Как предприятие, осуществляющее контроль за загрязнением окружающей среды, важнейшей задачей очистных сооружений является обеспечение соответствия сточных вод установленным стандартам. Однако всё более строгие стандарты сброса сточных вод и агрессивность инспекторов по охране окружающей среды привели к существенной нагрузке на очистные сооружения. Откачивать воду становится всё сложнее.
По наблюдениям автора, непосредственной причиной трудностей с достижением норматива сброса воды является то, что на очистных сооружениях моей страны, как правило, существуют три порочных круга.
Первый - порочный круг низкой активности ила (MLVSS/MLSS) и высокой концентрации ила; второй - порочный круг того, что чем больше используется химикатов для удаления фосфора, тем больше образуется ила; третий - длительная эксплуатация очистных сооружений с перегрузкой, оборудование не подлежит капитальному ремонту, круглогодичная эксплуатация с болезнями, что приводит к порочному кругу снижения производительности очистки сточных вод.
#1
Замкнутый круг низкой активности ила и высокой его концентрации
Профессор Ван Хунчэнь провёл исследование 467 очистных сооружений. Давайте посмотрим на данные об активности и концентрации ила: среди этих 467 очистных сооружений у 61% очистных сооружений MLVSS/MLSS менее 0,5, а у около 30% очистных сооружений MLVSS/MLSS менее 0,4.
Концентрация ила на 2/3 очистных сооружений превышает 4000 мг/л, на 1/3 очистных сооружений концентрация ила превышает 6000 мг/л, а на 20 очистных сооружениях концентрация ила превышает 10000 мг/л.
Каковы последствия вышеуказанных условий (низкая активность ила, высокая концентрация ила)? Хотя мы видели множество технических статей, анализирующих правду, но, говоря простым языком, есть одно последствие: выход воды превышает норму.
Это можно объяснить двумя факторами. С одной стороны, при высокой концентрации ила необходимо усилить аэрацию, чтобы избежать его осаждения. Увеличение интенсивности аэрации не только увеличит энергопотребление, но и увеличит биологическую секцию. Увеличение концентрации растворенного кислорода приведет к истощению источника углерода, необходимого для денитрификации, что напрямую повлияет на эффективность денитрификации и удаления фосфора в биологической системе, что приведет к избытку азота и фосфора.
С другой стороны, высокая концентрация ила приводит к повышению уровня раздела между грязью и водой, и ил легко теряется со сточными водами вторичного отстойника, что либо засоряет установку доочистки, либо приводит к превышению нормативов ХПК и взвешенных веществ в сточных водах.
После обсуждения последствий давайте поговорим о том, почему на большинстве очистных сооружений существует проблема низкой активности ила и высокой его концентрации.
Фактически, причиной высокой концентрации ила является его низкая активность. В связи с низкой активностью ила для повышения эффективности очистки необходимо увеличить его концентрацию. Низкая активность ила обусловлена тем, что в сточных водах содержится большое количество шлакового песка, который поступает в установку биологической очистки и постепенно накапливается, что влияет на активность микроорганизмов.
В поступающей воде много шлака и песка. Одна из причин — низкая эффективность улавливания решёткой, а другая — отсутствие первичных отстойников на более чем 90% очистных сооружений в моей стране.
Некоторые могут спросить: почему бы не построить первичный отстойник? Речь идёт о трубопроводной сети. В моей стране существуют такие проблемы, как неправильное подключение, смешанное подключение и отсутствие соединений в трубопроводной сети. В результате качество воды, поступающей на очистные сооружения, обычно характеризуется тремя характеристиками: высокой концентрацией неорганических твердых частиц (КНВ), низким ХПК и низким соотношением C/N.
Концентрация неорганических веществ в поступающей воде высока, то есть содержание песка относительно велико. Изначально первичный отстойник мог бы снизить содержание некоторых неорганических веществ, но поскольку ХПК поступающей воды относительно низкое, большинство очистных сооружений просто не строят первичный отстойник.
В конечном итоге низкая активность ила является наследием «тяжелых установок и легких сетей».
Мы уже говорили, что высокая концентрация ила и низкая его активность приведут к избыточному содержанию азота и фосфора в сточных водах. В настоящее время на большинстве очистных сооружений в качестве ответных мер используется добавление источников углерода и неорганических флокулянтов. Однако добавление большого количества внешних источников углерода приведёт к дальнейшему увеличению энергопотребления, а добавление большого количества флокулянта приведёт к образованию большого количества химического ила, что приведёт к увеличению концентрации ила и дальнейшему снижению его активности, образуя порочный круг.
