Анализ альтернативных решений. Анализ альтернативных вариантов СОСК1. 4 Методы очистки городских сточных вод
 Скачать 99.08 Kb.
|
|
Применимость Использование данного типа сооружения применимо на сверхмалых и малых сооружениях. 4.4.5. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) приведет к осаждению минеральных примесей в сетях сооружений, к повышенному износу насосного оборудования, а также не позволит вернуть в поток часть органических веществ с промывной водой, что негативно скажется на эффективности биологической очистки. 4.4.6. Вариант, примененный в проекте Проектом предусмотрено применение аэрируемой песколовки по следующим причинам: наиболее эффективное обезвоживание и отмывка минеральных примесей; возврат органических веществ в поток сточных вод; использование воздуха позволяет не зависеть от скорости (расхода) воды; максимальное выделение дурнопахнущих веществ; продолжительный срок службы; автоматический и ручной режим работы; применимость на крупных ОСК. 4.5. Подпроцесс № 3. Обработка пескового осадка (пульпы) Целью применяемого оборудования является дополнительная отмывка песка от органических веществ, а также его обезвоживание. Перечень наиболее распространенного оборудования согласно Информационно-техническому справочнику по наилучшим доступным технологиям ИТС 10-2015 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов»: песковые площадки; песковые бункеры; аппараты отмывки и обезвоживания песка. 4.5.1. Песковые площадки Краткое описание Песковая пульпа, откачиваемая из песколовок, разделяется в неглубоких бетонных или земляных емкостях, оборудованных дренажной системой для отвода сливной воды, на песок и сливную воду. Затем песок подсыхает (в соответствующий сезон) и вывозится. Технологические характеристики Источник дурнопахнущих запахов. Санитарно небезопасно. Не снижает содержания органических веществ в песке, последнее может составлять до 30 %. Применимость Использование данного типа сооружения применимо от сверхмалых очистных сооружений и выше. 4.5.2. Песковые бункеры Краткое описание В бункерах, в процессе накопления песка, происходит его естественный отжим. Отделенная сточная вода самотеком по трубопроводу возвращается в лотки перед песколовками. Технологические характеристики Не меняет состав песка, но обеспечивает содержание сухого вещества около 70 %. Применимость Использование данного типа сооружения применимо от сверхмалых очистных сооружений и выше. 4.5.3. Аппараты отмывки и обезвоживания песка Краткое описание Песковая пульпа, откачиваемая из песколовок, поступает в аппараты для отмывки песка от органических веществ. Применяют: напорные гиброциклоны, открытые конические емкости, в которых осуществляется перемешивание и (или) аэрация. Сливная вода из этих емкостей уходит через перелив, отмытый песок шнеком поднимается из приямка, при этом на надводном участке обезвоживается. Технологические характеристики Отмывка песка до содержания органических веществ не более 5 %. Содержание сухого вещества – не менее 80 %. Применимость Использование данного типа сооружения применимо от сверхмалых очистных сооружений и выше. 4.5.4. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) приведет к повышенному остаточному содержанию влаги и органических веществ в пескопульпе, что в свою очередь приведет к повышенным транспортным затратам на ее перевозку, а также не позволит вернуть в поток часть органических веществ с промывной водой, что негативно скажется на эффективности биологической очистки. 4.5.5. Вариант, примененный в проекте Проектом предусмотрено применение аппаратов отмывки и обезвоживания песка по следующим причинам: наиболее эффективное обезвоживание и отмывка минеральных примесей от органики; возврат органических веществ в поток сточных вод; использование воздуха позволяет не зависеть от скорости (расхода) воды; максимальное выделение дурнопахнущих веществ; продолжительный срок службы; автоматический и ручной режим работы; применимость на крупных ОСК. 4.6. Подпроцесс № 4. Аккумулирование (усреднение) расхода сточной воды Предназначен для снижения часовой неравномерности поступления сточной воды на следующие по потоку сооружения. Позволяет уменьшить объем сооружений отстаивания, илоразделения и доочистки. Повышает стабильность работы биореакторов биологической очистки. Имеется опыт применения радиальных отстойников в качестве аккумулирующих емкостей. На практике применяется только на некоторых построенных в последние