Әбілкасым қҰндызай қабылқызы құмкөл кентіндегі биологиялық тазарту станциясының төгінді суларын жоңышқа дақылын өсіруде қайта пайдалану
жүктеу/скачать 0.64 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- КІРІСПЕ Тақырыптың өзектілігі.
- Жұмыстың маңыздылығы, қорғауға ұсынылатын негізгі қағида
- Автордың өзіндік үлесі.
- Диссертацияның құрылым көлемі.
- ЖҰМЫСТЫҢ НЕГІЗГІ МАЗМҰНЫ Ауылшаруашылығында төгінді сулардың өзіндік рөлі және оларды қайта пайдалану жағдайы
- Геология және гидрогеология.
- Төгінді суларды биологиялық тазарту әдістері.
- Зерттеу аймағындағы төгінді сулардың химиялық құрамы.
| ӘӨЖ 631.67:633.31:556.115(574.54)
Қол жазба құқығында ӘБІЛКАСЫМ ҚҰНДЫЗАЙ ҚАБЫЛҚЫЗЫ Құмкөл кентіндегі биологиялық тазарту станциясының төгінді суларын жоңышқа дақылын өсіруде қайта пайдалану 6М080500 – «Су ресурстары және суды пайдалану» мамандығы бойынша ауылшаруашылығы магистрі академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған диссертацияның Рефераты Қазақстан Ресрубликасы Қызылорда, 2013
Қорғау 2013 жылдың «_____» _________ сағат ______ Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінде өтеді. (Мекен-жайы: 120014, Қызылорда қаласы, Абай даңғылы 66, Политехникалық факультеті, №5 оқу ғимараты, ауд ______ ) Диссертациямен Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің кітапханасында танысуға болады.
Өткен ғасыр өндіріс пен ауылшаруашылығының өркендеу кезеңі болды. Адамзат өмірінің дамуы барысында таза суды пайдаланудың артуымен қатар төгінді сулар да көбейе түседі. Қазіргі кезде өндіріс, қала маңдарында жасанды тоғандар, сай-салада ( жылына 1.8 млн. м3 төгінді және 2.3 млн.м3 коллекторно-кәрізді). Құмкөл кен орнында тұрмыстық төгінді сулар жиналып, қоршаған ортаның экологиясына зиянды әсерін тигізіп отыр, кейбір жағдайда табиғи сулар төгінді сулардың әсерінен ластануда. Төгінді сулардың көлемін азайту мақсатында су тұтыну мөлшерін төмендету, өндірістерде айналымды су пайдалану әдісін қолдану, көптеген тазарту стансияларын салу іс шаралары жүзеге асырылуда. Алайда мұндай шаралар тасталатын төгінді сулар көлемін тез арада азайтып, олармен күресудің тиімді шешімін бере алмауда. Осы орайда төгінді сулармен күресудің тиімді жолдарының бірі ол, ауылшаруашылық саласында малазық дақылдарын суаруда қайта пайдалану жолдарын зерттеу. Тек тұрмыстық төгінді сулармен қатар жылына республика көлемінде 120 мың тонна азот, 60 мың тонна фосфор және 102 мың тонна калий тасталады. Диссертациялық жұмыстың маңыздылығы әртүрлі төгінді суларды маусымдық суаруға пайдалануда топырақтың және су көздерінің ластануына жол бермейтін, дақылдардан жоғары өнімді алуды қамтамасыз ететін, танаптарға берілетін төгінді судың маусымдық суару қалыбының қажеттілігінен туындайды. Сондай-ақ, мал азықтық және техникалық дақылдарды маусымдық суаруға қауіпті деп саналатын өндіріс салаларының төгінді суларын ауыл шаруашылығында пайдалану мәселелерінің шешімін табу жолдарын қарастырумен толық байланысты.
Зерттеу міндеттері:
Ғылыми жаңалығы.. Құмкөл кен орнындағы төгінді сумен жоңышқа дақылдарының суару режимін анықтай отырып, жоңышқа дақылының өсіп өнуін негіздеу. Жұмыстың маңыздылығы, қорғауға ұсынылатын негізгі қағида: - төгінді сумен жоңышқа дақылын суару технологиясы - төгінді сумен суарудың жоңышқа дақылының өнімділігіне әсері.
