Полипропилен не корродирует
В работе семинара принимали участие представители Минжилкомхоза РБ и Минстройархитектуры РБ, Республиканской водной ассоциации, АНПО "Жилкоммунтехника", проектных институтов "Белкоммунпроект" и "Белводоканалпроект", Минскводоканала, региональных коммунальных служб, ученые и студенты БАТУ.
Сотрудничество одного из ведущих чешских предприятий, работающих на экологию, - завода "Fortex AGS", отметившего свое 30-летие, и витебского ЗАО "Стройтехпласт" в области разработки и внедрения прогрессивных систем блочных сооружений очистки бытовых и ливневых стоков является подтверждением того факта, что внутригосударственные природоохранные мероприятия все чаще объединяются в межгосударственные программы. Совместный доклад ведущего инженера ЗАО "Стройтехпласт" Н. В. Фрумкиной и представителя "Fortex AGS" Яны Лишенаровой назывался "Биодисковые и активационные биологические станции очистки бытовых сточных вод. Станции очистки ливневых сточных вод. Вертикальные песколовки". Начала его Н. В. Фрумкина:
- За короткий период наши предприятия прошли фазу консультационных контактов и сегодня совместными усилиями уже проектируют первые очистные сооружения Fortex на территории РБ. Производственному предприятию ЗАО "Стройтехпласт" переданы эксклюзивные права представления "Fortex AGS" на территории стран СНГ. Предлагаемые сооружения отличаются высокой степенью очистки стоков, компактностью, простотой и безопасностью при монтаже и эксплуатации, надежностью и экономичностью. Сравнительно небольшие материальные затраты при возведении плюс низкая энергоемкость при эксплуатации - это само по себе привлекательно. А отсутствие шума и запаха, а экологическая надежность, а сохранение работоспособности при отсутствии подачи стоков в течение 60 суток?
Допустимо кратковременное 100%-ное превышение гидравлической нагрузки на станцию без ухудшения выходных параметров. Допустим также 30-минутный 10-кратный гидравлический удар. Не влечет за собой ухудшения выходных параметров и кратковременная 100%-ная перегрузка по БПК.
Цельнопластиковая станция очистки сточных вод Biofluid Е предназначена для очистки фекальных стоков одноквартирных домов, бытовых устройств предприятий, кемпингов, гостиниц, частей поселков - небольших источников загрязнения, расходы на строительство которых меньше, чем расходы на строительство канализационной сети, соединяющей их с ближайшими очистными сооружениями. Пригодна станция и для очистки и доочистки других вод, которые можно очистить биологическим путем.
Работа таких станций характеризуется в первую очередь высоким коэффициентом неравномерности поступления стоков, величина которого чаще всего и влияет на выбор габаритов станций при их проектировании. Близость источников загрязнения к станциям очистки стоков обусловливает низкую дезинтеграцию засорения и как следствие низкую гомогенизацию сточных вод. Предъявляются к этим станциям очистки и требования высокой саморегулирующей способности, технологичности обслуживания.
Часто данный вид оборудования применяется при очистке низкоконцентрированных стоков, когда применение активационной системы нецелесообразно.
Очистка сточных вод биодисковыми станциями Biofluid основана на комбинации 2 систем - очистки с помощью выращенной на дисках биомассы, а также с помощью активного ила, который во взвешенном состоянии присутствует в резервуаре станции.
Конструктивную основу станции составляет бассейн из облегченного полипропилена. Технологические перегородки разделяют бассейн на первичный отстойник, вторичный отстойник и биореактор. Пространство биореактора - это активационное пространство, в верхней части которого помещается ось с биодисками (также из полипропилена) и электродвигателем. Иными словами, биореактор представляет собой аэротенк с вращающимся биодисковым реактором. Станция очистки снабжена трубопроводом рециркуляционного ила и сливным сточным порогом.
Устойчивость цельнополипропиленовой станции к коррозии и лежит в основе ее долговечности.
В зависимости от требований к очищенной воде станция Biofluid E может иметь 3 исполнения.
В исполнении Biofluid E-N станция предназначается для окисления аммиачного азота. В этом случае биоконтактор заменяется биоконтактором с повышенной окислительной способностью. Таким образом, станция становится нитрификационной.
В исполнении Biofluid E-DN станция предназначается для устранения азота из стоков. В этом случае осуществляется замена биоконтактора и станция доукомплектовывается аноксидно погруженным биофильтром. Таким образом, станция становится денитрификационной.
