Biotal

Технологическая схема установки BIOTAL от 1,5 до 6 м3/сутки

Сточные воды поступают в приемную камеру, представляющую из себя большую нержавеющую сетку, в которой установлен аэратор, размельчающий поступающие грубые нечистоты. Под этой сеткой, так как она расположена на определённом расстоянии от дна SBR-1, установлен аэратор, который одновременно с аэрацией реактора SBR-1 производит внешнюю аэрацию сетки. Происходит как бы двухсторонний барботаж сетки грубых нечистот, что позволяет разбивать эти нечистоты и препятствует забиванию сетки. Сточные воды, избавленне от грубых нечистот, стекают в реактор SBR-1, куда также подаётся эрлифтами возвратный активный ил из реакторов SBR-2 и SBR-3. В SBR-1 сточные воды частично биологически очищаются, подвергаясь многократным, циклически повторяющимся, процессам аэрации и перемешивания при дефиците воздуха, благодаря чему здесь также происходит процесс денитрификации при наличии нитритов и нитратов, поступивших с возвратным активным илом из SBR-2 и SBR-3 и легкоокисляемой органики, поступившей со свежими сточными водами. Сточные воды, прошедшие обработку в SBR-1, перетекают самотеком в SBR-2, куда также отдувается реверсными эрлифтами, при перекачке иловой смеси в SBR-3, пена, что ограждает SBR-3 от негативного влияния сапонатов. В SBR-2, аналогично с SBR-1, иловая смесь подвергается многократным, циклически повторяющимся, процессам аэрации и перемешивания с рециркуляцией иловой смеси между этии реакторами. Поскольку в SBR-1 окисляется более 50% органики, то в SBR-2, параллельно с дальнейшим окислением органики, начинается процесс нитрификации. По мере окисления органики процесс нитрификации начинает доминировать. Частично очищенные сточные воды из SBR-2 перекачиваются реверсными эрлифтами в SBR-3. В SBR-3 происходит окисление трудноокисляемой органики и нитрификация. Процесс
очистки ведется так, чтобы окисление аммонийного азота происходило преимущественно до нитритов (редокс-потенциал – до 100), что позволяет провести более быстро и эффективно денитрификацию в SBR-1 (цепочка редукции нитритов до
газообразного азота в этом случае короче, чем от нитратов). В SBR-3 иловая смесь подвергается аэрации с последующим отстаиванием и откачкой очищенных сточных вод сифонным эрлифтом в аэрируемый биологический фильтр-тонкослойный отстойник на доочистку. Перед откачкой очищенных сточных вод из SBR-3 в БФ-ТО происходит откачка избыточного активного ила из SBR-3 в аэробный стабилизатор, из БФ-ТО в SBR-3 и из аэробного стабилизатора в иловые мешки на обезвоживания, при этом иловая вода стекает в SBR-2. После завершения цикла отстаивания в SBR-3 и откачки избыточного
активного ила, производится откачка очищенных сточных вод из SBR-3 на БФ-ТО, где ранее очищенные сточные воды подвергались доочистке. Откачиваемые из SBR-3 очищенные сточные воды поступают в нижнюю часть БФ-ТО, вытесняя при этом ранее доочищенные сточные воды в направлении снизу-вверх. При этом аэрация в БФ-ТО не происходит и пластиковая загрузка, ранее игравшая роль пластиковой загрузки биофильтра, начинает играть роль наклонных пластин тонкослойного отстойнока, эффективно задерживая мелкую взвесь. Окончательно доочищенные сточные воды оттекают из установки.
Необходимо отреагировать на следующие упрёки в адрес технологии BIOTAL, размещённые в сайте компании ЮБАС:
- "установки BIOTAL до 6 м3/сутки необходимо размещать в железобетонных колодцах, а установки ЮБАС имеют корпус из ячеистого толстого пластика, что позволяет их монтировать прямо в землю."