Қазіргі таңдағы табиғатта орналасып отырған апатты құбылыстар негізінен адамның қоршаған орта байлығын пайдаланудағы тигізер кері әсерлеріне байланысты Қазақстана қалаларынан жылына 6 млрд.м3 төгінді сулар тасталып олар [1]. қазіргі кезде өндіріс, қала маңдарында жасанды тоғандар, сай-салада жиналып қоршаған ортаның экологиясына зиянды әсерін тигізіп отыр, кейбір жағдайда табиғи сулар төгінді сулардың әсерінен ластануда. [1,2] Әлемдік практикада төгінді суларды өтелдеудің бірнеше жолдары бар: алдын- ала тазартылған суларды технологиялық процесстерде қайта қолдану (өндіріс орындарында тұйықталған циклды жұмыстарда); төгінді суларды 30-50-ге еселенген таза сулармен араластырып өзенге тастау; жүз пайыз тазалап өзенге тастау [3-4]. Бірінші әдіс тек өнеркәсіп төгінді суларына арналған, ал екінші мен үшінші біздің өңір үшін таза су тапшылығына байланысты тиімсіз. Сумен қамтамасыз етуде қала төгінді суларын қайта пайдалануға болмайды, құрамында ингриенттердің шектен тыс көп болуына байланысты санитарлық тұрғыда оларды су тоғандарына тастауға тыйым салынады Қазіргі уақытта төгінді сулармен ТМД елдерінде 400мың га-дан аса жер суландырылды. Аймақтық суландыру алаңдары Волга, Кривой, Одесса, Санкт-Петербург, Москва, Ростова обласында (ақсай), Киев, Баку, Ашхаба, Евпатория, Жданов, Омбы, маңдарында бар. Олар Балтық өңірі мен Орта Азияда,Урал мен Белоруссияда, Болгария, Венгрия, Германия, Индия, Жапония, АҚШ, Англия, Францияда да бар. [9-10]7. Суландыру алаңдарының кеңінен өндіруге көптеген маман-гигенашылар: З.Г. Френкель. Н.И. Хлебников, Л.И. Анастасьев, В.И. Эдельштейн, А.Н. Смагин, И.С.Корянин, З.К.Могилевчик, А.П.Прокопьев жақсы көзқарас білдірді. [17] А.И.Ловович(1968), И.К.Канардов (1965,1971), В.М.Новиков (1977,1983), А.Г.Андреев (1973,1976), Г.Е.Мерзл (1963), Б.Ф.Шубин (1969), М.П.Орлов (1955), В.И.Марымов (1978,1990), М.С.Григорьев (1983), А.А.Шомантаев(2007) және басқа көптеген ғалымдардың еңбектерінде суландыру алаңы, ауылшаруашылығы дақылдарынан жоғары өнім ала отырып, төгінді суларды зарарсыздандырудың және су айдындарын ластанудан қорғаудың сенімді құралы ретінде қарастырады. [18-19] Қазақстанда қалалық төгінді суларды суландыру үшін пайдаланумен 1970 жылдан бастап айналысуда. Негізінен Республикамыздың оңтүстік және оңтүстік шығыстың жарамды жерлері суландырылды. Төгінді суларды пайдаланған шаруашылықтар тәжірибелері (алматы обылысының Бурундай, Камсомол, Іле, Қаскелең, Қазақстанның 40жылдығы, Жамбылдың –Қостөбе; Оңтүстік Қазақстанның– Ақжар; Қызылорданың-''Оқу шаруашылығы'', Ақтөбенің– Жаңа) және осы шаруашылықтар аумағында жүргізілген қазақстандық ғалымдардың (Зубаиров О.З, Ақжанов А.А, Мусаев А.Н, Айманов А.Т, Константинов В.М, Жиенбаев М, Шомантаев А.А, Байманов Ж.Н., Тайманов Б.Б., Жүргенов Ж.С. және басқалар) ғылыми зерттеу жұмыстарының материалдары көрсеткендей , төгінді суларды пайдаланудың пайдаланушылар және санитарлық ережелерін сақтағанда, өсімдіктің өсуі мен дамуында, өнім сапасында және топырақ құрамында ешқандай теріс құбылыстар байқалмады. [28-31]
