Комплекс очистки сточных вод (КОСВ)
Сертификат соответствия № РОСС RU.АВ41.В00159 общая характеристика
До недавнего времени основным способом решения проблемы была выгребная яма или система колодцев. Оба варианта весьма не эстетичны, не удобны, при сравнительно небольших капитальных затратах дороги в эксплуатации и, что важнее, представляют опасность для окружающей среды. Сброс в почву неочищенных сточных вод, содержащих биологические и органические загрязнения, создает угрозу санитарному и экологическому состоянию окружающей среды, частью которой, в конечном счете, и является сам человек. Вот почему в наши дни особую актуальность приобретают водоочистные сооружения, которые способны очистить воду до такого состояния, при котором ее можно безбоязненно сбрасывать в грунт или в поверхностный водоем. Объем стоков зависит от количества проживающих и водопотребления конкретного предприятия. А состав загрязнений стандартен и может быть взят из СНиП для хозяйственно-бытовых сточных вод или специфичен для производственных стоков.
Состав очистных сооружений и, как следствие, их стоимость зависит от объема и качественного состава стоков, климатического района размещения очистных сооружений.
Научно-исследовательский и проектный институт экологических проблем на своем базовом заводе производит комплекс очистки сточных вод (КОСВ) полной заводской готовности (сертификаты соответствия №№ РОСС RU АВ41 В00159, РООСС RU ПВ11 В00192, РОСС RU ПВ11 В00191, РОСС RU АВ41 В00161, РОСС RU ПВ11 В00192) производительностью от 10 м3 в сутки и выше, выпускается по запатентованной технологии (патенты №№ 2238247, 2384528, 2406556, 2404136, 60962, 84841, 85528, 2369564, 2372450, 2374399, 2398611, 98155).
Комплекс очистки сточных вод (КОСВ-3000)
Здание из легких металлоконструкций
Здание станции ПДСВ
Преимущества:
1. Многоступенчатая анаэробно-аэробная очистка с использованием прикрепленной и свободноплавающей биомассы позволяет обеспечить эффективность технологического процесса;
2. Низкая энергоемкость;
3. Особенности конструкции:
- блочность – позволяет вводить в эксплуатацию данную конструкцию после монтажа первого блока;
- мобильность – возможность изменения конструкции, т.е. добавление при необходимости дополнительных узлов;
- сейсмостойкость (до 12 баллов);
- наземное исполнение – позволяет визуально контролировать возможные утечки сточных вод в отличие от подземных железобетонных конструкций. Снижаются затраты на ее установку в сравнении с аналогичными железобетонными конструкциями;
- использование стального каркаса и полимерных ванн позволяет избежать коррозии, что увеличивает срок службы данной конструкции;
4. Компоновка блоков – расположение и размер блоков конструкции позволяет упростить их обслуживание, а пространство между блоками использовать в качестве подсобных помещений для хранения запасных частей и вспомогательного оборудования.
5. Быстрота и легкость монтажа из унифицированных модулей заводского изготовления, транспортабельность. Не требуется привлечение тяжелой строительной техники. Конструкция собирается практически вручную.
6. Сокращение длины коммуникаций;
7. Снижение теплопотерь сооружений в зимний период. Конструкция является закрытой, что обеспечивает сохранение надлежащей температуры воды.
Область применения комплексов очистки сточных вод:
- очистка канализационных стоков (коммунальных стоков) городов, поселков, коттеджной застройки, вахтовых поселков;
- очистка стоков санаториев, больниц, оздоровительных комплексов, в том числе с высоким содержанием в стоках активно-го хлора и других дезрастворов;
- очистка стоков учреждений ФСИН, в том числе неблагополучных по заболеваниям туберкулезом;
- очистка концентрированных стоков хлебозаводов, дрожжевого производства, мясокомбинатов, рыбозаводов, молокозаво-дов;
- очистка концентрированных стоков кожевенных, металлургических и других заводов, имеющих специфический состав;
- очистка концентрированных стоков птицефабрик, животноводческих комплексов;
- очистка высококонцентрированных стоков винодельческого производства, спиртового производства, пивоваренного про-изводства;
- очистка стоков нефтеперерабатывающих предприятий;
- очистка стоков от взвешенных веществ и нефтепродуктов (стоки автомоек, моек железнодорожного транспорта, резерву-арного парка, нефтебаз);
- очистка ливневых стоков (станция очистки дождевых и производственно-дождевых сточных вод ПДСВ);
- очистка шахтных вод;
- очистка льяльных и балластных стоков с размещением на судне...
Технические характеристики КОСВ:
- КОСВ поставляется в полностью собранном виде или в виде готовых к сборке узлов и агрегатов;
- не использует химреактивы;
- копирует существующий в природе способ естественной самоочистки, работает в автоматическом режиме;
- аэротенки с полимерной или нержавеющей чашей, занимают небольшие площади 1,5-2 м2 на 1 м3/сут производительности, сейсмостойкие;
- срок эксплуатации аэротенков от 25 лет и более;
- переработка илового осадка осуществляется на станции обезвоживания осадка (СОО), входящей в комплект;
- аэрационная система (аэраторы из спеченного титанового порошка) стойкая к гидроударам, не подвержена биообрастанию, расход воздуха до 0,8 м3/ч на м3 стоков в сутки, размер воздушного пузырька 50-100 мкм;
- рабочая температура микроорганизмов от +9 °С до +37 °С;
- оснащен системой обеззараживания;
- потребляемая мощность от 0,6-2 (кВт•ч/м3 стоков);
- качество очистки сточной воды до нормативов сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения (эффективность очистки 98-99,83 %);
- не загрязняет воздушную среду;
- ведется авторский надзор;
- обучение обслуживающего персонала;
- гарантийное обслуживание в течение 12 месяцев;
- запас комплектующих и коагулянтов на 12 месяцев.
Качество очистки сточных вод:
| Компонентный состав |
Концентрация, мг/л |
|
До очистки |
После очистки |
| РН, ед. |
5,5-9,5 |
7-7,5 |
| ХПК, мгО2/л |
900-2000 |
10 - 15
|
| БПК5, мгО2/л |
500-1200 |
2 - 4
|
| Взвешенные вещества |
110-400 |
1,8-5 |
| Нитраты |
0,2-10 |
0,8-4,2 |
| Азот аммонийный |
10 - 90
|
0,2-0,6 |
| Фосфаты |
3 - 22
|
0,4-0,6 |
| Нефтепродукты |
5 - 20
|
0,05-0,3 |
| ПАВ |
2 - 10
|
следы |
Технологический процесс:
Состояние активного ила зависит от количества загрязнений, приходящихся на единицу массы активного ила.
В зависимости от этого развитие активного ила и, прежде всего, интенсивность его роста могут быть условно разделены на 3 фазы.
1 фаза – постоянного роста, проходящая с высокими нагрузками и наличием в сточной жидкости большого количества органических веществ, обеспечивающих быстрое размножение микроорганизмов.
2 фаза – замедленного роста с более низкими нагрузками, что сдерживает размножение микроорганизмов из-за недостатка питания (органических загрязнений). Устанавливается определенное соотношение между количеством поступающих органических загрязнений и приростом ила.
3 фаза – эндогенного дыхания. Размножение микроорганизмов активного ила замедляется из-за недостатка органических веществ. Ил как бы находится в «голодном» состоянии. Это заставляет микроорганизмы активного ила использовать не только органические вещества, поступающие со сточными водами, но и большую часть органических веществ отмерших микроорганизмов, т.е. минерализовать органическую часть самого активного ила.
Таким образом, создавая условия для развития активного ила в указанной фазе можно создать наиболее простой метод, который назван «методом полного окисления», так как при очистке сточных вод по этому методу практически не получается отходов.
