Очищення і повторне використання технічної води та промислових стоків

 

Анаеробні системи сьогодні також мають право на існування, але подолати українські нормативи  багатьом з них явно не під силу. Хоча на цьому принципі виходять непогані установки "економ - класу", з використанням ефективних біоактиваторів.

Найбільш ефективні  на сьогоднішній день з аеробних технологій – це SBR-системи. Кращі представники цих систем здатні працювати навіть в оборотних системах водопостачання. Якщо не вдаватися в подробиці, то SBR-технології припускають чергування аеробних і аноксидних процесів в одному і тому ж обсязі, з різною кількістю розчиненого кисню. Не всі SBR-системи однакові, хоча будь-яка з них, навіть найпростіша – це завжди крок вперед від традиційних аераційних технологій.

SBR-технологію пропонується  використовувати для очищення  середніх і великих обсягів  (понад 1000 куб.м. на добу) господарсько-побутових,  а також близьких до них  за складом промислових стічних  вод. Застосування цієї технології  є ідеальним рішенням при створенні ефективних і компактних очисних споруд, що принципово відрізняються від традиційних споруд проточної дії тим, що процес біологічного очищення (наповнення стічною водою, перемішування з активним мулом, аерація, седиментація активного мулу, відвід очищеної води, відведення надлишкового мулу) відбувається послідовно в часі в одній ємності – реакторі SBR (англ. Sequencing Batch Reactor).

Рис. 1. Процес біологічної очистки за технологією SBR

 

Повний часовий період від наповнення до спустошення реактора SBR (цикл роботи – рис.1), як і тривалість окремих стадій процесу, можна регулювати залежно від бажаного ступеня очищення і складу стічної води що поступає на очищення.

Принцип SBR-технології дозволяє очищати стічні води до нормативних  показників для скидання у водойми рибно-господарського водокористування, при відносно невеликих витратах і невеликий займаної площі. Повністю автоматизована система керування дозволяє змінювати будь-які параметри і, таким чином, регулювати якість очищеної води при мінімальній кількості обслуговуючого персоналу.

Ще одним процесом очищення стічних вод є процес, що заснований на ферментно-кавітаційному  окислюванні суміші сирого осаду  з надлишковим активним мулом. В  установці відбувається біологічне окислювання органічних забруднень за рахунок кавітації низької інтенсивності, циркуляції та аерації стічних вод. За рахунок потужної циркуляції через насоси з встановленими на них турбоджетами і оксиджетами здійснюється як регенерація, так і глибока мінералізація та дегельмінтизація мулового осаду під впливом кавітації низької інтенсивності. Ефективність роботи установки за окремими показниками становить від 73,4 до 98,5%, зниження вмісту, зокрема, завислих речовин становить з 200 до 3 мг/дм³, БСК_повню з 300 до 3 мг О₂/дм³, ХСК з 450 до 30 мг О₂/дм³.

Установка складається  з інтегрального модуля біологічної  очистки, модуля фізико-хімічної очистки  стічних вод, модуля механічної очистки.

Біологічна очистка  господарсько-побутових та промислових  стічних вод та обробка органічних осадів стічних вод дозволить:

• зменшити витрати енергоресурсів з 0,4-0,8 кВт/год на 1 м³ до 0,05-0,51 кВт/год на 1 м³ стічної води;
• зменшити зону санітарної охороні з 150-500 м до 15-50 м;
• зменшити площу відчуження в 2 рази;
• зменшити шумову дію обладнання;
• позбавитись мулових площадок.

Впровадження таких  систем відбулось в Італії (3 об’єкта), Казахстані (1 об’єкт), Росії (24 об’єкта). В Україні з застосуванням  такої системи в 2008 році проведена  реконструкція КОС м.Майкоп із збільшенням  їхньої продуктивності з 116 000 до 200 000  м³/добу. Середній термін окупності таких систем складає 2-3 роки.

