5406

39

Наружный диаметр отстойника от оси аппарата:

dn= D + (dk - D)·2 или dn=2 dk - D; dn=2(D+ (0,5 h.Vn )/(0,75. u0)- D; далее dn= D +( h.Vn /0,75. u0).

К строительству должны быть приняты колонны высотой и диаметром, удобным для размещения реактора, колонны должны быть доступны для изготовления и транспортировки. В действующих установках применяют аппараты «БИОСОРБ» размерами: БС 1,5x6; БС 1,5x12; БС 2,2x16; БС 3x20; БС 3,4x20, где первая цифра - диаметр, вторая - высота колонны, (рис.22), (табл.2).

Рис. 22.Установка анаэробной очистки сточных вод молочного завода п. Урмары Чувашской Республики

40

Т а б л и ц а 2 Техническая характеристика действующих установок «БИОСОРБ»

В восьмой главе приведена экономическая эффективность пред-

лагаемых технологических установок с аппаратами «БИОСОРБ». В

сравнительной оценке приняты установки из типовых элементов и

установки «БИОСОРБ».

41

Оценены пять установок производительностью 100, 200, 700, 1400 и 7000 м3/сут., каждая очищает сточные воды с Lеn315 до Lex3 мг/л. В состав типовых установок входят: первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, первый фильтр доочистки (песок) и второй фильтр доочистки (уголь). Стоимость установки определяется согласно смете и индексам цен по «Региональному информационному бюллетеню Администрации Нижегородской области, Комитета архитектуры и строительства, Комитета государственной статистики, Регионального центра по ценообразованию в строительстве», KOИНВЕСТ, Нижний Новгород (табл.3).

Т а б л и ц а З Показатели установок по типовому проекту и по проекту «БИОСОРБ»

Предотвращенный экологический ущерб: Уi = Mi · Сставка , р./год, где, Mi - фактическое снижение массы сброса одного загрязняющего вещества в водный объект за счет природоохранной деятельности,тонн/год; Сставка - ставка платы за сверхлимитный сброс 1 тонны одного загрязняющего вещества в водный объект, р./т; Мi=(Сфакт- Снорма )xQx365xl0- 9 , тонн/год, где Сфакт - фактическая концентрация

42

сбрасываемого загрязняющего вещества, мг/л; СН О р м а - нормативная концентрация сбрасываемого загрязняющего вещества, мг/л; Q - расход сточной воды, л/сут; Сставка- С · 5 р./т - повышающий коэффициент за сверхлимитный сброс.

Предотвращенный ущерб рассчитан для маслодельного завода «Тюлячинский» (Татарстан), с расходом сточной воды 150 м3 /сут. Предотвращенный ущерб составил 2253,18 тыс. р./год.

В оценке экономической эффективности приняты приведенные затраты: Π = Э + P.К, рублей, где Э - эксплуатационные расходы,тыс.р./год; К - капитальные затраты, 8355тыс. p.; P - коэффициент рентабельности, 0,12. Отсюда, У = Э + P.К, р., и P = (У - К)/Э.

При затрате средств на эксплуатацию - 103,35 тыс. р./год, согласно документам, численное значение коэффициента индекса цен равно 5,3, а общая стоимость - 19,5. 5,3 =103,35 тыс.р./год. Отсюда, коэффициент рентабельности P = (2253,18 - 103,35)/ 8355 = 0,26, а срок окупаемости - 3,8 года. По сравнению с нормативными, где коэффициент рентабельности 0,12, а срок окупаемости 8,33года, установка «БИОСОРБ» обладает существенными преимуществами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ публикаций по строительству установок очистки сточных вод показал, что современные требования к качеству очищенной воды не обоснованы существующими техническими средствами. Устойчивые технологии очистки сточных вод отсутствуют. Нестационарность характеристик поступающих на очистку сточных вод, как правило, приводит к нарушению технологии очистки. Попытки решить задачи обеспечения экологической безопасности производственных процессов набором известных сооружений не приводят к положительному результату.

43

2. Автором предложена и исследована технология поэтапной подготовки сточных вод к биохимической очистке, которая включает прогнозирование качества и количества сточной воды, активное формирование потока сточной воды непосредственно перед подачей на очистку. Изменяют первоначальные существенные признаки сточной воды, применяют локальные установки анаэробной очистки, интенсифицируют биологический процесс очистки озоном.

