№11|2010

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

bbk 000000

УДК 628.315.1: 628.355: 676.2

Щетинин А. И., Костин Ю. В., Андреев Е. Л., Есин М. А., Малбиев Б. Ю., Демяненко Е. В., Юрченко В. А.

Сыктывкарский ЛПК: решение проблем очистки сточных вод

Аннотация

Описаны особенности процесса очистки сточных вод Сыктывкарского лесопромышленного комплекса, типичные для целлюлозно-бумажной промышленности. Приведены данные исследований по проблеме «вспухания» активного ила. Для ее решения предложено использовать аэробный селектор. На основе результатов моделирования была предложена схема реконструкции преаэраторов впускных потоков в аэротенк, согласно которой смесь сточных вод и возвратный активный ил направляются в первые коридоры преаэраторов, которые выполняют функции селектора бактерий. Представлена технологическая схема обработки сточных вод и осадков для ретехнологизации существующих сооружений: обработка сточной жидкости на решетках тонкой механической очистки и в аэрируемых песколовках; дегазация сточных вод перед первичными отстойниками; установка ленточных фильтр-прессов для обработки избыточного активного ила; установка устройств для дополнительного обезвоживания первичного осадка и избыточного активного ила до влажности 50%; обеззараживание сточных вод.

Ключевые слова

, , , , ,

 

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Сточные воды предприятий целлюлозно-бумажной промышленности относятся к сильнозагрязненным, имеют разный состав, который зависит от специфики предприятия, применяемых технологий и методов локальной очистки. Кроме того, усовершенствование основной технологии, внедрение экологически менее опасных процессов приводит со временем к тому, что проектные схемы очистки сточных вод быстро устаревают. Более чем 10-летний опыт работы специалистов Группы компаний «Экополимер» на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности с внедрением разнообразного оборудования – от аэраторов до аппаратов для обезвоживания осадка – позволяет решать многие задачи очистки сточных вод. Этот опыт нашел свое воплощение в рекомендациях по изменению существующего технологического режима и в предложениях по реконструкции всего комплекса очистных сооружений для ОАО «Монди Сыктывкарский ЛПК» («Монди СЛПК»), одного из крупнейших производителей целлюлозно-бумажной продукции в России.

ОАО «Монди СЛПК» производит очистку не только собственного промышленного стока (210 тыс. м3/сут), но и хозяйственно-бытовых сточных вод г. Сыктывкара (65 тыс. м3/сут) и пос. Эжва (16 тыс. м3/сут).

Производственные сточные воды ОАО «Монди СЛПК» включают несколько потоков: загрязненные стоки от производственных цехов и хозяйственно-бытовые стоки комбината. Каждый из потоков имеет специфический состав загрязнений, и, как правило, подвергается собственной локальной очистке на комбинате.

Механически очищенные стоки двух линий бытовых сточных вод и стоки комбината после раздельной механической очистки объединяются в одну линию и проходят совместную биологическую очистку. Смешанный поток промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод распределяется по двум секциям преаэратора второй ступени, откуда поступает в два блока аэротенков. Из аэротенков очищенная сточная вода с активным илом проходит в сборные каналы и через распределительные чаши направляется на осветление во вторичные радиальные отстойники.

11_07_ris_01

Очищенная вода после вторичных отстойников поступает в резервуар главной насосной станции и по напорным коллекторам подается в камеру гашения, откуда по земляным каналам идет на третью ступень очистки – доочистку в прудах. Очищенные сточные воды направляются в р. Вычегду с соблюдением требований к водоемам рыбохозяйственного назначения. Образующиеся в процессе очистки осадки поступают в шламонакопитель. Часть образующегося осадка подвергается механическому обезвоживанию на шнековых фильтр-прессах. Технологическая схема очистки представлена на рис. 1.

В 1997 г. компания «Экополимер» в процессе работы с ОАО «Монди СЛПК» выявила следующие основные проблемы технологии, используемой на очистных сооружениях канализации:

  • неудовлетворительное качество очистки по органическим соединениям, аммонийному азоту и фосфору в связи с низкой концентрацией растворенного кислорода в аэротенках;
  • повышенная температура сточной жидкости (38–45°С на входе в сооружения, 30–38°С в аэротенках);
  • низкая работоспособность решеток и песколовок;
  • высокий иловый индекс, «вспухание» активного ила и, как следствие, вынос ила из вторичных отстойников;
  • переполнение прудов доочистки и вторичное загрязнение сбрасываемых сточных вод;
  • неэффективная технологическая схема обработки осадков сточных вод и низкая эффективность работы оборудования.

В 1997–2007 годах компания «Экополимер» выполнила реконструкцию систем аэрации аэротенков очистных сооружений канализации, что привело к повышению степени очистки по органическим соединениям и аммонийному азоту в аэротенках. Для решения проблемы высокой температуры сточных вод были изготовлены аэраторы с диспергаторами из специальной термостойкой смеси полимеров, которые хорошо показали себя в этих условиях. Для очистки производственных сточных вод от грубых включений были выбраны три стержневых грабельных решетки с прозорами 20 мм. Их достоинство заключается в расположении элементов привода и подшипников выше уровня воды (под водой нет подвижных деталей).

