Оборудование

067-156-33-79


Отдел продаж

050-453-83-88

097-638-76-99

BIOTAL, ЮБАС, TOPAS и другие

 

При выборе малых очистных сооружений (МОС) заказчик учитывает цену, срок гарантии, стоимость сервисного обслуживания, затраты электроэнергии и т.п., но как бы не хотелось упростить и удешевить решение вопроса очистки сточных вод, необходимо понимать, что качество и стабильность требуемых показателей очищенных сточных вод являются первостепенными, а достичь этого в примитивных МОС не представляется возможным. Ранее считал не совсем корректным, как автору технологии BIOTAL, сравнивать её с другими технологиями, но после потока неправды, которая, к сожалению, становится нормой некорректной конкуренции ряда компаний, в частности фирмы ЮБАС, разместившей на своём сайте информацию о том, что технология BIOTAL - это прародитель технологии ЮБАС, что она мало чем отличается от ЮБАСа и т.д., принял решение написать эту статью.

Немного о МОС

На Западе МОС занимаются уже давно, но так как показатели очистки для малых объёмов сточных вод в Европе очень низкие: биологическое потребление кислорода (БПК) - 30-60 мг/л, взвешенные вещества - 30-60 мг/л, азот и фосфор, как правило, вообще не нормируются, - то европейским разработчикам не было резона работать над эффективными малыми очистными сооружениями. Что же касается городских очистных сооружений, то есть чему у Запада поучиться, так как требуемые показатели очистки сточных вод там повышаются при увеличении производительности ОС.

Европейские МОС практически не экспортируются в страны СНГ, так как они не в состоянии обеспечить требуемые высокие показатели очистки. Требования к очистке сточных вод в странах СНГ остались высокими, независимо от количества очищаемых сточных вод. Научные и проектные институты работали, в основном, над большими очистными сооружениями, малые очистные сооружения совсем не воспринимались ими всерьёз. До последнего времени основными малыми очистными сооружениями были септики с дренажом. Создавались также МОС по типу больших очистных сооружений (ОС), путём геометрического уменьшения, но такой подход к конструированию МОС неприемлим. Для создания МОС, обеспечивающих требуемые высокие показатели очистки, необходим принципиально новый подход.

В результате вышеуказанных причин возник определённый вакуум в области малых очистных сооружений, который послужил толчком к созданию новой технологии биологической очистки сточных вод - BIOTAL.

Какие же основные проблемы очистки малых объёмов сточных вод?

- На малые очистные сооружения залпово поступает свежий концентрированный сток, в котором количество органики, азота и фосфора не соответствует оптимальному для биологического процесса соотношению - 100:5:1 (органика : азот : фосфор), следовательно, в примитивных неавтоматизированных системах, указанные загрязнения, выходящие за пределы указанных пропорций, будут оттекать с очищенными сточными водами;

- Залповый приток сточных вод - порой за несколько минут может поступить на установку до 20% суточного притока. Установка должна принимать залповый сброс, без выноса активного ила с очищенными сточными водами;

- Длительное отсутствие притока сточных вод на установку, например, в период отпусков. Без автоматического регулирования мощности произойдёт самоокисление (отмирание) активного ила;

- Поступление со стоком загрязнений, токсичных для микроорганизмов активного ила, к примеру - сброс большого количества синтетических поверхностно активных веществ (СПАВ) при стирке белья;

- Сброс на установку высококонцентрированных сточных вод, например с кухни, при этом БПК поступающих стоков на МОС может доходить до 2000 мг/л, а, как известно, при БПК более 500 мг/л, необходимо предусматривать минимально двухиловую систему с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила;

- Нарастание активного ила в процессе очистки. Если его регулярно автоматизировано не удалять, после нарастания до критической концентрации он будет оттекать с очищенными сточными водами;

- Отсутствие обслуживающего персонала. Процесс очистки должен осуществляться в автоматическом режиме.

Это неполный перечень проблемных вопросов, которые необходимо решить при создании технологии очистки малых объёмов сточных вод. Большие очистные сооружения не имеют таких проблем, так как на них поступает более-менее равномерный сток, уже до 20% очищенный в канализационных сетях во время движения на очистные сооружения, разбавленный практически чистыми балластными водами, смешанный с производственными сточными водами, в которых, как правило, в отличии от бытовых сточных вод, азота и фосфора недостаток. В результате, такие сточные воды поступают на большие очистные сооружения в виде идеального для бактерий активного ила "коктейля". У микроорганизмов активного ила малых очистных сооружений такого "счастья" нет. Специалисты в области очистки сточных вод знают, что малые очистные сооружения должны быть сконструированы на более высоком технологическом уровне, чем большие, поскольку должны обеспечить требуемое качество очистки сточных вод в вышеперечисленных экстремальных условиях, без постоянного обслуживающего персонала, с минимальными затратами на их эксплуатацию (электрической и тепловой энергии и т.п.). Другими словами, малые очистные сооружения, очищающие сточные воды от коттеджа, должны быть решены на более высоком технологическом уровне, чем большие очистные сооружения, к примеру, г. Парижа. Любимая фраза некоторых конструкторов малых очистных сооружений - "...при разработке технологии был использован опыт работы больших очистных сооружений…" - является абсурдной, так как вышеприведенные сложные условия очистки сточных вод на малых очистных сооружениях, делают неприемлемым конструирование их по аналогии с большими, тем более, путём их геометрического уменьшения.

Рассмотрим некоторые технологические аспекты биологической очистки сточных вод, которые необходимо знать для понимания процессов, протекающих на МОС.

Континуальный и дисконтинуальный способы очистки сточных вод

Различают, как известно, два способа обработки сточных вод - континуальный, когда сточные воды обрабатываются, передвигаясь из одной зоны очистных сооружений в другую, и дисконтинуальный (реактор SBR), когда сточные воды проходят все циклы очистки в одном пространстве сооружения путем чередования условий в нем - аэрация, перемешивание, отстаивание, откачка очищенных сточных вод и избыточного активного ила. Эти два способа имеют свои достоинства и недостатки.

При континуальном способе невозможно удерживать необходимую концентрацию активного ила в МОС в пределах 5-6 г/л, что необходимо для окисления повышенного количества жиров и СПАВ, поступающих на установку, так как при залповых поступлениях сточных вод происходит вынос активного ила вследствие повышения скорости восходящего потока воды в отстойнике. Серьезным недостатком континуального способа является залегание и последующее загнивание активного ила во вторичных отстойниках. Отсутствует ритмичность чередования восстановительных и окислительных процессов. При континуальном способе, в период минимальных и максимальных притоков, нарушается расчетное время обработки сточных вод в зонах очистных сооружений. Налипание активного ила на стенках вторичного отстойника с его всплыванием на поверхность, вследствие несанкционированной денитрификации, с последующим оттоком с очищенными сточными водами. Серьезной проблемой этой системы является также необходимость удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников - жиров, частиц активного ила и т.п.

Дисконтинуальный способ (реактор SBR), не имеющий указанных проблем, имеет свои недостатки. Активный ил в системе, адаптированный к сточным водам определенного состава, для очистки следующей порции поступающих сточных вод требует определенного времени на адаптацию, в течение которого процесс очистки значительно ухудшается. Как только пройдет его частичная адаптация, в очередном цикле поступают новые сточные воды и проблемы повторяются. В такой системе также не соблюдается один из основных законов инженерной химии - процесс должен продолжаться настолько долго, насколько это возможно. Поскольку реакторы SBR рассчитываются на 4-х часовой цикл очистки, в течение которого окисляются только легкоокисляемые органические загрязнения, степень очистки сточных вод недостаточна. Процесс нитрификации происходит после окисления основной части органики, поэтому провести денитрификацию, условиями протекания которой является глубокая нитрификация и наличие легкоокисляемой органики, в дисконтинуальной системе не представляется возможным, так как система замкнута, и легкоокисляемая органика уже отсутствует. К положительным качествам дисконтинуальной системы можно отнести возможность удерживать высокую концентрацию активного ила в системе без опасения его выноса из установки, так как отстаивание сточных вод в таких системах происходит в состоянии покоя, без движения очищаемых сточных вод. Следующим важным преимуществом является отсутствие необходимости решать проблему удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников, так как очищенные сточные воды откачиваются из реактора активации в конце фазы отстаивания из осветленного слоя под уровнем воды. Этот способ позволяет сэкономить на строительстве вторичного отстойника, так как роль отстойника играет аэротенк, после отключения аэраторов и отстаивания, с последующей откачкой очищенных сточных вод.

Следовательно, ввиду сложности очистки малых объёмов сточных вод, МОС должно включать в себя достоинства эти двух способов, но не иметь их недостатков.

