Современные технологии в очистке сточных вод на ОСК МУЛ города Хабаровска "Водоканал"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные технологии в очистке сточных вод на ОСК МУЛ города Хабаровска "Водоканал"

Костюк О.К.,

Шевцов М.Н.

ТОГУ, г. Хабаровск, Россия

Абстракт

Статья посвящена применению современных технологии в очистке сточных вод и обработке осадков, успешно используемых в процессе эксплуатации и планируемые к внедрению после расширения и реконструкции очистных сооружений канализации, для увеличения производительности и повышения эффективности их работы.

Ключевые слова: очистные сооружения канализации, система водоотведения, сточные воды, осадок сточных вод.

Kostyuk О. К., Shevtsov М. N.

PNU, Khabarovsk. Russia

MODERN TECHNOLOGIES IN WASTEWATER TREATMENT AT THE USC MUNICIPAL UNITARY ENTERPRISE OF KHABAROVSK "VODOKANAL"

Abstract: the Article is devoted to the application of modem technologies in wastewater treatment and precipitation treatment, successfully used in the operation process and planned for implementation after the expansion and reconstruction of sewage Treatment facilities, to increase productivity and improve the efficiency of their work.

Keywords: sewage Treatment plants, water disposal system, waste water, sewage sludge. технология очистка сточный вода

Актуальность применения современных технологий в очистке сточных вод. В настоящее время процесс очистки сточных вод имеет большое экологическое значение. Повышение требований к качеству очищаемых стоков заставляет искать более эффективные и экологически безопасные способы удаления загрязнений из сточных вод. Основными загрязнениями сточных вод являются физиологические выделения людей и животных, отходы и отбросы, получающиеся при мытье продуктов питания, кухонной посуды, стирке белья, мытье помещений и поливке улиц, а также технологические потери, отходы и отбросы на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные сточные воды содержат значительные количества органических веществ, способных быстро загнивать и служить питательной средой, обусловливающей возможность массового развития различных микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий. Некоторые производственные сточные воды содержат токсические примеси, оказывающие пагубное действие на людей, животных и рыб. Все это представляет серьезную угрозу для населения и требует немедленного удаления сточных вод за пределы жилой зоны и их очистки. Хозяйственно-бытовые воды без примеси промышленных в настоящее время практически отсутствуют. Исключение составляют сточные воды некоторых курортных поселков, но и в них поступают стоки от гаражей, содержащие нефтепродукты и другие загрязнения, характерные для производственных сточных вод. Особенность бытовых и, следовательно, городских сточных вод состоит в том, что в них содержится много микроорганизмов, среди которых могут присутствовать патогенные бактерии, возбудители кишечных инфекций.

Краткая характеристика сооружений канализации. Очистные сооружения канализации города Хабаровска - крупнейшие действующие сооружения среди городов Дальневосточного региона, которые обеспечивают высокую степень очистки коммунальных сточных вод. С 1986 года сооружения работают на полную мощность с производительностью 220 тыс. м 3/сутки. Технологическая схема очистки сточной воды на сооружениях классическая - это механическая очистка на решетках, песколовках и первичных отстойниках, полная биологическая очистка в аэротенках и вторичных отстойниках и УФ-обеззараживание очищенной сточной воды. Сооружения обработки осадка включают в себя илоуплотнители и иловые площадки с насосными станциями перекачки уплотненного ила и дренажной воды.

Последние 20 лет идет планомерная работа по автоматизации и диспетчеризации процессов очистки сточных вод с заменой оборудования на более надежное, эффективное и менее энергоемкое. В 2003 г. установлены новые автоматизированные решетки тонкой очистки (5 мм) с комплексом обезвоживания твердых отбросов, что позволило увеличить эффективность изъятия мусора из поступающей сточной воды и уменьшить объемы вывозимых на утилизацию отбросов.

Выполнена реконструкция системы аэрации в аэротенках. Сначала в 1996, затем в 2000 г. керамические фильтросные пластины были заменены на мелкопузырчатые трубчатые аэраторы из пористого полиэтилена. Опыт их эксплуатации показал, что в летний период времени они работают недостаточно эффективно, постоянно возникает дефицит растворенного кислорода в аэротенках, поэтому в 2009 и 2011 г. их заменили на тонкопузырчатые аэраторы тарельчатого типа с пористой резиновой мембраной. Применение этой аэрационной системы подтвердило ее высокое качество и надежность работы в любое время года, что позволило получить экономию электроэнергии на 10 - 12 %, за счет более высокой степени кислородопередачи и низкого сопротивления материала мембран.

