bbk 000000

УДК

Данилович Д. А.

Основные изменения, предлагаемые для внесения в раздел «Очистные сооружения» актуализированной версии СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»

Аннотация

Результатом первого этапа проводимой по поручению Министерства регионального развития РФ работы по пересмотру (актуализации) СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» рабочей группой под руководством Г. М. Мирончика и Е. Н. Жирова (ООО «Росэкострой») стала разработка первой редакции измененных нормативных документов. С января текущего года идет их обсуждение (проекты СНиП доступны на сайтах ФГУ «Федеральный центр технической оценки продукции в строительстве» www.certif.org и журнала www.vstmag.ru). В соответствии с базовыми законодательными принципами технического регулирования, переработка СНиП включает в себя, в частности, исключение единых безальтернативных расчетных систем [1], что не послужит препятствием для использования при проектировании зарекомендовавших себя формул старой версии СНиП. Одновременно раскрывается возможность применения различных современных расчетных методик, а также расчетных моделей и программ. Такой подход устранит основания для претензий органов экспертизы о проведении расчетов современных сооружений (например, биологического удаления азота и фосфора) по формулам СНиП, относящимся к принципиально другим технологическим процессам. Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения участвует в работе над СНиП и, по возможности, координирует ее с другими процессами совершенствования нормативной базы отрасли. Настоящая статья призвана в ходе обсуждения обратить внимание специалистов отрасли на основные новации, которые внесены в первую редакцию актуализированных СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения». Наряду с изложением уже внесенных новаций, автором предлагается ряд дополнительных норм (по тексту они выделены курсивом).

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Исходные данные для проектирования

По мнению автора, этот аспект отечественной практики проектирования очистных сооружений является одним из наименее разработанных.

Эквивалентное количество жителей. В первой редакции актуализированных СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» предложено дополнить существующий подход к расчету очистных сооружений по расходу поступающих сточных вод понятием эквивалентного количества жителей (ЭКЖ), обслуживаемых этими сооружениями. Понятие ЭКЖ (PEQ – population equivalent) используется в странах Евросоюза как базовое в нормативных документах и в инженерной деятельности.

Несмотря на то что ГОСТ 25150-82 «Канализация. Термины и определения» содержит понятие «эквивалентное число жителей – условное число жителей, определяющее объем или концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах», оно до настоящего времени не нашло применения в российской практике. Такая ситуация создает основу для возможных ошибок при сопоставлении реальной производительности различных сооружений, так как массовая нагрузка по загрязнениям определяет как объем сооружений биологической очистки сточных вод, так и производительность комплекса обработки осадка.

Общую производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям (ЭКЖ) N_peq, чел., предлагается определять по формуле:

N_peq = 1000В_en.max5/60,

где В_en.max5 – максимальная средняя нагрузка по БПК₅ за 2 недели (кроме дней с сильными осадками), кг/сут; 60 – удельное количество БПК₅ от одного жителя, г/(сут·чел).

БПК₅. При расчете очистных сооружений предлагается использовать величину БПК₅ как реально определяемую в процессе технологического контроля. В расчетных методиках, применяющих величину БПК_полн, предлагается, в дополнение к первой редакции актуализированных СНиП 2.04.03-85, пользоваться коэффициентами пересчета БПК₅ в БПК_полн по фактическим сравнительным данным для очистных сооружений, а при их отсутствии – по табл. 1 [2].

Исходные данные по загрязняющим веществам. ВСНиП 2.04.03-85 предписывалось определять исходные данные при проектировании очистных сооружений исходя из количества загрязняющих веществ (г/сут) от одного жителя и удельного водоотведения. Такой подход заведомо не позволял учитывать индивидуальные особенности существующих объектов, поскольку сформировался в период массового экстенсивного развития населенных пунктов, когда данные по сточным водам были недостаточны. Однако определение нагрузок по загрязняющим веществам с использованием удельных показателей по-прежнему неизбежно при проектировании новых очистных сооружений, строящихся для активно развивающихся (либо новых) населенных пунктов или их отдельных районов.