#2
Замкнутый круг, в котором чем больше используется химикатов для удаления фосфора, тем больше образуется шлама.
Использование химикатов для удаления фосфора увеличило образование шлама на 20–30 % и даже больше.
Проблема шлама уже много лет является серьезной проблемой для очистных сооружений, в основном из-за того, что для шлама нет выхода или выход нестабилен.
Это приводит к увеличению возраста ила, что приводит к явлению старения ила и даже к более серьезным аномалиям, таким как вспучивание ила.
Разбухший ил плохо флоккулирует. Из-за потери сточных вод из вторичного отстойника блок доочистки засоряется, эффективность очистки снижается, а объём промывочной воды увеличивается.
Увеличение количества промывной воды приведет к двум последствиям, одно из которых — снижение эффективности очистки предыдущего биохимического участка.
Значительное количество промывной воды возвращается в аэротенк, что сокращает фактическое время гидравлического удержания сооружения и снижает эффективность вторичной очистки;
Во-вторых, необходимо еще больше снизить эффект обработки блока глубинной обработки.
Поскольку большой объем промывочной воды необходимо возвращать в систему фильтрации доочистки, скорость фильтрации увеличивается, а фактическая производительность фильтрации снижается.
Общий эффект очистки снижается, что может привести к превышению нормативов общего фосфора и ХПК в сточных водах. Чтобы избежать превышения нормативов, очистные сооружения увеличивают использование реагентов для удаления фосфора, что приводит к дальнейшему увеличению количества шлама.
в порочный круг.
#3
Замкнутый круг длительной перегрузки очистных сооружений и снижения производительности очистки сточных вод
Очистка сточных вод зависит не только от людей, но и от оборудования.
Канализационное оборудование уже давно сражается на передовой водоочистки. Если его не ремонтировать регулярно, рано или поздно возникнут проблемы. Однако в большинстве случаев канализационное оборудование не подлежит ремонту, поскольку при выходе из строя какого-либо оборудования сброс воды, скорее всего, превысит допустимую норму. В условиях системы ежедневных штрафов это не каждому по карману.
Из 467 городских очистных сооружений, обследованных профессором Ван Хунчэнем, около двух третей имеют гидравлическую нагрузку более 80%, около одной трети — более 120%, а 5 очистных сооружений — более 150%.
При гидравлической нагрузке более 80%, за исключением нескольких сверхкрупных очистных сооружений, очистные сооружения общего назначения не могут отключать воду для проведения технического обслуживания при условии, что качество сточных вод достигнет норматива, а резервного водоснабжения для аэраторов, а также всасывающих и скребковых устройств вторичного отстойника не предусмотрено. Полная замена или капитальный ремонт нижнего оборудования допускается только после опорожнения.
То есть, около 2/3 очистных сооружений не могут ремонтировать оборудование, поскольку считают, что необходимо обеспечить соответствие сточных вод установленным стандартам.
Согласно исследованию профессора Ван Хунчэня, срок службы аэраторов обычно составляет 4–6 лет, однако на четверти очистных сооружений техническое обслуживание аэраторов для удаления воздуха не проводилось уже более 6 лет. Грязеуловитель, который необходимо опорожнять и ремонтировать, как правило, не ремонтируется круглый год.
Оборудование долгое время работало в неисправном состоянии, и производительность очистки воды постоянно снижалась. Чтобы выдержать давление на выходе, остановить его для обслуживания невозможно. В этом замкнутом круге система очистки сточных вод неизбежно выйдет из строя.
#4
написать в конце
После того, как охрана окружающей среды стала основой национальной политики моей страны, сферы контроля загрязнения воды, газа, твердых веществ, почвы и других загрязняющих веществ получили стремительное развитие, среди которых ведущую роль можно отнести очистку сточных вод. Из-за недостаточного уровня загрязнения эксплуатация очистных сооружений оказалась под угрозой, а проблемы с трубопроводной сетью и шламом стали двумя основными недостатками очистных сооружений моей страны.
И теперь пришло время исправить недостатки.
Время публикации: 23 февраля 2022 г.
