кавитационно-ферментная технология очистки сточных вод

ФЕРМЕНТНО – КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Профессор, д.ф.м. наук, И.С.Ли1
1 ООО «Локальные инженерные системы», РФ, г. Томск, пр. Ленина, 190, строение 2, офис 5.
(E-mail: locsys@sibmail.com)
Тел. 8 (3822) 405800 Факс 8 (3822) 406051 Сот. 8-913-829-30-07
Тезисы
К основным недостаткам классической технологии очистки сточных вод можно отнести неприятные запахи, наличие
первичных и вторичных отстойников, а также использование горизонтальной системы аэрации. Решить эти и другие
проблемы стандартных очистных сооружений, связанных, прежде всего, с утилизацией сырого осадка, поможет
переход на так называемую кавитационно-ферментную технологию очистки сточных вод. Последняя обеспечит
возможность размещения КОС непосредственно в жилой зоне вследствие отсутствия неприятных запахов;
уменьшение площади, необходимой для строительства КОС, примерно в 100 раз; уменьшение эксплуатационных
затрат по электричеству в 5 раз; отсутствие реагентов; получение на выходе техногенного гумуса, который позволяет
получить продукт, востребованный рынком.
Ключевые слова
активный ил, влагосодержание, кавитационно-ферментная технология, сточные воды, сырой осадок, техногенный
гумус.
При строительстве населенных пунктов легко решается вопрос об инфраструктуре (тепло,
электричество, водоснабжение и т.д.), но всегда остро стоит проблема сточных вод. Что
представляют собой классические сооружения очистки хозяйственно-бытовых сточных вод?
(рис.1).
Рис.1 Классическая схема очистки сточных вод
В сточных водах содержится множество крупных загрязнений, которые задерживаются на блоке
механической очистки: с помощью решеток вода очищается от мусора, песколовками – от песка.
[1] Далее по схеме расположены первичные отстойники глубиной около 5 метров и диаметров
40–50 метров. Здесь происходит осаждение сырого осадка – крупных взвешенных загрязнений.
После первичных отстойников сточные воды поступают в горизонтальные аэротенки,
представляющие бетонные бассейны длиной до 300 метров, в которых загрязнения разлагаются и
окисляются активным илом. Следующий блок очистки – это вторичные отстойники, где
удаляются остатки активного ила. Затем стоки еще раз фильтруются через очень мелкие решетки
на блоке доочистки. Перед сбросом в водоем стоки обеззараживают хлором или ультрафиолетом.
После очистки стоков остается осадок и избыток активного ила, которые надо утилизировать. Их
влажность колеблется от 96 до 98 %. Для обезвоживания раньше использовались иловые
площадки (карты) (рис. 2), эффективность работы которых довольно низка.
Рис. 2 Иловые карты
Из вышесказанного можно понять, что очистные сооружения занимают довольно большую
территорию. Так, станция производительностью 100 тыс. м3/сутки занимает территорию в 22–27
гектаров. Вторая проблема связана с тем, что органическая масса (жиры, белки, углеводы), в
большом количестве находящаяся в стоках, весьма медленно распадается (разлагается) на
составные части и является источником достаточно неприятных запахов. В связи с этим,
очистные сооружения, как правило, размещают достаточно далеко (15–20 км) от населенных
пунктов. А это означает, что надо строить весьма дорогостоящие отводящие коллекторы и нести
дополнительные расходы по перекачке стоков.
Третья проблема связана с утилизацией избытка активного ила и сырого осадка. Конечно, можно
и дальше строить илохранилища и, тем самым, организовывать дополнительные зловонные
болота, или искать способы утилизации активного ила.
Мы предлагаем новое поколение очистных сооружений, в которых биологическая очистка
объединена с кавитацией (рис. 3).
Механическая
очистка
Биореактор
Ферментнокавитационный
блок
Седиментатор
Вода
Рис. 3 Кавитационно-ферментные КОС
Задача кавитации – аккуратно разрушить внешнюю оболочку микроорганизмов и тем самым
обеспечить появление в сточной воде группы ферментов. [2] Ферменты, являясь катализаторами
биохимических реакций, ускоряют в сотни – тысячи раз процессы разложения органики. В
результате исчезает неприятный запах на очистных сооружениях, появляется возможность отказа
от первичных и вторичных отстойников, в 100 раз уменьшается общая площадь очистных
сооружений, и вообще, вся станция очистки может быть помещена в одно здание. Как следствие,
отпадает необходимость вывода КОС за населенный пункт. (рис. 4).
Рис. 4 Здание КОС, размещенное в жилой зоне
Кроме того, возникает существенная экономия капитальных расходов. Более того, уменьшение
общей территории очистных сооружений и возможность их размещения непосредственно в
населенных пунктах позволяет, особенно при строительстве новых коттеджных поселков или
городов, сразу же окупить (иногда в несколько раз!) все инвестиции в строительство очистных
сооружений, так как земля в таких местах стоит дорого. [3]
Новая технология также позволила решить проблему утилизации сырого осадка и избытка
активного ила. В активном иле разрушается биополимерная пленка и он приобретает нитчатую
структуру. Это приводит к тому, что через 2–3 часа на иловых площадках начинается активное
влагоотделение. Влажность с 98 % уменьшается естественным образом до 50 % за полгода, и при
этом не требуется никаких реагентов и дополнительных затрат по энергетике по сравнению с
другими способами утилизации сырого осадка (рис.5).
Влагосодержание 95-98%
Влагосодержание 40-50%
Рис. 5 Влагосодержание на иловых картах
Конечным результатом обработки избытка активного ила и сырого осадка является так
называемый техногенный гумус (земля) (рис. 6), который экологически абсолютно безвреден и
может быть использован для различных целей, в том числе как сельскохозяйственное удобрение.
В районе Волгограда 20–25 м3 такого гумуса на один гектар обеспечили увеличение урожая
озимых в 5–8 раз! Таким образом, использование новой технологии позволяет открыть новый,
дополнительный канал возврата инвестиций при строительстве или реконструкции очистных
сооружений. [4]
Рис. 6 Техногенный гумус
Кратко перечислим еще раз основные преимущества новых, кавитационно-ферментных станций
очистки хозяйственно-бытовых стоков:
1. По сравнению с классической схемой требуется в 100 раз меньше площади под КОС. Для
сравнения: для станции производительностью 100 тыс. м3/сут. требуется площадь 22–27 га, в
нашем случае 0,2–0,3 га.
2. Отсутствуют первичные и вторичные отстойники, поэтому КОС любой производительности
могут быть помещены в одном здании. Санитарная зона всего 30 м.
3. Нет запаха, поэтому КОС могут быть размещены прямо в жилой зоне.
4. Решена проблема утилизации избытка активного ила и сырого осадка. Он превращается в
техногенный гумус, фактически удобрение, содержащее азот и фосфор, который может быть
использован для различных целей и поэтому востребован рынком. Появляется второй
дополнительный канал возврата инвестиций. [5]
5. В разы уменьшаются капитальные затраты, например, не надо будет строить длинные и
дорогостоящие коллекторы, чтобы увести КОС от жилого сектора.
6. В два-четыре раза уменьшаются эксплуатационные расходы по электричеству, нет расходов по
реагентам, уменьшается в
4-5 раз количество необходимого персонала, станция
автоматизирована.
Данная технология применима не только для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, но
может быть использована и в промышленности.