На рисунке схематично представлен основной модуль комплекса очистки сточных вод:
| КН |
канализация напорная |
1 |
гаситель напора и первичный отстойник |
| ИР |
рециркулирующий ил |
2 |
тонкослойный отстойник |
| В |
воздух |
3 |
анаэробный реактор |
| ИИ |
избыточный ил |
4 |
аэробный реактор |
| ОС |
очищенный сток |
5 |
тонкослойный отстойник |
| * |
бионоситель |
6 |
блок доочистки |
| +++ |
гранулированная засыпка |
7 |
компрессор |
Комплекс очистки сточных вод работает следующим образом. Сточная вода поступает в гаситель напора, где происходит снижение и выравнивание скорости потока и первичное осаждение крупных взвешенных частиц, далее вода поступает в первичный отстойник и тонкослойный отстойник для глубокого осветления воды. После тонкослойного отстойника вода через верх перегородки поступает в анаэробный реактор, в котором происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе. Затем вода переходит из одной камеры в другую через чередующиеся перегородки с верхним и нижним переливом и поступает в аэробную камеру с бионосителем, куда через систему воздухоподводящих труб и аэраторов подается сжатый воздух для дальнейшего окисления органики и насыщения воды кислородом, необходимым для жизнеобеспечения микроорганизмов и удаления газообразных продуктов распада.
В анаэробных и аэробных реакторах происходят основные процессы деструкции органических веществ на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими формами микроорганизмов. Далее вода поступает на проточный электролизёр, где происходит её обеззараживание. Очищенная вода отводится из установки по отводящей трубе.
Комплекс очистки сточных вод располагается в теплом помещении, что позволяет поддерживать температуру воды не ниже температуры ее поступления на установку.
Комплекс очистки сточных вод может быть выполнен как в напольном, так и в полузаглубленном варианте.
Из практики эксплуатации очистных сооружений хорошо известна показательная способность индикаторных организмов в процессе очистки. По численности простейших и их внешнему виду безошибочно можно судить об условиях работы аэротенков: количестве подаваемых загрязнений, кислородном режиме, наличию нитрификации, способности ила к оседанию и т.д. Например, при хорошей и удовлетворительной очистке воды в илах преобладают круго- и брюхоресничные инфузории и коловратки, отсутствуют бесцветные жгутиковые и амебы. При неудовлетворительной очистке, наоборот, в иле преобладают бесцветные жгутиковые и амебы и практически отсутствуют инфузории и коловратки. При недостатке растворенного кислорода простейшие становятся прозрачными, увеличиваются в объеме, а затем разрываются. Ресничный аппарат неподвижен, ротовые отверстия закрыты и т.д.
Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их полной очистки.
Реализуемый в технологии метод полного окисления позволяет эксплуатировать комплекс очистки сточных вод без удаления активного ила с минимальным выносом взвешенных веществ.
Секционирование, прямоточная подача стоков, иммобилизация микроорганизмов и регулируемая подача воздуха в аэробный реактор позволяет оптимизировать процесс полного окисления.
Основные технологические параметры работы комплекса очистки сточных вод:
| Наименование показателей |
Комплекс очистки сточных вод |
Ед. изм. |
| 1. Количество поступающих сточных вод |
До 2 |
м3/сут. |
| 2. БПК неочищенных стоков |
До 1200 |
мг/л |
| 3. БПК очищенной воды |
3 – 5 |
мг/л |
| 4. Концентрация ВВ неочищенных стоков |
До 1000 |
мг/л |
| 5. Концентрация ВВ в очищенной воде |
2 - 5
|
мг/л |
| 6. Температура (t) |
7 – 30 |
0С |
| 7. Кислотность среды |
6,5 – 8,5 |
рН |
| 8. Эффективность очистки по БПК |
98,3 – 99,3 |
% |
Указания по эксплуатации:
1. Монтаж и пуско-наладку комплекса осуществляет предприятие-изготовитель совместно с предприятием-заказчиком.
2. Условия эксплуатации комплекса:
- температура окружающего воздуха от –60 °С до +40 °С;
- относительная влажность 95% при +25 °С;
- температура очищаемой воды от +7 °С до +40 °С.
- В северных районах температура воды в аэрационной зоне может упасть ниже +5 °С, что приводит к снижению биологической активности ила и к неудовлетворительным результатам очистки. В связи с этим рекомендуется в се-верных районах укрывать комплекс в не отапливаемых помещениях.
3. Комплекс очистки сточных вод предназначен для эксплуатации в следующих климатических районах:
- по весу снегового покрова: I – V (до 200 кгс/м2);
- по скоростному напору ветра: I – IV (до 55 кгс/м2);
- по сейсмичности – не более 9 баллов.
4. Комплекс может эксплуатироваться непосредственно в помещениях с технологическими процессами, требующими очистки воды, в отдельном здании и на открытой площадке.
Транспортировка:
Комплексы транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на соответствующем виде транспорта.
Технологическая схема очистки винных стоков
Сточные воды от производства вин сложны тем, что это высококонцентрированные сточные воды, с БПК до 2000 мг/л и выше, это примерно в десять раз выше средних показателей по коммунальным стокам. Кроме того, характер загрязнений таков, что присутствие продуктов брожения специфически влияет на микрофлору, усложняя биохимический процесс очистки стоков. Вода с БПК до 2000 мг/л содержит очень много органики, следовательно, процессы физико-химической очистки в этом случае не только неэффективны, но и очень дороги. Предварительная очистка высококонцентрированного стока на поляризованных фильтрах по оригинальной запатентованной технологии до БПК 300-400 мг/л позволяет реализовать традиционный микробиологический технологический процесс.
Стоки от виноделия собираются в аккумулирующей емкости. Далее насосом они подаются на поляризованный фильтр и далее поступают в комплекс очистки сточных вод (КОСВ), где проходят механическую очистку в первичном отстойнике, аэробную очистку в биореакторе и механическую очистку от ила на вторичном отстойнике. Первичные отстойники служат для осаждения нерастворенных и частично коллоидных загрязнений преимущественно органического происхождения. Все отстойники выполнены со встроенным осадочным желобом, в котором устанавливается тонкослойный модуль. Их разделительная способность, особенно при выделении тонкодисперсных примесей во много раз выше разделительной способности горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения, пропорционально уменьшает время отстаивания. Кроме того, разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удельную нагрузку на нее по взвеси.
Сооружения механической очистки сточных вод являются предварительной стадией перед биологической очисткой. При механической очистке сточных вод эффект снижения взвешенных веществ составляет 40-60%, что приводит также, к снижению величины БПКполн на 20-40%.
После первичного отстойника сточная вода поступает в биореактор, где происходит биологическая очистка. В биореакторы, из воздуходувок по трубопроводам подается сжатый воздух для аэрации сточной жидкости. Сточная жидкость аэрируется на всем протяжении биореактора.
Для лучшего распределения сжатого воздуха по сооружениям биологической очистки применены микропузырчатые аэраторы из спеченного порошка титана. Преимущества перед аэраторами других систем:
- низкие эксплуатационные расходы;
- долговечность;
- стабильность параметров очищенной воды.
В отличие от аналогов, данные аэраторы имеют собственную высокую прочность и производятся без каркасов. Оснащение систем пневматической аэрации данными аэраторами, позволяет:
- увеличить удельную производительность аэрационной системы на затраченный киловатт электроэнергии на 20 - 60%;
- повысить коэффициент использования воздуха в 2,5-4 раза.
По мере движения сточной воды по биореактору и увеличения глубины ее очистки в сооружении формируется трофическая цепь гидробионтов, в которой сами микроорганизмы и продукты их метаболизма с начальных стадий очистки являются питательной средой для микроорганизмов последующих стадий. В результате значительно сокращается объем избыточной биомассы, направляемой на утилизацию.
