Виробниче підприємство, якість стічних вод якого не задовольняє нормативам на скидання, зобов'язана мати в своєму складі локальні споруди очистки стічних вод, які повинні забезпечувати необхідну якість очищеної води за затвердженими параметрами. Причому в залежності від того, як утилізується вода після очищення (скидання в міську каналізаційну мережу, Скидання в природні водойми, повторне використання на підприємстві), кількісні показники цих параметрів можуть істотно варіюватися.
Штатна робота очисних споруд і забезпечення необхідних якісних показників очищення води (згідно закладеним у проекті) - це зона відповідальності служби експлуатації очисних споруд, в якій, як правило, є інженер-технолог. Контроль необхідних якісних показників, взаємодія з природоохоронними державними контролюючими органами, екологічні платежі і штрафи - зона відповідальності інженера-еколога підприємства.
ВАЖЛИВІСТЬ РЕКОНСТРУКЦІЇ АБО БУДІВНИЦТВА очисних споруд НА ПІДПРИЄМСТВІ
До недавнього часу питання якості очищення води на локальних спорудах, з точки зору керівництва підприємства, не вимагали постійної пильної уваги. Вибудувана свого часу схема відповідальності ( «керівництво підприємства - інженер-еколог - інженер-технолог - служба експлуатації») функціонувала в плановому режимі, екологічні платежі і незначні за мірками бюджету підприємства екологічні штрафи виплачувалися, осад вивозився і т.д. Але з тих пір (минуло вже 20-30 років), як очисні споруди були запроектовані на якісні нормативи знову ж 20-30-річної давності, сталося багато змін:
з розвитком виробництва істотно змінилися кількісні та якісні характеристики стічних вод підприємства, що надходять на очистку;
вимоги до якості очищеної води за багатьма показниками були серйозно скориговані;
контроль з боку природоохоронних структур та розміри штрафних санкцій зросли в рази аж до загрози припинення діяльності або закриття підприємства.
Слід зазначити важливість і значимість для власника (керівника) підприємства наступних моментів:
екологічний імідж підприємства: На тлі чіткого позначення державних пріоритетів в області екології взагалі і уваги до використання водних ресурсів зокрема екологічна візитна картка підприємства може відігравати визначальну роль в його розвитку, залучення інвестицій і ін .;
істотне збільшення витрат на експлуатацію існуючих застарілих очисних споруд: Зростання вартості енергоспоживання, різке зростання екологічних штрафів внаслідок неможливості забезпечити на існуючих очисних спорудах необхідну якість очищення води, зростання вартості утилізації осадів;
дефіцит і дорожнеча площ для нарощування потужностей очисних споруд, Що неминуче при розвитку / модернізації виробництва;
непривабливий зовнішній вигляд традиційних каналізаційних очисних споруд, специфічні запахи (Звідси існуючі вимоги до великим розмірам санітарно-захисної зони). Такі очисні споруди залишаються «плямою» на тлі зміненого в останні роки зовнішнього вигляду багатьох сучасних підприємств. Питання техноестетікі грають не останню роль для працівників підприємства, впливають на настрій людей і їх відношення до організації, в якій вони проводять чималу частину часу.
Рішення всіх цих питань полягає в розробці програми чітких і конкретних пропозицій щодо виведення системи очищення стічних вод підприємства на сучасний якісний рівень. Тезово таку програму можна описати таким чином:
проведення незалежного технічного і технологічного обстеження існуючих каналізаційних очисних споруд підприємства з метою проаналізувати і оцінити їх поточний технічний стан, технологічну ефективність їх роботи, виявити проблеми та визначити причини невідповідності параметрів, закладених в проекті, і реальних даних і розробити заходи щодо досягнення необхідної ефективності роботи діючих споруд;
здійснення власними силами на підставі висновків і рекомендацій оптимізаційних заходів з налагодження роботи існуючих очисних споруд, що дозволить досягти ефективності їх роботи, близькою до максимально можливої;
якщо ці заходи не призводять до результату, що задовольняє вимогам сьогоднішнього (і завтрашнього) дня (а найчастіше це так і є, і причини цього - застаріле обладнання, застаріла технологічна схема, межа проектної потужності, застаріле конструктивне виконання і ін.), необхідно запропонувати власнику (керівництву) підприємства принципово розглянути (і закласти в перспективний бюджет підприємства) питання про реконструкції / будівництві каналізаційних очисних споруд підприємства.
