Эффективная очистка сточных вод круглый год.

Т. Вейсер, В. Хелльманн, М. Чеботаева

За последние годы в России появились широкие возможности сбыта новых видов продукции, в том числе и западноевропейских образцов. Так, известный производитель йогуртов "Эрманн" успешно завершил строительство нового предприятия недалеко от Москвы во второй половине 2000 г. Вырабатываемые на предприятии йогурты заняли твердые позиции на прилавках российских магазинов.

Помимо чисто производственных проблем специалистам предприятия нужно было решить и проблему очистки сточных вод. Чтобы новое предприятие соответствовало всем законодательным требованиям, для решения вопросов очистки сточных вод необходимо было привлечь компетентного партнера, знакомого с российским природоохранным законодательством.

В конце концов, все поиски завершились приобретением готовых "под ключ" биологических очистных сооружений BIOMAR® AFB от фирмы "Энвиро Хеми Вассер унд Абвассер-техник ГмбХ".

Очистные сооружения были спроектированы на максимальную производительность 600 м3 сточных вод в сутки, образующихся при производстве йогуртов. Сточные воды поступают на биологическую очистку с различных производственных участков с характерным нестабильным количественным и качественным составом загрязнений, что значительно усложняет очистку. Условия производства определяют постоянные колебания значений рН среды, ХПК и БПК, загрязненности воды органическими соединениями.

Местоположение предприятия требовало учесть климатические условия, предполагающие колебания наружной температуры в широком диапазоне (от -35 до +40°С). Очистные сооружения были спроектированы так, чтобы очистка сточных вод была стабильна в любое время года, несмотря на капризы российской погоды.

Использование комбинации аэробно-анаэробных методов очистки резко уменьшило количество образующегося избыточного ила, снизило эксплуатационные затраты, затраты на аэрацию из-за меньших загрязнений в воде после метанреактора. Кроме того, позволило исключить появление неприятного запаха. Все это явилось весомыми аргументами в пользу BIOMAR® AFB - метода очистки сточных вод.

Предварительная очистка сточной воды

Прежде всего сточная вода проходит барабанную решетку, на которой улавливается крупный мусор, например остатки этикеток, фольга и т.д.

Необработанные сточные воды подаются в бак-смеситель-усреднитель, содержимое которого постоянно перемешивается. Бак-смеситель имеет достаточную вместимость для сбора всех сточных вод, поступающих на очистные сооружения в течение суток. Это позволяет предотвратить все изменения качественных и количественных характеристик стоков после сбора.

Для предупреждения вероятных производственных аварий в баке-усреднителе предусмотрена возможность размещения дополнительного аварийного объема сточных вод. Здесь рН среды доводят до значения, необходимого для последующей биологической очистки сточных вод, дозируя реагенты - соляную кислоту и щелочь натрия.

Еще одна важная функция усреднителя - предварительное биологическое окисление органических веществ, находящихся в сточной воде, что облегчает последующие стадии биологического разложения загрязнений.

Затем сточные воды непрерывно поступают на жироловку-флотатор, где из воды удаляются эмульгированные липофильные вещества. Благодаря специальной конструкции на флотаторе-жироловке не применяют никаких реагентов, а значит, на очистных сооружениях не происходит вторичного загрязнения воды химикатами. Вода после флотатора через теплообменник направляется в метанреактор. Тепловую энергию сточной воды, выходящей из метанреактора, используют для подогрева воды, поступающей в метанреактор. Если в первом теплообменнике не достигается оптимальная температура воды, то ее коррегируют на следующей ступени теплообмена. Оптимальная температура воды в метанреакторе — еще одна дополнительная возможность увеличить мощность очистных сооружений и эффективность очистки сточных вод без дополнительных капиталовложений.

Воздух из усреднителя и флотатора с помощью вытяжной вентиляции направляется на аэробную ступень и таким образом очищается, поэтому на очистных сооружениях практически нет неприятного запаха.

Анаэробная стадия очистки сточных вод

Очистка сточных вод, происходящая в BIOMAR® AFB - метанреакторе, осуществляется симбиозом ацетогенных и метаногенных бактерий. Для повышения эффективности очистки в реакторе используют специальный носитель с особо развитой поверхностью, который создает оптимальные условия для участвующего в процессе очистки сточных вод биоценоза. В реакторе активный ил достигает очень высокой концентрации и имеет высокую биологическую активность.

Сточные воды закачиваются насосами в нижнюю часть метанреактора через усовершенствованную распределительную систему. Проходя через тело метанреактора снизу вверх, 60- 80 % органических загрязнений, жирных кислот, Сахаров, белков превращаются в биогаз (метан и диоксид углерода). При этом практически не образуется избыточный активный ил. Очищенная вода отводится в верхней части реактора и направляется на аэробную стадию очистки.

Собранный в верхней части реактора биогаз через конденсатоуловитель поступает на автоматическую установку сжигания.

Аэробная стадия очистки сточных вод

В аэробном реакторе происходит оксидационное разложение оставшихся в воде органических загрязнений. Сточная вода очищается до требуемых параметров ХПК, БПК, необходимых концентраций соединений азота и фосфора.

Благодаря специально разработанной технологии подачи воздуха в аэробном реакторе создаются зоны, бедные кислородом, и зоны, обогащенные кислородом. Поэтому здесь одновременно протекают аноксидационные реакции, необходимые для селекции и накопления микрофлоры, образующей полифосфаты, разложения нитратов (при повторном возвращении активного ила), и оксидационные процессы, позволяющие снизить ХПК и БПК.

Аэрация сточной воды в аэротенке происходит непрерывно благодаря применению специально сконструированной системы аэрации с образованием очень мелких пузырьков воздуха во всей толще воды. Воздух подается воздуходувками, работа которых регулируется автоматически при определении количества кислорода в сточной воде.

Очищенная вода самотеком поступает в осветлитель, где в процессе осаждения активного ила вода освобождается от осадка и через пункт конечного контроля качества воды сбрасывается в ручей.

Избыточный активный ил собирается в нижней части осветлителя. Чтобы повысить эффективность очистки сточных вод на аэробной ступени, большая часть этого ила насосами возвращается обратно в аэратор, где создается особенно высокая концентрация активного ила. Только небольшое количество его представляет собой собственно избыточный активный ил и удаляется из осветлителя.

Очистные сооружения оснащены системой управления SPS Siemens 7, которая дает возможность осуществлять работу очистных сооружений в автоматическом режиме с минимальным использованием электроэнергии, реагентов и т.д. Система визуализации (отражение всех протекающих процессов на мониторе, управление ими, сохранение данных по эксплуатации сооружений на персональном компьютере) позволяет менять все параметры работы очистных сооружений, не покидая пульта управления. Использование данных систем повышает надежность работы очистных сооружений и помогает установить надежный контроль за их работой со стороны технической дирекции предприятия. Для обслуживания всех стадий очистки требуется один человек в одну смену.

Предложенная и реализованная технологическая схема очистных сооружений гарантирует самую эффективную очистку сточных вод, надежность функционирования всех аппаратов очистных сооружений, простоту обслуживания и оптимальные инвестиционные и эксплуатационные затраты, что и подтверждает эксплуатация очистных сооружений после успешного завершения на них пусконаладочных работ.

Успешный опыт эксплуатации на российской земле самых современных очистных сооружений должен помочь российским производителям пищевых продуктов задуматься также и о таких источниках снижения себестоимости, как рациональное использование энергоресурсов и эффективное управление отходами производства, одним из которых является сточная вода.

Авторы:
Дипломир.инж. Томас Вайсер, проектировщик, ENVIRO-CHEMIE GmbH, Роздорф, Германия
Дипломир.инж. Вернер Хелльманн, руководитель строительства, ENVIRO-CHEMIE GmbH, Роздорф, Германия
Дипломир. биолог Марина Чеботаева, представитель ENVIRO-CHEMIE GmbH в России, Екатеринбург.