• О предприятии
• Монтажные работы
• Каталог продукции
• Сервисное обслуживание
• Контакты

Локальные очистные сооружения

При выборе локальных очистных сооружений (ЛОС) заказчик учитывает цену, срок гарантии, стоимость сервисного обслуживания, затраты электроэнергии и многое другое. Необходимо понимать, что качество и стабильность работы ЛОС является первостепенной задачей.

Немного о ЛОС

На Западе ЛОС занимаются уже давно, но так как показатели очистки для малых объёмов сточных вод в Европе очень низкие (биологическое потребление кислорода (БПК) - 30-60 мг/л; взвешенные вещества - 30-60 мг/л; азот и фосфор не нормируются), поэтому европейские разработчики не разрабатывали эффективные локальные очистные сооружения. Обратная ситуация с городскими очистными сооружениями (ОС), в Европе повышаются требуемые показатели очистки сточных вод при увеличении производительности ОС.

Европейские ЛОС практически не экспортируются в Россию, так как они не в состоянии обеспечить требуемые высокие показатели очистки. Научные и проектные институты Европы работали, в основном, над большими очистными сооружениями, поэтому основными малыми очистными сооружениями были септики с дренажом. Создавались также ЛОС по типу больших очистных сооружений (ОС), путём геометрического уменьшения, но такой подход к конструированию ЛОС не является правильным. Для создания ЛОС, обеспечивающие требуемые высокие показатели очистки, необходим принципиально новый подход.

В результате вышеуказанных причин возник определённый вакуум в области локальных очистных сооружений, который послужил толчком к созданию новой технологии биологической очистки сточных вод.

На данный момент ассортимент очистных сооружений сильно расширился, поэтому значительно увеличилось количество видов септиков для частного дома или других жилых помещений.

Какие основные проблемы очистки малых объёмов сточных вод?

• На локальные очистные сооружения залпово поступает свежий концентрированный сток, в котором количество органики, азота и фосфора не соответствует оптимальному для биологического процесса соотношению - 100:5:1 (органика : азот : фосфор), следовательно, в примитивных неавтоматизированных системах, указанные загрязнения, выходящие за пределы указанных пропорций, будут удаляться вместе с очищенными сточными водами;
• Залповый приток сточных вод - порой за несколько минут может поступить на установку до 25% суточного притока. Установка должна принимать залповый сброс, без выноса активного ила с очищенными сточными водами;
• Длительное отсутствие притока сточных вод на установку (например, в период отпусков). Без автоматического регулирования мощности произойдёт самоокисление (отмирание) активного ила, что приведет к перерасходу электроэнергии и ресурса оборудования;
• Поступление со стоком загрязнений, токсичных для микроорганизмов активного ила (например, сброс большого количества синтетических поверхностно активных веществ (СПАВ) при стирке белья);
• Сброс в систему установки высококонцентрированных сточных вод (например, с кухни);
• Нарастание активного ила в процессе очистки. Если его не удалять, то после нарастания до критической концентрации, он будет вытекать с очищенными сточными водами;
• Отсутствие обслуживающего персонала.

Это неполный перечень проблемных вопросов, которые должны учитываться при создании технологии очистки малых объёмов сточных вод. Большие очистные сооружения не имеют таких проблем, так как на них поступает равномерный сток. Специалисты в области очистки сточных вод знают, что малые очистные сооружения должны быть сконструированы на более высоком технологическом уровне, чем большие, поскольку должны обеспечить требуемое качество очистки сточных вод, без постоянного обслуживающего персонала, с минимальными затратами на их эксплуатацию (электрической и тепловой энергии и т.п.).

Технологические аспекты биологической очистки сточных вод в ЛОС

Континуальный и дисконтинуальный способы очистки сточных вод

Различают два способа обработки сточных вод – континуальный - 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.

При континуальном способе невозможно удерживать необходимую концентрацию активного ила в ЛОС в пределах 5-6 г/л (для окисления повышенного количества жиров и СПАВ, поступающих на установку), потому что при залповых поступлениях сточных вод происходит вынос активного ила, вследствие высокой скорости потока воды в отстойнике. Серьезным недостатком континуального способа является залегание и последующее загнивание активного ила во вторичных отстойниках. При континуальном способе, в период минимальных и максимальных притоков, нарушается расчетное время обработки сточных вод в зонах очистных сооружений. Избыточный активный ил скапливается на стенках вторичного отстойника и в последующем всплыванием на поверхность, вследствие незапланированной денитрификации. Также серьезной проблемой этой системы является необходимость удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников - жиров, частиц активного ила и т.п.

Дисконтинуальный способ (реактор SBR)

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 продолжаться 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 после нитрификации 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 из реактора активации в конце фазы отстаивания из осветленного слоя под уровнем воды. Этот способ позволяет сэкономить на строительстве вторичного отстойника, так как роль отстойника играет аэротенк, после отключения аэраторов и отстаивания, с последующей откачкой очищенных сточных вод.

Следовательно, ввиду сложности очистки малых объёмов сточных вод, ЛОС должно включать в себя достоинства эти двух способов.

