2 Анализ утилизации осадка чистных сооружений г. Тольятти
В наше время очень остро стоит проблема экологии, она достигает мировых масштабов. С учетом развития мировой экономики в условиях роста потребления с каждым годом открывается все больше предприятий, запускаются новые производства, каждое из которых тем или иным образом оказывает негативное влияние на состояние экологической обстановки. Одним из аспектов такого влияния является загрязнение водоемов сточными водами. Однако сейчас наблюдается тенденция ответственного отношения крупных предприятий к защите окружающей среды, в частности к очистке сточных вод [18].
Город Тольятти является крупным центром химической промышленности, в нем сосредоточено большое количество предприятий нефтегазового и химического комплекса. К сточным водам города относятся не только хозяйственнобытовые, но и промышленные стоки, что требует повышенного внимания к качеству их очистки [6].
Система водоотведения города Тольятти состоит из нескольких централизованных систем водоотведения (ЦСВ) в соответствии с районами города [11].
ЦСВ №1 и ЦСВ №2 – централизованные районные общесплавные системы водоотведения с собственными очистными сооружениями Автозаводского, Центрального и Комсомольского районов, которые принадлежат крупным предприятиям города [3].
ЦСВ №№ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – централизованные системы водоотведения дождевых сточных вод (ливневые) [10].
Централизованные системы водоотведения охватывают около 98% всей территории города Тольятти. Также есть несколько нецентрализованных систем водоотведения, охватывающих территории, на которые не распространяются централизованные системы [2].
Проблемы очистки сточных вод города будут рассмотрены на примере очистных сооружений Центрального района ЦСВ №2, принадлежащих предприятию ООО «СИБУР Тольятти», являющегося одним из крупнейших предприятий нефтехимического комплекса Российской Федерации [11].
На очистные сооружения ООО «СИБУР Тольятти» для очистки и обеззараживания помимо собственных химически загрязненных сточных вод поступают хозяйственно-бытовые сточные воды Центрального района города Тольятти и промышленные стоки предприятий Северного промышленного узла [18].
Все поступающие на предприятие сточные воды проходят несколько стадий очистки [1].
Первая стадия – механическая очистка сточных вод. Она заключается в поступлении хозяйственно-бытовых сточных вод на вертикальные механические грабли для очистки от крупного грубого мусора, а затем в песколовки для оседания мелких частиц и песка диаметром более 0,25 мм. Промышленные стоки поступают в полимерловушки, где задерживаются полимеры в виде крошки каучука. Перед следующей стадией как промышленные, так и хозяйственнобытовые сточные воды поступают в первичные отстойники, где происходит их осветление, путем оседания взвешенных веществ на дно отстойника [7].
Вторая стадия – биологическая очистка. На данной стадии осветленные в первичных отстойниках стоки направляются в аэротенки, где происходит их дальнейшее очищение за счет воздействия поступающих из регенератора микроорганизмов активного ила. Она заключается в том, что данные микроорганизмы потребляют вредные вещества, содержащиеся в сточных водах, и в процессе своей жизнедеятельности перерабатывают их в безопасные вещества – воду и углекислый газа. Весь этот процесс занимает не менее 12 часов. Из аэротенков стоки поступают во вторичные отстойники, где активный ил оседает и возвращается обратно в регенераторы, а осветленные сточные воды направляются на следующую стадию доочистки [7].
Третья стадия – доочистка очищенных на первых двух стадиях сточных вод. Сточные воды проходят сначала через барабанные сетки, где задерживаются взвешенные вещества диаметром более 1 мм, а затем через песчаные фильтры, которые удерживают более мелкие частицы диаметром менее 1 мм [7].
Четвертая стадия – обеззараживание. Условно-чистые стоки обеззараживаются гипохлоритом натрия, поступающим с хлораторной станции [7].
Очищенные и обеззараженные сточные воды направляются на очистные сооружения предприятия ОАО «Тольяттиазот», где смешиваются с очищенными стоками данного предприятия, через очистные сооружения которого также проходят сточные воды Комсомольского района (ЦСВ №2) и сбрасываются в реку Волга [6].
Пятая стадия – механическое обезвоживание сырого первичного осадка и уплотненного избыточного активного ила. Весь шлам и сырой осадок с первичных отстойников, а также предварительно уплотненный излишний ил утилизируются на иловых площадках [13].
Через очистные сооружения ООО «СИБУР Тольятти» проходит колоссальный объем сточных вод, он составляет порядка 100 тыс. м 3 в сутки, а во время паводков и ливней данный объем увеличивается до 130 тыс. м 3. Данные очистные сооружения предприятия являются высокопроизводительными, однако существует ряд проблем, решение которых могло бы значительно повысить качество и эффективность очистки сточных вод [18].
Ввод в эксплуатацию очистных сооружений производился несколькими очередями, функционирующими в настоящее время. Первая очередь была введена в 1960 году, вторая и третья – в 1967 и 1974 годах соответственно, а блок доочистки был введен в эксплуатацию в 1978 году. Средний срок службы таких очистных сооружений составляет от 30 до 50 лет. На настоящий момент срок службы сооружений первой и второй очередей составляет 59 и 52 года соответственно, что полностью превышает нормативное значение эксплуатационных сроков. Не смотря на свою высокую производительность очистные сооружения ООО «СИБУР Тольятти» морально и физически устарели, практически все оборудование требует капитального ремонта либо реконструкции. Данные факторы негативно сказываются на надежности и безопасности функционирования очистных сооружений предприятия [3].
