CC BY
44
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Морчиладзе Д.Э
Европейский Университ
Г.Н. Кудряшова, З.У. Джангидзе
МГСУ
Общеизвестная, традиционная концепция очистки состоит в том, что все сточные воды надо собирать в одном месте и очищать их централизованно. Строительство канализационных систем неудобно и дорого, но по ряду причин использовать децентрализованный метод очистки не было целесообразно:
причина 1. до сих пор, стоимость, к примеру, 100 маленьких очистных сооружений была существенно выше, чем стоимость одного большого сооружения объемом в сто раз больше. Выигрыш, который дает отсутствие необходимости прокладки системы канализации, не покрывал эту разницу,
причина 2. при большом количестве локальных очистных сооружений возникала необходимость в создании множества выпусков очищенных сточных вод в водные объекты. Особенно было проблематично, если источники сточных вод находились выше по течению водозабора, предназначенного для водоснабжения,
причина 3. крупные очистные сооружения имели большую надежность, так как при большем расходе снижается коэффициент неравномерности расхода вод,
причина 4. выносить излишек ила биологической очистки с разных мест также являлось проблемой,
причина 5. Сумма площадей отведенных территорий со своими санитарно-защит-ными зонами для каждого очистного сооружения в общей сложности была бы больше, чем площадь для одного крупного очистного сооружения,
причина 6. Для большого количества локальных очистных систем эксплуатационные расходы были бы несравнимо больше, чем для эксплуатации централизованного комплекса очистных сооружений
причина 7. Контролировать исправность одного крупного сооружения для Роспо-требнадзора и других органов исполнительной власти было легче, чем контроль нескольких малых очистных комплексов.
Развитие инновационных технологий позволяет по-новому подходить к проблеме очистки сточных вод. Становиться возможным применение децентрализованного метода очистки сточных вод. Для этого необходимо, чтобы в комплексе очистительных сооружений, блок биологической очистки брал на себя основную нагрузку. В таком случае снижается нагрузка на блоки, где используются физические и химические методы очистки. Снижается как стоимость этих блоков, так и занимаемая ими площадь.
Таким условиям могут удовлетворять очистительные комплексы с высокопродуктивным аэротэнком. В аэротэнке надо поддерживать особые условия для бактерии и их высокую концентрацию. Надо обеспечить эффективное отделение активного ила. Надо минимизировать количество излишка ила и энергозатраты.
Струйно-Зонный Реактор замкнутого типа (СЗР) или Jet Zone loop Reactor (JZR), изобретенный Институтом Охраны Окружающей Среды Бременского Университета удовлетворяет этим требованиям. Международное корпоративное партнерство «ЭКО-ПАС», членом которого является институт, предлагает СЗР в комплексе с физическими и химическими методами для применения децентрализованного метода очистки.
Ниже приводим схему очистки с применением СЗР :
Чистая
Воздух
Воэарат ила Избыток ила
Сточная вода
Приводим один из примеров практического применения:
"'не имеет движущихся частей ■Sне требует остановок на ремонт s лёгок в обслуживании ✓ низкие эксплуат затраты s полная герметичность
ВХОДЯЩИЙ поток
(400 л/мин): ХГ1К: 1,200 мг/л, БП1^:700мг/л, NH4-N:3ÜMr/n |
После очистки: . __
unl)J,.„ , • Шаихаи ХПК<300мг/л,
БПК. < SO мг/л, — J^"^11
NH4-N < 25МГ/Л*»—'' ^^Ш^/день
Струйно-Зонный Реактор с отстойником
Для наглядной демонстрации преимуществ Струйно-Зонного Реактора, приводим таблицу для сравнения:
Параметр Единица Традиц. установки с активным илом и с отстойником СЗР замкнутого цикла с отстойником
ХПК кг. в сутки 5 200 5 200
Нагрузка илом кг. ХПК/кг сух. вещ. в сут. 0,5 3,3
Объемная нагрузка кг. ХПК/м3 в сутки 3 25
Уровень воды Метр 4 13
О2 выработка кг. Ог/кВт. 1,8 - 2,0 2,8 - 3,0
О2 усваивание % 20 >40
Потребность в воздухе нМ3/ч 3200 1300
Расход энергии кВтч/м3 0.76 0.43
Расход энергии кВтч/кг. ХПК 0.53 0.3
Объём аэротэнка М3 2000 130
Конц. сухого вещества г/л 4-6 10-15
Занимаемая площадь М^ 500 50
Стоимость тыс. Евро 3 200 1 500
Вместо отстойника в схеме очистки можно использовать ультрафилтрацию. Высокопродуктивный Струйно-Зонный Реактор с ультрафильтрацией (СЗР-УФ) посредством оптимального снабжения воздухом и насыщения кислородом, высоким содержанием и оборотной производительности биомассы, и специальной гидродинамики позволяет эффективно очищать сточную воду и делает возможным устранение комплексных и, чаще всего, тяжело расщепляющихся органических субстанций. Полная задержка биологической массы позволяет достичь большого возраста ила. Кроме того, нет потребности в емкостных отстойниках для отделения биомассы, а также исключается утечка биомассы. Вода эффективно дезинфицируется за счет задержки бактерий и вирусов.