3. Разработанные автором по результатам экспериментов математические модели подачи воды на установку очистки сточной воды, а также алгоритм поиска управления очистными сооружениями позво-

. ляют определить оптимальный режим эксплуатации. В начале сточные воды подают в камеры анализа воды, затем в усреднитель или, при недопустимой характеристике, в накопитель воды. Из накопителя, при положительных показателях качества очищенной воды, в усреднитель. Такая система управления очистными сооружениями с минимальными затратами гарантирует стабильное и высокое качество очищенной воды в условиях параметрически нестационарной характеристики исходной сточной воды.

4. На основе многочисленных экспериментов анаэробной очистки сточных вод автор доказал, что анаэробный процесс многофакторный и к существенным факторам можно отнести аммонийный азот, сульфаты, металлы, органические соединения в пересчете на ХПК, СПАВ, рН, жиры, нефтепродукты, красители. Создана математическая модель, которая описывает влияние факторов на окислительную мощность анаэробного реактора:

О М ( Х П К e x ,NHex ,Рex , Жex ) =

Эту модель следует применять не только для оценки процесса очистки воды, но и для расчета формирования активного потока

44

сточной воды перед очисткой с целью получения товарного продук та, например, биогаза, сульфата аммония, биошлама, глубоко деза минерализованной очищенной воды.

5. Исследования автором озонирования иловой смеси, как средства создания устойчивой технологии очистки сточных вод показали что введение микродоз озона до 1-2 мг/л увеличивает степень распада ХПК на 35%, нефтепродуктов на 89%, фенола на 41%. Дегидрогеназная активность ила увеличивается на 35%; индекс ила снижается с 74 до 57см3/г. Озонирование может оперативно увеличить окислительную мощность аэротенка, снизить или нейтрализовать отрицательное воздействие концентрированных сточных вод на процесс очистки.

6. На основании экспериментов автором разработаны оригинальные контактные аппараты для введения газообразного озона в иловую смесь в определенном месте по длине аэротенка. В напорном режиме применяют реактор озонирования воды («РОВ»). Продолжительность контакта сточных вод с озоном в «РОВ» неограничена, отработанную озоно-воздушную смесь, выходящую под остаточным напором, используют повторно для озонирования иловой смеси.

7. Автор установил закономерность: введение в аэротенк биогенных элементов, аммиака и фосфора, непосредственно в иловую смесь, увеличивает степень очистки по ХПК на 15 %, по бромирующимся веществам на 37%.

Биогенные элементы следует применять не только для оперативного увеличения окислительной мощности (непредвиденные обстоятельства), но и в режиме постоянного устойчивого процесса очистки сточной воды. Это позволит снизить затраты на эксплуатацию реагентного хозяйства.

45

8. Автором создана математическая модель процесса озонирования, которая в оптимальном технологическом режиме управляет установкойочисткиводы.

В начале определяют удельную скорость окисления и минимальное допустимое значение ее, затем определяют необходимость озонирования и дозу озона:

Система уравнений озонирования позволяет создать управляющее воздействие не только на интенсификацию процесса озонирования при форс мажорных обстоятельствах, но и на оптимизацию процесса получения дешевого способа очистки сточных вод.

9. Десульфатация сточных вод - новое направление в очистке воды, предложенное и разработанное автором. Процесс состоит в анаэробном биохимическом восстановлении серы сульфатов до сульфидов, не растворимых в воде. Процесс способен снизить содержание сульфатов до нормативных показателей воды водоема. Фактический расход органических соединений на восстановление сульфатов, по результатам исследований, составил 0,55-5 г/г, расход железа - 0,55- 1,2 г/г SO4. Применение способа десульфатации увеличивает степень очистки воды от органических соединений на 21%.

10. На примере пятнадцати предприятий различных отраслей народного хозяйства, исследованных автором, показана неограниченная возможность применения анаэробного способа очистки воды. Границы применения способа расширены технологиями десульфатации, удаления металлов, удаления биорезистентных органических

45

8. Автором создана математическая модель процесса озонирования, которая в оптимальном технологическом режиме управляет установкой очистки воды.

В начале определяют удельную скорость окисления и минимальное допустимое значение ее, затем определяют необходимость озонирования и дозу озона:

Система уравнений озонирования позволяет создать управляющее воздействие не только на интенсификацию процесса озонирования при форс мажорных обстоятельствах, но и на оптимизацию процесса получения дешевого способа очистки сточных вод.

