Объявленная руководством Королевства Саудовской Аравии (КСА),
программа всесторонних глубоких преобразований направлена на развитие
технологий и принципов эко-экономики, в том числе в такой жизненно
важной отрасли, как водопользование. Одной из главных задач этой
отрасли является обеспечение повторного использования всех очищенных
сточных вод надлежащего качества для нужд аграрного сектора,
промышленности, городского хозяйства.
Сегодня на большинстве действующих очистных сооружений муниципальных
сточных вод в КСА используются европейские технологии очистки прошлого
века. Даже при строительстве новых станций по очистке сточных вод
современные технологии по каким-то причинам не внедряются.
Строительство очистных сооружений по устаревшим технологиям влечет за
собой как дополнительные капитальные затраты, так и повышенные расходы
на эксплуатацию. Вместе с тем в КСА имеются большие перспективы для
успешного внедрения инновационных решений, и доказательством тому
служит опыт работы в Саудовской Аравии специалистов ЭКОС Групп.
ЭКОС Групп специализируется в области проектирования, строительства и
реконструкции сооружений по очистке бытовых и промышленных сточных
вод. На сегодняшний день реализовано более 400 проектов для объектов
различного размера, сложности, географии и специализации.
Научно-исследовательский центр и проектный институт «ЭКОС Групп»
разрабатывают новые технологические и проектные решения, многие из
которых защищены патентами. Компания впервые вышла на рынок Саудовской
Аравии в 2006 году, получив возможность применить новейшие российские
технологии при реконструкции очистных сооружений «Аль-Джазира» в
столице Королевства.
К моменту старта проекта ЭКОС Групп канализационная очистная станция, рассчитанная на производительность 3000 м3/сут., была перегружена более чем в 1,5 раза и фактически принимала объем сточных вод на уровне 5000 м3 /сут.
При реконструкции необходимо было достигнуть увеличения производительности очистных сооружений, а также повышения качества очистки воды на 60-70% с целью ее повторного использования для полива на аграрных территориях.
В результате применения собственных разработок ЭКОС Групп удалось повысить эффективность очистки воды на 78%, и увеличить производительность станции на 70%, при этом прирост эксплуатационных затрат составил всего 10%. Результаты работы были подтверждены ведущим экспертом компании Veolia - признанным мировым лидером в области очистки сточных вод.
В 2013 г. Министерство воды и электроэнергии Королевства Саудовская Аравия (КСА) и Национальная Водная Компания доверили российским специалистам сложный проект – реконструкцию крупнейших очистных сооружений в Эр-Рияде – Северной и Восточной станций очистки сточных вод «Манфуха».
Необходимость реконструкции была обусловлена возрастающей нагрузкой на очистные сооружения, вызванной быстрыми темпами развития столицы. Суммарная проектная мощность двух станций (Северной и Восточной) составляла 400 000 м³/сут. По условиям проекта требовалось повысить ее на 25% и довести до 500 000 м³/сут. Качество очищенных сточных вод при этом должно было удовлетворять требованиям для повторного использования (табл. 1).
В данной статье представлены результаты реализации технологических решений реконструкции Северной станции с доведением ее производительности до 230 000 м3/сут. Существующая технологическая схема Северной станции представлена сооружениями механической очистки, биологической очистки в составе аэротенков и вторичных отстойников, сооружениями доочистки, представленными фильтрами с песчаной загрузкой, и сооружениями обработки осадка, включающими сбраживание в метантенках и обезвоживание на сооружениях механической очистки.
Таблица 1. Требования к качеству очищенных сточных вод.
| Параметры |
Максимально допустимое значение |
| pH |
6-8,4 |
| БПК5 |
Не более 10 мг/л в среднем за 30 дней (составная суточная проба
из минимум 12 заборов
|
| Взвешенные вещества |
Не более 10 мг/л в среднем за 30 дней (составная суточная проба
из минимум 12 заборов
|
| N-NH4 |
5 мг/л |
| Total N |
10 мг/л |
Обследование работы очистных сооружений позволило определить причины низкого качества очищенных сточных вод, в частности по азоту аммонийному и по уровню их загниваемости. Триггерной точкой явилось увеличение количества осадков сточных вод относительно проектных значений. Данное обстоятельство привело к срыву расчетной продолжительности пребывания осадков сточных вод в метантенках, и как следствие – ухудшению работы оборудования по обезвоживанию осадка. Для снижения количества осадка, подаваемого в метантенки сотрудниками станции было решено увеличить дозу ила в аэротенках до 4-5 г/л, что выявило новый круг проблем. Во-первых, качество очистки сточных вод в аэротенках перестало удовлетворять проектным значениям. Во-вторых, значительно увеличилась концентрация взвешенных веществ, выносимых из вторичных отстойников. В-третьих, работа фильтров доочистки с песчаной загрузкой была фактически заблокирована высокой концентрацией взвешенных веществ. Таким образом, проблемы, связанные с обработкой осадка, повлекли за собой разбалансировку всех систем очистки сточных вод.
Со стороны заказчика были установлены ограничения, действующие во время проведения работ:
1. не допускалось прекращение или остановка поступления сточных вод;
2. не допускалось снижение имеющегося качества очистки;
3. не допускалось создание новых резервуаров и технологических емкостей.
Для реконструкции очистных сооружений станции «Манфуха» было решено внедрить IBR технологию очистки сточных вод (Immobilized Biofilm Reactor) с реализацией процесса ANAMMOX, которая предполагает развитие на загрузке биореактора бактериального сообщества, включающего микроорганизмы, адоптированные к различным условиям по кислородному режиму и природе субстрата.
Анаммокс-процесс в настоящее время применяется при очистке сточных вод с высоким содержанием аммония для его удаления из сточных вод при их очистке и включает два этапа. Первый из них заключается в частичной нитрификации аммония до нитрита бактериями, окисляющими аммоний:
2NH4+ + 3O2 → 2NO2− + 4H+ + 2H2O
На втором этапе остаточные концентрации аммония и нитрита в ходе анаммокс-процесса, осуществляемого второй группой бактерий, превращаются в нитрат и молекулярный азот: NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O
Специфика анаммокс-бактерий состоит в том, что они одни из самых медленно растущих в системе свободно плавающего ила бактерий из известных на сегодняшний день. Согласно опубликованным данным минимальное время удвоения биомассы составляет от 8 до 11 суток, что серьезно ограничивает практическое освоение процесса. С 2009 г. сотрудники ЭКОС Групп активно проводили исследования по определению условий развития анаммокс-процесса в IBR-реакторах с ершовой загрузкой, которая выполнена из синтетического инертного материала с положительным поверхностным зарядом, что дает возможность формировать на ней биоценоз послойно. Микроорганизмы в слоях биоценоза отличаются друг от друга отношением к растворенному кислороду и потребностью в субстрате, соответствующему их метаболизму. На рис. 1 приведена схема, объясняющая принцип работы ершовой загрузки за счет формирования различных биоценозов по толщине биопленки. Наружный слой биоценоза представлен гетеротрофами – аэробами и автотрофами нитрификаторами. Продуцируемый последними азот нитритов поступает во внутренний слой, в который не проникает растворенный кислород. В этом слое развиваются анаммокс-бактерии.
С полным текстом статьи, который был опубликован в 5 номере журнала «Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение », вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке.