При определении исходных данных для расчета сооружений биологического удаления азота и фосфора предлагается использовать концентрации Р_общ и N_общ. В настоящее время эти общепринятые за рубежом базовые показатели далеко не всегда анализируются и тем более присутствуют в исходных данных. В то же время известно, что именно эти показатели, а не концентрации ионных форм (аммония и фосфатов) определяют нагрузку на сооружения и в конечном счете содержание ионных форм в очищенной воде. В большей степени это справедливо для небольших по протяженности канализационных сетей, в которых не успевает в полной мере произойти гидролиз мочевины и легкоразлагаемых органических соединений фосфора, а также для производственных сточных вод ряда отраслей пищевой промышленности.

В отсутствие данных по содержанию Р_общ и N_общ предлагается использовать в качестве исходных данных концентрацию азота аммонийных солей и фосфора фосфатов с повышающими коэффициентами 1,25 и 1,6 соответственно.

Проведенный анализ показателей загрязненности сточных вод, поступавших на московские очистные сооружения с 1998 по 2008 г., позволяет предложить внести изменения в табл. 25 СНиП 2.04.03-85 (табл. 21 в актуализированной редакции) – см. табл. 2. Изменения обусловлены существенным превышением соотношений
N–NH₄/БПК₅ и Р_общ/БПК₅ в фактических пробах. На рис. 1 показана динамика колебаний этих величин для крупных (Курьяновские и Люберецкие) и средних (Южно-Бутовские и Зеленоградские) очистных сооружений МГУП «Мосводоканал». Из рис. 1 видно, что в целом по четырем очистным сооружениям отсутствует выраженная динамика изменения проанализированных соотношений; разброс от средней величины соотношений для различных частей одного и того же населенного пункта (за вычетом некоторой необъясненной аномалии для Южно-Бутовских очистных сооружений) по азоту составляет около 20%, по фосфору – 40%.

Следует отметить, что с учетом проанализированных соотношений N–NH₄/БПК₅ и Р_общ/БПК₅ удельные нагрузки от одного жителя получаются на 18% больше по общему азоту и на 39% больше по общему фосфору, чем принято в Европе [3]. Повышенное значение соотношений N–NH₄/БПК₅ и Р_общ/БПК₅ прибиологической очистке сточных вод с удалением азота и фосфора отмечается уже давно многими российскими специалистами. Это служит причиной недостаточной эффективности работы в России популярной в Европе технологии А²О, в которой большое значение имеет соотношение Р_общ/БПК₅.По мнению автора, это связано с отсутствием в России регулирования содержания фосфатов в применяемых средствах бытовой химии, тогда как в Евросоюзе действие Акта о чистящих и моющих средствах, предъявляющего такие требования, позволило, например в Германии, многократно сократить содержание этого источника фосфатов в сточных водах [4].

В табл. 2 графы по хлоридам и ПАВ предлагается исключить, так как в расчете коммунальных очистных сооружений эти вещества не учитываются.

На сегодняшний день подавляющее большинство задач, решаемых проектировщиками очистных сооружений, сводятся к реконструкции уже существующих объектов, для которых более или менее хорошо известны параметры притока сточных вод. На практике для таких сооружений исходные данные при проектировании составляются на основе анализа этих параметров. Однако такой подход не был предусмотрен СНиП 2.04.03-85, где отсутствуют указания по методологии определения исходных данных (расхода, концентраций, массовых нагрузок) по существующим сооружениям.

В настоящее время не регулируемая нормативными требованиями практика назначения исходных данных для проектирования очистных сооружений приводит к серьезным отклонениям от реальных характеристик сточных вод. Весьма распространенной ошибкой является механическое перемножение максимальных значений расхода и концентраций загрязняющих веществ. 15–20 лет назад этот подход был более обоснован, так как максимальный расход сточных вод формировался 31 декабря. К настоящему времени в результате существенного снижения водопотребления максимальные притоки в системах канализации определяются не полезным хозяйственно-бытовым водопотреблением, а неорганизованным притоком в периоды быстрого снеготаяния, а также интенсивных и продолжительных дождей. Естественно, в эти периоды происходит существенное разбавление сточных вод и снижение их загрязненности. Поэтому использование значений максимальных расходов, вызванных климатическими условиями, для расчета сооружений биологической очистки сточных вод и, тем более, обработки осадков приводит к значительному завышению объемов сооружений и их энергопотребления.

