Оперативный контроль очистки сточных вод

В.О. Токарев ООО НКФ «Волга»

Проблема оперативного контроля технологического процесса решается установкой специального оборудования расходомеров на входе и выходе из очистного сооружения, автоматических пробоотборников, приборов и датчиков контроля на различных стадиях очистки. 

Очистка сточных вод осуществляется на канализационных очистных сооружениях промышленного предприятия локальных), где для этого применяются специальные методы обработки (например, дезинфекция, нейтрализация и др.), и на центральных или городских очистных сооружениях, где очистке подвергаются сточные воды города или поселка. Стандартный технологический процесс очистки сточных вод показан на рис. 1.

На каждом этапе очистки сточной воды необходимо контролировать расход и определённые качественные параметры очищаемой воды. Это необходимо, чтобы оптимально подобрать режим работы оборудования очистного сооружения, контролировать количество добавляемых для очистки реагентов, следить засостоянием микроорганизмов и бактерий в аэротенках и регулировать режим работы электрооборудования, что, в свою очередь, ведёт к снижению затрат (реагентов, элетроэнергии) предприятия, способствует улучшению качества очистки сточных вод и увеличению рентабельности и КПД предприятия.

Лабораторные методы анализа требуют больших затрат времени, и выполнять их достаточно сложно. Для поэтапного контроля технологического процесса такие измерения не подходят. Помимо этого для лабораторных анализов необходим штат высококвалифицированных специалистов, владеющих методами проведения химического и биологического анализов. Длительность анализа пробы в лабораторных условиях составляет от одного до двух дней, с учётом этого оптимизировать технологический процесс становится практически невозможно.

Проблема оперативного контроля технологического процесса решается установкой оборудования, специально предназначенного для контроля качественных параметров воды в режиме online. В России и странах СНГ уже используется высокотехнологичное европейское и американское оборудование, предназначенное для оперативного контроля технологических процессов очистки сточных вод. Это расходомеры, устанавливаемые на входе и выходе из очистного сооружения, автоматические посты отбора проб, работающие по заданной программе и размещаемые совместно с расходомерами, и приборы оперативного контроля качественных параметров воды, датчики которых устанавливаются на различных стадиях очистки. Данные, получаемые с узлов измерения расхода, отбора проб и контроля качества воды, отображаются в диспетчерской либо на отдельно установленных мониторах и могут быть использованы для интеграции в АСУ ТП.

Оперативный контроль качественных параметров сточных вод

Измеряемые параметры:

1. содержание взвешенных веществ. Определение должно происходить перед первичным отстаиванием, непосредственно после первичного отстаивания и на этапе заключительного комплексного контроля очищенной воды на выходе из очистного сооружения.
2. концентрация растворённого кис- лорода. Измерение следует проводить в оперативном режиме, с незамедлитель- ным получением результатов, из-за необ- ходимости поддержания определённых концентраций кислорода (1–2 мг/л) для жизнедеятельности бактерий и других микроорганизмов активного ила, которые при меньшей концентрации кислорода погибают за несколько часов. В этом слу- чае возникает проблема большие мате- риальные затраты на повторное культиви- рование микроорганизмов и, кроме того, остановка процесса очистки сточных вод.
3. рН водородный показатель. Оперативные измерения рН необходимы, к примеру на входе в песколовки и выходе из них. Величина рН имеет особое значение для процессов очистки стоков и сбра- живания осадка.

Для контроля вышеперечисленных параметров качества очищаемой воды на различных этапах технологического процесса очистки используется, например, оборудование Cerlic, Швеция. Для удобства монтажа датчиков используют их модификации: врезные, погружные и проточные. Вторичные блоки Cerlic, получающие и обрабатывающие результаты измерений, имеют 4 аналоговых выхода, с возможностью подключения до 4 различных датчиков к одному вторичному блоку. Оборудование Cerlic обладает высокой точностью и эксплуатационной надёжностью (рис. 2).

Измерение расхода сточных вод

Наряду с измерениями параметров качества воды на различных этапах технологического процесса необходимо постоянно проводить измерения расхода воды. Для обеспечения большей эксплуатационной надёжности измерительные устройства должны быть установлены на выходе из очистного сооружения. В каждом конкретном случае обязательным условием установки расходомерного оборудования являются предварительное обследование и консультации квалифицированных специалистов, которые запроектируют узел учёта с соблюдением следующих основных требований:

• расходомер не должен учитывать возвратные воды или возвратный активный ил;
• место монтажа расходомера должно удовлетворять его эксплуатационным условиям;
• при образовании подпора на участке измерений расходомер должен определять факт подпора посредством датчика скорости и направления потока.

Экономически наиболее целесообразным методом измерений расхода, учитывающим все вышеперечисленные условия, является метод «площадь-скорость», который реализован, например, в хорошо себя зарекомендовавших в России расходомерах ADS 3600, отличающихся от аналогов удобством монтажа (без необходимости дополнительного строительства), высокой точностью и надёжностью. На данный момент установлено более 100 постов учёта расхода воды на базе оборудования ADS.

Автоматический отбор пробы воды

Исследования проб сточных вод целесообразны только в том случае, если пробы были отобраны правильно. Место взятия пробы должно находиться там, где происходит хорошее перемешивание сточных вод и при этом в пробу не должен попадать осадок. Отбор пробы из потока жидкости на переливе может привести к ошибочным результатам, так же как и при отборе пробы из верхнего слоя проточной воды.

Для определения нагрузок по загрязняющим веществам на очистные сооружения пробы следует отбирать перед первичными отстойниками (после решёток и песколовок). Для определения нагрузки на биологическую ступень очистки пробы отбираются перед входом в аэротенки. Остаточное загрязнение сточных вод определяется путём исследования проб на выпуске из очистного сооружения. В условиях неоднородного, быстро изменяющегося состава неочищенных сточных вод, поступающих на очистное сооружение, необходимо проведение периодических (несколько раз в день) отборов пробы, для получения «квалифицированного выборочного исследования пробы».

Точная оценка нагрузки по загрязнениям на очистные сооружения и коэффициента полезного действия (эффективности) возможна только при наличии автоматического поста отбора проб воды, работающего по заданной программе (время, частота взятия пробы, охлаждение пробы, перемешивание – все эти мероприятия необходимы для получения достоверных результатов), и узла учёта расхода воды. Для этого пробоотборники и расходомеры устанавливаются на входе и выходе из очистного сооружения, что позволяет оперативно контролировать
и управлять технологическим процессом очистки.

Для организации автоматических постов отбора проб используется немецкое оборудование WaterSam. Широкий модельный ряд пробоотборников позволяет оптимально подобрать модель и комплектацию узла в зависимости от целей и задач заказчика.