Очистка сточных вод

   Для того, чтобы процесс денитрификации проходил удовлетворительно в сточных водах, должно присутствовать достаточное количество органических соединений. Если для денитрификации используется неочищенная сточная вода, отношение БПК/общ. азот на входе должно быть минимум 3,5-4. В этом случае могут быть получены низкие концентрации общего азота на выходе.

   Предварительная обработка сточных вод перед биологической очисткой, например первичное отстаивание и пр. уменьшает отношение БПК/Общ. азот за счет удаления части органических соединений при этих процессах. Данная ситуация может потребовать ввода дополнительного источника органического углерода в сточную воду. В значительной степени выбор источника углерода зависит от его цены и скорости денитрификации при использовании этого вещества. Влияние на выбор источника углерода также оказывает конструкция очистных сооружений и возможность управления процессом. Подача промышленных сточных вод с достаточным содержанием легко окисляемых органических соединений может являться приемлемым вариантом решения данной проблемы[25].

1.1.5 Обработка осадков сточных вод

   В процессе биохимической очистки в первичных и вторичных отстойниках образуются осадки, которые подлежат обработке и утилизации. В общем случае обработка осадков производственных сточных вод состоит из следующих стадий: уплотнение или сгущение, стабилизация, кондиционирование, обезвоживание, обезвреживание, ликвидация, обеззараживание, утилизация. Типовые процессы, применяемые для обработки осадков сточных вод, приведены на рис. 12.

   Осадки можно подразделить на три группы: В основном минерального состава, в основном органического состава и смешанные [9].

   Как правило, осадки сточных вод представляют собой труднофильтруемые суспензии. Во вторичных отстойниках в осадке находится в основном избыточный активный ил, объем которого в 1,5-2 раза больше, чем объем осадка из первичного отстойника.

   Переработка осадка начинается со стадии уплотнения (сгущения), которая связана с удалением свободной влаги и является необходимой стадией всех технологических схем обработки осадков. При уплотнении в среднем удаляется 60 % свободной влаги и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Для уплотнения осадка используют гравитационный, флотационный, центробежный и вибрационный методы, а также фильтрование или комбинации перечисленных методов.

                        

Рис.12 - Схема процессов обработки осадков

 

   Флотационный  метод уплотнения осадков основан на прилипании частиц активного ила к пузырькам воздуха и всплывании вместе с ними на поверхность. Продолжительность процесса меньше, чем при гравитационном уплотнении, возможно регулирование процесса, изменяя подачу воздуха. Наибольшее распространение для уплотнения получила напорная флотация. Остальные методы уплотнения осадков применяются значительно реже.

   Гравитационное уплотнение применяют для избыточного активного ила и сброженных осадков, оно отличается простотой и экономичностью. В качестве илоуплотнителей используют вертикальные или радиальные отстойники. Продолжительность уплотнения зависит от свойств осадка и составляет от 4 до 24 ч. Уплотненные осадки имеют влажность 85-97 %. Для интенсификации процесса используют коагулирование с хлорным железом, перемешивание стержневыми мешалками, совместное уплотнение различных видов осадков, нагревание до 80-90 ˚С [9].

 

                           

1 — первичный отстойник; 2 —  аэротенк; 3 — вторичный отстойник; 4 — уплотнитель осадка из первичного отстойника; 5 — флотатор; 6 — емкость для уплотненного ила

 

Рис. 13 - Схема установки уплотнения флотацией активного ила от обработки городских сточных вод

 

            

1 — ввод водовоздушной смеси; 2 — ввод исходного ила; 3 — дырчатая труба; 4 — распределительное устройство; 5 — трубопровод для удаления осветленной жидкости; 6 — трубопровод для опорожнения уплотнителя; 7 — скребок; 8 — лоток

Рис.14 - Флотационный уплотнитель

 

    Стабилизация осадков проводится для разрушения биологически разрушаемой части органического вещества на диоксид углерода, метан и воду. Процесс ведут в аэробных или анаэробных условиях. В анаэробных условиях сбраживание проводится в септиках, двухъярусных отстойниках, осветлителях-перегнивателях и метантенках. Септики и отстойники применяются только при небольших производительностях. Наиболее широкое распространение получили метантенки. Аэробная стабилизация заключается в продолжительном аэрировании ила в аэрационных сооружениях типа аэротенков-стабилизаторов. Этот процесс проще анаэробного сбраживания, отличается простотой, устойчивостью, взрывобезопасностью, малыми капитальными затратами. Недостаток - высокие энергетические затраты. В результате аэробной стабилизации происходит распад (окисление) основной части биоразлагаемых органических веществ до СО₂, Н₂О и NH₃. Оставшиеся органические вещества теряют склонность к загниванию, т.е. стабилизируются.

