ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ г. СТАВРОПОЛЯ

Большинство городских очистных сооружений канализации России были запроектированы и построены в 60-80-х годах двадцатого столетия. Уже тогда строительные нормы и правила не соответствовали санитарным нормам Советского Союза. Санитарные нормы требовали обеспечить качество очистки по БПК и взвешенных веществам, а также аммонийному азоту, азоту нитритов и нитратов и другим показателям.

В настоящее время в России принято, что вода рыбохозяйственных водоемов не должна содержать более 0,4 мг/л NH₄-N; 0,02 мг/л NO₂-N; 9,1 мг/л NO₃-N; 0,2 мг/л PO₄-P. Так как вода водоема до смешения со сточной жидкостью часто содержит большие концентрации перечисленных ингредиентов, то эти же требования предъявляются и к городской сточной жидкости после очистки.

Специалисты водоканала и очистных сооружений г. Ставрополя неуклонно стремятся достичь нормативных показателей очистки. Первые шаги в указанном направлении уже сделаны. Накопленным опытом хотим поделиться с вами.

Очистные сооружения канализации г. Ставрополя были введены в эксплуатацию в 1981 г. В соответствии с проектом, сооружения обеспечивали очистку 115 тыс. м³ сточных вод в сутки. С увеличением количества поступающих сточных вод, в 1990 г. началось строительство новой очереди очистных сооружений. В связи с финансовыми затруднениями, строительство не было завершено, и бетонные конструкции частично пришли в негодность. В настоящее время на станцию поступает 130-170 тыс. м³/сут., что значительно превышает проектное значение. Вопрос об обеспечении полноценной очистки стоит очень остро.

Технологическая схема ОСК Ставрополя обычная. Механическая очистка сточных вод производится на решетках и в песколовках. Избыточный активный ил подается в первичные отстойники и из них удаляется смесь осадков. Затем сточные воды проходят биологическую очистку в аэротенках. После осаждения иловых частиц во вторичных отстойниках сточная жидкость хлорируется и сбрасывается в реку Мутнянка. Осадок после решеток вывозится на свалку, песок удаляется на песковые площадки. Смесь первичного осадка и активного ила из первичных отстойников подается в специальные емкости для дегельминтизации паром (70°C). Затем осадок промывается технической водой, сгущение осадка производится в гравитационных уплотнителях. Далее осадок проходит обработку в ЦМО.

С целью интенсификации качества очистки сточных вод и обработки осадка был проведен комплекс мероприятий. Произведена замена механических решеток, аэротенки были оснащены мелкопористыми трубчатыми аэраторами из полиэтилена. Отстойники оборудованы гребенчатыми переливами. Механическое обезвоживание осадка организовано на ленточных фильтр-прессах с использованием высокомолекулярного флокулянта. Достигнутые показатели качества очистки представлены в табл.1.

Для очищенных сточных вод ОСК Ставрополя временно утверждены следующие нормы: NH₄-N-2,18 мг/л; NO₂-N-0,305 мг/л; NO₃-N-9,03 мг/л, PO₄-P-1,0 мг/л. Однако, требуемые нормы соответственно составляют: 0,39; 0,006; 9,03; 0,2 мг/л. Фактическое значение этих показателей, в особенности аммонийного азота, несколько выше.

Для оптимального варианта реконструкции очистных сооружений г. Ставрополя, специалистами НПФ "Экополимер" была проведена научно-исследовательская работа по изучению возможности улучшения технологических показателей очистных сооружений.

При этом использовались данные химико-аналитической лаборатории очистных сооружений (табл. 2).

Из таблицы видно, что количество воды на выходе из сооружений больше чем на входе, так как в процессе очистки используется пар и техническая вода. Количество образующихся осадков после песколовок составляет 2,3 м³/сут. (1700 кг/сут.), а после фильтр-прессов - 65 м³/сут. (11000 кг/сут.). Вода после обезвоживания осадков, а также избыточный активный ил поступают в смесительный бак. В результате значительно увеличивается концентрация загрязняющих примесей. После смеси больше чем на треть возрастает ХПК и БПК₅. Концентрация взвешенных веществ увеличивается вдвое, концентрация минеральных форм азота и фосфора также возрастет. В первичных отстойниках происходит снижение ХПК, БПК₅ и концентрации минеральных форм азота.

Методом математического моделирования была проведена оценка работы сооружений. Было установлено, что непременным условием достижения необходимого качества очистки является удаление фосфора из воды после обезвоживания ила. Кроме того, потребуется значительная реконструкция сооружений, которая должна заключаться в переоборудовании первичных отстойников в анаэробные реакторы, изменении конструкции аэрационных тенков и трубопроводов. Рекомендуемая технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков приведена на рис.1.

Рис. 1. Предлагаемая схема очистки сточных вод и обработки осадков

Результаты моделирования работы аэротенков приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, модернизированный вариант технологической схемы позволяет достичь концентраций соединений азота и фосфора, меньших или равных нормативным показателям. Особенностью этого процесса является существенное снижение количества образующихся осадков, которые будут представлены только избыточным активным илом. Ожидается, что удельные эксплуатационные затраты снизятся. Это связано со снижением энергозатрат на аэрацию и работу фильтр-пресса при уменьшении более чем в два раза количества образующегося осадка, снижением затрат на приобретение катионного флокулянта.

Результаты расчетов показали, что для сточной жидкости после первичного отстаивания невозможно добиться требуемого качества очистки. Анализ причин этого показал, что причиной этого является недостаток биологически разлагаемых веществ.

Полный комплекс мероприятий по реконструкции предполагает помимо внедрения технологии биологического удаления соединений азота и фосфора наращивание емкостей отстойников. Для минимизации воздействия возвратных потоков на качество сточных вод по соединениям фосфора, потребуется предусмотреть его удаление, например, с использованием соединений железа.

На первом этапе планируется перевести на режим нитри- денитрификации один из аэротенков. Анаэробные условия предполагается достичь использованием пневмомиксера специальной конструкции. Однако после произошедшего в нашем крае стихийного бедствия все средства были направлены на ликвидацию его последствий. Так что поставленные цели еще ждут своей реализации.