Постоянно ведутся работы по комплексной модернизации многочисленного насосного оборудования очистных сооружений. Полностью заменены насосы циркуляции активного ила, выгрузки сырого осадка и перекачки иловой воды, на надежные и менее энергоемкие импортные насосы. Опыт эксплуатации этих насосов подтвердил надежность и экономичность их работы в наших тяжелых условиях.

В 2006 и 2009 г. произведена полная автоматизация работы двух технологических КНС очистных сооружений, с выводом всей информации диспетчеру очистных сооружений и Центральной диспетчерской службы предприятия. На всех технологических участках установлены необходимые приборы учета и контроля, что позволяет более качественно, оперативно и эффективно регулировать процессы всех стадий очистки сточной воды и обработки осадков.

В результате проведенных работ по замене и модернизации оборудования, установки приборов учета и контроля, а также автоматизации технологических процессов, удалось снизить нагрузку на отдельных процессах очистки, повысить надежность работы оборудования и сооружений в целом, значительно уменьшить эксплуатационные затраты, повысить производительность труда и сократить численность обслуживающего персонала.

Применение флокулянта в процессе обезвоживания осадков сточных вод. С 2005 по 2007 гг. специалистами предприятия проводились исследования эффективности использования флокулянтов для интенсификации процесса обезвоживания осадка сточных вод. Подобран наиболее эффективный флокулянт, разработана и внедрена реальная технологическая схема ускорения процесса обезвоживания осадка сточных вод на иловых площадках (рис.1). Приобретена установка автоматического приготовления и дозирования раствора флокулянта.

Раствор реагента вводится прямо в напорный трубопровод подачи осадка на иловые площадки, процесс хлопьеобразования осадка и отделения связанной воды начинается в трубопроводе и завершается в иловой карте. Выполнена реконструкция иловых площадок под каскадный тип, за счет увеличения протяженности горизонтального движения осадка в каскадных картах в последнюю карту приходит иловая вода с минимальным содержанием твердых частиц. Это позволило сократить количество одновременно эксплуатируемых карт, а также повысить производительность иловых карт в 1,5 раза без строительства новых, уменьшить объем осадка в картах за счет интенсивного обезвоживания.

В 2004 году перед предприятием встала проблема утилизации осадка сточных вод, накопившего на площадке складирования за 20 лет эксплуатации очистных сооружений. В течение нескольких лет совместно с сотрудниками НИИВЭП ДВО РАН в полупромышленных условиях была выполнена работа по исследованию и оптимизации технологии производства компоста для получения почвогрунта на основе осадка сточных вод. В качестве органического сырья для компостирования осадка используется пивная дробина, древесные опилки, для ускорения процесса ферментации отходов в компост обязательно добавляется специальная микробная закваска, полученная в лабораторных условиях. Смешанные в определенных пропорциях компоненты компостной смеси укладываются в бурты и периодически перемешиваются. При компостировании происходит активное разложение органических веществ, вызывающее интенсивный саморазогрев компостной смеси до 50 °С, тем самым ускоряя процесс санации осадка сточных вод, созревание компоста и вытеснение патогенной микрофлоры.

В результате через 3-4 месяца получается готовый компост, который полностью безопасен по агрохимическим, паразитологическим и санитарно-микробиологическим показателям и может использоваться в качестве добавки к слабо плодородным почвам. Тогда как в естественных условиях на площадке складирования время стабилизации осадка сточных вод составляет от 3 до 5 лет. В данный момент времени эта технология успешно используется для получения растительного грунта из осадка сточных вод для нужд нашего города.

4. Станция УФО-обеззараживания. После доочистки, сточные воды поступают на станцию УФ-обеззараживания, которая уже построена в рамках проекта расширения и реконструкции канализации г. Хабаровска и успешно эксплуатируется с февраля 2016 года. Станция УФО оборудована модулями канального типа с УФ - лампами. Очищенная сточная вода подается в канал, где она обтекает вертикально установленные кварцевые чехлы с расположенными в них лампами, и таким образом обеззараживается за счет воздействия на микроорганизмы бактерицидного УФ излучения с длиной волны 254 нм, доза облучения при этом составляет 40 мДж/см 2. Инактивация микроорганизмов происходит за счет фотохимических реакций, которые приводят к необратимым повреждениям ДНК и РНК микроорганизмов. В результате микроорганизм теряет способность к размножению.