Возвратная рециркуляция активного ила

Для чего же нужна рециркуляция возвратного активного ила? Это одно из главных условий хорошей работы любой системы биологической очистки сточных вод, издавна применяемая на ОС. Ил в начале ОС сначала сорбирует на себя органические загрязнения, а потом, по мере обработки сточных вод, двигаясь от приёмной камеры до последнего реактора, окисляет их, а сам регенерируется, становится голодным, съев все сорбированные на себе загрязнения. Возвратный активный ил, попадая в приемную камеру, будучи голодным, эффективно окисляет новые загрязнения поступающие на установку. Если же не возвращать активный ил с конца в начало очистных сооружений, то в конце ОС активный ил будет самоокисляться, т.е. погибать, так как ему необходимо питание, а там органика почти отсутствует, а в начале ОС активный ил будет перегруженный, не будет эффективно "работать". Без рециркуляции возвратного активного ила не будет происходить денитрификация - удаление азота путём отрыва лёгкоокисляемой органикой поступающих сточных вод атомарного кислорода от нитритов. При этом газообразный азот уходит в атмосферу, т.е. возвращается "домой". Так как аммонийный азот окисляется до нитритов и нитратов только после окисления основной части органики (особенность биологического процесса), т.е. в предпоследнем и последнем реакторах, то единственный шанс встретиться нитритам и нитратам с лёгкоокисляемой органикой - это рециркуляция. Это не полный перечень аргументов необходимости рециркуляции активного ила, с её помощью происходит так же разбавление поступающих на очистку токсичных для активного ила загрязнений и т.п.

Продлённая аэрация с циклически проходящими процессами аэрации и перемешивания в реакторах

При продлённой аэрации с чередованием аэрации и перемешивания в реакторах и возрасте активного ила более 25 суток, развиваются факультативные микроорганизмы, активно участвующие в процессах очистки, как в кислородных, так и в безкислородных условиях. Благодаря этому увеличивается количество аэробного ила в системе, культивируются нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии - в результате эффективно удаляется биологическим путём азот и частично фосфор.

Удаление избыточного активного ила

При продлённой аэрации ил нарастает в количестве 0,25-0,35 мг от снятого БПК, а при очистке на городских ОС ил нарастает до 0,8 мг. Избыточный активный ил необходимо регулярно удалять. Утверждение некоторых конструкторов МОС о том, что в их системах ил практически не образуется и его достаточно удалять раз в полгода, равноценно утверждению человека, что он туалетом пользуется раз в полгода, при этом хорошо питаясь. Человек это та же "бактерия", только большая, биологические процессы у него протекают при переваривании пищи подобно процессам, протекающим при окислении органических загрязнений микроорганизмами активного ила. Только "избыточный активный ил человека", то есть то, что он оставляет в известных местах, является "едой" для микроорганизмов активного ила, другими словами, бактерии активного ила доокисляют то, что недоокислил человек.

Как отмечалось выше, для эффективной очистки сточных вод концентрация активного ила в системе должна быть в пределах 5-6 г/л. При большей концентрации активного ила будет происходить вторичное загрязнение очищаемых сточных вод в период их минимального притока на очистку, а при меньшей - система не справится с очисткой залповых (по органике) поступлений сточных вод. Ни одно городское очистное сооружение не в состоянии справиться с такой концентрацией СПАВ, жиров и дезинфицирующих растворов, которые поступают со сточными водами на малые очистные сооружения, например, от коттеджа при стирке белья, приготовлении еды или мытье сантехники и полов.

Обезвоживание избыточного активного ила

Обезвоживают ил для уменьшения в объёме основного продукта очистки сточных вод - избыточного активного ила, для удешевления и простоты манипуляций при его транспортировании до места утилизации. Существует множество различных аппаратов для обезвоживания ила, но они дороги, требуют флокулянтов, процесс обезвоживания сопровождается неприятным запахом и для этого необходим обслуживающий персонал. Можно пойти другим путём для установок до 1000 м3/сутки. Ввиду большого возраста активного ила, при продлённой аэрации (более 25 суток) и, соответственно, сильной его минерализации, достаточно его достабилизировать путём интенсивной аэрации в ёмкости - стабилизаторе избыточного активного ила. После этого его минерализация будет практически полной, при этом обезвоживание избыточного активного ила может проводиться в иловых мешках, без добавления флокулянтов. Весь процесс обезвоживания избыточного активного ила, при таком варианте, несложно автоматизировать.

Чрезмерное нарастание активного ила

Как отмечалось выше, ил нарастает в нормально работающих установках с продлённой аэрацией в количестве 0,25 - 0,35 мг от снятого БПК. Если по каким-то причинам ил "заболевает", становится угнетённым, бактерии практически перестают окислять загрязнения и начинают их сорбировать, объём активного ила резко увеличивается, что приводит к нарушению процесса очистки. Причин этому может быть несколько: поступление на очистку сточных вод, и, соответственно, органики, в количестве, превышающем проектное (активный ил не успевает окислить поступающие загрязнения); сброс на очистку жиров и СПАВ в количестве, превышающем ПДК (при этом хлопья активного ила обволакиваются плёнкой, препятствующей поступлению кислорода к бактериям активного ила); сброс на очистку сточных вод, содержащих токсичные для бактерий активного ила вещества в количествах, превышающих ПДК приёма в городские канализационные сети; сброс на очистку сточных вод с температурой ниже +5 градусов, pH выходящую за пределы 6,5-8,5, повышенной концентрацией солей Сl- (более 350 мг/л) и т.п. Нельзя так же устраивать перед МОС больших накопительных ёмкостей без аэрации, т.к. там будет проходить анаэробный процесс с выделением сероводорода, оказывающего ингибирующее действие на бактерии активного ила МОС. На МОС можно сбрасывать только сточные воды с показателями, допускающими их приём на городские очистные сооружения, в противном случае необходимо предусматривать предочистку.

Удаление азота и фосфора биологическим путём

Одними из основных загрязнителей сточных вод являются азот и фосфор, необходимо создать условия для одновременного их удаления биологическим путем. Для этого необходимо обеспечить чередование аноксидных и оксидных условий в зонах МОС, с возрастом активного ила более 25 суток. Необходимо предусматривать 2-х стадийную нитрификацию и денитрификацию, ввиду сложности этих процессов и резко меняющихся концентраций аммонийного азота, нитритов и нитратов, а также лёгкоокисляемой органики в поступающих на очистку сточных водах. Например, если будет большое количество аммонийного азота, он окислится до нитритов, а потом до нитратов; только если при этом не будет достаточного количества лёгкоокисляемой органики, процесс денитрификации не пройдёт в полном объёме и на оттоке не будут обеспечены требуемые показатели по азоту. Если же установка имеет несколько зон очистки с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила, то: во-первых, хорошо проходит нитрификация, так как она начинается после окисления основной части органики, что провести в одном аэротенке нельзя, а во-вторых - нитриты с нитратами рано или поздно встретятся с лёгкоокисляемой органикой в условиях дефицита кислорода для прохождения денитрификации. Изъятие фосфора происходит, в основном, благодаря удалению избыточного активного ила, в котором он накапливается PP-бактериями. В обычном активном иле содержится 1,5-2 % фосфора, а в иле, периодически подвергающемся кислородным и бескислородным условиям, PP-бактериями фосфор накапливается в больших количествах (6-8 %). Избыточный активный ил должен удаляться автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в бескислородные условия, переходит в растворенное состояние.

Автоматизация процессов биологической очистки на МОС

В проспектах производителя установок БИОЛАЙН автоматизацию очистки сточных вод называют "модой". Те, кто утверждает, что автоматизация процессов очистки на МОС не нужна, что автоматизированные установки менее надёжны, чем простые установки, работающие без автоматизации, как аэрируемые проточные септики, имеют смутное представление о биологической очистке сточных вод. В действительности под понятием надёжности МОС подразумевается стабильность протекающих биологических процессов очистки, которые являются необходимым условием стабильности работы ОС, обеспечивающей требуемые высокие показатели очищенных сточных вод. В противном случае, неочищенные сточные воды, при залповом сбросе, "эффективно" протекут через установку, при этом заилив, и этим уничтожив, дренажную систему. Это будет цена "простой и надёжной" очистной установки. Мы вообще очень любим "простые и дешёвые" решения - за ночь изучить английский, стать богатыми без приложения усилий и т.д., это сидит в нашей ленивой восточной натуре, но, как известно, ни к чему хорошему это не приводит. Примером в пользу автоматизации может служить современная автоматизированная система очистки питьевой воды, многопрограммная стиральная машина и т.д. Домашний бассейн, имеющий автоматику определения остаточного хлора и реакции среды, дозаторов химреагентов и управление ультрафиолетовым обеззараживанием, системой поддержания необходимой температуры воды и системой автоматической промывки фильтров, где участие человека заключается только в одном - купаться. Есть другой вариант - без автоматизации: плавающий контейнер с хлорной таблеткой, контрольные бумажки для определения концентрации избыточного хлора и реакции среды, ручная промывка фильтра, ручная установка температуры воды и т.д., т.е. постоянная забота об этом сооружении и если после этого у вас еще останется время - то выкупаетесь. "Мерседес" сложная машина, но работает надёжно, так как технологические решения на высоком уровне, и компоненты используются надёжные, а "Жигули" - простая машина, но при своей сверхпростоте ломается часто. Так что "простота" в современном мире - это аргумент для бабушек с гуманитарным образованием. Правда, любая сложность должна быть оправдана и направлена на достижение главной цели, в нашем случае - требуемой эффективности очистки, надёжности работы, экономии электроэнергии и эксплуатации установок (даже до 1000 м3/сутки) без постоянного обслуживающего персонала.

