О. Мясоєдов, К. Ярмоловска.
Реферат. Очисні споруди постійно працюють над удосконаленням технології обробки стічних вод та осаду, у зв’язку з постійно зростаючою необхідністю зменшення витрат на експуатацію [1]. Тому зниження споживання хімічних реагентів, які застосовуються у технологічних процесах, таких як зневоднення осаду, є актуальною задачею. Для аналізу можливої економічної вигоди для очисних споруд від зменшення споживання реагентів у межах проведення пілотних досліджень було порівняно дози флокулянту для зневоднення комунального осаду на стрічковому фільтр-пресі та мультидисковому шнековому пресі. Результати показали кількаразове зменшення споживання ресурсів, необхідних для зневоднення тієї ж самої кількості осаду. Отримані результати можуть бути корисними при розрахунках експлуатаційних витрат роботи очисних споруд.
Ключові слова: очисні споруди, зневоднення осаду, розчин флокулянту, доза флокулянту, стрічковий фільтр-прес, мультидисковий шнековий прес, споживання ресурсів, експлуатаційні витрати, осад комунальний.
Вступ
Постійне зростання цін на ресурси, такі як вода, електроенергія та хімічні реагенти, а також ж послідовний рух у напрямку охорони довкілля спонукають керівництво очисних споруд до пошуку сучасних енергоефективних і економічних технологій обробки стічних вод і осаду, які б гарантували високу ефективність протікання процесів. Вагомою складовою цього напрямку є етап зневоднення осаду, оскільки він являє собою динамічний процес, який пропонує великій вибір існуючих сьогодні методів обробки, параметри роботи яких можуть бути скореговані у широкому діапазоні. Модернізація вузла зневоднення осаду може сприяти зниженню експлуатаційних витрат очисних споруд шляхом підвищення ефективності процесу, а також зменшенню кількості ресурсів, які споживаються, в тому числі реагентів. При цьому різниця у дозах реагентів може сягати кількох разів залежно від типу об’єкта та складу осаду [2], що може зробити значний внесок у зниження загальних витрат.
Опис об’єкту та виконаних досліджень
З метою підтвердження або скасування значимості впливу дози флокулянту на експлуатаційні витрати було порівняно дані щодо споживання реагентів на існуючих очисних спорудах, де наразі використовується стрічковий фільтр-прес з результатами, отриманими під час проведення пілотних випробувань мультидискового шнекового пресу. Для проведення розрахунків були прийняті актуальні дані щодо витрат за останній місяць праці споруд.
Досліджувані очисні споруди обробляють комунальні стічні води з прилеглих населених пунктів (приблизно 15 тисяч мешканців) та стічні води невеликих підприємств (м’ясопереробка та переробка овочів і фруктів). Процес обробки складається з етапів механічного очищення (грубого та тонкого), біологічного очищення (видалення фосфору, нітрифікація та денітрифікація), гравітаційне осадження та зневоднення осаду.
Станом на сьогодні зневоднення надлишкового аеробно стабілізованого мулу відбувається на стрічкових фільтр-пресах з використанням флокулянту. Керівництво споруд прийняло рішення про про проведення модернізації вузла зневоднення осаду, у зв’язку з необхідністю зменшити вологість осаду та зниженням витрат на утилізацію зневодненого кеку. У межах розпочатих з цією метою пілотних досліджень мультидискового шнекового пресу було отримано дані щодо споживання флокулянту, які лягли в основу порівняльних розрахунків. Проведені дослідження показали, що мультидисковий шнековий прес придатний для зневоднення даного типу осаду і рекомендований для заміни стрічкових фільтр-пресів з метою підвищення якості кеку та фільтрату на комунальних очисних спорудах (табл. 1).
Таблиця 1. Результати пілотних досліджень
| Обладнання | Вміст сухих речовин (СР) у осаді | Вміст СР у зневодненому кеці | Завислі речовини (ЗР) у фільтраті | Доза флокулянту |
|---|---|---|---|---|
| Стрічковий фільтр-прес | 0,85% | 13,3% | 800 мг/л | 7,0 кг/тСР |
| Мультидисковий шнековий прес | 0,86% | 15,0% | < 50 мг/л | 2,1 кг/тСР |
Результати
З метою оцінки заощаджень від зменшення споживання флокулянту, було проаналізовано статистичні дані роботи вузла зневоднення осаду на очисних спорудах за грудень 2017 року. За цей період було утворено 4 642 м3 осаду, що відповідає приблизно 1,32 тСР на добу. Для порівняльного аналізу експлуатаційних витрат, середня ціна флокулянту була прийнята у 100 ₴/кг.
Таблиця 2. Порівняння дози флокулянту і його вартості
| Обладнання | Середня доза флокулянту | Добова витрата флокулянту | Добова ціна флокулянту |
|---|---|---|---|
| Стрічковий фільтр-прес | 7,0 кг/тСР | 9,24 кг/д. | 27 720 грн |
| Мультидисковий шнековий прес | 2,1 кг/тСР | 2,77 кг/д | 8 300 грн |
Висновки
Дози флокулянту, які були прийняті для розрахунків, відносяться суто до цього об’єкту. Підібрана доза є оптимальною з точки зору параметрів роботи обладнання та забезпечення високої ефективності зневоднення (табл. 1). При цьому, доза виявилася нижчою за середню для комунальних очисних споруд [3, 4], що, ймовірно, є наслідком специфічного складу осаду (наявність промислових стоків).
На підставі проведених розрахунків було виявлено, що мультидисковий шнековий прес у порівняно зі стрічковим фільтр-пресом дозволяє заощадити на флокулянті 19 410 ₴ щомісяця, що складає приблизно 70 % від витрат на реагенти вузла зневоднення. Для порівняння з іншими об’єктами, це відповідає 490 ₴/тСР (4,9 кг флокулянту на тСР).
Більше того, експлуатація стрічкового фільтр-пресу потребує 4,62 м3 води на добу тільки для розчинення флокулянту (для приготування 0,2 % розчину), тоді коли цей показник для мультидискового шнекового пресу відповідно є на 70 % меншим і складає 1,39 м3. Таким чином, це дозволяє додатково заощадити 96,9 м3 води на місяць.
Крім цього, з погляду на зменшення споживання розчину флокулянту, а отже, і часу на його приготування, мультидисковий шнековий прес дозволить споживати, відповідно, у 3,3 рази менше електроенергії на розмішування флокулянту, ніж стрічковий фільтр-прес.
Список використаних джерел:
- 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.
- 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.
- 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.