Дело в том, что никакой пластик, а тем более ячеистый, сырьем для которого служит дешёвый полипропилен без пластификаторов, применяемый на установках ЮБАС и TOPAS, не в состоянии противостоять плавунам и смещению земли вследствие проезда возле смонтированной установки автомобиля, тем более что полипропилен без пластификаторов очень хрупкий при низких температурах. К этому необходимо добавить, что при высоком уровне грунтовых вод, особенно при откачке сточной воды из установки при ремонте, её может вырвать за счёт выталкивающей силы Архимеда. Приходилось видеть, при строительстве АЗС, вырванные выталкивающей силой на поверхность земли металлические пустые резервуары, которые недостаточно пригрузили Ж/Б конструкциями. Вес пригруза должен быть больше этой выталкивающей силы (веса объема воды вытесненного телом - закон Архимеда). Установка – это тот же резервуар, только легче и слабее. Правда, может фирме ЮБАС удалось "опровергнуть" этот закон, тогда пусть предоставят "расчёты". Если говорить серьезно, то Ж/Б колодец – это небольшая и оправданная инвестиция, т.к. расплатой за такую "экономию" (при монтаже оборудования прямо в землю) будет ваша раздавленная установка, цена которой не сравнима с ценой железобетонного колодца. К этому также можно добавить, что этим экономится территория, так как по размещённой в Ж/Б установке можно будет ходить и даже ездить автомобилем.
Установку BIOTAL, изготавливаемую из лучшего в Европе немецкого пластика фирмы SIMONA, так же можно устанавливать в землю без железобетонных колец, так как статически она не менее прочная, чем установка ЮБАС или TOPAS. Круглый корпус, плюс качественный пластик с пластификатами, пусть даже меньшей толщины, он примерно статически одинаков и выдержит такую же нагрузку, что и ячеистый пластик, применяемый при изготовлении установок ЮБАС и TOPAS.
Мы устанавливаем установки в железобетонных колодцах, потому что привыкли делать всё основательно и надолго.
Следующий упрёк в сторону технологии BIOTAL заключался в том, что компрессоры и автоматика устанавливаются не в самой установке, как у ЮБАСа и TOPASа, а в подвале здания, гараже или подсобном помещении, что, якобы, дороже.
Если говорить об удорожании, то оно будет до 100 у.е., это не тяжело подсчитать: расстояние от здания до установки обычно 5-15 метров. Стоимость трубы РР 20 мм, плюс труба 110 мм в качестве кожуха, а траншею от дома до установки (для укладки трубы сброса сточных вод) в любом случае необходимо копать. Такие небольшие добавочные расходы вам окупятся во много раз, так как мембранный компрессор, согласно инструкции по эксплуатации, нельзя располагать во влажном помещении, тем более в самой установке. Так как компрессоры в установках ЮБАС и TOPAS располагаются внутри установки, и всасывают воздух прямо с улицы с температурой, в зимнее время, до минус 30 градусов, то это приводит к снижению температуры иловой смеси в установке с ухудщением биологического процесса и резко снижает срок работы дорогостоящих мембран компрессора и приводит к частым авариям. Если к этому добавить влажную среду и, естественно, образование конденсата внутри компрессора, то станет понятно, что вашему электрооборудованию в таких условиях "долго не жить". Шум от работы мемранных компрессоров соизмерим с шумом работы бытового холодильника, что не создает никакого дискомфорта при размещении их в подвале, гараже или другом подсобном помещении. Допускается установка компрессоров и автоматики установок BIOTAL в отдельном сухом железобетонном колодце, так как температура воздуха там не понижается ниже 5 градусов и нет влажности. Компрессоры, установленные в подвале, во-первых, откачивают и подают на установку из подвала тёплый воздух, что благотворно сказывается на биологическом процессе в зимнее время, так как при снижении температуры иловой смеси ниже 12 градусов биологический процесс резко ухудшается, а при 5 градусах практически прекращается. Во-вторых, одновременно с подачей воздуха на установку, компрессоры осуществляют принудительную вентиляцию подвала или другого помещения, в котором они расположены. Что же касается автоматики, расположенной внутри установки, то велика опасность появления конденсата внутри автоматики с последующим окислением контактов (так как, парам никаких преград нет, да и для контроля работы МОС в зимний период придется с лопатой идти отгребать снег с крышки своей установки). Если же автоматика расположена в подвале, то для контроля работы установки достаточно туда спустится. К вышеперечисленному можно добавить ещё то, что размещать электрооборудование, в нашем случае компрессоры и автоматику на 220 вольт там, где возможно затопление водой, вообще запрещено. Это может привести к гибели людей, а также приведёт в негодность автоматику и компрессоры. Затопление установки может произойти при забивании дренажа. Забивание дренажа может произойи при сбросе на
установку сточных вод, когда она отключена, что приводит к оттоку из установки неочищенных сточных вод с активным илом. Автоматика и компрессор в установках TOPAS и ЮБАС находятся непосредственно над уровнем воды и, естественно, при подъёме уровня воды произойдёт короткое замыкание, со всеми вытекающими из этого последствиями.
