CC BY
64
ВестникКрасГАУ. 2007. №3
УДК 574:556 (571.61) Н.Г. Хлынина
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД г. БЕЛОГОРСКА АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБЕНТА «СБЦ»
В статье приводится динамика сброса загрязненных сточных вод и перечень основных промышленных загрязнителей.
Предлагаются к применению сорбент «СБЦ» и новое техническое решение для очистки сточных вод г. Белогорска, основным элементом которого является фильтр с плоской загрузкой.
Вода является основой жизни на Земле. Однако интенсивное воздействие человека на природу привело к такому загрязнению водных ресурсов планеты, что можно назвать эту проблему глобальной.
Амурская область обладает значительными ресурсами поверхностных вод. Экологическая обстановка на территории Амурской области существенно не изменилась по сравнению с предыдущими годами.
По-прежнему актуальна проблема загрязнения сброса неочищенных коммунальных и промышленных многокомпонентных сточных вод в водные объекты.
На 2005 г. по Амурской области забрано 155,4 млн м3 воды, из них сброшено сточных вод в водные объекты 109,5 млн м3, в том числе загрязненных 100,13 млн м3 (рис. 1).
Количество загрязняющих веществ существенно колеблется и зависит от сезона года, при этом вода меняет свои качественные показатели. Это обусловлено присутствием гумусовых веществ, которые в паводковый период поступают в реку. Следует отметить, что даже после очистки вода не соответствует требованиям СанПиН 2.1.5.980-00 и превышает предельно допустимый сброс.
110
100
90
80
102,8
94,3
95,1
99,08
100,13
91
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Рис. 1. Динамика сброса загрязненных сточных вод в водные объекты, млн м3
Для очистки многокомпонентных сточных вод разработано много методов и технологий, позволяющих снижать антропогенную нагрузку на водные объекты. Целью разработки нового сорбента из природных материалов являлось повышение качества очистки сточных вод от многокомпонентных органических соединений и ионов тяжелых металлов непосредственно в данном населенном пункте с применением природных материалов данного региона.
Сорбент для комплексной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов получил название «СБЦ». Объемное соотношение компонентов в нем следующее, %: сапропель - 50-60; монтмориллонит - 20-30; цеолит - 20-30.
В настоящее время сооружения очистной системы канализации г. Белогорска находятся в неудовлетворительном состоянии по причинам износа оборудования на 60-70% и несовершенства принятой тех-
нологической схемы очистки сточных вод, а также высокой энергоемкости и как следствие высоких затрат на электроэнергию аэротенков.
Город Белогорск использует водные ресурсы главным образом для хозпитьевого и технического водоснабжения, выработки энергии, добычи полезных ископаемых и водного транспорта.
В воде остаются недоочищенными составляющие I и II классов опасности (т/год) такие, как: нефтепродукты - 20; фенолы - 0,47; никель - 0,18; хром - 0,14; свинец - 1,51; кадмий - 0,01; марганец -8,39 (табл.). Основным поставщиком загрязняющих веществ в р. Томь является г. Белогорск (рис. 2).
Рис. 2. Схема перечня предприятий по загрязнению сточных вод г. Белогорска Амурской области
Характеристика исследуемых сточных вод
Наименование веществ Вход, мг/л Выход, мг/л Выход с сорбентом «СБЦ», мг/л
Азот аммоний 26,00-36,00 15,50-21,50 7,25-10,02
Нитриты 0,030-0,150 0,210-17,970 0,072-8,380
Нитраты 0,300-0,500 0,183-0,305 0,066-0,110
Хлориды 40,0-62,0 27,2-42,2 11,2-17,4
БПК 146,0-290,0 97,8-102,5 38,0-39,9
Фосфаты 7,00-15,00 4,80-10,06 1,67-3,50
Железо 0,56-0,85 0,55-0,37 0,19-0,13
Нефтепродукты 0,4000-3,7000 0,2800-2,4400 0,0086-0,0740
Хром 0-0,0100 0-0,0067 0-0,0030
Медь 0,0900-0,0270 0,0061-0,0180 0,0023-0,0068
Цинк 0,0180-0,0390 0,0124-0,0270 0,0048-0,0110
СПАВ 1,04-2,26 0,73-1,58 0,27-0,59
Фенолы 0,1000-0,0430 0,0060-0,0260 0,0024-0,1000
Сульфаты 32,50-58,90 21,13-38,29 9,42-17,08
Жиры 21,0-62,0 12,6-37,2 4,2-12,4
101
—1— Водопровод сточной жидкости
—2— Трубопровод сточной жидкости
—3— Трубопровод выгрузки и опорожнения ила перегнивателей и аэробных минерализаторов
4— Напорный трубопровод сброженного осадка
-5- Всасывающий трубопровод опорожнения аэротенков контактных резервуаров
--6— Напорный трубопровод опорожнения аэротенков и контактных резервуаров
—7— Всасывающий трубопровод технической воды для гидроэлеваторов песколовок
—8— Самотечный трубопровод дробленых отбросов
—9— Напорный трубопровод хозяйственно-фекальных канализации и дроблёных отбросов
