№9|2010

НПФ «Экотон» – 15 лет

bbk 000000

УДК 628.35:661.5.63

Трунов П. В., Лунин С. В., Чуев Е. В., Павлова В. Ю.

Повышение эффективности биологического удаления соединений азота и фосфора на очистных сооружениях канализации

Аннотация

Описана технология очистки сточных вод от биогенных элементов c применением процессов нитриденитрификации и дефосфатации на современных очистных сооружениях канализации. В основе технических решений лежит принцип компьютерного моделирования с помощью программного комплекса BioWin. Целью данного расчета является получение надежных результатов, которые могут применяться на практике. Описаны основные преимущества внедрения высокоэффективных, экологически безопасных технологий биологической очистки сточных вод с применением оборудования, выпускаемого Научно-производственной фирмой «Экотон». Рассматриваются этапы основных работ, выполняемых инжиниринговым департаментом компании, которые могут стать базой для начала проектных изысканий и получения необходимых инвестиций.

Ключевые слова

, , , , , ,

 

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Сохранение гидросферы при непрерывном росте водопотребления и загрязненности водоемов промышленными и бытовыми стоками является одной из основных экологических проблем современности.

Наиболее актуальная задача очистки сточных вод – биологическое удаление соединений азота и фосфора. В настоящее время на очистных сооружениях канализации стоки, содержащие биогенные элементы (азот и фосфор), очищаются недостаточно. Это объясняется несовершенством существующих технологий полного удаления этих соединений. В условиях ужесточения нормативов предельно допустимого сброса и постоянного роста платы за загрязнение водных объектов все актуальнее становится повышение эффективности удаления биогенных элементов из сточных вод при общей минимизации эксплуатационных затрат.

Удаление органических веществ и биогенных элементов микроорганизмами активного ила является непременным условием очистки сточных вод на современных очистных сооружениях канализации. Активный ил – это в основном сообщество аэробных бактерий, которые в процессе жизнедеятельности преобразуют присутствующие в сточных водах сложные загрязнения в простые соединения, не нарушающие экологию водных объектов.

Несмотря на кажущуюся легкость протекающих биологических процессов, необходимо учитывать целый ряд факторов, обусловливающих выбор технологической схемы: природу и концентрацию загрязняющих веществ, объем сточных вод; наличие дополнительных примесей; требования к качеству очистки воды для ее сброса или возврата в технологический цикл и многое другое.

Для моделирования процессов биологической очистки сточных вод Научно-производственная фирма «Экотон» использует лицензионную версию программного комплекса BioWin. Данная программа разработана канадской фирмой «EnviroSim» и за последние несколько лет успешно применяется при моделировании и выборе оптимальной технологической схемы нитри-денитрификации и дефосфатации более чем в 50 крупных городах (с населением 500 тыс. чел. и более) стран Европы, Азии и Америки.

BioWin позволяет проводить комплексное моделирование процессов механической и биологической очистки, доочистки и утилизации осадков. При этом можно проследить изменения основных параметров процессов, происходящих при разных схемах очистки сточных вод.

Алгоритм программы базируется на представлении в виде уравнений различных процессов, реализуемых на очистных сооружениях: биологических (рост и отмирание популяций микроорганизмов); физических (аэрация, гидравлика и т. д.); химических (осаждение фосфатов с помощью реагентов и т. д.). Основными данными для построения алгоритма являются количественная и качественная характеристики сточных вод, габариты существующих и проектируемых сооружений. Данный программный продукт позволяет:

  • моделировать различные сценарии в зависимости от заданных параметров работы сооружений – колебаний характеристик исходной воды (расход, качество), скачков нагрузки, гидравлических перегрузок во время дождя, колебаний температуры и концентрации ила и т. д.;
  • оптимизировать расчет, т. е. установить оптимальные величины распределения объемов, потребности в кислороде, степени рециркуляции и уровня нагрузки на активный ил и проч.;
  • оптимизировать параметры эксплуатации (расход энергии, стоимость реагентов, количество осадков для обработки и др.).