Таким образом, в СНиП необходимо ввести методологию определения релевантных (существенных, уместных) технологических исходных данных для проектирования очистных сооружений. Однако в отечественных условиях формирование этой методологии усложняется тем, что в России отсутствуют четкие критерии оценки качества очищенных вод со стороны контролирующих органов. В расчетах платы за сброс загрязняющих веществ фигурируют годовые массы сброса, т. е. фактически используется их среднегодовая концентрация. При непосредственном контроле работы сооружений вывод может быть сделан по разовой пробе (либо, в лучшем случае, по усредненной 24-часовой пробе). Безусловно, отсутствие четкого национального стандарта оценки качества очищенных вод затрудняет их нормирование в СНиП. Однако цена вопроса в данном случае очень высока, поскольку требование выполнения расчетного норматива на 100% увеличивает стоимость очистных сооружений не менее чем на 10–15%, тогда как в среднем снижение эффективности удаления загрязнений не превысит и 1%.

В этой ситуации автор считает правильным придерживаться статистического подхода, применяемого в Евросоюзе в соответствии с директивой от 1991 г., по которой концентрация загрязняющего вещества может превышать установленную величину в некотором количестве проб, зависящем от общего числа проб. Рассчитанная по этому документу зависимость количества проб, в которых содержание определяемого загрязняющего вещества может превышать установленные требования не более чем на 100% (для взвешенных веществ – не более 150%) от общего количества отбираемых проб [5], приведена на рис. 2.

В актуализированный текст СНиП уже заложен принцип статистической обеспеченности и предложена норма, согласно которой сооружения очистки сточных вод и обработки их осадков должны обеспечивать расчетные показатели с обеспеченностью не менее 85%. Предлагается, с учетом российского и зарубежного опыта, в частности немецких рекомендаций ATV-DVWK-A 131E [3], дополнить эту норму нижеперечисленными положениями.

Во-первых, предлагается уточнить, что данное требование относится к среднесуточной (24-часовой) пропорциональной пробе, т. е. пробе, в которой объем ежечасно отбираемых составляющих пропорционален расходу сточных вод, поступающих за этот час.

В качестве исходных данных для расчета сооружений биологической очистки сточных вод предлагается использовать не значения концентраций и расходов по отдельности (не соответствующие друг другу по датам), а параметры массовой нагрузки по загрязнениям (кг/сут), т. е. произведения расходов и концентраций, соответствующих друг другу для каждого дня. При этом с учетом специфики отдельных составляющих расчета необходимо различать нагрузки отдельно для периодов с низкой и высокой температурой сточных вод (по всей выборке, включая сильные ливни и т. п.).

Для расчета процессов нитри-денитрификации предлагается использовать среднюю за 2 недели притока максимальную нагрузку за холодный период, а для расчета потребности в воздухе для аэрации – среднюю за такой же промежуток времени максимальную нагрузку за теплый период. Если средние значения максимальной нагрузки за 2 недели не могут быть определены из-за недостаточной частоты отбора проб (как минимум 4 значения в неделю), следует использовать в качестве расчетной нагрузку 85-процентной обеспеченности, причем необходимо анализировать не менее 40 известных значений нагрузки. При отсутствии таких данных либо для сооружений, обслуживающих менее 20 тыс. ЭКЖ (для которых выполнение детального и продолжительного обследования загрязненности сточных вод может превышать экономию, полученную за счет использования релевантных исходных данных), исходные данные могут быть определены по старой методике как произведение количества обслуживаемых жителей на значение данных табл. 2, с учетом промышленных и прочих абонентов.

При необходимости использования релевантных расчетных значений концентраций загрязняющих веществ в расчетах следует определять их как отношение релевантных нагрузок к соответствующим им значениям расходов.

