Июн 23 2002

Высокоэффективная энергосберегающая технология глубокой биологической очистки сточных вод Biotal®

Высокоэффективная энергосберегающая технология глубокой биологической очистки сточных вод BIOTAL®

А.И. Тетеря (Чехия)

ООО "UKRBOITAL", г.Ровно, Украина

В последние годы загрязнение моря сточными водами от объектов находящихся в прибрежной зоне приобрело угрожающий характер. Все побережья практически "усеяно" негерметичными выгребами, из которых сточные воды через грунт попадают в море, превращая его из объекта оздоровления людей в объект, приводящий к их заболеваниям.

В мировой практике канализование малых объектов расположенных в приморской зоне решено, как правило, путем устройства малых очистных сооружений с использованием очищенных сточных вод в технических целях. Этим:

– не сбрасываются очищенные сточные воды в море;

– экономится питьевая вода;

– получаем техническую воду на полив, слив бачков и т.п.

Именно с концепцией очистки сточных вод до состояния продуктов потребления была разработана технология BIOTAL.

Хорошо очищенные сточные воды частично решают проблему водоснабжения, так как их можно использовать в технических целях, плохо очищенные сточные воды требуют решения вопроса водоотведения и, в конечном итоге, загрязняют окружающую среду. Удаленный из системы стабилизированный и обезвоженный избыточный активный ил является хорошим органоминеральным удобрением. Это особенно важно для малых объектов. Использовать на полив питьевую воду, стоимость которой постоянно растет, опять-таки, из-за загрязнения источников водоснабжения неочищенными сточными водами, становится дорого. Учитывая особую специфику очистки малых количеств сточных вод в условиях высокой неравномерности гидравлических и органических нагрузок, изменений состава и свойств поступающих сточных вод, инженерные решения при разработке установки BIOTAL были направлены, прежде всего, на

обеспечение высокого качества очищенной воды, устойчивой работы при небольших капиталовложениях и энергозатратах. В установке BIOTAL реализован ряд новых, охраняемых патентами технических решений, позволивших комплексно решить традиционные проблемы малых очистных установок.

Чем сложнее технология, тем, как правило, выше степень очистки сточных вод. Установка BIOTAL работает в режиме продленной аэрации с использованием процессов нитрификации и денитрификации для глубокого удаления азотсодержащих загрязнений.

Различают, как известно, два способа обработки сточных вод – континуальный, когда сточные воды обрабатываются, передвигаясь из одной зоны очистных сооружений в другую, и дисконтинуальный (реактор SBR), когда сточные воды проходят все циклы очистки в одном пространстве сооружения путем чередования условий в нем – аэрация, перемешивание, отстаивание, откачка очищенных сточных вод и избыточного активного ила. Эти два способа имеют свои достоинства и недостатки.

Континуальный способ обеспечивает равномерный отток очищенных сточных вод, но не экономичен, ввиду необходимости обеспечивать многократную рециркуляцию очищаемых сточных вод. Этот способ требует строгого контроля над концентрацией активного ила, так как накопление ила в системе приводит к его выносу из установки при залповом поступлении сточных вод. Одним из главных недостатков континуального способа является залегание и последующее загнивание активного ила во вторичных отстойниках. Отсутствует ритмичность чередования восстановительных и окислительных процессов. Серьезной проблемой этой системы является также необходимость удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников – жиров, частиц активного ила и т.п.

