НДТ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД: ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ «БИОКОМПАКТ» ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО СБРОСА В Р. ИСТРУ (МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ)

В данной статье проанализирована эффективность работы очистных биологических сооружений «Биокомпакт». В последнее время промышленный сектор очень быстро развивается. В связи с этим на предприятиях возрастает потребность в воде не только для обеспечения разнообразных технологических процессов, но и для хозяйственно-бытовых нужд. На небольших предприятиях эти стоки как правило объединяют в один общий сток, что затрудняет его дальнейшую очистку. Так как вода после использования содержит высокие концентрации органических и неорганических веществ, многие из которых являются экотоксикантами, сбрасывать ее без предварительной очистки было бы крайне опасно. В связи с этим ученые всего мира разрабатывают новые доступные технологии, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов. Одной из НДТ очистки является биологическая очистка сточных вод с помощью сооружений «Биокомпакт». Преимущества такой очистки в сравнении с другими методами: высокая эффективность, компактность оборудования, высокая степень автоматизации, рентабельность, низкая чувствительность, отсутствие запахов. В случае нашего исследования сброс сточных вод предприятия по производству очистного оборудования, расположенного в Истринском районе Московской области производится р. Истру (рис. 1).

Сведение о водном объекте – р. Истра

Река Истра является притоком реки Москвы. Длина реки составляет 113 км, общая площадь водосбора составляет 2050 кв. км. На ее площади водосбора расположено более 143 озер и прудов. Средняя скорость течения реки составляет 0,57 м/с. Наименьшей среднемесячный расход реки (95% обеспеченности) составляет 2,44 м³/с.

В качестве объекта исследования были взяты хозяйственно-бытовые сточные воды предприятия по производству очистного оборудования и сооружения биологической очистки «Биокомпакт». Предприятие расположено в районе, где располагаются предприятия разнообразных отраслей (производство бетона, упаковки, автоматизированного оборудования). К тому же в данном районе располагаются небольшие жилые комплексы, коммунально-бытовые воды которых также сбрасываются в р. Истру. [1, с. 121]

Расстояние от устья реки до места сброса составляет 12,5 км, площадь водосбора в месте сброса — 12,5 кв. км, площадь водосбора в месте сброса сточных вод составляет 1950 кв. км.

Сточные воды на предприятие образуются в результате работы цехов по испытанию производимого оборудования, а также работы санузлов и кухни. Фактический объемный расход сточных вод равен 15,992 тыс. м³/год (1,826 м³/час).

Выше по течению р. Истра расположены заводы по производству терморегуляторов и холодильной техники, а также предприятие по производству гофроупаковки и завод по производству бетона, которые также являются возможными источниками загрязнения данного участка реки.

Превышение ПДК загрязняющих веществ, содержащихся в природной воде, отмечено по 5 из 10 показателей качества воды (см. табл.1). Таким образом, уровень загрязненности воды в р. Истра можно классифицировать как низкий и средний.

Рисунок 1. Расположение объекта

Критических показателей качества воды в данном районе (0,5 км выше автодорожного моста, то есть выше выпуска сточных вод после очистных сооружений предприятия) в створе не выявлено.

Таблица 1

Качество воды выше выпуска сточных вод [2, с. 2]

№	Показатель	Значение С, мг/л	ПДК, мг/л	С/ПДК
1	Взвешенные вещества	9,7	10	0.97
2	БПК₅/БПКполн	3,15	3	1,05
3	Аммоний-ион	1.152	0.5	2,3
4	Нитрит-ион	0.155	0.08	1.94
5	Нитрат-ион	4.79	40	0.12
6	Фосфаты	0,157	0.2	0.785
7	ПАВ	0.048	0.1	0.48
8	Нефтепродукты	0.12	0.05	2,4
9	Хлориды	22.1	300	0.074
10	Сульфаты	24.8	100	0.25

В реке Истра обитают следующие виды рыб: плотва, окунь, ерш, уклея, щука. В районе сброса сточных вод мест массового нереста и зимовальных ям не зарегистрировано. Река является местом нагула молоди и взрослой особи обитающих видов рыб.