Предлагается установить, что для расчета технологических сооружений минимальная и максимальная расчетные температуры должны приниматься по средним за 2 недели значениям с экстремальными значениями за 3 года наблюдений, а в отсутствие данных – по экстремальной величине из аналогичных данных для трех, близких по производительности, населенных пунктов, расположенных в одной климатической зоне.

Учет часовой неравномерности поступления загрязняющих веществ. Поступление загрязняющих веществ на очистные сооружения характеризуется неравномерностью, существенно превышающей неравномерность расхода [6]. Данная неравномерность может влиять на достаточность времени обработки для полного протекания процессов нитри- и денитрификации при повышенном поступлении азота, на потребность в воздухе аэрируемых зон сооружений, на расход реагента для удаления фосфора.

Продолжительность обработки воды не является определяемым показателем во всех расчетных методиках (расчет может проводиться по минимальному возрасту ила и соотношению зон в сооружении), поэтому не обязательно регламентировать неравномерность поступления загрязняющих веществ для расчета процесса нитри-денитрификации.

Для учета потребности сооружений биологической очистки в кислороде Q^h_ox, кг/ч,предлагается учитывать часовую неравномерность поступления загрязнений по формуле:

где Q^d_oxC – расчетная потребность в кислороде для окисления органических загрязнений (БПК), кг/сут; Q^d_oxD– количество кислорода нитратов, используемого в процессе денитрификации, кг/сут; Q^d_oxN – расчетная потребность в кислороде для окисления аммонийного азота, кг/сут; f_N, f_C – повышающие (пиковые) коэффициенты для азота и органических загрязнений соответственно.

Поскольку максимальная скорость потребления кислорода при нитрификации, как правило, имеет место до возникновения пиковой скорости потребления кислорода для удаления углерода (из-за усредняющего эффекта сорбции на иле и последующего гидролиза взвешенных веществ, определяющих значительную часть БПК), необходимо выполнить два вычисления в соответствии с данным уравнением, одно при f_C = 1 и заданной (предполагаемой) величине f_Nи другое при f_N = 1 и заданной (предполагаемой) величине f_С. После этого используется большее значение Q^h_ox. Предпочтительно определять эти коэффициенты по данным фактических наблюдений как соотношение нагрузки 2-часового суточного максимума к 24-часовой средней нагрузке (определенной пропорциональным пробоотбором). В отсутствие таких данных значения коэффициентов f_Си f_Nдопускается принимать по табл. 3.

Релевантные расходы для технологических расчетов. С учетом большого влияния на суточный коэффициент неравномерности нескольких суток в году с интенсивным поступлением в систему канализации неорганизованного притока предлагается при определении максимального (исключительно для задачи технологического расчета сооружений) притока сточных вод учитывать их поступление при условии сухой погоды. С этой целью следует исключать 10 максимальных за год значений (кроме 30–31 декабря и 30–31 августа), и в качестве расчетного суточного расхода принимать среднее значение из 10 максимальных суточных значений притока на сооружения за последние 3 года наблюдений, определенное за вычетом вышеуказанных значений. При этом технологический расчет сооружений удаления песка, первичного осветления, анаэробных зон в аэротенках, а также внутренних рециклов в сооружениях биологической очистки следует производить на выбранный максимальный расход в расчетные сутки с учетом коэффициента часовой неравномерности. Технологический расчет систем илоотделения предлагается производить на максимальный (с учетом дней с сильными дождями и снеготаянием) суточный расход, на один час максимального суточного притока.

При отсутствии данных по притоку сточных вод расчетный расход следует определять по данным табл. 1 актуализированного текста СНиП с использованием коэффициентов неравномерности.

Регламентирование технологий

В СНиП 2.04.03-85 не приводятся требования к выбору используемых технологий. В актуализированной версии СНиП предлагается ввести ряд обязательных требований по типу технологий, определяемых соображениями экологической безопасности. Эти требования не призваны подменять государственное регулирование в области охраны окружающей среды. Они конкретизируют инженерные методы достижения данных нормативных требований. Безусловно, при наличии более жестких требований государственных контролирующих органов они должны выполняться в приоритетном порядке.

