Очистке на биологических очистных сооружениях (БОС) подлежит смесь хозяйственно – бытовых и производственных сточных вод, прошедших предварительную очистку на локальных очистных сооружениях. Проектная производительность очистных сооружений 1-ой очереди составляет 1000 м3/сут, из них производственные сточные воды составляют 700 м3/сут, хозяйственно-бытовые – 300 м3/сут. Общая производительность двух очередей составляет 2000 м3/сут.
Компания «Экополимер» разработала технологию очистки, выполнила рабочий проект, осуществила авторский надзор, провела пусконаладочные работы и ввела в эксплуатацию сооружения и оборудование всей технологической цепочки очистки сточных вод (рис.1). Особенностью проекта было требование по размещению очистных сооружений на ограниченной площадке предприятия.
Локальные очистные сооружения (ЛОС)
Производственные сточные воды ООО «Конкордия» образуются в ходе технологического процесса производства пищевых полуфабрикатов и готовых кулинарных изделий. Они характеризуются наличием высоких концентраций взвешенных веществ, жиров, ХПК и БПК. Кроме того, ряд производственных линий работают в периодическом режиме. Непостоянный состав и высокая степень загрязненности производственных сточных вод недопустима для сброса на биологические очистные сооружения без предварительной очистки.
Для предварительной очистки запроектированы и построены локальные очистные сооружения, которые включают в себя барабанную решетку c наклонным отжимным шнеком, резервуар-усреднитель и узел физико-химической очистки на базе установки реагентной напорной флотации.
Cточные воды поступают от насосной станции производственных сточных вод по напорному трубопроводу на барабанную решетку c наклонным отжимным шнеком. Решетка необходима для очистки воды от крупных частиц размером более 1,0 мм. Крупные примеси, задержанные на решетке, обезвоживаются и собираются в контейнер, откуда вывозятся на полигон твердых бытовых отходов. Решетка работает в автоматическом режиме.
Периодически, по мере накопления загрязнения на поверхности решетки, производится ее промывка в автоматическом режиме, при повышении уровня воды в приемной камере решетки.
Очищенная на решетке сточная вода поступает в усреднитель, где происходит усреднение и стабилизация расхода сточных вод. Усреднитель оснащен миксер-аэратором, погружным насосом, ультразвуковым уровнемером. Миксер-аэратор необходим для предотвращения расслаивания сточной жидкости в усреднителе и насыщения стоков кислородом воздуха.
После усреднителя в сточные воды добавляются реагенты (коагулянт, гидроксид натрия, флокулянт) и далее они направляются во флокулятор и на флотатор. Трубчатый флокулятор обеспечивает смешение реагентов со сточными водами и необходимое время реакции для прохождения процесса коагуляции. Дозирование реагентов осуществляется из расходных емкостей насосами-дозаторами.
Основными сооружениями ЛОС являются напорные флотаторы, предназначенные для снижения нагрузки на биологические очистные сооружения. Очищенная на флотаторе вода поступает в усреднитель биологических очистных сооружений. Флотошлам и флотопена, которые образуются в процессе физико-химической очистки сточных вод на флотаторе, собираются скребковой системой и направляются в резервуар осадка, откуда перекачиваются на механическое обезвоживание.
Технологическая наладка локальных очистных сооружений производилась одновременно с вводом в эксплуатацию основных производственных линий мясокомбината. В связи с этим сточные воды характеризовались непостоянством состава и объема, что накладывало свой отпечаток на процесс пусконаладочных работ.
В процессе пусконаладочных работ определяли оптимальные дозы реагентов, используемых для физико-химической очистки производственных сточных вод.
При проведении работ в первую очередь в лабораторных условиях была определена линейка реагентов из продукции различных производителей наиболее подходящих для очистки сточных вод, а также определены необходимые дозы регентов. Далее был произведен ввод в эксплуатацию флотационной установки с одновременным уточнением доз реагентов. Результаты физико-химической очистки на ЛОС представлены в табл. 1.
Как следует из таблицы 1 локальные очистные сооружения обеспечили необходимую эффективность очистки по основным показателям: взвешенные вещества, ХПК, жиры и масла, и значительно снизили нагрузку на биологические очистные сооружения.