Чрезвычайно сложной проблемой оказалось «вспухание» активного ила, т. е. рост нитчатых бактерий. Иловый индекс составлял 400–600 мл/г. Нитчатое вспухание активного ила – довольно распространенное явление на очистных сооружениях целлюлозно-бумажных производств [1; 2]. В связи с этим ГК «Экополимер» в 2005–2008 годах выполнил большой комплекс экспериментальных и теоретических исследований по решению этой проблемы на очистных сооружениях ОАО «Монди СЛПК».

Универсальным средством борьбы с ростом нитчатых бактерий является применение селектора, в котором создаются условия для подавления их роста. Выбор типа селектора (аэробный или анаэробный) зависит от вида бактерий, вызывающих вспухание. Для определения вида таких бактерий, а также для разработки и проверки рекомендаций по подавлению их роста была проведена научно-исследовательская работа. Субдоминирующими нитчатыми микроорганизмами во «вспухшем» активном иле очистных сооружений Сыктывкарского ЛПК оказались два вида бактерий, что типично для ила промышленных предприятий, целлюлозно-бумажных в частности. Причем конкретные виды возбудителей вспухания (Туpe 021N и Туpe 1851) также типичны для активных илов очистных сооружений этой отрасли.

11_07_ris_02

Серия экспериментов была проведена на базе лаборатории очистных сооружений ОАО «Монди СЛПК». Лабораторные исследования по биологической очистке сточных вод заключались в моделировании работы преаэраторов второй ступени и аэротенков с выделением зоны селекции микроорганизмов двух типов. Первый тип представлял селекторы с анаэробными условиями, второй тип – аэробный селектор. Было установлено, что при применении аэробной селекции происходит быстрое подавление роста нитчатых бактерий (рис. 2), при этом остаточное количество аммонийного азота составляло 0,2 мг/л. Расчет селекторов и аэротенков был выполнен по программе ЭкоСим3м [3], адаптированной к условиям предприятия целлюлозно-бумажной промышленности [4].

11_07_ris_03

Технологическая схема очистных сооружений канализации ОАО «Монди СЛПК» позволяет использовать существующие преаэраторы для создания селекторов. На основе расчетов была предложена схема реконструкции преаэраторов и изменения входящих потоков в аэротенк (рис. 3). Согласно этой схеме, смесь сточных вод и возвратный активный ил направляются в первые коридоры преаэраторов, которые выполняют функции селектора бактерий.

Дополнительным эффектом подавления вспухания активного ила является снижение концентрации аммонийного азота на выходе из прудов-аэраторов: в среднем она равна 5 мг/л. Проведенные исследования и математическое моделирование показали, что основная причина повышенного содержания аммонийного азота на выходе из прудов-аэраторов заключается в самоокислении активного ила. В связи с этим наиболее эффективным средством уменьшения концентрации аммонийного азота является снижение выноса ила из вторичных отстойников. Такое снижение ожидается после ввода в эксплуатацию запроектированных аэробных селекторов.

На втором этапе выполнено комплексное обследование внеплощадочных сооружений очистки сточных вод и разработаны предпроектные рекомендации по ретехнологизации существующих очистных сооружений, которые включают:

  • объединение всех потоков сточных вод, поступающих на сооружения;
  • обработку сточной жидкости на решетках тонкой механической очистки с прозорами не более 6 мм;
  • обработку сточной жидкости в аэрируемых песколовках;
  • дегазацию сточных вод перед первичными отстойниками;
  • установку дополнительных ленточных фильтр-прессов для обработки избыточного активного ила;
  • установку устройств для дополнительного обезвоживания первичного осадка и избыточного активного ила до влажности 50%;
  • установку перед водосливами вторичных отстойников специальных струеотсекающих перегородок;
  • обеззараживание сточных вод озонированием.

Для принятия окончательного решения по выбору метода обеззараживания очищенных сточных вод требуется проведение дополнительных исследований, которые планируется осуществить в ближайшее время.

Рекомендуемая технологическая схема ретехнологизации очистных сооружений по обработке сточных вод и осадков представлена на рис. 4.

11_07_ris_04

Указанные рекомендации легли в основу программы реконструкции станции биологической очистки ОАО «Монди Сыктывкарский ЛПК» на 2010–2012 годы, которая предполагает выполнение мероприятий по обеспечению технологической и экологической безопасности объектов систем водоотведения и очистки сточных вод на территории г. Сыктывкара.

 

Список цитируемой литературы

  1. Bergeron J., Pelletier C. Occurrence and significance of filamentous bacteria in pulp and paper activated sludge systems // Water Science and Technology. 2004. V. 50. № 3.
  2. Fourest Е., Crapeli D., Deschamps-Roupert C., et al. Occurrence and control of filamentous bulking in aerated wastewater treatment plants of the French paper industry // Там же.
  3. Щетинин А. И., Реготун А. А. Определение возможного качества очистки сточных вод активным илом при помощи программы «ЭкоСим» // Водоснабжение и сан. техника. 2000. № 12, ч. 2.
  4. Baranao P. A., Hall E. R. Modelling carbon oxidation in pulp mill activated sludge systems: calibration of Activated Sludge Model № 3 // Water Science and Technology. 2004. V. 50. № 3.

vstmag engfree 200x100 2

mvkniipr ru

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

Конференция итог

ecw20 200 300

VAK2

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.