Возвратная рециркуляция активного ила

Для чего же нужна рециркуляция возвратного активного ила? Один из главных условий хорошей работы любой системы биологической очистки сточных вод – это возвратная рециркуляция активного ила. Ил в начале ОС сначала сорбирует на себя органические загрязнения, а потом, по мере обработки сточных вод, двигаясь от приёмной камеры до последнего реактора, окисляет их, а сам регенерируется, “съев” все сорбированные на себе загрязнения. Возвратный активный ил, попадая в приемную камеру, эффективно окисляет новые загрязнения, поступающие на установку. Если активный ил не возвращается с конца в начало очистных сооружений, то в конце ОС активный ил будет самоокисляться (погибать), т.к. органические вещества там почти отсутствуют. Без рециркуляции возвратного активного ила не будет происходить денитрификация - удаление азота путём отрыва лёгкоокисляемой органикой поступающих сточных вод атомарного кислорода от нитритов.>

Продлённая аэрация с циклически проходящими процессами аэрации и перемешивания в реакторах

При продлённой аэрации с чередованием аэрации и перемешивания в реакторах и возрасте активного ила более 25 суток, развиваются факультативные микроорганизмы, активно участвующие в процессах очистки, как в кислородных, так и в безкислородных условиях. Благодаря этому увеличивается количество аэробного ила в системе, культивируются нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии - в результате эффективно удаляется биологическим путём азот и частично фосфор.

Удаление избыточного активного ила

Избыточный активный ил необходимо удалять из системы примерно 2 раза в год.

При биологической очистке сточных вод ил нарастает в количестве, которое определяется формулой 0,3БПК + 0,7В.В. (взвешенных веществ)

В перерасчете на 1 жителя образуется 1,5 л гравитационно уплотненного избыточного активного ила в сутки (около 98% влажности). Для эффективной очистки сточных вод концентрация активного ила в системе должна быть в пределах 5 – 6 г/л. Избыток ила необходимо из системы регулярно автоматически удалять, поскольку при большей концентрации активного ила будет происходить вторичное загрязнение очищаемых сточных вод, а при меньшей - система не справится с очисткой залповых поступлений сточных вод.

Удаление азота и фосфора биологическим путём

Одними из основных загрязнителей сточных вод являются азот и фосфор, поэтому необходимо создать условия для одновременного их удаления биологическим путем. Для этого необходимо обеспечить чередование аноксидных и оксидных условий в зонах ЛОС, с возрастом активного ила более 25 суток. Необходимо предусматривать 2-х стадийную нитрификацию и денитрификацию, ввиду сложности этих процессов и резко меняющихся концентраций аммонийного азота, нитритов и нитратов, а также лёгкоокисляемой органики в поступающих на очистку сточных водах. Если установка имеет несколько зон очистки с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила, то: во-первых, хорошо проходит нитрификация, а во-вторых - нитриты с нитратами рано или поздно встретятся с лёгкоокисляемой органикой в условиях дефицита кислорода для прохождения денитрификации. Изъятие фосфора происходит благодаря удалению избыточного активного ила, в котором он накапливается PP-бактериями. В обычном активном иле содержится 1,5-2 % фосфора, а в иле, периодически подвергающимся кислородным и бескислородным условиям, PP-бактериями фосфор накапливается в больших количествах (6-8 %). Избыточный активный ил должен удаляться автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в бескислородные условия, переходит в растворенное состояние.

Автоматизация процессов биологической очистки на ЛОС

Под понятием надёжности ЛОС подразумевается стабильность протекающих биологических процессов очистки, которые являются необходимым условием стабильности работы ОС, обеспечивающей требуемые высокие показатели очищенных сточных вод. В противном случае, неочищенные сточные воды, при залповом сбросе, протекут через установку, повредив дренажную систему. Это будет цена "простой и надёжной" очистной установки.

Визуальное определение нарушения биологического процесса (помутнение очищенных сточных вод, вспухание ила и т.п.) требует 2-3-недельной работы на его восстановление. Без автоматизации обслуживающий персонал только будет констатировать нарушение работы системы, и в ручном режиме пытаться исправить положение, а при автоматическом управлении ЛОС система стабильно удерживает все параметры биологического процесса в необходимых пределах.

ЛОС должны быть сконструированы по следующим принципам, и, следовательно, по этим критериям должны быть оценены:

• Обладать достоинствами континуальной и дисконтинуальной систем очистки, но не иметь их недостатков.
• Задерживать и размельчать поступающие со сточными водами грубые нечистоты.
• Наличие системы самоочистки сетки задержания грубых нечистот в приемной камере.
• Обеспечивать приём залпового сброса сточных вод без выноса ила из установки с очищенными сточными водами.
• Система биологической очистки ЛОС должна быть многоступенчатая, с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.
• В технологии должна быть заложена минимально двухиловая система.
• Гидравлическая система ЛОС должна обеспечивать выравнивание залповых поступлений сточных вод и многоконтурную возвратную рециркуляцию с интенсивностью, пропорциональной количеству поступающих сточных вод.
• Обеспечивать удаление азота биологическим путём, создавая условия для прохождения двухступенчатого процесса нитрификации-денитрификации.
• Автоматически удалять избыточный активный ил.
• Автоматически поддерживать необходимую концентрацию активного ила в системе с возможностью ее корректировки.
• Иметь автоматизированную систему аэробной стабилизации избыточного активного ила.
• Автоматически переключаться в экономичные режимы работы при изменении количества поступающих на очистку сточных вод с целью экономии электроэнергии, ресурса работы электрооборудования и выравнивания биологического процесса при длительном отсутствии поступления сточных вод. Переключаться в форсажные режимы при поступлении сточных вод в количестве, превышающем расчётное.
• Применять датчики уровня высокой степени надёжности с системой самоочистки.
• Вывод на монитор контроллера основных параметров работы установки с возможностью их корректировки в реакторах (желательно через модемную связь): времени аэрации, перемешивания, отстаивания, откачки очищенных сточных вод.
• Иметь сигнализацию нарушения работы установки в начальной фазе для принятия мер до того, как возникнет аварийная ситуация.
• Возможность ремонта или замены любого узла, без остановки работы очистного сооружения.

---

Все статьи