Предложено ввести следующие минимальные нормы очистки сточных вод:

• все сточные воды поселений, отводимые в водные объекты, должны подвергаться биологической очистке от органических загрязнений;
• при ЭКЖ более 500 должна осуществляться биологическая очистка от соединений азота.

Также предлагается дополнить эти требования необходимостью применения специальных методов удаления фосфора при ЭКЖ более 5000.

Для учета фактических неблагоприятных условий для биологической очистки в актуализированной версии предусмотрено (по согласованию с контролирующими органами):

• использование физико-химической очистки с последующей доочисткой для объектов с периодическим пребыванием проживающих до 500 ЭКЖ;
• расчет сооружений по удалению азота только на периоды, когда сточные воды имеют температуру свыше 12°С.

Для обработки осадков сточных вод предложено ограничить выбор технологических решений из соображений защиты окружающей среды от разложения органического вещества. Осадки очистных сооружений с нагрузкой свыше 50 тыс. ЭКЖ должны подвергаться стабилизации тем или иным способом. При обработке осадка методами термической сушки или сжигания (пиролиза и т. п.), а также при захоронении его на полигонах, оборудованных системой сбора и утилизации свалочного биогаза, дополнительная стабилизация осадка не должна быть обязательной (при условии соблюдения требований к полигонам, указанным ниже). Для подготовки обезвоженного нестабилизированного осадка к утилизации в качестве удобрения или рекультивирующего слоя требуется предусматривать его обработку методами биотермического компостирования или термической сушки.

При численности обслуживаемого населения свыше 15 тыс. ЭКЖ осадки должны обезвоживаться только с использованием обезвоживающего оборудования. Иловые площадки допускаются в качестве резервных сооружений. Применяемые методы улучшения водоотдающих свойств осадка должны обеспечивать максимально эффективное обезвоживание. Концентрация взвешенных веществ в фильтрате (фугате) после обезвоживания осадка не должна превышать 500 мг/л.

Наряду с вышеперечисленными обязательными нормами предлагается ввести ряд рекомендательных ограничений, не влияющих на безопасность работы сооружений, но оказывающих существенное влияние на экономические показатели:

• на очистных сооружениях производительностью свыше 5000 м³/сут рекомендуется производить осветление сточных вод. Таким образом, при обосновании допускается отказ от стадии осветления бытовых сточных вод. В этом случае прозоры процеживающих решеток должны быть не более 10 мм, а время пребывания в песколовках – не менее 10 мин;
• на очистных сооружениях с нагрузкой свыше 300 тыс. ЭКЖ для стабилизации осадков рекомендуется анаэробное метановое сбраживание.

При обосновании допускается совместная очистка сточных вод с осадком, образующимся на станциях водоподготовки. Количество осадков должно учитываться при определении нагрузки на очистные сооружения. При этом сбросе содержание сухого вещества в осадке первичных отстойников следует принимать на 15–30% ниже с учетом доли этого осадка, показателей воды, очищаемой на станции водоподготовки, и применяемых реагентов.

В качестве базового метода обеззараживания сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, рекомендуется ультрафиолетовое облучение. Обеззараживание хлором или другими хлорсодержащими реагентами допускается при обеспечении дехлорирования обеззараженной воды перед сбросом в водный объект. При предъявлении повышенных требований к качеству очищенной воды для обеззараживания допускается применение озона.

Удаление азота и фосфора. ВСНиП 2.04.03-85 не было нормативов по удалению азота и фосфора. Предложения, внесенные в актуализированную версию СНиП, включают зарекомендовавшие себя на практике мероприятия. Одной из целей данного раздела является нормативное закрепление этих мероприятий, важных с точки зрения обеспечения технологической надежности и экологической безопасности очистных сооружений, что послужит основой для проектировщиков при обосновании технических решений в органах государственной экспертизы.

Ниже приводится сокращенное изложение этого раздела.

Для организации процесса нитри-денитрификации в аэротенках предложено (вариантно):

• выделение зон с аэрацией и без аэрации (аноксидные зоны) для обеспечения подачи иловой смеси (возвратного ила), содержащей нитраты, образованные в аэробных зонах;
• обеспечение периодического чередования аэробных и аноксидных условий в иловой смеси;
• регулирование концентрации растворенного кислорода для одновременного протекания аноксидных и аэробных процессов.

В аноксидных зонах (либо при аноксидных условиях) рекомендуется осуществлять перемешивание для предотвращения оседания активного ила электромеханическими мешалками. При обосновании допускается проводить перемешивание путем аэрации, обеспечив минимальное растворение в иловой смеси кислорода воздуха либо рециркулирующего газа, а также с помощью пневмомеханических и других подобных устройств. Также допускается создание продольного циркуляционного потока в двух и более коридорах аэротенка со скоростью, достаточной для поддержания ила во взвешенном состоянии.

Для повышения эффективности биологического удаления фосфора следует организовывать в аэротенках анаэробные зоны в дополнение к аноксидным и аэробным зонам, обеспечивая в них по возможности низкое содержание не только растворенного кислорода, но и нитратов. Следует также принимать меры по предотвращению
избыточного растворения кислорода в сточной воде, поступающей на такие сооружения, избегая значительных перепадов потока на водосливах, столкновений потоков и т. п. Биологическое удаление фосфора рекомендуется предусматривать вместе с биологическим удалением азота.

При расчете аэротенков предписывается определять (в том числе):

• для всех технологий, предусматривающих окисление аммонийного азота, – аэробный возраст ила, подтверждая его минимальную достаточность;
• для технологий биологического удаления фосфора – предельную эффективность этого процесса для данной сточной воды.

При биологическом удалении азота и фосфора предписывается обеспечивать максимальную эффективность использования органических загрязнений сточной воды как субстрата для процессов денитрификации и дефосфатации. При применении в технологической схеме стадии осветления сточной воды ее эффективность должна регулироваться исходя из обеспечения оптимального поступления органических загрязнений на стадию биологической очистки (для снижения энергоэффективности сооружений в целом).

Текущая потребность сооружений в кислороде – один из наиболее переменных параметров очистных сооружений, который может изменяться в течение недели более чем в 5 раз. Для сооружений, в которых предусмотрены аноксидные и анаэробные зоны, подача воздуха сверх потребности не только неэффективна с точки зрения экономии энергии, но и недопустима с точки зрения экологической безопасности, так как формирует неблагоприятные условия для удаления азота. Поэтому предлагается дополнить первую редакцию актуализированной версии СНиП обязательным требованием возможности гибкого (ступенчатого) управления системой подачи воздуха в аэротенки.

При расположении зон с различным кислородным режимом в пределах одного коридора аэротенка (без применения продольных циркуляционных потоков) первая редакция актуализированной версии СНиП предусматривает разделять зоны друг от друга полупогружными перегородками, с возможностью протекания иловой смеси как над перегородкой, так и под ней.

В конце открытых отводящих каналов иловой смеси, поступающей на вторичные отстойники, рекомендуется предусматривать устройства по сбору и удалению пены, которая может образовываться на поверхности аэротенков в результате развития биологических процессов вспенивания активного ила.

При обосновании в целях повышения эффективности биологического удаления фосфора допускается осуществлять в отстойниках частичную ацидофикацию осадка. В этом случае надлежит предусматривать соответствующие мероприятия, включая увеличенное время пребывания осадка, его рециркуляцию или взмучивание.

В качестве допускаемых к применению сооружений предлагается ввести реакторы циклического действия (SBR) и мембранные биореакторы.

При обработке избыточного активного ила от сооружений биологического удаления фосфора предписывается принимать меры по предотвращению выделения фосфатов в иловую воду: не допускать возникновения анаэробных условий в иле, не смешивать его в резервуарах с осадком первичных отстойников. Не допускается гравитационное уплотнение такого ила при времени пребывания свыше трех часов.

При обосновании допускается предусматривать локальную очистку возвратных потоков от аммонийного азота и (или) фосфатов.

Анаэробное сбраживание осадка сточных вод. Предельные дозы загрузки в метантенки (19% для термофильного и 10% для мезофильного режимов), указанные в СНиП 2.04.03-85, не позволяли обеспечить глубокий распад беззольного вещества осадка и на практике приводили к дестабилизации процесса на построенных по этим значениям сооружениях. В целях повышения энергоэффективности и надежности сбраживания осадка предложено снизить допустимую максимальную дозу загрузки осадка в метантенки: для термофильного процесса – до 15%, для мезофильного – до 7%.

