ФЕРМЕНТНО – КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Профессор, д. ф.м. наук, И. С.Ли1
1 инженерные системы», РФ, г. Томск, пр. Ленина, 190, строение 2, офис 5.
(E-mail: *****@***com)
Тел0 Факс 8 (38Сот. 0-07
Тезисы
К основным недостаткам классической технологии очистки сточных вод можно отнести неприятные запахи, наличие первичных и вторичных отстойников, а также использование горизонтальной системы аэрации. Решить эти и другие проблемы стандартных очистных сооружений, связанных, прежде всего, с утилизацией сырого осадка, поможет переход на так называемую кавитационно-ферментную технологию очистки сточных вод. Последняя обеспечит возможность размещения КОС непосредственно в жилой зоне вследствие отсутствия неприятных запахов; уменьшение площади, необходимой для строительства КОС, примерно в 100 раз; уменьшение эксплуатационных затрат по электричеству в 5 раз; отсутствие реагентов; получение на выходе техногенного гумуса, который позволяет получить продукт, востребованный рынком.
Ключевые слова
активный ил, влагосодержание, кавитационно-ферментная технология, сточные воды, сырой осадок, техногенный гумус.
При строительстве населенных пунктов легко решается вопрос об инфраструктуре (тепло, электричество, водоснабжение и т. д.), но всегда остро стоит проблема сточных вод. Что представляют собой классические сооружения очистки хозяйственно-бытовых сточных вод? (рис.1).
Рис.1 Классическая схема очистки сточных вод
В сточных водах содержится множество крупных загрязнений, которые задерживаются на блоке механической очистки: с помощью решеток вода очищается от мусора, песколовками – от песка. [1] Далее по схеме расположены первичные отстойники глубиной около 5 метров и диаметров 40–50 метров. Здесь происходит осаждение сырого осадка – крупных взвешенных загрязнений. После первичных отстойников сточные воды поступают в горизонтальные аэротенки, представляющие бетонные бассейны длиной до 300 метров, в которых загрязнения разлагаются и окисляются активным илом. Следующий блок очистки – это вторичные отстойники, где удаляются остатки активного ила. Затем стоки еще раз фильтруются через очень мелкие решетки на блоке доочистки. Перед сбросом в водоем стоки обеззараживают хлором или ультрафиолетом.
После очистки стоков остается осадок и избыток активного ила, которые надо утилизировать. Их влажность колеблется от 96 до 98 %. Для обезвоживания раньше использовались иловые площадки (карты) (рис. 2), эффективность работы которых довольно низка.
Рис. 2 Иловые карты
Из вышесказанного можно понять, что очистные сооружения занимают довольно большую территорию. Так, станция производительностью 100 тыс. м3/сутки занимает территорию в 22–27 гектаров. Вторая проблема связана с тем, что органическая масса (жиры, белки, углеводы), в большом количестве находящаяся в стоках, весьма медленно распадается (разлагается) на составные части и является источником достаточно неприятных запахов. В связи с этим, очистные сооружения, как правило, размещают достаточно далеко (15–20 км) от населенных пунктов. А это означает, что надо строить весьма дорогостоящие отводящие коллекторы и нести дополнительные расходы по перекачке стоков.
Третья проблема связана с утилизацией избытка активного ила и сырого осадка. Конечно, можно и дальше строить илохранилища и, тем самым, организовывать дополнительные зловонные болота, или искать способы утилизации активного ила.
Мы предлагаем новое поколение очистных сооружений, в которых биологическая очистка объединена с кавитацией (рис. 3).
Рис. 3 Кавитационно-ферментные КОС
Задача кавитации – аккуратно разрушить внешнюю оболочку микроорганизмов и тем самым обеспечить появление в сточной воде группы ферментов. [2] Ферменты, являясь катализаторами биохимических реакций, ускоряют в сотни – тысячи раз процессы разложения органики. В результате исчезает неприятный запах на очистных сооружениях, появляется возможность отказа от первичных и вторичных отстойников, в 100 раз уменьшается общая площадь очистных сооружений, и вообще, вся станция очистки может быть помещена в одно здание. Как следствие, отпадает необходимость вывода КОС за населенный пункт. (рис. 4).
Рис. 4 Здание КОС, размещенное в жилой зоне
Кроме того, возникает существенная экономия капитальных расходов. Более того, уменьшение общей территории очистных сооружений и возможность их размещения непосредственно в населенных пунктах позволяет, особенно при строительстве новых коттеджных поселков или городов, сразу же окупить (иногда в несколько раз!) все инвестиции в строительство очистных сооружений, так как земля в таких местах стоит дорого. [3]
Новая технология также позволила решить проблему утилизации сырого осадка и избытка активного ила. В активном иле разрушается биополимерная пленка и он приобретает нитчатую структуру. Это приводит к тому, что через 2–3 часа на иловых площадках начинается активное влагоотделение. Влажность с 98 % уменьшается естественным образом до 50 % за полгода, и при этом не требуется никаких реагентов и дополнительных затрат по энергетике по сравнению с другими способами утилизации сырого осадка (рис.5).
Влагосодержание 95-98% Влагосодержание 40-50%
Рис. 5 Влагосодержание на иловых картах
Конечным результатом обработки избытка активного ила и сырого осадка является так называемый техногенный гумус (земля) (рис. 6), который экологически абсолютно безвреден и может быть использован для различных целей, в том числе как сельскохозяйственное удобрение. В районе Волгограда 20–25 м3 такого гумуса на один гектар обеспечили увеличение урожая озимых в 5–8 раз! Таким образом, использование новой технологии позволяет открыть новый, дополнительный канал возврата инвестиций при строительстве или реконструкции очистных сооружений. [4]
Рис. 6 Техногенный гумус
Кратко перечислим еще раз основные преимущества новых, кавитационно-ферментных станций очистки хозяйственно-бытовых стоков:
1. По сравнению с классической схемой требуется в 100 раз меньше площади под КОС. Для сравнения: для станции производительностью 100 тыс. м3/сут. требуется площадь 22–27 га, в нашем случае 0,2–0,3 га.
2. Отсутствуют первичные и вторичные отстойники, поэтому КОС любой производительности могут быть помещены в одном здании. Санитарная зона всего 30 м.
3. Нет запаха, поэтому КОС могут быть размещены прямо в жилой зоне.
4. Решена проблема утилизации избытка активного ила и сырого осадка. Он превращается в техногенный гумус, фактически удобрение, содержащее азот и фосфор, который может быть использован для различных целей и поэтому востребован рынком. Появляется второй дополнительный канал возврата инвестиций. [5]
5. В разы уменьшаются капитальные затраты, например, не надо будет строить длинные и дорогостоящие коллекторы, чтобы увести КОС от жилого сектора.
6. В два-четыре раза уменьшаются эксплуатационные расходы по электричеству, нет расходов по реагентам, уменьшается в 4-5 раз количество необходимого персонала, станция автоматизирована.
Данная технология применима не только для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, но может быть использована и в промышленности.
