Строительство и архитектура/7. Водоснабжение и канализация
Маскалева
С.Е.
ООО Эковод, Россия
к.т.н.
Большаков Н.Ю.
ООО Эковод, СПбГУКиТ,
Россия
Современные технологии глубокого удаления азота и фосфора на
примере ЮЗОС
Российская Федерация в числе других стран подписала
Хельсинскую конвенцию по защите Балтийского моря. Значительная часть
обязательств, взятых на себя Россией в рамках этой конвенции, связана со
снижением антропогенного воздействия Санкт-Петербурга - крупнейшего
мегаполиса, расположенного на балтийском побережье.
О необходимости активизации усилий, нацеленных на
уменьшение загрязнений Балтики и восстановление ее экосистемы, шла речь и на
международном Форуме действий по Балтийскому морю, состоявшемуся зимой 2010
года в Хельсинки, и на министерском заседании Хельсинской комиссии по защите
Балтийского моря (ХЕЛКОМ), прошедшем в мае 2010 года в Москве.
Основной причиной загрязнения водоемов является сброс
неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод, так как именно в сточных
водах содержатся различные загрязняющие вещества, оказывающие экологически
вредное воздействие на водную среду, в том числе азот и фосфор, вызывающие
эвтрофикацию водоемов («цветение воды»).
Эвтрофикация в водоемах может привести к деградации водных
экосистем, к ухудшению санитарно-гигиенических качеств воды, к снижению
способности воды к самоочищению.
Основные возможные технологические схемы
реализации технологий глубокой биологической очистки от азота и фосфора
приведены на Рис. 1 [1]. Реализация биотехнологий НД и БДФ (нитриденитрифмкации
и биологической дефосфотации) связана с созданием в аэротенке трех типов зон [2,
3]:
·
аэробная зона (высокая
концентрация растворенного кислорода 
2¸3мг/л);
·
аноксидная зона
(растворенный кислород практически отсутствует, но есть нитраты, а также
органические вещества);
·
анаэробная зона (нет
растворенного кислорода, нет нитратов и нитритов, но есть органические
вещества.
а) A2/O-процесс (anaerobic/anoxic/oxic)
б) 5-и зонный процесс Барденфо (Bardenpho)
в) Йоханесбургский процесс или JHB-процесс (Johannesburg process)
г) модифицированный Йоханесбургский
процесс (modified JHB)
д) Технология Кейптаунского Университета
или UCT-процесс (University of Cape Town)
е) модифицированный UCT-процесс (modified UCT)
ж) VIP-процесс (Virginia
Initiative Process)
Условные обозначения: Д – аноксидня зона; Ан –
анаэробная зона;
Н – аэробная зона
Рис. 1. Технологические
схемы реализации технологий нитриденитрификации и биологической дефосфотации
В 2005 г. введены в действие Юго-западные очистные сооружения (ЮЗОС)
(Рис. 2), производительностью 330 тыс. м3/сутки. ЮЗОС – самый
крупный европейский экологический проект последних лет. Завершение
строительства очистных сооружений признано одним из
важнейших международных проектов по защите водных ресурсов Балтийского моря.
Рис.2 Юго-Западные очистные сооружения
Юго-Западные
очистные сооружения (ЮЗОС) являются сооружениями с комбинированным
химико-биологическим удалением азота и фосфора. Технологическая схема очистных
сооружений представлена на Рис. 3.
Рис.3 Технологическая схема ЮЗОС
Условные обозначения: 1 - щитовые затворы ГНС; 2 - решетки; 3 - песколовки; 4 - распределительная камера; 5а - химическое осаждение фосфора; 6 - песковые площадки; 7a - первичные отстойники с ферментацией сырого осадка; 7b - усреднители; 8 - аэротенки; 9 - вторичные отстойники; 10 - УФ-обеззараживание; 11 - выпуск; 12 - обезвоживание осадка; 13 - иловая насосная станция; 14 - административное здание, лаборатория, воздуходувки и
диспетчерская; 15 - илоуплотнители; 16 - завод сжигания осадка
В
дополнение к технологии VIP (Рис.4)
глубокого биологического удаления биогенов на ЮЗОС применяется предварительное
химическое осаждение фосфора в первичных отстойниках. Небольшое количество
сернокислого железа (35 г/м3) дозируется в начало сооружений с целью
снижения фосфатов до уровня, с которым процесс биологического удаления биогенных
элементов может справиться и снизить концентрацию растворенного фосфора на
выпуске ниже 0,05 мг/л.
Сернокислое
железо также дозируется в баки смешения осадка для устранения высвобождения
фосфатов при смешивании сырого осадка и избыточного ила.
Биологическое удаление азота и фосфора происходит в аэротенках (Рис.3).
Рис. 4. Блок биологической очистки
Сточные
воды очищаются в соответствии с новыми стандартами, установленными ХЕЛКОМ
(15.11.2007 г., Краков, Польша). Рекомендуемые значения: БПК5 = 15 мг/л и
снижение на 80%, общий фосфор (Ptot) = 0.5 мг/л или снижение на 90%,
общий азот (Ntot) = 10 мг/л или снижение на 70-80%.
Рекомендуемое «Водоканалом» значение общего
азота еще ниже - 8.0 мг/л.
В 2010 г. Юго-Западные очистные
сооружения достигли новых рекомендуемых ХЕЛКОМ и «Водоканалом» значений по БПК5,
азоту и фосфору (Рис.5,6). В 2010 г. средние концентрации на выпуске составили:
БПК5 - 3.9 мг/л, Ntot - 6.8 мг/л, Ptot - 0.28 мг/л.
Рис.5.
Концентрации общего азота на входе и выходе ЮЗОС в 2005-2010 г.г.
Рис.6.
Концентрации общего фосфора на входе и выходе ЮЗОС в 2005-2010 г.г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Большаков Н.Ю.
Очистка от биогенных элементов на городских очистных сооружениях. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – 112 с.
2. Хенце М.
Биологическая очистка сточных вод. - М.: Мир, 2004. - 480 с.
3. George Tchobanoglous, Franklin L.Burton, H. David Stensel
Wastewater Engineering. Treatment and Reuse. – New York.: McGraw-Hill Higher
Education, 2003. - 1819 p.
4. Нормативы ХЕЛКОМ от
15.11.2007 г., Краков, Польша