Вот и вся правда о "преимуществе и экономической выгоде" размещения компрессоров и автоматики в самой установке. Копеечная выгода и - опасность для жизни, сокращение срока работы дорогостоящего оборудования и, соответственно, надёжности системы.
Несмотря на высокий технический уровень установок BIOTAL, а также использование для их изготовления компонентов ведущих мировых производителей, полную автоматизацию и длительный срок гарантии, стоимость их не только не превышает стоимость установок имеющихся на рынке и не решающих вышеприведенных технологических задач, но порой и ниже. Это стало возможным благодаря серийности изготовления, модернизации производства и технологии.

Более 3000 изготовленых и эффективно работающих установок в 8 странах, ответ на вопрос « Почему BIOTAL?»
Как бы не хотелось упростить и удешевить решение вопроса очистки сточных вод, необходимо понимать, что качество и стабильность требуемых показателей очищенных сточных вод являются первостепенными, а достичь этого в примитивных малых очистных сооружениях (МОС) не представляется возможным.
На Западе МОС занимаются уже давно, но так как показатели очистки для малых объёмов сточных вод в Европе очень низкие: БПК – 30-60 мг/л, взвешенные вещества – 30-60 мг/л, азот и фосфор, как правило, вообще не нормируются, то европейским разработчикам не было резона работать над эффективными малыми очистными сооружениями. Европейские МОС практически не экспортируются в страны СНГ, так как они не в состоянии обеспечить требуемые высокие показатели очистки. Требования к очистке сточных вод в странах СНГ высокие, независимо от количества очищаемых сточных вод. Научные и проектные институты работали, в основном, над большими очистными сооружениями, малые очистные сооружения совсем не воспринимались ими всерьёз. До последнего времени основными малыми очистными сооружениями были септики с дренажом. Создавались также МОС по типу больших очистных сооружений (ОС), путём геометрического уменьшения, но такой подход к конструированию МОС неприемлем. Для создания МОС, которые бы обеспечили требуемые высокие показатели очистки, необходим принципиально новый подход.
В результате вышеуказанных причин возник определённый вакуум в области малых очистных сооружений, который послужил толчком к созданию новой технологии биологической очистки сточных вод – BIOTAL.

Как бы не хотелось упростить и удешевить решение вопроса очистки сточных вод, необходимо понимать, что качество и стабильность требуемых показателей очищенных сточных вод являются первостепенными, а достичь этого в примитивных малых очистных сооружениях (МОС) не представляется возможным.
На Западе МОС занимаются уже давно, но так как показатели очистки для малых объёмов сточных вод в Европе очень низкие: БПК – 30-60 мг/л, взвешенные вещества – 30-60 мг/л, азот и фосфор, как правило, вообще не нормируются, то европейским разработчикам не было резона работать над эффективными малыми очистными сооружениями. Европейские МОС практически не экспортируются в страны СНГ, так как они не в состоянии обеспечить требуемые высокие показатели очистки. Требования к очистке сточных вод в странах СНГ высокие, независимо от количества очищаемых сточных вод. Научные и проектные институты работали, в основном, над большими очистными сооружениями, малые очистные сооружения совсем не воспринимались ими всерьёз. До последнего времени основными малыми очистными сооружениями были септики с дренажом. Создавались также МОС по типу больших очистных сооружений (ОС), путём геометрического уменьшения, но такой подход к конструированию МОС неприемлем. Для создания МОС, которые бы обеспечили требуемые высокие показатели очистки, необходим принципиально новый подход.
В результате вышеуказанных причин возник определённый вакуум в области малых очистных сооружений, который послужил толчком к созданию новой технологии биологической очистки сточных вод – BIOTAL.
 
Какие же основные проблемы очистки малых объёмов сточных вод?
