CC BY
9
УДК 628.16
doi: 10.55287/22275398 2022 4 27
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ФПЗ ДЛЯ ДООЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
О. Б.Говоров* А. О. Говорова**
* ООО Научно-технический центр «ФОНСВИТ», г. Балашиха
** Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
(НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация
Статья посвящена опыту применения на стадии проектирования и строительства станции реагентной доочистки бытовых сточных вод, основным сооружением которой являются фильтры. Спроектированы фильтры с нисходящим фильтрованием воды. В качестве загрузки приняты гранулы вспененного полистирола, обладающие преимуществами по сравнению с тяжелыми фильтрующими загрузками.
Ключевые слова
бытовые сточные воды, доо-чистка, фильтрование, фильтры с плавающей загрузкой, вспененный полистирол
Дата поступления в редакцию
21.11.2022
Дата принятия к печати
29.11.2022
03
г
м О
-I
м
Э СО
и о н
ю
X
X
Введение 2
Интенсивное развитие коммунального хозяйства и промышленности приводит к росту количества сточных вод, подлежащих доочистке перед их повторным использованием или сбросом в водоемы [1, 2]. В этой связи возрастает роль фильтров с зернистыми загрузками как перспективных сооружений
доочистки сточных вод после сооружений биологической очистки. о
Помимо традиционных однослойных скорых фильтров с загрузкой из керамзита, горелых пород ^ о
интенсификации процесса доочистки добиваются использованием двухслойных фильтров. Обычно О §
применяемые для доочистки сточных вод песчаные или керамзитовые фильтры имеют сложную во- О ¡5
довоздушную систему для промывки крупнозернистой загрузки, требуют установки дополнительных О ^
насосов подкачки и микрофильтров. ^ ^
Использование для этих целей различных типов фильтров с плавающей загрузкой (ФПЗ), таких как ^ ц;
ФПЗ-3 и ФПЗ-4, позволяет исключить недостатки и рационально компоновать блок доочистки с осталь- ^ I ными очистными сооружениями [3, 4].
Изучению процесса доочистки сточных вод на фильтрах с плавающей неоднородной загрузкой из
гранул вспененного пенополистирола посвящены работы М. Г. Журбы, В. П., Приходько, Н. Н. Гироля, О
. н Ш 2
. с
О О
5
Й <и О I а щ О 2 со 5
Б. Н. Якимчука, П. Г. Луценко и др. [3 - 5]. Экспериментально было подтверждено, что при использовании неоднородной загрузки из недробленого пенополистирола крупностью 0,5 - 8,0 мм и толщиной рабочего слоя 1,2 - 1,6 м в диапазоне скоростей фильтрования от 5 до 15 м/ч достигается требуемая степень доочистки, которая определяется как технологическими параметрами процесса, так и исходным содержанием взвешенных веществ, и показателем БПК5. Необходимым условием обеспечения эффективного осветления сточных вод является наличие в общем объеме загрузки до 70% фракции с диаметром гранул от 0,5 до 2,0 мм.
В качестве примера в табл. 1 приведена эффективность работы фильтра ФПЗ-4 при различном содержании загрязнений в сточной воде, прошедшей механическую и биологическую очистку, и скорости фильтрования.
Таблица 1
Эффективность работы фильтра ФПЗ-4 по доочистке сточных вод
Исходная вода* V, м/ч Фильтрат ЪЬ, м Тф , ч
ВВ, мг/л БПК 5 , мг/л ВВ, мг/л БПК 5 , мг/л
60 28 5 3 9,1 0,15 72
10 7 12,6 0,14 33
42 20,5 5 1,5 - 2 4,4 - 7,7 0,12 108- 119
10 3 - 4 5,3 - 9,6 0,01 56 - 61
26 15,2 8 1 - 3 4,1 - 5,7 0,1 - 0,12 75 - 104
10 1 - 5 3,9 - 4,8 0,095 - 0,12 56 - 80
Примечание: * — сточная вода после биологической очистки; ВВ — среднее содержание взвешенных веществ; V — скорость фильтрования, — суммарные потери напора; Тф — продолжительность фильтроцикла.
