Биологическая очистка высококонцентрированных сточных вод спиртовых заводов

Рис. 14. Зависимость суммарного объема аэротенка и вторичного отстойника от дозы активного ила в аэротенке II ступени

Оптимальная концентрация активного ила в аэротенке I ступени составляет 4,5 г/л (рис. 13), во II ступени – 2,8 г/л (рис. 14).

Согласно полученным данным, с увеличением дозы активного ила окислительная мощность возрастает. При этом объем аэротенка уменьшается, но увеличивается объем вторичного отстойника, что приводит к увеличению суммарного времени обработки сточных вод.

Полученные величины оптимальной дозы ила по ступеням очистки позволяют произвести оптимизацию аэротенков. С этой целью произведен ряд последовательных расчетов сооружений первой и второй ступени, при которых качество исходной и очищенной воды остаются без изменений, а качество очистки после первой ступени последовательно изменяется с определенным шагом. При этом на второй ступени качество очистки регламентируется величиной установленных нормативов.

Технологические параметры работы сооружений при различном соотношении ступеней (при варьировании объемов аэротенков I и II ступеней) представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3

Технологический расчет (схема 1 – предварительная очистка до сброса в горколлектор)

Таблица 4

Технологический расчет (схема 2 – полная биологическая очистка до БПК 15 мг/л)

Вследствие того, что концентрация субстрата в аэротенке II ступени принята как постоянная величина, окислительная мощность во всех вариантах для разных режимов очистки не изменяется. Полученные данные можно представить графически зависимостью величины времени аэрации в двухступенчатом аэротенке от качества очистки по БПК после каждой ступени Т=f(Lex) (рис. 15).

Рис. 15. Зависимость суммарного времени пребывания сточных вод в системе очистки от качества очистки на I ступени

Из рис. 15 следует, что оптимальная степень очистки на I ступени при полной биологической очистке по БПК составляет 500 мг/л. При эксплуатации сооружений в режиме предварительной очистки, оптимальная степень очистки после аэротенка I ступени составляет 800 мг/л. Полученные результаты подтверждают, что в многоступенчатых аэротенках происходит перераспределение скоростей окисления по ступеням. На первой ступени очистка протекает с поддержанием высоких концентраций субстрата, обеспечивающих максимальную скорость биохимической реакции, на второй – происходит процесс глубокого окисления органических веществ с низкими скоростями окисления. Перераспределение скоростей позволяет снизить время пребывания воды в аэротенках, что отражается на снижении общего объема очистных сооружений.

Проведенные оптимизационные расчеты позволяют определить не только оптимальное соотношение ступеней и соответствующее качество очистки на первой ступени по всем нормируемым компонентам, но и произвести расчет технико-экономического обоснования схемы очистки.

В разделе 4.3 произведена технико – экономическая оценка двухступенчатой биологической очистки сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих зерно-картофельное сырье. Технико – экономический расчет представлен для схемы, приведенной на рис. 16.

Рис. 16. Схема очистки сточных вод

1-подающий насос, 2-циркуляционные насосы, 3 – дозатор хлористого аммония, 4 – дозатор натрия фосфорнокислого, 5 - емкость исходной воды, 6 – аэротенк I ступени, 7,9 – вторичные отстойники, 8 - аэротенк II ступени, 10 – емкость очищенной воды, 11 – компрессорная установка для подачи воздуха, 12 – выпуск очищенных стоков, 13 – выпуск избыточного активного ила, 14 – илоуплотнитель

Обобщенные технологические параметры для расчета очистных сооружений при полной биологической очистке приведены в таблице 5. Расчет экономических показателей произведен на основании технико-экономического сравнения двух вариантов.

Критерием сравнительной экономической эффективности является годовой экономический эффект, рассчитанный через показатель приведенных затрат. Расчёт-обоснование необходимого объёма инвестиций для реализации схемы двухступенчатой биологической очистки произведен на основании сметно – финансового расчета (в текущих ценах), составленного по территориальным единичным расценкам на строительные и монтажные работы в Астраханской области, и представлен в таблице 6.

Расчет эксплуатационных затрат произведен укрупнено и по элементам представлен в таблице 7.

В качестве альтернативного варианта очистки производственных сточных вод рассмотрена установка упаривания фугата послеспиртовой барды, предложенная ООО «Фирма ПромСтрой» (г. Новочебоксарск). Технические характеристики установки в номинальном режиме работы приведены в таблице 8.

Таблица 5

Данные технологического расчета сооружений

Таблица 6

Объем капиталовложений

Таблица 7

Расчет стоимости эксплуатационных затрат

В таблице 9 приведены общие данные по капитальным, эксплуатационным, приведенным затратам для сравниваемых вариантов. Технико-экономическая оценка предлагаемой технологии очистки производственных сточных вод спиртзавода, по сравнению с технологией упаривания фугата послеспиртовой барды, показала, что размер капиталовложений по первому варианту в 2 раза ниже, чем по второму варианту.

Экономический эффект в размере 7541,35 тыс. руб. достигается также за счет снижения ежегодных эксплуатационных затрат.

Таблица 8

Технические характеристики установки упаривания фугата

Таблица 9

Основные технико-экономические показатели по сравниваемым вариантам