Визуальное определение нарушения биологического процесса (помутнение очищенных сточных вод, вспухание ила и т.п.) требует 2-3-недельной работы на его восстановление, это же биологический процесс. Без автоматизации обслуживающий персонал только будет констатировать нарушение работы системы, и в ручном режиме пытаться исправить положение, а при автоматическом управлении МОС система стабильно удерживает все параметры биологического процесса в необходимых пределах.

Применение новых гидроустройств и процессов в МОС

Для создания управляемой саморегулируемой гидро-пневмо-биологической системы необходимо создание и применение совершенно новых саморегулирующихся и управляемых гидроустройств ввиду, как отмечалось выше, сложности удержания стабильного биологического процесса, сильной неравномерности поступления сточных вод на МОС (как по количеству, так и по составу загрязнений), поступлению токсических для микроорганизмов активного ила (СПАВ, дезрастворы, соли марганца при промывке водяных фильтров и т.д.). Эти устройства должны позволить:

- удерживать определённые уровни в зонах установки с целью создания аккумулирующих объёмов для принятия залповых поступлений сточных вод;

- обеспечивать рециркуляцию иловой смеси между реакторами пропорционально количеству поступающих на очистку сточных вод;

- откачивать очищенные сточные воды после отстаивания и гарантировать непопадание в отток плавающих веществ и частиц активного ила;

- обеспечивать объединение нескольких биологических процессов в рамках одного сооружения.

Исходя из вышесказанного, можно подвести итог, каким основным требованиям должны соответствовать малые очистные сооружения (производительность от 1,5 до 1000 м3/сутки), чтобы обеспечить качественную очистку сточных вод, без постоянного обслуживающего персонала, в условиях всё возрастающих цен на энергоносители?

МОС должны быть сконструированны по следующим принципам, и, следовательно, по этим критериям должны быть оценены: 

  1. Обладать достоинствами континуальной и дисконтинуальной систем очистки, но не иметь их недостатков.
  2. Задерживать и размельчать поступающие со сточными водами грубые нечистоты.
  3. Наличие системы самоочистки сетки задержания грубых нечистот в приемной камере.
  4. Обеспечивать приём залпового сброса сточных вод без выноса ила из установки с очищенными сточными водами.
  5. Система биологической очистки МОС должна быть многоступенчатая, с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.
  6. В технологии должна быть заложена минимально двухиловая система.
  7. Гидравлическая система МОС должна обеспечивать выравнивание залповых поступлений сточных вод и многоконтурную возвратную рециркуляцию с интенсивностью, пропорциональной количеству поступающих сточных вод.
  8. Обеспечивать удаление азота биологическим путём, создавая условия для прохождения двухступенчатого процесса нитрификации-денитрификации.
  9. Автоматически удалять избыточный активный ил.
  10. Автоматически поддерживать необходимую концентрацию активного ила в системе с возможностью ее корректировки.
  11. Иметь автоматизированную систему аэробной стабилизации и обезвоживания избыточного активного ила без добавления флокулянтов.
  12. Автоматически переключаться в экономичные режимы работы при изменении количества поступающих на очистку сточных вод с целью экономии электроэнергии, ресурса работы электрооборудования и выравнивания биологического процесса при длительном отсутствии поступления сточных вод. Переключаться в форсажные режимы при поступлении сточных вод в количестве, превышающем расчётное.
  13. Применять датчики уровня высокой степени надёжности с системой самоочистки.
  14. Вывод на монитор контроллера основных параметров работы установки с возможностью их корректировки в реакторах: времени аэрации, перемешивания, отстаивания, откачки очищенных сточных вод, - желательно через модемную связь.
  15. Иметь сигнализацию нарушения работы установки в начальной фазе для принятия мер до того, как возникнет аварийная ситуация.
  16. Возможность ремонта или замены любого узла, без остановки работы очистного сооружения.

Предлагаемые МОС на рынке стран СНГ

Так как заказчика часто пытались ввести в заблуждение заведомо неверной информацией, то он уже не верит никому, и становится специалистом по нужде, изучая конструкции МОС и принципы очистки сточных вод. Целью этой статьи является предоставление информации о МОС, а заказчик пусть сам разберётся, дополнив свои знания информацией из других источников, а потом решит, какой технологии отдать предпочтение. Большой "секрет" из своих технологий делают, как правило, фирмы выпускающие самые примитивные МОС. Они понимают, что подробно описав в сайте и проспектах свою технологию, всем станет ясно, что такая система не обеспечит качественную очистку сточных вод.

Малые очистные сооружения, имеющиеся на рынке, можно разделить на три группы.

К первой относятся системы, которые отвечают основным требованиям, предъявляемым к малым очистным сооружениям - системы работающие в режиме продлённой аэрации, в которых управление процессом биологической очистки сточных вод происходит с помощью контроллера с разделением фаз очистки (что является оптимальным для малых очистных сооружений), имеющие аккумулирующий объём, для принятия залпового сброса поступающих на установку сточных вод, систему автоматического удаления избыточного активного ила, имеющие систему сигнализации нарушения работы установки и т.д.. К таким очистными сооружениями можно отнести установки BIOTAL, TOPAS, ЮБАС, БИОПРОЦЕССОР и EUROBION (два последних - тот же ЮБАС, но под другой маркой).

Ко второй группе МОС относятся системы, в которых решена часть технологических задач необходимых для качественной очистки малых объёмов сточных вод, такие как - Aqva Champ, БРАВО, Кубо, СПБО, Комплект экология, Экопрогресс, Биософ (см. таблицу).

К третьей группе относятся МОС, в которых не решены основные технологические задачи необходимые для очистки малых объёмов сточных вод, это - Green-Rock, Эколайн, Биолайн, Симбиос, Джерело, Bioclere.

МОС второй и третъей групп, как правило, имеют во всех зонах очистки одинаковый уровень обрабатываемых сточных вод, т.е. гидравлически соединены, работают как проточные, что приводит к выбросу из отстойника активного ила при залповом поступлении на установку сточных вод. Необходимая скорость восходящего потока, для эффективного отстаивания во вторичном отстойнике, должна исчисляться долями миллиметра в секунду. А в таких установках, к примеру - при залповом поступлении сточных вод в количестве 0,2 м3(опорожнение ванны), на установку производительностью 1,5 м3/сутки, скорость восходящего потока во вторичном отстойнике будет в пределах 10 мм/секунду, что приведёт к выносу активного ила из установки с последующим выходом из строя дренажной системы. Именно несанкционированным выносом из установки избыточного активного ила с очищенными сточными водами, в таких системах решают вопрос "удаления избыточного активного ила". После этого, конечно, можно утверждать, игнорируя общеизвестные законы природы, что избыточный ил в таких установках не образуется, или что его достаточно удалять один раз в год. Природа поумнее нас, и если бы это было возможно, тогда бы человека всевышний создал без необходимости заниматься не совсем приятным занятием - ходить в туалет. Такие установки работают без автоматизации, как говорится "на полную", не зависимо от того, поступают сточные воды на установку или нет, что приводит к проблемам, освещённым выше. При изменении количества поступающих на такие установки сточных вод, нарушается, как уже отмечалось выше, расчётное время обработки сточных вод в отдельных зонах установки. Хуже всего то, что когда увеличивается количество поступающих на установку сточных вод, то время обработки сточных вод не увеличивается, как это необходимо для обеспечения требуемой очистки, а уменьшается. Это одни из многих проблем таких "дешёвых, простых и надёжных" систем очистки сточных вод. К этому можно добавить ещё то, что такие установки не намного дешевле установок, относящихся к первой группе, а если к этому добавить перерасход электроэнергии в период отсутствия поступления на установку сточных вод и забивание вашего дренажа, то эта дешевизна будет "золотой".

Рассмотрим технологическую схему установки TOPAS

Установка TOPAS состоит (см. схему) из приёмной камеры, без сетки задержания грубых нечистот, куда поступают сточные воды на очистку. Из приёмной камеры иловая смесь с поступившими сточными водами перекачивается эрлифтом с перфорированным фильтром в аэротенк для дальнейшей очистки, аэротенк в нижней части гидравлически соединен с коническим отстойником, оснащённым в верхней части устройством для удаления с поверхности отстойника плавающих загрязнений. С поверхности отстойника очищенные сточные воды поступают на песчаный фильтр, после которого откачиваются из установки. При поступлении сточных вод на установку рециркуляции нет, т.е. и нет денитрификации - удаления азота. Т.е. когда на установку поступают сточные воды, установка работает в проточном режиме, без рециркуляции и, естественно, без денитрификации. Когда сточные воды не поступают на установку, уровень воды в приёмной камере падает, переключая поплавковый включатель, который выключает аэрацию аэротенка и начинает аэрацию приёмной камеры, после чего происходит откачка избыточного ила в иловую камеру и одновременно происходит промывка песчаного фильтра. Как только уровень воды в приёмной камере поднимется, благодаря вновьпоступившим в приёмную камеру сточным водам, иловой воде из иловой емкости, а также промывной воде с песчаного фильтра, переключится поплавковый включатель, который отключит аэрацию приёмной камеры и включит аэрацию аэротенка, т.е. переведёт установку в первоначальное состояние. TOPAS рассчитана на "чешские нормы", которые до 100 экв. жителей азот и фосфор вообще не нормируют, а требуемый показатель очистки по БПК составляет 60 мг/л, при нормах стран СНГ 3-15 мг/л. По этой причине европейские МОС непригодны для рынка стран СНГ.

