Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр
197110, Санкт-Петербург, ул. Корпусная, 18
E-mail: tronin@at1895.spb.edu
Для оценки влияния шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга на экологическое состояние
Невской губы был выполнен комплекс авиационных и спутниковых съёмок акватории. Результаты обра-
ботки показали высокую эффективность применения аэрокосмической тепловой и многоспектральной съё-
мок для прослеживания шлейфов очистных сооружений. Совместная обработка результатов спутниковой и
авиационных съёмок шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга позволила построить общую схему
распространения шлейфов. По материалам космической съёмки выявлены шлейфы всех очистных соору-
жений города. Анализ распределения шлейфов очистных сооружений показал, что их пространственное
положение в акватории стабильно в большинстве метеорологических обстановок и не оказывает влияния на
экологическое состояние рекреационных зон на южном берегу Невской губы.
Введение
В девяностых годах прошлого века экологическая ситуация в Невской губе и Восточной час-
ти Финского залива существенно улучшалась из-за снижения антропогенной нагрузки вследствие
общего промышленного спада и постоянного уменьшения сбросов сточных вод в акватории. Од-
нако после 2000 года с началом периода экономического роста РФ, объемы производства ежегод-
но возрастают, резко увеличились морские перевозки, что безусловно отражается на экологиче-
ской обстановке в акватории.
В сентябре 2005 года после пуска и ввода в эксплуатацию Юго-Западных городских очист-
ных сооружений (ЮЗОС) была завершена многолетняя программа по канализованию сточных вод
|
|
Санкт-Петербурга. Стратегией водоохраной деятельности ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»
предусмотрен постоянный экологический, включая аэрокосмический, мониторинг акваторий р.
Невы и Невской губы. Эпизодический аэрокосмический мониторинг выполнялся НИЦЭБ РАН по
заданиям ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» путем проведения дистанционного обследования и
картографирования выпусков сточных вод (1989, 1991, 2002, 2004 гг.). На отдельных участках
акваторий проводилась тепловая аэросъёмка в 2005 и 2006 гг.
Для решения проблемы мониторинга шлейфов выпусков городских очистных сооружений в
Невской губе по ретроспективным и современным данным дистанционного зондирования по за-
казу ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» были начаты исследования по мониторингу шлейфов
городских очистных сооружений Санкт-Петербурга аэрокосмической тепловой съёмкой. Целью
работы является оценка влияния шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга (Центральной
станции аэрации – ЦСА, Северной станции аэрации – ССА, ЮЗОС) на Невскую губу.
Для решения поставленной задачи на первом этапе был выполнен ряд работ: определён опти-
мальный режим спутниковых съёмок, проведён анализ архивов спутниковых данных, отобраны
материалы спутниковых съёмок на оптимальный временной интервал, заказаны и приобретены
спутниковые данные, проведена обработка космических снимков. Основной задачей второго эта-
па работ было выполнение тепловой аэросъёмки мест выпусков очистных сооружений. Было вы-
полнено три тепловых авиасъёмки Невской губы: 10, 14 и 31 мая 2006. Проведена предваритель-
|
|
ная и тематическая обработка результатов тепловой аэросъёмки Невской губы.
В зимний период, когда Невская губа покрыта льдом, мониторинг выпусков осуществлялся с
помощью многоспектральной съёмки системами высокого разрешения IKONOS и Quickbird. Теп-587
ловые шлейфы создают полынью в ледовом покрове, достоверно фиксируемую по разнице отра-
жательной способности системы снег/лёд – вода. Были выполнены три съёмки выпусков очист-
ных сооружений в ледовый период.
Физические основы применения тепловой аэрокосмической съёмки
для мониторинга шлейфов городских очистных сооружений
Возможность применения аэрокосмической тепловой съёмки для мониторинга шлейфов го-
родских очистных сооружений определяется температурным контрастом шлейфа и объёмом
сброса вод. Температурный контраст определяется как разница температуры выпускных вод и
окружающей воды. Температура выпускных вод может быть оценена как температура вод в вы-
пускной камере очистных сооружений. Температуру окружающих, фоновых вод оценить значи-
тельно сложнее. Для среднемесячных значений можно приравнять температуру воды к темпера-
туре воздуха. Таким образом, температурный контраст определяется как разница температур вы-
пускной камеры очистных сооружений и среднемесячной температуры воздуха. В таблице 1 при-
ведены данные по температурным контрастам ССА.
