CC BY
44
СЕМИНАР 8
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98» МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98_________
Ю.В. Шувалов, проф, д.т.н., А.А. Евстратов, М.А. Дубовик, В.А. Белов
СПГГИ
Разработка технологии очистки коммунально-бытовых сточных вод комбинированным методом
Непрерывное возрастание негативного воздействия техногенных структур на природную среду требует безотлагательного решения на глобальном уровне двух фундаментальных научнотехнических проблем:
♦ продолжая эксплуатацию природных ресурсов, ограничить степень техногенного воздействия на компоненты природной среды (КПС) нормативными (допустимыми) величинами;
♦ учитывая специфику организации и функционирования техногенных структур различных типов (промышленных, транспортных и сельскохозяйственных предприятий, городских агломераций пи др.), разработать оптимальные методологические подходы и инженерные методы, обеспечивающие нормативное состояние КПС в любых природно-промышленных системах.
Городские агломерации являются наиболее мощным источником вредного техногенного воздействия на природную среду. Сброс больших объемов сточных вод приводит к ухудшению экологической обстановки в районах расположения крупных промышленных центров. Совместный
сброс в канализационные системы промышленных и бытовых сточных вод приводит к резкому возрастанию содержания вредных примесей (особенно ионов тяжелых цветных металлов) в обрабатываемых стоках. При сложившейся системе коммунального хозяйства возможность локальной очистки промышленных стоков или их раздельный сброс представляется трудно осуществимым.
В настоящее время предприятия по обработке коммунальнобытовых сточных вод представляют серьезную опасность для природной среды, вследствие недостаточной эффективности очистки сточных вод и из-за образования токсичных и биологически опасных твердых отходов, которые складируются в непосредственной близости от населенных пунктов.
В таблице 1 приводятся сведения о содержании солей тяжелых металлов в твердых отходах коммунальных очистных сооружений некоторых промышленных центров России.
Огромные запасы токсичных отходов предприятий водоочистки непрерывно возрастают и не утилизируются вследствие высокой загрязненности токсичными примесями и
патогенными организмами.
Таким образом исключительную актуальность представляет задача изменения технологии обработки коммунально-бытовых сточных вод. Изменение технологии должно обеспечить повышение общей эффективности водоочистки, перевод данного типа предприятий на мало- и безотходные технологические схемы и достижение нормативных уровней воздействия.
Повышение степени очистки по тяжелым цветным металлам является одной из важнейших задач, решение которой даст возможность минимизировать негативное воздействие на природную среду при очистки коммунально-бытовых сточных вод.
Наличие в сточной воде ионов тяжелых цветных металлов, при относительно низкой степени очистки, приводит к возникновению ряда проблем:
♦ образование токсичных осадков сточных вод, которые требуют дорогостоящего процесса их утилизации;
♦ загрязнение избыточного активного ила токсичными примесями, что затрудняет использование данного вида отходов в качестве вторичных ресурсов;
Таблица 1
Содержание примесей токсичных солей тяжелых цветных металлов в твердых отходах коммунальных очистных сооружений
Промышленный центр Содержание ТЦМ, мг/кг сухой массы
Mn Zn N1 Cd Pb
Санкт-Петербург 700-900 120-400 2700- 10000 3500- 10000 3500- 10000 350- 2500 150- 350 7000- 10000 нет данных
Новгород 810- 2400 нет данных 180- 425 900- 1480 760- 2190 179- 250 2 О 1 (Л о 170- 450 нет данных
Сергиев Посад 310-390 14-17 760- 880 167- 2700 3200- 4050 170- 255 5-67 400- 540 0,2- 5,8
Норматив ЕС на 1995 г. 150 1500 600 100 2,0 100 2,5
3 і 1999
207
♦ снижение эффективности биологической очистки по органическим примесям на 30-40%.
Последние научные исследования в области изучения сорбционной способности активного ила показывают, что различным модификациям активного ила свойственны разные сорбционные способности в отношении тяжелых металлов. Применение модифицированной биомассы способствует резкому повышению эффективности очистки сточных вод от тяжелых металлов. Исследования био-сорбционной способности измененной биомассы показали, что насыщение ионами меди происходило в первые три минуты контакта при этом сорбционная емкость составляла 1.94 мг/л ионов меди на 1 г ила, что в 8 раз выше чем
при использовании в качестве сорбента живого активного ила.
Исходя их выше изложенного, решением задачи очистки сточных вод от тяжелых металлов является создание стадии предочистки, которая позволила бы устранять вредные примеси до контакта с активным илом.
В качестве активного агента на данной стадии процесса может использоваться биомасса в оптимальных модификациях. Функционирование такой системы будет осуществляться по следующей схеме (рис.1): часть избыточного ила, полученного в аэротенках (10% от общей массы избыточного ила), направляется в реактор-смеситель, где происходит изменение модификации активного ила под воздействием соответствующих реагентов.
Модифицированная оптимальным способом биомасса поступает на стадию предочистки сточных вод, где функционирует в качестве активного агента для удаления ионов тяжелых металлов.
После прохождения стадии предочистки сточные воды с пониженным содержанием токсичных примесей поступают в основной цикл биологической обработки. Предочистка сточных вод с помощью модифицированной биомассы позволит предупредить загрязнение основной массы активного ила аэротенков и обеспечить соответствующие кондиции активного ила с учетом направления последующего использования. Кроме того, стадия предочистки позволит повысить общую эффективность обезвреживания стоков.
Изменение технологических принципов переработки коммунально-бытовых сточных вод позволит: Организовать вовлечение отходов в производственные циклы в качестве вторичных ресурсов, обеспечить повышение степени очистки сточных вод и в целом приблизить технологическое решение процесса к требованиям малоотходного производства.
Предлагаемые мероприятия по изменению технологической схемы водоочистки потребуют минимальных капитальных вложений и незначительного пересмотра аппаратурной схемы.
© Ю.В. Шувалов, А.А. Евстратов, М.А. Дубовик, В.А. Белов