Технологическая схема установки TOPAS


 Аккумулирующая емкость: 1. Фильтр грубых нечистот; 2. Эрлифт подачи сточных вод; 3. Аварийный эрлифт сточных вод; 4. Аэрация фильтра грубых нечистот; 5. Приток сточных вод; 6. Управляемый поплавковый переключатель; 7. Аварийный поплавковый переключатель; 8. Аэрационный элемент аккумулирующей емкости; 9. Уровень обратной перекачки - откачки избыточного активного ила; 10. Уровень проточного режима; 11. Аварийный уровень;

Б. Активационная емкость: 14. Аэрация активационной емкости; 15. Максимальный уровень активационной емкости; 16. Переток очищенной воды на песчаный фильтр; 17. Эрлифт удаления плавающих нечистот с поверхности отстойника;

С. Вторичный отстойник: 18. Аэрация вторичного отстойника; 19. Успокаивающая труба отстойника;

Д. Емкость избыточного активного ила: 20. Эрлифт откачки избыточного активного ила из иловой емкости; 21. Уровень ила в иловой емкости; 22. Заглушка;

Е. Песчаный фильтр: 23. Чехол эрлифта откачки нечистот с песчаного фильтра; 24. Эрлифт откачки загрязнений с песчаного фильтра; 25. Аэрация песчаного фильтра; 26. Эрлифт откачки очищенных сточных вод; 27. Песок; 28. Поплавок удержания воды в песчаном фильтре; 29. Отток очищенных сточных вод из установки.

 

Технология очистки сточных вод ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION)

 

Технология ЮБАС взяла за свою основу технологию TOPAS (см. схемы), сохранив при этом основные её недостатки, добавив ещё свои, сократив при этом перечень преимуществ системы TOPAS. Центральная часть ЮБАСа взята от TOPASа, а двухступенчатый аэротенк с прерывистой аэрацией позаимствован у BIOTALа. Убрав датчики уровня, сделали систему "слепой" - работающей одинаково, не зависимо от количества поступающих сточных вод, как при залповом поступлении сточных вод, так и при отсутствии поступления на установку стоков длительное время. Это приводит к перерасходу электроэнергии, излишнему износу компрессоров, к самоокислению (отмиранию) активного ила при отсутствии поступления на установку сточных вод, так как органические загрязнения являются единственным источником питания микроорганизмов активного ила. Если аэрацию не уменьшать, то при прекращении поступления на установку сточных вод, самоокисление активного ила будет интенсивным. Убрали песчаный фильтр, который в установке TOPAS компенсировал проблему всплытия ила в отстойнике (ил задерживался песчаным фильтром и не попадал в отток с очищенными сточными водами) в результате несанкционированной денитрификации в отстойнике. Для решения этой проблемы в ЮБАСе вместо песчаного фильтра применили маленький фильтр на оголовке оттока, который, естественно, менее эффективен. Этот фильтр при несанкционированной денитрификации в отстойнике и всплытии ила с возможным образованием "илового коржа" может забиться. Ил при денитрификации насыщается газообразным азотом, этот "пирог" легче воды, поэтому, как "айсберг", всплывает на поверхность отстойника, подсыхает с образованием "илового коржа". В установке ЮБАС эту проблему решают периодической аэрацией отстойника, при которой этот "иловый корж" должен разбиться. Но зачем создавать устройства для решения проблем, вызванных несовершенством технологии, тем более, что аэрацией не всякий подсохший "иловый корж" разобьешь. Отстойники с наклонными стенками, применяемые практически во всех МОС, в том числе и в установках TOPAS и ЮБАС, не годятся для малых установок, так как активный ил имеет электростатический заряд, противоположный пластику, и прилипает к наклонным стенкам отстойника (даже при наклоне 70%), и удерживается на них биологической плёнкой, которая всегда образовывается на поверхностях отстойника (так как небольшое количество органики ил имеет на всех стадиях очистки, включая отстойник). Внутри этого илового сгустка, прилипшего к стенке отстойника, содержится много нитритов и нитратов, а кислород внутрь этого сгустка попасть в достаточном количестве не может. Там же ил содержит некоторое количество органики, т.е. создаются идеальные условия для прохождения несанкционированной денитрификации, в результате чего ил в отстойнике всплывает и выводит систему из работы.

Рециркуляция возвратного активного ила в установке ЮБАС осуществляется из регенератора, ёмкость избыточного активного ила отсутствует. Отличие иловой ёмкости от регенератора состоит в том, что иловая ёмкость служит для накопления и аэробной стабилизации избыточного активного ила, удалённого из системы, а регенератор - для того, чтобы перегруженный активный ил, сорбирующий на себя органические загрязнения, которые не успел окислить, мог "отдохнуть", и "доесть" то, что сорбировал на себе. "Доедает" он в регенераторе, сооружении, которое интенсивно аэрируется, без поступления туда сточных вод, где интенсивность аэрации должна быть выше, чем в аэротенке. "Отдохнувший и голодный" активный ил направляется назад в начало системы, где начинает интенсивно окислять вновьпоступающие сточные воды. Регенератор применяется на больших очистных сооружениях, он служит в основном для систем с неполной биологической очисткой, для уменьшения размеров сооружений, так как даёт возможность удерживать в системе большое количество активного ила. Для МОС с продлённой аэрацией, где возраст активного ила составляет более 25 суток, регенератор применять бессмысленно, так как системы с продлённой аэрацией - системы с низкой нагрузкой на ил. К тому же, регенератором в таких системах становится вся установка в периоды, когда сточные воды (соответственно органика) на установку не поступают, особенно в ночное время. В установке ЮБАС нет ёмкости избыточного активного ила, так как избыточный активный ил, удалённый из аэротенка в регенератор, возвращается при рециркуляции опять в систему. Концентрация активного ила в системе, как отмечалось выше, будет нарастать и приводить к выбросам его из отстойника, как только его концентрация превысит 6-7 г/литр. Кроме того, рециркуляционный ил из регенератора (ёмкости избыточного активного ила) установки ЮБАС деградированный, ввиду анаэробного процесса, поскольку невозможно удержать аэробные условия одним малым крупнопузырчатым аэратором, так как плотность активного ила там в несколько раз выше, чем в аэротенке и аэрировать необходимо интенсивнее. Как известно, аэробный активный ил деградирует после нахождения в анаэробных условиях более 2-4 часов. Это уже не регенератор, но и не ёмкость избыточного ила. Какова же роль этого технологического звена?

 

Технологическая схема работы установки ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) по СГД схеме
 

 

A. Приемная емкость; B. Аэротенк I-ступени; С. Аэротенк II-ступени; D. Вторичный отстойник; E. Стабилизатор ила: 1. Вход; 3. Нижний рабочий уровень; 4,17. Крупнопузырчатые аэраторы; 5,18. Крупнопузырчатая аэрация; 6. Проходное отверстие; 7,13. Мелкопузырчатые аэраторы; 8. Фильтр крупных фракций; 9. Насосный колодец; 10. Главный колодец; 11. Обдув главного насоса; 12. Рециркулятор; 13. Циркулятор; 14. Щелевое отверстие пирамиды; 15. Уровень избыточного ила; 16. Сток; 17. Уровень стабилизатора ила; 18. Успокоитель стабилизатора ила; 19. Нижний уровень аэротенка II-ступени; 20. Верхний уровень аэротенка II-ступени; 21. Выходной фильтр; 22. Рециркуляционная труба; 23. Обдув пирамиды; 24. Удалитель биопленки; 25. Распределитель 1 фазы; 26. Распределитель ТУРБО фазы; 27. Клапан; 28. Компрессор; 29. Блок управления; 30. Распределитель 2 фазы; 31. Обдув фильтра.