Дисконтинуальной способ, не имеющий указанных проблем, имеет свои недостатки. Активный ил в системе, адаптированный к сточным водам определенного состава, для очистки следующей порции поступающих сточных вод требует определенного времени на адаптацию, в течение которого процесс очистки значительно ухудшается. Как только пройдет его адаптация, в очередном цикле поступают новые сточные воды и проблемы повторяются. В такой системе также не соблюдается один из основных законов инженерной химии – процесс должен продолжатся настолько долго, насколько это возможно. Поскольку реакторы SBR рассчитываются на 4-х часовой цикл очистки, в течение которого окисляются только легкоокисляемые органические загрязнения, степень очистки сточных вод недостаточна. Процесс нитрификации происходит после окисления основной части органики, поэтому провести денитрификацию, условиями протекания которой является глубокая нитрификация и наличие легкоокисляемой органики, в дисконтинуальной системе не представляется возможным, так как система замкнута, и легкоокисляемая органика уже отсутствует. К положительным качествам дисконтинуальной системы можно отнести возможность удерживать высокую концентрацию активного ила в системе без опасения его выноса из установки, так как отстаивание сточных вод в таких системах происходит в состоянии покоя, без движения очищаемых сточных вод. Следующим важным преимуществом является отсутствие необходимости решать проблему удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников, так как очищенные сточные воды откачиваются после фазы отстаивания из осветленного слоя под уровнем воды.

При разработке технологии BIOTAL были учтены вышеназванные достоинства и недостатки. Эта технология обладает достоинствами указанных систем, но не имеет их недостатков.

Производительность установок BIOTAL – от 1 до 1000 м3/сутки. При необходимости очистки большего количества сточных вод устанавливается блок из нескольких емкостей или разрабатывается индивидуальный проект.

Установка полностью автоматизирована, управляется контролером MITSUBISHI (Япония), не требует постоянного обслуживающего персонала. Устанавливается под землей (с расположением уровня воды в ней ниже глубины промерзания грунта), полузаглубленно (с устройством легкой утепленной конструкции над ней) или в отдельно стоящем здании.

Установка BIOTAL представляет собой три последовательно соединенных SBR-реактора. Технология установки устроена таким образом, что обрабатываемые сточные воды, перетекая от первого до третьего SBR-реактора, проходят в каждом из них полный цикл биологической очистки. При этом возвратный активный ил, постоянно циркулирующий между реакторами, разделен на четыре потока: стабилизированный ил удаляется из системы на обезвоживание, старый активный ил направляется в первый по ходу движения SBR-реактор обработки сточных вод, более молодой активный ил направляется во второй SBR-реактор, а ил, осевший в третичном отстойнике, - в приемную камеру. Этим достигается поэтапная адаптация микроорганизмов активного ила с поэтапным разбавлением обрабатываемых сточных вод возвратным активным илом по ходу их движения от первого до третьего SBR-реактора. Благодаря этому установка выдерживает сброс сточных вод с высокими концентрациями токсичных для активного ила загрязнений (СПАВ, хлор, марганец и т.п.). Это позволяет применять ее для комплексной биологической очистки сточных вод (хозяйственно-бытовых, дождевых и мойки автомобилей) от автозаправочных станций.

При отсутствии поступления сточных вод на установку BIOTAL, она автоматически переходит в первый (через 1 час) и во второй (через 24) экономичные режимы. Это позволяет значительно сократить расход электроэнергии и продлить срок службы оборудования.

Наряду с экономичными режимами, установка автоматически переходит в форсированный режим работы при залповом поступлении сточных вод в количестве, превышающем проектную величину. Это обеспечивается автоматикой, которая мгновенно переводит работу последнего SBR-реактора в режим отстаивания с последующей откачкой осветленных сточных вод в третичный отстойник. При этом последний SBR-реактор начинает работать в режиме отстойника, а первый и второй SBR-реакторы - в режиме аэротенков с прерывистой аэрацией. В этот период вновь поступающие сточные воды собираются в аккумулирующие объемы, образованные управляемыми эрлифтами (запатентовано) первых двух реакторов SBR. Это препятствует попаданию недостаточно очищенных сточных вод в третичный отстойник. Аккумулирующие объемы позволяют установке справиться с залповым сбросом сточных вод (до 25% суточного расхода).