Наконец, в исполнении Biofluid E-DNK станция доукомплектовывается коагуляционно-флокуляционным модулем. В рециркуляционный поток дозируется железосодержащий коагулянт. В этом случае станция может использоваться для удаления из сточных вод фосфора, нерастворенных веществ и частиц жиров или тензидов, для очистки биологически расщепляемых промстоков при небольшом их объеме. Достигаемый эффект очистки по БПК 5- 95%.
Сточные воды попадают в первичный отстойник, где происходит частичное отделение крупных фракций осадка, аккумуляция стоков и сгущение первичного и избыточного активного ила. Из отстойника сточные воды ковшом перекачиваются в активационную часть станции. Здесь с помощью растущих на биодисках микроорганизмов и микроорганизмов, которые находятся в псевдосжиженном взвешенном состоянии, и происходит дальнейшая очистка стоков.
Станции типа Biofluid E-DN и Biofluid E-DNK имеют размещаемую перед аэротенком биоколонну устранения азота и фосфора. Из биореактора смесь воды и активного ила поступает в нижнюю часть вторичного отстойника, откуда через слой активного ила поднимается к сливному ребру сточного желоба.
Активный ил падает в нижнюю часть вторичного отстойника и по каналам реактора попадает обратно в аэротенк. С помощью вентиля-поплавка избыточный ил и часть стоков возвращаются обратно в отстойник. Таким образом, обеспечивается, с одной стороны, рециркуляция, с другой - осветление вторичного отстойника станции.
В месте установки резервуара должны быть проверены геологические условия. Необходимо заранее знать, можно ли будет его обсыпать, а в перспективе - обмуровать. Поставщик обязан предупредить заказчика, что для успешного протекания биологических процессов должен быть в достаточной степени обеспечен подвод воздуха к станции.
Станции очистки Biofluid разработаны 9 типоразмеров и рассчитаны на подключение от 10 до 120 потребителей. Возможно параллельное включение двух станций - тогда эти цифры удваиваются, так что "потолок" данного оборудования составляет 240 потребителей.
При заглубленном размещении колодец, в котором находится станция, перекрывается утепленными щитами, чтобы температура внутри станции составляла 8-10 оС.
Если есть технологическая необходимость выпуска стоков, обработанных Biofluid, в рыбохозяйственный водоем, между станцией и водоемом могут быть размещены песчаный фильтр, фильтрующая траншея либо небольшой пруд.
Следует, впрочем, учитывать, что, эксплуатируя станции Biofluid, характеризуемые небольшой (до 15 или до 30 м 3/сут) производительностью, можно добиться хороших результатов очистки лишь при определенном соотношении загрязняющих веществ в стоках. Более высокое содержание углерода, свойственное, например, стокам хлебозаводов или пивоваренных заводов, а также более высокое содержание азота - делу не помеха, однако необходимо знать, что данные очистные сооружения предназначены для очистки сточных вод с загрязнением по БПК, равным 400 мг/л, а не 1000 мг/л и более.
В последнем случае успешно применяется мелкопузырчатая аэрационная система.
Всем биодисковым станциям очистки сточных вод вредит также слишком большое содержание жира. Жиросодержащие стоки могут вызвать склеивание дисков биодискового реактора и выход станции из строя. Чтобы этого не случилось, перед очистными сооружениями данного типа следует устанавливать жироловку.
Сепараторы типа OTB применяются для улавливания и устранения жиров и масел органического происхождения, находящихся в сточных водах предприятий общественного питания. Они устанавливаются на самостоятельной канализационной ветви непосредственно на выпуске стоков и перед сливом в коммунальную канализацию, предохраняя ее от загрязнения жиром. В основе работы этих сепараторов лежит принцип гравитации. Возможна поставка ЗАО "Стройтехпласт" 5 типоразмеров сепараторов OTB, рассчитанных на пропуск соответственно 1, 2, 3, 4 и 5 л/сек. Все части жироловки, включая сам резервуар, выполняются из полипропилена.
Яна Лишенарова - менеджер "Fortex AGS", отвечающий за восточный рынок. Взяв слово, она дополнила выступление коллеги рассказом об активационных биостанциях.