 

Решённые технологические аспекты в установке ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION)

Возможность принятия залпового сброса сточных вод
Обеспечение удаления азота путем денитрификации
Нерешённые технологические аспекты в установках ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION)

Отсутствует приёмная сетка для задержания крупных нечистот, грубые нечистоты попадают прямо в приёмную камеру, залегая на дне и являясь постоянным источником забивания фильтра эрлифта, что приводит к выходу установки из строя
Затруднительная очистка волосяного фильтра эрлифта подачи сточной воды в аэротенк, так как этот фильтр со временем забивается грубыми нечистотами, жиром, биопленкой и т.п.
Нет измельчения грубых нечистот, они уплотняются на дне приёмной камеры, после чего ее очистка превращается в серьезную проблему при сервисном обслуживании
Технология построена как одноиловая, что для малых систем недостаточно, ввиду периодических сбросов концентрированых сточных вод с повышенным количеством СПАВ и жиров (при стирке белья, приготовлении пищи)
Рециркуляция возвратного активного ила осуществляется из регенератора (на схеме обозначен как ёмкость избыточного ила), в котором проходит анаэробный процесс. Это приводит к угнетению биологического процесса очистки сточных вод, так как анаэробные и аэробные микроорганизмы не могут даже взаимно сосуществовать, а не то чтобы эффективно очищать сточные воды, соответственно процесс денитрификации будет проходит неэффективно. Так как нитриты и нитраты поступают с откачкой избыточного ила в регенератор ЮБАСа, где происходит анаэробный процесс, то они будут редуцироватся в аммонийный азот
Отсутствует ёмкость избыточного активного ила, а так как рециркуляция ила из регенератора не уменьшает его количество в системе, ил нарастает с последующим выносом из установки, что приводит к забиванию дренажной системы
Наличие конического отстойника влечёт ряд серьезных проблем, вынуждающих вводить в технологию такие устройства, как удалитель биопленки, фильтр на оттоке и аэрацию этого фильтра, препятствующую его забиванию. Эти устройства рождают больше проблем, чем решают
Установка работает в одном режиме с двумя фазами, одинаково - вне зависимости от того, поступают на неё сточные воды или нет, что приводит к перерасходу электроэнергии и ресурса работы компрессоров. При длительном отсутствии поступления на установку сточных вод происходит самоокисление (минерализация и отмирание) активного ила, так как интенсивная аэрация продолжается, а сточные воды с органикой не поступают
Установка ЮБАС не имеет сигнализации нарушения своей работы в начальной фазе, а сигнализирует тогда, когда аварийная ситуация уже наступила. Она не имеет датчиков уровня, и, естественно, обратной связи, без чего невозможно ни контролировать, ни управлять, ни корректировать работу установки через внешние сети и обеспечить автоматическое регулирование мощности в зависимости от количества поступающих сточных вод
Практически все эти проблемные технологические моменты можно отнести и к технологии TOPAS. Технология TOPAS, правда, имеет ёмкость избыточного ила, но не имеет рециркуляции возвратного активного ила, следовательно, удаление аммонийного азота не происходит вообще. Следующей её проблемой является забивание песчаного фильтра, при несанкционированной денитрификации во вторичном отстойнике с последующим выбросом активного ила с очищенными сточными водами на песчаный фильтр.

Установка Green Rock 05 S

Green Rock 05 S является БИО-фильтром. Данная система требует установки первичного 3-секционного отстойника ёмкостью не менее 2 м3.

Green Rock 05 S в комплектации с отстойником является очистной установкой. Через нее можно пропускать всю воду из ванной и туалета. Размер отстойника выбирается отдельно, применительно к каждому конкретному случаю, и зависит от максимального единовременного сброса воды в сутки. Самым распространенным случаем является монтаж GR05 после отстойника Uponor емкостью 2,0 или 3,0 м3. После отстойника емкостью 4,0 м3 обычно рекомендуется устанавливать 2 биофильтра GR05.

Cточная вода в установке Green Rock поступает в трехсекционный отстойник, где она загнивает с образованием метана и сероводорода, неизбежно приводящих к зловонию. Этот анаэробный сток подается насосом на установку Green Rock, где должна происходить аэробная обработка воды, но так как анаэробные и аэробные микроорганизмы не могут сосуществовать, они взаимоугнетаются, и биологический процесс происходит крайне плохо. В таких установках сточная вода в лучшем случае может очиститься до 50%. Также отсутствует система задержания грубых нечистот, что приводит к быстрому выходу установки из строя. Особая опасность грозит насосу, в который могут попасть твердые включения, чем, естественно, выведут систему из рабочего состояния.

По большому счету, Green Rock - это практически копия установки Bioclere. Установка относится к категории нерегулируемых систем очистки сточных вод. В первоначальный момент установка будет работать и в процессе очистки загрузка будет обрастать биопленкой. Но так как биопленка и образовавшийся активный ил в этой системе не удаляются, то процесс приведет к забиванию загрузки и смещению биологического процесса в сторону анаэробного, в результате чего эффект очистки снизится до нуля и появится зловоние в самой установке вследствие образования метана и сероводорода. Заиленная загрузка восстановлению не подлежит, именно поэтому сервис установок Green Rock заключается в периодической полной замене загрузки. Кроме того, насос является элементом слабонадежным в системах очистки сточных вод, когда он работает длительное время. А так как система не автоматизирована, а оснащена только реле времени, периодически включающим насос, то установка будет работать на полную мощность и тогда, когда жильцы дома уехали в отпуск.

В процессе очистки сточных вод образуется избыточная биопленка и избыточный активный ил, которые в начальной фазе будут участвовать в процессе очистки. Но впоследствии и биопленка, и активный ил начнут забивать поры загрузки, приводя систему в негодность. Такова цена игнорирования биологических законов очистки сточных вод.

Cхема работы установки Green Rock 05 S

 

Технология BIOTAL

Для очистки сточных вод не должны использоваться методы, нарушающие структуру воды и изменяющие ее биологическую активность. Очищенные сточные воды по своим свойствам должны приближаться к природным. Именно такая задача и ставилась при создании технологии BIOTAL, так как, при такой очистке очищенную сточную воду можно вернуть во вторичный водооборот, сэкономив питьевую воду, стоимость которой растёт от загрязнения источников водоснабжения опять - таки неочищенными или плохо очищенными сточными водами. При разработке технологии BIOTAL были учтены достоинства и недостатки континуальной и дисконтинуальной систем, она обладает достоинствами этих систем, но не имеет их недостатков. Так как создавал свою технологию практически с "нуля", не брав за основу никакую другую, то и недостатков от других технологий у неё нет, правда были свои, но по мере того, как они возникали, старался их решать путём принципиально нового подхода к их решению. Это привело к созданию ряда новых гидро-автоматических устройств: сифонного эрлифта, управляемого сифона, управляемого эрлифта, реверсного эрлифта, а также новых технологических сооружений: приемной камеры-денитрификатора, 3-ступенчатого реактора SBR, биофильтра-тонкослойного отстойника.

Все перечисленные выше устройства и сооружения запатентированы и на них поданы международные патентные заявки.

Эти устройства и сооружения относятся к разряду сверхнадёжных, так как там нечему ломаться - нет движущихся частей, а управление этими устройствами происходит электромагнитными клапанами, подающими на них воздух, согласно одному из 6 режимов, в которые установка автоматически переключается в зависимости от количества поступающих сточных вод по команде от контроллера MITSUBISHI. Электромагнитные клапаны АSCО (Голландия) имеют огромный ресурс, исчисляемый миллионами циклов включения, применительно к технологии BIOTAL - это 30-50 лет работы установки. Автоматика установки BIOTAL собирается из заводских модулей ведущих мировых производителей - Mitsubishi, Moeller и т.п. Даже на самые малые установки BIOTAL устанавливается автоматика, собранная из заводских блоков указанных фирм с монитором, на который выведены основные параметры очистки МОС. Этот блок управления дороже, чем блок управления, изготовленный полукустарным способом под конкретную установку, но степень надёжности такого блока управления значительно выше, да и сервисная бригада легко исправит такую автоматику, поменяв на месте вышедший из строя компонент. На всех установках BIOTALдублируются датчики уровня. После введения системы самоочистки датчиков, их отказы, за последний год, ещё не случались. Мало того, что датчики уровня дублируются, они через программу контроллера завязаны логикой вторичного дублирования: по принципу - если верхний датчик в реакторе замкнут, а нижний разомкнут (что говорит о его отказе), то система показатели нижнего датчика "игнорирует" (при этом контроллером фиксируется неполадка с отображением на мониторе; при необходимости информация об этом может посылаться через модемную связь сервисной службе). Так как даже самая маленькая установка BIOTAL имеет выход на модем, её можно подключить к системе "умный дом" (конечно если такая система есть у заказчика). Правда особой нужды подключать коттеджные установки к внешним сетям через модем нет, так как система работает надёжно, и компрессоры с датчиками дублируются, но если у Вас когда-то появится такое желание, то достаточно только купить кабель к контроллеру установки и подключить её через модем.

В результате получилась полностью автоматизированная, 8-ми ступенчатая, 3-х иловая, самоуправляемая гидро-пневмо-биологическая система, с четырехконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.

