Реконструкция иловых площадок канализационных очистных сооружений Новоалтайска

Отечественный опыт свидетельствует, что иловые площадки, при соблюдении определенных условий, позволяют успешно решать задачи, связанные с обезвоживанием осадков сточных вод, исключая применение методов механического обезвоживания [1]. Так, при соблюдении заданного регламента налива, можно добиться высоких удельных нагрузок.

Для эффективной работы иловых площадок значение имеет [2, 3]:

• -    конструкция иловой площадки;

• -    конструкция дренажа;

• -    конструкция дренажного элемента;

• -    технология напуска осадка на иловые площадки.

Целью исследований является обоснование реконструкции существующих иловых площадок канализационных очистных сооружений г. Новоалтайска.

Объект и методы исследований

Объектом исследования являются существующие иловые площадки с естественным основанием без дренажа канали- зационных очистных сооружений г. Новоалтайска.

В результате выполненных расчетов, количество подаваемой смеси осадка на иловые площадки составляет 82 м3/сут. при влажности 97%.

Результаты исследований

Назрела необходимость реконструкции существующих иловых площадок на естественном основании без дренажа. Иловые площадки должны иметь искусственное покрытие (бетон или асфальтобетон) для возможности механической уборки подсушенного осадка. Причем сильно заглублять их не рекомендуется. Наилучший вариант - это устройство иловых площадок на поверхности, с которой снят только растительный слой. Это будет способствовать интенсификации процесса подсушки осадка [2, 3].

Для дренажа целесообразно использовать дренажные элементы конструкции «Экополимер» (отбор дренажных вод у этих дрен осуществляется практически всей наружной поверхностью).

Конструктивное выполнение иловой площадки представлено в двух вариантах:

на рисунке 1 - традиционный дренаж, на рисунке 2 - пластовый дренаж [3].

Вариант «пластового дренажа» несколько дороже, но в эксплуатации он эффективнее в 1,5 раза.

конструкции «Экополимер»

Рис. 1. Конструкция дренажа иловых площадок

Традиционный дренаж (покрытие бетонное)

конструкции «.Экополимер»

Рис. 2 Конструкция дренажа иловых площадок. Пластовый дренаж

Каждая плеть дренажных элементов на выходе из иловой площадки заканчиваются металлическими оголовками, которые заводятся в канализационный колодец. Иловая вода по дренажной системе аккумулируется в приемном резервуаре, в котором устанавливается погружной насос, и затем, по мере накопления, откачивается в распределительную чашу первичных отстойников. Насос работает в автоматическом режиме от поплавкового реле.

Предлагается суточное количество осадка, образованного за один цикл очистки, подавать на иловые площадки следующим образом:

• -    в первые сутки осадок выпускать на площадку №1 с закрытыми задвижками дренажной системы. После налива задвижки следует открывать;

• -    на вторые сутки - на площадку №2;

• -    на третьи сутки - на площадку №3;

• -    на четвертые сутки - снова на площадку №1 и т.д. до общего наполнения площадок на высоту порядка 700 мм.

После этого площадки необходимо оставить на подсушку в естественных условиях и переходить к наполнению следующей группы, представленной площадками №4, №5 и №6. После наполнения этой группы перейти к площадкам №7, №8 и №9.

Группа, представленная площадками №№ 1-3, в это время должна освобождаться от подсушенного осадка. Таким образом, минимальное количество иловых площадок с учетом намораживания в зимний период составит 9 шт.

Выгрузка подсушенного осадка с иловых площадок должна осуществляться при достижении влажности 75-80% [1]. Поврежденный слой песка дренажных каналов после выгрузки осадка следует подсыпать вручную.

Указанная технология налива осадка обеспечит достижение удельных нагрузок на иловые площадки порядка 5-7 м3 осадка на 1 м2 в год, тогда как теоретически удельная нагрузка на существующие иловые площадки с естественным основанием без дренажа составляет 1,08 м3/м2 в год.

Размеры иловой площадки в плане определяются из условия налива суточного количества осадка на высоту 15 см. В предлагаемом случае, при откачивании смеси осадка из первичных отстойников плунжерным насосом НП-28, количество ее составит 82 м3/сут при влажности 97%.

