Для тех, кто работает в области очистки сточных вод, существует распространенный вопрос, над которым многие задумывались: следует ли устанавливать отстойник после резервуара гидролиза и подкисления? Одни утверждают, что это излишне и просто трата денег, другие настаивают на необходимости — без него последующие процессы могут быть поставлены под угрозу. Сегодня мы разберем это простым языком, обеспечив ясность как для новичков, так и для опытных экспертов. Независимо от вашего уровня опыта, это обсуждение оставит вас хорошо информированными.
Во-первых, важно понимать назначение резервуара гидролиза и подкисления. Проще говоря, он служит «специалистом по предварительной обработке» в очистке сточных вод, особенно нацеленным на трудноразлагаемые органические вещества. Например, крупные молекулярные вещества в промышленных сточных водах или жиры и волокна в бытовых сточных водах расщепляются микроорганизмами в резервуаре на более мелкие молекулы — сродни измельчению большого куска тушеной свиной брюшины — что облегчает последующему аэробному резервуару «переваривание и усвоение». Этот этап также повышает биоразлагаемость сточных вод, эффективно удваивая эффективность последующих процессов очистки, одновременно генерируя биогаз, что делает его этапом «отходов в ресурсы».
Но вот в чем проблема: резервуар гидролиза и подкисления не работает тихо. Шлам внутри должен оставаться взвешенным, чтобы обеспечить полный контакт со сточными водами, позволяя микроорганизмам эффективно функционировать. Однако эта агитация приводит к тому, что вода несет многочисленные мелкие хлопья шлама, частично разложившиеся взвешенные твердые вещества и даже некоторые старые, отделившиеся биопленки. Если эти вещества напрямую попадают в следующий блок очистки — такой как UASB, контактный окислительный резервуар или мембранный резервуар MBR — последствия могут быть серьезными.
Давайте сначала обсудим последствия неустановки отстойника. Если ниже по потоку подключен реактор UASB, избыточное количество взвешенных твердых веществ в воде будет откладываться вокруг распределителя UASB. Со временем это может засорить распределительные отверстия, что приведет к неравномерному распределению потока воды. Кроме того, гранулированный шлам внутри может быть вымыт, нарушая первоначально эффективный анаэробный процесс реакции. В результате эффективность очистки резко падает, что требует частых остановок для дноуглубительных работ, что отнимает много времени и дорого обходится.
Если система представляет собой контактный окислительный резервуар, ситуация будет не намного лучше. Биопленка в контактном окислительном резервуаре растет на упаковочном материале. При избытке взвешенных твердых веществ в воде они будут прилипать к поверхности биопленки, блокируя пути для кислорода и питательных веществ. В результате биопленка не может дышать или «есть», постепенно старея и отслаиваясь. Популяция микроорганизмов в резервуаре со временем уменьшается, что приводит к неполной очистке сточных вод.
Существует также широко используемый мембранный резервуар MBR, который предъявляет более высокие требования к взвешенным твердым веществам в притоке. Смесь шлама и воды из резервуара гидролиза и подкисления напрямую подается в мембранный резервуар. Эти крошечные хлопья шлама быстро засоряют поры мембраны, что приводит к снижению потока через мембрану и резкому повышению трансмембранного давления (TMP). Мембрану, которая могла бы прослужить три-пять лет, возможно, придется заменить в течение года, что значительно увеличивает затраты. Кроме того, необходимо увеличить частоту обратной промывки, что удваивает рабочую нагрузку.
Некоторые могут возразить: «Концентрация шлама в моем резервуаре гидролиза и подкисления невысока, и наличие небольшого количества остатков в воде не должно быть большой проблемой, верно?» Но такая линия мышления ошибочна. Даже если в краткосрочной перспективе ничего не кажется неправильным, эти взвешенные твердые вещества будут постепенно накапливаться в последующих процессах очистки. Это как домашний слив — случайная потеря волос может не вызвать засора, но ежедневное накопление в конечном итоге приведет к засору. Более того, избыточное количество взвешенных веществ в воде может поставить под угрозу точность последующих испытаний качества воды. Например, измерения ХПК и БПК могут показать более высокие результаты, что приведет к ошибочному убеждению, что очистка неэффективна, и потенциально направит вас по неверному пути.
