Использование метода концентрированного коагулирования для интенсификации процесса первичного отстаивания хозяйственно-бытовых сточных вод

Андреев С.Ю, , Камбург В.Г. , Исаева А.М., Ширшин И.Б., Кулапин В.И. , Пантюшов И.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА КОНЦЕНТРИРОВАННОГО КОАГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ПЕРВИЧНОГО ОТСТАИВАНИЯ

ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Наиболее распространенным способом очистки сточных вод больших и малых городов является их

биологическая очистка в аэротенках-вытеснителях. В последнее время в связи с существенным ростом мировых цен на энергоносители и электрическую энергию в скандинавских странах стал широко внедряться метод «Low energy», предусматривающий добавление минеральных коагулянтов перед первичными отстойниками.

Согласно данным экспериментов, проведенных фирмой KEMIRA, предварительная коагуляционная обработка сточных вод перед первичным отстаиванием позволяет на 50-60% снизить количество органических загрязнений, поступающих в аэротенк и сократить удельное потребление электроэнергии станцией биологической очистки с 0,35 до 0,18 кВт час на один кубический метр очищенных стоков.

С целью опытного апробирования технологии предварительной коагуляционной обработки городских стоков нами были проведены лабораторные исследования на канализационных очистных сооружениях

г.Заречный Пензенской области. В качестве реагента использовался железный купорос.

Интенсивное образование хлопьев наблюдалось при дозе железного купороса 110 мг/л, при этом

происходило снижение БПК5 в процессе 1,5 часового отстаивания с 175 мгО2/л до 70 мгО2/л. Отстаивание сточных вод без их предварительного коагулирования позволило снизить концентрацию органиче-

ских загрязнений (БПК5) до 145 мгО2/л.

Таким образом, применение коагулянта позволяет интенсифицировать процесс первичного отстаивания и снизить нагрузку на аэротенк в 2,1 раза, при этом происходит снижение удельных энергозатрат на биологическую очистку на 0,18-0,20 кВт ч/м3.

При цене электроэнергии 2 рубля за 1 кВт ч стоимость сэкономленной электроэнергии будет со-

ставлять 0,36-0,40 руб/м3.

Удельные затраты на железный купорос при цене 7 рублей за килограмм и дозе 110 мг/л составляют 0,77 руб/м3.

Проведенный анализ показал, что метод интенсификации работы аэротенков «Low energy» в условиях канализационных очистных сооружениях г.Заречный является малоперспективным.

Повысить экономичность предварительной коагуляционной обработки городских сточных вод можно изменением режима добавления реагентов.

Одним из наиболее перспективных является метод концентрированного коагулирования.

Концентрированное коагулирование заключается в дозировании всего потребного количества коагулянта лишь в часть обрабатываемой воды. После тщательного смешения с раствором коагулянта поток обрабатываемой воды объединяют с основным потоком необработанной воды.

Этот способ нашел широкое распространение в химической промышленности для ускорения протекания гетерогенных реакций.

В технологии очистки воды метод концентрированного коагулирования был впервые применен на Восточной станции Московского водопровода в 1947 г.

Метод концентрированного коагулирования изменяет следующие преимущества:

1) распределение всей массы коагулянта только в части объема обрабатываемой воды позволяет создать повышенные концентрации реагента и обеспечить благоприятные условия для ускоренного хлопье-образования;

2) после смешения с необработанной водой образовавшиеся хлопья, сформированные в условиях повышенных концентраций коагулянта, сохраняют свою высокую сорбционную активность и интенсивно участвуют в процессе коагуляционной очистки.

Лабораторное апробирование технологии обработки сточных вод с использованием приема концентрированного коагулирования также происходило на канализационных очистных сооружениях г.Заречный.

В небольшую часть (около 10% от общего объема) стоков добавлялся катионитовый флокулянт АК 636 Р, КП-555.

Концентрация флокулянта в обрабатываемом объеме составляла 7 мг/л, что существенно превышает порог коагулирования. После введения флокулянта наблюдалось интенсивное образование крупных и плотных хлопьев.

Полученная суспензия смешивалась с основным объемом сточных вод. Хорошо сформированные до момента смешения объемов хлопья активно флоккулировали устойчивые мелкодисперсные загрязнения в необработанной части стоков, в результате чего БПК5 сточных вод снизилось в процессе отстаивания

с 184 до 78 мгО2/л.

Концентрация флокулянта в пересчете на весь объем обработанных сточных вод составила 0,7 мг/л.

Удельные затраты на флокулянт при цене 120 рублей за килограмм и дозе 0,7 мг/л составляют 0,08 руб/м3.

Таким образом, удельные затраты на предварительную реагентную обработку сточных вод 0,08 руб/м3 будут значительно меньше удельной стоимости сэкономленной электроэнергии, потребляемой системой аэротенков 0,36-0,4 руб/м3.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности возможности использования метода концентрированного коагулирования в качестве предварительной обработки городских сточных вод, поступающих на биологическую очистку.