9.2.14 Сооружения для обработки осадка сточных вод
9.2.14.1
Осадки, образующиеся в процессе очистки сточных вод (песок из песколовок, осадок первичных отстойников, избыточный активный ил и др.), должны подвергаться обработке для обезвоживания, стабилизации, снижения запаха, обеззараживания, улучшения физико-механических свойств, обеспечивающих возможность их экологически безопасной утилизации или размещения (хранения или захоронения) в окружающей среде.
9.2.14.2
Выбор технологических схем обработки осадков следует производить по результатам технико-экономических расчетов с учетом их состава и свойств, физико-химических и теплофизических характеристик и с учетом последующих методов использования или размещения в окружающей среде.
При обосновании допускается перекачка (перевозка автотранспортом) осадков для обработки на других очистных сооружениях.
9.2.14.3
При расчете сооружений обработки осадков необходимо учитывать сезонную и суточную неравномерность их образования. При расчетах количеств образующихся осадков, полученных в соответствии с 9.1.5, учет неравномерности допускается определять использованием дополнительного коэффициента 1,2.
9.2.14.4
Для повышения концентрации избыточного активного ила перед дальнейшей обработкой рекомендуется осуществлять его уплотнение (сгущение) в сооружениях и оборудовании различных типов (гравитационные, механические, либо флотационные уплотнители и т. п.). Содержание сухого вещества перед подачей ила в метантенки должно быть не менее 4,5 %.
9.2.14.5
При обработке избыточного активного ила от сооружений улучшенного биологического удаления фосфора необходимо принимать меры по предотвращению выделения фосфатов в иловую воду: не допускать возникновения анаэробных условий в иле. Не допускается гравитационное уплотнение такого ила при времени пребывания свыше трех часов. Не допускается смешение такого ила с осадком первичных отстойников, за исключением камеры смешения перед метантенками и камеры смешения, либо расходного резервуара перед обезвоживанием (сгущением). В последнем случае в камеру смешения и расходный резервуар рекомендуется подавать воздух.
9.2.14.6
Осадки очистных сооружений с нагрузкой свыше 50 тыс. ЭЧЖ должны подвергаться стабилизации. Допускается использование биологических, химических, термических и термохимических методов стабилизации. Стабилизации могут подвергаться жидкие и обезвоженные (подсушенные в естественных условиях) осадки сточных вод.
При применении на очистных сооружениях установок термической сушки или сжигания (пиролиза и т. п.), а также при захоронении осадка на полигонах, оборудованных системой сбора и утилизации свалочного биогаза, предварительная стабилизация осадка не обязательна.
9.2.14.7
Жидкие осадки могут быть стабилизированы методами анаэробного метанового сбраживания, анаэробно-аэробной, аэробно-анаэробной обработки; аэробной стабилизации.
Механически обезвоженные осадки, а также осадки, подсушенные в естественных условиях, допускается стабилизировать методами компостирования с органо-содержащими наполнителями и/или выдержкой в естественных условиях на площадках стабилизации и обеззараживания. В процессе выдержки достигается дополнительная подсушка, минерализация органических веществ, обеззараживание (включая дезинвазию), улучшение структуры. Период выдержки следует принимать равным 1—3 года, в зависимости от климатических районов по СП 131.13330 (климатических районов I и II — не менее трех лет; климатического района III — не менее двух лет; климатического района IV — не менее одного года).
Сроки стабилизации при наличии достаточных площадей допускается увеличивать для улучшения качественных характеристик осадков и сокращения конечных объемов осадков, подлежащих дальнейшей утилизации или размещению в окружающей среде.
В первый год выдержки высоту слоя осадка рекомендуется принимать 0,5—0,8 м, в последующие годы осадок следует выдерживать в буртах.
9.2.14.8
Анаэробное (метановое) сбраживание рекомендуется для стабилизации осадков на очистных сооружениях с нагрузкой свыше 100 тыс. ЭЧЖ (при обосновании допускается и на сооружениях с нагрузкой 50—100 тыс. ЭЧЖ). Процесс сбраживания следует проводить в метантенках. При технико-экономическом обосновании допускается применение анаэробного сбраживания при последующем сжигании или пиролизе.