– На малые очистные сооружения залпово поступает свежий концентрированный сток, в котором количество органики, азота и фосфора не соответствует оптимальному для биологического процесса соотношению - 100:5:1 (органика; азот; фосфор), следовательно, в примитивных неавтоматизированных системах, указанные загрязнения, выходящие за пределы указанных пропорций, будут оттекать с очищенными сточными водами;
– Залповый приток сточных вод - порой за несколько минут может поступить на установку до 20% суточного притока.
Установка должна принимать залповый сброс, без выноса активного ила с очищенными сточными водами;
– Длительное отсутствие притока сточных вод на установку, например, в период отпусков. Без автоматического регулирования мощности произойдёт самоокисление (отмирание) активного ила;
– Поступление со стоком загрязнений, токсичных для микроорганизмов активного ила, к примеру – сброс большого количества синтетических поверхностно активных веществ (СПАВ) при стирке белья;
– Сброс на установу высоконцентрированых сточных вод, например с кухни, при этом БПК поступающих стоков на МОС может доходить до 2000 мг/л, а, как известно, при БПК более 500 мг/л, необходимо предусматривать минимально двухиловую систему с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила;
– Нарастание активного ила в процессе очистки. Если его регулярно автоматизировано не удалять, после нарастания до критической концентрации он будет оттекать с очищенными сточными водами;
– Отсутствие обслуживающего персонала. Процесс очистки должен осуществляться в автоматическом режиме;
Это неполный перечень проблемных вопросов, которые необходимо решить при создании технологии очистки малых объёмов сточных вод. Большие очистные сооружения не имеют таких проблем, так как на них поступает более-менее равномерный сток, уже до 20% очищенный в канализационных сетях во время движения на очистные сооружения, разбавленный практически чистыми балластными водами, смешанный с производственными сточными водами, в которых, как правило, в отличии от бытовых сточных вод, азота и фосфора недостаток. В результате, такие сточные воды поступают на большие очистные сооружения в виде идеального для бактерий активного ила "коктейля". У микроорганизмов активного ила малых очистных сооружений такого "счастья" нет. Специалисты в области очистки сточных вод знают, что малые очистные сооружения должны быть сконструированы на более высоком технологическом уровне, чем большие, поскольку должны обеспечить требуемое качество очистки сточных вод в вышеперечисленных экстремальных условиях, без постоянного обслуживающего персонала, с минимальными затратами на их эксплуатацию (электрической и тепловой энергии и т.п.). Другими словами, малые очистные сооружения, очищающие сточные воды от коттеджа, должны быть решены на более высоком технологическом уровне, чем большие очистные сооружения, к примеру, г. Парижа. Любимая фраза некоторых конструкторов малых очистных сооружений – "...при разработке технологии был использован опыт работы больших очистных сооружений…" – является абсурдной, так как вышеприведенные сложные условия очистки сточных вод на малых очистных сооружениях, делают неприемлемым конструирование их по аналогии с большими, тем более, путём их геометрического уменьшения.
Различают, как известно, два способа очистки сточных вод - континуальный, когда сточные воды обрабатываются, передвигаясь из одной зоны очистных сооружений в другую, и дисконтинуальный (реактор SBR), когда сточные воды проходят все циклы очистки в одном пространстве сооружения путем чередования условий в нем – аэрация, перемешивание, отстаивание, откачка очищенных сточных вод и избыточного активного ила. Эти два способа имеют свои достоинства и недостатки.
При континуальном способе невозможно удерживать необходимую концентрацию активного ила в МОС в пределах 5-6 г/л, что необходимо для окисления повышенного количества жиров и СПАВ, поступающих на установку, так как при залповых поступлениях сточных вод происходит вынос активного ила вследствие повышения скорости восходящего потока воды в отстойнике. Серьезным недостатком континуального способа является залегание и последующее загнивание активного ила во вторичном отстойнике. Отсутствует ритмичность чередования восстановительных и окислительных процессов. При континуальном способе, в период минимальных и максимальных притоков, нарушается расчетное время обработки сточных вод в зонах очистных сооружений. Налипание активного ила на стенках вторичного отстойника с его всплыванием на поверхность, вследствие несанкционированной денитрификации, с последующим оттоком с очищенными сточными водами. Серьезной проблемой этой системы является также необходимость удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников - жиров, частиц активного ила и т.п.