Биологические очистные сооружения (БОС)
Хозяйственно-бытовые сточные воды подаются в приемную распределительную камеру. После нее сточные воды самотеком поступают на механическую очистку, представленную механизированными решетками тонкой очистки с прозором 3,0 мм и аэрируемыми горизонтальными песко-жироловками (рис. 2). Решетки и аэрируемые песколовки сблокированы в один узел и работают полностью в автоматическом режиме.
Рис. 2. Решетки, комбинированные с аэрируемыми песко-жироловками
Затем хозяйственно-бытовые сточные воды по самотечному трубопроводу поступают в резервуар-усреднитель, где смешиваются с производственными сточными водами после локальных очистных сооружений. В этот же резервуар направляются все возвратные потоки (надиловая вода, фильтрат и промывные воды после фильтр-прессов). В усреднителе установлено пневматическое перемешивающее оборудование. Из усреднителя сточные воды насосом через распределительную камеру подаются на биологическую очистку - в аэротенки. В аэротенках происходит окисление органических загрязняющих примесей сточных вод микроорганизмами активного ила и удаление биогенных элементов. Емкость аэротенков разделена на две зоны: анаэробную и аэробную. Анаэробная зона отделяется от аэробной легкой перегородкой. В анаэробной зоне происходит денитрификация и селекция фосфор аккумулирующих бактерий. В аэробной зоне происходит окисление углеродсодержащих компонентов и соединений аммония, а также биологическое связывание фосфора.
В анаэробной зоне премешивание производится с помощью механической мешалки. Подача возвратного активного ила производится в распределительную камеру аэротенков. Для интенсификации процесса очистки сточных вод кроме "внешнего" рецикла возвратного активного ила, также предусмотрен дополнительный внутренний рецикл иловой смеси из конца аэробной зоны в начало анаэробной зоны, который реализован с помощью насосов внутреннего рецикла. Подача воздуха на аэрацию в аэротенки производится от роторных воздуходувок с регулируемой производительностью.
Из аэротенков иловая смесь поступает во вторичные вертикальные отстойники. В отстойниках происходит разделение биологически очищенных сточных вод и активного ила. Осевший ил подается насосом на рецикл в аэротенки (возвратный ил), а избыточный активный ил - в илоуплотнители. После вторичного отстаивания сточные воды поступают в резервуар осветленных стоков, а оттуда насосами подаются на доочистку на скорых фильтрах с зернистой загрузкой. На скорых фильтрах предусмотрена водовоздушная промывка фильтрующего материала с системой низкого отвода промывных вод.
Доочищенные сточные воды проходят обеззараживание ультрафиолетовым излучением на безнапорной лотковой установке (рис. 3).
Рис. 3. Лоток с установкой УФ-обеззараживания
Для доведения концентрации содержания фосфора до требований сброса в водоем рыбохозяйственного назначения, проектом дополнительно предусматривается узел реагентного удаления фосфора с применением 40% хлорного железа (на схеме не показан). Узел приготовления реагента оборудован расходной емкостью и насосами-дозаторами.
В период наладки технологического режима БОС среднесуточный расход производственных сточных вод за 10 месяцев постепенно возрастал с 293,0 до 635,0 м3/сут, а хозяйственно-бытовых с 20,0 до 36,0 м3/сут. Расход производственных сточных вод практически достиг проектной величины, а хозяйственно-бытовых был на порядок меньше. В этот же период происходило наращивание активного ила и его адаптация к составу сточных вод. Тем не менее, к окончанию пусконаладочных работ сооружения биологической очистки практически вышли на проектные значения. Качество очищенных сточных вод представлено в табл. 2.
Из табл. 2 следует, что концентрация ортофосфатов на выпуске (0,41 мг/дм3) выше, чем на входе (0,26 мг/дм3). Это свидетельствует о том, что в процессе биологической очистки происходит гидролиз веществ, содержащих фосфор (полифосфаты и органофосфаты), и рост бактерий не лимитирован по этому элементу. Можно предположить, что концентрация азота, подлежащего нитрификации, несколько выше, чем концентрация аммонийного азота, за счет органического азота.