годы сооружениях, с ПП от небольших и ниже. Свод правил СП 32.13330.2018 допускает применение данных резервуаров по технико-экономическому обоснованию. Они могут также применяться при КНС, решая одновременно задачу уменьшения пиковых расходов перекачки ГСВ. Перечень наиболее распространенных сооружений согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: технологические емкости (регулирующие либо аварийно-регулирующие резервуары); радиальные отстойники в качестве аккумулирующих емкостей; аккумулирующие резервуары при КНС. 4.6.1. Регулирующие либо аварийно-регулирующие резервуары Краткое описание Используются технологические емкости (регулирующие либо аварийно-регулирующие резервуары), объем которых обеспечит требуемое снижение Кчас. Аккумулирующая емкость заполняется сточной водой в часы максимального притока и постепенно опорожняется в часы минимального и среднего притока. Технологические характеристики Компактное и эффективное сооружение. Применимость Использование данного типа сооружения применимо на сверхмалых и малых сооружениях. 4.6.2. Радиальные отстойники в качестве аккумулирующих емкостей Краткое описание Идентично предыдущему варианту. В качестве резервуара используются существующие радиальные отстойники. Технологические характеристики Компактное и эффективное сооружение. Применимость Использование данного типа сооружения применимо на ОС от больших. 4.6.3. Аккумулирующие резервуары при КНС Реализуется на канализационных насосных станциях, перекачивающих сточные вода на ОС ГСВ. Вариант не применим к рассмотрению. КНС, от которых производится поступление сточных вод на СОСК, территориально расположены за пределами СОСК и не входят в границы проектирования. 4.6.4. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) приемлем, т.к., во-первых, приток сточных вод характеризуется относительно невысоким коэффициентом неравномерности, во-вторых существующие сооружения способны пропустить проектный расход без строительства новых емкостных сооружений. 4.6.5. Вариант, примененный в проекте В проекте предусмотрен нулевой вариант. 4.7. Подпроцесс № 5. Осаждение взвешенных веществ (осветление) Первая по ходу сточной воды стадия очистки, оказывающая существенное воздействие на ее загрязненность, носит название первичной очистки, либо первичного отстаивания (в противопоставление илоотделению после биологической очистки с использованием отстойников, именуемого вторичным отстаиванием). В современных технологических схемах целью осветления является выделение из сточных вод оптимального количества взвешенных загрязнений с целью уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки. Это позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30-50 % затраты электроэнергии на процесс очистки в целом. Выделение взвешенных органических веществ до биологической очистки, с последующей конверсией их в биогаз методом метанового сбраживания лежит в основе процессов энергогенерации на ОС ГСВ. Применимость Согласно технологии НДТ 4г (табл.5.3, Раздел 4 ИТС 10-2015), Осветление сточных вод в пределах, не ухудшающих удаление азота и фосфора при последующей биологической очистке – область применения для ОС ГСВ от больших и выше (допускается применение и на ОС ГСВ меньшей мощности). Для осветления сточных вод применяются отстойники различных конструкций. Краткое описание Сточная вода в условиях медленного движения потока от входа к выходу осветляется (происходит самопроизвольное осаждение взвешенных веществ). Осветленная вода переливается через водослив. Образующийся осадок уплотняется на дне и в приямках и затем отводится на обработку. Технологические характеристики Максимальная эффективность осаждения взвешенных веществ составляет 65-70% (чем выше исходное содержание, тем выше эффективность). Снижение БПК5 может достигать 50%. Перечень наиболее распространенных сооружений для осветления сточных вод согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: вертикальные отстойники; горизонтальные отстойники; многоконусные отстойники; радиальные отстойники. 