- Перед администрацией многих населенных пунктов РБ стоит вопрос строительства новых или реконструкции существующих станций очистки сточных вод. Правильное решение зависит от хорошего знания разнообразных технологий очистки, которые в последнее время все в большем количестве появляются в РБ. Технологии Fortex занимают ведущие позиции среди европейских аналогов. Стоимость уставных фондов фирмы "Fortex AGS"- $4000000, годовой оборот - примерно $11 000 000. Вся деятельность фирмы финансируется из собственных источников. При необходимости фирма осуществляет поставку производимого ею оборудования под ключ. В ближайшие планы "Fortex AGS" входит начало производства в Витебске того оборудования, которое сегодня с помощью ЗАО "Стройтехпласт" поставляется из Чехии.
Помимо упомянутого Натальей Васильевной оборудования, фирма производит накапливающие сепараторы минеральных масел SOR, вторичные отстойники, пескоуловители, устройства для обезвоживания ила и еще ряд дополнительных устройств, необходимых для функционирования станций очистки сточных вод.
Биоочистка сточных вод - это относительно новая прикладная область, в которой используются теоретические основы микробиологии, гидробиологии и биохимии. Теоретические основы собственно биоочистки коммунальных стоков по существу остаются неизменными, однако развиваются методы практической их реализации.
Основы - те физические, химические, биологические процессы самоочищения, которые протекают в природных водах. Активным элементом биоочистки является конгломерат микроорганизмов, питательной средой и средой обитания которых являются сточные воды.
Активационные станции очистки сточных вод с мелкопузырчатой аэрацией (ACB), действие которых основано на принципе долговременной активации с частичной аэробной стабилизацией ила, используются для очистки фекальных и промышленных биологически расщепляемых стоков. При этом используются сепаратные вторичные отстойники. Аэрирование стоков осуществляется с помощью аэрационных элементов Fortex или вертикальных мешалок. Для понижения концентрации фосфора в стоках используется коагулянт (соли железа), при необходимости же более глубокой очистки, в результате чего БПК 5 стоков не должна превышать 10 мг/л, система дополняется специальным фильтром. Вообще же эффективность устранения органических веществ составляет 93-98% по БКП 5.
Станции очистки ACB производятся нескольких типоразмеров с производительностью от 2 до 750 м 3/сут. Аэротенки станций изготавливаются из полипропиленовых стеновых элементов (впрочем, большие приходится-таки выполнять из железобетона).
Вследствие использования дисковых элементов мелкопузырчатой пневматической аэрации, обеспечивающих дискретный характер аэрации, расход энергии при эксплуатации станции минимален. Еще одна причина большой популярности ACB - возможность ограничения аккумулирования взвешеннных отходов во вторичном отстойнике (и, таким образом, попадания этих отходов в стоки).
Применение проточной системы функционирования станции и сепаратного вторичного отстойника исключают ударную нагрузку на станцию.
Цельнопластиковая активационная станция очистки сточных вод, входящая в группу ACB 10-180 и рассчитанная на подключение от 10 до 180 потребителей (скажем, коттеджей поселка), состоит из полипропиленового бассейна с встроенным первичным отстойником, насоса, воздуходувки, активационной системы, обеспечивающей тонкопузырчатую аэрацию и дегазацию ила, вторичного отстойника и отстойника избыточного ила. Работой воздуходувки и насоса управляет реле времени. Возможно включение в схему работы станции фильтра терциальной (окончательной) очистки и измерительной шахты.
На обслуживание станции в среднем требуется 0,5 часа в день. Возможны типоразмеры ACB 80, 120, 180.
Станция группы ACB 250-750 обслуживает уже от 250 до 750 пользователей. Состоит из полипропиленового бассейна с встроенными нитрификационной и денитрификационной частью, зоной дегазации и вторичным отстойником. Бассейн снабжен воздуходувкой. Перемешивание в зоне денитрификации обеспечивается применением среднепузырчатых аэрационных элементов AME-P. Управляемая реле времени станция снабжена системой кислородного зондажа и способна перейти на автоматическую дискретную аэрацию.
Конкретные условия могут вызвать необходимость предварительного включения в технологическую цепочку решетки, песколовки или отстойника с измельчающим насосом. На выходе возможен монтаж фильтра окончательной очистки, илоотводного устройства и измерительной шахты.
На обслуживание станции в среднем требуется от 2 до 4 часов в день. Возможны типоразмеры ACB 250, 350, 450, 550, 650 и 750.