Топырақтардың су-физикалық қасиеттері шабындықты-батпақты топырақтардың зерттелуі. Топырақ қабатының кескінінен көретініміз - оның құрамы ауыр механикалық болып келетіні. Бет жағында ауыр саздақ, ал әрі қарай саз кездеседі. Жыртылатын горизонттағы көлемді салмағы 1,00-1,3 г/ см3 шамасында ауытқиды, орташа алғанда 1,12 г/см. Бұл топырақ түрлері үшін көлемді салмақтың орташа мәні 0-100 см. Қалыңдығы үшін -1,31 г/см құрайды. Топырақтың үлесті салмағы 2,66-1,70 г/см3 шамасында. Тәжірибе сұлбалары. Негізгі зерттеу алаңы ретінде Қызылорда қаласынан 120 шақырымда орналасқан Кұмкөл кенорнына карасты төгінді суларды биологиялық тазарту стансиясының аймағы алынған. Зерттеу міндеттері:
Жоңышқа дақылын төгінді сулармен суарудағы режимін анықтау мақсатында екі нұсқада зерттеу алаңы алынды. 1-нұсқа топырақтың төменгі ылғалдылық деңгейі (ТТЫД) 70-75% өзен суымен суару 2- нұсқа топырақтың төменгі ылғалдылық деңгейі (ТТЫД) 70-75% төгінді суымен суару Бір зерттеу алаңының ауданы 36 м2 (18*2,0).Зертеу алаңдарындағы дақылдардың өсіп-өнуін, олардың биіктігін сызғыштармен өлшеу арқылы анықталып, есептеулер Вильмас және Б.А.Доспехов атындағы малазығы ҒЗИ-нің методологиялық ережелеріне сәйкес жүргізілген. Топырақтың құрғақ күйіндегі салмағына қарағандағы тұздың мөлшерін пайыздық шамасын келесі формула бойынша жүргізілді: Сп= Мұндағы.: Сс – суаруда қолданылатын судың минерализацисы, г/л; Wоы - вегетациялық кезеңдегі топырақтың орташа ылғалдылығы 0,70 ЫС; γ – көлемдік масса , г/см3. жүргізілген. Суару режимі мелиорацияда қолданыстағы әдістеме бойынша зерттелді. Суару мерзімдері зерттеу вариаттарына сәйкес топырақ ылғалдығынын төменгі денгейге жету көрсеткішімен анықталды. Суарудағы сумөлшері үшбұрышты суағар арқылы өлшенді. Ағын өтімділігі 0,5 – 0,2 л/с., берілген судың көлемі: Wбор = q * t, л (2) мұндағы: q - өтімділік, л/с; t – суару ұзақтылығы, сек. Ал, маусымдық суару нормасы келесі формула бойынша анықталады: М = Е – Р – W – Wг , м3/га (3) Бірінші нұсқа зерттеу алаңы Абай елді мекеніне қарасты аймақта орналасып, ол Қызылорда оң жаға магистральді каналы арқылы суарылды. Екінші нұсқа Құмкөл кентіндегі Вахта -40 қалашығына қарасты аймақта орналасқан. Мұнда төгінді сулар қосалқы мердігерлердің көмегімен биологиялық тазартудан өткізіледі. Зерттеу жұмыстарын жүргізер алдында төгінді сулардың топыраққа тигізер әсерін анықтау және суару нормасын негіздеу үшін аймақтың топырақтарына талдаулар жүргізілді. Зерттеу алаңының топырағы механикалық құрамы жағынан сазды және ауырсаздылығымен сипатталады. Бір метірлік тереңдіктегі топырақ қабатының көлемдік массасы 1,28 г/см3, топырақ массасына қарғандағы төменгі ылғал сиымдылығы- 26,0% Топырақтың метірлік қабатындағы тұз мөлшері топырақ массасына карағанда 0,26-0,720% шамасында ауытқып отырады. 1-кесте. Зерттеу алаңының тұздану дәрежесі , % (бастапқы)
Зерттеу алаңының топырағы құрамындағы азот және фосфор бойынша төмен, ал кали мөлшері бойынша жоғары дәрежеде қанықан болып табылады, (кесте 2). 2-кесте. Зерттеу алаңы топырағының құнарлығы
Төгінді суларды биологиялық тазарту әдістері. Төгінді суларды жинақтау алаңдарында көптеп жиналуы, экологиялық тұрғыдан қарағанда қоршаған ортаға тигізер әсері мол. Осыған орай оларды тазарту және қайта пайдалану қазіргі таңда су ресурстарын қорғау және үнемді пайдалану сұрақтарын шешудегі маңызды іс- шаралардың бірі. Соңғы жылдары осы бағытта ғылыми тұрғыда негізделген іс- шаралар, яғни биологиялық тазарту тоғандары мен станцияларда төгінді суларды тазарту жұмыстары қарқын алуда. [1,2,3,4]. Биологиялық