На период с 2015 по 2017 год был разработан проект реконструкции водных очистных сооружений ООО «СИБУР Тольятти». В 2015 году предприятие воплотило в жизнь первый этап данной реконструкции, на котором произвелось новое строительство блока вторичных отстойников, иловой насосной и приемных камер [16].
В 2017 году были произведены работы по реконструкции регенератора, в котором происходит восстановление микроорганизмов активного ила, а также капитальный ремонт блока доочистки – песчаных фильтров и барабанных сеток [14].
Следующий этап реконструкции воплотился в жизнь только в конце 2018 года, он включил в себя замену 5 механических грабель и решеток на новые и более современные, имеющие меньший просвет и способные удерживать более мелкий бытовой мусор. Такое решение значительно повышает качество механической очистки. Новое оборудование имеет функцию самоочищения и позволяет производить его ремонт без остановки процесса очистки сточных вод, что повышает эффективность и надежность его работы [11].
Также значительной проблемой предприятия в очистке сточных вод является проблема избытка активного ила. Его концентрация в аэротенке должна поддерживаться на уровне 200-500 мг/дм3, однако в настоящее время она достигает уровня 900 мг/дм3. Причина роста массы активного ила заключается в постоянно растущей на него нагрузке. За счет его роста существенно снижается качество очистки сточных вод, ил плохо отстаивается во вторичных отстойниках и выносится со взвешенными веществами на дальнейшие стадии очистки [7].
Замена оборудования цеха механической очистки позволила существенно снизить нагрузку на активный ил, тем не менее, с учетом вышеизложенной ситуации необходима реконструкция системы илоуплотнения. Мероприятия по данной реконструкции запланированы на 2019 год, уже есть проект строительства узла гравитационного сгущения избыточного ила, предусматривающий работу илоуплотнителей как в автоматическом, так и в ручном режимах [2].
Также на 2019 год запланированы мероприятия по модернизации и автоматизации системы обеззараживания условно-чистых стоков и автоматизации песчаных фильтров [16].
Еще одна проблема очистных сооружений предприятия ООО «СИБУР Тольятти» заключается в том, что коридоры аэротенков не разделены на оксидные и аноксидные зоны. Такое разделение зон позволит эффективнее очищать сточные воды от таких загрязнений, как, например, соединения фосфора, углерода и азота. Однако разработка проекта по разделению аэротенков на зоны целесообразна только после реализации проекта по строительству илоуплотнителей и снижении нагрузки на активный ил [9].
Также следует отметить проблему очистки сточных вод от меди. В настоящее время на предприятии такое очищение происходит только за счет разбавления стоков, однако данная проблема требует более серьезного решения, так как медь, являясь тяжелым металлом, обладает канцерогенными и токсичными свойствами. Необходимо разрабатывать инновационные проекты на реконструкцию сооружений и установку дополнительного оборудования, предназначенного непосредственно для очистки сточных вод от меди [15].
Хотелось бы отдельно выделить проблему избытка и размещения уплотненного ила. Данная проблема затрагивает не только само предприятие ООО «СИБУР Тольятти», но и экологическую обстановку города Тольятти в целом. Ежеквартально предприятием на иловые карты вывозится около 180 т уплотненного излишнего ила. Один из иловых полигонов города уже полностью заполнен. Дальнейшее использование такого ила невозможно, так как после прохождения через него химических стоков, ил приобретает канцерогенные свойства. Существуют методы использования отработанного активного ила в сельском хозяйстве в качестве удобрений, однако необходимо лабораторно исследовать безопасность таких методов, с учетом специфики состава промышленных сточных вод химических предприятий, либо искать иные способы вторичного использования ила. Данную проблему необходимо решать на уровне города Тольятти, разрабатывать оборудование и сооружения для утилизации или сокращения количества избыточного ила на иловых картах города и на предприятиях, сокращая нагрузку на активный ил, что в свою очередь сократит рост его массы. Реконструкция очистных сооружений является шагом со стороны предприятия ООО «СИБУР Тольятти» на пути решения этой масштабной проблемы [1].
Таким образом, можно сделать выводы, что, не смотря на высокое качество работы водных очистных сооружений, на предприятии ООО «СИБУР Тольятти» существует ряд проблем, решение которых позволит повысить эффективность очистки сточных вод [18].
Также хотелось бы заметить, что моральное и физическое устаревание касается не только очистных сооружений рассматриваемого предприятия ООО «СИБУР Тольятти», но и других водных очистных сооружений города. Необходима модернизация системы очистки сточных вод, реконструкция и капитальный ремонт имеющегося оборудования, ввод новых проектов с более современными методами очистки стоков, так как от качества воды, сбрасываемой в реку Волга зависит экологическая обстановка не только города Тольятти, но и Поволжья в целом, а также непосредственно состояние здоровья населения [12].
Остальные части данного отчета по практике: