bbk 000000

УДК 628.3.004.1

Волошин К. И., Карабанов Ю. З., Тимофеев С. Л., Берестнев С. В., Осинцев Р. Г., Жунев О. Г., Тимофеев П. С.

Сотрудничество на благо экологии

Аннотация

Рассказано о внедрении оборудования Научно-производственной фирмы «ЭКОТОН» для модернизации очистных сооружений канализации г. Новосибирска: трубчатых аэраторов, автоматизированного комплекса механических решеток с винтовым конвейером и пресс-уплотнителем, щитовых затворов, грабельных решеток, ленточных фильтр-прессов, винтовых транспортеров. Совместный проект НПФ «ЭКОТОН» и МУП г. Новосибирска «Горводоканал» ориентирован на повышение эффективности очистки сточных вод и оптимальное сокращение затрат на проведение работ. Применение оборудования фирмы «ЭКОТОН» с целью модернизации очистных сооружений канализации позволяет решать задачи энерго- и ресурсосбережения.

Ключевые слова

модернизация , интенсификация , механическое обезвоживание , решетки , фильтр-пресс , очистные сооружения канализации , винтовой транспортер , пресс-уплотнитель

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Формирование рынка экологических работ и услуг связано с развитием индустрии природоохранного оборудования и технологий. Тесное сотрудничество МУП г. Новосибирска «Горводоканал» и НПФ «ЭКОТОН» длится уже более 12 лет. И это не просто покупка-продажа оборудования, а совместное творчество, в результате которого стабильно совершенствуется оборудование, оптимизируется процесс водообработки, повышается качество очистки сточных вод на очистных сооружениях канализации г. Новосибирска. Следствием продуктивного сотрудничества является не только взаимная экономическая выгода, но и улучшение экологической ситуации в Сибирском регионе.

Партнерство началось с решения администрации очистных сооружений канализации о замене изношенной фильтросной плитки в аэротенках трубчатыми аэраторами АПКВ фирмы «Экотон» на участке биологической очистки. Проектная производительность первой и второй очередей очистных сооружений Новосибирска составляет 850 тыс. м³/сут. Первая очередь была запущена 30 лет назад. С ростом численности населения и увеличением количества стоков постепенно вводились в эксплуатацию сооружения второй очереди. По результатам обследования очистных сооружений было принято решение о поэтапной модернизации участка биологической очистки. В ходе замены аэрационных систем эксплуатирующим предприятием высказывались пожелания и замечания к работе оборудования, которые производители старались максимально воплотить в новых конструкциях. В результате последовательно сменилось три модификации аэраторов.

На сегодняшний день на очистных сооружениях канализации Новосибирска поставлено 13 800 м аэрационных плетей, работы продолжаются. Модернизированный участок биологической очистки обеспечивает эффективную аэрацию иловой смеси при оптимальном сокращении затрат. Кроме того, совместная работа над совершенствованием конструкции и квалифицированная эксплуатация оборудования работниками очистных сооружений обусловили длительный срок службы системы аэрации: аэраторы, поставленные 12 лет назад, за время эксплуатации не требовали ни ремонта, ни существенных затрат на обслуживание.

Сотрудничество предприятий не ограничивается заменой аэрационных систем: комплекс механической очистки установлен в грабельном отделении очистных сооружений, щитовые затворы и грабельные решетки (рис. 1) – на канализационных насосных станциях, ленточные фильтр-прессы и транспортеры – в цехе механического обезвоживания осадка. Каждый совместный проект ориентирован на повышение качества очистки стоков и оптимальное сокращение затрат на проведение процесса.

Необходимость реконструкции участка механической очистки была продиктована постоянными сбоями в работе насосного оборудования и скоплением мусора в первичных отстойниках, которые в условиях климата Новосибирска быстро покрывались льдом, создавая дополнительные трудности. Следствием неэкономичных режимов работы оборудования являлось высокое потребление электроэнергии.

Для решения данной проблемы была предложена поэтапная замена низкоэффективного оборудования и установка дополнительных систем для транспортировки и отжима отбросов, снимаемых с решеток.

Замена семи устаревших решеток с мощностью электропривода 2,2 кВт четырьмя механизированными канализационными решетками СУЭ-2030 с мощностью привода 0,75 кВт обеспечила существенную экономию электроэнергии за счет сокращения количества решеток и мощностей их приводов, автоматизации работы граблин в экономичном режиме по 15 мин/ч. Прямой экономический эффект от реализации первого этапа проекта составил 127 тыс. кВт электроэнергии, или 150 тыс. руб/год. Также удалось значительно повысить эффективность механической очистки стоков за счет уменьшения прозоров сороудерживающего полотна – с 16 мм на старых решетках до 8 мм на новых и, как следствие, улучшить работу насосного оборудования, песколовок и первичных отстойников. Благодаря этому значительно сократилось число сбоев в работе оборудования, а также удалось снизить затраты на обслуживание последующих участков очистки стоков.

Оснащение комплекса механической очистки двумя винтовыми конвейерами КВЭ и двумя винтовыми отжимными прессами ПВОЭ позволило существенно уменьшить объем отбросов, снятых с решеток, и значительно облегчить эксплуатацию участка механической очистки. Только расходы на топливо для вывоза отбросов удалось сократить в 4–5 раз, что привело к экономии более 12 тыс. руб. уже за первые 3 месяца.

Общий экономический эффект за счет снижения потребления электроэнергии и сокращения расходов на топливо для вывоза отходов составил 200 тыс. руб/год без учета экономии на снижении числа аварийных ситуаций и эксплуатационных расходов на последующих участках очистки.