Дисконтинуальный способ (реактор SBR), не имеющий указанных проблем, имеет свои недостатки. Активный ил в системе, адаптированный к сточным водам определенного состава, для очистки следующей порции поступающих сточных вод требует определенного времени на адаптацию, в течение которого процесс очистки значительно ухудшается. Как только пройдет его частичная адаптация, в очередном цикле поступают новые сточные воды и проблемы повторяются. В такой системе также не соблюдается один из основных законов инженерной химии - процесс должен продолжаться настолько долго, насколько это возможно. Поскольку реакторы SBR рассчитываются на 4-х часовой цикл очистки, в течение которого окисляются только легкоокисляемые органические загрязнения, степень очистки сточных вод недостаточна. Процесс нитрификации происходит после окисления основной части органики, поэтому провести денитрификацию, условиями протекания которой является глубокая нитрификация и наличие легкоокисляемой органики, в дисконтинуальной системе не представляется возможным, так как система замкнута, и легкоокисляемая органика уже отсутствует. К положительным качествам дисконтинуальной системы можно отнести возможность удерживать высокую концентрацию активного ила в системе без опасения его выноса из установки, так как отстаивание сточных вод в таких системах происходит в состоянии покоя, без движения очищаемых сточных вод. Следующим важным преимуществом является отсутствие необходимости решать проблему удаления плавающих загрязнений с поверхности отстойников, так как очищенные сточные воды откачиваются из реактора активации в конце фазы отстаивания из осветленного слоя под уровнем воды. Этот способ позволяет сэкономить на строительстве вторичного отстойника, так как аэротенк может играть роль отстойника, после отключения аэраторов и отстаивания, с последующей откачкой очищенных сточных вод. Следовательно, ввиду сложности очистки малых объёмов сточных вод, МОС должно включать в себя достоинства эти двух способов, но не иметь их недостатков.

К вопросу об автоматизации МОС.
В проспектах производителя установок БИОЛАЙН автоматизацию очистки сточных вод называют "модой". Те, кто утверждает, что автоматизация процессов очистки на МОС не нужна, что автоматизированные установки менее надёжны, чем простые установки, работающие без автоматизации, как аэрируемые проточные септики, имеют смутное представление о биологической очистке сточных вод. В действительности под понятием надёжности МОС подразумевается стабильность протекающих биологических процессов очистки, которые являются необходимым условием стабильности работы ОС, обеспечивающей требуемые высокие показатели очищенных сточных вод.
Каким основным требованиям должны соответствовать малые очистные сооружения (производительность от 1,5 до 1000 м3/сутки), чтобы обеспечить качественную очистку сточных вод, без постоянного обслуживающего персонала, в условиях всё возрастающих цен на энергоносители?
МОС должны быть сконструированны по следующим принципам, и, следовательно, по этим критериям должны быть оценены:
1. Обладать достоинствами континуальной и дисконтинуальной систем очистки, но не иметь их недостатков.
2. Задерживать и размельчать поступающие со сточными водами грубые нечистоты.
3. Наличие системы самоочистки сетки задержания грубых нечистот в приемной камере.
4. Обеспечивать приём залпового сброса сточных вод без выноса ила из установки с очищенными сточными водами.
5.Система биологической очистки МОС должна быть многоступенчатая, с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.
6. В технологии должна быть заложена минимально двухиловая система.
7. Гидравлическая система МОС должна обеспечивать выравнивание залповых поступлений сточных вод и многоконтурную возвратную рециркуляцию с интенсивностью, пропорциональной количеству поступающих сточных вод.
8. Обеспечивать удаление азота биологическим путём, создавая условия для прохождения двухступенчатых процессов нитрификации и денитрификации.
9. Автоматически удалять избыточный активный ил.
10. Автоматически поддерживать необходимую концентрацию активного ила в системе с возможностью ее корректировки.
11. Иметь автоматизированную систему аэробной стабилизации и обезвоживания избыточного активного ила без добавления флокулянтов.
12. Автоматически переключаться в экономичные режимы работы при изменении количества поступающих на очистку сточных вод с целью экономии электроэнергии, ресурса работы электрооборудования и выравнивания биологического процесса при длительном отсутствии поступления сточных вод. Переключаться в форсажные режимы при поступлении сточных вод в количестве, превышающем расчётное.
13. Применять датчики уровня высокой степени надёжности с системой самоочистки.