 

Господарсько-побутові стічні води включають води від кухонь, туалетних кімнат, душових, лазень, пралень, їдалень, лікарень, господарчі води, що утворюються при митті  приміщень тощо. У побутових стічних водах органічна речовина в забрудненнях складає близько 58%, мінеральні речовини – 42%. Ці води містять велику кількість органічних речовин, які при надходженні у водойми без очистки викликає дефіцит кисню і накопичення сірководню, посилене розмноження ціанобактерій і синьо-зелених водоростей («цвітіння» води або евтрофікація), що у свою чергу викликає масові замори водних організмів, особливо промислових видів риби. Присутність великої кількості органічних речовин створює в ґрунтах відновне середовище, в якому виникає особливий тип мулових вод, що містять сірководень, аміак, іони металів. Така вода стає непридатною не лише для питних цілей, а й для рекреаційних потреб.

Значну частку в забруднення  води вносять детергенти (миючі засоби). До їх складу входять як активна основа поверхнево активні речовини (ПАР) і різні добавки: лужні і нейтральні електроліти, перекисні сполуки, речовини, що запобігають ресорбції забруднювачів. Детергенти, потрапляючи у водні об’єкти, викликають спінювання, погіршують органолептичні властивості води, порушують процеси кисневого обміну, токсично впливають на фауну, утруднюють процеси біологічного окислення органічних речовин, перешкоджають біологічному очищенню стічних вод. Крім того, в неочищених водах можуть міститися збудники різноманітних інфекційних захворювань.

 

Технологія очищення промислових стоків на установках типу «БОСИЙ» передбачає:

• розвиток активного мула на спеціальному пластмасовому завантаженні
• чергування відновних і окислювальних процесів
• мелкодісперсную аерацію
• біофільтрацію
• тонкошарову сепарацію осаду
• автоматичне управління механічним устаткуванням очищення промислових стоків

Технологія очищення промислових стічних вод на установках типу «АФ» передбачає:

·  насичення повітрям забруднених промислових стічних вод під тиском;

·  активний процес десорбції повітря з утворенням мікробульбашок за рахунок різкого падіння тиску

·  спливання агрегатів, що утворюються при цьому, і освіта на поверхні місткості флотації піни (нефтешлама)

·  видалення шламу, що утворився в процесі флотації, в шламову ємність

Застосування очисного устаткування дозволяє забезпечити стабільне високоякісне очищення промислових стічних вод.

 

Якісний і кількісний склад промислових  стоків

Для вирішення питань за технологією очищення промислових стоків, по підбору устаткування і т.д. Замовникові необхідно до технічного завдання прикласти дані по якісному і кількісному складу промислових стоків і вимоги органів СЕН по параметрах забруднень після очищення промислових стічних вод.

Так, цементні заводи, що працюють за мокрим способом, вимушені в цілях економії палива, максимально  знижувати вологість сировинного  шламу, що подається в печі випалення. Введення в сировинну суміш сотих  доль відсотка поверхнево-активних речовин значно інтенсифікує випалення цементного клінкеру. 
Відпрацьований змащувальний - охолоджуючі рідини (тисячі тонн яких скупчуються на підприємствах) містять поверхнево-активні речовини і знаходять застосування в цементному виробництві.

Десятки тисяч тонн відходів утворюються в очисних спорудах лівнестоков (дощових і талих вод), автомиття. Такі відходи, що утворюються після очищення промислових стічних вод і знаходять застосування в цементній промисловості і в асфальтобетонному виробництві. Осідання очисних споруд містять ті ж компоненти (глина, пісок), які використовуються в даних галузях. 
Набір міцності цементного каменя йде швидше, кінцеві прочностниє характеристики вище звичайних бездобавочних цементов.

Очищені промислові стічні води застосовуються як технічна вода в системах оборотного водопостачання і після очищення промислових стоків застосовуються для поливу виробничих територій, миття автомобілів і т.п.

При очищенні промислових  стоків із застосуванням водооборотного циклу йде значна економія води, що здешевлює процеси виробництва і знижує собівартість продукції.