Установка BIOTAL укомплектована датчиком активного ила фирмы "TELCO" (Дания), который в конце цикла отстаивания автоматически проверяет уровень активного ила в системе и при превышении заданного уровня дает автоматике установки команду на удаление избыточного активного ила в иловую емкость или в фильтровальные мешки. Иловая вода направляется в приемную камеру установки.

Одними из основных загрязнителей сточных вод являются азот и фосфор. В водоочистной установке с активным илом и продленной аэрацией возможно создание условий для одновременного удаления азота и фосфора биологическим путем. Для этого необходимо обеспечить чередование аноксидных и оксидных условий с возрастом активного ила более 25 суток. Ввиду малых объемов водоочистной установки и несовместимости условий жизнедеятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов активного ила, устройство анаэробных зон нецелесообразно [1]. Эффективнее чередовать аноксидные и оксидные условия обработки сточных вод. При этом развиваются факультативные микроорганизмы, активно участвующие в процессах очистки, как в кислородных, так и в безкислородных условиях. Благодаря этому увеличивается количество аэробного ила в системе, и эффективно удаляется азот и фосфор.

В установке BIOTAL реализована саморегулирующаяся гидропневматическая система, обеспечивающая циркуляцию иловой смеси между зонами с интенсивностью, соответствующей количеству поступающих сточных вод. Система позволяет производить корректировку степени рециркуляции иловой смеси и количества растворенного кислорода в каждой зоне в отдельности.

Установка BIOTAL представляет собой три последовательно соединенных между собой реактора SBR последовательно-периодического действия. Обрабатываемая сточная вода, последовательно перетекая от первого до третьего реактора, в каждом из них проходит полный цикл биологической очистки, подвергаясь в каждом реакторе многократно повторяющимся процессам аэрации и перемешивания. BIOTAL представляет собой как бы три последовательно соединенные установки биологической очистки сточных вод, причем последний SBR-реактор периодически переходит в режим отстаивания с последующей откачкой очищенных сточных вод в третичный отстойник или самопромывающийся фильтр на доочистку.

Установка BIOTAL включает пять зон обработки сточных вод: грубой очистки - задержания грубых нечистот и биологической предочистки – SBR-реактор первой ступени I, биологической очистки – SBR-реактор второй ступени II, биологической доочистки – SBR-реактор третьей ступени III и зоны третичного отстаивания IV.

Рис.1 Технологическая схема очистки сточных вод на установке BIOTAL

Обеспечения автоматизированного управления и поддержание параметров в установках "BIOTAL" осуществляется с помощью гидроавтоматики и электронного регулирования. Управление процессом очистки производится с помощью контроллера Mitsubishi (Япония), что позволяет оптимизировать процесс очистки с точки зрения энергозатрат и ресурса техники.

Рис. 2. Схема автоматического регулирования, поддержания параметров очистки и аварийной сигнализации в установке "BIOTAL"

Установки "BIOTAL" сертифицированы и серийно производятся в Украине (г.Ровно), Чехии и Российской Федерации с 2000г.

С 2000г. успешно работают и строятся более 500 установок различной производительности, в том числе, 120 установок на Украине. Например, установки BIOTAL работают на территории АЗС "Шелтон-Нафта" (г. Житомир), Аэропорта "Борисполь", Таможенного терминала, (г. Житомир), гостиницы ЗАО "Коктебель" (Крым), (Крым), школы-гимназии (Слобода Романовская, Житомирская обл.), производственной базы магистральных электросетей (г.Житомир), баз отдыха "Факел", "Геолог", "Топаз" (Затока, Одесская обл.) и т.д.

Технология "BIOTAL" защищена рядом патентов Чешской Республики и международными патентами.

Литература

1. Prof. Michal Dohányos. Anaerobni čistirenskě technologie. Noel 2000, Brno, 1998, c. 432.; 2. Josef Malá, CSc. Chemie a technologie vod. Noel 2000, Brno, 1996, c.296.; 3. Petr Hlavinek, CSc. Intenzifikace čistiren odpadnich vod. Noel 2000, Brno, 1996, c.3.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.