Методы и материалы
Объектом изучения являются действующие канализационные очистные сооружения (КОС) поселка, расположенного в Вологодской области среднесуточной производительностью до 10,0 тыс. куб.м.
КОС включают сооружения механической и биологической очистки, а также обработки осадка. В состав сооружений механической очистки входят: приемная камера, решетка, горизонтальные песколовки с круговым движением воды и первичные вертикальные отстойники. Биологическая очистка представлена аэротенками коридорного типа с пневматической аэрацией и вторичными вертикальными отстойниками. На КОС предусмотрено обеззараживание очищенной сточной воды в контактном резервуаре жидким хлором.
Качество бытовых сточных вод (СВ) после стадии биологической очистки представлено в табл. 2.
Анализ данных показывает, что для повышения степени очистки СВ требуется проектирование ступени доочистки.
Таблица 2
Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах после механической и биологической очистки
Наименование загрязнений Значение Наименование загрязнений Значение
Взвешенные вещества, мг/л 14,10 АПАВ, мг/л 0,31
ХПК, мг/л 53,3 Метанол, мг/л 0,1
БПК, мг/л 14,99 Фенолы, мг/л 0,002
Азот аммонийный, мг/л 2,25 Формальдегид, мг/л 0,047
Нитрит-ион, мг/л 0,19 Железо, мг/л 0,42
Нитрат-ион, мг/л 36,27 Цинк, мг/л 0,027
Фосфор фосфатов, мг/л 1,95 Алюминий, мг/л 0,001
Хлориды, мг/л 40,52 рН, ед. 7,37
Сульфаты, мг/л 40,91 Полный (сухой) остаток, мг/л 390,0
Нефтепродукты, мг/л 0,008
Результаты и обсуждение
Спроектированная на основании [6] и положительного опыта применения ФПЗ [3, 4] станция доочистки сточных вод включала насосную станцию подкачки с приемным резервуаром; реагент-ное хозяйство; фильтровальный блок; технологические трубопроводы и лотки.
Технологическая схема доочистки сточных вод предусматривала следующее. Очищенные сточные воды, прошедшие стадию биологической очистки, из вторичных отстойников по каналу с размерами 600x900 самотеком поступают в приемный резервуар, совмещенный с насосной станцией. Резервуар оборудован погружными насосами, с помощью которых сточные воды подаются в общий напорный трубопровод, проложенный по связывающей насосную станцию и здание фильтров галерее, и затем на фильтры, расположенные в два ряда. В этот же трубопровод вводится с расчетной дозой 5% раствор алюминий гидроксид хлорида с помощью насосов-дозаторов.
Удаление взвешенных загрязняющих веществ минерального и органического происхождения осуществляется на фильтрах с плавающей полимерной загрузкой ФПЗ-4 с нисходящим направлением фильтрационного потока воды и средним отбором очищенной воды за счет развитой поверхности и высокой адгезионной способности гранул загрузки.
Фильтр ФПЗ-4 запроектирован квадратным в плане площадью ~ 11 м2 и общей высотой 5,5 м. Количество устанавливаемых на станции фильтров — десять (рис. 1).
а) б)
Рис. 1. Фильтровальный блок: а — поперечный разрез фильтров; б — общий вид
03
г
м О
-I
м
Э СО
<
со О а О со О
X
и о н 2 ю
X н
и
Т О О
к го
ое <
ей
о
а
О ей О
к
I
Щ
I
(и
а с
. н ш 2 . с О О
В качестве фильтрующей загрузки используется гранулированный пенополистирол марки ПСВ или ПСВ-С. Общая толщина слоя загрузки составляет 1,7 мм включая распределительный и поддерживающий слои. Скорость фильтрования была принята 6 - 7 м/ч.