Реконструкція (або нове будівництво) - довгий процес, що вимагає серйозного фінансування. Навіть після прийняття позитивного принципового рішення з даного питання на час реалізації процесу реконструкції потрібно забезпечити максимально ефективну роботу очисних споруд, тому вищевикладені заходи в будь-якому випадку необхідні і свідомо економічно виправдані.
У розробці пропозицій по реконструкції (або будівництва нових) каналізаційних очисних споруд ініціатива і провідна роль повинна, на наш погляд, належати інженеру-еколога, інженеру-технологу і керівнику служби експлуатації. І тут найважливіше - вибір технологічної схеми очищення стічних вод і на її основі - технологічне, технічне і конструктивне проектування сучасних очисних споруд з урахуванням всіх значущих чинників, а саме:
величина капітальних витрат;
величина майбутніх експлуатаційних витрат;
збільшення продуктивності споруд без додаткових площ забудови;
питання утилізації (комерційного використання) осаду;
питання повторного використання очищеної води на підприємстві;
питання зменшення розмірів санітарно-захисної зони;
техноестетіка і привабливий дизайн очисних споруд.
Слід особливо підкреслити, що при оцінці капітальних витрат на реконструкцію та майбутніх експлуатаційних витрат первинний вибір технології, технологічної схеми і інжинірингових рішень. Сучасні технології біологічного очищення стічних вод, реалізовані і які отримують в останні роки все більше визнання у служб експлуатації, дозволяють значно вигравати в економічних результатах.
ДО ВІДОМА
Сучасні технології очищення стічних вод відповідають основним вимогам, що пред'являються до очисних споруд:
стабільне забезпечення необхідної якості очищених вод;
зменшення обсягів і, відповідно, площ, відведених під очисні споруди;
мінімізація кількості осадів стічних вод;
скорочення енерговитрат;
вирішення проблеми неприємних запахів;
сучасні рішення техноестетікі.
Однією з таких сучасних технологій є технологія FBAS (Біомаса, прикріплена на фіксованій завантаженні). Зупинимося докладніше на описі цієї технології, в т.ч. її переваг в порівнянні з традиційною технологією ASP ( «аеротенк + вторинний відстійник»), прикладах конструктивної реалізації очисних споруд, що працюють за технологією FBAS.
ТЕХНОЛОГІЯ FBAS
При реалізації на промислових спорудах технологій видалення біогенних елементів обсяг аеротенків повинен бути в 1,7-2,5 рази більше обсягу аеротенків при використанні старих технологій, спрямованих тільки на окислення органічних сполук. Це пояснюється тим, що для видалення крім органічних речовин сполук азоту та фосфору в аеротенках повинні бути створені умови для культивування і підтримки необхідних умов для мікроорганізмів, що реалізують процеси окислення амонійного азоту до нітритів і потім нітратів, відновлення окислених форм азоту (нітритів і нітратів) до газоподібного азоту, і (в схемах біологічного видалення фосфору) фосфораккумулірующіх мікроорганізмів, що відповідають за видалення з системи фосфору.
На рис. 1 і 2 наведено схеми аеротенків, що працюють за технологією окислення тільки органічних сполук і за технологією окислення органічних речовин, біологічного видалення азоту (нітріденітріфікаціі) і хімічного осадження фосфору (ПО - первинний відстійник, ВО - вторинний відстійник).
При плануванні споруд, що реалізують технології видалення біогенних елементів, обсяг зони денітрифікації розраховують на основі швидкості денітрифікації та кількості нітритів, яке необхідно відновити для досягнення необхідної якості очищення. Розрахунок обсягу зони нітрифікації розраховують виходячи з необхідності забезпечення в аеротенках певного значення аеробного віку активного мулу.
Аеробний вік активного мулу (В аеро) являє собою відношення кількості біомаси, що знаходиться в аеробній зоні, де реалізуються процеси нітрифікації, до кількості активного мулу, що відводиться із системи:
В аеро \u003d ( Х аеро × V аеро) / ( Q ІАІ × Х ІАІ),
де Х аеро - доза активного мулу в аеробній зоні аеротенках;
V аеро - обсяг аеробного зони аеротенках;
Q ІАІ - витрата надлишкового активного мулу;
Х ІАІ - доза надлишкового активного мулу.