Необходимость создания такой системы была продиктована тем, что для эффективной биологической очистки соотношение органики, азота и фосфора в поступающих на очистку сточных водах должно быть, как указывалось выше, в пропорции 100:5:1, что в реальности никогда не бывает. Поэтому бактерии активного ила будут оставлять "недоеденные" загрязнения, выходящие за рамки указанных пропорций. Многоконтурная рециркуляция и многоступенчатость системы позволяют этим "остаткам", циркулирующим в составе возвратного активного ила, "встречаться" с вновьпоступающими сточными водами, в которых органика, азот и фосфор колеблются то в меньшую, то в большую сторону от указанного соотношения. Таким образом, микроорганизмы активного ила, "поедающие" указанные загрязнения в привычном для себя соотношении, будут каждый цикл рециркуляции "доедать" эти "остатки". В установке BIOTAL созданы условия для одновременного удаления азота и фосфора биологическим путем. Для этого обеспечено чередование аноксидных и оксидных условий при возрасте активного ила более 25 суток. При этом развиваются факультативные микроорганизмы, активно участвующие в процессах очистки, как в кислородных, так и в безкислородных условиях. Благодаря этому увеличивается количество аэробного ила в системе и эффективно удаляются биологическим путём азот и фосфор.

Избыточный активный ил в установке BIOTAL удаляется автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в бескислородные условия, переходит в растворенное состояние.

Ввиду большого возраста активного ила (более 25 суток), и, соответственно, сильной его минерализации, а также продолжительной достабилизации в иловой ёмкости-стабилизаторе, обезвоживание избыточного ила в установке BIOTAL производится без добавления флокулянтов.

Установка BIOTAL автоматически переключается в одну из 6 программ: форсажного, максимального (при поступлении сточных вод в количестве, превышающем проектное), нормального и в три программы экономичного режимов, в которые система автоматически переключается ступенчато (в зависимости от времени отсутствия поступления на установку сточных вод: 2 часа, 1 сутки и 7 суток). К примеру, при отсутствии поступления сточных вод на МОС более 7 суток, система переходит, соответственно после 2-го экономичного режима, в 3-й, с экономией электроэнергии и ресурса компрессоров, насосов и электроклапанов до 70%.

Рассмотрим принципиальную технологическую схему установки BIOTAL (см. схему) производительностью от 10 до 1000 м3/сутки.

В расчёты мы закладываем 300 л/сутки на одного человека, большинство же компаний рассчитывают свои МОС из расчёта 200 л/сутки, что недостаточно (см. СНиП). Установка BIOTAL состоит из: приёмной камеры-денитрификатора (ПК-Д) с нержавеющей сеткой с двухсторонним барботажем воздухом, для задержания грубых нечистот; трёхступенчатого реактора SBR; аэрируемого циркуляционного биологического фильтра с ячеистой пластиковой загрузкой, совмещённого с тонкослойным отстойником; контактного резервуара и иловой ёмкости - аэробного стабилизатора избыточного активного ила с системой обезвоживания. Система работает по принципу "разделяй и властвуй", так как, согласно общеизвестным принципам биологической очистки сточных вод, идеальная очистка - это 7 последовательно соединённых аэротенков (данные литературы). В этом случае в каждом эффективно работают определённые группы микроорганизмов, между которыми не происходит конкуренции, так как разные их группы эффективно работают в узких пределах концентраций загрязнений, которые снижаются в процессе очистки, по ходу движения обрабатываемых сточных вод от ПК-Д до КР, т.е. вода обрабатывается ступенчато. Только в установкеBIOTAL гидравлическая связь между ПК-Д и 1-м реактором SBR, между 2-м и 3-м реакторами SBR, между 3-м реактором SBR и биофильтром - тонкослойным отстойником, а также между биофильтром - тонкослойным отстойником и контактным резервуаром, периодически прерывается по программе, путём отключения устройств, обеспечивающих эту связь. Гидравлическая связь осуществляется между: ПК-Д и SBR-1 - подающими насосами, SBR-1 и SBR -2 - гидравлическим перетоком, SBR-2 и SBR-3 - управляемыми эрлифтами или реверсными эрлифтами, между SBR-3 и БФ-ТО - управляемым сифоном или сифонным эрлифтом и, наконец, между БФ-ТО и КР гидравлическим перетоком. В процессе ступенчатого перемещения очищаемых сточных вод от зоны к зоне, очистка происходит поэтапно в 6-8 фазах в рамках одной из 6 программ, причём в экономичных режимах состав фаз меняется - не откачиваются очищенные сточные воды и не удаляется избыточный активный ил. Система BIOTAL имеет три иловые системы: в ПК-Д, в 3-х ступенчатом реакторе SBR и БФ-ТО и осуществляется 4 - х контурная рециркуляции возвратного активного ила - из SBR-2 в SBR-1, из SBR-3 в ПК, из SBR-3 в SBR-1, из БФ-ТО и из КР в ПК. Такое построение технологии позволило удержать в балансе трёхиловую систему, так как перекачка сточной смеси, в процессе очистки, из ПК в SBR-1, из SBR-3 в БФ-ТО и из БФ-ТО в КР происходит после циклов отстаивания соответственно - в ПК, SBR-3 и БФ-ТО, с частичным смешением илов этих сооружений в процессе рециркуляции перед циклами отстаивания.

Очистка сточных вод на установке BIOTAL происходит в таком порядке: 

  1. вновь поступающие на установку сточные воды предварительно обрабатываются в приёмной камере-денитрификаторе;
  2. сточные воды, поступившие в предыдущем цикле - в 1-м и 2-м реакторах SBR;
  3. в 3-м реакторе SBR обрабатываются сточные воды, поступившие на установку два цикла назад;
  4. в биологическом фильтре - тонкослойном отстойнике - сточные воды поступившие на очистку три цикла назад;
  5. в контактном резервуаре обрабатываются сточные воды, поступившие на установку четыре цикла назад.

Очищаемые сточные воды, при своей очистке, ступенчато перемещаются от первой до последней ступени очистки МОС, путём периодического гидравлического соединения этих ступеней, посредством гидро-автоматических устройств.

Работа установки проходит в 6-8 фазах, количество которых меняется в зависимости от того, в каком из 6 режимов установка работает.

 

Технологическая схема установки BIOTAL от 10 до 1000 м3/сутки

 

Установка BIOTAL включает восемь зон обработки сточных вод: 1. решётка для задержания грубых нечистот; 2. приемная камера-денитрификатор; 3. реактор SBR первой ступени; 4. реактор SBR второй ступени; 5. реактор SBR третьей ступени; 6. аэрируемый биологический фильтр; 7. тонкослойный отстойник; 8. контактный резервуар; и две зоны обработки избыточного активного ила: 9. аэробный стабилизатор избыточного активного ила; 10. установка обезвоживания.

Сточные воды поступают через решётку, где задерживаются грубые нечистоты. Потом сточные воды перетекают в приемную камеру-денитрификатор, работающую в режиме реактора SBR, как накопитель, принимающий неравномерные сбросы поступающих сточных вод, и денитрификатор первой ступени. В ПК-Д находятся: самоочищаемые нержавеющие сетки с двухсторонним барботажем для задержания и разбивания мелких нечистот, системы аэрации и перемешивания, электродные самоочищающиеся датчики уровня и насосы перекачки в 1-й реактор SBR. Поступившие в ПК-Д сточные воды смешиваются с возвратным активным илом из 3-го реактора, содержащим нитриты и нитраты. В условиях режима перемешивания происходит процесс денитрификации с двойным эффектом - денитрификация с отрывом газообразного азота и окисление органических загрязнений поступающих сточных вод кислородом, отщеплённым от нитритов в процессе денитрификации. В ПК-Д автоматически поддерживается необходимая концентрация активного ила путём изменения высоты установки насоса перекачки предварительно очищенных в ПК сточных вод. Этот насос, перекачивая иловую смесь в SBR-1 после отстаивания ПК-Д, одновременно откачивает избыточный активный ил из ПК-Д до уровня всаса насоса. Поднимая или опуская насос перекачки, можно регулировать необходимую концентрацию активного ила в ПК-Д. Предварительно очищенные в ПК-Д сточные воды перекачиваются насосом в 1-й реактор SBR. Реактор SBR-1 гидравлически соединен перетоком с реактором SBR-2. В SBR-1 и SBR-2 циклически осуществляется аэрация и перемешивание, с рециркуляцией активной смеси между ними. В реакторе SBR-1 происходит вторая ступень денитрификации в цикле перемешивания. Так как в SBR-2 происходит процесс нитрификации первой ступени и возвратный рециркуляционный активный ил из SBR-2 в SBR-1 содержит достаточное количество нитритов и нитратов, а в SBR-1 имеется ещё достаточное количество лёгкоокисляемой органики. Денитрификацию можно провести более глубоко переведя аэраторы SBR-1 в режим перемешивания - прикрыв частично воздух, подаваемый на них. В этом случае вторая ступень денитрификации будет проходить в SBR-1 и в период аэрации SBR-2, т.е. практически в течении всех циклов очистки. После обработки сточных вод в реакторах SBR-1 и SBR-2, они перекачиваются управляемыми эрлифтами в реактор SBR-3, при этом они отдувают назад в SBR-2 пену, что ограждает микроорганизмы активного ила реактора SBR-3 от негативного влияния сапонатов. Во время работы управляемых эрлифтов, перекачивающих иловую смесь из второго в третий реактор SBR, осуществляется возвратная рециркуляция активной смеси из 3-го реактора в реактор SBR-1 и ПК-Д. Реактор SBR-3 работает сначала как аэротенк, где происходят процессы окисления трудноокисляемой органики и вторая ступень нитрификации, а потом, после отключения аэраторов и эрлифтов, начинает работать как вторичный отстойник. В реакторе SBR-3 происходят последовательно аэрация, отстаивание и последующая откачка управляемым сифоном очищенных сточных вод на БФ-ТО, и откачка избыточного ила в аэробный стабилизатор избыточного активного ила с последующей подачей его (после стабилизации) на обезвоживание. В период аэрации SBR-3 происходит аэрация центральной части загрузки БФ-ТО, этим создаётся эрлифтный эффект в ячеистой загрузке, приводящий к рециркуляции дочищаемых сточных вод по следующему принципу: в тех ячейках, в которые попадает воздух, происходит (за счёт эрлифтного эффекта) движение воды вверх, а в тех ячейках загрузки БФ-ТО, куда воздух не попадает, вода движется сверху-вниз. Пластиковая загрузка БФ-ТО покрыта биоплёнкой, только та её часть, в которую попадает воздух, работает на окисление (доокисление трудноокисляемой органики и нитрификация 3-й ступени), а ячейки пластиковой загрузки БФ-ТО, куда воздух не попадает - работают как денитрификатор 3-й ступени. Очищенные сточные воды из 3-го реактора SBR сбрасываются в нижнюю часть БФ-ТО, после остановки аэрации БФ-ТО, отстаивания и откачки избыточного ила с БФ-ТО. Очищенные сточные воды, двигаясь снизу-вверх в БФ-ТО, вытесняют доочищенные сточные воды из БФ-ТО в КР через ячейки пластиковой загрузки, которая в этом случае начинает работать не как пластиковая загрузка БФ, а как тонкослойный отстойник. Этим обеспечивается эффект задержания взвеси в 5 раз более высокий, чем при классическом отстаивании (данные литературы и реальный опыт). В свою очередь, вытесняемые, доочищенные в БФ-ТО, сточные воды, перетекают через гидравлический переток в нижнюю часть КР на обеззараживание, откуда вытесняют на отток из установки доочищенные и обеззараженные сточные воды.

