Технологія «ПЛАТОН»

Співробітниками фірми «Аквацентр» розроблено технологію очищення стоків, на базі якої створено лінійку малих очисних споруд за технологією «ПЛАТОН».  Технологія «ПЛАТОН» – це очищення стоків продуктивністю від 15 до 400 м³/добу.

Технологія передбачає повне біологічне очищення стічних вод з видаленням сполук азоту та фосфору, а також глибоку мінералізацію осаду. Процес очищення стічних вод є біологічним, без застосування хімікатів і використовує власні природні ресурси для переведення стічних вод у прозору рідину без кольору та запаху. Все це відбувається завдяки біореактору, де насичені киснем мікроорганізми прикріплюються до затопленого технологічного завантаження, утворюючи біомасу, готову швидко і ефективно очищати стічні води.

Основні конструктивні особливості МОС за технологією «ПЛАТОН» пройшли промислову апробацію на кількох станціях біологічної очистки. Досвід експлуатації цих станцій показав перспективність розроблених технологічних прийомів та надійність даного методу очищення стічних вод.

Очисні споруди за технологією «ПЛАТОН» мають у своєму складі модуль біологічного очищення, виконаний з монолітного залізобетону, що є групою ємностей (секцій), розділених між собою перегородками. Можливі варіанти заглибленого та напівзаглибленого розташування модуля біологічного очищення.

Також можливий варіант підземного розташування з використанням майданчика МОС під автомобільну стоянку.

Крім модуля біологічного очищення, очисні споруди включають технічне приміщення (будівля), в якому розташовується повітродувне обладнання, запірна арматура, пульт управління, насоси-дозатори розчину гіпохлориту натрію.

Будівля розміщується на стандартній дорожній плиті.

Габарити будівлі в плані: 2 х 6 м. Висота будівлі, включаючи товщину плити 0,2 м, становить – 2,2 м.

Можливі варіанти заглибленого та напівзаглибленого розташування будівлі. (Як на фото вище.)

Біореактор

Основною ланкою модуля біологічного очищення є 4-ступінчастий біореактор. Його конструкція являє собою чотири послідовно розміщені секції, що працюють в режимі циркуляції-витіснення.

Секції біореактора мають витягнуту прямокутну форму. Дно кожної секції має укоси, що утворюють поздовжній жолоб по всій довжині секції. Кожна секція має суміщену систему аерації, що складається з дрібнопухирчастих дискових аераторів, що забезпечують ефективну дифузію кисню та затоплених ерліфтів, що забезпечують підйом осаду з жолоба і перемішування суміші мулу в тілі секції. Так само кожна секція має систему ерліфтів відкачування надлишкового мулу зі збірного жолоба.

Крім поєднаної системи аерації, кожна секція біореактора оснащена полімерним завантаженням блочного типу, що має високу питому поверхню.

Полімерне завантаження

Новизна технології, що використовується в очисних спорудах за технологією «ПЛАТОН» полягає у відсутності первинного та вторинного відстійника та застосуванні полімерного завантаження у всьому обсязі біореактора, тоді як у більшості МОС, полімерне завантаження використовується лише на останніх стадіях очищення або не використовується зовсім.

Полімерне завантаження має високу питому поверхню, на якій і розміщується біомаса. У цьому випадку, на відміну від вільноплаваючого активного мулу, очищення води від органічних речовин проводитиметься під впливом різних мікроорганізмів, закріплених на завантаженні у вигляді біоплівки. Прикріплені мікроорганізми (правильніше говорити гідробіонти, оскільки в цьому випадку, окрім мікроорганізмів, в очищенні братимуть участь більш вищі організми: найпростіші, молюски, черв’яки та ін.) змінюють одні інших у просторі біореактора, створюючи просторову сукцесію мікроорганізмів та природну. Очищення води від клітин мікроорганізмів, які раніше очистили воду від органічних забруднень, у цих умовах відбувається за рахунок поїдання їх хижаками першого порядку, хижаків першого порядку – хижаками другого порядку тощо.

Тоді як у класичній системі аеротенк – вторинний відстійник має місце монокультура активного мулу (видовий склад мікроорганізмів у всьому обсязі біореактора – той самий).

