Обезвоживание осадков городских сточных вод на передвижных компактных комплексах

Аннотация

Рассматривается актуальная проблема сокращения объемов осадков сточных вод и соответственно отводимых под их хранение площадей. Описываются специфические сложности на канализационных очистных сооружениях курортных городов акватории Черного и Азовского морей, связанные со значительными сезонными колебаниями объемов поступающих сточных вод. Предлагается оригинальный экономичный способ обезвоживания осадков с использованием компактного комплекса на базе ленточного фильтр-пресса ПЛ-6К, производства НПФ «Экотон». Использование компактного комплекса механического обезвоживания осадка позволит обезвоживать не только осадок с городских очистных сооружений, но и осадки канализационных очистных сооружений групп близлежащих поселков без необходимости строительства отдельных цехов механического обезвоживания или транспортировки больших объемов осадков в стационарные цеха.

Ключевые слова

взвешенные вещества , канализационные очистные сооружения , кек , ленточный фильтр-пресс , механическое обезвоживание , передвижной компактный комплекс , фугат

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Проблема обработки и утилизации осадков городских сточных вод, огромное количество которых накопилось на территории городов и поселков, чрезвычайно актуальна для России, Украины и других стран СНГ. При переполнении накопителей, иловых площадок и прудов жидкие концентрированные отходы сбрасываются в ближайшие овраги и низины и загрязняют водоемы. Осадки, бактериально зараженные и содержащие органические вещества, способные быстро загнивать с выделением неприятных запахов, являются источником загрязнения атмосферы и гидросферы, создают экологическую и социальную напряженность на прилегающих территориях.

В настоящее время обезвоживание осадков сточных вод осуществляется в основном по упрощенной схеме с использованием иловых площадок или иловых прудов. Хранение осадков на иловых площадках приводит к их переполнению и соответственно наращиванию выделяемых под них площадей, что повышает долю нерационально используемых земельных участков. В связи с этим переработка и утилизация осадков сточных вод является актуальной задачей современности. Основным направлением в решении вопросов обработки и утилизации осадков городских сточных вод как в странах СНГ, так и во всем мире является их механическое обезвоживание.

В технологических процессах обработки осадков канализационных очистных сооружений широкое распространение получил метод механического обезвоживания с применением ленточных фильтр-прессов непрерывного действия. Ленточные фильтр-прессы выгодно отличаются от альтернативного оборудования низким энергопотреблением, отсутствием быстро вращающихся узлов и деталей, а также удобством в эксплуатации и обслуживании при высокой технологической эффективности. Производительность ленточных фильтр-прессов зависит от ширины ленты и типа обезвоживаемых осадков. Для осадков городских сточных вод (смеси осадка первичных отстойников и избыточного ила) производительность в среднем составляет 10 м³/ч по исходному осадку на 1 м рабочей ширины ленты, расход флокулянта 0,3–0,5% массы сухого вещества осадка [1–3].

Для Водоканалов курортных городов, расположенных в акватории Черного и Азовского морей, может быть интересен опыт обезвоживания осадков на территории Крыма из-за схожести климатических условий и аналогичной неравномерности нагрузок на канализационные очистные сооружения в различные сезоны.

Обеспечением водоснабжения и водоотведения Большой Ялты, простирающейся от Гурзуфа до Фороса, занимается Крымское республиканское предприятие «Производственное предприятие водопроводно-канализационного хозяйства Южного берега Крыма» («ППКХ ЮБК») г. Ялты.

В состав «ППВКХ ЮБК» входят очистные сооружения канализации Гурзуфа производительностью 9 тыс. м³/сут, Ялты – 120 тыс. м³/сут и Симеиза – 27 тыс. м³/сут. В Ялте и Симеизе очистные сооружения оборудованы цехами механического обезвоживания осадков. Для очистных сооружений этих территорий характерно значительное сезонное колебание поступления стоков. В связи с этим был рассмотрен вопрос о целесообразности организации мобильной установки механического обезвоживания осадков, которая могла бы летом работать как стационарная (на КОС «Гурзуф»), а зимой – в определенной последовательности обслуживать канализационные очистные сооружения близлежащих поселков. Для этих целей рекомендуется использовать компактный комплекс механического обезвоживания осадков производства НПФ «Экотон» (рис. 1).

