Д.В. Кашарин, С.Ю. Бессарабов
В статье рассматриваются вопросы расширения рекреационного использования Черноморского побережья Краснодарского края за счет применения флото- и ботокемпингов. Приведен анализ источников водо- и энергоснабжения для данных объектов рекреации, а также схемы технологии водоподготовки с применением мембранных методов очистки и системы рекуперации энергии
Протяженность Черноморского побережья (ЧП) на территории Краснодарского края составляет 475 км, освоение которых происходит в основном за счет обустройства пляжей различных категорий вблизи городов и муниципальных образований (рис. 1) [1].
В то же время туристический поток в 2016 году возрос до 12,5 миллионов человек, что обуславливает необходимость использования бухтовых и скалистых участков побережья для развития активных видов отдыха населения. Одним из таких видов является яхтенный туризм и в соответствии с федеральной целевой программой от 2 августа 2011 года № 644 «Развитие внутреннего и въездного туризма в Российской Федерации (2011 – 2018 годы)» (с изменениями на 31 января 2017 года) наиболее перспективным является создание доступных малобюджетных флото- и ботокемпингов, рассчитанных на 25…50 человек с причальными сооружениями для малотоннажных судов [1–3].
В статье рассматриваются вопросы расширения рекреационного использования Черноморского побережья Краснодарского края за счет применения флото- и ботокемпингов. Приведен анализ источников водо- и энергоснабжения для данных объектов рекреации, а также схемы технологии водоподготовки с применением мембранных методов очистки и системы рекуперации энергии
Протяженность Черноморского побережья (ЧП) на территории Краснодарского края составляет 475 км, освоение которых происходит в основном за счет обустройства пляжей различных категорий вблизи городов и муниципальных образований (рис. 1) [1].
В то же время туристический поток в 2016 году возрос до 12,5 миллионов человек, что обуславливает необходимость использования бухтовых и скалистых участков побережья для развития активных видов отдыха населения. Одним из таких видов является яхтенный туризм и в соответствии с федеральной целевой программой от 2 августа 2011 года № 644 «Развитие внутреннего и въездного туризма в Российской Федерации (2011 – 2018 годы)» (с изменениями на 31 января 2017 года) наиболее перспективным является создание доступных малобюджетных флото- и ботокемпингов, рассчитанных на 25…50 человек с причальными сооружениями для малотоннажных судов [1–3].
Рисунок 1 Расположение организованных пляжей первой, второй и третьей категории
Основной проблемой создания таких объектов является обеспечение децентрализованного водо- и энергоснабжения данных сезонно действующих объектов.
В качестве источников водоснабжения рассматриваются малые реки, подземные и морская воды, гидрохимические характеристики которых представлена в таблице [4–6].
Таблица. Гидрохимические характеристики поверхностной, подземной и морской воды ЧП Краснодарского края
Для обеспечения надежного водозабора из малых рек ЧП в устьевой части требуется установка дополнительных регулирующих и водопроводящих гидротехнических сооружений. При подготовке воды для технического и хозпитьевого водоснабжения наиболее эффективным является применение компактных ультрафильтрационных установок.
Значительное количество подземные источники водоснабжения ЧП имеют превышение концентраций по марганцу, сероводороду и железу двухвалентному (рис. 2) [5]. Нами были предложены диаграммы выбора методов очистки подземных вод для условий ЧП Краснодарского края (рис. 3).
Значительное количество подземные источники водоснабжения ЧП имеют превышение концентраций по марганцу, сероводороду и железу двухвалентному (рис. 2) [5]. Нами были предложены диаграммы выбора методов очистки подземных вод для условий ЧП Краснодарского края (рис. 3).
Рисунок 2. Месторождение подземных вод ЧП Краснодарского края
Рисунок 3. Диаграмма областей применения методов очистки подземных вод от марганца, железа двухвалентного и сероводорода:
1 - упрощенная аэрация; 2 - усиленная аэрация; 3 - вакуумная дегазация
1 - упрощенная аэрация; 2 - усиленная аэрация; 3 - вакуумная дегазация
Морская вода ЧП по своему составу более однородна и ее осредненный состав представлен в таблице [6].
Для снижения минерализации с целью обеспечения хозяйственно питьевого водоснабжения после анализа существующих методов применяется: химическое опреснение; дистилляция; ионный обмен; обратный осмос; электродиализ; замораживание [7]. Более перспективными для приведенных концентраций в таблице являются установки обратного осмоса, выполненные с возможностью рекуперации энергии концентрата, что актуально в условиях децентрализованного энергоснабжения (рис. 4).
Рисунок 4 Технологическая схема очистки поверхностных, подземных и морских вод с применением мембранных технологий основанных на процессах ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса: 1 – грязевик; 2 – ёмкость с коагулянтом; 3 – контактная ёмкость; 4 – ёмкость с гипохлоритом натрия; 5 – воздуходувка; 6 – аэрационная колонна; 7 – скорый фильтр; 8 – механический фильтр; 9 – предварительно засыпной фильтр; 10 – ёмкость соляной кислоты; 11 – ёмкость с ингибитором; 12 – ёмкость регенерационного раствора; 13 – гидротурбина; 14 – мембранный модуль; 15 – ёмкость с концентратом; 16 – бак накопитель; 17 – насосы повышения давления.
