Перспективная водоочистка в столице Венгрии
Опубликовано: 21 марта 2016 г.
543
Согласно целевой программе по развитию ВКХ, к 2020 г. в России должно быть реализовано 225 проектов по реконструкции и новому строительству очистных сооружений (ОС). Правительство готово инвестировать в современные технологии, и в этой связи важно ознакомиться и с зарубежным опытом.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Ежегодно в природные водоемы поступает до 400 млрд м3 сточных вод, часть которых не соответствует санитарно-химическим нормам. Частично проблема связана с отсутствием ОС или их износом. По мнению экспертов, справиться с этими трудностями поможет реконструкция существующих объектов и новое строительство. Основная цель реализации подобных проектов – переход на более глубокую очистку, применение энергосберегающего оборудования и автоматизация технологических процессов.
Примером использования современных решений являются ОС г. Будапешта. Здесь на каждом этапе очистки сточных вод используется оборудование GRUNDFOS, которое позволяет добиться высокого качества воды, поступающей через ОС в реку Дунай.
Данный опыт будет полезен отечественным специалистам в свете принятого в 2013 г. Федерального закона №416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении», требующего от водоканалов России совершенствования своей работы, особенно в части систем механической и биологической очистки.
Южные очистные сооружения г. Будапешта
Ежесуточно в столице Венгрии отводится 500 тыс. м3 сточных вод, которые поступают на Северную, Центральную и Южную станции очистки, а после сбрасываются в Дунай. Наибольший интерес с точки зрения реализации перспективных процессов очистки представляет Южная станция. Здесь используются самые современные решения: от биологической очистки стоков растениями до дезинфекции воды ультрафиолетом.
Рис.1
Работы по совершенствованию процессов очистки ведутся на Южных ОС Будапешта (рис. 1) практически с начала их эксплуатации в 1966 г. В 1980-х гг. была увеличена пропускная способность станции, добавлено автоматическое осушение осадка, образующегося в анаэробных и мезофильных реакторах. В 1989 г., с развитием энергоснабжения от альтернативных источников энергии, на ОС стали добывать биогаз. Чуть позже была улучшена система аэрации: добавлен процесс удаления фосфора из поступающих сточных вод. В 1992 г. на ОС построили участок предварительной механической обработки, обеспечивающий удаление жира и песка из жидкостей.
Однако самые значительные изменения на станции произошли в период с 1997 по 2003 гг. после смены владельцев. Новые собственники активно инвестировали в развитие ОС: сначала была произведена модернизация цеха механической очистки сточных вод и осадков; три года спустя пропускную способность ОС увеличили до 80 тыс. м3 в день, затем ввели в эксплуатацию оборудование для выработки электричества из производимого биогаза.
Сегодня на Южные ОС Будапешта поступают сточные воды из четырех жилых районов города общей численностью 400 тыс. человек. В год обрабатывается до 22 млн м3 канализационных вод: они проходят механическую и двойную биологическую очистки. На каждом этапе задействовано насосное оборудование, от надежности которого зависит бесперебойность процессов приема и обработки стоков.
Механическая очистка
На первом этапе отсеиваются нерастворимые частицы. Элементы размером более 1 см (дерево, пластмасса, остатки пищи) задерживаются специальными решетками. Затем стоки поступают в отстойники, где проходит процесс осаждения грубодисперсных примесей, а также выделяются плавающие вещества (как правило, масла). Последние удаляются через жироловку или жиросборник и отправляются на уплотнение, а из полученной массы добывают биогаз. Неорганические вещества (песок, мелкие камни) счищаются со дна резервуара автоматическими скребками, осушаются и транспортируются на свалку.
Рис.2
Для перекачивания осадка, образующегося в процессе механической очистки, на Южных ОС Будапешта установлены дренажные насосы GRUNDFOS серии SEV (рис. 2) с запатентованным свободновихревым рабочим колесом SuperVortex. (рис. 3). Оно обеспечивает большую пропускную способность оборудования и позволяет перекачивать жидкости с повышенным содержанием абразивных и волокнистых включений.
У традиционных рабочих колес свободновихревого типа велики потери производительности на вихреобразование. Форма лопастей колеса SuperVortex обеспечивает оптимальный профиль скоростей и снижает образование дополнительных вихрей, тем самым повышая гидравлический КПД.