При проектуванні споруд мінімальний аеробний вік активного мулу розраховується з урахуванням якісних характеристик надходять на біологічне очищення стічних вод, температури в аеробній зоні аеротенках та вимог по амонійного азоту і азоту нітритів в очищеній воді. Розрахунковий мінімальний вік активного мулу при цьому в кілька разів більше, ніж вік активного мулу, необхідний для реалізації процесів тільки окислення органічних сполук, що веде до відповідного збільшення обсягу аеробного зони аеротенках.
Необхідно відзначити, що при експлуатації навіть коректно спроектованого споруди підтримання необхідного аеробного віку активного мулу не завжди є здійсненним завданням. При залповому скиданні на очисні споруди висококонцентрованих стічних вод спостерігається підвищений приріст активного мулу. Для запобігання підвищеного виносу зважених речовин з вторинних відстійників служби експлуатації змушені збільшувати витрати надлишкового активного мулу. При цьому, як видно з вищенаведеної формули, відбувається різке зниження значення аеробного віку активного мулу (так званий «зрив аеробного віку активного мулу»), що призводить до вимивання з системи нитрифицирующих мікроорганізмів і, як наслідок, до зриву процесу нітрифікації. Відновлення необхідного аеробного віку активного мулу і якості очищеної води по амонійного азоту і азоту нітритів займає мінімум 2-3 тижні. Тобто основною проблемою реалізації процесу нітріденітріфікаціі на спорудах, що працюють за технологією «аеротенк + вторинний відстійник», є забезпечення мінімального для нитрифицирующих мікроорганізмів значення аеробного віку активного мулу. Убезпечити себе від виникнення ситуації зриву аеробного віку активного мулу службам експлуатації не представляється можливим.
Дана проблема вирішується при використанні завантаження, на якій культивується біомаса. В цьому випадку мікроорганізми, які беруть участь в процесах нітрифікації, прикріплюються до завантаження, що знаходиться в аеротенках, і підвищений їх приріст в зв'язку з залповим надходженням висококонцентрованих стічних вод не веде до зриву аеробного віку активного мулу і концентрація амонійного азоту та азоту нітритів в очищеній воді стабільно підтримується на заданому рівні.
Реалізація технології FBAS дозволяє збільшити кількість біомаси в 3-5 разів у порівнянні з технологією ASP, при якій біомаса (активний мул) знаходиться в підвішеному стані; збільшення концентрації біомаси в аеротенках веде до суттєвих збільшень обсягів вторинних відстійників. Доза активного мулу 2,0-3,5 г / л розраховується з оптимуму сумарного обсягу аеротенків і вторинних відстійників. В технології FBAS даної проблеми не існує, що дозволяє підтримувати кількість біомаси по сухому вазі до 10-16 г / л.
НА ЗАМІТКУ
Реалізація технології FBAS дозволяє відмовитися від вторинних відстійників і зменшити обсяги аеротенків в 3-5 разів.
Застосування технології FBAS в реакторах-витискувачі, якими є основна частина аеротенків, експлуатованих в Росії, дозволяє в кожній зоні аеротенках культивувати співтовариство мікроорганізмів, оптимальне для стічної води, що знаходиться в даній точці. Тобто співтовариство мікроорганізмів на завантаженні в аноксидних зоні, що реалізують процес денітрифікації, відрізняється від співтовариства мікроорганізмів, що виросли на завантаженні в аеробній зоні і реалізують процес нітрифікації. При цьому на початку, середині і наприкінці аеробного зони співтовариства мікроорганізмів також різняться. Це відноситься і до зони денітрифікації. Розподіл мікроорганізмів відповідно до якості стічної води по довжині споруди (рис. 3) призводить до істотного збільшення окислювальної потужності споруди в цілому і, як наслідок, до зниження обсягів споруди і підвищенню стабільності та якості очищення.
FBAS-технологія використовує як синтетичну стаціонарну завантаження, так і частково коріння рослин (рис. 4), які, з одного боку, є натуральною стаціонарної завантаженням, а з іншого - використовують органічні сполуки, а також сполуки азоту і фосфору в якості поживних речовин. Це дозволяє ще більше інтенсифікувати біохімічні процеси очищення.