«ППВКХ ЮБК» г. Ялты уже имело положительный опыт сотрудничества с НПФ «Экотон». Для решения проблемы обезвоживания осадка г. Симеиза в 2005 г. был запущен в работу ленточный фильтр-пресс ПЛ-16 производства НПФ «Экотон». Такому выбору предшествовали тщательный анализ рынка и четкая формулировка требований к оборудованию. Были рассмотрены наиболее перспективные конструкции ленточных фильтр-прессов известных на мировом рынке фирм: «ЕПС» (Венгрия), «Пассавант», «Петкус», «Беллмер», «Кляйн» (ФРГ), «Андритц» (Австрия), «Курита» (Япония), «ДВТ Инжиниринг», «Хюннят» (Финляндия), «ЕМО» (Франция), «АСЕ» (Южная Корея), «Экотон» (Россия, Украина) [2]. При этом учитывались технологические показатели фильтр-прессов, опыт поставки оборудования на другие объекты водопроводно-канализационного хозяйства, материал изготовления и надежность работы наиболее ответственных узлов и деталей, причины сбоев в работе фильтр-прессов. Основными требованиями предприятий, которые эксплуатируют сооружения по обработке осадков городских сточных вод на Украине, являются: надежность работы ленточных фильтр-прессов, сроки устранения сбоев и замены узлов и деталей при необходимости их ремонта, стоимость оборудования и производимых ремонтов, а также возможность получения эффективной консультации в кратчайшие сроки с выездом на место представителя фирмы-изготовителя. Оборудование НПФ «Экотон» было выбрано на основании полного соответствия техническим и технологическим требованиям, а также благодаря наличию на территории Украины собственного сервисного центра.

На фильтр-прессе ПЛ-16 проводится обезвоживание сырого осадка, смеси сырого осадка и биологической пленки, смеси сырого осадка и сброженного осадка после метантенков, а также сброженного осадка. На выходе из фильтр-пресса ПЛ-16 средняя влажность кека составляет 65–76%, а количество взвешенных веществ в фугате 360–480 мг/л.

Обезвоженный осадок поступает на иловые площадки для компостирования. Обычно из-за наличия в осадках солей тяжелых металлов его приходится хранить на иловых площадках и после обезвоживания. При этом под воздействием атмосферных осадков и грунтовых вод обезвоженный осадок вновь переувлажняется. Благодаря отсутствию на территории Южного берега Крыма предприятий, сбрасывающих сточные воды с содержанием тяжелых металлов и других токсичных компонентов, сокращается время пребывания обезвоженных осадков на иловых площадках, появляется возможность использования его в качестве удобрений. После компостирования и выполнения необходимых контрольных анализов кек вывозится на поля совхоза-завода «Ливадия». Анализы на содержание солей тяжелых металлов проводятся лабораторией химии моря МО УкрНИГМИ, на патогенную флору, гельминты и химический состав – лабораторией Алупкинской СЭС [4; 5].

Опыт эксплуатации фильтр-прессов серии ПЛ производства НПФ «Экотон» в Крыму и в России показал, что такое оборудование целесообразно применять для обезвоживания осадков городских сточных вод на канализационных очистных сооружениях производительностью 7000 м³/сут и более.

На действующих КОС производительностью от 200 до 7000 м³/сут строительство стационарных цехов механического обезвоживания на каждой из них не представляется возможным из-за тяжелого финансового положения предприятий ВКХ. Для таких очистных сооружений предлагается использовать компактный комплекс обезвоживания осадка производства НПФ «Экотон» (рис. 2, 3).

Комплекс механического обезвоживания осадка представляет собой законченный функциональный модуль, основой которого является высокоэффективный ленточный фильтр-пресс ПЛ-6К. Комплекс используется для механического обезвоживания осадков и шламов канализационных, водопроводных и иных сооружений. Его применение позволяет значительно сократить объем осадков и шламов, облегчить их транспортирование и утилизацию.