Существенно расширены обязательные инженерные требования к устройству метантенков:

• перемешивание мешалками или газом (использование насосов для перемешивания допускается только в качестве резервного оборудования);
• устройство систем пеногашения;
• выгрузка сброженного осадка как из нижней части метантенка, так и из верхней;
• использование рекуперационных теплообменников с рекуперацией не менее 15°С при применении термофильного режима сбраживания.

Осадок, подаваемый в метантенки, должен процеживаться на решетках (ситах) с прозорами не более 6 мм с целью дополнительного удаления грубодисперсных включений. Также предлагается ужесточить требования к расчету песколовок для обеспечения задержания песка гидравлической крупностью не более 0,15 мм (а не 0,2 мм,
как в СНиП 2.04.03-85). Эта мера направлена на исключение случаев, характерных для отечественной практики, когда песколовки обеспечивали недостаточную эффективность.

Предлагается предусматривать обязательную утилизацию биогаза, образующегося при сбраживании осадка сточных вод. При использовании биогаза в качестве моторного топлива рекомендуется его очистка от примесей, оказывающих неблагоприятное воздействие на работу двигателей (вода, взвешенные частицы, сероводород, силоксаны и др.).

Предложен ряд допускаемых новых технологических процессов:

• добавление в метантенки других видов сбраживаемых отходов (при этом следует обеспечить изъятие из этих отходов грубодисперсных примесей и оседающих неорганических включений, а также необходимую гомогенизацию подаваемой в метантенки смеси);
• использование двухфазного термофильно-мезофильного режима сбраживания, методов предварительной обработки осадка перед сбраживанием: термической (до 180°С), механической, ферментативной и ультразвуковой дезинтеграции, а также их сочетания.

Рекомендуется предусматривать сгущение избыточного активного ила перед подачей в метантенки до содержания сухого вещества не менее 5%.

При дозе сбраживания в термофильном режиме свыше 10% предлагается сохранить как обязательный процесс промывку сброженного осадка технической водой с последующим уплотнением либо (при обосновании) его аэробную обработку. При проектировании сооружений промывки осадка (смешения его с технической водой) предписывается предусматривать устройства для удаления и последующей обработки отделяемого в них песка.

Процессы аэробной стабилизации дополнены термофильным автотермичным сбраживанием осадка.

Обезвоживание осадка сточных вод. Наряду с приведенными выше требованиями к обезвоживанию осадка и резервированию оборудования конкретизированы требования к реагентам. Для улучшения водоотдающих свойств осадков городских сточных вод и схожих с ними по составу в качестве реагента предписывается использовать органические полимеры (флокулянты). При технико-экономическом обосновании допускается применение реагентов и присадок, улучшающих процесс обезвоживания, а также подогрев осадка за счет утилизации низкопотенциального тепла от других процессов.

В связи с многократным повышением надежности обезвоживающего оборудования, а также доступности реагентов (флокулянтов) предлагается отказаться от обязательного устройства аварийных иловых площадок (по СНиП 2.04.03-85 – 20% годовой производительности). В этом случае при технико-экономическом обосновании надлежит предусматривать мероприятия по обеспечению приема и обработки осадка в аварийных ситуациях: накопители осадка с временем пребывания не менее двух суток, большее резервирование обезвоживающего оборудования (до 100%) и т. п.

При обосновании допускается предусматривать локальную очистку сливной воды с иловых площадок с последующим ее использованием для полива.

Добавлено требование обязательного резервирования общих для нескольких аппаратов систем транспортировки обезвоженного осадка.

Также в целях повышения экологической безопасности очистных сооружений в качестве базового метода обработки песка из песколовок предлагается предусматривать отмывку и обезвоживание.

