Фев 22 2002

Высокоэффективная энергосберегающая технология глубокой биологической

Высокоэффективная энергосберегающая технология глубокой биологической

очистки сточных вод BIOTAL®

А.И. Тетеря

ООО "Ukrbiotal", г. Одесса

Мы живем в эпоху, когда человечество все острее чувствует на себе последствия незаботливого отношения к природе. Природные ресурсы истощены, а особенно, такие незаменимые, как водные. Кризисное положение водных ресурсов, кроме техногенной нагрузки, вызвано еще и тем, что Украина входит в число европейских стран, наименее обеспеченных водой. Интенсивное строительство в неканализованных районах, высокая стоимость больших очистных сооружений и канализационных сетей создает простор для решения вопроса водоотведения путем устройства малых локальных очистных сооружений.

Для очистки сточных вод не должны использоваться методы, нарушающие структуру воды и изменяющие ее биологическую активность. Очищенные сточные воды по своим свойствам должны приближаться к природным.

В основу технологии BIOTAL была заложена концепция, отличная от классической, а именно: очистить сточные воды и утилизировать продукты очистки до состояния продуктов потребления – технической воды и органоминеральных удобрений. 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. 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, пре-

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

Различают, как известно, два способа обработки сточных вод – континуальный и дисконтинуальный (реактор SBR).

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. Серьезной проблемой этой системы является также необходимость удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников.

Дисконтинуальный 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. 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.

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, подвергаясь в каждом реакторе многократно повторяющимся процессам аэрации и перемешивания.

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

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.

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. Необходимым условием является наличие хозяйственно-бытовых сточных вод. Согласно СНиП 2.04.03-85, допускается совместная с хозяйственно-бытовыми стоками очистка промышленных и дождевых сточных вод. При этом в установку подают сточные воды от автомойки и хозяйственно-бытовые сточные воды, а в дождеприемнике, рассчитанном на прием первых 20 минут дождя, устанавливается погружной насос, равномерно дозирующий в установку залповый дождевой сток. Возможен вариант этой технологической схемы с нефтеловушкой, в которой дождевой сток первых 20 минут дождя подвергается отстаиванию, после чего в установку BIOTAL подается лишь верхний, загрязненный нефтепродуктами, слой дождевого стока. Оставшаяся часть дождевых вод очищается путем дозировки в них гипохлорита натрия с последующей очисткой на фильтре.

Обеспечение 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"

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. 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).

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.

Удаление азота денитрификацией предусматривает глубокую нитрификацию аммонийного азота и присутствие в сточных водах легкоокисляемых органических веществ. Для осуществления эффективной денитрификации необходимо определенное соотношение БПК, нитритов, нитратов, легкоокисляемого субстрата и количества растворенного кислорода. Поддерживать постоянно оптимальное соотношение вышеуказанных показателей невозможно, особенно в условиях резкопеременных колебаний по количеству и составу поступающих сточных вод. В установке BIOTAL осуществляется рециркуляция между зонами даже в период, когда сточные воды не поступают. Это приводит к тому, что иловая смесь с постоянно меняющимися показателями многократно попадает в одну и ту же зону. В конечном итоге происходит эффективная денитрификация. Благодаря тому, что нитриты и нитраты, поступающие с возвратным активным илом, попадают в аноксидные, а не в анаэробные условия, не происходит их редукция в аммонийный азот.

Изъятие фосфора биологическим путем происходит в основном благодаря удалению избыточного активного ила, в котором он накапливается PP-бактериями. В обычном активном иле содержится 1,5-2 % фосфора, а в иле, периодически подвергающемся кислородным и безкислородным условиям, PP-бактериями фосфор накапливается в бoльших количествах (6-8 %). Избыточный активный ил в установке BIOTAL удаляется автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в безкислородные условия, переходит в растворенное состояние. Кроме того, накопление большого количества активного ила в системе может привести к вторичному загрязнению воды.

В связи с постоянным увеличением стоимости хозяйственно-питьевых вод и значительным их дефицитом, особенно в южных регионах Украины, возникает необходимость вторичного использования очищенных сточных вод. Благодаря долговременной и стабильной работе установки BIOTAL предоставляется возможность использовать очищенную сточную воду для капельного орошения, мойки автотранспорта, технических нужд и т.д.

В летнее время очищенная на установке BIOTAL сточная вода с помощью насосов подается для полива газонов и деревьев. В зимнее время очищенная сточная вода с помощью фильтрующей траншеи фильтруется в грунт или сбрасывается в водоприемник.

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

Установка BIOTAL сертифицирована и производится в Чехии, Украине и России. В 2000-2002 годах изготовлено и введено в эксплуатацию около пятисот установок различной производительности, в том числе около восьмидесяти на Украине. На Украине установки BIOTAL серийно изготавливаются фирмой UKRBIOTAL (г. Ровно).

Технология BIOTAL охраняется международным патентом.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.