Снижение расхода флокулянта и связанных затрат при замене ленточного фильтр-пресса на мультидисковый шнековый пресс

О. Мясоедов, К. Ярмоловска.

Реферат. Очистные сооружения непрерывно работают над усовершенствованием существующих технологии обработки сточных вод, в связи с необходимостью уменьшения эксплуатационных расходов [1]. Поэтому снижение количества применяемых химических реагентов, например, для обезвоживания осадка, является важной частью данной задачи. Для анализа возможной экономической выгоды в рамках проведения пилотных испытаний на коммунальных очистных сооружениях было выполнено сравнение дозы флокулянта при использовании ленточного фильтр-пресса и мультидискового шнекового пресса. Результаты показали многократное сокращение ресурсов, необходимых для обезвоживания одного и того же количества осадка. Полученная информация может оказаться полезной при проведении расчетов эксплуатационных затрат очистных сооружений.

Ключевые слова: очистные сооружения, обезвоживание осадка, раствор флокулянта, доза флокулянта, ленточный фильтр-пресс, мультидисковый шнековый пресс, ресурсопотребление, эксплуатационные затраты, коммунальный осадок.

Вступление.

Постоянный рост цен на расходуемые ресурсы, такие как вода, электроэнергия и химические реагенты, а также непрерывное движение в направлении охраны окружающей среды заставляют очистные сооружения переходить на современные более экономичные и высокоэффективные технологии. Важным этапом очистки сточных вод является обезвоживание осадков, так как представляет собой динамический процесс с точки зрения большого количества существующих технологий и возможности тонкого регулирования его параметров. Модернизация узла обезвоживания осадка может способствовать снижению эксплуатационных расходоы очистных сооружений посредством увеличения эффективности процесса, а также уменьшения количества потребляемых ресурсов, в том числе реагентов. При этом, разница в дозах реагентов может достигать нескольких раз в зависимости от типа объекта и состава осадка [2], что может оказать существенный вклад в снижение общих затрат.

Описание объекта и проведенных исследований.

С целью подтверждения или опровержения значимости влияния дозы флокулянта на общие эксплуатационные затраты было проведено сравнение данных расхода флокулянта на существующих коммунальных очистных сооружениях, на которых на сегодняшний день установлен ленточный фильтр-пресс, с данными пилотных испытаний, проведенных на этом объекте с использованием мультидискового шнекового пресса. Для обеспечения достоверности значений дозировок при проведении расчетов очистными сооружениями были предоставлены актуальные данные о расходах за последний месяц работы.

Исследуемые очистные сооружения обрабатывают стоки близлежащих населенных пунктов (примерно 15 тысяч человек), а также небольших промышленных предприятий (мясопереработка и переработка овощей и фруктов). Процесс очистки сточных вод представлен следующими этапами: механическая очистка (грубая и тонкая), биологическая очистка (удаление фосфора, нитрификация и денитрификация), гравитационное отстаивание и обезвоживание осадка.

На данный момент обезвоживание аэробно стабилизированного осадка происходит на ленточных фильтр-прессах с применением флокулянта. Руководство очистных сооружений приняло решение о проведении модернизации узла обезвоживания осадка, в связи с необходимостью снижения влажности и уменьшения затрат на утилизацию обезвоженного кека. В рамках данной задачи на объекте были проведены пилотные испытания мультидискового шнекового пресса, результаты которых послужили основанием для проведения расчетов сравнения расходов реагентов на исследуемом и существующем оборудовании. Пилотные испытания показали, что мультидисковый шнековый пресс является высокоэффективным оборудованием для обезвоживания данного вида осадка и может быть рекомендован для замены ленточного фильтр-пресса с целью улучшения качества кека и фильтрата на коммунальных очистных сооружениях (табл. 1).

Таблица 1. Результаты пилотных испытаний

Результаты.

С целью оценки экономического эффекта снижения дозы флокулянта были проанализированы статистические данные процесса обезвоживания на очистных сооружениях за декабрь 2017 года. На протяжении этого периода на объекте было образовано 4 642 м³ осадка, что соответствует 1,32 т сухих веществ (СВ) в сутки. Для сравнительного анализа эксплуатационных затрат, средняя цена флокулянта была принята на уровне 225 руб./кг.

Таблица 2. Сравнение стоимости флокулянта

Выводы.

Принятые для расчетов дозы флокулянта относятся сугубо к исследуемому объекту. Подобранная доза являлась оптимальной с точки зрения параметров работы и обеспечивала более высокую эффективность обезвоживания (табл. 1). При этом, она оказалась ниже, чем средняя для подобных очистных сооружений [3, 4]. Вероятно, это связано со спецификой осадка и его состава (наличие промышленных стоков).

На основании проведенных расчетов применение мультидискового шнекового пресса вместо ленточного фильтр-пресса позволит сэкономить 43 672 руб. ежемесячно только на флокулянте, что составляет примерно 70 % расходов на реагенты для узла обезвоживания. Для наглядности, это соответствует 1 103 руб./кгСВ (4,9 кг флокулянта на тонну СВ).

Кроме того, использование ленточного фильтр-пресса требует 4,62 м³ воды в сутки на приготовление раствора флокулянта (при концентрации 0,2 %), в то время как мультидисковый шнековый пресс, в связи с более низким расходом флокулянта, требует всего 1,39 м³, что также составляет около 70 % расхода. Для данных очистных сооружений это составляет 96,9 м³ воды в месяц.

Дополнительно, вместе с сокращением количества раствора флокулянта, сокращается и время на его приготовление, что также позволит расходовать в 3,3 раза меньше электрической энергии на размешивание.

Литература:

1. Pawłowska K., Mądry T. Nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacji systemów odprowadzania i oczyszczania ścieków. Problemy Rozwoju Miast, 2006, no. 3/1-4, pp. 78-89.
2. Желібо Є., Авраменко Н. Методологія еколого-економічної оцінки ефективності методів промислового водоочищення. Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, 2004, no. 2, pp. 26-31.
3. Mamais D., Tzimas A., Efthimiadou A., Kissandrakis J., Andreadakis A. Evaluation of Different Sludge Mechanical Dewatering Technologies. Journal of Residuals Science & Technology, 2009, January, vol. 6, no. 1.
4. Ginisty P., Olivier J., Vaxelaire J., Fortuny S. Influence of flocculation on sewage slduge thickening and dewatering. ECSM 2012 – 3rd European Conference on Sludge Management. Leon, Spain, 6-7 September 2012.