4.7.1. Вертикальные отстойники Краткое описание Сточная вода выходит из центральной распредкамеры, движется в сторону дна, затем меняет свое направление, поднимается вверх, к водосливу. Осадок сползает по коническим стенкам. Технологические характеристики Минимальная эффективность, обусловленная несовершенной гидравликой. Простота эксплуатации: не требуется оборудование. Возможно залегание осадка на конических стенках днища. Высокая стоимость строительства вследствие большой глубины. Применимость Применимо только на ОС с ПП от небольших и ниже. 4.7.2. Горизонтальные отстойники Краткое описание Прямоугольное (вытянутое) сооружение, через которое вода движется от стенки до стенки. Осадок транспортируется к приямку (приямкам), расположенным у входа, с помощью одного из механических скребковых устройств. Технологические характеристики Максимальная технологическая эффективность, обусловленная более совершенной гидравликой. Максимальная компактность. Обязательно применение оборудования для сгребания осадка к приямкам. Более сложное и менее надежное оборудование, чем для радиальной конструкции. Применимость Применимы в широком диапазоне от небольших до сверхкрупных ОС. 4.7.3. Многоконусные отстойники Краткое описание Квадратное сооружение, через которое вода движется от стенки до стенки (как в горизонтальных отстойниках). Осадок оседает на коническое днище и самопроизвольно сползает в приямки (как в вертикальных отстойниках). Технологические характеристики Относительно невысокая эффективность. Простота эксплуатации: не требуется оборудование. Возможно залегание осадка на конических стенках днища. Высокая стоимость строительства вследствие большой глубины и материалоемкости. Применимость Более широкая сфера применения, по сравнению с вертикальными – от малых до средних ОС. 4.7.4. Радиальные отстойники Краткое описание Круглое в плане сооружение, в котором вода выходит из центральной распредкамеры, движется к окружности. Осадок сгребается к центральному приямку либо к нескольким приямкам на коаксиальной окружности, с помощью скребков, как правило закрепленных на надводной вращающейся ферме. Ферма опирается на катки, движущиеся по опорной поверхности борта сооружения. Технологические характеристики Весьма высокая эффективность. Простое и достаточно надежное оборудование (илоскребы). Применимость Применимы от средних до сверхкрупных ОС. 4.7.5. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) неприемлем, т.к. требуется умеренное осветление сточных вод (концентрация взвешенных веществ более 150 мг/дм3). 4.7.6. Вариант, примененный в проекте В проекте применены радиальные отстойники по причине их применимости на крупнейших и сверхкрупных и в связи с тем, что радиальные отстойники используются на СОСК в настоящее время. Предусмотрена их реконструкция с уменьшением эффективности очистки, путем вывода части отстойников из работы для улучшения эффективности процессов биологической очистки. 4.8. Подпроцесс № 6. Обработка в биореакторах биологической очистки Ключевая и обязательная (кроме вынужденных обстоятельств) стадия очистки. На объектах, где не используются методы доочистки (а это подавляющее число) эта стадия определяет технологические показатели по загрязняющим веществам для всего процесса очистки сточных вод применительно к сбросу очищенной воды в водные объекты. Основные сооружения, используемое для биологической очистки, согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: Вариант А – биореакторы с биопленкой: незатопленные биофильтры, затопленные биофильтры, роторные биофильтры (биобарабаны); Вариант Б – аэротенки. В дальнейшем рассмотрен вариант Б (аэротенки) т.к. аэротенки в настоящее время эксплуатируются на СОСК, а применение биофильтров ограничено производительностью, нагрузкой на сооружения, невозможностью проведения денитрификации, и неприменимо для СОСК. Применимость Согласно технологии НДТ 4д (табл.5.3, Раздел 4 ИТС 10-2015), Биологическая очистка, соответствующая крупности объекта и условиям сброса (в соответствии с НДТ 7, НДТ 8 и НДТ 9) – область применения для всех ОС ГСВ. Краткое описание Сточная вода обрабатывается в контакте с активным илом, после чего прошедшая через необходимые зоны аэротенка (с различными технологическими условиями) иловая смесь поступает на илоразделение. Основное количество отделенного ила рециркулирует в аэротенк. В необходимые зоны аэротенка с помощью аэрационных систем подается воздух. Неаэрируемые зоны перемешиваются. Технологические характеристики Эффективный, надежный процесс при поддержании нагрузки в допустимом диапазоне и подаче достаточного количества воздуха. Применимость Технологические характеристики различаются в широком диапазоне в отличие от типа и разновидности процесса, реализуемого в аэротенке. 