9. Десульфатация сточных вод - новое направление в очистке воды, предложенное и разработанное автором. Процесс состоит в анаэробном биохимическом восстановлении серы сульфатов до сульфидов, не растворимых в воде. Процесс способен снизить содержание сульфатов до нормативных показателей воды водоема. Фактический расход органических соединений на восстановление сульфатов, по результатам исследований, составил 0,55-5 г/г, расход железа — 0,55- 1,2 г/г SO4. Применение способа десульфатации увеличивает степень очистки воды от органических соединений на 21%.

10. На примере пятнадцати предприятий различных отраслей народного хозяйства, исследованных автором, показана неограниченная возможность применения анаэробного способа очистки воды. Границы применения способа расширены технологиями десульфатации, удаления металлов, удаления биорезистентных органических

46

соединений, очисткой сточных вод в широком диапазоне ций органических соединений.

11.Установки очистки сточных вод «БИОСОРБ», раз автором, имеют существенные преимущества по сравнению ционными установками как по стоимости изготовления, т ловиям монтажа и эксплуатации. Сегодня восемь установо ны и успешно эксплуатируются. Каждая установка имеет з Министерства охраны окружающей среды и природных Государственнойэкспертизы.

12.Компактные установки очистки сточных вод «БИОС сравнении с традиционными и типовыми сооружениями снизить расход электроэнергии в 4 раза, увеличить колич нологического оборудования заводского изготовления в 2 зить расходы на строительство в 5 раз.

13.В оценке экономической целесообразности строите тановок «БИОСОРБ» в качестве существенного показател приведенные затраты и рентабельность. Рассчитанные сре дотвращенного ущерба идут на строительство и эксплуат стных сооружений. Установка «БИОСОРБ» обладает с преимуществами в рентабельности и сроках окупаемости, разработанных автором процессов и аппаратов биологич стки построены и эксплуатируются, находятся в строит

установок «БИОСОРБ». Общий экономический эффект применен установок составляет 156 млн. рублей; сокращение площади з стройки - 18,7 тыс.м2; сокращении расхода электроэнергии 3800кВт/ч.

47

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Найденко В.В., Колесов Ю.Ф. Создание систем повторного ис-

пользования сточных вод предприятий органического синтеза// Хим. пром-ть.- 1985.-№1.-С.23-24.

2. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В. Перспективное направление очи-

стки высококонцентрированных сточных вод.//Водоснабжение и санитар, техника.-! 997.- № 5.

3.Найденко В.В., Колесов Ю.Ф., Щербина В.M., Козюберда А.И. Управление системой биологической очистки сточных вод.//Водоснабжение и санитар, техника. -1987.- № 10.- С.4.

4.Найденко В.В., Колесов Ю.Ф., Мушников M.Л. Биологическая очистка трудноокисляемых загрязнений сточных вод в аэротенках.// Водоснабжение и санитар, техника.- 1991.- № 8. - С.22.

5.Найденко В.В., Колесов Ю.Ф., Губанов Л.Н., Минеев Б.А. Тихомиров Ю.П. Обеззараживание биологически очищенных сточных вод// Водоснабжение и санитар, техника. -1994.- № 12. - С. 15.

6.Колесов Ю.Ф. Очистка сточных вод производства капролакта-

ма в метантенках.//Изв. вузов. Стр-во и архитектура. Новосибирск.- 1971.-№6. -С.127-133.

7. Колесов Ю.Ф. Влияние дозы загрузки на распад органического вещества сточных вод производства капролактама.// Водоснабжение и санитар, техника.- 1973.- № 5. -С. 17-19.

8. Колесов Ю.Ф. Влияние сульфатов на распад органических веществ в метантенках. //Известия вузов. Стр-во и архитектура. Новосибирск,- 1975.- № 12 -С.126-132.

9. Колесов Ю.Ф. Некоторые закономерности одноступенчатой очистки сточных вод производства капролактама в метантенках.// Хим. пром-ть.- 1976.- № 3.- С.26-29.

10. Колесов Ю.Ф. Биохимический способ очистки сточных вод от сульфатов.//Химия и технология воды.- 1984- т.6,№ 1.-C. 84-86.