 

Висновки. Захист водних ресурсів від виснаження і забруднення і їхнього раціонального використання для потреб народного господарства – одна з найважливіших проблем, що вимагають невідкладного рішення. В Україні широко застосовуються заходи щодо охорони навколишнього середовища, зокрема з очищенню виробничих стічних вод.

Одним з основних напрямків  роботи з охорони водних ресурсів є впровадження нових технологічних  процесів виробництва, перехід на замкнуті (безстічні) цикли водопостачання, де очищені стічні води не скидаються, а багаторазово використовуються у технологічних процесах. Замкнуті цикли промислового водопостачання дадуть можливість повністю ліквідувати скидання стічних вод у поверхневі водойми, а свіжу воду використовувати для поповнення безповоротних втрат.

У хімічній промисловості  намічене більш широке впровадження мало відхідних і безвідхідних технологічних  процесів, що дають найбільший екологічний  ефект. Велика увага приділяється підвищенню ефективності очищення виробничих стічних вод.

Значно зменшити забруднення  води, що скидається підприємством, можна  шляхом виділення зі стічних вод  цінних домішок, складність вирішення  цих задач на підприємствах хімічної промисловості полягає в різноманітті технологічних процесів і продуктів, що одержуються. Слід зазначити також, що основна кількість води в галузі витрачається на охолодження. Перехід від водяного охолодження до повітряного дозволить скоротити на 70-90 % витрати води в різних галузях промисловості. У цьому зв’язку вкрай важливими є розробка і впровадження новітнього устаткування, що використовує мінімальну кількість води для охолодження.

Істотний вплив на підвищення водообігу може зробити  впровадження високоефективних методів очищення стічних вод, зокрема фізико-хімічних, з яких одним з найефективніших є застосування реагентів. Використання реагентного методу очищення виробничих стічних вод не залежить від токсичності присутніх домішок, що в порівнянні зі способом біохімічного очищення має істотне значення. Більш широке впровадження цього методу як у сполученні з біохімічним очищенням, так і окремо, може деякою мірою вирішити ряд задач, пов’язаних з очищенням виробничих стічних вод.

У найближчій перспективі  намічається впровадження мембранних методів для очищення стічних вод.

На реалізацію комплексу  заходів для охорони водних ресурсів від забруднення і виснаження у всіх розвинутих країнах виділяються  асигнування, що досягають 2-4 % національного  доходу. Орієнтовно, на прикладі США, відносні витрати складають (у %): охорона атмосфери – 35,2, охорона водойм – 48,0, ліквідація твердих відходів – 15,0, зниження шуму – 0,7, інші – 1,1. Як видно з прикладу, велика частина витрат – витрати на охорону водойм. Витрати, пов’язані з одержанням коагулянтів і флокулянтів, частково можуть бути знижені за рахунок більш широкого використання для цих цілей відходів виробництва різних галузей промисловості, а також осаджень, що утворюються при очищенні стічних вод, особливо надлишкового активного мулу, який можна використовувати як флокулянт, точніше біофлокулянт.

Таким чином, охорона  і раціональне використання водних ресурсів – це одна з ланок комплексної  світової проблеми охорони природи.

 

Використана література

1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети й сооружения / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

2. Лукиных А. А., Лукиных  Н. А. «Таблицы для гидравлического  расчета канализационных сетей  и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского.- М.: Стройиздат, 1974.

3. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Под общ. ред. В. Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981 (Справочник проектировщика).

4. Методичні вказівки 056-151 до виконання курсового проекту "Каналізаційні очисні споруди". - Рівне: РДТУ, 2001.

5. Методичні вказівки 056-152 до виконання курсового проекту "Каналізаційні очисні споруди". - Рівне: РДТУ, 2001.

6. Ласков Ю. М., Воронов  Ю. В., Калицун В. Н. "Примеры  расчетов канализационных сооружений".- М.: В. ш., 1987.

7. Василенко А. А. "Водоотведение.  Курсовеє проектирование".-Киев, В. ш., 1988.