Другой важной отличительной особенностью сооружений (КОСВ) является использование биотехнологий с иммобилизованным на инертном бионосителе (загрузке) активным илом. Бионоситель имеет пространственную конструкцию и изготавливается из полимерных материалов, достоинством которых является малый удельный вес, химическая стойкость, высокая удельная поверхность. Благодаря шероховатой структуре загрузка хорошо удерживает биопленку, которая не выносится из сооружения при залповых поступлениях сточных вод и других неблагоприятных условиях. Это позволяет создавать и поддерживать в биореакторах стабильные высокие концентрации микроорганизмов-деструкторов, повышает устойчивость системы к неравномерному режиму подачи стоков на очистку и неоднородности их качественного состава. Повышается «возраст» микроорганизмов активного ила. За счет достигаемой высокой степени минерализации (зольность 25-30%) избыточной, отмирающей биопленки, выносимой во вторичные отстойники с потоком очищенных сточных вод, существенно сокращается. Применение технологий с иммобилизованным активным илом позволяет достичь также высокой степени очистки сточной воды от соединений азота за счет создания оптимального режима для протекания процессов нитрификации-денитрификации. В верхнем слое биопленки, за счет постоянного контакта с насыщенной кислородом воздуха сточной водой, протекают процессы окисления аммонийного азота, а в глубинных слоях биопленки, изолированных от доступа кислорода - восстановление нитратов до молекулярного азота.
Для обеспечения полной утилизации соединений фосфора предусмотрена обработка стоков раствором коагулянта, который вводится в поток очищаемых стоков перед вторичными отстойниками. Во вторичном отстойнике происходит осаждение отработанного ила. Осадок из отстойников поступает на стацию обезвоживания осадка.
Далее очищенные стоки поступают на обеззараживание. Для обеззараживания стоков применены УФ - обеззараживающие установки. Обезвоживание осадка происходит на станции обезвоживания. Очищенные и обеззараженные стоки идут на сброс.
Для сбора хозбытовых стоков предусматривается аккумулирующая емкость, откуда стоки самотеком подаются на КОСВ.
Реконструкция действующих очистных сооружений
Специалисты ООО «НИПИЭП» готовы провести комплексное обследование и дать заключение о состоянии очистных сооружений с рекомендациями по проведению реконструкции. При необходимости проведем реконструкцию с подбором, поставкой и заменой стандартного оборудования, осуществим ремонт нестандартного оборудования.
Реконструкция существующих очистных сооружений канализации может включать в себя следующие основные подпрограммы:
- Замена системы аэрации на очистных сооружениях, что позволяет уменьшить эксплуатационные расходы и повысить надежность работы сооружений;
- Реконструкция традиционных аэротенков в аэротенки нитри-денитрификаторы, что позволяет удалять не только органические загрязнения, но и соединения азота, а так же значительно уменьшит объём образующегося сырого осадка и избыточного активного ила;
- Дооснащение аэрационных сооружений биореакторами с синтетической загрузкой собственного производства, позволит увеличить производительность очистных сооружений до 200% , стабилизировать их работу, повысить качество очистки стоков;
- Дооснащение очистных сооружений блоками доочистки и безреагентного обеззараживания;
- Замена насосно-воздуходувного оборудования с применением частотных регуляторов приводов, что даст значительную экономию электроэнергии;
- Устранение течи в бетонных и железных емкостях с помощью новейших синтетических покрытий;
- Внедрение автоматизированных систем управления;
- Очистка гидроакустическим способом от ржавчины и накипи труб и емкостей;
- Поставка и монтаж пластиковых водопроводных и канализационных коллекторов диаметрами до 1200 мм.
Предлагаемые нами технологические решения обеспечат Вам экономию капитальных средств, затраченных на реконструкцию, высокое стабильное качество очистки сточных вод, сокращение численности обслуживающего персонала.
Бионоситель
Бионоситель – это устройство для иммобилизации микроорга¬низмов при биологической очистке сточных вод, включаю¬щее насадку, выполненную из полимерного материала в виде спирали, образующий элемент которой имеет профильное поперечное сечение, отличающееся тем, что полимерный ма¬териал выбран из ряда материалов, обладающих пружинящи¬ми свойствами, при этом верхняя часть насадки прикреплена к верхнему блоку, имеющему среднюю удельную плотность меньше, чем у сточной воды, а нижняя часть насадки при¬креплена непосредственно к дну водоема или к нижнему бло¬ку, имеющему среднюю удельную плотность больше, чем у сточной воды.
Спираль устройства выполнена винтовой, а поперечное сече¬ние образующего элемента спирали выполнено прямоуголь¬ным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямо¬угольника. Поперечное сечение образующего элемента спи¬рали выполнено переменным по толщине и имеет по краям и, или в промежутках между короткими сторонами прямоуголь¬ника утолщения круглой или профильной формы, поверхно¬сти между утолщениями устройства выполнены сетчатыми. Проекция на горизонтальную плоскость наружного и, или внутреннего контура поперечного сечения насадки имеет форму круга или многоугольника, как минимум трехсторонне¬го. Верхние и нижние блоки связаны между собой жгутами, нижние концы которых прикреплены к нижнему блоку, а верхние концы жгутов образуют над верхним блоком грузо¬вую петлю и присоединены к грузовой петле.
Спираль образована непрерывной гофрированной поверхностью и имеет в продольном сечении вид «змейки», а поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямо¬угольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника. Поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено переменным по толщине и имеет по кра¬ям и, или в промежутках между короткими сторонами прямо¬угольника утолщения круглой или профильной формы, по¬верхности между утолщениями выполнены сетчатыми.
Установки УФ - обеззараживания
Установки УФ обеззараживания сточной воды применяются в системах очистки бытовых и производственных сточных вод и позволяют уничтожать бактерии, вирусы и прочие микроорганизмы за счет воздействия УФ-излучения с длиной волны 254 нм. Обеззараживающее действие ультрафиолета основано на необратимых повреждениях ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) содержатся во всех клетках живых организмов и являются носителями наследственной информации. При размножении микроорганизма происходит удвоение молекулы нуклеиновой кислоты. УФ излучение на длине 254 нм эффективно поглощается нуклеиновыми кислотами. В результате УФ воздействия в структуре нуклеиновых кислот образуются сшивки, которые делают невозможным удвоение ДНК/РНК, а, следовательно, невозможным и размножение микроорганизма. Инактивированный таким образом микроорганизм не представляет опасности для живых организмов. УФ излучение негативно влияет и на другие клеточные структуры микроорганизмов с различной степенью интенсивности, однако, основным универсальным механизмом обеззараживания является повреждение нуклеиновых кислот. Бактерицидный ультрафиолет избирательно действует только на микроорганизмы, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место при использовании химических дезинфектантов.
Обеззараживание воды производят непосредственно перед выпуском в водоем.
УФ облучение летально для большинства бактерий, вирусов, спор и паразитарных простейших, уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. УФ излучение инактивирует микроорганизмы, устойчивые к хлорированию.
Обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие УФ излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды. В отличие от хлорирования и озонирования после воздействия УФ в воде не образуется вредных органических соединений даже в случае многократного превышения требуемой дозы. УФ излучение не влияет на органолептические свойства воды (запах, привкус). Время обеззараживания при УФ облучении составляет 1–10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей.
Установки УФ – обеззараживания различной производительности
Метод безопасен для людей, отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом. УФ оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ;
Простота в эксплуатации. Требуется только периодическая очистка поверхности кварцевых чехлов и замена ламп по мере выработки ресурса, не требуется применение вспомогательных устройств и специальный обслуживающий персонал.
Для обеззараживания УФ излучением характерны более низкие эксплуатационные расходы, чем при хлорировании и тем более озонировании. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (10–30 Вт на 1 м3 обрабатываемой воды).
Преимущества УФ - обеззараживания воды:
- высокая эффективность обеззараживания сточных вод;
- отсутствие побочных явлений, характерных для хлорирования;
- не требует использования реагентов и дезинфицирующих растворов;
- низкие эксплуатационные расходы;
- компактность, безопасность. Одними из основных элементов УФ установки являются камера обеззараживания, блок пускорегулирующей аппаратуры и блок управления.
Станция очистки производственно-дождевых сточных вод (ПДСВ)
Станция производственно-дождевых сточных вод (ПДСВ) предназначена для очистки: дождевых и талых вод с каре резервуарного парка, открытых технологических площадок (технологические насосные для перекачки нефти, фильтры грязеуловителей, регуляторы расхода, предохранительные клапаны, площадки топливных емкостей котельных); вод, образующихся при испытаниях систем орошения резервуаров и от охлаждения резервуаров при пожаре; вод с площадок котельных и станций очистки питьевой воды; промывных вод с фильтров станций очистки производственно-дождевых сточных вод; вод, образующихся при производстве анализов в лаборатории (Сертификат соответствия № РОСС RU.ПВ11.В00191).