   Кондиционирование осадков заключается в изменении структуры и формы связи воды, благодаря чему осадок лучше обезвоживается, т.е. это процесс подготовки осадков к механическому обезвоживанию. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными методами. При реагентной обработке осадков происходит коагуляция - процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. При этом образуются крупные хлопья, изменяется форма связи влаги с осадком и улучшаются его водоотдающие свойства. В качестве коагулянтов используют соли железа и алюминия, а также известь. Вместе с коагулянтами применяют и флокулянты.

   К безреагентным методам относится тепловая обработка, замораживание с последующим оттаиванием (рис.15, а,б), электрокоагуляция и радиационное облучение. Более широко применяется тепловая обработка, проводимая в герметическом резервуаре типа автоклава. Процесс ведут при температуре 150-200 ˚С в течение 0,5-2 ч. Осадок после тепловой обработки быстро уплотняется, приобретает хорошие водоотдающие свойства, хорошо обезвоживается на вакуум-фильтрах.

а - с аммиачной холодильной машиной трубчатого типа: 1 — резервуары для замораживания, 2 — насос, 3 — вакуумный отделитель, 4 - компрессор, 5 — маслоотделитель, 6 — промежуточный теплообменник, 7 — резервуар для оттаивания;

б—барабанного типа: 1 — трубопровод, 2 — поддон, 3 — регулирующий нож, 4 — барабан-испаритель, 5 — нож, 6 — решетка-конденсатор, 7 — регулирующий вентиль, 8, 10, 11 — трубопроводы холодильного агента, 9 — ороситель, 12 - компрессор, 13 — емкость

Рис. 15 - Схемы установок для замораживания и оттаивания осадка

   Обезвоживание осадков осуществляется на иловых площадках и механическим способом. Иловые площадки представляют собой участки земли, окруженные земляными валами. Если почва хорошо фильтрует воду и грунтовые воды находятся на большой глубине, иловые площадки устраивают на естественных грунтах. При залегании грунтовых вод на глубине до 1,5 м фильтрат отводят через специальный дренаж из труб, а иногда делают искусственное основание. Рабочая глубина площадок — 0,7-1 м. Площадь иловых площадок зависит от количества и структуры осадка, характера грунта и климатических условий. Иловую воду после уплотнения направляют на очистные сооружения.

   В районах с теплым климатом для очистных сооружений производительностью более 10 000 м³/сут могут быть оборудованы площадки с поверхностным удалением воды. Они представляют собой каскад из 4-8 площадок.

   Иловые площадки-уплотнители сооружают глубиной до 2 м с водонепроницаемыми стенами и дном. Принцип их действия основан на расслоении осадка при отстаивании. При этом жидкость периодически отводят с разных глубин над слоем осадка, а осадок удаляют специальными машинами. Механическое обезвоживание осадков производится на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах, виброфильтрах. Чаще всего применяют фильтры различных конструкций и центрифуги. Из фильтров наибольшее распространение нашли вакуум-фильтры, на них можно обрабатывать практически любые виды осадков. Достоинством центрифугирования является простота, экономичность и управляемость процессом.

   Термическая обработка осадков заключается в их сушке. В качестве сушильного агента применяют топочные газы, перегретый пар или горячий воздух, наиболее часто - дымовые газы при температуре 500-800 °С. Используют сушилки различных конструкций: барабанные, многоподовые, ленточные, с кипящим слоем, распылительные и др.