9.2.14.9
Допускается добавление в метантенки других видов сбраживаемых отходов (навоз, птичий помет, жидкие органические отходы пищевой промышленности, некондиционная пищевая продукция, специально подготовленные (глубоко измельченные) органические компоненты твердых бытовых отходов, другие близкие к ним по составу нетоксичные для процесса промышленные отходы) [11]. При этом следует обеспечивать изъятие из этих отходов грубодисперсных примесей и оседающих неорганических включений, а также необходимую гомогенизацию подаваемой в метантенки смеси.
9.2.14.10
Допускается проводить сбраживание в мезофильном (температура около 35 °С) и термофильном (температура 50 °С — 60 °С) режимах. При обосновании допускается также использование двухфазного термофильно-мезофильного режима сбраживания. Температурный режим следует выбирать по результатам технико-экономических расчетов с учетом технологии дальнейшей обработки и утилизации осадка, санитарных требований, метода утилизации образующегося биогаза и теплотехнических расчетов.
9.2.14.11
Для дополнительного удаления грубодисперсных включений осадок, подаваемый в метантенки, должен быть процежен на решетках (ситах) с прозорами не более 6 мм.
9.2.14.12
Допускается использование методов предварительной термической (до 180 °С), механической, ферментативной и ультразвуковой обработки осадков, а также их сочетания, перед сбраживанием для повышения степени распада органического вещества и увеличения выхода биогаза.
9.2.14.13
Объем метантенков следует определять расчетом по органической нагрузке на рабочий объем сооружения. Объемная доза загрузки осадка не должна превышать для термофильного процесса — 15 %, для мезофильного процесса — 7 %.
Степень распада органического вещества осадка следует определять расчетом с учетом типов осадков, температуры процесса, наличия и методов предварительной обработки.
9.2.14.14
Для обеспечения эффективности и надежности процесса сбраживания осадка при проектировании метантенков необходимо предусматривать:
— возможность промывки всех трубопроводов;
— перемешивание осадка мешалками или газом (использование насосов для перемешивания допускается только в качестве резервного оборудования);
— устройство систем пеногашения;
— два трубопровода выгрузки сброженного осадка — из нижней и верхней частей сооружения;
— систему аварийного перелива;
— герметично закрывающиеся люки-лазы как в верхней части сооружения (на газовом колпаке), так и в нижней;
— эффективную теплоизоляцию;
— использование рекуперационных теплообменников при применении термофильного режима сбраживания, с рекуперацией не менее 15 °С.
9.2.14.15
Весовое количество газа, получаемого при сбраживании (биогаза), следует принимать 0,9 л на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка, теплотворная способность — 5500 ккал/м³.
9.2.14.16
Необходимо предусматривать обязательную утилизацию биогаза, образующегося при сбраживании, следующими методами:
— сжигание в котельных для производства пара и горячей воды, как раздельно, так и совместно с природным газом;
— использование в качестве моторного топлива в электрогенераторах, а также при обосновании в двигателях приводов воздуходувок и на автотранспорте;
— использование в качестве топлива в установках термической сушки и сжигания осадка.
9.2.14.17
При использовании биогаза в качестве моторного топлива рекомендуется предусматривать его очистку от примесей, оказывающих неблагоприятное воздействие на работу двигателей внутреннего сгорания (вода, взвешенные частицы, сероводород, силоксаны и др.).
9.2.14.18
При проектировании метантенков следует предусматривать:
— мероприятия по взрывопожаробезопасности комплекса в целом, оборудования и обслуживающих помещений;
— герметичность резервуаров метантенков, рассчитанных на избыточное давление до 5 кПа (500 мм вод. ст.);
— автоматический контроль уровня осадка и давления в метантенках;
— расстояние от метантенков до высоковольтных линий — не менее 1,5 высоты опоры;
— ограждение территории метантенков;
— газгольдеры для усреднения расхода биогаза. Допускается использовать «мокрые» и сухие газгольдеры на давление 1,5—2,5 кПа (0,15—0,25 м вод. ст.), рассчитанные на 2—4-часовой выход биогаза. При технико-экономическом обосновании допускается использование шарообразных газгольдеров под более высоким давлением. Их следует проектировать в соответствии с требованиями к сооружениям для хранения природного газа.
