Реконструкция очистных сооружений канализации. Современные методы

НЕОБХОДИМОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Реконструкция очистных сооружений канализации особенно актуальна в наши дни. И вот почему.

В период развития социализма и построения коммунистического общества происходило активное развитие очистных сооружений в РФ. До перестройки Водопроводно-канализационный комплекс развивался одинаково интенсивно как для регионов с малой плотностью населения, так и для густонаселенных районов. По статистике, в 1960-1980 гг. строилось по 1000 очистных сооружений канализации в год. Типовое проектирование для объектов ВКХ функционировало в полном объеме, присутствовали различные модификации основных схем очистки сточных вод и способы обработки образующегося осадка. Готовая база типовых решений могла позволить «привязать» схемы очистки к конкретному объекту, в то же время, имелась возможность включать в проект индивидуальные особенности.

Всвязи с кризисом, после перестройки в развитие очистных сооружений канализации значительно сократились финансовые вложения. Характерными явлениями были капремонт имеющихся сооружений, перевооружение за счет внедрения новой техники и технологий, реконструкция  установленных блоков емкостей, расширение станций очистки сточных вод.

Все усилия направлялись на обеспечение задач по реконструкции находящихся в эксплуатации очистных сооружений.

• Необходим ремонт объектов механической и биологической  очистки, поскольку гарантированный  30 летний период  эксплуатации  давно истёк.

• Для обеспечения глубокой биологической очистки, удаления азота и фосфора, доочистки сточных вод требуется новое строительство блоков ёмкостных сооружений.

• Требуется замена устаревшего и износившегося оборудования: силового, механического, электрического и технологического на более современное, обладающее высоким КПД и управляемостью.

Реконструкция очистных сооружений канализации проводится для достижения следующих целей:

• уменьшение затрат на эксплуатацию;
• увеличение пропускной способности;
• введения новых технологий в технологический цикл;
• повышение качества очистки;
• повышение безопасности.

Для достижения поставленных целей, прежде всего, необходимо тщательно оценить текущее состояние подлежащих реконструкции очистных сооружений:

• степень износа технологических ёмкостей, резервуаров и строений;
• степень износа коммуникаций; 
• возможность, или невозможность замены отдельных узлов агрегатов и технологического оборудования.

Область биологической очистки наиболее затратна в плане расходования энергоресурсов.

Внедрение управляемого воздуходувного оборудования – наиболее энергосберегающее мероприятие.

  Целью настоящей  работы является выявление путей снижения энергопотребления на биологических очистных сооружениях канализации и комплексная реализация их на действующих объектах.  Современные нормы потребления электроэнергии предъявляют требования к энергоэффективности работы оборудования и поиску путей оптимизации энергетической схемы работы очистных сооружений канализации. Так, например, при установке нового воздуходувного оборудования, можно сэкономить до 20% электроэнергии; при внедрении технологии нитри-денитрификации и установке современных аэрационных систем – до 30%; замена насосных агрегатов на современные может повысить энергоэффективность на 10 %; внедрение комплексной системы автоматического управления – до 15 %. Естественно, комплекс перечисленных  энергосберегающих мероприятий не может дать эффект, равный сумме эффектов от каждого из них, но вцелом, его можно оценить как 40%, а в некоторых благоприятных случаях и 50 %. 

Кроме того, что очистные сооружения канализации с течением времени приходят в негодность (теряют несущую способность, изнашиваются физически), также происходят значительные изменения в требованиях к степени очистки стоков. Совершенствуются технологии очистки сточных вод, изменяются объёмы поступающих на очистные сооружения стоков. 

МЕТОДЫ РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Весь комплекс мероприятий, направленных на оптимизацию энергопотребления, можно разделить на три основные группы решений:

1. Технические решения - замена насосного и воздуходувного оборудования, аэрационной системы с установкой аэраторов с высокими массообменными характеристиками.
2. Технологический этап - реализация эффективных энергосохраняющих технологий очистки сточных вод.
3. Оптимизационный этап - оснащение биологических очистных сооружений канализации приборами контроля, учёта и мониторинга состояния процесса очистки сточных вод, а также централизации сигналов с оборудования в диспетчерский пункт для принятия решений и выбора оптимального режима работы.

Подробнее о биологической очистке

Установка новых воздуходувных  агрегатов с регулируемой производительностью, которые позволяют максимально экономить электроэнергию, является наиболее дорогостроящим этапом реконструкции. Элементы технического этапа энергоэффективных решений путём замены воздуходувного оборудования могут позволить снизить потребление электроэнергии на 20÷25 %, а в некоторых случаях до 30 %. 

Таким образом, при выполнении всех выше перечисленных мероприятий, снижается энергопотребление оборудования  очистных сооружений, снижается себестоимость очистки м³ сточной воды, улучшается качество очистки. 

СЛОЖНОСТИ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ И МОДЕРНИЗАЦИИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Потребность в модернизации, или реконструкции очистных сооружений возникает по причине износа оборудования, или схемы очистки.

В прошлом, классические очистные сооружения не требовали очистки сточных вод до тех требований, которые предъявляются сейчас. Всвязи с повышением требований по качественному составу норм сброса в водоемы очищенных сточных вод, возникли проблемы эксплуатации на очистных сооружениях, построенных в 60-70-е года прошлого столетия. Такие ОС проектировались как аэротенки продленной аэрации с первичными и вторичными отстойниками, в которых не предусматривалась отдельная зона денитрификации.

При модернизации данных ОС приходится выводить из работы одну, или несколько параллельно работающих линий, делить их на зоны, а для достижения более эффективной работы менять систему аэрации, добавлять технологическую загрузку (блоки биологической загрузки), перемешивающее устройство, воздуходувное оборудование. Все вышеперечисленное требует больших финансовых и временных затрат.