Комплекс может эксплуатироваться как в качестве передвижной, так и стационарной установки. Оборудование располагается на металлической раме, защищенной специальным покрытием, наносимым методом горячего цинкования. Комплекс включает следующее оборудование: ленточный фильтр-пресс ПЛ; ленточный ситовый сгуститель СГ; дозирующий насос осадка; дозирующий насос раствора флокулянта; насос промывной воды; насос обезвоженного осадка; станцию приготовления раствора флокулянта; компрессор; приемную емкость фильтрата; приемный бак осадка; шкаф управления; систему трубопроводов; запорно-регулирующую арматуру.

Компактный комплекс механического обезвоживания осадка производства НПФ «Экотон» эксплуатировался на КОС г. Белгорода (Россия). На него подавались различные смеси сырого осадка и избыточного активного ила влажностью 96–98%. Влажность кека после обезвоживания составила 70–75%, производительность комплекса 6–8 м³/ч, количество потребленной электроэнергии 9,75 кВт/ч. В качестве промывной воды использовался фильтрат, образующийся в процессе отжима осадков [6].

Для обеспечения работы мобильных установок обезвоживания осадков на территории КОС рекомендуется установить силовой шкаф для подключения оборудования к системе энергоснабжения, устройства для подачи осадков на обезвоживание и др. На отдельных очистных сооружениях, при отсутствии в составе осадков солей тяжелых металлов, по желанию эксплуатирующей организации обезвоженные осадки могут пакетироваться и использоваться в качестве удобрений, а также (после обезвоживания и сушки) как топливо для работы когенераторных установок или для рекультивации земель на нижних слоях, впоследствии покрываемых сверху слоем почвы. В случае невозможности переработки или утилизации осадки после обезвоживания вывозятся на свалки.

При применении компактных комплексов механического обезвоживания осадка по предлагаемой схеме согласно действующим нормам, общая площадь, занимаемая иловыми площадками, может быть уменьшена в 5 раз, так как при этом предусматриваются только резервные площадки в количестве 20% расчетного объема.

Выводы

Анализ литературных источников и опыта эксплуатации сооружений для очистки городских сточных вод и обработки осадков показал, что в настоящее время в России и на Украине остаются нерешенными задачи обработки и утилизации осадков. Это приводит к накоплению осадков и загрязнению окружающей среды (грунтовые воды, почва, воздух). Для интенсификации обезвоживания осадков целесообразно применять ленточные фильтр-прессы непрерывного действия. Решение указанных выше задач является особенно актуальным для малых городов и населенных пунктов, расположенных недалеко друг от друга, а также в связи с острым дефицитом свободных площадей.

Список цитируемой литературы

Керин А. С. Вершинина Т. Б., Пономаренко Е. А., Сахно А. П. Оборудование для обезвоживания осадков водоочистных сооружений // Водоснабжение и сан. техника. 2005. № 9.
Штонда Ю. И. Современные методы механического обезвоживания осадков городских сточных вод // Науковий вісник будівництва. – Харків: Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, ХОТВ АБУ, 2005. Вип. 32.
Эпоян С. М., Штонда Ю. И., Зубко А. Л. Обработка и обезвоживание осадков, образующихся на сооружениях канализации городов Южного берега Крыма // Збірник наукових статей «Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення 2 міжнародна науково-практична конференція». – М. Алушта, 11–15 вересня, 2006, Т. 2.
Эпоян С. М., Намяк Д. Е., Штонда Ю. И., Зубко А. Л. Обезвоживание осадков на ленточных фильтр-прессах на канализационных сооружениях Южного берега Крыма // Науковий вісник будівництва. – Харків: Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, ХОТВ АБУ, 2008. Вип. 48.
Намяк Д. Е., Штонда Ю. И., Зубко А. Л. Опыт обработки и обезвоживания осадков сточных вод, образующихся на сооружениях канализации г. Симеиз // Водоснабжение и сан. техника. 2008. № 12.
Эпоян С. М., Намяк Д. Е., Штонда Ю. И., Зубко А. Л. Применение передвижных компактных комплексов для обезвоживания осадков городских сточных вод // Науковий вісник будівництва. – Харків: Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, ХОТВ АБУ, 2009. Вип. 51.