Решение проблемы очистки сточных вод при использовании технологического процесса аппаратного типа
Е.В. Левин, к.ф.-м.н, ОАО НИПИЭП; С.В. Шабанова, к.т.н., Р.Ф. Сагитов, к.т.н, В.А. Солопова, к.т.н, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГУ; ИД Алямов, к.с.-х.н., ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ
Актуальность проблемы состоит в том, что существующий в настоящее время подход в размещении государственного и муниципального заказа технологического оборудования для очистки сточных вод на фоне тотального дефицита специалистов в этой области привёл к возникновению ряда проблем.
Во-первых, в результате проведения аукционов, в которых главным критерием отбора является цена, а не уровень предлагаемой технологии и качество оборудования, а также квалификация специалистов, реализующих технологический процесс, к выполнению работ привлекаются организации, имеющие приблизительное представление о самом технологическом процессе и об оборудовании, его реализующем.
Во-вторых, страна постепенно неконтролируемо оснащается технологическим реликтом, а зачастую и просто технологической пустышкой, не способной реализовать даже морально устаревший, но когда-то работавший технологический процесс. В результате проведения контролируемых аукционов цены на отдельные виды оборудования превышают все мыслимые пределы, происходит расходование бюджетных средств.
Радикально исправить положение дел в проблеме очистки сточных вод можно следующим образом:
1. Произвести экспертную оценку и отбор технологии очистки сточных вод, оптимальную по показателям достигаемого качества очистки, а также по экономическим критериям — стоимости оборудования и стоимости эксплуатационных затрат (с учётом мирового опыта). Раз и навсегда страна сможет покончить с технологическим варварством в деле очистки сточных вод и перейти к аппаратному технологическому процессу, когда люди в белых халатах управляют автоматизированными технологическими процессами, реализованными в цепочке эстетичных агрегатов из современных материалов — нержавеющей стали, полимеров и полимеризованной стали.
2. Разработать новые типовые проекты очистных сооружений, основанных на современных технологических решениях в соответствии с п. 1.
3. Разработать новые и скорректировать с учётом современной технологической специфики устаревшие СНиПы, СанПиНы, ГОСТы и другие нормативные документы.
4. Произвести централизованное размещение государственного заказа на оборудование очистки сточных вод, отобранное в соответствии с п. 1.
В случае массового производства машиностроительного уровня стоимость оборудования при соблюдении требований по п. 1 не будет превышать установленного предела 500—700$ на м3. производительности (что почти вдвое дешевле европейских аналогов) для сооружений средней и большой производительности (более 1000 м3/сут) и соответственно 800—1200$ для сооружений малой производительности. Монтаж и пусконаладку оборудования, гарантийное обслуживание также должен выполнить производитель.
5. Все перечисленные мероприятия сводят к минимуму подготовительные работы.
В настоящее время очистка сточных вод (ОСВ) крупных городов производится на очистных сооружениях, построенных в 70-80-е гг. прошлого столетия. Устаревшая технология очистки и обеззараживания сточных вод не позволяет обеспечить выполнение современных санитарных нормативов. Критика атрибутов старой технологии железобетонных резервуаров, устаревших систем аэрации, иловых площадок и др. выведена за рамки настоящего исследования [1, 2].
Новый подход предполагает:
• полный отказ от устаревшей традиционной технологии;
• применение новейших технологических решений;
• принципиально новый уровень качества очистных сооружений (ОС) за счёт отказа от использования изготовленных строительным способом технологических конструкций и применения технологических конструкций машиностроительного способа и уровня производства;
• оптимизацию процесса по экономическим параметрам — стоимость ОС при применении современного оборудования не превышает стоимости ОС традиционного типа, эксплуатационные затраты снижаются в 2—3 раза;
• высокую адаптивность используемого оборудования к различному составу поступающих на очистку стоков и к различным требованиям по качеству очистки;
• высокую адаптивность по производительности — возможность наращивания и уменьшения производительности (вплоть до полного демонтажа и перемещения на другое место эксплуатации).
Предлагаемое оборудование принципиально меняет не только технологический процесс, используя современные высокоэффективные технические решения, но и саму концепцию технического оснащения и управления процессом.
Технологический процесс основан на методе полного окисления с аэробной стабилизацией.