Станция очистки производственно-дождевых сточных вод включает в себя:
1) Блок емкостей (из нержавеющей стали, по дополнительному требованию заказчика может быть выполнен в наземном или подземном исполнении):
А) Отстойник гравитационный с тонкослойным модулем;
Б) Флотатор безреагентной очистки с воздуходувкой и аэраторами;
В) Промежуточная емкость с насосом погружным для подачи стоков в фильтры.
2) Фильтр механической очистки.
3) Фильтр сорбционной очистки.
4) УФ-обеззараживающая установка.
5) Емкость для сбора пены и нефтепродуктов.
Оборудование п.п. 2 - 4 устанавливается только в утепленных помещениях (либо имеющихся у заказчика, либо в производимых НИПИЭП зданиях из легких металлоконструкций).
Описание технологической схемы
Производственно-дождевые сточные воды поступают в резервуар-накопитель. Осветленные в резервуаре накопителе производственно-дождевые сточные воды поступают в емкость неочищенных стоков, откуда подаются на флотационную установку.
Сточная вода поступает в камеру хлопьеобразования флотатора. В трубопровод, подающий воду во флотатор, вводится рабочий раствор коагулянта. Выходящая из камеры хлопьеобразования сточная вода в смесительной камере перемешивается с водовоздушной смесью, поступающей из сатуратора. Далее сточная вода через затопленную перегородку поступает во вторую зону флотации. Образующаяся во флотокамере пена удаляется механическим скребком в пеносборный лоток, отстойник-декантатор и, далее, в емкость для сбора нефтепродуктов, а осадок со дна сооружения периодически отводится на обезвоживание.
После флотационной установки сточная вода поступает на блок фильтров, где происходит окончательная доочистка от оставшихся растворенных загрязнений. Далее очищенная вода поступает на установки ультрафиолетового обеззараживания.
Очищенные сточные воды после ультрафиолетового обеззараживания сбрасываются в канализационную систему очищенных сточных вод, и далее к месту сброса.
Канализационные очистные сооружения высокой производительности
В настоящее время очистка сточных вод (ОСВ) крупных городов производится на очистных сооружениях, построенных в 70-80-е годы прошлого столетия. Устаревшая технология очистки и обеззараживания сточных вод не позволяет обеспечить выполнение современных санитарных нормативов. Критика атрибутов старой технологии - железобетонных резервуаров, устаревших систем аэрации, иловых площадок и др. - выведена за рамки настоящей пояснительной записки и приведена в Приложении. Новый подход предполагает:
- полный отказ от устаревшей традиционной технологии,
- применение новейших технологических решений с уровнем изобретательской патентной новизны 1-5 лет для каждого технологического этапа,
- принципиально новый уровень качества очистных сооружений (ОС) за счёт отказа от использования изготовленных строительным способом технологических конструкций и применения технологических конструкций машинострои-тельного способа и уровня производства,
- оптимизацию процесса по экономическим параметрам – стоимость ОС при применении современного оборудования не превышает стоимости ОС традиционного типа, эксплуатационные затраты снижаются более чем вдвое,
- высокую адаптивность используемого оборудования к различному составу поступающих на очистку стоков и к раз-личным требованиям по качеству очистки,
- высокую адаптивность по производительности - возможность наращивания и уменьшения производительности (вплоть до полного демонтажа и перемещения на другое место эксплуатации).
Предлагаемое оборудование принципиально меняет не только технологический процесс, используя современные высокоэффективные технические решения, но и саму концепцию технического оснащения и управления процессом. Технологический резервуарный парк представляет из себя набор модульных конструкций из нержавеющей и оцинкованной стали и полимерных материалов наземного исполнения, сочетающий высокую технологичность, долговечность и особенную эстетичность. Технологические процессы полностью автоматизированы. Ручной труд применяется только при выполнении операций технического обслуживания.
Предлагаемые решения основаны на опыте эксплуатации очистных сооружений, практике применения современных технологических подходов очистки сточных вод, а также анализе рынка современного оборудования ведущих мировых производителей.
Технологический процесс
Комплекс очистки сточных вод предназначен для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и широкого спектра сточных вод органического происхождения, а также для обеззараживания очищенной воды.
Сточная вода поступает в гаситель напора, где происходит снижение и выравнивание скорости потока, и первичное осаждение крупных взвешенных частиц. Для удаления крупных частиц и мусора сточная вода поступает на механизированные решетки-дробилки, затем в песколовки, где происходит улавливание из сточных вод примесей минерального состава. Задержанные примеси удаляются на песковые площадки для обезвоживания, подсушивания и последующего вывоза.
Затем стоки поступают в первичный отстойник с тонкослойным модулем для глубокого осветления воды. Конструкция первичного отстойника предусматривает адгезию нефтепродуктов. Сильно загрязненные сточные воды проходят предочистку в блоке поляризованных фильтров.
После предочистки стоки поступают в анаэробный биореактор, в котором происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами, затем в аэробный биореактор.
Под действием аэробных нитрифицирующих бактерий происходит процесс нитрификации - окисление азота аммонийных солей сначала нитритными бактериями до солей азотистой кислоты (нитритов), при дальнейшем окислении нитратными бактериями – до солей азотной кислоты (нитратов). Процесс нитрификации является конечной стадией минерализации азотсодержащих органических загрязнений. Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их полной очистки. В виде нитратов накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием денитрифицирующих бактерий и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс денитрификации сопровождается выделением в атмосферу свободного азота и окиси азота в газообразной форме. Последовательное соединение секций и поддержание в них оптимальной концентрации кислорода формирует трофическую цепочку, которая подбирается в зависимости от концентрации органических и биогенных элементов. Трофическая цепь представлена биоценозом микроорганизмов, завершающим звеном которой являются хищные формы, поедающие живые и отмирающие бактериальные клетки, усваивающие и расщепляющие органические соединения в начале цепи.
Иммобилизованные формы микроорганизмов позволяют отказаться от регенераторов.
Технологический процесс основан на методе полного окисления с аэробной стабилизацией. В аэрационной части ОС в последней фазе очистки происходит полная минерализация активного ила.
Для удаления избыточного ила после биореактора очистки устанавливается вторичный отстойник также с тонкослойным модулем. Из вторичного отстойника сточная вода поступает в биореактор доочистки. Блок доочистки работает в режиме фильтротенка.
В аэробную зону биореактора очистки и в биореактор доочистки через систему воздухоподводящих труб и аэраторов подается сжатый воздух для окисления органики и насыщения воды кислородом, необходимым для жизнеобеспечения микроорганизмов и удаления газообразных продуктов распада. С целью интенсификации работы очистных сооружений использована система аэрации с применением пневматических аэраторов из спеченных порошков титана. Основным преимуществом аэраторов из пористого металла по сравнению с фильтросными плитами и трубчатыми аэраторами является меньшее удельное сопротивление (в 3-4 раза) при меньшем размере пор (следовательно, при меньшем размере пузырьков – до 150 мкм), что позволяет уменьшить подачу воздуха на 30-50%, сократив тем самым удельные энергозатраты на аэрацию. Аэраторы, благодаря заложенным в них “know-how”, подвержены меньшему биообрастанию, чем керамические и полимерные, что существенно увеличивает срок службы до регенерации.
После аэробной биологической очистки для удаления остаточных нитритов и нитратов, образовавшихся в процессе нитрификации аммонийных форм азота, вода поступает в денитрификатор, совмещенный с третичным тонкослойным отстойником. В процессе денитрификации происходит преобразование нитритов и нитратов в газообразный азот и окись азота.
Для более полного удаления соединений фосфора и осаждения ила в третичном отстойнике предусмотрена подача раствора коагулянта. Для приготовления раствора коагулянта предусмотрена станция приготовления и дозирования реагентов. Подача раствора осуществляется на стадию доочистки стоков.