4.8.1. Варианты технологических схем биологической очистки Целью применяемой технологии является улучшение биологической очистки от органических загрязняющих веществ, азота и фосфора. Для достижения цели намечаемой хозяйственной деятельности рассмотрены 3 варианта решения задачи: биологическое удаление органики, азота и фосфора; биологическое удаление органики и азота, химическое удаление фосфора; комбинированные – биологическое удаление органики и азота, биолого-химическое удаление фосфора. Данные варианты технологических схем биологической очистки сточных вод в аэротенках определены нормативными документами: СП 32.13330.2018, 9.2.5.4 Дополнительное удаление азота надлежит предусматривать с помощью биологической нитри-денитрификации. Дополнительное удаление фосфора возможно производить с помощью биологического (так называемое улучшенное биологическое удаление фосфора), химического (с помощью солей железа или алюминия), либо комбинацией этих методов (биолого-реагентное удаление). Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 10-2015 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов»: Биологическая очистка в аэротенках от органических веществ и азота, с химическим удалением фосфора (БНДХФ, Раздел 4.2.1.2.1.4) – НДТ-7д – Очистка с биологическим удалением азота и химическим удалением фосфора (табл.5.8); Биологическая очистка в аэротенках от органических веществ и азота, с биологическим удалением фосфора (БНДБФ, Раздел 4.2.1.2.1.5) – НДТ-7г – Очистка с биологическим удалением азота и фосфора (табл.5.8); Биологическая очистка в аэротенках от органических веществ и азота, с химико-биологическим удалением фосфора (БНДБХФ, Раздел 4.2.1.2.1.7) – НДТ-7ж – Биологическая очистка биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора (табл.5.8). 4.8.2. Биологическая очистка в аэротенках от органических веществ и азота, с химическим удалением фосфора Техническое описание С точки зрения технологии биологической очистки очень близка к биологической нитри-денитрификации. Отличаются только добавлением реагента для улучшенного удаления фосфора. На ОС ГСВ в России реагент добавляют (применительно к биологической очистке): в конце аэротенка – перед вторичными отстойниками; в возвратный активный ил; в возвратные потоки от сооружений обработки осадка. Также вне биологической очистки реагент добавляется перед первичными отстойниками, а также перед фильтрами доочистки. Используются коагулянты, так как удаление фосфора происходит в основном путем сорбции фосфатов на хлопьях гидроксида железа или алюминия. Эти хлопья, в свою очередь, включаются в состав хлопьев активного ила. Доза реагента пропорциональна количеству удаляемых фосфатов. Кроме того, она сильно зависит от местных условий и точек введения реагента. Необходимая доза существенно возрастает относительно обычных значений, когда нужно обеспечить максимальную глубину удаления. Оптимальная остаточная концентрация 0,5-0,7 мг/л, возможно достижение 0,2-0,4 мг/л, но при существенном увеличении расхода реагента. Преимущества для окружающей среды Весьма глубокое осаждение фосфора. Вместе с входящей в состав процесса технологией БНД обеспечивает настолько глубокую очистку ГСВ, насколько она может быть достигнута в одностадийном сооружении биологической очистки с гравитационным илоразделением. Применимость Использование метода с опцией реагентного удаления фосфора применимо при любых масштабах сооружений. Факторы, влияющие на возможность реализации Реагентное удаление фосфора приводит к существенному увеличению эксплуатационных затрат, и в первую очередь по следующим статьям: на приобретение реагентов; на обработку, перекачку, обезвоживание, вывозку и размещение дополнительного количества осадка (5-20 %, в зависимости от количества удаляемого фосфора и массы основного прироста избыточного активного ила), образующегося за счет включения гидроксида железа или алюминия в его сухое вещество; на эксплуатацию узла хранения реагента, приготовления и дозирования его раствора. Химический осадок вытесняет часть активной биомассы из ила. Увеличение количества избыточного ила приводит к снижению возраста ила и требует для сохранения того же количества органического вещества ила (для гарантированного проведения нитрификации) увеличения объемов аэротенков пропорционально дополнительному приросту сухого вещества осадка. На ОС ГСВ с анаэробной стабилизацией осадка дополнительная нагрузка по бионеразлагаемому осадку на метантенки снижает их эффективность. Также ухудшаются свойства осадка, получаемого при такой технологии, при использовании как удобрения. |