Case Study: Цех обезвоживания водопроводного осадка (Чебоксары, Россия)

ПРОЕКТ — Цех обезвоживания осадка ВОС «Заовражное»
ЗАКАЗЧИК — ОАО «Водоканал» г. Чебоксары
ОБЪЕКТ — ВОС «Заовражное»
ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ — январь 2017

Введение

Источником водоснабжения г. Чебоксары является Чебоксарское водохранилище на реке Волга, расположенное в верхнем бьефе Чебоксарской ГЭС. Водозаборные сооружения представляют собой оголовки озерного типа с самотечными линиями, проложенными к расположенным на берегу насосными станциям 1-го подъема № 1 и № 2.

На площадке ВОС «Заовражное» приняты две схемы осветления воды с применением коагулирования:

  1. Двухступенчатая схема с использованием осаждения и фильтрования (блоки очистки № 1,2,3), где предусмотрено предварительное осветление воды для задерживания фито — зоопланктона на 6-ти микрофильтрах МФМ 3 х 4,5.
  2. Одноступенчатая схема (блок № 4) с применением контактных осветлителей и предварительным осветлением воды на 3-х микрофильтрах МФМ 3 х 4,5 для задержания фито -зоопланктона, а также грубых примесей, способных засорять дренажную систему контактных осветлителей.

Общая проектная производительность очистной станции составляет 340 тыс. м3/сутки.

Фактическая производительность ОВС по данным за 2016 г. составляет от 125,0 до 131,2 тыс. м3/сут.

В процессе работы водоочистной станции «Заовражное» образуются промывные воды от промывки скорых фильтров, контактных осветлителей, отстойников, микрофильтров, резервуаров чистой воды, но существующая технология не позволяла решить вопросы по утилизации промывных вод и образующихся в отстойниках и сооружениях повторного использования воды осадков, вследствие чего часть технологических сточных вод по технической сети канализации сбрасывалась в р. Волга ниже по течению.

Учитывая, что количество промывных вод составляет от 6 до 10% от общей производительности ВОС, сброс промывных вод способствует существенному загрязнению окружающей среды.

Для наглядной оценки уровня воздействия на природную среду и возникающей в этой связи финансовой нагрузки АО «Водоканал» в нижеприведенный таблице представлены объемы сброса сточных вод, масса загрязняющих веществ и сумма платы за негативное воздействие на водный объект по годам:

ГодОбъем сброса, тыс. м3Масса загрязняющих веществ, тоннСумма платы за негативное воздействие на водные объекты, тыс.руб
20151695,34359,01563
20142111,66399,51903
20132311,72487,12156
...
20104391,801287,04282

Реализация проекта

Для решения обозначенной проблемы ФГУП СПб НИИ КХ был разработан «Регламент на проектирование системы утилизации промывных вод и на технологию обезвоживания осадка на ВОС «Заовражное», на основании которого в 2008 году был доработан рабочий проект «Комплекс сооружений по обработке осадка на площадке ВОС «Заовражное», выполненный ТОО «Водопроект» СПб.

Принятая проектом технологическая схема «Комплекса сооружений по обработке осадка на ОВС «Заовражная»» состоит из:

  • радиальных сгустителей осадка;
  • усреднителя промывных вод;
  • цех механического обезвоживания осадка;
  • сооружения повторного использования
  • промывных вод скорых фильтров.

Строительство объекта началось в 2014 году. Основным поставщиком оборудования (сгуститель
СГ-22-2 шт, ленточный ситовой фильтр-пресс ПЛ-16К – 2 шт и др.) для работ комплекса являлась НПФ «ЭКОТОН».

В январе 2017 года «Комплекс сооружений по обработке осадков» был запущен в эксплуатацию, в результате чего полностью прекращен сброс промывных вод в водный объект.

Реализована следующая схема работы комплекса: осадок из горизонтальных отстойников влажностью порядка 99,7% под гидростатическим давлением подается в радиальные сгустители Д=15 м. Сгущение осадка осуществляется в течение 6-8 часов при медленном перемешивании с применением раствора флокулянта (Besfloc 4045К). Для перемешивания сгустители осадка оборудованы вертикально-лопастными мешалками (илоскреб серии ИРПО (ИРПО 000.00.00 РЭ)).

Осветленная вода из сгустителей поступает в резервуар-усреднитель.

Сгущенный до 99,5% влажности осадок насосами, установленными в насосной станции при радиальных сгустителях, перекачивается в цех механического обезвоживания осадка.

К установке принят комплекс оборудования на базе сгустителей СГ-22 и ленточных фильтр-прессов ПЛ-16К производства НПФ «Экотон».

Первоначально осадок смешивается с флокулянтом (Besfloc 4045К) и поступает на ленточный сгуститель, исполняющий роль дополнительной зоны гравитационного обезвоживания. После сгустителя осадок с влажностью 95-96% собирается в промежуточную емкость, откуда насосами подается на ленточный фильтр-пресс ПЛ-16К.

Для приготовления раствора флокулянта заданной концентрации и его дозирования используется установка приготовления флокулянта «МХ7300-2000» Q=2000 л/час.

В отличие от обезвоживания осадка сточных вод, опыт которого широко распространен в России, перенять опыт обезвоживания осадка на сооружениях водоподготовки было не у кого. Этот процесс очень специфичен и индивидуален, имеет высокую степень зависимости от химического и биологического состава воды, которая поступает из источника, качества оборудования , используемого для обезвоживания осадка, применения химических реагентов для сгущения осадка.

Сгустители и фильтр-прессы ЭКОТОН показали высокую производительность. Отмечается надежность усиленных валов, подшипниковых узлов, отлаженная работа системы автоматики, пневматической системы регулирования и натяжения валов Festo, эффективная система промывки лент Stamm.

На осадке водоподготовки очень сложно добиться влажности осадка, достигаемой при механическом обезвоживании осадка канализационных стоков. Но используя эффективные фильтр-прессы ЭКОТОН силами специалистов водоканала и компании-производителя удалось добиться влажности кека 80%, при которой осадок подлежит транспортировке и дальнейшей переработке и использованию. Обезвоженный до влажности 80% осадок винтовым конвейером КВЭ выгружается в бункер и далее автотранспортом вывозится в места складирования.

Результаты и выводы

В результате прекращения сброса удалось достигнуть улучшения показателей качества воды водоисточника, что благоприятнейшим образом сказалось на работе водозаборных сооружений, расположенных ниже по течению р. Волга.

До ввода данного комплекса, за нанесение урона природе ОАО «Водоканал» г. Чебоксары вынуждено было оплачивать штрафы в размере 15 млн. рублей.

Осадок, образующий в ходе обработки промывных вод на комплексе, успешно используется для благоустройства территорий (5 класс опасности отхода подтвержден аккредитованным испытательным центром). С момента запуска комплекса механического обезвоживания ежегодно вывозится более 1500 кг сухого осадка.

Необходимо отметить, что одновременно с решением вопроса о прекращении сброса, введение в эксплуатацию комплекса позволило снизить эксплуатационные расходы на электроэнергию, коагулянт, улучшить качество питьевой воды, подаваемой горожанам, а также сократить подачу сырой воды на 4%, без уменьшения общей производительности очистной водопроводной станции.