14. Вывод на монитор контроллера основных параметров работы установки с возможностью их корректировки в реакторах: времени аэрации, перемешивания, отстаивания, откачки очищенных сточных вод, - желательно через модемную связь.
15. Иметь сигнализацию нарушения работы установки в начальной фазе для принятия мер до того, как возникнет аварийная ситуация.
16. Возможность ремонта или замены любого узла, без остановки работы очистного сооружения.
Предлагаемые МОС на рынке стран СНГ
Так как заказчика часто пытались ввести в заблуждение заведомо неверной информацией, то он уже не верит никому, и становится специалистом по нужде, изучая конструкции МОС и принципы очистки сточных вод. Делают "большой секрет" из своих технологий, как правило, фирмы выпускающие самые примитивные МОС. Они понимают, что подробно описав в сайте и проспектах свою технологию, всем станет ясно, что такая система не обеспечит качественную очистку сточных вод.
Малые очистные сооружения, имеющиеся на рынке, можно разделить на три группы.
К первой относятся системы, отвечающие основным требованиям, предъявляемым к МОС, – системы, работающие в режиме продлённой аэрации, в которых управление процессом биологической очистки сточных вод происходит с помощью контроллера с разделением фаз очистки (что является оптимальным для МОС), имеющие аккумулирующий объём для принятия залпового сброса поступающих на установку сточных вод, систему автоматического удаления избыточного активного ила, имеющие систему сигнализации нарушения работы установки и т.д. К таким очистными сооружениями можно отнести установки BIOTAL, TOPAS, ЮБАС, БИОПРОЦЕССОР и EUROBION (два последних - тот же ЮБАС, но под другой маркой).
Ко второй группе МОС относятся системы, в которых решена часть технологических задач необходимых для качественной очистки малых объёмов сточных вод, такие как – Aqva Champ, БРАВО, Кубо, СПБО, Комплект экология, Экопрогресс, Биософ (см. таблицу).
К третьей группе относятся МОС, в которых не решены основные технологические задачи необходимые для очистки малых объёмов сточных вод, это – Green-Rock, Эколайн, Биолайн, Симбиос, Джерело, Bioclere.
МОС второй и третъей групп, как правило, имеют во всех зонах очистки одинаковый уровень обрабатываемых сточных вод, т.е. гидравлически соединены, работают как проточные, что приводит к выбросу из отстойника активного ила при залповом поступлении на установку сточных вод. Необходимая скорость восходящего потока, для эффективного отстаивания во вторичном отстойнике, должна исчисляться долями миллиметра в секунду. А в таких установках, к примеру – при залповом поступлении сточных вод в количестве 0,2 м3 (опорожнение ванны), на установку производительностью 1,5 м3/сутки, скорость восходящего потока во вторичном отстойнике будет в пределах 10 мм/сек, что приведёт к выносу активного ила из установки с последующим выходом из строя дренажной системы. Именно несанкционированным выносом из установки избыточного активного ила с очищенными сточными водами, в таких системах решают вопрос "удаления избыточного активного ила". После этого, конечно, можно утверждать, игнорируя общеизвестные законы природы, что избыточный ил в таких установках не образуется или, что его достаточно удалять один раз в год. Природа поумнее нас, и если бы это было возможно, тогда бы человека всевышний создал без необходимости заниматься не совсем приятным занятием - ходить в туалет. Такие установки работают без автоматизации, как говорится "на полную", не зависимо от того, поступают сточные воды на установку или нет, что приводит к проблемам, освещённым выше. При изменении количества поступающих на такие установки сточных вод, нарушается, как уже отмечалось выше, расчётное время обработки сточных вод в отдельных зонах установки. Хуже всего то, что когда увеличивается количество поступающих на установку сточных вод, то время обработки сточных вод не увеличивается, как это необходимо для обеспечения требуемой очистки, а уменьшается. Это одни из многих проблем таких "дешёвых, простых и надёжных" систем очистки сточных вод. К этому можно добавить ещё то, что такие установки не намного дороже установок, относящихся к первой группе, а если к этому добавить перерасход электроэнергии в период отсутствия поступления на установку сточных вод и забивание вашего дренажа, то эта дешевизна будет "золотой".
