СТАНЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

СТАНЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД контейнерного типа для северных территорий Освоение Крайнего Севера России - стратегическая задача № 1 нашего государства, и наша компания внесла свой небольшой вклад в её решение. Для проживания человека необходимо создать комфортные условия, близкие к городским. В то же время не допустимо загрязнять окружающую среду, пусть это даже бескрайние просторы тундры, тайги или любой другой территории. В данной статье речь пойдет об очистке канализационных сточных вод, а в следующей статье мы предоставим информацию о подготовке питьевой воды. (Эту проблему решают установки приготовления питьевой воды из снега, которые производит наша компания). Торговый Дом «ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ» разработал и на собственных мощностях освоил производство очистных сооружений бытовых сточных вод и близких к ним по составу производственных сточных вод, производительностью от 1,0 до 500м3/сутки. Оборудование установлено в Республике Коми, Ямало-Ненецком автономном округе, в Якутии, на острове Врангеля и мысе Шмидта и пр. Природно-климатические условия Северной зоны (низкие расчетные температуры наружного воздуха и длительный период их стояния, высокие скорости ветра, обуславливающие большую «жесткость» погоды, вечномерзлые грунты в основании сооружений) в сочетании с хозяйственно-экономическими факторами (удаленность объектов от магистральных дорог и баз снабжения, сложность проведения сервисного обслуживания, недостаток квалификационных кадров и др.) накладывают многие ограничения на свободу выбора технологических процессов и конструкций сооружений. Практически всегда емкостные сооружения приходится размещать в помещении или предусматривать павильон для их обслуживания. Размещаются сооружения на сыпучем основании, высота которого подбирается с учетом распространения зоны «талика» (изотерма нулевых температур в грунте), либо на свайном ростверке. С другой стороны, очистные сооружения должны иметь простые и надежные технологию и конструкцию, допускающие их транспортировку в условиях бездорожья, обслуживание сооружений и текущие ремонтные работы могут выполняться эксплуатационным персоналом без сервисного обслуживания. Категорически не подходят для этих условия сооружения со сложными схемами автоматизации, при отказе которых сооружения становятся неуправляемыми. Приведем описание сооружений производительностью 50м3/сутки на базе типовой установке «Тверь-50С» для ЯНАО. Первый вопрос, с которым столкнулась наша компания – отсутствие в поселке для которого производилась вышеуказанное сооружение системы канализации. Т.е. возле каждого блок-модуля дома стоял бак-накопитель из которого периодически вывозились отходы посредством ассенизационной машины. Поэтому первым отсеком очистных сооружений стал усреднитель, снабженный системой перемешивания (для приведения состава стоков к параметрам, при которых возможна биологическая очистка). За время нахождения стоков в сборной емкости стоки успевали остыть. Поэтому в усреднителе была выполнена система подогрева стоков. Так же в усреднитель установлены насосы, подающие стоки на очистку с постоянным расходом. На входе в очистные сооружения установлена мусоросборная корзина. При поступлении на очистку исходных сточных вод с концентрацией по БПКполн. свыше 100 их очистка осуществляется без добавки органического субстрата и биогенных элементов. В случае концентрации БПКполн. исходных сточных вод менее 100мг/л к ним добавляется растворы органического субстрата (глицерин) и солей биогенных элементов (азота и фосфата) с расчетом доведения БПКполн. до 100мг/л, а соотношения биогенных элементов к БПК: азота – 1:20, фосфора – 1:100, что обеспечит необходимые условия протекания процесса биологической очистки. Очистка сточных вод осуществляется в четыре этапа: 1й этап- механическая очистка. Эту функцию выполняет самоочищающаяся решетка или мусоросборная корзина. 2й этап - биологическая очистка на базе плавающей и прикрепленной микрофлоры с процессами нитрификации-денитрификации; 3й этап - глубокая биологическая очистка с использованием искусственных водорослей; 4й этап - фильтрация, обеззараживание и сорбция. Биологическая очистка сточных вод осуществляется по следующим ступеням: денитрификация, в ходе которой исходные сточные воды смешиваются с нитрифицированной иловой смесью, рециркулируемой из аэротенка; при этом кислород нитратов используется денитрифицирующим илом для окисления органических соединений сточных вод с выделением газообразного азота; для перемешивания в денитрификаторе используется крупнопузырчатая аэрация, при которой попутно измельчаются агломерированные образования в сточных водах; сорбция и окисление органических загрязнений активным илом в аэротенке, с последующим отделением и