Каковы конкретные преимущества добавления отстойника? Прежде всего, он напрямую обеспечивает «разделение шлама и воды». Отстойник действует как «фильтр», позволяя смеси шлама и воды из резервуара гидролиза и подкисления «отстаиваться» медленно внутри резервуара. Более тяжелые хлопья шлама опускаются на дно, а чистая вода вытекает сверху, непосредственно снижая нагрузку на последующие процессы. Отстоявшийся шлам также можно вернуть обратно в резервуар гидролиза и подкисления. С одной стороны, это помогает поддерживать концентрацию шлама в резервуаре, укрепляя популяцию микроорганизмов и повышая эффективность разложения. С другой стороны, это уменьшает объем сброса шлама и снижает затраты на обработку шлама, достигая двух целей одновременно.
Во-вторых, добавление отстойника может повысить стабильность всей системы очистки. В индустрии очистки сточных вод наибольшую озабоченность вызывает «колебание» — даже незначительные изменения качества притока или скорости потока могут нарушить последующие процессы. С буферным эффектом отстойника, даже если взвешенные твердые вещества в резервуаре гидролиза и подкисления время от времени превышают нормы, отстойник может перехватывать большинство примесей, предотвращая распространение колебаний на следующий этап. Это эквивалентно добавлению «предохранителя» ко всей системе.
Конечно, не во всех случаях необходимо устанавливать отстойник; это зависит от конкретных условий работы. Например, на некоторых небольших установках очистки бытовых сточных вод резервуар гидролиза и подкисления напрямую подключен к компактному интегрированному блоку, который по своей сути включает в себя простую функцию отстаивания. В таких случаях отдельный отстойник может не потребоваться. Аналогичным образом, для определенных промышленных сточных вод содержание взвешенных твердых веществ чрезвычайно низкое, а эксплуатационная нагрузка резервуара гидролиза и подкисления также минимальна, что приводит к незначительному сбросу шлама. Если расчеты подтверждают, что это не оказывает влияния на последующие процессы, можно также рассмотреть возможность исключения отстойника. Однако такие сценарии относительно редки. В большинстве случаев, особенно для проектов с большими объемами очистки воды, высоким содержанием взвешенных твердых веществ и строгими требованиями к качеству притока для последующих процессов, отстойники незаменимы.
Кроме того, необходимо тщательно продумать конструкцию отстойника. Нельзя просто выкопать яму и использовать ее в качестве отстойника. Площадь, глубина и гидравлическое время пребывания отстойника должны определяться на основе объема сточных вод и концентрации взвешенных твердых веществ в резервуаре гидролиза и подкисления. Например, если время пребывания слишком короткое, шлам может не осесть полностью; Если оно слишком велико, оно займет слишком много земли и увеличит инвестиции. А труба для сброса шлама на дне бассейна должна быть спроектирована разумно, с регулярным сбросом шлама, чтобы предотвратить затвердевание шлама на дне бассейна и повлиять на эффект отстаивания.
Подводя итог, следует ли добавлять отстойник к резервуару гидролиза и подкисления, зависит от «требований последующего процесса» и «влияния взвешенных твердых веществ в сточных водах». Если последующий процесс чувствителен к поступающим взвешенным твердым веществам или если выходящие взвешенные твердые вещества представляют риск для системы, необходимо добавить отстойник. Это не пустая трата денег, а необходимые инвестиции для обеспечения долгосрочной стабильной работы всей системы очистки сточных вод. Напротив, если условия работы особенные и после профессионального расчета это действительно не нужно, то его можно сэкономить, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы не жертвовать большим ради малого и в конечном итоге тратить больше затрат на техническое обслуживание и исправление.
Очистка сточных вод — это системный проект, и каждое звено взаимосвязано. Сочетание резервуара гидролиза и подкисления и отстойника может показаться незначительным вопросом, но на самом деле это влияет на эффект очистки и затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание всего проекта. Поэтому при проектировании не принимайте поспешных решений. Вместо этого учитывайте реальную ситуацию и консультируйтесь со специалистами, чтобы избежать обходных путей и действительно заставить систему очистки сточных вод работать.