   Технологическая схема переработки осадков состоит из комбинации различных методов переработки. Выбор технологической схемы является сложной инженерно-экономической и экологической задачей [2,23].       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  2 Технологический раздел

 

  2.1 Общие сведения о предприятии

 

   2.1.1 Характеристика района и площадки расположения предприятия

   Комплекс очистных сооружений канализации второй очереди Муниципального унитарного предприятия водопроводно-канализационного хозяйства г. Краснодара введен в эксплуатацию в январе1982 года. Площадка очистных сооружений граничит с западной окраиной города.

   С юга, юго-запада предприятие граничит с поймой реки  Кубань. С северной стороны  параллельно предприятию расположена дорога, за которой находится парк. С востока и юго-востока находятся жилые строения. Рельеф площадки с уклоном на юг.

   Ситуационный план очистных  сооружений канализации находится  в приложении А. Санитарно-защитная зона для данного типа очистных сооружений составляет 500 м. Климат района расположения предприятия умеренно-континентальный. Коэффициент стратификации атмосферы 200. Средняя максимальная температура воздуха в наиболее жаркий месяц года (июль) составляет +29,8°С, средняя температура наиболее холодного месяца (февраль) составляет – 5,4°С.

   В связи с преобладанием в летнее время антициклонической циркуляции повторяемость пасмурного состояния неба невелика и составляет в среднем за год 50%. Относительная влажность воздуха в зимний период от 80 до 85%, а летом от 65 до 70%. Месячные осадки в течение всего года невелики и составляют от 50 до 60 мм. Максимальное их количество наблюдается в июне до 69 мм. Число календарных дней с грозой в среднем за год составляет 26. По причине большой зеркальной поверхности воды часто возникают туманы. В среднем за год насчитывается 34 календарных дня с туманом.

   Для ветрового режима  характерно преобладание восточных  и северо-восточных направлений.  Средняя скорость ветра составляет 3,9 м/с. Среднегодовая повторяемость ветра представлена в таблице 1.

 

    Таблица 1

 

С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	штиль
6	20	22	5	7	15	15	10	21

 

     Среднее количество осадков примерно 600 мм/год. Наибольшее количество осадков отмечается в теплое время года, при этом их от 1,5 до 2,0 раз больше, чем в холодное время года. В теплое время число дней с ливневыми осадками  (более 10,0 мм) наблюдается в июне-июле от 10 до 12 дней, в холодный период число дней с ливневыми осадками составляет от 8 до 10. Снежный покров проявляется между 30 ноября и 10 декабря. Среднее число календарных дней в году со снежным покровом составляет от 40 до 50. Максимальная декадная высота снежного покрова достигает от 15 до 20 см,  обычно в первой декаде февраля. Краснодарский край относится к третьей климатической зоне[26].

 

   2.1.2 Назначение очистных сооружений  канализации -2

  ОСК-2 г. Краснодара предназначены для очистки, обеззараживания сточных вод и обработки осадка, поступающих от жилых районов и промышленных предприятий г. Краснодара.

   Под очисткой сточных вод подразумевается их обработка различными методами, с целью извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ, позволяющая сбрасывать эти воды в водоемы или повторно для производственных м других целей.

   Качество очистки  сточных вод спускаемых в водный  объект должно удовлетворять требованиям: 1. Водный комплекс; 2. Закон об охране окружающей среды.

    В систему  водоотведения населенных мест  разрешается прием производственных сточных вод удовлетворяющих  по составу и режиму сброса требованиям: 1. Ведомственные и местные постановления; 2. Инструкции по приему  промышленных сточных вод в промышленную канализацию; 3. Санитарно-химические показатели очищенных сточных вод.

   В соответствии  с СНиП 02.04.02-84 сточные воды –это  воды, отводимые после использования  в хозяйственно-бытовой и производственной  деятельности человека

   Под нормативно-очищенными  сточными водами подразумеваются  сточные воды, отведение которых  после очистки в водные объекты  не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом водоеме или пункте водопользования.

   Качество нормативно-очищенных сточных вод ОСК-2 устанавливается «Предельно-допустимым сбросом (ПДС) веществ в поверхностные водоемы»

ПДС- предельно- допустимый сброс –это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к водоотведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, с целью обеспечения норм качества воды в контролируемом пункте.

   В целях достижения  нормативов ПДС водопользователями  разрабатываются планы водоохранных мероприятий, включающие в себя работы по восстановлению, рациональном использованию и охраны водных объектов.