Ежегодно
в природные водоёмы поступает до 400 млрд куб. м сточных
вод, часть которых не соответствует санитарно-химическим
нормам. Частично проблема связана с отсутствием очистных
сооружений (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, внедрение энергосберегающего оборудования и
автоматизация технологических процессов. Примером
использования современных решений являются очистные
сооружения г. Будапешта. Здесь на каждом этапе очитки
сточных вод используется оборудование GRUNDFOS, которое
позволяет добиться высокого качества воды, поступающей через
ОС в реку Дунай.
Южные очистные сооружения Будапешта
Ежесуточно в столице Венгрии образуется 500000 куб. м
сточных вод, которые отправляются на Северную, Центральную и
Южную станции очистки, а после сбрасываются в Дунай.
Наибольший интерес с точки зрения реализации процессов
очистки представляет Южная станция. Здесь используются самые
современные решения: от биологической очистки стоков
растениями до дезинфекции воды ультрафиолетом.
Интересно, что работы по совершенствованию процессов очистки
ведутся на Южных ОС Будапешта практически с начала их
эксплуатации в 1966 году. Так, в 1980-х была увеличена
пропускная способность станции, добавлено автоматическое
осушение осадка, образующегося в анаэробных и мезофильных
реакторах. В 1989 году, с развитием альтернативных
источников энергии, на ОС стали добывать биогаз. Чуть позже
была улучшена система аэрации — добавлен процесс удаления
фосфора из поступающих сточных вод. В 1992 году на очистных
сооружениях 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 годы после смены владельцев. Новые
собственники активно инвестировали в развитие очистных
сооружений: сначала была произведена модернизация цеха
механической очистки сточных вод и осадков; три года спустя
пропускную способность ОС увеличили до 80 тыс. куб. м в
день, затем ввели в эксплуатацию оборудование для выработки
электричества из производимого биогаза.
Сегодня на Южные очистные сооружения Будапешта поступают
сточные воды из четырёх жилых районов города общей
численностью 400000 человек. В год обрабатывается до 22 млн
куб. м канализационных вод: они проходят механическую и
двойную биологическую очистку. На каждом этапе задействовано
насосное оборудование, от надёжности которого зависит
бесперебойность процессов приёма и обработки стоков. Понимая
всю ответственность за бесперебойную работу станции,
специалисты Южных ОС отдали предпочтение оборудованию
Концерна GRUNDFOS.
Данный опыт будет полезен отечественным специалистам в свете
принятого в 2013 году Федерального закона №416-ФЗ «О
водоснабжении и водоотведении», требующего от водоканалов
России совершенствования своей работы, особенно в части
систем механической и биологической очистки.
Механическая очистка
На первом этапе отсеиваются нерастворимые частицы. Элементы
размером более 1 см (дерево, пластмасса, остатки пищи)
задерживаются специальными решётками. 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.
Для перекачивания осадка, образующегося в процессе
механической очистки, на Южных очистных сооружениях
Будапешта установлены насосы GRUNDFOS серии SEV с
запатентованным свободновихревым рабочим колесом SuperVortex.
Оно обеспечивает большую пропускную способность оборудования
и позволяет перекачивать жидкости с повышенным содержанием
абразивных и волокнистых включений.
«У традиционных рабочих колёс свободновихревого типа крайне
велики потери на вихреобразование, но специальная форма
лопастей колеса SuperVortex обеспечивает оптимальный профиль
скоростей и снижает образование дополнительных вихрей, тем
самым повышая гидравлический КПД», –
рассказывает Игорь Кинаш, заместитель директора департамента по реализации
проектов компании «ГРУНДФОС».
Ещё одно достоинство установленных на Южных ОС насосов —
двойное механическое уплотнение вала картриджевого типа,
которое повышает надёжность и увеличивает срок службы
оборудования. Кроме того, уплотнение можно легко заменить
без использования специальных инструментов, что уменьшает
время простоя во время технического обслуживания.
Вода, образовавшаяся в процессе осушения осадков,
перекачивается обратно на линию очистки с помощью насосов
GRUNDFOS, а прошедшие механическую обработку стоки по трём
каналам (с пропускной способностью 1700 куб. м в час 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
часа попадают в аэротенки, где идёт процесс аэрации, то есть
жидкость перемешивается с активным илом и насыщается
кислородом. Благодаря этому в воде начинают развиваться
поступающие в канализацию вместе со стоками аэробные
микроорганизмы, чья жизнедеятельность 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 подборе мешалок на первое место выходит их коррозионная
устойчивость, ведь оборудование работает с агрессивной
средой в режиме 24/7. На Южных ОС Будапешта установлены
мешалки GRUNDFOS, выполненные полностью из нержавеющей
стали. Такое решение снижает риск их повреждения и
вероятность заклинивания из-за загрязнений», —
говорит Игорь Кинаш («ГРУНДФОС»).
Несколько лет назад первая стадия биологической очистки в
Будапеште была усовершенствована — над аэротенками построили
оранжереи. Растения (гибискус, олеандр, пальмы и пр.)
посажены на решётки, 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 года на
Южных очистных сооружениях 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 куб. м/час.
УФ-лампы своим светом уничтожают патогенные организмы, после
чего воды сбрасываются в водоём.
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 при помощи насосов GRUNDFOS.
Куда идёт биогаз?
На всех этапах очистки на Южных очистных сооружениях
Будапешта производят биогаз. Более того, в 2004 году 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 истёкшим сроком
годности, а также бытовые отходы — остатки пищи. Они
измельчаются в специальной мешалке, после чего жидкая фаза
проходит через специальную металлическую сетку-фильтр, а
твёрдые отходы выносятся на утилизацию. В процессе
образуется токсичный воздух, который и обрабатывается
биофильтром, превращаясь в газ.
Благодаря уникальным техническим решениям сегодня на ОС
столицы Венгрии ежесуточно вырабатывается 25000 куб. м
биогаза. Здесь же из него производят электроэнергию, за счёт
которой покрывается 90% нужд предприятия и только 10% от
всего потребляемого объёма электричества на Южных очистных
сооружениях приобретают у генерирующей компании. Причём
специалисты, работающие на очистных сооружениях, уверяют —
если будет поступать больше отходов, то образуется избыток
энергии, который можно будет направить в городскую сеть.
Согласно целевой программе по развитию ВКХ, к 2020 году в
России должно быть реализовано 225 проектов по реконструкции
и новому строительству ОС. Правительство готово
инвестировать в современные технологии, и в этой связи важно
знакомиться с опытом коллег. Зарубежные и отечественные
практики помогут грамотно провести мероприятия по
проектированию, монтажу и вводу в эксплуатацию новых систем.
