ВВЕДЕНИЕ 3
1 Литературный обзор по теме исследования 6
1.1 Сточные воды и их классификация 6
1.2 Общая характеристика структурных компонентов очистных сооружений 16
1.3 Фосфор. Методы очистки сточных вод от фосфатов 26
2 Анализ существующей схемы очистки сточных вод от фосфатов на очистных сооружениях ООО «АВТОГРАД-ВОДОКАНАЛ» 40
2.1 Краткая характеристика предприятия 40
2.2 Технологическая схема очистки сточных вод 41
2.3 Оценка эффективности очистки сточных вод от фосфатов на очистных сооружениях ООО «АВТОГРАД-ВОДОКАНАЛ» 54
3 Разработка рекомендаций по совершенствованию очистки сточных вод от фосфорсодержащих загрязнений на очистных сооружениях ООО «АВТОГРАД-ВОДОКАНАЛ» 57
3.1 Технологические решения повышения эффективности дефосфатизации 57
3.2 Модернизация работы очистных сооружений ООО «АВТОГРАД-ВОДОКАНАЛ» 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 73
Актуальность исследования. В настоящее время, в условиях возрастающего антропогенного пресса на природные водоёмы, одной из важных задач является интенсификация очистки сточных вод от загрязнений. Из всех загрязняющих веществ именно фосфор представляет наибольшую опасность для водных экосистем, поскольку его накопление в воде усиливает процессы эвтрофикации. В результате эвтрофирования наблюдается нарушение процессов саморегуляции в биоценозах, происходит массовое размножение сине-зелёных водорослей, вызывая «цветение» воды. Это приводит к возникновению заморных явлений у рыб, обуславливает невозможность использования воды в качестве питьевой, создает помехи в водопользовании, способствует образованию биологических обрастаний в технологических аппаратах и коммуникациях. Затраты на очистку таких эвтрофированных вод резко возрастают.
«Почти во всех водоемах, подверженных антропогенной нагрузке, концентрации фосфатов значительно превышают значения предельно допустимого сброса (далее ПДС), что связано в первую очередь с тем, что не все очистные сооружения обладают достаточными технологиями по удалению фосфорсодержащих загрязнений из сточных вод. Большинство действующих в России сооружений очистки основано на применении устаревших технологий, дающих низкий процент очищения от фосфатов. В результате на многих объектах требования нормативных документов по сбросу фосфора не выполняются. Поэтому анализ причин недостаточного очищения сточных вод и разработка эффективных технологических решений по их очистке от фосфорсодержащих загрязнений являются актуальным направлением исследований» [1].
Цель и задачи исследования. Объектом исследования являются биологические очистные сооружения канализации предприятия ООО «АВТОГРАД-ВОДОКАНАЛ» (далее ООО «АВК»), осуществляющего водоснабжение и водоотведение в Автозаводском районе г.о. Тольятти.
Целью настоящей работы является совершенствование существующей технологии очистки городских сточных вод для снижения концентрации фосфорсодержащих загрязнений:
1. Провести анализ отечественного и зарубежного опыта по очистке сточных вод от фосфатов на основании литературных данных;
2. Рассмотреть и проанализировать технологическую схему очистки сточных вод от фосфатов на очистных сооружениях ООО «АВТОГРАД- ВОДОКАНАЛ»;
3. Разработать рекомендации по улучшению качества очистки городских сточных вод от фосфатов на изучаемом предприятии.
Научная новизна. Разработаны рекомендации по совершенствованию технологической схемы очистки сточных вод. Выявлена причина недостаточного удаления фосфора из сточных вод. Подготовлены предложения по реконструкции аэротенков. Обоснована необходимость введения инженерного контроля на этапе биологической очистки.
Теоретическая и практическая значимость работы. Изучен спектр технологических решений по повышению эффективности очистки сточных вод от фосфорсодержащих загрязнений. Полученные результаты могут быть использованы для повышения качества очистки сточных вод от фосфатов на очистных сооружениях ООО «АВК».
Защищаемые положения:
1. Эффективной схемой реконструкции аэротенков является вариант с чередованием анаэробного и аэробного этапов биологической очистки.
2. Одной из причин недостаточной очистки сточных вод от фосфорсодержащих загрязнений на этапе биологической очистки является нерегулируемость условий, влияющих на эффективность осаждения фосфора, таких как температура и уровень растворённого кислорода в воде.
3. Модернизация очистных сооружений, включающая реконструкцию аэротенков, введение инженерного контроля и метод химического осаждения, способна повысить эффективность удаления фосфора из сточных вод на изучаемом предприятии.
Структура магистерской диссертации: Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 75 наименований, 16 из которых на иностранном языке. Объем работы составляет 80 страницы машинописного текста, содержит 11 рисунков и 3 таблицы.
Изучение спектра технологических решений по повышению эффективности очистки сточных вод от фосфатов показало, что существует множество работающих схем, применение которых способно повысить показатели уровня дефосфотизации на очистных сооружениях «ООО АВК». Из них отобраны реальные варианты, подходящие для изучаемого предприятия. Полная реконструкция очистных сооружений не рассматривалась, поскольку требует капитальных материальных и энергетических затрат и может привести к экономическим издержкам на этапе внедрения.
1. Изучен отечественный и зарубежный опыт по очистке сточных вод от фосфатов на основании литературных данных. Выявлены теоретические основы, применение которых способно повысить показатели уровня очистки городских сточных вод от фосфатов.
2. Из содержащихся в сточных водах загрязнений именно фосфор представляет наибольшую опасность для природных водоемов, вызывая антропогенную эвтрофикации водоёмов, что приводит к ухудшению качества воды.
3. Анализ технологической схемы очистки сточных вод на очистных сооружениях ООО «АВК» показал, что удаление фосфора фосфатов осуществляется на биологическом этапе очистки в составе образующегося ила, после его осаждения в отстойниках.
4. Разработаны рекомендации по улучшению качества очистки городских сточных вод от фосфатов на изучаемом предприятии. Отобраны реальные варианты, подходящие для изучаемого предприятия. Полная реконструкция очистных сооружений не рассматривается, поскольку требует капитальных материальных и энергетических затрат и может привести к экономическим издержкам на этапе внедрения.
5. Одной из причин недостаточной очистки сточных вод от фосфатов является отсутствие анаэробной зоны в аэротенках. Совершенствование технологической схемы включает в себя разделение аэротенков на две части - бескислородную и кислородную зоны.
6. Показано добавление на биологическом этапе метода химического осаждения с использованием проверенных реагентов.
7. Предложено ввести инженерный контроль на этапе биологической очистки сточных вод с целью отслеживания и создания условий для развития активного ила.