Главными звеньями технологической схемы биологических очистных сооружений ООО "Конкордия" являются аэротенки и скорые фильтры. Использование аэротенков с А/О-схемой, а также скорых фильтров с водовоздушной промывкой позволило достичь необходимой эффективности очистки сточных вод по основным показателям: БПК, ХПК, соединениям азота, фосфору фосфатов, АПАВ и др, что позволяет с уверенностью говорить о хорошем потенциале технологических схем очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий основанных на таких решениях.
Обработка осадков
Избыточный активный ил из вторичного отстойника подается на уплотнение в илоуплотнители. Оттуда иловая вода поступает в резервуар-усреднитель, а уплотненный осадок – в резервуар избыточного активного ила, оборудованный механической мешалкой. Из резервуара избыточного активного ила уплотненный осадок насосами подается в цех механического обезвоживания.
Осадок, образующийся на ЛОС после флотационной обработки производственных сточных вод (флотошлам и флотопена), подается в резервуар флотоосадка, оборудованный механической мешалкой, а оттуда насосом-дозатором на обезвоживание ленточными фильтр–прессами производства ГК «Экополимер» с шириной фильтровального полотна 1000 мм (рис. 4). Фильтр-прессы оборудованы ленточными гравитационными сгустителями, выполненными с фильтр-прессом на общей раме. Флотошлам и флотопена подаются в камеру смешения. Туда же от станций приготовления рабочего раствора реагента подается флокулянт. После камеры смешения осадок сначала поступает на ленточный гравитационный сгуститель, где он обезвоживается до влажности порядка 92%, а потом подается на фильтр-пресс, где обезвоживается до влажности 75÷80%. Аналогичным образом обезвоживается уплотненный избыточный активный ил (рис. 5).
Рис. 4. Фильтр – прессы
Исследования по выбору марки флокулянта и его дозы, необходимых для процесса обезвоживания, были проведены в 2 этапа. Исследовались 15 различных марок флокулянтов Flopam компании SNF Floerger и 5 марок флокулянтов Zetag компании Ciba.
По результатам проведенных лабораторных испытаний на первом этапе были рекомендованы флокулянты FO 4400 SSH, FO 4700 SSH, FB 3551. Доза флокулянтов составляла до 90 мг/л.
Второй этап исследований был проведен в связи с тем, что в летнее время флотошлам начал закисать, в результате чего его влагоотдающая способность значительно снижалась. При испытаниях флокулянтов для обезвоживания закисшего флотошлама, лучший результат показал катионный флокулянт с высоким зарядом Zetag 8190 компании Ciba.
В процессе наладки оборудования обработки осадка было определено, что наиболее стабильные разультаты по обезвоживанию могут быть получены при совместной обработке активного ила и флотопены в соотношении 1/1,2. Такая схема обработки осадка способствует не только получению стабильной влажности на выходе, но и сокращению расхода флокулянта. Результаты работы цеха механического обезвоживания осадка в период проведения пусконаладочных работ приведены в табл. 3.
Как следует из таблицы 3 в результате проведенной технологической наладки сооружений обработки осадка достигнуты необходимые результаты по влажности осадка, а предусмотренные проектом "гибкие решения" технологической схемы позволили реализовать совместную обработку ила и флотошлама с максимальной эффективностью.
Хотя принятые в проекте технологические решения показали свою эффективность, но следует отметить, что разработанная технология очистки сточных вод и обработки осадков для ООО "Конкордия" не является универсальной. Для любых сточных вод, в том числе предприятий мясоперерабатывающей промышленности, необходима индивидуальная разработка технологическиой схемы очистки в соответствии с исходными данными и потребностями заказчика. При этом может меняться как технологическая схема обработки сточных вод, так и используемое оборудование.
Наш опыт подтверждает необходимость применения индивидуального подхода к объекту при разработке технологических схем и выборе основного оборудования при реконструкции и строительстве очистных сооружений, как с точки зрения гарантированного достижения конечного результата, так и с точки зрения эффективности понесенных затрат.
На протяжении ряда лет именно такой подход специалисты ГК «Экополимер» успешно применяют на очистных сооружениях различных отраслей промышленности.
