Василенко А.А., Грабовський П.А., Ларкіна Г.М., Поліщук А.В., Прогульний В.І. Реконструкція і інтенсифікація споруд водопостачання та водовідведення

Подождите немного. Документ загружается.

7.3. РЕКОНСТРУКЦІЯ ОЧИСНИХ СПОРУД ВОДОВІДВЕДЕННЯ

МІСТ

В теперішній час більшість водойм класифікується як водойми рибо-

господарського призначення. В зв’язку з цим якість очищення стічних вод,

які надходять у водойми, повинна відповідати якості води в рибогосподарсь-

ких водоймах без врахування розбавлення. Тим більше, що на відстані це

розбавлення буде дуже малим і не суттєвим [95].

Діючі міські очисні споруди, збудовані за традиційною технологіч-

ною схемою (повна біохімічна очистка, в деяких випадках із доочисткою) не

забезпечують нормативної якості води.

В таких випадках виникає необхідність розробки методів реконстру-

кції існуючих споруд, які дозволяють очистити міські стічні води до встанов-

леної нормативної якості, а також максимально використати існуючі споруди

без їх розширення за відсутності необхідних площ.

При розробці технології реконструкції вирішуються наступні задачі:

• максимально можливе видалення забруднень промислових

походжень на локальних очисних спорудах;

• розробка методів інтенсифікації роботи очисних споруд;

• мінімальне збільшення обсягів існуючих споруд і додаткових

ступенів очистки.

Зменшення кількості забруднень, які надходять із виробничими стіч-

ними водами вирішується шляхом розробки і введення в дію «Правил прийо-

му виробничих стічних вод в систему каналізації» для конкретного міста, в

яких наведені ГДК речовин виробничого походження. В той же час не завжди

можливо забезпечити нормативний скид забруднень у водойму без додатко-

вої очистки.

Інтенсифікація роботи очисної станції полягає в підвищенні ефекти-

вності роботи всіх споруд технологічного процесу. При інтенсифікації робо-

ти споруд механічної очистки, послідовно, від споруди до споруди вносяться

певні удосконалення. Так для стандартних механізованих решіток з прозора-

ми 16 мм розроблені нові проціджуючі полотна з прозорами 4-6 мм, які не

змінюють витратні і напірні характеристики. Застосування таких проціджу-

вачів дозволяє збільшити ефективність очистки від грубодисперсних механі-

чних домішок в 5-7 разів, зменшити навантаження на очисні споруди, а також

покращити структуру осадів і зменшити їх кількість. Утилізацію покидьок,

які затримуються на проціджувачах, здійснюють разом із міським сміттям.

Також розроблено метод отримання з них сорбційного матеріалу (полягає у

використанні середньотемпературного піролізу) з подальшим використанням

отриманого сорбенту для доочистки стічних вод.

251

Покращення роботи первинних відстійників пов’язана із збільшен-

ням ефекту освітлення стічних вод, а також із зменшенням обсягу і стабіліза-

цією якості затриманого сирого осаду. Для інтенсифікації первинного від-

стоювання в стічні води, які надходять на первинні відстійники, додають весь

обсяг надлишкового активного мулу. Відомо, що активний мул має коагуля-

ційні та біосорбційні властивості і при сумісному осіданні з частками зваже-

них речовин, збільшує ефективність освітлення стічних вод за завислими ре-

човинами до 70% і за БСК до 40% [95]. В цьому випадку зону ущільнення

осаду необхідно переносити в окремо розташовану споруду. При постійному

відкачуванні із відстійників суміші осаду з надлишковим активним мулом з

концентрацією до 4 г/л в окремо розташований осадоущільнювач зменшуєть-

ся кількість осаду для подальшої обробки. Використання такого технологіч-

ного методу зменшує сумарний обсяг осадів на станції аерації на 30...40% за

рахунок зниження сумарної вологості з 96 до 94,5% при спільному їх ущіль-

ненні. Для ущільнення суміші використовують існуючі мулоущільнювачі, а

при їх відсутності на станції аерації, слід їх збудувати в районі розташування

споруд механічної очистки.