Еще одно достоинство установленных на Южных ОС насосов – двойное механическое уплотнение вала картриджевого типа, которое повышает надежность и увеличивает срок службы оборудования. Уплотнение можно легко заменить без использования специальных инструментов, что уменьшает время простоя во время технического обслуживания.
Рис.3
Вода, образовавшаяся в процессе осушения осадков, перекачивается насосами обратно на линию очистки, а прошедшие механическую обработку стоки по трем каналам (с пропускной способностью 1700 м3/ч каждый) поступают на дальнейшую очистку.
Биологическая очистка
Как уже отмечалось выше, биологическая очистка на Южных ОС Будапешта происходит в две стадии. Сначала сточные воды на 3 ч попадают в аэротенки, где идет процесс аэрации, т.е. жидкость перемешивается с активным илом и насыщается кислородом. Благодаря этому, в воде начинают развиваться поступающие в канализацию вместе со стоками аэробные[1] микроорганизмы, жизнедеятельность которых приводит к удалению азота, фосфора и других органических веществ. Ключевую роль в данном процессе играют диффузоры, обеспечивающие оптимальную подачу кислорода, и мешалки, создающие однородную среду. При выборе мешалок главное внимание следует уделять их коррозионной устойчивости, ведь оборудование работает с агрессивной средой. На Южных ОС Будапешта установлены мешалки GRUNDFOS, полностью выполненные из нержавеющей стали.
Рис.4
Несколько лет назад первая стадия биологической очистки в Будапеште была усовершенствована: над аэротенками построили оранжереи (рис. 4). Растения (гибискус, олеандр, пальмы и пр.) посажены на решетки (рис. 5), а их корни длиной 2–3 м уходят в сточные воды и забирают из них фосфор, что позволило улучшить эффективность очистки стоков на 10 %. Система функционирует в автономном режиме: летом стены оранжерей открываются, давая растениям доступ к свежему воздуху, а зимой закрываются, сохраняя тепло. Несколько раз в день включается орошение. На крышах стеклянных резервуаров расположены солнечные батареи, которые участвуют в выработке электроэнергии для нужд предприятия.
После аэротенков стоки отправляются на вторую стадию биологической очистки – обеззараживание. До 2012 г. на Южных ОС для дезинфекции стоков использовался газообразный хлор. Однако данная технология далека от совершенства: во-первых, на территории предприятия работал опасный для персонала и населения производственный объект – хлораторная, а во-вторых, в реку Дунай поступал остаточный хлор и его соединения. В итоге было принято решение отказаться от устаревшей технологии в пользу обработки стоков ультрафиолетом, для чего была построена станция обеззараживания производительностью 4500 м3/ч. УФ лампы своим светом уничтожают патогенные организмы, после чего воды сбрасываются в водоем.
Рис.5
Осадки, образующиеся при биологической очистке, уплотняются и доводятся до консистенции йогурта. Полученная субстанция с высоким содержанием фосфора и азота служит для производства компоста. Образовавшаяся жидкость так же, как и в процессе механической обработки стоков, перекачивается обратно на линию очистки с помощью насосов (также производства GRUNDFOS).
Куда идет биогаз?
На всех этапах очистки на Южных ОС Будапешта производят биогаз (рис. 6). Более того, в 2004 г. здесь стали перерабатывать не только сточные воды, но и пищевые отходы, что приносит финансовую выгоду. Полученные средства идут на дальнейшее развитие ОС.
На Южные сооружения привозят продукцию с истекшим сроком годности, а также бытовые отходы – остатки пищи. Они измельчаются в специальной мешалке, после чего жидкая фаза проходит через специальную металлическую сетку-фильтр, а твердые отходы выносятся на утилизацию. В процессе образуется токсичный газ, который обезвреживается, и перерабатывается на биофильтре биогаз, использующийся в качестве топлива.
Рис.6
Сегодня на ОС столицы Венгрии ежесуточно вырабатывается 25 тыс. м3 биогаза. Здесь же из него производят электроэнергию, за счет которой покрывается 90 % нужд предприятия, и только 10 % всего потребляемого объема электричества на Южных ОС приобретают у генерирующей компании. Причем специалисты, работающие на ОС, уверяют, если будет поступать больше отходов, то образуется избыток энергии, который можно будет направить в городскую сеть.
[1]Организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии.
Статья из журнала "Аква-Терм" январь-февраль №1/ 2016