УФ-облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Применение УФ позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов. В обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов. В случае передозировки облучения отсутствуют отрицательные эффекты. Для обеззараживания УФ облучением характерны более низкие, чем при хлорировании эксплуатационные расходы и полностью отсутствует негативное влияние на экосистему реки.

После обеззараживания сточная вода, поступает на сооружение насыщение кислородом, где дополнительно аэрируется, для обеспечения нормативного содержания растворенного кислорода в очищенной сточной воде, перед сбросом в р. Амур.

Помимо внедрения мер по повышению качества очистки сточных вод, особое внимание было уделено обработке осадка (рис. 2). Проектом предусмотрено следующее:

Рис. 2. Технологическая схема обработки осадков на ОСК

1. Реконструкция илоуплотнителей с устройством реагентного хозяйства для предварительной обработки осадка перед обезвоживанием;

2. Возведение комплекса по механическому обезвоживанию осадка на центрифугах (декантеры), который обеспечит снижение влажности осадка с 95 до 7080% и уменьшение в объеме в 4 - 5 раз;

3. Реконструкция метантенков, получение биогаза, строительство мини - ТЭС мощностью 1,5 МВт и котельной, работающих на полученном биогазе совместно с природным газом;

4. Для складирования и захоронения обезвоженного осадка, а также осадков, накопленных на иловых площадках, предусматривается строительство полигона депонирования.

Удаление соединений азота и фосфора одна из центральных задач программы модернизации работы сооружений биологической очистки сточных вод города Хабаровска. В 2010 году специалистами ОАО НИИ ВОДГЕО в рамках разработки проекта "Расширение и реконструкция 2 очереди канализации г. Хабаровска" была проведена работа по исследованию возможности удаления биологическим методом соединений азота и фосфора. В результате была разработана реальная технологическая схема очистки сточных вод с использованием процессов нитри - денитрификации и дефосфатации в аэротенках для удаления соединений азота и фосфора до установленных нормативов на стадии биологической очистки, выполнен технологический расчет и проектирование сооружений биологической очистки.

Аэротенки работают в комплексной циклической схеме, основанной на рециркуляции части иловой смеси между аэробной и аноксичными зонами. При этом окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит не последовательно (как в традиционных схемах), а циклически, небольшими порциями. В результате процессы нитри - денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота без использования дополнительного источника органического субстрата. Эта схема в отличие от традиционных позволяет наряду с эффективным удалением соединений азота повысить эффективность изъятия соединений фосфора. За счет оптимального чередования аэробных и анаэробных условий, при достаточной рециркуляции, способность активного ила аккумулировать соединения фосфора возрастает в 5 - 6 раз. Соответственно возрастает и эффективность его удаления с избыточным илом. Однако для окончательного удаления фосфатов до величины ниже 0,5 мг/л [1] в очищенную сточную воду перед вторичными отстойниками дополнительно вводится коагулянт - оксихлорид алюминия.

Удаление соединений азота из сточных вод биологическим методом является весьма эффективным, но одним из наиболее сложных технологических процессов биологической очистки. Технологический режим и эффективность работы каждого элемента технологической схемы определяется большим числом факторов, к числу которых относятся концентрация активного ила, степень очистки сточных вод, кислородный режим, температура, наличие и интенсивность циркуляционных потоков внутри или между элементами схемы. Преимуществом данной технологии является возможность реконструкции и модернизации действующих очистных сооружений с максимальным использованием существующих емкостей.

Помимо реконструкции сооружений огромная роль будет отведена автоматизации и диспетчеризации всех процессов очистки сточной воды и обработки осадков, с установкой многочисленных датчиков, приборов учета и контроля, ведению постоянного мониторинга качества очистки воды при помощи различных анализаторов.

Заключение

Реализация проекта расширения и реконструкции очистных сооружений канализации г. Хабаровска, который включает в себя внедрение новых технологий очистки сточной воды и обработки осадков, а также модернизацию оборудования и автоматизацию технологических процессов, позволит обеспечить очистку всего объема сточных вод города, значительно повысить эффективность и надежность работы сооружений очистки в целом. При этом улучшится состояние экосистемы реки Амур и благоприятно скажется на экологической обстановке на площадке очистных сооружений и вокруг нее, в том числе и в близлежащих населенных пунктах.

Библиографические ссылки на источники

1. "Водный кодекс Российской Федерации" от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 02.08.2019) [Электронный ресурс]. - сайт Консультант Плюс http://www.consultant.ru/ (дата обращения 10.12.2019г.)

Размещено на Allbest.ru