Технологія «ПЛАТОН» передбачає розрахунок біореактора як багатоступінчастої системи, де кожна секція має власні параметри та працює на адаптованій мікрофлорі. На кожній стадії очищення діє певний біоценоз, здатний найефективніше функціонувати саме в цих умовах. Полімерне завантаження утримує біоценоз на своїх місцях, завдяки чому вдається виробляти адгезію органічних забруднень та іммобілізувати гідробіонти на її поверхні. На початковій стадії процесу очищення, коли на одиницю біомаси припадає більша частина субстрату, трофічний ланцюг гідробіонтів починається з найпростіших та гетеротрофних бактерій, які легко адаптуються до складних та важких умов високих концентрацій органічних речовин та ксенобіотиків (СПАР, нафтопродуктів, жирів тощо). Далі, зі зниженням забрудненості води зменшується кількість бактерій, з’являється більше вільноплаваючих найпростіших, що харчуються бактеріями: коловертки і ракоподібні, а в кінці – такі інтенсивні фільтратори як молюски, найпростіші хижі і нижчі безхребетні. Майже всі ці організми рухливі, а деякі з них дуже рухливі. Однак, полімерне завантаження пропонує їм місце проживання, розмноження та годування.

Біоценози вільноплаваючого мулу та біоплівки, що формується на поверхні завантаження, є ідентичними при очищенні однієї і тієї ж води, проте кількість видів організмів різна. Показником хорошого стану біоплівки є наявність інфузорій (круглих, брюхоресничних, джгутикових), хробаків Nematoda та коловерток

На поверхні полімерного завантаження налипають частинки жиру білкових речовин та подібні елементи. До них же прикріплюються бульбашки повітря, і це забезпечує надходження кисню та продуктів харчування мікроорганізмам та під час перерв у роботі повітродувок. Таким чином, процес активного споживання органічних речовин не припиняється, тоді як час роботи повітродувки скорочується. В результаті зменшується витрата електроенергії і збільшується термін служби повітродувок.

Застосування полімерного завантаження відповідає сучасним досягненням у галузі біологічного очищення стоків і має наступні переваги перед традиційно застосовуваною:

⚪️Можливість роботи за умов значних коливань концентрацій забруднень (від високих до дуже низьких);

⚪️Адаптованість до залпових скидів стічних вод (як за витратою так і за концентраціями забруднень), оскільки прикріплені до завантаження гідробіонти погано піддаються вимиванню потоком очищуваної води, а багатошаровість іммобілізованих на її поверхні гідробіонтів оберігає їх від знищення отруйними речовинами;

⚪️Процес очищення проходить за меншої кількості надлишкової біомаси. При цьому, її зольність зростає майже вдвічі, внаслідок чого процес іловиділення відбувається швидше та ефективніше. Ступінь мінералізації мулу та його вологовіддаючі характеристики більш високі. Кількість надлишкового мулу в рази менша.

⚪️Взаємодія груп гідробіонтів між собою здійснюється як за рахунок прямоточного переміщення їх разом з очищуваним потоком води, так і за рахунок регулярного протиточного мулового обміну між ступенями, що підвищує стабільність системи в цілому і збільшує ефект очищення.

⚪️Дана технологія може працювати без постійної рециркуляції мулу та вторинного відстійника, що суттєво економить капітальні вкладення та енерговитрати, спрощує схему руху стоків.

⚪️Можливість проведення періодичного режиму аерації. Оскільки основна маса гідробіонтів розміщена на поверхні завантаження, вона не осідає на дно і не гниє.

Основні принципи проектування МОС типу ПЛАТОН.

МОС типу ПЛАТОН сконструйовано за такими принципами:

1. Робота у режимі продовженої аерації.
2. Затримка і подрібнення твердих відходів, що надходять зі стічними водами. Наявність системи самоочищення сітки.
3. Забезпечує прийом залпового скидання стічних вод без виносу мулу з установки з очищеними стічними водами.
4. Система біологічного очищення багатоступінчаста, з багатоконтурною зворотньою рециркуляцією активного мулу, пропорційною кількості стічних вод, що надходять. У технології закладено двомулову систему.
5. Забезпечення видалення азоту біологічним шляхом, створення умов проходження двоступеневого процесу нітрифікації-денітрифікації.
6. Автоматичне видалення надлишкового активного мулу (біоплівки) та підтримка необхідної її товщини (концентрації).
7. Автоматичне перемикання в економічні режими роботи за зміни кількості надходячих стічних вод на очищення з метою економії електроенергії, ресурсу роботи електроустаткування та вирівнювання біологічного процесу при тривалій відсутності надходження стічних вод.
8. Перемикання в форсажні режими при надходженні стічних вод у кількості, що перевищує розрахункову.

Переваги технології ПЛАТОН.

Основні:

1. Надзвичайно малий обсяг надлишкового мулу та твердих відходів.