Для тонкой доочистки используется блок фильтров механической и сорбционной доочистки.
Обеззараживание очищенной воды происходит на установках ультрафиолетового обеззараживания.
Очищенная до норм ПДК и обеззараженная вода отводится в сбросной коллектор. Осадок из отстойников по трубопроводам поступает в илосборник, откуда с помощью насоса подается в блок обезвоживания осадка.
Контроль технологического процесса в части формирования микрофлоры осуществляется по оригинальной методике, описанной в авторской монографии Соловых Г.Н., Левин Е.В., Пастухова Г.В. Биотехнологическое направление в решении экологических проблем. Екатеринбург, УрО РАН, 2003 г.
Комплекс очистки сточных вод имеет сертификаты соответствия № РОСС RU.ПВ03.В00111, РОСС RU.ПВ03.В00112, РОСС RU.ПВ03.В00113.
Канализационные очистные сооружения сверхмалой производительности
1. Имеющееся на рынке оборудование глубокой очистки полного цикла (механическая очистка с первичным и тонкос-лойным гравитационным отстаиванием, микробиологическая очистка с нитрификацией-денитрификацией, доочистка на ме-ханических и сорбционных фильтрах и УФ-обеззараживание) с доведением качества очищенной воды до ПДК водоёмов ры-бохозяйственного назначения выполнено по блочно-модульной схеме, применяемой для очистных сооружений значительно большей производительности. Сброс очищенной воды в больших объёмах возможен, как правило, только в водоёмы, поэто-му высокие требования к качеству очистки воды продиктованы условиями сброса. Потому и стоимость такого типа оборудо-вания на производительность 10-15 м3/сут обычно значительно превышает 1 млн. руб.
2. Оборудование для очистки сточных вод отдельных коттеджей по типу подземных биофильтров допустимо исполь-зовать на свой страх и риск отдельному частному потребителю, для которого остро не стоит вопрос достижения высокого качества очистки – очищенная вода, как правило, в таких системах просто дренирует в почву на территории частного зе-мельного участка. Стоимость таких «обрезанных» вариантов невысока – до 100 тыс. руб. для отдельных коттеджей, подоб-ные фильтры на производительность 10-15 м3/сут стоят до 300-400 тыс. руб. Однако, решить проблему водоотведения таким способом оказывается делом проблематичным, поскольку низкое качество такой очистки не позволяет сбрасывать очищен-ную воду в водоём, и поэтому требуются дополнительные затраты на организацию вывоза очищенной воды (годовые затра-ты на вывоз воды в таком случае сопоставимы со стоимостью самого оборудования).
Предлагаемое оборудование – комплекс очистки сточных вод сверхмалой производительности (КОСВ-СМП) - принципиально меняет не только технологический процесс, используя современные высокоэффективные технические решения, но и саму концепцию технического оснащения и управления процессом. Оно позволяет реализовать полноценный технологический процесс очистки сточных вод до нормативов ПДК водоёмов рыбохозяйственного назначения при малых габаритах и демократичной цене (1700х1700х3000 и около 600 тыс. руб. для производительности 6 м3/сут.).
КОСВ-СМП – конструкция наземного исполнения с подземным приёмным резервуаром. Корпус КОСВ-СМП выполнен из нержавеющей стали, обеспечивающей высокую технологичность, долговечность и особенную эстетичность, утеплён для применения в условиях суровой зимы. Подземный приёмный резервуар представляет собой толстостенный полиэтиленовый цилиндр с насосом автоматического включения посредством реле уровня поплавкового типа. Между корпусом и приёмным резервуаром расположены компрессоры для аэрации, мешковая сушилка для обезвоживания осадка, фильтры механической и сорбционной доочистки, установка УФ-обеззараживания и щит управления. Для механической очистки применяется пакет тонкослойного отстойника, для аэрации – микропузырчатые дисковые аэраторы из спеченного титанового порошка. Технологические процессы полностью автоматизированы. Ручной труд применяется только при выполнении операций технического обслуживания (сброс илового осадка).
Комплекс очистки сточных вод для автомоек.
Технологические параметры оборудования:
| Производительность комплекса |
По требованию заказчика |
Наименование очищаемых
сточных вод |
Сточные воды от автомоек |
Качественные характеристики
очищенных сточных вод |
Для оборотного водоснабжения |
| Размещение оборудования |
1. В отапливаемом помещении Заказчика.
2. В утеплённом блок-боксе или здании из лёгких
металлоконструкций производства НИПИЭП. |
| Режим поступления сточных вод |
Самотечный |
Краткое описание технологии очистки
Сточные воды (СВ) собираются в лотки-песколовки, в которых происходит удаление взвешенных веществ (песка) гид-равлической крупностью 0,18-0,24мм/с, диаметром от 0,2-0,25 мм (и выше), затем по лоткам-песколовкам СВ поступают в блок гравитационных отстойников. В гравитационном отстойнике происходит отделение грубодисперсных механических примесей. Далее сточные воды поступают в тонкослойный отстойник. Разделительная способность тонкослойных отстойни-ков, особенно при выделении тонкодисперсных примесей во много раз выше разделительной способности горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Разделение суспензии происходит при условии неравенства плотности твердого тела и жидкости, в которой она находится. Вокруг твердой частицы, погруженной в воду, образуется иммобилизованный слой жид-кости, который с частицей образует единый агрегат. Таким образом, присоединенный слой воды на поверхности твердой час-тицы изменяет ее плотность и дисперсность. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения, пропорционально уменьшает время отстаивания. А также разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удель-ную нагрузку на нее по взвеси. Габариты тонкослойных отстойников значительно меньше, чем у других типов отстойников, что позволяет размещать их в закрытых помещениях. Таким образом, на стадии гравитационного отстаивания происходит уда-ление взвешенных веществ, а также не связанных с водой гидрофобных жидкостей, например, углеводородов, - лёгкие углево-дороды всплывают, тяжёлые оседают.
Однако, присутствие в сточной воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к формированию многофазных структур, устойчивых в воде и не подверженным гравитационному разделению. Молекула ПАВ – так называемый «бифунк-циональный агент». В процессе «омыления» у жирной кислоты один конец молекулы становится гидрофильным, другой оста-ётся гидрофобным. Гидрофобными концами ПАВы «обволакивают» гидрофобные частицы, образуя оболочку с гидрофильны-ми концами наружу, получившаяся таким образом гидрофильная поверхность обволакивается гидратной оболочкой и прекрас-но «вписывается» в объём воды. Такие мицеллы очень прочны благодаря образованию водородных и электростатических свя-зей, легко компенсирующих гравитационные силы.
Для удаления мицеллярных структур применяется весьма эффективная по достигаемому результату и выгодная с точки зрения эксплуатационных затрат оригинальная технология.
После отстойников стоки поступают в блок безреагентной флотации, где происходит отделение нефтепродуктов от сточных вод. Выходящая из отстойника вода перемешивается с воздушной смесью, поступающей из компрессора во флотатор. Распределение воздуха осуществляется через микропузырчатые дисковые аэраторы с размером воздушного пузырька на отры-ве от поверхности 15-75 мкм. Благодаря сверхмалым размерам обеспечивается высокая статистическая концентрация воздуш-ных пузырьков и, как следствие, практически стопроцентная вероятность его контакта с мицеллой. На границе раздела фаз воздух-вода силы поверхностного натяжения разрывают мицеллу, «растягивая» по своей поверхности молекулы ПАВ и гид-рофобной частицы. Всплывающие пузырьки извлекают загрязнения из жидкости, концентрируя их в виде пены на поверхности воды в сооружении. Образующаяся во флотаторе пена удаляется в пеносборный лоток, и, далее, в сборник уловленной нефти. Очищенная от нефтепродуктов сточная вода самотеком поступает в блок безнапорной сорбционной фильтрации, где происходит доочистка стоков до требуемых параметров.
