. Данной схемой предусматривалась доочистка неэмульсионных стоков на песчаных фильтрах после очистки в нефтеловушке и дополнительного отстоя в пруде. В последующем предусматривалась возможность подачи данного стока в оборотную систему. Практика очистки сточных вод показала отсутствие необходимости последующей доочистки стока на песчаных фильтрах. Для достижения ПДК по нефтепродукту достаточен 24 - часовой отстой в прудах.
В семидесятые годы XX века в СССР придерживались норм технологического проектирования ВНТП - 25 -78, утвержденных Миннефтехимпромом в 1979 году, предусматривающих две основные системы производственной канализации для отведения и очисткинефтесодержащих нейтральныхпроизводственных и производственно - ливневых сточных вод, для отведения и очистки производственных сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты и нефтяные эмульсии, соли реагенты, другие органические и неорганические вещества.
В состав очистных сооружений общего назначения для сточных вод нефтеперерабатывающих заводов СССР входили сооружения механической и биохимической очистки - отдельные для первой и второй систем канализации, сооружения по разделке уловленных нефтепродуктов и обработке нефтяного шлама - общие для обеих систем. Кроме того, в зависимости от условий спуска стока в водоем после биологической очистки возможна доочистка на фильтрах. Также фильтрование применялось перед возвратом воды в оборотную систему водоснабжения.
К началу XXI века в России на нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах повсеместно проводились работы по реконструкции действующих и возведению новых очистных сооружений, взамен более чем на 90% изношенных существующих основных фондов. Новые сооружения обеспечивали требуемую степень очистки перед сбросом на биологические очистные сооружения, сокращение выбросов в атмосферу уменьшение содержания нефтепродуктов в осадке, почве и подземных водах.
В последней четверти XX века в практике очистки нефтесодержащих сточных вод все шире применяются не отдельные классические сооружения, а комплексные установки, соединяющие в себе целый спектр очистных сооружений, таких как тангенциальные песколовки, коалесцирующие фильтры, флотаторы, гидроциклоны, тонкослойные отстойники и другое Использование подобных установок приводит к повышению техникоэкономических показателей работы очистных сооружений за счет сокращения капитальных вложений и эксплуатационных расходов.
- Гаранин В.И. Охрана природы: прошлое и настоящее./ В.И.Гаранин.-Казань: Татарское книжное изд-во, 1975.76 с.
- Министерство Природных Ресурсов и Экологии Российской Федерации//Государственный Доклад «О состоянии окружающей природной среды в РФ в 2012 году», Москва, 2013.
- Деятельность ОАО «Нижнекамскнефтехим» в области охраны окружающейс С. А. Алексеев, В. А. Федорова, Г. Р. Сафина
- Шинкевич А.И, Сулейманов Р.З.. Вестник Казанского технологического университета, 17, В.10,с.243-244 (2014).
- Кузнецова Е.В. Возникновение, становление и развитие методов очистки нефтесодержащих сточных вод : автореферат диссертации кандидата технических наук. Уфа, 2005.
- Патракова, Г.Р. Вестник Казанского технологического университета, 17, В.4,с.214-217 (2014).
На химический анализ сточных вод для декларации действует