Резюмуємо переваги технологічного рішення FBAS перед традиційною технологією ASP, викладені вище:
висока стійкість до різких змін параметрів стічних вод;
значне зменшення обсягу очисних споруд і, відповідно, площі забудови, що скорочує капітальні витрати на реконструкцію / будівництво;
скорочення експлуатаційних витрат (енерговитрати і витрати на утилізацію меншої кількості утворюється осаду) завдяки високій дозі та віком активного мулу;
можливість конструктивної реалізації очисних споруд у вигляді компактного закритого комплексу, що вирішує проблему неприємних запахів.
На рис. 5 представлені економічні дані порівняння очисних споруд, що працюють за технологією FBAS і традиційною технологією ASP.
Крім технологічних переваг підкреслимо важливість привабливого зовнішнього вигляду комплексу очисних споруд, який органічно вписується в загальний Технодизайн території сучасного підприємства. Конструктивна реалізація очисних споруд по FBAS-технології змінює склалося уявлення про їх зовнішній вигляд. Своєрідний «ботанічний сад» (рис. 6) може стати екологічною візитною карткою підприємства.
Таким чином, сучасні технології очищення стічних вод і реалізовані на їх основі каналізаційні очисні споруди на промисловому підприємстві повинні відповідати таким критеріям: стабільне забезпечення необхідної якості очищеної води і привабливість зовнішнього конструктивного виконання.
ВИСНОВКИ
На підставі всього вищесказаного можна зробити наступні висновки:
1. Експлуатація застарілих споруд очистки стічних вод супроводжується великими експлуатаційними витратами і не відповідав сучасним вимогам до якості очищеної води. Крім того, такі споруди не дозволяють повторно використовувати даний ресурс.
2. Вибір сучасної технологічної схеми очищення стічних вод є первинним і основним питанням при прийнятті рішення про інвестиції в реконструкцію / будівництво каналізаційних очисних споруд.
3. У порівнянні з традиційним технологічним рішенням впровадження сучасних технологій дає відчутну економію як капітальних, так і наступних експлуатаційних витрат.
4. Час повернення інвестицій в реконструкцію / будівництво каналізаційних очисних споруд безпосередньо залежить від вибору сучасної енергоефективної технології, що забезпечує задану якість очищеної води, і економічно грамотної подальшої експлуатації.
5. Сучасні очисні споруди, що забезпечують необхідну якість очищення стічних вод і мають привабливий зовнішній виконання, можуть стати екологічною візитівкою підприємства.
На даний момент часу в РФ є величезна кількість очисних споруд, побудованих і спроектованих за радянських часів. Зокрема, пік будівництва очисних споруд припав на кінець 70-х - початок 80-х років минулого століття. І на даний момент багато хто з цих споруд або повністю не працюють, або мають деякі працездатні вузли, або були не розраховані на сучасні вимоги до очищення стічних вод. Тому у власника або у експлуатуючої організації цих споруд постає питання про їх реконструкції. Сучасні вимоги водного та екологічного законодавства пред'являють жорсткі вимоги до якості очищення стічних вод, і їх порушення тягне до великих штрафів і відповідальності, аж до закриття підприємства-власника очисних. Тому, щоб не встановлювати нові очисні споруди, які потребують серйозних фінансових витрат, необхідно провести реконструкцію очисних.
Аудит очисних споруд
Першим етапом реконструкції є аудит - докладний і уважне будівельне і технологічне обстеження існуючих очисних споруд. Підсумком аудиту є комплексний висновок про стан очисних споруд та працездатності його елементів, а також рекомендації про шляхи виведення очисних на необхідні параметри роботи по продуктивності і за необхідними показниками якості очищення стоку. Може бути запропоновано кілька різних варіантів по компоновці, за енерговитратами, по площі, які займають очисні споруди.
НПП «Завод Аквакрат» має величезний досвід реконструкції старих очисних споруд, а також переробки і запуску сучасних очисних споруд інших виробників, які з різних причин не працюють.