Из анализа полученных данных очевидно, что максимальный контраст наблюдается в холод-
ный период – с сентября по май. Он находится в пределах 8 – 28 ºС. В реальных условиях значе-
|
|
ния температурного контраста значительно меньше – несколько градусов. Важно отметить, что
температурный контраст всегда положителен, то есть температура шлейфа всегда теплее окру-
жающих вод. Тёплые сточные воды имеют меньшую плотность, чем окружающие их воды, что
приводит к их подъёму на поверхность.
Объём сброса вод составляет величины около 7.5 м3
/с для ССА и 15.5 м3
/с для ЦСА. Этих
значений достаточно для формирования потока вод, фиксируемых тепловой аэрокосмической
съёмкой.
Таблица 1. Температурный контраст для ССА
Месяц Температура воды в
выпускной камере, ºС
Температура
воздуха, ºС
Разность
температур, ºС
Январь 19.3 -8.9 28.2
Февраль 19.8 -5.8 25.6
Март 20.8 -0.7 21.5
Апрель 21.3 4.6 16.7
Май 22 10.6 11.4
Июнь 24.3 14.4 9.9
Июль 25.3 17.8 7.5
Август 25.3 17.4 7.9
Сентябрь 24.3 12.8 11.5
Октябрь 23 6.1 16.9
Ноябрь 22.5 -0.6 23.1
Декабрь 21.8 -1.0 22.8
Здесь же целесообразно отметить основные черты исследуемых объектов – шлейфов город-
ских очистных сооружений и окружающей их среды – вод Невской губы. Шлейфы представляют
собой вытянутые по течению объекты, с линейными размерами: длина – сотни метров – километ-
ры, ширина – десятки метров – сотни метров. Амплитуда аномалии (шлейфа) достигает 2 – 3 гра-
дусов, хотя обычно составляет величины 0.2 – 0.5 градуса. Окружающая среда представлена во-
дами Невской губы, которые можно характеризовать, как пресные воды с высоким содержанием 588
растворённых органических соединений. Количество взвешенных веществ в воде сильно варьи-
рует в зависимости от антропогенной деятельности.
Аппаратура
Из всего набора спутниковых данных нами были проанализированы возможности
спутниковых систем и сканеров, способные решить задачу прослеживания шлейфов очистных
сооружений (таблица 2). Из систем высокого разрешения, обеспечивающих мониторинг шлейфов
очистных сооружений, следует использовать как спутник Landsat из-за большой глубины архивов
и высокого разрешения теплового канала, так и спектрорадиометр ASTER (спутник Terra) из-за
лучших технических характеристик и низкой стоимости. Поэтому для выполнения работы были
использованы данные спутников Terra (ASTER) и Landsat (TM и ETM).
Таблица 2. Таблица некоторых характеристик спутниковых систем
Спутник Landsat-7 SPOT-5 JERS-1 ADEOS Terra IRS-
1C/1D
IRS-
1C/1D
Сканер ETM HRG OPS AVNIR ASTER LISS-3 PAN
Спектральные каналы:
VNIR (0.4-1 мкм) 4 3 3 4 3 3 1
SWIR (1-2.5 мкм) 2 1 4 - 6 1 -
MIR (2.5-5 мкм) - - - - - - -
IR (5-12.5 мкм) 1 - - 5 - -
Пространственное разрешение
(VNIR/SWIR/MIR&TIR), м
30/30/60 10/20 18 16 15/30/90 23/70 5.8
Дополнительный канал Панхром
Панхром
Стерео
вперёд
Панхром
Стерео
назад
- -
Спектральный диапазон, мкм 0.5-0.9 0.48-0.71 0.76-0.86 0.52-0.69 0.78-0.86 - -
Разрешение, м 15 2.5 18 8 15
Ширина полосы обзора, км 185 60 73 80 60 140 70
Квантование
(VNIR/SWIR/MIR&TIR), бит
8 8 6 8 8/8/12 7 6
Повторяемость съёмки, дни 8-16 1-4 14 7-14 8-16 3 3
Время пересечения экватора 10:00 10:30 10:30-
11:00
10:15 -
10:45
10:30 10:40 10:40
Кроме вышеперечисленных систем было предложено использовать системы сверхвысокого
разрешения IKONOS и QuickBird, имеющие разрешение до 2.5 м в спектральных каналах и 60 см
в панхроматическом канале.
