1.3.1 Устройство, особенности эксплуатации, применение компактных установок модульного типа для очистки сточных вод

В настоящее время очень остро стоят вопросы экологической безопасности окружающей среды, поэтому актуальными являются тенденции повышения качества очистки сточных вод, которые поступают от населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий путем применения и комбинации известных способов очистки сточных вод. Практически все известные компактные очистные установки являются системами биологической очистки, то есть микроорганизмы разлагают и окисляют органические загрязнения, присутствующие в сточных водах, при этом выделяя энергию и размножаясь. Основные процессы биологической очистки - это ферментативное разложение и биологическое окисление, то есть разложение при помощи белковых ферментов до более простых органических соединений с выделением углерода, и окисление его кислородом либо другим окислителем. К таким системам относятся и широко используемые аэротенки, имеющие аэробную и аноксидную зоны, что во многом позволяет обеспечить высокую эффективность и глубину очистки.

Однако традиционно в известных установках биологической очистки широко применяется метод осаждения активного ила, то есть скопления активных микроорганизмов во вторичных отстойниках. Такая реализация очистных установок приводит к увеличению общих объемов очистных сооружений, а также способствует снижению концентрации активного ила, что в свою очередь не позволяет получать высокое и стабильное качество очистки сточных вод [24].

Альтернативой описанному методу осаждения активного ила является использование мембранной фильтрации для разделения иловой смеси. Мембранная фильтрация представляет собой процесс разделения веществ на полупроницаемой мембране. Для реализации процесса мембранной фильтрации компактные установки биологической очистки сточных вод оборудуют мембранными модулями, что позволяет уменьшить объемы, занимаемые очистными установками. Однако не каждая из известных конструкций компактных установок биологической очистки сточных вод с использованием мембранной фильтрации позволяет обеспечить должный уровень очистки сточных вод при обеспечении оптимальных эксплуатационных характеристик установки при возможных изменениях нагрузки на установку и колебаниях состава сточных вод. Таким образом, актуальным является разработка конструкции компактной установки биологической очистки, которая бы сочетала в себе указанные методы очистки сточных вод без снижения эффективности очистки.

Из патента Российской Федерации №2305074 известна установка для очистки и обеззараживания сточных вод с использованием мембранной фильтрации. Реализация мембранной фильтрации осуществляется с использованием устройств микрофильтрации, ультрафильтрации или нанофильтрации, при этом также используются средства гравитационного разделения, например, осветлители. Перед устройством гравитационного разделения вводят в очищаемый поток первый порошкообразный адсорбирующий реагент, перед устройством мембранного разделения вводят второй порошкообразный адсорбирующий реагент, также вводят коагулянт.

К недостаткам описанной установки можно отнести значительное количество различных химических реагентов, применяемых при реализации процесса очистки сточных вод, что приводит к повышению стоимости способа очистки. Также к недостаткам можно отнести необходимость осуществления постоянного контроля хода процесса очистки и как следствие, необходимость практически постоянного присутствия обслуживающего персонала в пределах очистного сооружения.

Компактные аэрационные установки предназначаются для биологической очистки сточных вод методом «полного окисления» с аэробной стабилизацией избыточного активного ила, а также методом контактной стабилизации [25].

Типовые установки разработаны на пропускную способность от 12 до 700 м3/сутки.

Результаты эксплуатации показали, что установки, работающие по методу полного окисления, экономичнее при пропускной способности до 200 м3/сутки, при большей пропускной способности — аэрационные установки, работающие с образованием избыточного активного ила и с аэробной его стабилизацией.