Сравнительный анализ методов подготовки воды с учетом возможности рекуперации энергии в соответствии с гидрохимическим составом поверхностных вод по результатам расчета технологической схемы в программе NanoTechPRO приведен на рисунке 5. Используя данные рисунка 5 можно сделать вывод, что, несмотря на значительную энергоемкость обратноосмотических установок за счет рекуперации энергии на концентрате происходит ее снижение, что обеспечивает наибольшую эффективность их работы при использовании в условиях децентрализованного водо- и энергоснабжения.
Рисунок 5. Относительные характеристики при очистке воды с применением мембранных технологий и рекуперации энергии на гидротурбине
Для условий хозяйственно-питьевого обеспечения флото- и ботокемпинга численностью от 25 до 50 человек по результатам расчета представлен график зависимости относительных мощности и расхода.
Рисунок 6. График зависимости потребляемой относительной мощности обратноосмотической установки для морской воды к относительной ее производительности
Минимальный расход Qmin и потребляемая мощность соответствует хозяйственно-питьевому водоснабжению ботокемпинга численностью 25 человек. При известном фактическом расходе Qф можно определить требуемую мощность Ns в соответствии со следующим выражением, имеющим достоверность аппроксимации R2 = 0,988.
Для потребностей бото- и флотокемпингов мощность энергоснабжения составляет 30 ÷ 85 кВт с учетом работы портовых сооружений. Данную мощность можно обеспечить за счет совместного использования нескольких видов возобновляемых источников энергии. Проведен анализ возможных источников энергии на ЧП Краснодарского края (рис. 7) [4]. Наиболее перспективным является использование гидропотенциала малых рек за счет применения рукавных и деривационных микроГЭС в сочетании с солнечной энергией. Ветроэнергетический потенциал в условиях ЧП Краснодарского кря не столь существенен, а создание отдельно стоящих ветроэнергетических установок большой мощности не является рациональным.
Рисунок а
Рисунок б
Рисунок в
Рисунок 7. Возобновляемые источники энергии ЧП Краснодарского края: а – потенциал солнечной энергии; б – ветроэнергетический потенциал; в – гидропотенциал в баллах
ВЫВОДЫ
1.Обоснована перспективность применения мембранных технология для децентрализованного водоснабжения флото- и ботокемпингов в условиях ЧП Краснодарского края с использованием рекуперации энергии.
2.В качестве возобновляемых источников энергии наиболее рационально использовать гидроэнергетический потенциал малых рек совместно с солнечной энергией путем создания гибридных электростанций.
ЛИТЕРАТУРА
1.Шуйский Н.Д., Выхованец Г.В. Исследование пляжей на абразионных берегах Черного и Азовского морей. Краснодар, 1984. 144 с.
2.Турпоток на курорты Краснодарского края вырос на 10 % [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://otdih.nakubani.ru /krasnodarskiy-kray/2016-09-07-turpotok-na-kurortyi-krasnodarskogo-kraya- vyiros-na-10/.
3.ИСО 13687:2014. Туризм и сопутствующие услуги - Яхтенные порты - Минимальные требования.
4.Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейнов рек Черного моря. Книга 1. Общая характеристика бассейнов рек. 2014
5.Клименко В.И. Подземные воды Черноморского побережья Кавказа. Наука, 1979. 99 с.
6.Терзиев Ф.С. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР: Черное море. T.IV, В.2 / Ф.С. Терзиев и др. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. 219 с.
7.Первов А.Г. Современные высокоэффективные технологии очистки питьевой и технической воды с применением мембран: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация. М.: АСВ, 2009. 231с.
1.Шуйский Н.Д., Выхованец Г.В. Исследование пляжей на абразионных берегах Черного и Азовского морей. Краснодар, 1984. 144 с.
2.Турпоток на курорты Краснодарского края вырос на 10 % [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://otdih.nakubani.ru /krasnodarskiy-kray/2016-09-07-turpotok-na-kurortyi-krasnodarskogo-kraya- vyiros-na-10/.
3.ИСО 13687:2014. Туризм и сопутствующие услуги - Яхтенные порты - Минимальные требования.
4.Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейнов рек Черного моря. Книга 1. Общая характеристика бассейнов рек. 2014
5.Клименко В.И. Подземные воды Черноморского побережья Кавказа. Наука, 1979. 99 с.
6.Терзиев Ф.С. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР: Черное море. T.IV, В.2 / Ф.С. Терзиев и др. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. 219 с.
7.Первов А.Г. Современные высокоэффективные технологии очистки питьевой и технической воды с применением мембран: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация. М.: АСВ, 2009. 231с.