тазарту тоғандарында табиғи тазарту процесі негізінде жүргізіліп, тазарту станцияларында бірнеше сатыдан өткізу арқылы жүзеге асырылуда. Биологиялық тазарту тоғандарында су ұзақ мерзімде сақталып ультра көгілдір сәулелерін қабылдап, басқа тазарту әдістеріне қарағанда жоғары деңгейде заласызданады, осыған байланысты. Биологиялық тоғандарды төгінді суларды табиғи процестер әсерінен тазартатын жасанды немесе жасанды су айдындарын атайды. Тазарту тоғандарын жеке биологиялық құрылыс ретінде немесе биофильтрлерді қосарлап қайта қолданатын төгінді суларды қайта тазартатын құрылғы ретінде қолданады. Тоғандардың өзіндік ерекшелігі ол өзіндік және пайдалану құрылысының төмендігі, тұнбаларды бөлу кезіндегі тиімділігі барысында тазарту сапасы төгінді сулардың көптеп тасталу кезіндегі буферлік тұрақтылығы, рН және температурасының ауытқуы, төгінді сулардың залалсыздандыру дәрежесі мен одан биологиялық заттарды алу мүмкіндігі [15-16]. Биотоғандардағы төгінді сулармен жер үсті және жер асты суларының улану қаупін тұндырмау мақсатында, тоғандарды құрылыстың кәрізділігін қамтамасыз ететін сүзілуге қарсы қондырғылар қолданылады. Мұндай сүзілуге қарсы қолданылатын қондырғылар қолдану шартымен сипаттамалары бойынша негізгі екі түрге бөлінеді:
Тоғандарда табиғи өзіндік тазарту ол көне тазарту әдісі. Бұл әдіс қолдану аймағының климатына, төгінді сулардың құрамымен түріне талдау жасауды қажет етпейді. Осыған орай бұл әдісәлемде кеңінен тараған төгінді суларды тазарту әдістерінің бірі болып табылады. Бұл әдістің ең көп тараған ол 1950жылдарда АҚШ мемлекеті болып табылады. Ең қызығы тоғандар өнеркәсіп салаларының төгінді суларын тазартуда да қолданыс таб бастағандығы. Мұнда бір жағдайларда тазарту толығымен орындалса, басқаларында тоғандарға алдын-ала басқа әдістермен тазартылған төгінді сулар құйылып жатады. Сонымен қатар биотоғандарды пайдалану жолдарында да айырмашылықтар бар. Қолдан жасанды ауамен қанықтыру (аэрозация) кездеседі. Анаэробты кейіннен аэробтағы түрленетін бірнеше тоғандар жүйесі немесе тоған каскаттары да түріндегі биотоғандарда жиі кездесіп отырады. Желдің ауытқуынан судың тігінен ауытқуу орын алады осының салдарынан судағы фотосинтез жүретін шылау қабатында ауытқу орын алады. Ол фотосинтезге кері әсер етеді, соның әсерінен судағы оттегі ерітінділерінің шоғырлануын (консентрациясын) төмендетеді. Сонымен қатар биотоғандардағы органикалық заттардың пайызын ескеретін болсақ табанына жақын жерлерде анаэробты құбылыстар жиі болатындығын және табанында шылау қалдықтарынан пайда болатын биомассалардың анаэробты ыдырауы болатындығын елестету оңай. Мұндай құбылыстың биотоғандарды пайдалану кезінде өзіндік рөлі бар. Себебі бұл факторлардың әсерінен тоғандардың биоценозы түзіледі. Қазіргі таңда биотоғандар төгінді суларды тазартумен қатар механикалық жолмен тазартылған төгінділерді қайта тазартуда да қолданылады. Мұндай тазарту жұмыстары биоценоз құрамына және ондағы қышқылдану процесінеде әсер етеді. Тоғандарға түсетін төгінді ластығы килограммен өлшеу немесе тоғанға келетін төгінді судың текше метр көлемі бойынша есептеледі. Тоғанның режиміне әсер ететін ол түсетін күш болып табылады және оның шамасына байланысты анаэробты факультативті аэропты және аэропты тоғандар болып жіктеледі. Аэробиосиз деңгейі бойынша тоғандардың