Исходя из вышесказанного и других технологических особенностей, СЗР-УФ имеет те новые свойства, которые позволяют применять децентрализованный метод очистки сточных вод:
свойство 1. Стоимость очистных сооружений в пересчете на очистку 1 м3 сточной воды, ниже, чем у известных аналогов.
свойство 2. СЗР-УФ сверхустойчив к изменению уровня загрязнения сточной воды, что повышает надежность очистки.
свойство 3. СЗР-УФ занимает намного меньше места, чем известные аналоги, является экологически чистым сооружением и не требует выделения санитарной зоны, что позволило ставить СЗР даже на круизных лайнерах.
свойство 4. Во время очистки происходит управляемый биологически процесс, где данные контролируются в режиме реального времени.
свойство 5. Количество излишка ила минимально по причине повышенной метаболической активности микроорганизмов (выделяется 0,05 кг излишка ила на 1 кг снятого ХПК).
свойство 6. Эксплуатационные расходы минимальны, так как процесс автома-
тизирован. СЗР-УФ имеет низкий расход (0,2-0,5 кВт/кг ХПКснятое) электроэнергии, кроме того, для него не требуется подготовки воздуха.
свойство 7. Использование физических и химических методов очистки в комплексе с СЗР-УФ позволяет без высоких затрат достигнуть высочайшую степень очистки.
Таким образом, все перечисленные ранее проблемы, которые в прошлом не позволяли применять децентрализованный метод очистки, разрешены. «Причина 1» снимается «свойством 1» и «свойством 7», не считая экономию из-за сокращения канализационной системы.
«Причина 2» снимается «свойством 7», но если все-таки существует проблема выпуска для отдельных объектов, для очищенных сточных вод можно использовать систему канализации (так же, как и при централизованном методе очистки). Но, во-первых, канализирование очищенных вод проще, чем сточных и, во-вторых, сокращение числа объектов для которых невозможно найти выпуск, снижает нагрузку на общую систему канализации.
«Причина 3» решается «свойством 2». «Причина 4» решается «свойством 5». «Причина 5» решается «свойством 3» - СЗР-УФ занимает намного меньше места, чем любые существующие аналоги. «Причина 6» снимается «свойством 6». «Причина 7» снимается «свойством 4».
Таким образом, становиться возможным выработка концепции децентрализованной очистки сточных вод для целого региона при наличии исходные данные.
Избранные публикации:
N.Rabiger; M.Schluter, O.Bork, S.Scheid: New Phenomena of Mass Transfer in Gas/Liquid Flows; Prod. Of the ASME, New York (2001)
N.Rabiger: Brauchwassergewinnung mit Trinkwasserqualitat, Neues biologisches Verfahren zur Gewinnung von hygienisch einwandfreien Brauchwassers aus Abwassern der Lebensmittelindustrie; wwt Wasserwirtschaft Wassertechnik (6/2003)
N.Rabiger: Future Aspects - Cleaner Production. Biotechnology, 2nd Edition, Vol. 11a, Environmental
Избранные патенты:
DE 19850557A1 Verfahren zur Abtrennung von kondensierbaren Stoffen aus Gasen oder Gasgemischen. Anmeldetag: 3.11.1998
US 6436172B1 Method for separating condensable substances from gases or gas mixtures. 20.08.2002
US 4940546A Installation for aerobic biological purification of pollutant-containing water. 10.07.19990
DE 19842332A1 Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser. Anmeldetag 16.09.1998
DE 10124082C2 Verfahren und Anlage zur Wasserentsalzung. Anmeldetag 16.05.2001 EP Nr. 0130499 Gerat zur biologischen Abwasserreinigung. Erteilt am 16.06.1987 EP Nr. 0306053 Reaktor und Verfahren zum biologischen Reinigen von schadstoffhaltigem Wasser. Veroffentlicht am 08.03.1989 (1989/10)
EP Nr. 0306054 Anlage zur aeroben biologischen Reinigung von schadstoffhaltigem Wasser. Veroffentlicht am 08.03.1989 (1989/10)
EPNr. 88105075.1 Messgerat zur Bestimmung der RuSdispersion. Erteiltam15.05.1989
EPNr. 88111174.4 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kautschukmischungen und anderen fullstoffhaltigen Mischungen auf der Basis von Polymeren. Erteilt am 04.09.1989
Статья представлена Редакционным советом «Вестника МГСУ»
