CC BY
14УДК 628.3
З.Р. Хасанова, Г.Ю. Фёдоров
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЖКХ, ИМЕЮЩИЕ НА СВОЕМ БАЛАНСЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (ДАЛЕЕ БОС)
В данной работе рассматривается технологические решения по совершенствованию системы очистки сточных вод на предприятии биологической очистки.
Ключевые слова: биологические методы, мембранный модуль, сточные воды, аэротенк с мембранным модулем.
Биологические методы очистки применяются для очистки сточных вод от многих органических и некоторых неорганических примесей. По характеру процесс биологической очистки аналогичен природным процессам. Биологическая очистка осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибков и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям, представленным множеством различных видов, что обусловлено наличием в очищаемой воде органических веществ различных классов. Сокращение видов бактерий происходит, если очистку проводят в отсутствие растворенного в воде кислорода (в анаэробных условиях) или при слишком неблагоприятном уровне питания, например, при слишком высоком содержании загрязнений.
Под действием микроорганизмов могут протекать окислительный (аэробный) или восстановительный (анаэробный) процессы.
При аэробном процессе происходит окисление органических веществ и образование новой биомассы, при этом в очищенных сточных водах остаются биологически неокисляемые вещества, преимущественно в растворенном состоянии. Коллоидные и нерастворенные вещества удаляются из сточной воды другими методами, например методом сорбции.
Аэробный процесс может нормально протекать, если концентрация органического вещества в очищаемой воде, выраженная в биохимической потребности в кислороде, не будет превышать некоторого предельного значения. В связи с этим концентрированные сточные воды разбавляют слабоконцентрированными бытовыми сточными водами, а в отдельных случаях чистой водой.
Анаэробный процесс применяют в настоящее время для очистки от органических веществ сильноконцентрированных сточных вод [1].
Предприятия МПП ЖКХ, занимающиеся биологической очисткой бытовых сточных вод, как правило, имеют на своем балансе устаревшие схемы биологических очистных сооружений (далее БОС) аэробного типа. В таких схемах сточная вода по канализационному коллектору поступает в приемные камеры БОС, затем в лоток, оборудованный ручной решеткой для задерживания крупных отбросов и водосливом, для измерения расхода воды. Из лотка сточная вода по трубопроводам отводится в первичный отстойник, где в течение 2-х часов происходит выпадение осадка. Сырой осадок откачивается в резервуар сырого осадка и уплотнённого ила. Для лучшего распределения жидкости по всему сечению отстойника и предотвращения взмучивания осадка под центральной трубой устанавливается отражательный щит. Осветленная жидкость переливается через кромку в периферийный кольцевой лоток и далее поступает в верхний канал аэротенков, а затем по распределительным лоткам в аэротенки. Аэрация осуществляется через дырчатые металлические трубы. Воздух в зоны аэрации подается от газодувок роторного типа, установленных в производственных зданиях [2].
© Хасанова З.Р., Фёдоров Г.Ю., 2014.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2014. № 12(39). Том I
После аэрации сточная вода в смеси с активным илом через впускные отверстия поступает во вторичный отстойник и, огибая погружную стенку, поступает в отстойную зону, где сточная вода отделяется от активного ила. Выпавший в бункерную часть зоны отстаивания активный ил перекачивается с помощью эрлифтов в зону аэрации для повторного использования (возвратный ил), а избыточная часть периодически удаляется на иловые площадки для подсушки.
Очищенная же сточная жидкость поднимается к поверхности зоны отстаивания в сборный лоток и по нему отводится из установки в контактный резервуар для дезинфекции. Контактный резервуар запроектирован в виде прямоугольной емкости с водосливной стенкой и рассчитан на 30-минутное пребывание очищенных сточных вод при максимально-часовом притоке. Обеззараживание очищенной сточной воды в контактных резервуарах перед сбросом в водоем осуществляется с помощью раствора хлорной воды. Для лучшего перемешивания очищенной сточной жидкости с хлорсодержащим раствором в контактный резервуар подается воздух, который распределяется дырчатыми трубами, проложенными по дну резервуара. Очищенная вода после дезинфекции сбрасывается в пруд-накопитель очищенных стоков. Избыточный ил же после вторичного отстойника подается в илоуплотнитель. И далее вывозится на специальные площадки [3].
На сегодняшний день существующая схема очистки сточных вод на БОС предприятия ЖКХ имеет ряд недостатков:
- оборудование не полностью справляется с очисткой высококонцентрированных сточных вод;
- у оборудования выходит срок эксплуатации и поэтому необходима его замена;
- существующее оборудование занимает достаточно обширную площадь;
- степень очистки сточных вод не в полной мере соответствует современным санитарно - гигиеническим нормативам;
- большие энергозатраты.