жіктелуі вертикаль немесе горизанталь бойынша, сонымен қатар уақыт шамасы бойынша жүргізіледі. Тоғандағы анаэробты жағдай тәулігіне БПК-330-350 кг/га күш түскен жағдайда байқалады. Тереңдігі 2,5м болатын терең тоғандарда анаэробты жағдай судағы оттегінің әсерінен болады. Ағысы жок былайынша айтқанда кантактілі тоғандарда төгінді сулардың толу жағдайына сәйкес алғаш анаэробтан кейін аэробты күйлер орын алады. Анаэробты тоғандарда негізінен тазартылатын агент-бактериялар онда негізгі орын алатын метанды ыдырау процесі. Мұнда шылаулар мен микрофауналар болмайды. Қышқылдану процесі органикалық заттардың көп мөлшерде болуына және оттегінің тапшылығына байланысты. Осындай теңсіздіктің әсерінен бактериялар өзінің тіршілік ету мақсатында көп мөлшерде субстраттарды қата өңдеуге мәжбүр болады. Сондықтанда анаэробты жағдайда тәулігіне 1га ауданда жүздеген кг БПК өңделеді. Анаэробты құбылыс кезінде жағымсыз иісті газ бөлініп отырады. Осыған байланысты ТМД елдерінде анаэробты тоғандар қолданыста болмайды. Аэробты немесе аэробты- анаэробты тоғандар көптеп тараған. Ол климаттық жағдайға, төгінді суларды алдын- ала тазартуға тазартылған сулардың сапасына қойылатын талаптарға сәйкес аэропты тоғандарға түсетін күштің тәулігіне ауытқуы 200-300 кг болатын БПК шамасында. Судың жоғарғы қабатында фотосинтез қарқынды жүріп су ауамен қанығу процесі орын алса төменгі бөлікте О2 мүлдем болмайды, сульфат қалыптаспайды және ашытудың метанды түрі кездеседі. Аэропты тоғандағы оттегінің негізгі көзі- фотосинтез. 3-кесте. Тәуліктік уақыт шамасына байланысты тоғандағы О2- шамасы
Зерттеу аймағындағы төгінді сулардың химиялық құрамы. Суармалы егістің өнімділігін жоғарылату жолында суаруға пайдаланылатын судың сапасының тигізетін әсері зор. Судың сапасы жоғарылағанда алынатын өнімнің де сапасы жоғарылап, агро өнеркәсібінде экологиялық қалыптастық пайда болады. Осыған байланысты төгінді сулардың жарамдылығын анықтау үшін алдымен осы аймақтардағы төгінді сулардың химиялық құрамдарын анықтау қажет. Осы бағытта қолданатын су түрлерінің химиялық құрамы Қызылорда қаласындағы облыстық және қалалық эпидемиялық станциялар мен қоршаған ортаны қорғау басқармаларындағы төгінді су түрлерінің химиялық анализдері алынып, талдаулар жүргізілген. Сулардың химиялық сараптамасы төмендегі кестелерде берілген. Бұл мәліметтерге қарасақ судың химиялық құрамы таза сумен көбірек араласқан сайын жақсара түсуде. А.М.Можейко және Т.К.Воротник (1958) өлшемі бойынша бұл сулар орташа тұздылық шкаласына жатады. Құрамында натрий көбірек. Хлордың мәні М.Ф.Буданов шкаласынан 4 есе, ал сульфаттың мәні 3 есе көп. В.А.Ковда (1980) шкаласы бойынша коллектор суларының тұздылығы жоғары класқа жатады. Сондықтан бұл сулар таза сумен араластырылуы қажет. И.П.Айдаров және А.И.Корольков (1980) шкаласы бойынша бұл сулар топырақты тұздатып жібереді деген қауіп бар. Натрий тұзының қауіпті екенін мына теңдеуден байқауға болады: Na S04:а NaСL:Na2С03=1:2:3 Бұл суларда магний өте көп, сондықтан да магнийдің топырақта жиналу қаупі бар. Оны болдырмау үшін кальций мен магний қатынасын (2:1) ұстап тұрған жөн және төгінді сулардың химиялық құрамы біркелкі болады. 4-кесте. Құмкөл қалашығының төгінді суларының химиялық құрамы
жүктеу/скачать 0.64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, % (1)