Тепловая аэросъёмка выполняется авиационным тепловизором – прибором для регистрации те-
плового излучения земной поверхности [1, 2]. За счёт движения самолёта и сканирования поперёк
движения носителя тепловизор формирует тепловое изображение земной поверхности. Примером
такого прибора служит современный тепловизионный авиационный комплекс «Малахит-М».
В ряде случаев тепловизор устанавливается на гироплатформе, обеспечивающей пространст-
венную стабилизацию тепловизора в пространстве во время съёмки. В таблице 3 приведены ос-
новные характеристики тепловизионного комплекса «Малахит-М».
Данные
Для выполнения исследований использовались данные тепловой аэросъёмки, спутниковой
многоспектральной и тепловой съёмок, метеорологические данные.
Для выполнения работ были отобраны 7 сцен спутников Landsat-5 и Landsat-7. Главным об-
разом отбирались снимки на весенний период. Для прослеживания шлейфов очистных сооруже-589
ний были отобраны 10 сцен спутников сканера ASTER спутника Terra. Главным образом отбира-
лись снимки на весенний и осенний период, также отобраны две сцены с изображением ледовой
обстановки в Невской губе. Использовались как утренние, так и вечерние сцены.
Таблица 3. Основные технические характеристики тепловизионного комплекса «Малахит-М»
№№ Наименование параметра Значение
1 Температурное разрешение на уровне 200С при отношении сигнала к шу-
му равном 1, град. 0.1-0,15
2 Угол мгновенного поля зрения, млрад, не хуже 1,5
Угол поля обзора, угл. град. 120 3
Обзор по строке обеспечивает захват на местности 3,4 высоты
4 Максимальная относительная скорость авианосителя, 1/сек 0,2
5 Спектральный диапазон, мкм 8-14
6 Частота строк, Гц 125
7 Скорость вращения сканирующей призмы, об/мин 1875
8 Разрядность данных аэросъемки, бит 12
9 Электропитание от бортсети авианоситея, В 27
Вес аппаратуры, кг
в т.ч оптико-механический блок 12
электронные блоки 3
компьютер 12
11 Приемник спутниковой навигации GARMIN
12 Точность привязки к местности, не хуже, м 2
Для картирования сброса очистных сооружений в зимний сезон для ледовой съёмки
привлекались данные систем высокого разрешения Ikonos и Quickbird. Были использованы 4
снимка высокого разрешения.
На первом этапе работ использовались данные тепловой аэросъёмки выполненной ранее. На
втором этапе работ предусматривалось выполнение тепловой аэросъёмки акватории Невской
губы с целью картирования шлейфов очистных сооружений. В весенний период было выполнено
три полёта, общий объем лётных работ составил около двух лётных часов. Съёмка проводилась
силами предприятия ООО "Аэроэкология". Работы выполнялись на вертолёте Ми-8. На борту был
установлен комплекс тепловизора "Малахит" с бортовыми компьютерами, а также
навигационный комплекс GPS.
Отбор метеорологических данных проводился для интерпретации материалов дистанционно-
го зондирования. Отбирались данные по температуре воздуха, атмосферному давлению на уровне
моря, относительной влажности, направлению и скорости ветра. Кроме того, были собраны ме-
теорологические данные по 2005 г. для анализа репрезентативности данных аэрокосмической
съёмки.