Отфильтрованные воды поступают в блок обеззараживания, где происходит обеззараживание их методом ультрафиолетового облучения. В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания сточных вод используются газоразрядные лампы, в процессе работы которых в воздушной среде образуется озон. Данный тип ламп обладает широким спектром излучения, характеризуется низким КПД (5-10% от потребляемой электрической энергии). Доза ультрафиолетового облучения не менее 30 мДж/см2.
УФ-установки для обеззараживания очищенных сточных вод позволяют получить воду с качеством, отвечающим тре-бованиям действующих в РФ нормативных документов.
Осадок из отстойников и флотаторов самотеком поступает в приямок для осадка, затем насосом подается в блок обез-воживания осадка на мешковые сушилки.
Узлы и агрегаты, входящие в состав оборудования, изготавливаются в заводских условиях и собираются на площадке строительства.
Состав оборудования:
| Лоток-песколовка |
Блок первичного гравитационного отстаивания,
совмещённый с блоком тонкослойного отстаивания
в корпусе из нержавеющей стали в полимеризованном
стальном каркасе |
Блок безреагентной флотации в корпусе
из нержавеющей стали в полимеризованном
стальном каркасе. |
| Блок сорбционной фильтрации |
| Блок Уф-обеззараживания |
| Блок компрессорный |
| Аэраторы, трубопроводы, запорная арматура |
Узлы и агрегаты, входящие в состав оборудования, изготавливаются в заводских условиях и собираются на площадке строительства.
Корпуса ёмкостных конструкций изготавливаются из нержавеющей стали.
Очистные сооружения будут находиться в быстровозводимом здании из легких металлоконструкций.
Очищенные воды поступают в блок тонкой доочистки. Доочистка сточных вод происходит на сорбционных фильтрах. Очищенная вода подается для оборотного водоснабжения.
Комплекс очистки сточных вод от нефтепродуктов, масел, взвешенных веществ и других нерас-творимых продуктов.
Технологические параметры оборудования:
| Производительность комплекса |
По требованию заказчика |
Наименование очищаемых
сточных вод |
Сточные воды от промывки оборудования, судов, вагонов;
воды от автомоек; дождевые и талые воды
с каре резервуарного парка, открытых площадок,
площадок топливных емкостей, крыш производственных
и административных зданий, дорожных покрытий;
очистка карьерных вод; |
Качественные характеристики
очищенных сточных вод |
В соответствии с требованиями ПДК водоемов
рыбохозяйственного назначения или технического
задания Заказчика |
| Размещение оборудования |
В надземном или заглубленном исполнении.
1. В отапливаемом помещении Заказчика.
2. В утеплённом блок-боксе или здании из лёгких
металлоконструкций производства НИПИЭП. |
| Режим поступления сточных вод |
Напорный; самотечный |
Краткое описание технологии очистки:
Сточные воды (СВ) собираются в лотки-песколовки, в которых происходит удаление взвешенных веществ (песка) гид-равлической крупностью 0,18-0,24мм/с, диаметром от 0,2-0,25 мм (и выше), затем по лоткам-песколовкам СВ поступают в блок гравитационных отстойников. В гравитационном отстойнике происходит отделение грубодисперсных механических примесей. Далее сточные воды поступают в тонкослойный отстойник. Разделительная способность тонкослойных отстойни-ков, особенно при выделении тонкодисперсных примесей во много раз выше разделительной способности горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Разделение суспензии происходит при условии неравенства плотности твердого тела и жидкости, в которой она находится. Вокруг твердой частицы, погруженной в воду, образуется иммобилизованный слой жид-кости, который с частицей образует единый агрегат. Таким образом, присоединенный слой воды на поверхности твердой час-тицы изменяет ее плотность и дисперсность. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения, пропорционально уменьшает время отстаивания. Кроме того, разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удельную нагрузку на нее по взвеси. Габариты тонкослойных отстойников значительно меньше, чем у других типов отстойни-ков, что позволяет размещать их в закрытых помещениях. Таким образом, на стадии гравитационного отстаивания происходит удаление взвешенных веществ, а также несвязанных с водой гидрофобных жидкостей, например, углеводородов, - лёгкие угле-водороды всплывают, тяжёлые оседают.
Однако, присутствие в сточной воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к формированию многофазных структур, устойчивых в воде и не подверженным гравитационному разделению. Молекула ПАВ – так называемый «бифунк-циональный агент». В процессе «омыления» у жирной кислоты один конец молекулы становится гидрофильным, другой оста-ётся гидрофобным. Гидрофобными концами ПАВы «обволакивают» гидрофобные частицы, образуя оболочку с гидрофильны-ми концами наружу, получившаяся таким образом гидрофильная поверхность обволакивается гидратной оболочкой и прекрас-но «вписывается» в объём воды. Такие мицеллы очень прочны благодаря образованию водородных и электростатических свя-зей, легко компенсирующих гравитационные силы.
Для удаления мицеллярных структур применяется весьма эффективная по достигаемому результату и выгодная с точки зрения эксплуатационных затрат оригинальная технология.
После отстойников стоки поступают в блок безреагентной флотации, где происходит отделение нефтепродуктов от сточных вод. Выходящая из отстойника вода перемешивается с воздушной смесью, поступающей из компрессора во флотатор. Распределение воздуха осуществляется через микропузырчатые дисковые аэраторы с размером воздушного пузырька на отры-ве от поверхности 15-75 мкм. Благодаря сверхмалым размерам обеспечивается высокая статистическая концентрация воздуш-ных пузырьков и, как следствие, практически стопроцентная вероятность его контакта с мицеллой. На границе раздела фаз воздух-вода силы поверхностного натяжения разрывают мицеллу, «растягивая» по своей поверхности молекулы ПАВ и гид-рофобной частицы. Всплывающие пузырьки извлекают загрязнения из жидкости, концентрируя их в виде пены на поверхности воды в сооружении. Образующаяся во флотаторе пена удаляется в пеносборный лоток, и, далее, в сборник уловленной нефти.
Очищенная от нефтепродуктов сточная вода самотеком поступает в блок безнапорной сорбционной фильтрации, где происходит доочистка стоков до требуемых параметров.
Отфильтрованные воды поступают в блок обеззараживания, где происходит обеззараживание их методом ультрафиолетового облучения. В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания сточных вод используются газоразрядные лампы, в процессе работы которых в воздушной среде образуется озон. Данный тип ламп обладает широким спектром излучения, характеризуется низким КПД (5-10% от потребляемой электрической энергии). Доза ультрафиолетового облучения не менее 30 мДж/см2.
УФ-установки для обеззараживания очищенных сточных вод позволяют получить воду с качеством, отвечающим требованиям действующих в РФ нормативных документов.
При использовании очищенных вод для нужд предприятий в комплексе предусматривается накопительная емкость.
Состав оборудования:
| п/п |
Наименование оборудования |
Ед. измер. |
Кол-во |
| 1 |
Лоток-песколовка |
комплект |
1 |
| 2 |
Блок первичного отстаивания |
комплект |
1 |
| 3 |
Блок тонкослойного отстаивания |
комплект |
1 |
| 4 |
Блок безреагентной флотации |
комплект |
1 |
| 5 |
Блок сорбционной фильтрации |
комплект |
1 |
| 6 |
Блок УФ-обеззараживания |
комплект |
1 |
| 7 |
Блок компрессорный |
комплект |
1 |
| 8 |
Аэраторы, трубопроводы, запорная арматура |
комплект |
1 |
Узлы и агрегаты, входящие в состав оборудования изготавливаются в заводских условиях и собираются на площадке строительства.
Корпуса ёмкостных конструкций изготавливаются из химически инертных коррозионностойких полимерных материалов методом порошкового формования и пригодны для использования, как в наземном, так и в заглубленном исполнении.