Наглядным примером совместной работы по оптимизации конструкции оборудования может служить проект поэтапной замены физически и морально устаревших центрифуг ленточными фильтр-прессами ПЛ-20К для обезвоживания осадка. Первые две машины были поставлены в 2006 и 2007 годах, а третья – в 2009 г. При этом конструкция каждого следующего фильтр-пресса дорабатывалась в соответствии с пожеланиями эксплуатирующего предприятия и новыми разработками инженеров НПФ «ЭКОТОН». На этом проекте остановимся подробнее, поскольку проблема обезвоживания осадков является особенно актуальной для Сибирского региона.

На большинстве очистных сооружений канализации городов Сибири обезвоживание осадков сточных вод осуществляется на иловых картах, несмотря на то что данный способ обезвоживания является неэффективным в данных климатических условиях. Из-за короткого летнего периода площадки практически не работают на испарение влаги, а дренажная система для отвода надиловых вод подвержена преждевременной кольматации. Недостатком иловых площадок является также потребность в значительных территориях для их устройства. Выходом в данной ситуации является механическое обезвоживание с использованием современных синтетических флокулянтов, которое не зависит от климатических условий и обеспечивает сокращение объемов осадков до 10 и более раз.

На участок механического обезвоживания канализационных очистных сооружений Новосибирска поступает 2400 м³/сут осадка. Серия конструктивных доработок позволила повысить производительность фильтр-пресса (поставка 2009 г.) до 42 м³/ч по сравнению с производительностью первой машины (35 м³/ч) при сохранении степени обезвоживания осадка 78–80%. Для нормальной работы фильтр-пресса при такой производительности были внесены соответствующие изменения, в частности, увеличен диаметр патрубков отвода фильтрата и адаптирована конструкция поддона.

Для повышения влагоотдачи в зоне гравитационного обезвоживания на сгустителе была оптимизирована схема подачи осадка (рис. 2). Раньше осадок подавался на ситовую ленту сгустителя непосредственно из трубы и недостаточно равномерно распределялся по ленте. Добавление в схему приемной буферной емкости и доработка распределительной перегородки позволили оптимально распределять осадок по всей рабочей ширине ситовой ленты для максимальной влагоотдачи. В последней модели также появилась возможность регулировать горизонтальное положение сгустителя независимо от самого фильтр-пресса и изменять количество и положение рыхлителей. В результате удалось увеличить влагоотдачу, а также избежать проблем с разбрызгиванием и вытеканием осадка за края ленты на сгустителе.

В новой модели фильтр-пресса было реализовано предложение эксплуатирующего предприятия по оптимизации конструкции арочной зоны ленточного фильтр-пресса. Испытания показали целесообразность таких изменений: влагоотдача в этой зоне увеличилась на 2%.

Существенные изменения были внесены в состав и схему работы пневматического оборудования. Повышенная влажность и высокое содержание в воздухе агрессивных веществ, выделяемых осадком, регулярно выводили оборудование из строя. По результатам мониторинга рынка для нового фильтр-пресса была выбрана система «FESTO», которая не только корректно работает в таких неблагоприятных условиях, но и позволяет легче и точнее настроить систему управления фильтровальными лентами.

Для удержания лент в рабочем положении также была доработана схема автоматического регулирования. Новая схема учитывает не только смещение ленты, но и частоту таких смещений, что отражается на сценарии реагирования системы стабилизации на срабатывание датчиков. Теперь лента удерживается в среднем положении не менее 40 минут, что существенно сокращает эксплуатационные затраты и продлевает срок службы системы.

Множество изменений касаются повышения удобства обслуживания фильтр-пресса, в частности, облегчен доступ к некоторым деталям, упрощен их демонтаж. Также был изготовлен выносной пульт управления, установленный в непосредственной близости от фильтр-пресса. Это позволило оператору плавно регулировать скорость подачи осадка и флокулянта, а также скорость движения лент. При этом появилась возможность наблюдать за протеканием процесса обезвоживания и оценивать правильность регулировки.

Новый фильтр-пресс серии ПЛ-20К изготовлен из нержавеющей стали (включая опорную раму) и оснащен сгустителем. Его конструкция адаптирована к условиям работы на очистных сооружениях канализации г. Новосибирска и отвечает всем пожеланиям эксплуатирующего предприятия.

На фильтр-пресс производительностью 42 м³/ч подается осадок первичных отстойников с влажностью 96–97%. Кек на выходе имеет влажность 78–80%. Мощность электропривода фильтр-пресса в комплексе со сгустителем составляет 3,3 кВт, средний расход флокулянта – 1,5–2 кг/т по сухому веществу. Кроме этого, замена центрифуг с мощностью электропривода 110 кВт фильтр-прессами позволила существенно снизить потребление электроэнергии. Экономия электроэнергии за год на единицу оборудования составила 930 тыс. кВт. Экономический эффект от замены трех центрифуг фильтр-прессами составил около 2,3 млн. руб/год.

Все оборудование, входящее в комплекс обезвоживания осадка сточных вод (станция приготовления флокулянта, безосевой конвейер, насосы, фильтр-пресс со сгустителем и транспортер обезвоженного осадка), работает полностью в автоматическом режиме, что позволяет максимально облегчить обслуживание машины.

Выводы

Применение современного оборудования производства НПФ «ЭКОТОН» позволяет решать задачи энерго- и ресурсосбережения, успешно проводить модернизацию очистных сооружений канализации г. Новосибирска.