На стадії біохімічної очистки, як показують дослідження [95] можли-

во здійснити двостадійний процес нітри-денітрифікації в існуючих обсягах

споруд. Для інтенсифікації процесу нітрифікації використовують прикріпле-

ний біоценоз. Технологічна схема механічної і біологічної очистки представ-

лена на рис. 7.27.

252

Рис. 7.27. Технологічна схема реконструкції діючих споруд меха-

нічної і біологічної очистки:

1 – решітки; 2 – пісковловлювачі; 3 –

передаератор; 4 – первинний відстійник; 5 – осадкоущільнювач; 6 –

регенератор; 7 – відділення сорбції; 8 – проміжний відстійник; 9 –

нітрифікатор; 10 – денітрифікатор; 11 – постаератор; 12 – вторинний

відстійник; 13 – зливна вода; 14 – внутрішній рецикл активного му-

лу; 15 – пульпа суміші мулу с осадком; 16 – пульпа суміші мулу з

осадом.

8 9 10 11

Повітря

Очищена

вода

Осадок

Вихідна

вода

3 4 2

Повітря

Зображена на рис. 7.27 технологічна схема реконструкції існуючих

станцій аерації досить складна для втілення із-за складності при переоблад-

нанні аераційних споруд.

Автори [95] пропонують удосконалену схему реконструкції, яка зо-

бражена на рис. 7.28. Умовні позначення ті ж самі, що і на рис. 7.27.

253

Очищена

вода

9 10 6, 11

Повітря

Осадок

Вихідна

вода

2 1

16 14

Рис. 7.28. Удосконалена технологічна

схема реконструкції станції аерації

4 3,7 8

Повітря

В удосконаленій схемі процеси передаерації і сорбції суміщені в

центральній частині первинного відстійника, а процеси первинного і проміж-

ного відстоювання – у периферійній частині. В цьому випадку об’єм первин-

ного відстійника є достатнім для здійснення цих процесів оскільки для пер-

ших двох достатньо 0,5 годин, а для двох послідуючих – 1 години. В цьому

випадку значно спрощується процес реконструкції аераційних споруд: для

одностадійного процесу нітри-денітрифікації не треба практично ніяких сут-

тєвих змін конструкції аеротенків; для реалізації двостадійного процесу не-

обхідно аеротенки поділити на три зони – нітрифікатор (конструкція не змі-

нюється), денітрифікатор, де слід встановити механічні змішувачі і постаера-

тор-регенератор, де конструктивно також нічого не змінюється. Для застосу-

вання прикріплених біоценозів необхідно тільки реактор-нітрифікатор запов-

нити касетами з інертного об’ємного наповнювача, який випускається проми-

словістю. Реалізація такої технологічної схеми дозволяє одночасно вилучити

із стічних вод 40...50% фосфатів і отримати наступні показники якості очи-

щених стічних вод, мг/л: зважені речовини ≤ 5; БСК

≤ 4; ХСК ≤ 35; N-NH

–

0,5...1,5; N-NO

≤9; Р ≤ 1.

фосфатів

Враховуючи наявність в очищених міських стічних водах специфіч-

них органічних та неорганічних компонентів виробничого походження, необ-

хідно здійснювати доочистку стічних вод. В якості споруди доочистки можна

застосовувати біореактор з прикріпленою біоплівкою, який обладнаний спе-

254

ціальним інертним носієм для прикріплення мікроорганізмів і в який додат-

ково вносяться сорбційні матеріали. Такими можуть бути стандартні мілко-

дисперсні сорбенти, а також піролітично оброблені органічні осади стічних

вод (покидьки з решіток). Застосування біореакторів такого типу дозволяє

здійснювати одночасно біосорбцію залишкових забруднень на прикріпленій

біоплівці і хемосорбцію на поверхні сорбенту.

Аналіз роботи діючих комунальних очисних споруд біологічної очист-

ки стічних вод на теренах України, здійснений спеціалістами Науково-

дослідного і конструкторсько-технологічного інституту міського господарст-

ва України під керівництвом к.т.н. Давиденка О.І. дозволив зробити певні

узагальнення і рекомендувати методи інтенсифікації роботи споруд біологіч-

ної очистки, які наведені в таблиці 7.9.