Очисні споруди являє собою багатокамерну систему, за допомогою якої збирають, очищають і відводять зливові, господарсько-побутові та промислові стоки. Такі комплекси повинні мати високу надійність і достатній рівень продуктивності для ефективного очищення різних рідин (особливо в період максимального навантаження на обладнання), тому досить часто потрібно проводити реконструкцію ОС. ГК «Еколос» якраз займається реконструкцією очисних споруд різного типу в Москві, Самарі, Єкатеринбурзі, Новосибірську, Казані і Тюмені.
Види будівництва очисних споруд
ГК «Еколос» також займається будівництвом наступних видів ОС:
зливові: такі комплекси допомагають очищати і відводити зливові стоки з міських вулиць, території селищ та інших об'єктів, при цьому потрібно видаляти природні механічні частинки (камені, пісок, листя і гілки дерев);
біологічні: основне призначення таких ОС - біологічна очистка стоків, в яких вже не міститься механічних частинок і сміття; зазвичай очищаються рідини проходять обробку ультрафіолетовими знезаражувачі;
каналізаційні: даний вид ОС дозволяє ефективно очищати каналізаційні стоки для їх подальшого викиду в гідросферу або використання в сільськогосподарських цілях;
промислові: ці споруди використовуються для очищення рідин, що утворюються в ході промислової діяльності людей і мають в складі специфічні компоненти (суміші), що не піддаються природному розкладанню.
Коли потрібна реконструкція ОС
Є кілька причин, за якими потрібно реконструювати очисні споруди. Реконструкція ОС для підприємств проводиться в тих випадках, коли наявного комплексу обладнання недостатньо для максимально ефективного очищення надходять промислових відходів. Реконструкція ОС для дому та дачі необхідна, якщо існуюча система не справляється з обсягом скупчуються стоків. У загальному випадку реконструкція ОС для очищення стічних вод проводиться тоді, коли комплекс має недостатню продуктивність роботи.
Вартість будівництва ОС
Завдяки тому, що ГК «Еколос» має грамотну цінову політику, ціна на будівництво очисних систем є найбільш оптимальною на російському ринку. Щоб підрахувати приблизні ціни будівництва ОС, можна скористатися спеціальним калькулятором.
Реконструкція очисних споруд є не тільки стандартні роботи, але і вимагає творчого підходу із застосуванням екологічних і економічних рішень. Сучасні технологічні заходи з очищення та реконструкції об'єктів водовідведення є складні трудомісткі процеси аналізу і дослідження. Перед початком проведення всіх необхідних робіт потрібно провести детальний аналіз і моніторинг очисної установки, щоб в подальшому розробити ефективний проект для реконструкції і модернізації об'єктів.
Нерідко модернізація або реконструкція є єдиним способом вирішення безлічі проблем
модернізація очисних установок
повинна бути високотехнологічної і не вимагати більших витрат. Будівництво нових очисних об'єктів дуже дорога процедура, саме тому реконструкція є самим ефективним способом вирішення проблеми. На сьогоднішній день особливу популярність придбало встановлення регульованих резервуарів, які здатні рівномірно розподілити потік стічних вод на очисні установки.
Причини проведення реконструкції та модернізації очисних установок:
- Збільшення продуктивності очисних споруд;
- Підвищення надійності функціонування очисних установок;
- Мінімізація витрат на експлуатування обладнання;
- Використання нових технологій та автоматизованого керування для очисних об'єктів;
- Якісне очищення стічних вод.
Модернізація або реконструкція?
Роботи по реконструкції очисних споруд являють собою процес відновлення старих об'єктів шляхом проведення додаткових робіт. Тобто реконструкція - це свого роду ремонт, який дозволяє при мінімальних затратах відновити повноцінну роботу вже наявних об'єктів. При цьому розраховують різні показники і коефіцієнти, які в подальшому застосовуються для розробки оптимальної схеми очищення. В результаті реконструкції повинна бути налагоджена робота очисних споруд, а витрати на електроенергію повинні бути знижені.
Якщо назріла необхідність модернізації очисних споруд, то слід розуміти, що це дорогий процес, що вимагає неординарного сучасного підходу.
Модернізація очисних установок передбачає впровадження в старі об'єкти нових технологій. Так, модернізація каналізаційних очисних споруд дозволяє підвищити надійність роботи очисної системи і знизити витрати на електроенергію шляхом установки нових насосів і біофільтрів.
