18
июля
2022
Новости компаний

Современные решения для биологической очистки сточных вод молочных предприятий

С 01.01.2014 г. вступил в силу Федеральный закон №416-ФЗ от 07.12.2011 «О водоснабжении и водоотведении». Исходя из норм ст.27 Закона все предприятия, осуществляющие водоотведение, должны обеспечить нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ, установленных государством. Фактически, данные предприятия должны обеспечить наличие исправно действующих локальных очистных сооружений (ЛОС). В случае, если стоки предприятия превышают предельно допустимые концентрации, предприятие платит в бюджет государства денежные средства за нанесение вреда окружающей среде. Водоканал вправе прекратить прием стоков от абонентов, не имеющих действующих очистных сооружений и не планирующих их строительство [1], поэтому руководителям предприятий рекомендовано обращать особое внимание на очистку производственных сточных вод.

Можно предположить, что понятие «очистка сточных вод молочных предприятий» большинству руководителей представляется в виде советских аэротенков и вторичных отстойников. Между тем, современная технология по обработке сточных вод продвинулась вперед и усовершенствовалась, появилось новое энергоэффективное оборудование и стойкие к коррозии материалы. Какие же новые решения появились в очистке сточных вод? Во-первых, в современных технологических схемах биологической очистке предшествует физико-химическая очистка (для удаления взвешенных веществ, жиров, фосфатов, а также для снижения растворенных органических загрязнений). Во-вторых, стало доступным применение так называемых IFAS-биореакторов, которые позволяют экономить территорию под строительство сооружений биологической очистки в несколько раз. Фактически, эта технология дополняет классические аэротенки со свободноплавающим активным илом плавающей пластиковой загрузкой, на которой развивается прикрепленная микрофлора, в несколько раз увеличивающая окислительную мощность этих аэротенков. Технология с применением IFAS-биореакторов апробирована в США и других странах, но для РФ является условно «новой», мало распространенной технологией, не смотря на то, что в западных странах она уже используется более 40 лет. В чем же преимущества и особенности данного метода биологической очистки сточных вод? Ответ на этот вопрос мы и постараемся раскрыть в данной статье. Для начала представим сравнение требуемых площадей на примере очистных сооружений молочного завода в Огайо, США. Сооружения классической биологической очистки занимают территорию на генплане 31х44 м (аэротенк) и 18х50 м (вторичные отстойники), т.е. суммарно 2264 м2, а сооружения с применением IFAS-биореакторов – 26х36 м или 936 м2, что отражено на диаграмме 1.

Диаграмма 1 – Сравнение площадей классической схемы очистки и IFAS-биореактора

На фотографии очистных сооружений (рис. 1), полученной с помощью программы Google Earth, наглядно видна разница занимаемых площадей сооружений с разными технологическими схемами.

Рисунок 1 – Практическое сравнение площадей для реализации двух технологий.

В зеленой рамке обозначены сооружения с применением технологии IFAS: два биореактора с пластикой загрузкой и один вторичный отстойник. В синей рамке обозначены аэротенк и два вторичных отстойника. Это новые и старые сооружения, построенные на одинаковую производительность, с применением классической схемы очистки и технологией IFAS. Фотография работающего IFAS-биореактора на очистных сооружениях молочного завода в Огайо показана на рисунке 2. Черные включения, которые видны на поверхности воды, - это пластиковая загрузка, которая то поднимается пузырьками воздуха, то погружается в объем воды под действием силы тяжести, обеспечивая таким образом эффективные массообменные характеристики системы.

Рисунок 2 - Фотография работающего IFAS-биореактора

Также примечательным является сравнение площадей, необходимых при применении IFAS-биореакторов и другой альтернативной технологии – реакторов периодического действия, так называемых SBR-биореакторов. В этих SBR-биореакторах функции аэротенка и вторичного отстойника выполняет одна технологическая емкость. Нашими процесс-инженерами было выполнено технико-экономическое сравнение двух вариантов: IFAS и SBR биореакторов для проекта строительства локальных очистных сооружений одного из крупных и известных молочных комбинатов в РФ. Площадь, необходимая для размещения IFAS-биореакторов, занимала 1365 м2 с размерами участка 35х35 м. А площадь, необходимая для реализации SBR-биореакторов, -  2074 м2 с размещением сооружений на двух сблокированных участках 38х38 м и 18х35 м. Эта разница показана на диаграмме 2.

Диаграмма 2 – Сравнение площадей SBR и IFAS биореакторов

Как видно из диаграммы 2, разница в требуемых площадях не большая, но в случае с IFAS-биореакторами очистные сооружения разместились на существующем участке, выделенном под очистные сооружения, а в схеме с применением SBR-биореакторов – не поместились. Реализация технологии с SBR-биореакторами привела бы к необходимости покупки дополнительного участка земли, поэтому руководители молочного завода выбрали технологию с применением IFAS-биореакторов.

Пластиковая загрузка, применяемая в IFAS-биореакторах, за последнее время эволюционировала: теперь в одном кубическом метре пластиковой загрузки больше площади защищенной поверхности для развития прикрепленной микрофлоры, следовательно, увеличилась окислительная мощность 1 кубического метра загрузки, опущенной в аэротенк. Эволюция пластиковой загрузки от меньшей к большей площади защищенной поверхности показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Эволюция пластиковой загрузки

При выборе данной технологии возникает практический вопрос о том, как загружается данная загрузка в аэротенк? Сначала в работу запускается аэротенк без загрузки и наращивается минимальное требуемое количество активного ила, а потом загрузка из биг-бэгов засыпается в работающий аэротенк, как показано на рисунке 4. Задержание загрузки в аэротенке осуществляется с помощью установки специальных перфорированных решеток, выполненных из нержавеющей стали.

Рисунок 4 – Засыпка загрузки в аэротенк

Автоматизация работы и эксплуатация IFAS-биореакторов так же проста, как и классические аэротенки. Современные IFAS-биореакторы не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, что очень важно в наше время.

Срок службы загрузки, заявляемый многими производителями, составляет более 20 лет. Фактически, современная пластиковая загрузка, засыпанная в биореакторы, не требует замены в течение расчетного срока службы емкости, в которую засыпана загрузка.

Подводя итоги нашего знакомства с технологией IFAS, прежде всего, следует отметить, простоту ее применения как при строительстве новых, так и при реконструкции существующих очистных сооружений биологической очистки, что будет способствовать ее широкому распространению.

Автор: Ромашко А.В., Руководитель технологического сектора по работе с пищевыми предприятиями, процесс-инженер АО «МАЙ ПРОЕКТ» http://myproject.msk.ru/ru/ 

Список используемых литературных источников

  1. Ромашко А.В. Особенности очистки сточных вод предприятий молочной промышленности // Молочная промышленность №1 (64) 2019, с. 12-13.
  2. Ромашко А.В. Опыт реализации локальных очистных сооружений предприятий пищевой промышленности по технологии «MY DAF» // Наилучшие доступные технологии, №5, 2017. – с. 45-56.