255

Таблиця 7.9. Рекомендації по використанню існуючих методів інтенсифікації роботи діючих станцій

очистки стічних вод з метою забезпечення необхідної якості очищення

Потуж-

ність,

Існуючі

споруди

Прийоми інтен-

сифікації

Спосіб реалізації методу інтен-

сифікації

Ефективність застосування методу

/добу

1 2 3 4 5

1. Рециркуляція

очищеної стічної

води у біофільтр

Обладнання мережами для по-

вторної подачі очищеної стічної

води разом із неочищеною

- Підвищення ефекту очищення за

рахунок зменшення концентрації за-

бруднень на вході;

- Зменшення об’ємів споруд

Біофільтри:

краплинні

до 1,0

2. Застосування

нового заванта-

ження

Конструктивне оформлення за-

вантаження у вигляді об’ємних

блоків із інертних матеріалів з

розвинутою питомою поверхнею

- Забезпечення показників глибокого

біологічного очищення за сполуками

азоту;

- Підвищення на 50% пропускної зда-

тності споруд

засипні

до 10,0

високона-

вантажені

до 50,0

3. Використання

примусової вен-

тиляції

Збільшення кількості або потуж-

ності вентиляторів, що забезпе-

чують подачу повітря до міждон-

ного простору

- Підвищення якості очищення стіч-

них вод, як наслідок поліпшення кон-

такту біоплівки з киснем повітря

4. Впровадження

технології дво-

ступеневої біо-

фільтрації

Обладнання споруд додатковими

технологічними лініями подачі

стічних вод та рециркуляційними

контурами до першої ступені

- Підвищення якості очищення вугле-

ць- та азотвміщуючих сполук

5. Підвищення

швидкості філь-

трації

Застосування легких гранульова-

них матеріалів; впровадження

висхідного потоку стічних вод;

поєднання аеробно-анаеробних

зон в тілі біофільтру

- Підвищення ефекту нітрифікації;

- Збільшення потужності споруди

256

Продовження таблиці 7.9

1 2 3 4 5

1. Заміна існую-

чих механічних

аераторів

Демонтаж старого обладнання та

установка систем пневматичної

аерації. Застосування ерліфтів

для здійснення циркуляції актив-

ного мулу

- Зниження витрат на електроенергію;

- Поліпшення умов експлуатації

10,0-40,0 Аероаксела-

тори

2. Впровадження

імобілізованої

біомаси

Обладнання зони освітлення ка-

сетами з завантаженням

- Зменшення виносу завислих речо-

вин, забезпечення умов глибокого

біологічного очищення

3. Застосування

флокулянтів

Обладнання споруди дозуючими

баками та мережами подачі фло-

кулянту у зону освітлення

- Створення умов для запобігання

„спухання” активного мулу;

- Підвищення якості очистки за БСК,

ХСК та загальному азоту

1. Заміна фільтросних пластин на

аератори типу „Полімер”

- Підвищення якості очищення та гід-

равлічного навантаження за рахунок

створення оптимальних кисневих

умов та раціонального використання

реакційних об’ємів

10,0-40,0 Ємкісні

блоки

1. Підвищення

ступеню масоо-

бміну

- Підвищення біологічних властивос-

тей активного мулу;

2. Обладнання аеробного стабілі-

затору муловою трубою для ви-

пуску мулу під гідростатичним

тиском та подальшим його пове-

рненням до

- Зниження приросту надлишкової

біомаси

зони аеротенків

257

Продовження таблиці 7.9

1 2 3 4 5

1. Заміна ерліфтів відстійників на

труби для видалення осаду та

мулу під гідростатичним тиском

- Зменшення виносу завислих речо-

вин;

- Уникнення негативного впливу

гниття осаду у первинних відстійни-

ках на подальшу біологічну очистку

2. Поліпшення

умов експлуата-

ції окремих вуз-

лів блоку

2. Обладнання відстійників при-

строями для видалення ПАВ

- Поліпшення якості біологічного

очищення

3. Застосування

імобілізованої

біомаси

Обладнання вторинних відстій-

ників касетами із завантаженням

(йорші, вії та ін.)