Требуемая площадь F одной иловой площадки составит [1, 2, 3]:

82 =    =547 м

0,15

Размер иловой площадки в плане:

• -    длина - 46,0 м;

• -    ширина - 12,0 м;

• -    строительная глубина - не менее 1,2 м;

Суммарная площадь иловых площадок (9 шт.) составит:

=547∙9=4923 м

Годовое количество смеси:

=82∙365=29930 м

Ожидаемая удельная нагрузка составит:

29930      м

= 4923 =6,08м в год

Также предлагается утилизация обезвоженных осадков. Уловленные на городских очистных сооружениях осадки содержат всю Периодическую систему элементов Д.И. Менделеева. Причем 60-70% твердой фазы осадков-это органика. Применение физических, химических, биологических и других методов позволяет получить из осадков различные продукты для использования в той или иной отрасли промышленности или в сельском хозяйстве. Однако большинство рекомендаций подходит лишь для переработки малых объемов осадков, основывается на сложных технологиях и производствах, требует значительного количества реагентов, больших инвестиций, решения вторичных экологических проблем [2, 4].

Осадки сточных вод могут быть применены как выгорающая добавка при производстве строительных материалов - кирпича, керамзита. При производстве бетонов и в дорожном строительстве можно использовать золу от сжигания осадков. При влажности осадка 20-30% он может быть использован с получением ценных продуктов, например пирокарбона для металлургии, и др. [4].

Перспективные технологии утилизации осадка можно разделить на две категории: термическая сушка и сжигание [2]. Основным преимуществом термической сушки является то, что в высушенном осадке сохраняются органические вещества, являющиеся ценным компонентом удобрений. При сжигании осадков органические вещества превращаются в газообразные продукты сгорания, при этом значительно сокращается общий объем и масса осадков.

Использование осадков сточных вод в промышленности сопряжено с рядом сложностей. Во-первых, требует больших финансовых затрат на организацию и эксплуатацию установок сушки и сжигания. Во-вторых, в связи с неравномерностью образования тепла возникает проблема его использования. В-третьих, возникает опасность вторичного загрязнения, связанная с выделением в воздух токсичных соединений, в том числе канцерогенных, образующихся при термической обработке осадков [4, 5].

Наиболее реальным направлением утилизации осадка считается использование его в качестве удобрений в сельском и садово-парковом хозяйствах, а также для приготовления растительных грунтов.

Исследованиями, проведенными Минсельхозом России, установлено, что обезвоженные осадки обладают высокими удобрительными свойствами. Так, содержание общего азота – 1,8-3,0%, фосфора 2,4-3,7%, калия 01,-0,2%. Они могут быть использованы в качестве удобрения, позволяя одновременно решать вопросы повышения урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почв, реализовать безотходную технологию и защитить окружающую среду от загрязнения [2, 5]. Рекомендуемые сельскохозяйственные культуры, под которые следует вносить обезвоженный осадок в качестве удобрения, зерновые (ячмень), кормовая свекла, кукуруза на зеленую массу. Установлены дозы и частота их внесения в почву.

С целью решения вторичных экологических проблем, осадки сточных вод необходимо обеззаразить в санитарном отношении [5]. В процессе исследований установлено, что при выдержке обезвоженных осадков в буртах (высота 2-3 м) в течение 2-х лет (не путать с компостированием), происходит дегельминтизация, и осадки становятся безопасными в санитарном отношении.

В буртах происходят следующие процессы, которые являются губительными для яиц гельминтов:

• -    снижение влажности до 40-60%;

• -    биотермический разогрев;

• -    воздействие ультрафиолета.

Такой технологический прием обеззараживания обезвоженных осадков рекомендуется НИИ КВОВ НПФ «Бифар» (г. Москва), и может быть рекомендован к применению для г. Новоалтайска.

Для размещения буртов следует предусмотреть специально отведенную площадку с искусственным покрытием и поверхностным отводом атмосферных осадков. Размеры площадки обусловлены количеством обезвоженного осадка в течение 2,5 лет (2 года – выдержка в буртах и 0,5 года – увеличение площади при дополнительном буртовании в процессе выгрузки созревшего осадка) на высоту 3 м [4].

_ Q ∙ T   6,91∙2,5∙365

• ^F нетто ⁼   _ℎ ⁼        ₃

= 2101,8 м2

где Q – суточное количество обезвоженного осадка влажностью 75%, м3/сут;

Т – период выдержки осадка в буртах, лет;

• h – высота бурта, м.

Выводы

В результате реконструкции иловых площадок с использованием современных представлений о конструктивных решениях и эксплуатации, резко сократится занимаемая территория, и, как следствие, снизится загрязнение окружающей среды. Выдержка обезвоженного осадка на площадке буртования в течение двух лет, позволит получать осадок, безопасный в санитарном отношении для дальнейшего его использования в качестве удобрения.

• - замораживание и оттаивание;