На дисплей блока управления установки BIOTAL производительностью от 10 до 1000 м3/сутки выведены для визуального контроля и для контроля через внешние сети следующие параметры:

- суммарное время работы насоса подачи с момента первого запуска установки (в часах);

- суммарное время работы насосов подачи (в часах) за последнюю неделю;

- количество откачек чистой воды из третьего реактора за неделю;

- суммарное количество откачек чистой воды из третьего реактора с момента первого запуска установки;

- суммарное время работы установки;

- счетчик откачки избыточного ила и время откачки;

- время включения клапанов сифона откачки чистой воды;

- время откачки осадка с БФ-ТО и КР;

- время работы насоса-дозатора;

- время отстаивания;

- аварийное включение насоса подачи сточных вод.

- и т.д.

Все параметры работы установки BIOTAL можно посмотреть и при необходимости поменять, войдя в программу контроллера.

Поскольку состав сточных вод и динамика их поступлений на различных МОС сильно отличаются, для оптимизации работы установки сервисная бригада может подстроить ее работу, учитывая специфику данного объекта. Можно также контролировать и менять параметры работы установки при аварийной ситуации из диспетчерской службы через модемную связь.

Стандартные программы работы установок BIOTAL рассчитаны для бытовых сточных вод, поэтому необходимости их менять нет, может возникнуть необходимость подстраивать работу установки при очистке смешанных бытовых и промышленных сточных вод, а также при залповых сбросах сточных вод, в количестве, превышающем проектное.

Технология установки BIOTAL производительностью от 1,5 до 6 м3/сутки, размещённая в одном цилиндрическом корпусе, решена проще, хотя и решает основные технологические задачи. Это 7-ми ступенчатая, 2-х иловая система, с 3-х контурной рециркуляцией возвратного активного ила, работающая по одной из 6-ти программ, автоматически переключаемых в зависимости от количества поступающих на неё сточных вод.

 

Технологическая схема установки BIOTAL от 1,5 до 6 м3/сутки 

 

 

 Установка BIOTAL (вид сверху)

 

Установки от 1,5 до 6 м3/сутки изготавливаются 5-ти типов:

Установки BIOTAL-T являются стандартными, включающими в себя аэрируюмую наржавеющую сетку задержания грубых нечистот, трёхступенчатый реактор SBR и третичный отстойник-накопитель очищенных сточных вод. При этом варианте необходимо устраивать отдельный иловый колодец для утилизации удалённого избыточного активного ила;
Установки BIOTAL-TD изготавливаются производительностъю 1.5, 2.0 и 3.0 м3/сут. Этот вариант установки представляет собой стандартный вариант в который включён блок обезвоживания избыточного активного ила без аэробного стабилизатора. При этом варианте отпадает необходимость в отдельном колодце избыточного активного ила. Этот вариант преднадзначен для котеджей и частных домов;
Установка BIOTAL-TSD, в этом варианте установка имеет стабилизатор избыточного активного ила, перед подачей его на обезвоживание. Данный тип установки предназначен для очистки сточных вод с повышенным содержанием органических веществ (кафе, офисные здания, АЗС и т.п.). Аэробная стабилизация удалённого избыточного активного ила позволяет более эффективно произвести его обезвоживание. При этом варианте отпадает необходимость в отдельном колодце для избыточного активного ила;
Установка BIOTAL-TB представляет собой стандартный вариант в который включён биологический фильтр-тонкослойный отстойник, размещаемый в третичном отстойнике-накопителе очищенных сточных вод. Применяется в случае повышенного требования к очищенным сточным водам (например, сброс воды в водоприёмник с повышенными требованиями и т.п.) или при сложных стоках, включающих в себя жиры и т.п. Для данного типа установки необходимо устраивать отдельный колодец избыточного активного ила;
Установка BIOTAL-TBSD, установка с «полным фаршем». В этот вариант установки включён аэробный стабилизатор избыточного активного ила, блок обезвоживания ила и биологический фильтр-тонкослойный отстойник. Идеально подходит для сложных объектов с повышенным содержанием органических загрязнений (кафе, рестораны и т.п.). В этом варианте нет необходимости в устройстве илового колодца и накопителя очищенных сточных вод, вся технология размещается в одном корпусе и устанавливается в один колодец.
В установках 2-го, 3-го и 5-го типов необходимо предусматривать люк большего размера для удаления обезвоженного ила.

 

Установка биологической очистки

сточных вод

BIOTAL-TBSD- Эксклюзив

  

Установка биологической очистки

сточных вод

BIOTAL-T- Стандарт

 

 Установка BIOTAL от 1,5 до 6 м3/сутки представляет собой цилиндрический пластиковый резервуар, разделённый перегородками на зоны очистки. Установка включает семь зон обработки сточных вод: 1. сетка для задержания грубых нечистот; 2. реактор SBR первой ступени; 3. реактор SBR второй ступени; 4. реактор SBR третьей ступени; 5. аэрируемый биологический фильтр; 6. тонкослойный отстойник; 7. накопитель очищенных сточных вод-контактный резервуар; и две зоны обработки избыточного активного ила: 8. аэробный стабилизатор избыточного активного ила; 9. блок обезвоживания.

Сточные воды поступают в приемную камеру, представляющую из себя большую нержавеющую сетку, расположенную на определённом расстоянии от дна SBR-1. Под ней установлен аэратор, который, одновременно с аэрацией реактора SBR-1, производит аэрацию сетки, разбивая находящиеся в ней грубые нечистоты, и препятствует её забиванию. Сточные воды, избавленные от грубых нечистот, стекает в реактор SBR-1, куда также подаётся эрлифтами возвратный активный ил из реакторов SBR-2 и SBR-3. В SBR-1 сточная вода частично биологически очищается, подвергаясь многократным, циклически повторяющимся, процессам аэрации и перемешивания при дефиците воздуха, благодаря чему здесь также происходит процесс денитрификации при наличии нитритов и нитратов, поступивших с возвратным активным илом из SBR-2 и SBR-3 и легкоокисляемой органики, поступившей со свежими сточными водами. Сточные воды, прошедшие обработку в SBR-1, перетекают самотеком в SBR-2, куда также отдувается реверсными эрлифтами, при перекачке иловой смеси в SBR-3, пена, что ограждает SBR-3 от негативного влияния сапонатов. В SBR-2, аналогично с SBR-1, иловая смесь подвергается многократным, циклически повторяющимся, процессам аэрации и перемешивания. Поскольку в SBR-1 окисляется более 50% органики, то в SBR-2, параллельно с дальнейшим окислением органики, начинается процесс нитрификации. По мере окисления органики процесс нитрификации начинает доминировать. Частично очищенные сточные воды из SBR-2 перекачиваются реверсными эрлифтами в SBR-3. В SBR-3 происходит окисление трудноокисляемой органики и нитрификация. Процесс очистки ведется так, чтобы окисление аммонийного азота происходило преимущественно до нитритов (редокс-потенциал - до 100), что позволяет провести более быстро и эффективно денитрификацию в SBR-1 (цепочка редукции нитритов до газообразного азота в этом случае короче, чем от нитратов). В SBR-3 иловая смесь подвергается аэрации с последующим отстаиванием и откачкой очищенных сточных вод сифонным эрлифтом в аэрируемый биологический фильтр-тонкослойный отстойник на доочистку. Перед откачкой очищенных сточных вод из SBR-3 в БФ-ТО происходит откачка избыточного активного ила из SBR-3 в аэробный стабилизатор, из БФ-ТО в SBR-2 и из аэробного стабилизатора в иловые мешки на обезвоживания, при этом иловая вода стекает в SBR-2. После завершения цикла отстаивания в SBR-3 и откачки избыточного активного ила, производится откачка очищенных сточных вод из SBR-3 на БФ-ТО, где ранее очищенные сточные воды подвергались доочистке. Откачиваемые из SBR-3 очищенные сточные воды поступают в нижнюю часть БФ-ТО, вытесняя при этом ранее доочищенные сточные воды в направлении снизу-вверх. При этом аэрация в БФ-ТО не происходит и пластиковая загрузка, ранее игравшая роль пластиковой загрузки биофильтра, начинает играть роль наклонных пластин тонкослойного отстойника, эффективно задерживая мелкую взвесь. Окончательно доочищенные сточные воды оттекают из установки. При необходимости насосной откачки доочищенных сточных вод, ввиду высокого уровня грунтовых вод, насос устанавливается над загрузкой БФ-ТО, где накапливаются доочищенные сточные воды.