9.2.14.19
Проектирование газового хозяйства метантенков (газосборных пунктов, газовой сети, газгольдеров и т. п.) необходимо осуществлять в соответствии с СП 62.13330.
9.2.14.20
Аэробную стабилизацию осадка допускается проводить без подогрева ила в субмезофильном режиме при температуре не менее 15 °С — 20 °С, так и в автотермофильном режиме.
При расчетах субмезофильного аэробного кондиционирования следует принимать степень распада органического вещества осадка не более 20 %. При использовании автотермофильного режима допускается принимать степень распада до 45 %. При расчетах следует определять: время аэробной обработки, необходимый расход воздуха, а для термофильной аэробной стабилизации — условия автотермичности процесса.
9.2.14.21
При проведении аэробной стабилизации высококонцентрированной смеси осадков необходимо предусматривать механическую и пневмомеханическую аэрацию.
9.2.14.22
Все жидкие осадки должны обезвоживаться до влажности не более 82 % естественным или механическим методом (с использованием обезвоживающего оборудования или фильтрующих мешков, геотуб).
При новом проектировании очистных сооружений с нагрузкой свыше 15 тыс. ЭЧЖ следует предусматривать обезвоживание осадков механическими методами, иловые площадки допускаются только в качестве резервных сооружений.
Допускается периодическое обезвоживание осадка с помощью передвижных установок, обслуживающих несколько очистных сооружений. В этом случае необходимо предусматривать достаточную емкость накопителя жидкого осадка, в котором следует исключать возможность загнивания и ухудшения водоотдающих свойств осадка.
9.2.14.23
Для всех типов осадков перед обезвоживанием рекомендуется предусматривать промежуточные расходные емкости. Для усреднения осадка и предотвращения процессов сбраживания нестабилизированных осадков (с учетом 9.2.14.3 и их всплытия рекомендуется перемешивание воздухом. Время пребывания осадков в промежуточных расходных емкостях не должно превышать 24 ч.
9.2.14.24
Для механического обезвоживания осадков рекомендуется использовать центрифуги и ленточные фильтр-прессы. При обосновании допускается использовать камерные фильтр-прессы, шнековые прессы и другое оборудование. Тип оборудования, число рабочих и резервных аппаратов следует устанавливать по характеристикам и рекомендациям производителей оборудования.
9.2.14.25
В качестве реагентов для улучшения водоотдающих свойств осадков сточных вод и схожих с ними по составу рекомендуется использовать органические полимеры (флокулянты). При технико-экономическом обосновании допускается использование реагентов и присадок, улучшающих процесс обезвоживания, а также подогрев осадка за счет утилизации низкопотенциального тепла от других процессов.
9.2.14.26
При механическом обезвоживании осадков, термофильно-сброженных при дозе загрузки в метантенки менее 10 %, следует предусматривать промывку сброженного осадка технической водой при соотношении объемов 1:2,5—1:3 с последующим уплотнением при времени уплотнения (по исходному осадку) не менее 96 ч. Количество резервуаров промывки и уплотнителей следует предусматривать не менее двух.
Допускается осуществлять двухступенчатое уплотнение промытых сброженных осадков (с дополнительным гравитационным уплотнением сливной воды), а также использование фильтрата от механического сгущения (обезвоживания) осадка в качестве части промывной воды.
9.2.14.27
При проектировании сооружений промывки осадка (смешения его с технической водой) следует предусматривать устройства для удаления и последующей обработки песка, отделяемого в них.
9.2.14.28
Влажность сброженного промытого и уплотненного осадка следует принимать 95,0 % — 96,5 % в зависимости от доли активного ила и осадков водоподготовки в сбраживаемой смеси, а также нагрузки на метантенки по органическому веществу. Содержание взвешенных веществ в сливной воде уплотнителей сброженного осадка допускается принимать: 800—1300 мг/л — по взвешенным веществам; 400—600 мг/л — по БПК5.
