Вернуться в библиотеку
Полный вариант http://rniiakh.com/
Новые технологические и конструктивные решения очистных сооружений для поселков, городов и промпредприятий.
По нашей оценке, более 80% очистных
сооружений канализации поселков, небольших и
средних городов России и других странах не
работает или не обеспечивает необходимое
качество очистки сточных вод из-за ненадежности
в длительной эксплуатации аэрационного
оборудования, ухудшения и полного прекращения
процесса биологической очистки в холодное время
года, быстрой гибели активного ила при перерывах
в подаче электроэнергии и аварийного состояния.
К указанному числу относятся почти все
устаревшие сооружения с биологическими
фильтрами.
Низкая
рентабельность очистных сооружений канализации,
использующих традиционные технологические
решения (их срок окупаемости более 20 лет),
препятствует поступлению частных инвестиций в
эту сферу.
Переломить в
корне отношение к данной отрасли можно только
внедрением новых технологических процессов
очистки сточных вод, обеспечивающих снижение
капитальных и эксплуатационных затрат в 2 - 3
раза.
Новые технологии
очистки сточных вод есть в России. С 1982 года в
Ростовском НИИ КХ, по заказу Минжилкомхоза
РСФСР, на основе 20 отечественных и зарубежных
патентов разрабатывалась система новых типов
очистных сооружений канализации, которая
обеспечивает надежность технологических режимов
очистки сточных вод, высокое и стабильное
качество очистки в холодные периоды года,
снижение энергозатрат в 2 - 3 раза и уменьшение
численности обслуживающего персонала не менее
чем на 50%. Таким образом срок окупаемости
инвестиций сокращается до 5 лет.
Комбинированные установки и сооружения (КС)
По патентам
России № 1020379, 1533239, 1761688, 1761690,
2114792, 2220915, международная заявка
PCT/RU096/00202 и патенту Америки №
US6,217,759B1 предназначены для биохимической
очистки сточных вод поселков, городов и
предприятий с концентрацией загрязнений по БПК
до 1000 мг/л, взвешенным веществам до 400 мг/л.
Сточные воды после механической обработки
подаются в камеру смешения 1, где они
смешиваются с иловой смесью, поступающей из
аэротенка-отстойника 2. Из камеры 1 смесь
сточной жидкости и ила перекачивается насосом 3
в систему орошения биофильтра, состоящую из
водораспределительных лотков 4 со сливными
патрубками 5 и отражательными дисками 6.
Падающие струи жидкости дробятся на дисках и
орошают загрузку биофильтра 7. Биофильтр с
иммобилизованной микрофлорой предназначен для
сорбции и окисления 50-70% органических
загрязнений, нитрификации и частичной
денитрификации азотсодержащих загрязнений.
Процесс образования нитрифицирующих и
денитрифицирующих микроорганизмов обусловлен
последовательным наслоением биоценоза (толщиной
до 10 мм) и изменением условий развития
микроорганизмов.
действующих КС используются в качестве загрузки
биофильтра волнистые листы асбестоцементного
шифера, обладающие достаточной шероховатостью
для закрепления микрофлоры и жесткостью. В
дальнейшем будет применяться плоскостная
загрузка из стеклопластика с повышенной удельной
поверхностью. Для исключения заиливания загрузки
листы имеют изменяющуюся по высоте
шероховатость, волнистые перегородки и
прорези.
Окисление остальной части загрязнений до степени
очистки 98% производится активным илом в
аэротенке-отстойнике 2. В аэрационной 10 и
отстойной зоне 11 (слое взвешенного ила)
осуществляется глубокая минерализация биомассы.
Для насыщения ила кислородом и перемешивания
содержимого аэротенка применена водоструйная
аэрация. Прошедшая через биофильтр жидкость
направляется сборным поддоном 8 к аэрационным
колоннам 9, в которых происходит засасывание
воздуха - водоструйная эжекция (0,5 - 0,6 м3 на
1 м3 жидкости), вследствие возникновения
вихревых воронок. Аэрационными колоннами
водовоздушная смесь распределяется по объему
аэротенка. При этом в аэротенк за счет
растворения кислорода воздуха в иловой смеси при
орошении биофильтра поступает 30-35%
необходимого кислорода и за счет процесса
массопередачи в колоннах и при подъеме пузырьков
воздуха 70-65% кислорода. Удары струй о днище
аэротенка и движение газожидкостных потоков
обеспечивают эффективное перемешивание
содержимого аэротенка. Вытесняемая из зоны
аэрации иловая смесь через щель поступает в зону
отстаивания, где часть ила уплотняется и
возвращается в зону аэрации, а остальная часть
образует взвешенный слой ила. Очищенная вода
отводится через сборные лотки.