Несмотря на высокий технический уровень установки BIOTAL, а также использование для её изготовления компонентов ведущих мировых производителей, полную автоматизацию и длительный срок гарантии, стоимость её не только не превышает стоимость установок имеющихся на рынке и не решающих вышеприведенных технологических задач, но и порой ниже. Это стало возможным благодаря серийности изготовления, модернизации производства и технологии.

 

 

Хотел бы также отреагировать на следующие упрёки в адрес технологии BIOTAL, размещённые в сайте компании ЮБАС:

 

- "установки BIOTAL до 6 м3/сутки необходимо размещать в ж/б колодцах, а установки ЮБАС имеют корпус из ячеистого толстого пластика, что позволяет их монтировать прямо в землю."

 

Дело в том, что никакой пластик, а тем более ячеистый, сырьем для которого служит полипропилен без пластификаторов, применяемый на установках ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) и TOPAS, не в состоянии противостоять плавунам и смещению земли вследствие проезда возле смонтированной установки автомобиля, тем более что полипропилен без пластификаторов очень хрупкий при низких температурах. К этому необходимо добавить, что при высоком уровне грунтовых вод, особенно при откачке сточной воды из установки при ремонте, её может вырвать за счёт выталкивающей силы Архимеда. Приходилось видеть, при строительстве АЗС, вырванные выталкивающей силой на поверхность земли металлические пустые резервуары, которые недостаточно пригрузили ж/б конструкциями. Вес пригруза должен быть больше этой выталкивающей силы (веса объема воды вытесненного телом - закон Архимеда). Установка - это тот же резервуар, только легче и слабее. Правда, может фирме ЮБАС удалось "опровергнуть" этот закон, тогда пусть предоставят "расчёты". Если говорить серьезно, то ж/б колодец - это небольшая и оправданная инвестиция, т.к. расплатой за такую "экономию" (при монтаже оборудования прямо в землю) будет ваша раздавленная установка, цена которой не сравнима с ценой этого ж/б колодца. К этому также можно добавить, что этим экономится территория, так как по размещённой в ж/б установке можно будет ходить и даже ездить автомобилем.

Установку BIOTAL, изготавливаемую из лучшего в Европе немецкого пластика фирмы SIMONA, так же можно устанавливать в землю без железобетонных колец, так как статически она не менее прочная, чем установка ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) или TOPAS. Круглый корпус, плюс качественный пластик с пластификатами, пусть даже меньшей толщины, он примерно статически одинаков и выдержит такую же нагрузку, что и ячеистый пластик, применяемый при изготовлении установок ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) и TOPAS.

Мы устанавливаем установки в железобетонных колодцах, потому что привыкли делать всё основательно и надолго.

 

Следующий упрёк в сторону технологии BIOTAL заключался в том, что компрессоры и автоматика устанавливаются не в самой установке, как у ЮБАСа (БИОПРОЦЕССОРа, EUROBIONа) и TOPASа, а в подвале здания, гараже или подсобном помещении, что, якобы, дороже.

 

Если говорить об удорожании, то оно будет до 100 у.е., это не тяжело подсчитать: расстояние от здания до установки обычно 5-15 метров. Стоимость трубы РР 20 мм, плюс труба 110 мм в качестве кожуха, а траншею от дома до установки (для укладки трубы сброса сточных вод) в любом случае необходимо копать. Такие небольшие добавочные расходы вам окупятся во много раз, так как мембранный компрессор, согласно инструкции по эксплуатации, нельзя располагать во влажном помещении, тем более в самой установке. Так как компрессоры в установках ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) и TOPAS располагаются внутри установки, и всасывают воздух прямо с улицы с температурой, в зимнее время, до минус 30 градусов, то резко снижается срок работы дорогостоящих мембран компрессора и приводит к частым авариям. Если к этому добавить влажную среду и, естественно, образование конденсата внутри компрессора, то станет понятно, что вашему электрооборудованию в таких условиях "долго не жить". Зная эти проблемы и проконсультировавшись с производителями японских компрессоров SECOH, которые категорически запрещают использование компрессоров в таких условиях, я ещё в начале создания своей технологии выбрал вариант установки компрессоров и автоматики в подвальном или другом помещении, тем более, что шум от работы мемранного компрессора соизмерим с шумом работы бытового холодильника, что не создает никакого дискомфорта. Допускается установка компрессоров и автоматики в отдельном сухом железобетонном колодце, так как температура воздуха там не понижается ниже 5 градусов и нет влажности. Компрессоры, установленные в подвале, во-первых, откачивают и подают на установку из подвала тёплый воздух, что благотворно сказывается на биологическом процессе в зимнее время, так как при снижении температуры иловой смеси ниже 12 градусов биологический процесс резко ухудшается, а при 5 градусах практически прекращается. Во вторых, одновременно с подачей воздуха на установку, компрессоры осуществляют принудительную вентиляцию подвала или другого помещения, в котором они расположены. Что же касается автоматики, расположенной внутри установки, то велика опасность появления конденсата внутри автоматики с последующим окислением контактов (так как, как известно, парам никаких преград нет, да и для контроля работы МОС в зимний период придется с лопатой идти отгребать снег с крышки своей установки). Если же автоматика расположена в подвале, то для контроля работы установки достаточно спустится в подвал. К вышеперечисленному можно добавить ещё то, что размещать электрооборудование, в нашем случае компрессоры и автоматику на 220 вольт там, где возможно затопление водой, вообще запрещено. Это может привести к гибели людей, а также приведёт в негодность автоматику и компрессоры. Затопление установки может произойти при забивании дренажа. Забивание дренажа, происходит при длительном отключении электроэнергии в случае, если на установку продолжают сбрасывать сточные воды, что приводит к оттоку из установки неочищенных сточных вод с активным илом. Автоматика и компрессор в установках TOPAS и ЮБАС (БИОПРОЦЕССОР, EUROBION) находятся непосредственно над уровнем воды и, естественно, при подъёме уровня воды произойдёт короткое замыкание, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Вот и вся правда о "преимуществе и экономической выгоде" размещения компрессоров и автоматики в самой установке. Копеечная выгода и - опасность для жизни, сокращение срока работы дорогостоящего оборудования и, соответственно, надёжности системы.

 

Сравнительная таблица технологий различных производителей

 

№ п/п
Условие очистки сточных вод
1
Задержание и размельчение поступающих со сточными водами грубых нечистот
+
+
-
+
-
+
+
+
+
-
-
2
Самоочистка системы задерживания и размельчения грубых нечистот
+
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
3
Приём залпового сброса сточных вод без выноса ила из установки с очищенными сточными водами
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
4
Многоступенчатость системы очистки, не менее 5 ступеней очистки
+
+
+
+
-
-
+
-
-
+
-
5
Двух- и более иловая система
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
6
Многоконтурная возвратная рециркуляция с интенсивностью пропорциональной количеству поступающих сточных вод
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7
Автоматическое удаление избыточного активного ила
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
8
Автоматическое поддержание необходимой концентрации активного ила в системе с возможностью его корректировки
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
9
Обеспечение удаления азота биологическим путём
+
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
10
Автоматическое регулирование своей мощности при изменении количества поступающих на очистку сточных вод
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
11
Сигнализация нарушения работы установки
+
+
+
+
-
+
-
+
-
-
-
12
Возможность ремонта или замены любого узла, без остановки работы очистного сооружения
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
13
Отсутствие анаэробного отстойника и вызванных им неприятных запахов
+
+
+
+
+
-
+
-
-
+
-
14
Обеспечение очистки сточных вод до БПК5 5 - 8 мг/л
+
+
-
-
-
-
-
-
+
-