рециркуляцией активного ила во вторичном отстойнике; процесс очистки протекает в режиме полного окисления; в целях повышения дозы активной биомассы в аэротенке предусматривается донная загрузка из тяжелого пористого материала или блоков ББЗ, через которую осуществляется среднепузырчатая ли мелкопузырчатая аэрация. Глубокая биологическая очистка осуществляется в аэробном биореакторе с насадкой из искусственных водорослей. Во внешних слоях биопленки на насадке (в аэробных условиях) происходят процессы глубокого окисления с нитрификацией остаточных загрязнений, во внутренних слоях (в аноксидных условиях) – процессы денитрификации. Одновременно в аэробном биореакторе происходит связывание фосфатов за счет образования их нерастворимых соединений с ионами кальция и магния, поступающими в сточные воды в результате постепенного растворения доломитовой загрузки на дне сооружения. Взвесь фосфатов сорбируется на биопленке и удаляется вместе с ней. Дополнительно предусматривается возможность добавления в сточную воду коагулянта, для чего в комплект поставки входит установка приготовления реагента. Осветление сточных вод производится на фильтре с плавающей загрузкой. Далее сточные воды проходят процесс сорбции, осуществляемой на фильтре с загрузкой из мезопористого ископаемого угля, на котором задерживаются растворенные нефтепродукты, прошедшие предыдущие ступени очистки. Осветленная сточная вода поступает в сборную емкость, из которой перекачивается на установку УФ-обеззараживания. Для подогрева сточных вод предусматривается устройство трубчатых змеевиковых нагревателей в усреднителе денитрификаторе и аэротенках, через которые прокачивается подогретая в электронагревателе водопроводная вода. Благодаря рециркуляции иловой смеси из аэротенка в денитрификатор обеспечивается поддержание требуемой температуры воды в денитрификаторе за счет как подогрева, так и смешения исходных сточных вод с нагретой иловой смесью. Изменение состава и концентрации загрязнений сточных вод по ступеням очистки при максимальной начальной концентрации загрязнений по БПКполн 200мг/л приведено в таблице 1. Таблица 1. Наименование Исходные сточные воды Сточные воды после денитрификатора Сточные воды после биологической очистки Сточные воды после глубокой биологической очистки Сточные воды после фильтрации Очищенные сточные воды (после обеззараживания и сорбции) Взвешенные вещества 250 - 10 5 3 2 ХПК 350 300 80 40 30 12 БПКполн. До 200 150 10 3 2 1,5 Азот аммонийный 20 20 2 0,6 0,3 0,3 Азот нитритный - 0,5 0,05 0,02 0,01 0,01 Азот нитратный - 2 5 3 3 3 Наименование Исходные сточные воды Сточные воды после денитрификатора Сточные воды после биологи ческой очистки Сточные воды после глубокой биологической очистки Сточные воды после фильтрации Очищенные сточные воды (после обеззараживания и сорбции) Железо общее 3 3 0,6 0,2 0,1 0,05 Нефтепродукты До15 15 1,5 0,2 0,1 0,05 Фосфаты (по Р) 3,5 3,5 2,4 0,5 0,2 0,1 СПАВ 5 5 0,5 0,2 0,1 0,1 Как видно из данных, благодаря применению многоступенчатой очистки очистные сооружения имеют определенные резервы по удалению большей части загрязнений, что позволит в случае превышения концентрации по отдельным видам загрязнений в исходных сточных водах обеспечить удовлетворение нормативных требований по их концентрации в очищенных сточных водах. Обслуживание сооружений. Для удобства обслуживания сооружения снабжены насосами и эрлифтами, что позволяет осуществлять удаление осадка включением соответствующего насоса в шкафу управления. Для удаления отмершей биопленки периодически (1 раз в 3-4 недели) производится регенерация насадки за счет ее встряхивания при резком увеличении интенсивности аэрации; оторвавшиеся от искусственных водорослей биопленка (в основном отмершая) выделяется отделяется в третичном отстойнике. Плавающая загрузка фильтров по мере загрязнения (в среднем, 1-2 раза в неделю) промывается за счет пропуска через нее залпового расхода сточных вод при включении в работу дренажа малого сопротивления. При этом загрузка расширяется и загрязнения вымываются со сбросом грязной промывной воды в сборную емкость и последующей ее перекачкой в аэротенк. Кварцевые чехлы установки УФ-излучения периодически (1 раз в 2-3 месяца) промываются от отложений раствором щавелевой кислоты. По мере исчерпания активности сорбента (в среднем, 1 раз в год) он заменяется свежим. Замена осуществляется поэтапно: верхняя половина загрузки удаляется, а нижняя перемещается на ее место, располагаясь над свежей загрузкой. Избыточный ил и отмершая биопленка, благодаря режиму полного окисления, получаются стабильными и периодически (ил -один раз в 2-4 недели, осадок - раз в 1-2 недели) перекачиваются из, соответственно, вторичного и третичного отстойников в илоуплотнитель. Уплотненный ил обеззараживается активным хлором за счет ввода в него хлорсодержащей растворимой таблетки (доза