По заказам Минсельхоза России разработаны
станции биологической очистки сточных вод 200,
400, 800 м3/сут. в капитальном и заводском
исполнении. По заказу ГОССТРОЯ России - станции
аналогичной производительности для районов
Крайнего Севера.
Разработаны проекты очистных сооружений с КС для
поселков и городов производительностью от
до 25000 м3/сут., состоящие из секций, которые
работают автономно и объединены общей камерой
смешения, технологическими трубопроводами и
циркуляционными насосами. Для снижения
концентрации взвешенных веществ и остаточных
органических загрязнений по БПК комбинированные
сооружения дополнены биореакторами глубокой
доочистки сточных вод .
Использование
комбинированных сооружений обеспечивает:
- надежность
технологического режима работы за счет
применения в качестве основного оборудования
низконапорных насосов, а также длительного
сохранения жизнедеятельности биомассы в
биофильтрах. Поэтому быстро восстанавливается
активный ил в аэротенках-отстойниках после
перерывов в работе;
-
снижение концентрации загрязнений по БПК с 100 -
1000 до 7 - 15 мг/л, взвешенных веществ с 100 -
400 до 3 - 10 мг/л. Высокий эффект очистки
обусловлен тем, что КС являются реакторами
идеального смешения; длительным контактом с
микрофлорой биофильтров и аэротенков и наличием
фильтрующего слоя активного ила в отстойниках;
- максимальное
использование кислорода воздуха (до 20% от
общего) за счет многократной циркуляции через
биофильтр и аэротенк позволяет уменьшить
количество холодного наружного воздуха в
биохимических процессах в 3 - 5 раз и
соответственно оптимизировать тепловой режим
работы сооружений в холодный период времени
года;
- выполнение КС в
закрытом исполнении с обработкой использованного
воздуха обеспечивает экологически чистый режим
работы. Станция биологической очистки в п.
Абрау-Дюрсо расположена на расстоянии 30 м от
комфортабельных коттеджей и 16 м от
оздоровительного комплекса. Очистные сооружения
г. Вольска, оборудованные установками мокрой
очистки использованного воздуха, размещаются на
расстоянии 100 м, г. Кинешмы 150 м от жилой
застройки;
- полное
использование затрачиваемой насосами энергии на
работу биофильтра, подачу кислорода,
перемешивание аэротенка, воздухообмен в
сооружениях, позволяет снизить удельные
энергетичеcкие затраты до 0,4 - 0,5 кВт/кгБПК.
Затраты на очистку коммунальных сточных вод
составляют 0,17 - 0,22 кВт/м3. Поэтому расход
электроэнергии ниже, чем в обычных аэрационных
сооружениях в 2 - 3 раза.
В настоящее время основной задачей
является восстановление имеющихся очистных
сооружений и получение качественных показателей
очистки сточных вод. Использование новых
технологий при
существующих очистных сооружений канализации
обеспечивает не только снижение эксплуатационных
затрат, но и увеличение, при необходимости,
мощности канализационных сооружений в 1,5 – 3
раза. Себестоимость очистки сточных вод в новых
типах очистных сооружений канализации для
диапазона от 1 000 до 100 000 м3/сут. колеблется
в пределах 2 – 1,5 руб. за 1 м3. С учетом затрат
на эксплуатацию перекачивающих насосных станций,
обслуживание сетей и коллекторов и других
производственных затрат, стоимость очистки
составляет 2,5 – 3 руб. В разных регионах России
тариф для предприятий и населения на очистку
канализационных сточных вод составляет 6 – 9
руб. Поэтому даже при сохранении и поддержании
тарифов в пределах 7 – 9 руб. возврат банковских
кредитов может быть осуществлен при
строительстве новых очистных сооружений в
течение 5 – 6 лет, при реконструкции
существующих с использованием ранее построенных
сооружений и коммуникаций в течение 3 – 5 лет.
Рост городов приводит к
новым проблемам: необходимость прокладки новых
коллекторов, повышение энергозатрат на подачу
сточных вод на очистные сооружения. Одним из
современных методов решения задач очистки
сточных вод в больших населенных пунктах, по
нашему мнению, является полная и частичная
децентрализация систем водоотведения. Новые типы
закрытых и компактных очистных сооружений,
снабженных установками для дезинфекции и
дезодорации использованного в процессах воздуха,
можно разместить непосредственно в жилых
кварталах, а очищенную воду использовать на
технические нужды городов и для пополнения
внутренних водоемов. Новый подход к
строительству очистных сооружений дает
возможность резко снизить капитальные затраты.
Перспективным
направлением является образование фирм, которые
будут осуществлять модернизацию существующих
сооружений и проводить новую техническую
политику.