Станция ACB 850-5000 обслуживает от 850 до 5000 подключений. Состоит из пары железобетонных отстойников с встроенными нитрификационной и денитрификационной частью и зоной дегазации. К этому модулю подключена пара вторичных отстойников. Оборудование предварительной и окончательной очистки монтируется в соответствии с требованиями заказчика. Автоматика аналогична вышеописанной для ACB 250-750.
На обслуживание станции в среднем требуется от 4 до 12 часов в день.
Возможны типоразмеры ACB 850, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 и 5000.
Вновь эстафету принимает Н. В. Фрумкина. На этот раз она останавливается на станциях очистки ливневых сточных вод.
- Как известно, ливневые стоки загрязнены в основном нефтепродуктами и взвешенными веществами. Поэтому одни и те же очистные сооружения могут быть использованы для очистки стоков автостоянок, АЗС, СТО и ливневых стоков. Изготавливаются они на заводе "Fortex AGS" из конструкционного полипропилена и рассчитаны на пропуск 2, 5, 10 и 20 л/сек. В зависимости от качества стоков сооружения состоят из отстойника SJ, используемого при необходимости задержания крупных взвешенных загрязнений (и одновременно служащего для сепарации интегрированного масла) и сепаратора минеральных масел SOR, предназначенного для сепарации углеводородов с температурой кипения выше 170 оС и плотностью до 0,95 г/см 3. Концентрация нефтепродуктов на выходе из SOR - до 10 мг/л. Сорбционная колонна SK предназначена для доочистки сточных вод до концентрации нефтепродуктов в них не более 0,05 мг/л. На завершающем этапе в соответствии с желанием заказчика может находиться контрольная шахта для отбора проб.
Отстойник SJ выпускается 3 модификаций: низкой, средней и высокой, в зависимости от количества взвешенных веществ в подаваемых на очистку стоках (низкая, средняя и высокая нагрузка).
Сепаратор минеральных масел SOR - это прямоугольный резервуар из полипропилена, разделенный перегородкой на помещения сепарации и складирования. Загрязненная вода через подводящий наконечник подается в нижнюю часть отсека сепарации. Часть нефтепродуктов поднимается вверх и улавливается первой забральной стенкой. Вода с оставшимися нефтепродуктами проходит через коалесцентную вставку, где маленькие капли нефтяных веществ сталкиваются с наклонными плоскостями пластин коалесцентной вставки, увеличиваются в размерах и поднимаются через отверстия в волнах коалесцентной вставки на поверхность. Здесь они задерживаются второй забральной стенкой, очищенная же вода проходит под ней, поднимается вверх и через отводящий трубопровод вытекает из сепаратора. Сепарированное нефтяное вещество, скопившееся на поверхности перед первой и второй забральными стенками, с помощью коллекторов периодически выпускается в камеру складирования.
Концентрация нефтепродуктов на выходе из сепаратора не превышает 10 мг/л. Собранные минеральные масла передаются на регенерацию (если у заказчика есть такая возможность) либо сжигаются.
Если существует опасность попадания в сепаратор большого количества бензина, то перед сепаратором SOR вместо отстойника SJ устанавливается сепаратор бензинов BOS. Оборудование производимого в 4 типоразмерах сепаратора BOS состоит из стального резервуара с впускной диафрагмой. Как и забральные стенки, другие переборки и подводящие и отводящие трубопроводы, он выполнен из стали класса 11. Сепаратор окрашивается специальной маслоустойчивой краской, которая обеспечивает его антикоррозионную защиту. В соответствии с данными поставщика долговечность этой краски составляет около 10 лет.
В первой половине сепаратора BOS происходит улавливание грубых загрязнений и одновременно осуществляется гомогенизация вытекающей воды. Вода, очищенная от этих загрязнений, стекает во вторую половину сепаратора, где происходит гравитационное отделение нефтяных веществ. Сепарированные нефтяные вещества задерживает забральная стенка, вода же поступает на сепаратор минеральных масел. Что же касается скопившегося на поверхности бензина, то он просто испаряется.
Сорбционная колонна представляет собой прямоугольный полипропиленовый резервуар, в котором размещены адсорбционные единицы, наполненные фиброилом - веществом, обладающим большой сорбционной способностью. Изготавливаемый из полипропиленового штапельного волокна, этот материал способен улавливать вещества с низким поверхностным натяжением. Загрязненная вода последовательно проходит все адсорбционные единицы и через отводящий трубопровод покидает очистные сооружения. Количество адсорбционных корзин зависит от требуемой степени очистки сточных вод на выходе из очистных сооружений.