- Досягнення ступеню глибокого біо-

логічного очищення, створення умов

вилучення азоту та фосфору;

- Підвищення гідравлічного наванта-

ження

4. Застосування

флокулянтів

Обладнання блоків для подачі

флокулянта до вторинного від-

стійника, зон обробки осаду або

безпосередньо до аеротенку

- Поліпшення якості очищення води

за органічними та біогенними забруд-

неннями;

- Зменшення на 50% виносу завислих

речовин;

- Зменшення приросту надлишкової

біомаси;

- Поліпшення умов експлуатації зони

аеротенк-відстійник за рахунок стабі-

льної роботи блоків обробки осаду

258

Продовження таблиці 7.9

1 2 3 4

1. Удосконален-

ня масообміну у

об’ємі споруди

Впровадження ефективних сис-

тем аерації (струминних, ежекто-

рних, дифузорних)

- Збільшення пропускної спроможно-

сті;

- Підвищення якості очистки

до 50,0 Аеротенки-

відстійники

2. Застосування

імобілізованої

біомаси

Обладнання відстійної зони па-

кетами зі завантаженням або но-

сіями

- Досягнення ступеню глибокого біо-

логічного очищення

8,0-100,0 Контактно

стабіліза-

ційні аеро-

тенки

1.Впровадження

методу чергу-

вання аеробно-

анаеробних умов

Демонтаж частини розподіляючої

перегородки та створення умов

циркуляції мулової суміші за

рахунок обладнання споруди по-

токонаправляючими стінками

- Забезпечення високої якості біологі-

чного очищення за БСК, завислим

речовинам, загальному азоту;

- Зниження енерговитрат;

- Підвищення пропускної спромож-

ності

1. Включення до

технологічної

схеми додатко-

вого циркуля-

ційного контуру

Зворотній активний мул перемі-

шується та інтенсивно аерується

у окремій споруді або частині

аеротенку обладнаного мішал-

кою

- Підвищення якості очищення за за-

вислими речовинами;

- Запобігання спуханню активного

мулу

5,0-400,0

та вище

Коридорні

аеротенки

(витисню-

вачі, змішу-

вачі, із роз-

зосе-

редженим

впуском)

2. Розподіл зво-

ротної мулової

суміші, що над-

ходить до аеро-

тенку

Включення до технологічної

схеми вузла фільтрування між

вторинним відстійником та аеро-

тенком

- Поліпшення умов експлуатації обла-

днання;

- Зменшення об’ємів споруд;

- Підвищення ступеню вилучення азо-

твміщуючих сполук

259

Продовження таблиці 7.9

1 2 3 4 5

3. Застосування

систем періоди-

чної дії (для спо-

руд невеликої

потужності)

Забезпечення циклічної подачі

стічної води та періодичного ае-

рування

- Економія будівельних об’ємів спо-

руд;

- Зниження негативного впливу коли-

вання початкових концентрацій за-

бруднень та витрат стічних вод.

4. Розподіл по-

дачі стічної води

до аеротенку

(для аеротенків-

витискувачів)

Із технологічної схеми виключа-

ється регенератор, стічна вода

подається у перший та третій, або

у перші два коридори крізь існу-

ючі шибери

- Зменшення приросту надлишкової

біомаси на 30%;

- Зменшення витрат на електроенер-

гію;

- Підвищення пропускної спроможно-

сті на 25%

- Підвищення ефекту очищення за

БСК до 96-99%, нітратним азотом –

99%, загальним фосфором – 85%;

5. Впровадження

технології аероб-

но-аноксидного

очищення:

В якості денітрифікатору засто-

совуються існуючі преаератори

або частина першого коридору

аеротенку

- Зниження витрат на аерацію - 10%

- з включенням

денітрифікатору

на початку аеро-

тенку;

- Ефект очищення за БСК складає

98%, ХСК – 95%, азотом – 85%, фос-

фатами – 96%;

Зона денітрифікації складає 20%

від загального об’єму споруди,

концентрація розчиненого кисню

не перевищує 2,0 мг/л

- Зниження питомих витрат на елект-

роенергію досягає 23%;

- з включенням

денітрифікатору

в середині або

кінці аеротенку

- Зниження витрати флокулянтів -70%

260