Грунты дна песчаные, глинистые с иловыми отложениями. Водная растительность представлена комплексом жестких околоводных и погруженных растений (камыш, осока). Из мягкой водной растительности в русле реки встречаются рогоз, элодея, ряска и другие. [1, с. 125]

Состав хозяйственно-бытовых сточных вод и характеристика сооружений биологической очистки

Согласно данным производителей, технология очистки сточных вод «Биокомпакт» позволяет достичь показателей качества очищенных сточных вод, удовлетворяющих требованиям сброса в водоем рыбохозяйственного назначения.

На исследуемом предприятии формируется сточные воды двух типов: хозяйственно-бытовые и производственные.

Очистные сооружения типа «Биокомпакт» производительностью 50,0 м³/сутки предназначены для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и состоят из 2-х блоков биологической очистки производительностью 25 м³/сутки каждый, представляют собой металлическую емкость, разделенную на ряд последовательно расположенных отсеков из стального листа, внутренние и наружные поверхности резервуаров защищены эпоксидной шпатлевкой ЭП-00-10. В основе работы очистных сооружений «Биокомпакт» лежит очистка сточных вод методом аэробного окисления активным илом. [5, с. 3]

В состав очистных сооружений «Биокомпакт» входят:

Рисунок 2. Общая схема очистных сооружений биологической очистки типа «Биокомпакт»

Хозяйственно-бытовые сточные воды по самотечному коллектору поступают на КНС-1, откуда по напорному коллектору на решетку, далее в аккумулирующую емкость для усреднения расхода.КНС с решетками (1), аккумулирующая емкость (1), распределительная камера (1), аэротенки 1-й и 2-й ступени – 2 линии (одна в резерве), отстойник вторичный (2), биореактор доочистки (2), отстойник третичный (2), минерализатор (1), установка УФ-обеззараживания (1), насосно-компрессорная станция (НКС) (1).

Из аккумулирующей емкости стоки поступают в КНС, далее с помощью насоса подаются в блок биологической очистки (50 м3/сут), где предусматривается многоступенчатый процесс с прикрепленным биоценозом микроорганизмов.

Характерной особенностью прикрепленного биоценоза является его высокая устойчивость при изменении: гидравлических нагрузок, концентраций, температуры.

Прикрепленный биоценоз, особенно в многоступенчатых системах, при отсутствии внешнего вмешательства быстро адаптируется ко всем изменениям без ухудшения качества очистки.

На 1-й ступени очистки в аэротенке происходит удаление основного количества органических загрязнений с использованием прикрепленной аэробной микрофлоры. В аэротенке размещена объемная сетчатая полимерная биозагрузка общим объемом 70% от объема аэротенка, который оборудован пневматической системой мелкопузырчатой аэрации «Полипор-Р», обладающий следующими техническими возможностями: широкий рабочий диапазон производительности; высокая массопередача по кислороду; эффективное диспергирование воздуха, равномерное распределение воздуха по всей длине устройства; минимальные потери напора, улучшение процесса очистки при одновременной экономии электроэнергии на 30%; длительный строк службы.

На следующей ступени очистки сточная вода из аэрационной зоны попадает во вторичный отстойник, где осветляется, за счет гравитационного отстаивания и фильтрования через взвешенный слой активного ила.

Далее очищенная вода поступает на блок доочистки (биореактор), который служит для глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений аммонийного азота, фосфора, а также для стабилизации активного ила, поступающего из вторичного отстойника в виде взвешенных веществ с осветленной водой. Блок доочистки оборудован пневматической системой мелкопузырчатой аэрации (рис. 3).