Технология RePipe
Водопровод и канализация – наиболее важные и дорогостоящие атрибуты городской цивилизации. В крупных городах проложены трубопроводы диаметром 500-800 мм (и выше). Обслуживание этих трубопроводов предполагает их регулярную чистку (санацию) и ремонт. При серьёзных повреждениях, вызванных, например, коррозионными процессами или истечением сроков амортизации, требуется полная замена вышедших из строя участков трубопроводов. В условиях существующей городской застройки проблема санации, ремонта и тем более замены трубопроводов связана с трудностями безопасного и согласованного преодоления подземных коммуникаций (силовые электросети, слаботочные системы – связи, автоматизации и т.п., периферические водопроводные, канализационные и ливневые сети и т.п.). Работы по вскрытию дорожного покрытия в условиях города связаны с серьёзными изменениями в дорожном движении – изменением транспортных потоков, маршрутов общественного транспорта. Таким образом, затраты связаны не только с дорогостоящими земляными работами и материалами, дорогостоящим ремонтом дорожного асфальтобетонного покрытия, но и с серьёзными экономическими потерями, связанными с нарушениями организации дорожного движения.
Решить описанную проблему позволит разработанный автором способ и устройство для восстановления трубопроводов путём изготовления полимерной трубы в непригодной для эксплуатации трубе (технология RePipe от англ. Pipe “труба” и re- “возобновление”). Предлагаемое техническое решение защищено патентами и заявками на изобретения, автором и патентообладателем которых является Левин Е.В.:
1. Патент на изобретение № 2379573 «Способ ремонта трубопроводов и технологический комплекс для его осуществ-ления».
2. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке на изобретение № 2008143379 «Способ нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб и технологический комплекс для его осуществления».
3. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке на изобретение № 20081444244 «Способ и установка (вариант) для изготовления труб».
Предложенная технология основана на главном техническом решении, заключающемся в следующем:
Непосредственно в трубопроводе экструзионным методом изготавливается полимерная труба с диаметром, меньшим диаметра ремонтируемого трубопровода. Немедленно после выхода из экструдера горячая полимерная труба, находящаяся в термопластичном состоянии, «раскатывается» по внутренней поверхности ремонтируемой трубы. При соприкосновении с холодной стенкой стальной трубы происходит остывание изготовленной полимерной трубы, вследствие чего полимер переходит в твёрдое состояние.
Формирование описанным выше способом трубы позволяет отказаться от громоздкой и дорогостоящей вакуумной камеры и сделать комплекс компактным до размеров, позволяющих его использовать внутри восстанавливаемого трубопровода.
Особенностью технологии является:
1. Отсутствие необходимости в земляных работах на всей трассе трубопровода. Комплекс RePipe вводится внутрь трубы в начало восстанавливаемого участка трубопровода и извлекается в конце после изготовления полимерной трубы.
2. Негодная к эксплуатации стальная труба не извлекается на поверхность и играет роль образующей формы внешней поверхности изготавливаемой полимерной трубы.
3. Гидродинамическое сопротивление изготовленной полимерной трубы, несмотря на небольшое уменьшение диамет-ра, ниже за счёт значительно более низкой шероховатости внутренней поверхности полимерной трубы по сравнению со стальной (к тому же ржавой).
4. Остаточная прочность непригодной к использованию по прямому назначению стальной трубы позволяет экономить материал для производства полимерной трубы. Достаточно изготовить трубу толщиной, обеспечивающей стойкость к исти-ранию взвешенными веществами.
5. Возможность изготовления трубы со стенкой переменной толщины как по длине (на разных участках разная толщи-на стенки), так и по периферии (утолщенная нижняя стенка трубы для повышенной устойчивости к истиранию при транс-портировке жидкостей с высоким содержанием взвешенных веществ).
Технология RePipe имеет значение государственного масштаба по следующим основаниям:
1. Серийное производство оборудования, реализующее технологию RePipe, и создание сети специализированных тех-нических центров по эксплуатации оборудования RePipe позволит при минимальных затратах в течение 2-3 лет решить про-блему реновации трубопроводов в масштабах всей России. К примеру, изготовление полиэтиленовой трубы толщиной от 10 до 30 мм в трубе диаметром 800 мм обойдётся от 1 до 5 тыс. руб. за 1 п.м. в зависимости от применяемого сырья. Более под-робный экономический анализ приведён в прилагаемом бизнес-плане.
2. Использование технологии и оборудования RePipe положит конец системе разбазаривания и разворовывания бюд-жетных средств «специализированными» предприятиями системы ЖКХ, оснащёнными для производства высокозатратных земляных работ.
3. Новое качество изготовленного нового трубопровода, сочетающего лучшие качества полимерной трубы (коррози-онная стойкость и низкое гидродинамическое сопротивление) и стальной (высокая механическая прочность – по сути это железный футляр) позволит увеличить нормативный срок эксплуатации до 35-45 лет.
4. Применение технологии RePipe позволит решить важную психологическую проблему – отказаться от психологии «латания дыр», которая разрушает наше общество изнутри - психологическая ржа гораздо страшнее ржавеющих трубопро-водов.
Станция обезвоживания осадка (СОО)
СОО предназначена для сбора и обезвоживания сырого осадка, образующегося в процессе очистки производственно-дождевых сточных вод. В состав оборудования для обезвоживания входит емкость для сбора осадка, насос, центрифуга и бункер сухого осадка.
По мере накопления обезвоженный осадок вывозится автотранспортом на специализированные полигоны. Состав оборудования может меняться в зависимости от объекта.
Станции устойчивы к воздействию климатических факторов при эксплуатации, транспортировании и хранении в соответствии с ГОСТ 15150 для исполнения УХЛ 4, выдерживающих:
- абсолютную минимальную температуру воздуха минус 610С;
- расчетную температуру наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – минус 510С.
Оборудование станций предназначено для эксплуатации в районах с сейсмичностью выше 6 баллов.
Комплекс оборудования COO (станция обезвоживания осадка) включает в себя следующее технологическое оборудование:
1. двухфазную центрифугу, обеспечивающую обезвоживание осадка, разделение его на твердую фазу и воду;
2. установку приготовления и дозирования реагента (флокулянта) для интенсификации процесса разделения осадка;
3. самосвальный прицеп-бункер для обезвоженного осадка;
4. приемную емкость для поступающего на обезвоживание осадка, снабженную подающим, отводящим и переливным патрубками;
5. насосную установку для подачи осадка на центрифугу;
6. блок контроля и автоматизации технологического процесса;
7. здание из ЛМК 6000х6000х6000 с системой отопления и вентиляции.
СОО укомплектована вспомогательным технологическим оборудованием. Оборудование изготовлено в соответствии с техническими условиями - ТУ 4859-008-51008612-2007 «Станции обезвоживания осадка».
Техническая документация получила положительное заключение экспертизы экспертного центра ВНИИСТ (г. Москва) № Р 1/4-338 от 07.08.2007 г. «Станции обезвоживания осадка».
Техническое решение СОО защищено патентом на полезную модель № 84841 «Система обезвоживания осадков сточных вод».
Изделие сертифицировано. Сертификат соответствия № РОСС RU.ПВ 11.В00191 на Станцию очистки производственно-дождевых сточных вод СОПДСВ ТУ 45859-012-51008612-200.
Изобретение COO удостоено бронзовой медали на VIII Московском международном Салоне инноваций и инвестиций за разработку Станции очистки производственно-дождевых сточных вод (ПДСВ).
Системы очистки сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий
НИПИЭП выполняет анализ существующих систем очистки сточных вод нефтеперерабатывающих производств, выдает рекомендации по оптимизации технологического процесса и разрабатывает и монтирует герметизированную систему очистки и отведения сточной воды или проект оборотного водоснабжения.
Сточные воды предприятий нефтепереработки и нефтехимии высокотоксичны и при существующих объемах водоотведения представляют собой серьезную экологическую опасность. Очистка этих стоков до параметров, предусмотренных действующими в настоящее время нормативными требованиями, традиционными способами практически невозможна. Кроме того, в некоторых случаях высокая загрязненность воды, использующейся в технологических процессах, приводит к значительным экономическим потерям, часто необратимым.
Отсутствие оборотного водоснабжения сказывается на затратах, связанных с использованием пресной воды. Для нефтеперерабатывающих предприятий объем пресной воды, закупаемой для технологических нужд, исчисляется тысячами кубометров в сутки. Одним из серьезных недостатков существующих систем являются открытые сооружения отстойников, накопителей, прудов и т.д., с водной поверхности которых происходят вредоносные испарения в атмосферу.