Технология BIOTAL
Для очистки сточных вод не должны использоваться методы, нарушающие структуру воды и изменяющие ее биологическую активность. Очищенные сточные воды по своим свойствам должны приближаться к природным. Именно такая задача и ставилась при создании технологии BIOTAL, так как, при такой очистке очищенную сточную воду можно вернуть во вторичный водооборот, сэкономив питьевую воду, стоимость которой растёт от загрязнения источников водоснабжения, опять-таки, неочищенными или плохо очищенными сточными водами. При разработке технологии BIOTAL были учтены достоинства и недостатки континуальной и дисконтинуальной систем, она обладает достоинствами этих систем, но не имеет их недостатков. Так как создавалась технология BIOTAL практически с "нуля", то и недостатков от других технологий у неё нет, правда были свои, но по мере того, как они возникали, удавалось их решать путём принципиально нового подхода. Это привело к созданию ряда новых гидро-автоматических устройств: сифонного эрлифта (патент № 31610), управляемого сифона (патент № 68220), управляемого эрлифта (патент № 50460), реверсного эрлифта (патент № 32012), а также новых технологических сооружений: приемной камеры-денитрификатора (патент № 32033), 3-ступенчатого реактора SBR (патент № 32029), биофильтра-тонкослойного отстойника (патент № 32035). На перечисленные выше устройства и сооружения поданы международные патентные заявки.
Эти устройства и сооружения относятся к разряду сверхнадёжных, так как там нечему ломаться – нет движущихся частей, а управление этими устройствами происходит электромагнитными клапанами, подающими на них воздух, согласно одному из 6 режимов, в которые установка автоматически переключается в зависимости от количества поступающих сточных вод по команде от контроллера MITSUBISHI.
Электромагнитные клапаны АSCО (Голландия) имеют огромный ресурс, исчисляемый миллионами циклов включения, применительно к технологии BIOTAL – это 30-50 лет работы установки. Автоматика установки BIOTAL собирается из заводских модулей ведущих мировых производителей – Mitsubishi, Moeller и т.п. Даже на самые малые установки BIOTAL устанавливается автоматика, собранная из заводских блоков указанных фирм с монитором, на который выведены основные параметры очистки МОС. Этот блок управления дороже, чем блок управления, изготовленный полукустарным способом под конкретную установку, но степень надёжности такого блока управления значительно выше, да и сервисная бригада легко исправит такую автоматику, поменяв на месте вышедший из строя компонент. После введения системы самоочистки датчиков, их отказы, за последний год, ещё не случались. Мало того, что датчики уровня дублируются, они через программу контроллера завязаны логикой вторичного дублирования: по принципу – если верхний датчик в реакторе замкнут, а нижний разомкнут (что говорит о его отказе), то система показатели нижнего датчика "игнорирует" (при этом контроллером фиксируется неполадка с отображением на мониторе; при необходимости информация об этом может посылаться через модемную связь сервисной службе). Так как даже самая маленькая установка BIOTAL имеет выход на модем, её можно подключить к системе "умный дом" (конечно если такая система есть у заказчика).
Правда особой нужды подключать коттеджные установки к внешним сетям через модем нет, так как система работает надёжно, но если у Вас когда-то появится такое желание, то достаточно только купить кабель к контроллеру установки и подключить её через модем. В результате получилась полностью автоматизированная, 8-ми ступенчатая, 3-х иловая, самоуправляемая гидро-пневмо-биологическая система, с четырехконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.
Необходимость создания такой системы была продиктована тем, что для эффективной биологической очистки соотношение органики, азота и фосфора в поступающих на очистку сточных водах должно быть, как указывалось выше, в пропорции 100:5:1, что в реальности никогда не бывает. Поэтому бактерии активного ила будут оставлять "недоеденные" загрязнения, выходящие за рамки указанных пропорций. Многоконтурная рециркуляция и многоступенчатость системы позволяют этим "остаткам", циркулирующим в составе возвратного активного ила, "встречаться" с вновь поступающими сточными водами, в которых органика, азот и фосфор колеблются то в меньшую, то в большую сторону от указанного соотношения. Таким образом, микроорганизмы активного ила, "поедающие" указанные загрязнения в привычном для себя соотношении, будут каждый цикл рециркуляции "доедать" эти "остатки". В установке BIOTAL созданы условия для одновременного удаления азота и фосфора биологическим путем. Для этого обеспечено чередование аноксидных и оксидных условий при возрасте активного ила более 25 суток. При этом развиваются факультативные микроорганизмы, активно участвующие в процессах очистки, как в кислородных, так и в безкислородных условиях. Благодаря этому увеличивается количество аэробного ила в системе и эффективно удаляются биологическим путём азот и фосфор. Избыточный активный ил в установке BIOTAL удаляется автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в бескислородные условия, переходит в растворенное состояние. Ввиду большого возраста активного ила и, соответственно, сильной его минерализации, а также продолжительной достабилизации в иловой ёмкости-стабилизаторе, обезвоживание избыточного ила в установке BIOTAL производится без добавления флокулянтов.