Результаты компьютерных расчетов выдаются в виде таблиц, графиков и диаграмм (рис. 1). Используя данное программное обеспечение, специалистами проектного и инжинирингового департамента НПФ «Экотон» разработаны технические решения процессов нитри-денитрификации по удалению соединений азота и фосфора на очистных сооружениях Ярославля, Новосибирска, Перми, Липецка, Ижевска и других городов.

09_02_ris-1

Одним из примеров использования этой программы является проектирование и строительство канализационных очистных сооружений г. Сысерть с расчетом схемы биологической очистки при реализации процессов нитри-денитрификации. В основу расчета была положена модель процессов биологической очистки ASM3, разработанная Международной водной ассоциацией. Калибровка модели и верификация результатов моделирования были выполнены с учетом рекомендаций, изложенных в основных научных трудах, посвященных очистке сточных вод в России, Европе и США. Они базируются на оптимальной эффективности очистки, экономической целесообразности, оптимальном уровне автоматизации, гибкости и удобстве эксплуатации.

Результаты компьютерного моделирования реализованы в новой разработке компании «Экотон», а именно в ряде компактных очистных сооружений производительностью 100–1000 м3/сут. В них реализованы процессы нитри-денитрификации, биологического и реагентного удаления фосфора. Такая установка успешно эксплуатируется в Санкт-Петербурге.

Моделирование процессов биологической очистки с помощью передовых программных продуктов, а также одновременная эксплуатация мобильной опытно-промышленной установки и внедрение технических решений нитри-денитрификации позволили:

  • создавать и накапливать прочную экспериментально-теоретическую базу;
  • определять и учитывать технико-экономические показатели объекта;
  • наблюдать особенности эксплуатации и выявлять возможные проблемы.

Для решения подобных задач в составе НПФ «Экотон» организован инжиниринговый департамент, который предоставляет отчетную документацию с полной и достоверной информацией о состоянии очистных сооружений. Отчет включает технологические решения, подбор оборудования и оценку стоимости проекта в целом, что может послужить базой для начала проектных работ и получения необходимых инвестиций.

Первым этапом выполнения вышеизложенных работ является обследование очистных сооружений и анализ исходных данных. При этом определяются: взаимное расположение сооружений; их состояние, режим работы и конструктивные особенности; наличие дополнительных сооружений и оборудования. Все это необходимо учитывать при разработке технологических схем удаления азота и фосфора.

09_02_ris-2

На втором этапе производится моделирование нескольких схем удаления биогенных элементов в программе BioWin и выбор оптимальной технологической схемы с наиболее рациональным режимом работы (рис. 2). После этого осуществляется подбор оборудования, определяется сметная стоимость, производится экономическая оценка эксплуатационных затрат и намечаются пути снижения энергопотребления на объекте.

Выводы

Специалисты инжинирингового и проектного департамента НПФ «Экотон», используя зарубежную методику, внедряют высокоэффективные, экологически безопасные технологии биологической очистки сточных вод. А с помощью лицензионного программного обеспечения BioWin компания производит сертифицированное инновационное оборудование, в результате чего обеспечиваются:

  • высокая эффективность нитри-денитрификации и дефосфатации на уровне ПДК для рыбохозяйственных водоемов;
  • обоснованный уровень стоимости технологии и оборудования для данного качества очистки;
  • невысокие эксплуатационные затраты на обслуживание оборудования и системы водоочистки;
  • низкий расход химических реагентов и других расходных материалов на 1 м3 сточной
    воды;
  • высокая удельная производительность оборудования (объем очищаемой жидкости с площади, занимаемой установкой);
  • отсутствие вторичного загрязнения и увеличение количества твердых отходов;
  • отсутствие высококонцентрированных жидких отходов, образующихся в процессе водоочистки;
  • возможность полной автоматизации технологического процесса.

 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

ecw18 vst 200

Banner konferentciia itog 200x100

VAK2

100х100 Aquatherm18

100х100 stroi ural

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

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