Анализ данных гидробиологических, бактериологических и химических исследований позволил разработать герметизированную систему очистки стоков и водоотведения:
- исключающую загрязнение попутным газом и нефтью,
- замедляющую процессы биокоррозии в системе водоводов в результате снижения микробиологической зараженности сточных вод,
- исключающую образование коллоидных частиц в результате химических реакций при смешивании стоков различного химического состава и проникновение взвешенных веществ в систему поддержания пластового давления,
- позволяющую экономить до 10% чистой пресной воды в результате применения комплексов очистки сточной воды, части пресных стоков и вторичного использования очищенной воды в технологическом процессе.
Разработанные НИПИЭП проточные фильтры для удаления ферромагнитных примесей позволяют очистить пластовую воду от коллоидного сульфида железа.
НИПИЭП проведет анализ причин коррозии и выдаст рекомендации по антикоррозионной защите оборудования.
Бактериологический анализ обнаруживает присутствие углеводород-окисляющих бактерий Pseudomonas, Rhodococcus и Arthrobacter, сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio и Desulfatomakulum, тионовых бактерий Tiobacillus. Присутствие сульфатредуцирующих и тионовых бактерий свидетельствует о протекающих процессах биологической коррозии.
Переработка нефтяных шламов
НИПИЭП оказывает услуги по переработке нефтешламов, замазученных земель и донных шламовых отложений резервуаров хранения сырой нефти.
НИПИЭП разрабатывает комплексные технологии утилизации нефтешламов, замазученных земель и донных отложений резервуаров хранения сырой нефти, исследования характеристик нефтешламов и физико-химических основ процесса с выдачей практических рекомендаций и ТЭО опытнопромышленной установки:
Блочномодульные установки (БМУ-10 производительностью 10 куб. метров в час по исходному нефтешламу) для переработки нефтешламов методом отстаивания и выпаривания, состоящие из:
- заборного узла нефтешламов;
- блоков отстоя, очистки, выпаривания «связанной» воды, нагрева теплоносителя, хранения готового продукта, сбора и подготовки подтоварной воды с очисткой на комплексе очистки сточных вод;
- насосной станции;
- узла налива готовой продукции.
В зависимости от исходных характеристик возможно получение товарного мазута и полугудронов, являющихся сырьем для получения битумов. При выполнении работы установка (БМУ-10) может перемещаться узлами и блоками на новые площадки.
Шламонакопитель до рекультивации
Шламонакопитель после рекультивации
Переработка нефтешламов методом термодесорбции
Метод термодесорбции применяется при переработке нефтешламов с высоким содержанием низкомолекулярных углеводородов, а также при высокой ценности извлекаемого из шлама нефтепродукта, пригодного для повторного использования.
Комплекс по переработке нефтешламов термодесорбцией включает в себя:
- заборный узел нефтешламов,
- блок термической обработки,
- блок комплексной конденсации,
- сепаратор,
- блок очистки сточной воды.
Переработка нефтешламов методом прессфильтрации
Метод прессфильтрации применяется при переработке нефтешламов с высоким содержанием воды и нефтепродуктов.
Комплекс по переработке нефтешламов прессфильтрацией включает в себя:
- заборный узел нефтешламов;
- блок приготовления и дозирования флокулянта;
- блок фильтр-прессов;
- сепаратор;
- блок очистки сточной воды.
Переработка иловых отходов очистных сооружений
Производство высокопитательных почвенных смесей и органоминеральных удобрений из иловых отходов очистных сооружений.
Одним из основных методов борьбы с загрязнением вод в Европе в начале ХIX века стала биологическая очистка сточных вод с помощью активного ила в аэрируемых аппаратах. По этому методу стоки непрерывно подаются на вход очистного сооружения (аэротенка и др.), а на выходе получается очищенная вода. В процессе очистки образуется осадок (отработанный активный ил с аэротенков и осадок с метантенков).
На жизнеобеспечение и производственную деятельность в городе Оренбурге ежедневно подается до 500 тыс. м3 воды питьевого качества. При этом около 90% сточной воды возвращается обратно на очистные сооружения города (бытовые и производственные стоки). Осадок (активный ил, далее АИ) направляется на иловые площадки, где с 1974 года (год запуска городских очистных сооружений) накопилось около 3 млн. тонн осадка сточных вод (ОСВ). Причем на сегодня проблема утилизации остается нерешенной, очистные сооружения по-прежнему работают, а осадки продолжают накапливаться.
Ежегодно на одного человека расходуется 55 м3 чистой воды (150 л/сут). Каждый город генерирует до 0,25 т/год (250 кг) осадков сточных вод на одного жителя. За последние десятилетия практически любой крупный город накопил миллионы тонн отходов. Проблема утилизации осадка сточных вод приобрела острый характер и нуждается в эффективном решении.
Возможность использования осадков сточных вод в сельском хозяйстве подтверждена результатами агрохимических анализов. Ценность активного ила состоит в том, что он содержит много белка и физиологически активных соединений.
Сам активный ил состоит из взвешенных частиц, не задержанных в первичных отстойниках и адсорбируемых коллоидных веществ с размножающимися на них микроорганизмами: бактериями, плесневыми грибами, дрожжами, актиномицетами, водорослями, простейшими, личинками насекомых и др. организмами. Состав активного ила зависит от состава сточных вод, содержания в них солей, кислорода, от температуры, pH, ОВП и т.п.
В осадках сточных вод повышено содержание углерода и водорода, они структурируют почву, а азот и фосфор (содержащиеся в осадках) повышают плодородие почв. Следовательно, ОСВ удовлетворяют условиям, предъявляемым к удобрениям (веществам, ускоряющим рост растений и увеличивающим их массу).
Минеральная часть осадков представлена, в основном, соединениями кремния, кальция, магния и железа.
Основную часть сухого вещества осадков составляют органические соединения.
Элементный состав сухого вещества осадков колеблется в широких пределах: углерод – 44-75%, водород – 5-8%, сера – 1-3%, азот – 3-10%, кислород – 12-40%.
Поступление стоков различных предприятий на городские очистные сооружения привело к тому, что в ОСВ скопился целый ряд тяжелых металлов и микроэлементов.
Из-за токсичности таких осадков они не используются в качестве удобрений и нагромождаются на общественных свалках (иловых полях), площадь которых непрерывно увеличивается, превращая их в зону экологического бедствия.
Внесение таких осадков в почву расценивается двояко. Ряд тяжелых металлов (кадмий, свинец и др.) следует рассматривать в качестве загрязнителей почвы, следовательно, необходимо вести постоянный контроль за их содержанием.
Другие применяются как микроудобрения (медь и др.), повышающие урожайность зерновых культур. Недостаток железа и цинка приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности растений.
Микроэлементы также способствуют усвоению растениями органических веществ из осадков.
Однако, те же микроэлементы (медь, цинк), при повышенных концентрациях также могут оказывать неблагоприятное воздействие на рост и качество растений (явление фитотоксичности). В этих случаях необходимо решать вопросы о контроле над содержанием элементов в ОСВ и почве. Причем, наличие тяжелых металлов в осадках само по себе не исключает их использование в качестве удобрений, но необходима отработанная дозировка осадков на единицу площади территории и, строго определенная периодичность их внесения.
Масса почвы, в которую вносится осадок, определяется в зависимости от технологии ее обработки (вспашки, культивирования, боронования и т.д.). При этом в каждом отдельном случае ОСВ, вносимый различными агротехническими приемами, распределяется в разных объемах почвы. Наличие в ОСВ больших количеств биогенных элементов и микроэлементов позволяет рекомендовать ОСВ в качестве органоминерального удобрения, но тяжелые металлы в осадках требуют серьезной проработки их хранения и внесения в почву. Технология внесения в почву осадков сточных вод разрабатывается в каждом конкретном случае на основании данных комплексного исследования агрохимических и экологических характеристик осадка.