В настоящее время имеется достаточно широкий ассортимент методов, позволяющих перерабатывать бытовые сточные воды с получением пригодного для дальнейшего использования продукта. Поэтому необходимо выбрать такое оборудование, у которого степень очистки будет соответствовать современным нормативам, а так же будут снижены энергозатраты.
Наиболее полно соответствуют действующим водоохранным нормам установки очистки сточных вод, включающие в себя аэротенк и мембранный модуль. Данный метод сочетает глубокую биологическую очистку и мембранную фильтрацию с тонкостью фильтрации 0,005^0,05 мкм. Это позволяет высокоселективно задерживать взвешенные вещества, коллоиды, бактерии и вирусы.
В результате использования мембранного модуля, вместо вторичных отстойников схема очистки сточных вод поменяется, и будет выглядеть теперь так:
Загрязненные воды поступают в приемную емкость, далее проходят первичную очистку от крупных взвешенных твердых частиц через решетку-процеживатель, а затем поступают на дальнейшую очистку в первичный отстойник. Далее вода подается в аэротенк с погруженным в него блоком мембранного модуля, где аэрированные органические компоненты окисляются активным илом. Затем водный раствор активного ила проходит через блок ультрафильтрации, который представляет собой кассеты полых фильтрующих мембран. Мембранный модуль, погруженный внутрь аэротенка, состоит из 10 - 20 кассет, в каждой из которых располагаются от 5 до 15 пучков мембранных волокон. Половолоконная мембрана представляет собой полую нить наружным диаметром около 2 мм и длиной до 2 м. Поверхность нити представляет собой ультрафильтрационную мембрану с размером пор 0,03 - 0,1 мкм. Столь малый размер пор является физическим барьером для проникновения организмов активного ила, имеющих размер более 0,5 мкм, что позволяет полностью отделить активный ил от сточной воды и снизить концентрацию взвешенных веществ в очищенной воде до 1 мг/л и менее. Каждый пучок состоит из 100-1000 мембранных волокон и оборудован общим патрубком отвода отфильтрованной воды. Фильтрация происходит под действием вакуума, создаваемого на внутренней поверхности мембранного волокна самовсасывающим насосом фильтрации. Очищенная вода поступает по
напорным трубопроводам на технологические нужды предприятия, а оставшаяся часть направляется в пруд-накопитель. Активный ил остается в мембранном резервуаре и поддерживается во взвешенном состоянии с помощью системы аэрации. Избыточный ил подается на илоуплот-нители, для обезвоживания, и далее вывозится на специальные площадки.
Сочетание аэротенка с мембранным модулем даёт новое качество очистки: при этом достигается глубокая очистка сточных вод от загрязняющих веществ до показателей, удовлетворяющих требованиям по сбросу очищенных стоков в природные водоемы всех категорий. После мембранного модуля часть очищенной воды подается на технологические нужды предприятия, т.е. налаживается оборотное водоснабжение, а оставшаяся часть в пруд-накопитель. А также позволяет избавиться от вторичных отстойников и стадии обеззараживания.
Использование мембранного модуля будет иметь ряд преимуществ:
- возможность очистки высококонцентрированных сточных вод;
- возможность увеличения или уменьшения производительности без изменения технологического процесса;
- позволяет избавиться от вторичных отстойников и обеззараживания;
- возможность работы при концентрации активного ила в аэротенке с мембранным модулем 12-15 г/л, что позволит уменьшить его объем практически в 3 раза;
- получение малого количества избыточного активного ила, что значительно влияет на стоимость его механического обезвоживания и утилизацию;
- очищенные сточные воды не содержат взвешенных частиц, бактерий и вирусов;
- малые энергозатраты [4].
Предлагаемый вид модернизации предназначен для предприятии МПП ЖКХ, занимающихся биологической очисткой бытовых сточных вод и позволит достичь выше названных результатов.
Библиографический список
1. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пособие/Д. А. Криво-шеин, П.П. Кукин, В. Л. Лапин и др. - М.: Высшая школа, 2003.
2. Экологический паспорт предприятия ОАО «Балтасинское МПП ЖКХ».
3. Документы по станции биологической очистки сточных вод ОАО «Балтасинское МПП ЖКХ» -технологические схемы. Эксплуатация очистных сооружений и канализационных станций.
4. Справочник по очистке природных и сточных вод/ Л.Л.Пааль, Я.Я.Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин. - М.: Высш.шк., 2004.
ХАСАНОВА Залия Рустемовна - студент, Казанский государственный энергетический университет.
ФЁДОРОВ Георгий Юрьевич - доцент кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет.