Методика обработки данных дистанционного зондирования
Методика обработки данных дистанционного зондирования содержит общие процедуры, как
для аэросъёмки, так и для спутниковой съёмки. Они заключаются в предварительной обработке,
когда исходные данные подвергаются разнообразным процедурам фильтрации и нормализации
информации. В результате предварительной обработки данных дистанционного зондирования
получаются географически привязанные изображения физических характеристик земной поверх-
ности. Затем происходит тематическая обработка, когда решаются конкретные прикладные зада-
чи, в нашем случае – прослеживание шлейфов очистных сооружений. Основной метод решения
поставленной задачи – космическая и авиационная тепловая съёмка. Поэтому основное внимание в 590
методике обработки данных дистанционного зондирования уделено тепловым методам. В НИЦЭБ
РАН накоплен большой опыт по использованию тепловой съёмки для исследования акваторий.
Методика предварительной обработки спутниковых данных не отличается от стандартной. В
результате предварительной обработки из исходных изображений были получены карта-схемы
температуры водной поверхности на площадь Невской губы, несущие информацию о пространст-
венном распределении тепловых шлейфов очистных сооружений. Пример такой карта-схемы по-
казан на рис. 1.
Рис. 1. Тепловые шлейфы очистных сооружений Санкт-Петербурга. Тепловой снимок сканера ASTER
от 29 апреля 2006 г. Стрелками показаны выпуски ЮЗОС, ССА и ЦСА
Тематическая обработка в нашем случае заключалась в построении карты-схемы дешифриро-
вания шлейфов очистных сооружений в Невской губе. По результатам предварительной обработ-
ки проводилось дешифрирование космических тепловых и многоспектральных снимков. Оформ-
ление результатов обработки проводилось в среде географической информационной системы
ArcGIS.
Данные тепловой аэросъёмки нуждаются в серьёзной предварительной обработке. Была вы-
полнена геометрическая коррекция данных и их привязка к картографической основе. При вы-
полнении тепловой аэросъёмки производилась запись положения вертолёта с помощью навигаци-
онной системы GPS. Имея в своём распоряжении записи о географическом положении носителя в
определённые моменты времени, была выполнена трансформация данных тепловой аэросъёмки в
карта-схему Невской губы. Одновременно проводилась коррекция данных тепловой аэросъёмки
для компенсации искажений, вызванных системой сканирования.
Данные тепловой аэросъемки представляли собой тепловизионные сканерные шестнадцати-
битовые изображения с размерами (в пикселах) 3600x10000 и данные о географической привязке
маршрута в виде файла, содержащем информацию GPS-приемника, установленного на борту ле-
тательного аппарата, и регистрирующего его полные координаты каждые три секунды полета.
Указанные выше изображения представляли собой фрагменты полных изображений маршрутов
съемки акватории Невской губы. Цель обработки – произвести яркостную и геометрическую 591
коррекции и получить изображение акватории в формате GeoTIFF, пригодном для последующей
интерпретации и совместной обработки с данными космических съемок.
Обработка данных выполнялась последовательно, в следующем порядке: Удаление полос –
Масштабирование – Склеивание фрагментов изображений в полное изображение, соответствую-
щее маршруту съемки – Выравнивание строк изображения маршрута – убираются дефекты, вы-
званные эволюциями летательного аппарата, и дефекты авиасканера – Геометрическая коррекция
сканерного изображения – Трансформация – приведение к картографической проекции – Склеи-
вание мозаики выходного изображения из изображений маршрутов – Географическая привязка
полученной тепловой мозаики. В результате выполнения этой операции изображение трансфор-
мируется в географически привязанное и сохраняется в формате GeoTIF.
Затем производится, если необходимо, преобразование результата работы к восьмибитовому
формату данных, наиболее часто используемому в приложениях. Таким образом, в результате об-
работки данных авиационной тепловой съёмки получаем топографически привязанные изображе-
ния температуры водной поверхности.
Результаты обработки данных дистанционного зондирования
На весенних снимках отчётливо прослеживаются тепловые шлейфы от ССА и ЦСА. Шлейф
от ССА прижат к северному берегу Невской губы и часто сливается с нагретыми областями мел-
ководья. В южной части губы всё время наблюдаются повышенные температуры воды из-за вы-
сокой мутности воды, мелководья и малой скорости течения.
На тепловом снимке от 29 апреля 2006 г. сканера ASTER (рис. 1) отчётливо прослеживаются
все выпуски очистных сооружений. Шлейф ССА прослеживается до о. Верперлуда, а шлейф ЦСА
– вдоль морского канала, с северной стороны. Он распространяется до траверса Петергофа.