Рисунок 3. Пневматическая система мелкопузырчатой аэрации

Из зоны аэрации вода поступает в третичный отстойник, где происходит ее осветление. Осадок накапливается в бункерах третичного отстойника и эрлифтами подается в аэротенк первой ступени. Активный ил накапливается в бункерах вторичного отстойника и эрлифтными установками подается на рециркуляцию в аэрационную зону. Избыточный активный ил из аэротенка первой ступени подается в минерализатор, в котором стабилизируется в аэробных условиях, что обеспечивает высокую степень распада беззольного вещества и наибольшую водоотдачу. Периодически сброженный осадок удаляется илососной машиной и размещается на иловых площадках о/с г. Истры. Циркуляционный ил подается в аэротенк первой ступени.

Последней стадией очисти является обеззараживание. Очищенная сточная вода после биологической очистки поступает на ультрафиолетовое обеззараживание, для чего применяется установка обеззараживания УФ-лучами, которые, проникая в толщу воды, воздействуют на болезнетворные микроорганизмы и вирусы, приводя их к гибели.

Технология УФ, обладая высокой эффективностью воздействия на бактерии и вирусы, имеет ряд преимуществ по сравнению с окислительными технологиями, в том числе хлорированием, а именно отсутствии:
Последней стадией очисти является обеззараживание. Очищенная сточная вода после биологической очистки поступает на ультрафиолетовое обеззараживание, для чего применяется установка обеззараживания УФ-лучами, которые, проникая в толщу воды, воздействуют на болезнетворные микроорганизмы и вирусы, приводя их к гибели.Из зоны аэрации вода поступает в третичный отстойник, где происходит ее осветление. Осадок накапливается в бункерах третичного отстойника и эрлифтами подается в аэротенк первой ступени. Активный ил накапливается в бункерах вторичного отстойника и эрлифтными установками подается на рециркуляцию в аэрационную зону. Избыточный активный ил из аэротенка первой ступени подается в минерализатор, в котором стабилизируется в аэробных условиях, что обеспечивает высокую степень распада беззольного вещества и наибольшую водоотдачу. Периодически сброженный осадок удаляется илососной машиной и размещается на иловых площадках о/с г. Истры. Циркуляционный ил подается в аэротенк первой ступени.Далее очищенная вода поступает на блок доочистки (биореактор), который служит для глубокой очистки сточных вод от органических загрязнений аммонийного азота, фосфора, а также для стабилизации активного ила, поступающего из вторичного отстойника в виде взвешенных веществ с осветленной водой. Блок доочистки оборудован пневматической системой мелкопузырчатой аэрации (рис. 3).

побочных вторичных продуктов, оказывающих негативное влияние на человека и окружающую среду;
необходимости в организации специальных мер безопасности при работе с хлорсодержащими материалами,
наличия емкостей для контакта обрабатываемой воды с реагентом,
необходимости создания запасов реагентов,
использования специального обслуживающего персонала,
опасности передозировки реагента и компактность оборудования.

Очищенная и обеззараженная сточная вода поступает на выпуск в общий коллектор.

Таблица 2

Заявленные технические характеристики сооружений биологической очистки «Биокомпакт»

Показатель	Концентрации ЗВ в сточной воде (мг/л), поступающей на очистку (не более)	Качество очищенной воды, для сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения (мг/л):
Взвешенные вещества	190	3,0
БПК полн	171	2,0
Азот аммонийный	19,5	0,39
Фосфаты	5,0	2,1

Таким образом, данная технология очистки должна обеспечивать качество очищенных сточных вод в соответствии с требованиями Российского природоохранного законодательства по показателям сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения.

В этом случае сброс очищенных хозяйственно-бытовых сточных и поверхностных вод может осуществляться единым выпуском по коллектору на рельеф, а именно в овраг, который открывается в долину р. Истры. Место выпуска представляет собой бетонный оголовок. [4, с. 6]

Анализ показателей и оценка эффективности очистки сточных вод

Целью данного исследования являлось определение возможности использования установки «Биокомпакт» в качестве наилучшей доступной технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. С этой целью было необходимо оценить реальную эффективность работы очистных сооружений. Для этого производился анализ проб сточной воды, поступающей на очистку и сбрасываемой на рельеф, для чего было использовано следующее аналитическое оборудование:

Анализатор жидкости типа «Флюорат-02-2М»
Весы лабораторные
Оксиметр серии «Oxi-Top IS 6»
pH-метр/ионометр «ТА-Ион»
Система капиллярного электрофореза «Капель-105»
Фотометр КФК-3-01- «ЗОМЗ»

Пробы были отобраны в двух местах: на входе и на выходе очищенной сточной воды их очистных сооружений. Отбор проб проводился черпаками. Пробы были отобраны в емкости из стекла. Перед отбором пробы емкости для отбора проб были дважды вымыты водой, подлежащей анализу, и заполнены на 100 мл. Вода была подвергнута химическому анализу с помощью вышеуказанного аналитического оборудования в день отбора пробы. Отбор был проведен в соответствии с правилами осуществления контроля состава и свойств сточных вод. [3, с. 3]

Полученные результаты анализов представлены в табл. 3.

Таблица 3

Эффективность работы очистных сооружений «Биокомпакт»

Определяемые показатели	Единицы измерения	На входе	На выходе	Допустимая концентрация, мг/дм³[2, с.2]	Эффективность очистки, %
БПК₅	мг О²/дм³	1100±88	менее 1	4,0	99,999
Взвешенные вещества	мг/л	95,4±9,5	6,7±2,0	10,0	99,93
Фосфаты	мг/л	8,2±0,8	1,15±0,12	3,5	99,86
Водородный показатель (рН)	ед. рН	7,97±0,02	7,22±0,02	6,5-8,5	—
Нефтепродукты	мг/л	0,080±0,21	менее 0,005	0,05	99,94
ПАВ	мг/л	0,84±0,21	менее 0,025	0,5	99,97
Аммиак и аммоний-ион	мг/л	76,5±7,7	менее 0,15	0,4	99,998
Нитриты	мг/л	0,50±0,05	1,94±0,19	3,3	—
Нитраты	мг/л	менее 0,5	183±18	45,0	—
Сульфаты	мг/л	45,7±4,6	65,6±6,6	500,0	—
Хлориды	мг/л	83,6±8,4	117±12	350,0	—
ХПК	мгО²/дм³	менее 10	менее 10	менее 30	—

Как видно из табл. 3 все показатели за исключением нитратов не превышают допустимой концентрации. Превышение допустимой концентрации по нитратам может быть связанно с активной деятельностью бактерий и преобладанием процессов нитрификации во время очистки. Почти стопроцентную степень очистки можно наблюдать по показателям взвешенных веществ, фосфатов, нефтепродуктов, ПАВ, а также аммиаку и аммоний-иону.

Выводы

При анализе эффективности работы сооружений биологической очистки «Биокомпакт» было показано, что степень очистки достаточная по всем показателям, кроме общего азота. Превышение по содержанию нитрат-ионов связано со специфичностью данного типа очистки. Таким образом, было доказано, что данный тип очистных сооружений может использоваться для очистки хозяйственно-бытовых стоков малых предприятий и может быть рекомендован в качестве наилучшей доступной технологии очистки коммунально-бытовых и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Список литературы

Вагнер Б. Б. Реки и озёра Подмосковья. – М.: Вече, 2007. – 480 с.
Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. – М.: Федеральное агентство по рыболовству, 2010. – 215 с.
Постановление N 525 «Об утверждении Правил осуществления контроля состава и свойств сточных вод». М.: Правительство РФ, 2013. – 9 с.
Приказ N 333 «Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей». М.: Минприроды РФ, 2007. – 61 с.
СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85. М: Минрегион РФ, 2011. – 66 с.[schema type=»book» name=»НДТ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД: ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ «БИОКОМПАКТ» ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО СБРОСА В Р. ИСТРУ (МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ)» description=»Рассмотрена экологическая обстановка в данном регионе. Обоснована актуальность НДТ биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Приведены и проанализированы показатели эффективности работы очистных сооружений биологического типа.» author=»Басамыкина Алена Николаевна» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-14″ edition=»euroasia-science_6(27)_23.06.2016″ ebook=»yes» ]

euroasia

Похожие записи