Предлагается принять как допустимые следующие инженерные решения:

• перекачка (перевозка автотранспортом) жидких осадков для обработки на других очистных сооружениях;
• периодическое обезвоживание осадка с помощью передвижных установок, обслуживающих несколько очистных сооружений. В этом случае необходимо предусматривать: достаточную емкость накопителя жидкого осадка с предотвращением ухудшения водоотдающих свойств осадка; применение фильтрующих мешков; насосную перекачку обезвоженного осадка, бункеры для его хранения.

Этот перечень предлагается дополнить обезвоживанием осадка в геотубах (крупногабаритных фильтрующих мешках) с возможным захоронением на месте обезвоживания.

Дальнейшая обработка и утилизация обезвоженного осадка. При использовании термосушки в обязательном порядке предлагается предусматривать:

• максимально возможное обезвоживание осадка перед подачей на сушку;
• использование для сушки имеющихся (возможных) тепловых ресурсов, при обосновании – получение и применение низкопотенциального тепла от сушилки;
• отделение высушенного осадка от крупных и пылевидных частиц с возвратом их в процесс сушки;
• очистку газовых выбросов из сушилки;
• мероприятия по обеспечению взрыво- и пожаробезопасности установки сушки, а также бункеров и складов высушенного осадка.

Следует предусматривать автотермичный режим процесса термической утилизации либо по обоснованию подачу минимального количества дополнительного топлива. Предлагается в обязательном порядке предусмотреть утилизацию тепловых ресурсов, получаемых от установок термической обработки, прежде всего для нужд процессов предварительной обработки осадка и очистных сооружений.

Актуализированная редакция СНиП при обосновании допускает:

• высокотемпературную обработку осадка (плавление, газификацию) с использованием технического кислорода и (или) дополнительного топлива;
• использование специальных укрывных теплоизолирующих материалов с односторонней проницаемостью, а также активирующих добавок для ускорения процесса;
• компостирование сброженного осадка для подготовки его почвенной утилизации;
• включение в комплекс сооружений обработки осадка установок по приготовлению почвогрунтов (смесей) из обезвоженных и стабилизированных осадков сточных вод.

Предлагается ввести ограничивающие требования, направленные на обеспечение экологической безопасности мест захоронения (размещения) осадка. Его влажность не должна превышать 75%. Надлежит предусматривать
систему дренажа по дну сооружения захоронения с откачкой выделяющегося фильтрата на очистку. Захоронение нестабилизированных осадков должно допускаться только при оборудовании сооружения по захоронению системой отбора и утилизации свалочного биогаза. При этом отдельные секции сооружения по захоронению должны заполняться за период времени, не превышающий трех месяцев. В ходе работ по заполнению секции следует предусматривать мероприятия по предотвращению распространения дурнопахнущих веществ.

Также предложено ввести понятие многолетнего складирования обезвоженного осадка в накопителях, оборудованных по аналогии с полигонами, с последующей утилизацией осадка, демонтажом накопителя и рекультивацией земельных площадей.

Выводы

В первую редакцию раздела 6 «Очистные сооружения» актуализированной версии СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» включен большой объем дополнений, отвечающих современному уровню развития отрасли. Наряду с этим предлагается дополнить документ однозначными указаниями по определению релевантных исходных данных для технологического проектирования очистных сооружений. Автор предлагает всем заинтересованным специалистам отрасли принять активное участие в обсуждении предложенных положений, а также в уточнении представленных величин нормативов.

Список цитируемой литературы

1. Данилович Д. А. Работа по актуализации СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» // Водоснабжение и сан. техника. 2011. № 1.
2. Карюхина Т. А., Чурбанова И. Н. Химия воды и микробиология. – М.: Стройиздат, 1974.
3. ATV-DVWK-A 131E. Dimensioning of Single-Stage Activated Sludge Plants. – 2000.
4. Директива ЕЭС от 21 мая 1991 г. № 91/271. Очистка коммунальных стоков.
5. Водный сектор в Германии. Методы и опыт. – Берлин–Бонн–Виттен, Институт экологической техники и управления Университета Виттен-Хердеке, 2001.
6. Данилович Д. А. Энергосбережение и альтернативная энергетика на очистных сооружениях канализации // Водоснабжение и сан. техника. 2011. № 1.