Для того щоб визначитися який спосіб буде ефективніше і надійніше, необхідно відштовхуватися від початкового капіталу. Реконструкція та модернізація є найбільш доцільними способами для очищення установок водовідведення. Відмінності цих двох методів полягає лише у вартості, так як модернізація - це більш дорогий процес.
Роботи з модернізації та реконструкції очисних споруд
Мета реконструкції очисних споруд - це зниження витрат на експлуатацію застарілого пристрою, підвищення ефективності роботи установки, раціональне використання наявних ресурсів, можливість надати споруді естетичний вигляд. Існує кілька способів очищення стічних вод під час модернізації та реконструкції:
- спосіб механічного очищення - видалення побутових відходів і їх подальша утилізація;
- Спосіб біологічної очистки - використання корисних бактерій, які поглинають зважені речовини;
- Спосіб доочистки - застосування сучасного технологічного обладнання;
- Спосіб знезараження - знищення всіх мікробів у воді шляхом хлорування або озонування.
Реконструкція каналізаційних очисних споруд і їх модернізація полягає в застосуванні новітніх технологій:
- термічне знезараження мулового осаду;
- збільшення кількості корисних бактерій і фосфатаккумулірующіх мікроорганізмів;
- видалення осаду на центрифугах шляхом механічного очищення;
- доочищення тканинними водоростями;
- ліквідація мулових майданчиків;
- збільшення ефективності очищення споруд.
Використання сучасних способів реконструкція і модернізація очисних споруд дозволяє досягти бажаних результатів і значно підвищити ефективність роботи очисних установок, витрачаючи при цьому мінімальну кількість коштів.
Реконструкція Курьянівських очисних споруд
Курьяновской очисні споруди, побудовані в 50-60-х рр. минулого століття, були розраховані і запроектовані на очистку від органічних забруднень (БПК) і зважених речовин, у зв'язку з цим зміст біогенних елементів (азоту і фосфору) в очищеній воді не відповідало сучасним вимогам.
У зв'язку з цим було прийнято рішення про проведення комплексної реконструкції КОС з перекладом на сучасні технології водоочищення.
Першим етапом реалізації поставленого завдання з'явилася, розпочата в 2011 році великомасштабна реконструкція Ново-Курьянівських очисних споруд (Нкосі).
Для проведення будівельно-монтажних робіт був повністю зупинений і виведений з експлуатації 1-ий блок Нкосі. В даний час реконструкція 1-го блоку Нкосі завершена і здійснено введення в експлуатацію. У 2015 році розпочато реконструкцію 2-го блоку Нкосі. Пуск в експлуатацію всього комплексу Ново-Курьянівських очисних споруд планується в 2018 році. Реконструкція блоку КОС ст. стане завершальним етапом.
Основне технологічне обладнання (решітки, Ілососи, мулоскреби, аератори і т.д.), встановлене на 1-му блоці Нкосі, - вітчизняного виробництва. Вибір обладнання здійснювався за результатами дослідно-промислових випробувань, що проводяться на діючих КОС.
В ході проведеної реконструкції крім перекладу споруд на технологію видалення біогенних елементів була вирішена проблема появи неприємних запахів за рахунок перекриття ємнісних споруд та установки воздухоочістних обладнання.
Більш детальна інформація про реалізацію заходів, спрямованих на зниження неприємних запахів приведена в розділі «Усунення неприємних запахів».
Підсумки реалізації проекту реконструкції 1-го блоку Ново-Курьянівських очисних споруд- Забезпечено стабільно високу якість очищення стічних вод, в тому числі по біогенних елементів, що значно перевершує, раніше встановлені показники, що дозволило поліпшити екологічний стан акваторії р.Москви;
- Застосування сучасних технологій, матеріалів, обладнання і модернізація системи управління технологічним процесом з впровадженням безлюдних технологій, забезпечили зниження витрат на експлуатацію, надійність і продовження терміну служби споруд;
- Реалізація заходів щодо запобігання неприємних запахів вирішили проблему емісії забруднюючих речовин в атмосферу і поліпшили екологічну обстановку на прилеглих до очисних споруд територіях.
Проект реалізується за участю інституту ВАТ "МосводоканалНИИпроект" і компанії ТОВ "ІФСК" АРКС ".