Шлейф от ЮЗОС прослеживается вдоль южного края морского канала в западном направлении,
не доходя до Знаменки. Линейный размер шлейфа достигает 5 км в длину и 200 м в ширину.
На летних снимках тепловые шлейфы не прослеживаются, так как температура выпусков
близка к температуре поверхности воды в Невской губе.
Осенний аспект съёмки представляется наиболее оптимальным для мониторинга шлейфов
очистных сооружений. На снимках 29 сентября 2001 г. и 7 октября 2004 г. отчётливо прослежи-
ваются как шлейфы ССА, так и ЦСА. Характер распространения шлейфов соответствует весен-
нему: шлейф от ЦСА проходит вдоль северного края морского канала, не пересекая его. Шлейф
от ССА движется вдоль северного берега Невской губы к КЗС.
Для анализа структуры течений и контроля мутности воды в Невской губе были использова-
ны снимки в видимом и БИК диапазоне. На многоспектральных снимках шлейфы очистных со-
оружений при естественной мутности вод в Невской губе не прослеживаются. Это означает, что
мутность сбрасываемой воды не превышает мутности вод в Невской губе. При повышении мут-
ности вод, вызванном, например, работами по намыву территорий, мутность сточных вод стано-
вится значительно ниже мутности вод в Невской губе.
Зимний аспект наблюдений интересен тем, что позволяет увидеть интегральное, осреднённое
распределение шлейфов очистных сооружений в структуре льда и полыньях. Лучше всего ис-
пользовать для дешифрирования снимки сделанные ранней весной, когда ледовый покров в Нев-
ской губе ещё сохраняет целостность, но температура воздуха уже повысилась.
На снимке 2 апреля 2003 (рис. 2) отражена ледовая обстановка в Невской губе. На сним-
ках отчётливо прослеживаются шлейфы ССА. Шлейф распространяется до КЗС, при этом
перед дамбой поток делится на два или три потока, проходя в водопропускные сооружения
В4, В5, В6, главным образом в В5 и В6. Полынья от шлейфа ССА достаточно узкая, около
30-150 м. Шлейф прослеживается даже подо льдом, цвет льда и его структура над шлейфом
заметно отличаются от окружающих участков. Полынья от шлейфа ЦСА значительно боль-
ше по площади, но имеет относительно малую длину. Открытая вода наблюдается не далее 592
дамбы морского канала. По изменённой структуре льда можно проследить шлейф от ЦСА
до Кронштадта.
Рис. 2. Шлейфы очистных сооружений Санкт-Петербурга в зимних условиях. Космический снимок сканера
ASTER от 2 апреля 2003 г. Стрелками показаны выпуски ЦСА, ССА и Красносельских
очистных сооружений
Данные высокого разрешения спутников Ikonos и QuickBird позволили детально проследить
развитие ледового покрова в районе шлейфов очистных сооружений.
Результаты применения тепловой аэросъёмки позволяют проследить детали шлейфов очист-
ных сооружений. На рис. 3 показана детальная структура шлейфов ССА. Видны отдельные струи
выпусков.
Рис. 3. Тепловой аэроснимок северной части Невской губы 10 мая 2006 г.
Стрелками показан шлейф выпусков ССА
Совместная обработка результатов спутниковой и авиационной съёмок шлейфов очистных
сооружений Санкт-Петербурга позволила построить общую схему распространения шлейфов
(рис. 4). С каждого снимка, где дешифрируются шлейфы очистных сооружений, контур шлейфа
переносился на схему дешифрирования. Различные контура соответствуют разным датам съёмки.