Такие фильтры очистных сооружений, как сорбционные колонны, удобны в эксплуатации и выгодно отличаются от отечественных кассетных аналогов, направляющие которых изготавливаются из металла. (Потом эти кассетные фильтры необходимо извлекать, в процессе эксплуатации они ржавеют и перекашиваются, в результате же становятся непригодны.)
Длина полной технологической цепочки очистных сооружений колеблется от 7 до 11 м, ширина составляет 1-2 м.
Эти очистные сооружения можно размещать под землей. В зимних условиях они должны закрываться двойной крышкой, а перед пуском сооружений в работу необходимо производить напуск теплой воды.
Если нет возможности расположения всех устройств очистных сооружений в одну линию, по желанию заказчика может быть применено атипичное исполнение емкостей с боковым впуском и выпуском стоков.
Предлагаемые сооружения очистки ливневых стоков отличаются высокой степенью очистки, простотой (без применения электроэнергии) и надежностью эксплуатации, а также монтажа, уменьшением обычно занимаемой отечественными аналогами площади в 4 и более раз, возможностью работы в агрессивной среде с температурой до 60 оС, долговечностью. Фирма обеспечивает гарантию на эти очистные сооружения до 12 месяцев со дня поставки, а также производит их сервисное обслуживание.
- В нашей стране, - сказала в заключение совместного доклада Яна Лишенарова, - биологический метод очистки стоков является уже традиционным. Это область, в которой мы находимся в числе европейских лидеров. В стране очищается свыше 70% всех загрязненных стоков. Достижение этого положения оказалось возможным благодаря большим очистным сооружениям, построенным в ЧССР в 60-70-е гг. Однако эти сооружения были возведены в соответствии не только с тогдашним уровнем технических знаний, но и возможностей финансирования подобных проектов. Сегодня чешские эксплуатационники озабочены вопросом, будут ли после 2005 г. стоки, обработанные многими из поныне эксплуатируемых в стране сооружений, по своему составу подходить под требования не только правительственного постановления 1992 г., но и норм Евросоюза. Поэтому по большинству этих старых станций необходимо готовить программы модернизации. В свою очередь потенциальные инвесторы озабочены вопросом: на каком варианте очистки стоков лучше остановиться, поддерживая проекты реконструкции? В первую очередь всех интересует эффективность устранения азота и фосфора.
Комплексное решение задач модернизации должно сопровождаться быстрой экономической отдачей вложенных средств. Как добиться практического выполнения этого условия?
В большинстве случаев реконструкция должна будет коснуться замены аэрационных систем. Общеизвестно, что во всем мире сегодня преобладают варианты тонкопузырчатой пневматической аэрации с применением перфорированных мембран из синтетического каучука.
Конструирование аэрационных систем Fortex осуществлено с использованием специальных компьютерных программ, включающих фрагменты пособия EPA, посвященные окислительной способности тонкопузырчатых элементов. При этом соблюден контроль таких параметров, как объемная интенсивность аэрации. Определение окислительной способности было осуществлено путем применения обширной совокупности стандартных тестов; систематически предпринимаются эксплуатационные испытания с целью проверки и уточнения однажды полученных данных.
Тонкопузырчатые аэраторы Fortex снабжены мембраной, которая изготовлена из этиленпропилендимеркаучука. Когда давление воздуха достигает определенной величины, перфорированная мембрана деформируется до такой степени, что через открывающиеся при этом отверстия проходят пузырьки воздуха. На впуске воздуха мембрана не имеет перфорации - здесь она служит обратным клапаном на случай прекращения подачи воздуха, препятствуя проникновению воды в воздуховод. Контрольный люк впуска воздуха обеспечивает одинаковое давление и равномерное распределение воздуха в воздухораспределителях большой длины, препятствует локальному падению давления и поддерживает систему в рабочем состоянии даже в случае механического повреждения.
В перспективе работа водного хозяйства Чехии будет регламентироваться не только повышенными требованиями к качеству очищенных и сбрасываемых стоков и растущими ценами на энергию, но и требованием ограничения числа работников, обслуживающих очистные сооружения, и создания более комфортных условий работы на этих предприятиях.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 24 за 1998 год в рубрике вода