9.2.14.29
При технико-экономическом обосновании допускается предусматривать сооружения аэробной обработки сброженных осадков с целью улучшения их водоотдающей способности и сокращения рецикла биогенных веществ.
9.2.14.30
Используемые методы улучшения водоотдающих свойств осадка должны обеспечивать максимальное содержание сухого вещества в обезвоженном осадке в соответствии с применяемым обезвоживающим оборудованием. Концентрация взвешенных веществ в фильтрате (фугате) от обезвоживания осадка должна быть не более 500 мг/л.
9.2.14.31
При наличии требований по ограничению содержания песка и грубодисперсных примесей в осадке, подаваемом на аппараты механического обезвоживания, следует предусматривать соответствующую обработку осадка, обеспечивающую снижение их содержания: выделение песка, процеживание или измельчение осадка и т. п.
9.2.14.32
При проектировании сооружений механического обезвоживания осадка необходимо предусматривать:
— при наличии резервных иловых площадок (на 20 % годового расхода осадка): 1 резервный фильтр-пресс при числе рабочих до трех включительно, и 2 — при четырех и более рабочих агрегатах, 1 резервная центрифуга при числе рабочих до двух включительно, и 2 — при числе рабочих три и более;
— при технико-экономическом обосновании допускается отказ от использования резервных иловых площадок (при отсутствии возможности или экономической нецелесообразности создания или эксплуатации существующих иловых площадок) при условии применения комплекса мероприятий по обеспечению приема и обработки осадка в аварийных ситуациях, в состав которых должны входить, как минимум: накопители осадка с временем пребывания не менее 2 сут, увеличенное не менее чем на 1 аппарат количество резервного обезвоживающего оборудования, резервирование всех вспомогательных узлов отделения обезвоживания (транспортерное оборудование, бункеры, насосы, компрессоры, реагентные узлы и др.).
9.2.14.33
Следует предусматривать резервирование общих для нескольких аппаратов механического обезвоживания систем транспортирования обезвоженного осадка. Допускается использование насосной перекачки обезвоженного осадка.
9.2.14.34
Допускается использование бункеров для хранения и последующей загрузки обезвоженного осадка в автомобильный транспорт. В этом случае бункер должен иметь коническое днище с углом наклона 55° — 60° или днище, оснащенное шнеками для выгрузки осадка.
Допускается использовать для накопления и последующего транспортирования обезвоженного осадка сменные специальные бункеры с крышками, а также рельсовые системы для подачи этих бункеров под загрузку осадком и под погрузку в автомобильный транспорт.
9.2.14.35
При технико-экономическом обосновании допускается предусматривать сооружения локальной очистки фильтрата и фугата, а также сливной воды от уплотнителей сброженного осадка от взвешенных веществ, аммонийного азота и/или фосфатов (в частности, методами нитри-денитрификации, анаэробного окисления аммония, извлечения фосфатов в виде струвита и т. п.).
9.2.14.36
Площадки стабилизации и обеззараживания должны быть на искусственном основании. Следует предусматривать отвод фильтрата, дождевых и талых вод на очистные сооружения.
9.2.14.37
При подсушивании осадка в естественных условиях нагрузку на иловые площадки в районах со среднегодовой температурой воздуха 3 °С — 6 °С и количеством осадков не более 500 мм/год следует принимать по таблице 19 с учетом рисунка 1.
Таблица 19 — Нагрузка на иловые площадки для различного типа осадков, м³/м² в год | Характеристика осадка | Климатический район | Нагрузка |
| Анаэробно сброженная в мезофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила | I, II, III | 1,2 — 2,0 |
| То же, в термофильных условиях. Смесь осадка из первичных отстойников и активного ила | I, II, III | 0,8 — 1,5 |
| Анаэробно сброженный осадок из первичных отстойников и осадок из двухъярусных отстойников | I, II, III | 2,0 — 2,5 |
| Аэробно стабилизированная смесь активного ила и осадка из первичных отстойников или стабилизированный активный ил | I, II, III | 1,2 — 2,0 |