Анализируя полученную схему можно сделать выводы о стабильности путей распростране-
ния шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга. Стабильность шлейфов определяется 593
главным образом направлением течений в Невской губе, которые в свою очередь, зависят от стока
Невы. Шлейфы ССА направлены вдоль северного берега Невской губы, в направлении КЗС. Как
Рис. 4. Схема дешифрирования шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга по данным
аэрокосмической съёмки
правило, они вытянуты в длину. Шлейфы ЦСА часто имеют изометричную форму, вытянутую в
сторону морского канала. Иногда наблюдаются шлейфы вытянутой формы, при этом шлейф рас-
пространяется на запад вдоль северного края морского канала. Шлейфы ЦСА самые крупные, что
соответствует объёму выпуска. Шлейфы ЮЗОС имеют самый малый размер среди других очист-
ных сооружений. Они распространяются вдоль южного края морского канала в западном направ-
лении. Таким образом, анализируя шлейфы очистных сооружений, была составлена заключитель-
ная схема распространения шлейфов (рис. 5).
Рис. 5. Схема распространения шлейфов очистных сооружений Санкт-Петербурга по данным
аэрокосмической съёмки 594
Заключение
По результатам мониторинга шлейфов городских очистных сооружений Санкт-Петербурга
аэрокосмическими средствами были сделаны следующие выводы:
1) Результаты космической и аэросъёмок позволяют осуществлять мониторинг шлейфов очи-
стных сооружений Санкт-Петербурга в Невской губе.
2) Шлейф ССА имеет сильно вытянутый характер, что указывает на высокие скорости тече-
ния. Шлейф вытянут вдоль северного берега Невской губы в большинстве метеорологических
обстановок и прослеживается до о. Верперлуда, а иногда и до КЗС.
3) Шлейф ЦСА имеет большую площадь и распространяется главным образом вдоль север-
ной границы морского канала, редко доходя до северо-восточного берега о. Котлин.
4) Шлейф ЮЗОС вытянут в западном направлении и имеет малые линейные размеры, дости-
гая 5 км в длину и 200 м в ширину. Шлейф ЮЗОС распространяется вдоль южной границы мор-
ского канала на запад, не отклоняясь к южному берегу Невской губы.
5) Анализ распределения шлейфов очистных сооружений показывает, что их пространствен-
ное положение шлейфов в акватории в большинстве метеорологических обстановок консерватив-
но и не оказывает влияния на экологическое состояние рекреационных зон на южном берегу Нев-
ской губы.
6) В некоторых случаях шлейф ЦСА может достигать водозаборных сооружений Кронштадта
в Невской губе.
Выполненные исследования позволяют расширить работы по экологическому мониторингу
Невской губы и перейти к комплексным исследованиям по долговременному мониторингу качества
вод в восточной части Финского залива по данным космической съёмки. В настоящее время имеет-
ся возможность оценки качества вод по концентрации хлорофилла, мутности, температуре вод.
Представляется также целесообразным для расширения исследований по экологическому со-
стоянию Невской губы провести авиационные съёмки с использованием принципиально новой
аппаратуры для дистанционного зондирования воды: ультрафиолетовая камера, лидар, видео-
спектрометр, гидрооптический лидар для картирования рельефа дна. Применение новой аппара-
туры позволит на качественно новом уровне закартировать распространение шлейфов городских
очистных сооружений, оценить экологическое состояние Невской губы.
По результатам исследований выявлено, что обширные области в южной части Невской губы
могут иметь низкое качество вод по следующим причинам: скорость течений в этой части губы
замедлена, малые глубины приводят к быстрому нагреву вод, по-видимому, имеет место привнос
органических загрязнителей малыми реками.
Литература
1. Справочник по инфракрасной технике. М.: Мир, 1995. Т. 1. 606 с.
2. Шилин Б.В., Молодчинин И.А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэро-
съёмкой. М.: Недра, 1992. 78 с
Российская Ассоциация Водоснабжения и Водоотведения (РАВВ)
совместно с
Московским Государственным Университетом им. М.В.Ломоносова (МГУ)
на базе факультета Почвоведения МГУ
разработали и объявляют о запуске нового долгосрочного образовательного проекта:
«Программа повышения квалификации специалистов в области разработки, проектирования и
эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения водохозяйственного комплекса РФ».
в 2014 году стартует первый этап Программы:
«Инновационные технологии экологического и производственного контроля (мониторинга) водохозяйственных систем».