Установка BIOTAL автоматически переключается в одну из 6 программ: форсажного, максимального (при поступлении сточных вод в количестве, превышающем проектное), нормального и в три программы экономичного режимов, в которые система автоматически переключается ступенчато (в зависимости от времени отсутствия поступления на установку сточных вод: 2 часа, 1 сутки и 7 суток). К примеру, при отсутствии поступления сточных вод на МОС более 7 суток, система переходит, соответственно после 2-го экономичного режима, в 3-й, с экономией электроэнергии и ресурса компрессоров, насосов и электроклапанов до 80%. Установки BIOTAL производительностью от 10 до 1000 м3/сутки Рассмотрим принципиальную технологическую схему установки BIOTAL (см. схему) производительностью от 10 до 1000 м3/сутки. В расчёты мы закладываем 300 л/сутки на одного человека, большинство же компаний рассчитывают свои МОС из расчёта 200 л/сутки, что недостаточно (см. СНиП). Установка BIOTAL состоит из: приёмной камеры-денитрификатора (ПК-Д) с нержавеющей сеткой с двухсторонним барботажем воздухом, для задержания грубых нечистот; трёхступенчатого реактора SBR; аэрируемого циркуляционного биологического фильтра с ячеистой пластиковой загрузкой, совмещённого с тонкослойным отстойником (БФ-ТО); контактного резервуара и иловой ёмкости – аэробного стабилизатора избыточного активного ила с системой обезвоживания. Система работает по принципу "разделяй и властвуй", так как, согласно общеизвестным принципам биологической очистки сточных вод, идеальная очистка - это 7 последовательно соединённых аэротенков (данные литературы). В этом случае в каждом эффективно работают определённые группы микроорганизмов, между которыми не происходит конкуренции, так как разные их группы эффективно работают в узких пределах концентраций загрязнений, которые снижаются в процессе очистки, по ходу движения обрабатываемых сточных вод от ПК–Д до КР, т.е. вода обрабатывается ступенчато. Только в установке BIOTAL гидравлическая связь между ПК–Д и 1-м реактором SBR, между 2-м и 3-м реакторами SBR, между 3-м реактором SBR и БФ-ТО, а также между БФ-ТО и контактным резервуаром, периодически прерывается по программе, путём отключения устройств, обеспечивающих эту связь. Гидравлическая связь осуществляется между: ПК-Д и SBR-1 – подающими насосами; SBR-1 и SBR -2 – гидравлическим перетоком; SBR-2 и SBR-3 – управляемыми эрлифтами или реверсными эрлифтами; между SBR-3 и БФ-ТО - управляемым сифоном или сифонным эрлифтом; между БФ-ТО и КР – гидравлическим перетоком. В процессе ступенчатого перемещения очищаемых сточных вод от зоны к зоне, очистка происходит поэтапно в 6-8 фазах в рамках одной из 6 программ, причём в экономичных режимах состав фаз меняется - не откачиваются очищенные сточные воды и не удаляется избыточный активный ил. Система BIOTAL имеет три иловые системы: в ПК-Д, в 3-х ступенчатом реакторе SBR и БФ-ТО и осуществляется 4 - х контурная рециркуляции возвратного активного ила - из SBR-2 в SBR-1, из SBR-3 в ПК, из SBR-3 в SBR-1, из БФ-ТО и из КР в ПК. Такое построение технологии позволило удержать в балансе трёхиловую систему, так как перекачка сточной смеси, в процессе очистки, из ПК в SBR-1, из SBR-3 в БФ-ТО и из БФ-ТО в КР происходит после циклов отстаивания соответственно - в ПК, SBR-3 и БФ-ТО, с частичным смешением илов этих сооружений в процессе рециркуляции перед циклами отстаивания.