Завдяки відмові від первинного відстійника та використанню методу повного біологічного очищення у великому обсязі біореактора досягається високий ступінь мінералізації мулу (частка органічних речовин, що містяться в мікробіальній масі надлишкового мулу знижена до гранично малих значень). В результаті після очищення 1 м3 стоків утворюється не більше 0,5 літра надлишкового мулу. Використання пропонованої технології дозволяє проводити відкачування/вивантаження надлишкового мулу не частіше 1-го разу на місяць, що, у свою чергу, уможливлює повну відмову від мулових майданчиків і систем зневоднення осаду.

2. Енергоекономічність;

Застосування в конструкції біореактора полімерного завантаження і жолобів збору осаду оптимізувало процес масообміну і перемішування мулової суміші і дозволило реалізувати періодичний режим аерації. Також дозволило розмістити систему аерації (ерліфти підйому/вимучування мулу і дрібнобульбашкові дискові аератори) вище дна біореактора на 0,6 – 0,8 м. Це, у свою чергу, дозволило застосувати низьконапірні повітродувки одноканальної конструкції, що відрізняються високою надійністю та енергоекономічністю. Завдяки застосуванню повітродувок цього типу, питоме енергоспоживання при очищенні стоків не перевищує 0,33 – 0,6 кВт/м³ очищених стоків, що робить запропоновані очисні споруди гідними конкурентами «високо інтелектуальним» системам з малим обсягом біореакторів. Така організація процесу дозволяє активному мулу постійно перебувати у роботі.

Мертвий мул, осаджується і поступово накопичується у нижній частині ємності. Так як у воді постійно присутня достатня кількість кисню, то гниття не відбувається. У цій зоні з’являються інші форми мікроорганізмів, що поїдають мул. Розміри ємності дозволяють це. Тим самим, у жолобах накопичення осаду продовжується очищення стічних вод та зменшення обсягу мертвого мулу.

3. Стабільність процесу біологічної очистки.

Завдяки новій технології використання прикріпленого біоценозу в режимі продовженої аерації досягається стабільно висока якість очищення стоків незалежно від можливих залпових скидів, як за витратами, так і концентраціями забруднень. Має місце високий рівень інертності системи.

При низьких значеннях припливу стоків (дефіцит субстрату), робота очисних споруд також залишається стабільною – деградації та виродження біоценозу не відбувається.

Крім основних переваг, технологія “ПЛАТОН” має такі не менш важливі характеристики:

1. Можливість проведення періодичного режиму аерації. Оскільки основна маса гідробіонтів розміщена на поверхні завантаження, не осідає на дно і не загниє, аерація проводиться в періодичному режимі з відносно великими періодами простою.
2. Затримка і подрібнення грубих нечистот, що надходять зі стічними водами. Наявність системи самоочищення сітки. Мінімальний обсяг твердих відходів. Випорожнення 1 раз на 7 днів замість 1 разу на 2 дні.
3. Автоматичне видалення надлишкового активного мулу (біоплівки) та підтримка необхідної її товщини (концентрації).
4. Можливість перемикання в економічні режими роботи при зменшенні кількості стічних вод, що надходять на очищення, з метою економії електроенергії та ресурсу роботи електрообладнання.
5. Можливість швидкого переходу в режим консервації із збереженням робочих характеристик біоценозу за тривалої відсутності надходження стічних вод.
6. Швидкий вихід із консервації у робочий режим без завезення активного мулу.
7. Можливість переходу в форсажні режими при надходженні стічних вод у кількості, що перевищує розрахункове. При цьому продуктивність зростає на 25 і 50%.
8. Висока надійність та довговічність монолітного залізобетонного модуля за рахунок застосування сучасних гідроізолюючих та антикорозійних добавок у бетон на стадії зведення.
9. Енергоекономічність. Досягається за рахунок застосування періодичного режиму аерації та розміщення дрібнопухирчастих аераторів на висоті 1м від дна. Питоме споживання електроенергії становить 0,33 – 0,6 кВт/м³. У форсованих режимах – 0,45 – 0,7 та 0,75 – 1,2 кВт/м³.
10. Повна відсутність неприємних запахів вже на першому ступені очищення.
11. Простота в обслуговуванні та надійність за рахунок відмови від складної автоматики та всіляких датчиків. Відсутність у пульті керування складного електронного контролера дозволяє не пред’являти високих вимог до обслуговуючого персоналу. Алгоритм роботи очисних споруд будується на кореляції режиму аерації з водовідведення режиму об’єкта.
12. Здатність роботи без електроенергії до 8 годин без появи неприємного запаху.

При необхідності реалізації дистанційного моніторингу за процесом очищення диспетчеризація об’єкта здійснюється за допомогою інсталяції додаткового комплекту обладнання без права доступу до управління основним обладнанням.