По мере накопления осадка в фильтрующем слое его сопротивление движению фильтрационного потока возрастает и фильтры выводятся на промывку. Промывка осуществляется нисходящим потоком воды из надфильтрового пространства, при этом происходит расширение фильтрующей загрузки и вынос загрязнений. Продолжительность и интенсивность промывки приняты равными соответственно 6 - 7 минут и 12 - 15 л/см2. Относительное расширение загрузки при промывке—40 - 55%. Для повышения эффективности отмывки загрузки предусматривается подача очищенной воды в течение 2 - 3 минут с интенсивностью 12 - 14 л/см2 от насосной станции осветленной воды по трубопроводу диаметром 300 мм.
Промывные воды отводятся в сборный лоток, а затем по трубопроводу диаметром 400 мм — во вторичные отстойники.
В данной технологической схеме доочистки при применении плавающей загрузки исключаются энергоемкие промывные насосы и специальные емкости для хранения промывной воды. Очищенная вода самотеком по трубопроводам диаметром 300 и 500 мм поступает в лоток перед ершовым смесителем и далее в контактный резервуар.
Для периодической продувки средней дренажной системы каждого фильтра предусматривается патрубок диаметром 80 мм для подвода сжатого воздуха от переносного компрессора.
Технологический и лабораторный контроль за работой станции доочистки предусматривается службами существующих КОС.
Выводы
Показан опыт внедрения фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой с нисходящим потоком воды и средним дренажом для отвода фильтрата. Запроектированная станция доочистки позволит обеспечить эффект очистки СВ по взвешенным веществам — 82%, БПК5 — 80%, ХПК — 53% и другим показателям в интервале — от 58 до 78%.
Библиографический список
1. Воронов Ю. В., Алексеев Е. В., Пугачев Е. А., Саломеев В. П. Водоотведение. М. Издательство АСВ. 2018. 416 с.
2. Орлов В. А., Чухин В. А., Нечитаева В. А. Меры предупреждения эмиссии запахов от систем канализации в атмосферу // Системные технологии. 2020. № 3 (36). С. 64 - 70.
3. Журба М. Г. Водоочистные фильтры с плавающей загрузкой. Научное издание. Вологда. 2011. 536 с.
4. Гироль Н. Н., Журба М. Г. Семчук Г. М., Якимчук Б. Н. Доочистка сточных вод на зернистых фильтрах. Специальное издание. СП ООО «Типография Левобережная», 1998. 92 с.
5. Говорова Ж. М., Говоров О. Б. Водоочистные сооружения, установки и технологии с плавающей полимерной загрузкой (опыт создания и внедрения) // Водоснабжение и санитарная техника, № 9, 2018, С. 14 - 25.
6. СП 32.13330.2018. Канализация. Наружные сети и сооружения СНиП 2.04.03-85. — М. Стандартинформ. 2019. 78 с.
EXPERIENCE IN THE USE OF FPZ FOR THE PST-TREATMENT OF DOMESTIC WASTEWATER
O. B. Govorov * A. O. Govorova **
* Scientific-technical center "FONSVIT" JSC, Balashikha
** Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow
Abstract
The article is devoted to the experience of application at the design and construction stage of a reagent wastewater treatment plant, the main structure of which is filters. Filters with downstream water filtration are designed. Foamed polystyrene granules, which have advantages over heavy filter loadings, are used as a loading.
The Keywords
household waste water, post-treatment, filtration, filters with floating loading, expanded polystyrene
Date of receipt in edition
21.11.2022
Date of acceptance for printing
29.11.2022
z
м О
-I
м
D CD
Ссылка для цитирования: :
О. Б. Говоров, А. О. Говорова. Опыт применения ФПЗ для доочистки бытовых сточных вод. — Системные £
технологии. — 2022. — № 4 (45). — С. 27 - 31. О
н
ю
X н
и
ш о ° &
а ^
о К
О 4
1_ м
. с О в
< I
81 а щ О 2
2 & . н ш 2 . с О О