Категория слушателей (требования к слушателям) – работники водохозяйственных предприятий:
руководители, начальник инспекции водных ресурсов, начальник охраны труда, ПБ, ГО и ЧС, инспектор по кадрам, начальник отдела по
работе с населением, начальник центральной аналитической лаборатории, инженер по эксплуатации, инженер-технолог, бактериолог,
гидробиолог, инженер–метролог, инженеры по АСУ и АСУП, инженер по охране труда, инженер-химик, микробиолог, эколог.
Цели первого этапа реализации Программы:
1. Формирование у слушателей знаний по современным технологиям и сооружениям глубокой очистки природных и сточных вод, в том
числе от азота и фосфора, и энергосберегающим технологиям;
2. Обучение слушателей эксплуатации современных сооружений водоподготовки и очистки сточных вод, в том числе и от
биогенных элементов;
3. Ознакомление слушателей с современными подходами к программной поддержке технологов, эксплуатирующих очистные
сооружения;
4. Получение слушателями знаний о технологическом аудите и оптимальных решениях по эксплуатации существующих сооружений с
целью достижения максимальной эффективности очистки и снижения эксплуатационных затрат;
5. Получение слушателями знаний о технологических регламентах эксплуатации сооружений с контролем рисковых параметров и
способами реагирования во внештатых ситуациях;
6. Формирование у слушателей современных представлений о методологии и практике производственного мониторинга,
осуществляемого на сооружениях водоподготовки и очистки сточных вод, а также при проведении экологического контроля
(мониторинга) влияния этих сооружений на окружающую среду. Вход сточных вод на очистные сооружения - последняя точка, где есть возможность принять необходимые меры и не допустить критической ситуации. Измерение в режиме реального времени таких ключевых параметров, как рН и электропроводность, помогает обнаружить нарушения в составе сточных вод и дает оператору время, необходимое для решения об альтернативных действиях - например, перекачка в буферный резервуар или дальнейшее частичное прохождение стоков через аэротенки. Мониторинг этих двух основых параметров позволяет обеспечить безопасность и надежность работы очистных сооружений.
Также важно контролировать расход поступающих сточных вод - высокая точность является не только первичным условием эффективности процесса, но обеспечивает корректность расчета стоимости водоотведения.
Мониторинг очистными сооружениями ливневой канализации на контроллерах Mitsubishi Electric
Заказчик - Компания "Потенциал-2" - известный изготовитель очистных сооружений.
Отрасль промышленности: строительство, экология;
Дата реализации проекта: 2010.
Поставленная задача:
Очистные сооружения на терминале в Туапсе должны работать в условиях минимума квалифицированного персонала.
Создать систему управления очистными сооружениями ливневой канализации можно, но полная система управления, включая исполнительные механизмы, будет содержать огромное количество механических систем, автоматически перемещающих сухой осадок на вывоз, передвигающих насосы откачки твердого осадка и пр.
Причем эти исполнительные системы будут работать один - два раза в год в течение очень малого промежутка времени.
Гораздо выгоднее поставить систему мониторинга, которая будет отслеживать нормальное состояние и работу очистных сооружений, выводя на дисплей сообщения о необходимости выполнения ручных работ по замене лампы УФО, переносу насоса твердых осадков, пополнению реагентов, осуществлять вызов аварийной бригады при ненормальной работе очистных сооружений.
Описание выполненных работ:
В результате был разработан проект системы мониторинга ливневых очистных сооружений на базе контроллера MITSUBISHI MELSEC FX3U и табло GOT 1155. Система была смонтирована на очистных сооружениях в Туапсе.
Эффективность от реализации проекта:
Разработанный проект является типовым для ливневых очистных сооружений. Предполагаемая эффективность особенно высока в местах, где имеется ряд подобных сооружений с единой диспетчерской. Например, на линии железной дороги можно разместить на всех станциях типовые ливневые очистные сооружения с единой диспетчерской, где дублируются все табло каждой станции.
При этом на ливневой канализации станции находится только охрана, а квалифицированные специалисты имеются только в составе диспетчерской бригады.
Дальнейшие перспективы сотрудничества:
В настоящее время компания "Потенциал-2" продолжает заказы подобных систем мониторинга для своих следующих объектов, в том числе Заказчик получил два комплекта для своих ливневых очистных сооружений в регионе Сочи.