Обеззараживание
Рис. 1 - Технологическая схема очистки ОАО НИПИЭП [5, 6]
Электрокоагулятор Поляризованный фильтр Тонкослойный отстойник
Л
Ёмкость для коагулянта
Промежуточная ёмкость Фильтр механический
Фильтр сорбционный Установка УФ / обеззараживания
Ёмкость для фильтрата
Установка СВЧ-обеззараживания „
Рис. 2 - Функциональная схема очистки ОАО НИПИЭП [5, 6]
В аэрационной части очистных сооружений в последней фазе очистки происходит полная минерализация активного ила [3—8].
КОСВ состоит из нескольких технологических линий, каждая из которых имеет в своём составе:
— первичный отстойник с тонкослойным модулем;
— анаэробный биореактор;
— аэробный биореактор;
— вторичный отстойник с тонкослойным модулем;
— блок механической и сорбционной доочистки. Общими для линий являются: песколовки, блок
приготовления и подачи раствора коагулянта (или электрокоагуляторы), воздуходувки, блок обеззараживания на УФ-установках, блок обезвоживания и СВЧ-обеззараживания осадка.
Блоки механической и биологической очистки сточных вод модульной конструкции наземного исполнения полной заводской готовности поставляются в виде готовых к монтажу узлов и агрегатов из сборных металлических конструкций заводского изготовления с резервуарами из нержавеющей стали и полимерных материалов.
Для очистных сооружений выбраны технологическая и функциональные схемы очистки (рис. 1, 2).
Сточные воды проходят следующие стадии: механической очистки (решётки, песколовки, первичные отстойники, тонкослойные отстойники), биологической очистки (биореакторы анаэробной очистки, биореакторы аэробной очистки), коагуляции и осаждения ила во вторичных отстойниках, доочист-ки (фильтры механической и сорбционной очистки), дезинфекции (ультрафиолетовое облучение), обработки осадка (обезвоживания осадка на фильтр-прессах и СВЧ-обеззараживания осадка) [4—8].
Вывод. Проанализировав современное состояние очистных сооружений, пришли к выводу, что применение аппаратного типа технологического процесса актуально и востребовано как с экономической, так и с технологической точек зрения [9, 10].
Литература
1. Россия в окружающем мире-2008. Устойчивое развитие: экология, политика, экономика: аналитический ежегодник / отв. ред. Н.Н. Марфенин; под общей редакцией Н.Н. Мар-
фенина, С.А. Степанова М.: Изд-во МНЭПУ, 2008. 328 с.; Чижов С.Г. Как изменилась очистка сточных вод в России за последние 10 лет. URL: http://www.rus-stat.ru/ stat/570P0M2008_097-119_Chizhov.pdf (дата обращения 10.03.2014).
2. Государственная программа «Воспроизводство и использование природных ресурсов Оренбургской области на 2014— 2020 годы». APA Style (2014), Available at: URL: http:// www.orenburg-gov.ru/magnoliaPublic/regportal/blob?filetype= NPA&filename=02_14_2.53.2_5-%D1%80_14.01.2013_1.pdf (дата обращения 10.03.2014 г.); Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году». Проект v. 20/07/2013 APA Style (2014), Available at: URL: http://www.mnr.gov.ru/ upload/iblock/96e/gosdoklad%2020_07_2013.pdf (дата обращения 12.03.2014 г.).
3. Гулак М.З., Баширов В.Д., Левин Е.В. и др. Современные технологии сепарирования и переработки твёрдых бытовых отходов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 3 (47). С. 77—80.
4. Левин Е.В., Пастухова Г.В., Деманов В.А. Патент на изобретение № 2238247 «Установка микробиологической очистки сточных вод».
5. «Комплексы очистки сточных вод блочно-апаратного типа» ТУ 4859-002-51008612-2014.
6. «Комплексы очистки сточных вод моноблочного типа» ТУ 4859-001-51008612-2014.
7. Станции очистки производственно-дождевых сточных вод ТУ 4859-012-51008612-2007.
8. Станции биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод СБО-18 ТУ 4859-017-510086126-2007.
9. Баширов В.Д., Барышников М.Г., Гулак М.З. Экономическая эффективность внедрения нового технологического объекта // Экономика и предпринимательство. 2013. № 10 (39). С. 521-523.
10. Гулак М.З., Баширов В.Д., Левин Е.В. и др. Эффективность ресурсосбережения при комплексной переработке ТБО // Образованието и науката на XXI век: матер. VIII междунар. науч.-практич. конф. Т. 20. Педагогические науки. София: «БялГРАД-БГ». ООД, 2012. С. 112.