хлора 50 мг/л) , а затем перекачивается на иловую площадку для подсушки. Автоматизация, сигнализация Предусмотрены следующие автоматизированные системы: поддержания заданной температуры сточных вод; перекачки фильтрованных сточных вод на обеззараживание; перекачки грязной промывной воды; поддержание заданной температуры воздуха в помещении. Предусмотрена сигнализация с передачей в диспетчерский пункт сигнала «неисправность» в случае: отключения рабочего ввода электроснабжения; достижения аварийного уровня сточных вод в осветлительном фильтре; отключения рабочей установки воздушного отопления и приточной вентиляции. Сигналы передаются «сухим контактом» по контрольному кабелю в диспетчерский пункт. Измерение расхода сточных вод осуществляется с использованием электромагнитного расходомера. Первичный прибор расходомера установлен на соединительном трубопроводе между блоками полной биологической очистки и глубокой очистки в блок-контейнере производственных помещений 1го этажа, вторичный прибор - в блок-контейнере производственных помещений 2го этажа. Дополнительно, по требованию Заказчика, возможна установка программного комплекса АСУТП, однако, необходимости в этом нет, т.к. сооружения работают в автоматическом решении и требуют только наблюдение и выполнение сервисных мероприятий. Некоторые рекомендации, основанные на опыте эксплуатации очистных сооружений в северной зоне. Очень важно объекты обеспечивать необходимым резервным оборудованием, запасом расходных материалов на первый год эксплуатации, ремонтными комплектами. Объекты должны сопровождаться краткими, но предельно ясными инструкциями по проведению монтажных, пуско-наладочных работ, эксплуатации, регламентными ремонтными работами. Следует учитывать, что зачастую проведение контрольных анализов сточных вод, без которых невозможно выполнить пуско-наладочные работы и обеспечить эффективную эксплуатацию, становится малодоступным или совсем недоступным. В этих условиях необходимо снабдить персонал информацией о проведении альтернативных методов контроля, доступных эксплуатационному персоналу, такие как определение прозрачности очищенных сточных вод, оценка внешнего вида активного ила (размеров, формы и цвета хлопьев), запаха, издаваемого очищенными сточными водами и активным илом, и других органолептических методов исследования. Очень важно также сообщать в сопроводительных документах (паспортах, инструкциях и т.д.) контакты лиц, которые могут оказывать техническую помощь строительно-монтажным и эксплуатационным организациям и ответить на вопросы, возникающие при монтаже и эксплуатации. К сожалению, зачастую очистные сооружения поставляются организациями-посредниками, которые не обладают необходимой квалификацией при выборе типа сооружений, особенно в сложных условиях Северной зоны, и не могут оказать необходимую техническую помощь при их монтаже и эксплуатации, что чревато неблагоприятными последствиями и для Заказчиков, и для Поставщиков, и для самих посредников. Поэтому рекомендуется уже на самых первых этапах переговоров устанавливать прямые контакты между Заказчиками и Поставщиками, отбросив почти всегда несостоятельные опасения о лишении посредников их доли прибыли. Поставщики, как правило, не идут на разрыв с посредниками, будучи заинтересованными в налаженных каналах заказов. К тому же в роли посредников часто фактически выступают проектные организации, не имеющие опыта проектирования в Северной зоне и закладывающие в проекты неработоспособные решения. В целом, ответственность всего круга лиц, принимающих технические решения о строительстве очистных сооружений в Северной зоне гораздо выше, чем в случае обычных условий строительства, поскольку в несколько раз выше «цена» ошибки и гораздо труднее ее исправление. Поэтому Заказчики должны обращать особое внимание на выбор Поставщика оборудования и его опыт работы в Северной зоне. Поставщиков оборудования, отвечающих отмеченным критериям, немного. Заказчики делают большую ошибку, когда в погоне за экономией средств соглашаются на явно неработоспособные варианты с поставкой очистных сооружений, размещаемых в Северной зоне вне здания и без павильона для обслуживания сооружений, с инновационными, но непроверенными технологиями и конструкциями. Исправление подобных ошибок чревато гораздо большими затратами, чем использование проверенных технических решений. Все перечисленные в статье рекомендации неукоснительно выполняются специалистами нашей компании. Применение проверенных в многолетней эксплуатации технологических решений, регламентированных действующими нормами, использование резервирования содержаний обеспечивает возможность стабильной работы очистных сооружений в сложных условиях северной климатической зоны. ООО "ТД "Инженерное оборудование" выполняет полный спектр работ начиная от проектирования и заканчивая вводом сооружений в эксплуатацию.