--10- Напорный трубопровод технической воды для гидроэлеваторов песколовок
--11- Пульпопровод
--12- Напорный трубопровод технической воды в хлораторную
--13- Напорный трубопровод хлорной воды
--14- Трубопровод выпуска сточных вод из контактных резервуаров
--15- II
--16- II
--17- Воздуховод
--18- II
--19- II
--20- Самотечный трубопровод хозяйственно-фекальной канализации
--21- Трубопровод промывной воды
--22- Трубопровод сброса промывной воды напорный
--23- Аварийный трубопровод сточной жидкости
—2^ Трубопровод сброса промывных вод самотечный
--25- Трубопровод очищенных сточных вод
Рис. 3. Существующая и предлагаемая технологические схемы очистки сточных вод на «ООО» Водоканал г.Белогорска Амурской области
Результаты проведенного опыта свидетельствуют, что процент очистки сточных вод с использованием сорбента «СБЦ» г. Белогорска поэлементно составил: нефтепродукты 91-98; медь 74-80; нитраты 70-78; железо 59-67; фосфаты 68-76; нитриты 69-76; жиры 67-76; СПАВ 68-75; БПК 67-74; сульфаты 66-74; фенолы 66-73; азот аммоний 64-72; хлориды 66-72; хром 63-71; цинк 64-70.
Для рационального использования водных ресурсов и усиления охраны водоемов от загрязнения нами разработано новое техническое решение по модернизации существующей схемы очистки сточных вод (рис. 3). В данной технологической схеме предложена замена центрального блока очистки сточных вод, то есть замена вертикального отстойника и аэротенков на более дешевые и менее энергоемкие сооружения. Аэротенки заменили на биофильтр с плоскостной загрузкой, так как он наиболее компактен, имеет малую энергоемкость, надежен в эксплуатации, не подвержен заилению: плотность загрузки составляет до 250 кг/м3, гидравлическая нагрузка на 1 м3 объема фильтра в сутки составляет 6-18 м3, высота загрузочного слоя - 3-8 м.
Сточная вода при использовании данной технологической схемы очистки (см. рис. 3) и предлагаемого сорбента «СБЦ» очищается до значений предельно-допустимых концентраций, позволяющих сбрасывать ее в водоем рыбохозяйственной категории водопользования.
Предварительное исследование каждого типа стоков необходимо, так как может быть снижение концентрации ионов в сточной воде, следовательно, степень очистки будет другая. Один грамм сорбента «СБЦ» может поглотить до 3,76 мг различных загрязнителей.
Качество и глубина очистки воды находятся в прямой зависимости от физико-химических свойств материалов, которые и обуславливают сорбционные и ионообменные его характеристики, то есть свойства того или иного сорбента зависят от исходного сырья.
В последнее время большое внимание также уделяется использованию вторичного сырья для изготовления строительных материалов и изделий. Это связано с тем, что запасы минерального и органического сырья на планете постепенно уменьшаются, отдаляются источники сырья от мест его потребления, что сильно удорожает процессы производства.
Производство эффективных строительных материалов и изделий, отвечающих современным требованиям по экологичности тяжелых металлов, доступности и основным физико-механическим характеристикам, - важная и нерешенная в полном объеме задача строительной отрасли в целом и в частности - промышленности строительных материалов.
Нами предложена утилизация отходов отработанного сорбента и внедрены опытно-производственные участки с использованием сухого остатка сорбента при производстве тротуарной плитки, камней бетонных бортовых; бетонных блоков для стен подвалов и облицовки каналов оросительных систем.
Изготовленные образцы подвергались следующим испытаниям: определение снижения водоцементного отношения при постоянной густоте цементного теста; определение сроков сохранения подвижности; определение прочности беспесчанных бетонов; определяли водопоглощение, плотность, пористость.
После проведения лабораторных исследований выявлено, что изготовленные образцы изделий с добавлением отработанного сорбента отвечают марке бетона В6. Причем при производстве бетонных изделий для промышленного и дорожного строительства с использованием сухого остатка сорбента «СБЦ» увеличивались физико-технические и механические свойства бетонных изделий.
Предотвращенный экологический ущерб р. Томь от очистки воды от крупномолекулярных органических соединений и ионов тяжелых металлов составит 29 066 775 руб/год. Рентабельность проекта 35%. Сроки окупаемости 4 месяца. На реконструкцию технологической схемы очистки сточных вод потребуется не более 2,5 млн руб., а затраты на производство бетонных изделий уменьшатся на 25%.
----------♦'-------------
