Комплекс работ по строительству очистных сооружений промышленно-ливневых сточных вод

Начнем с небольшой исторической справки, ведь компания Otis Elevator Company — это не просто крупный производитель оборудования. Это своего рода легенда в области строительства вертикальных подъемных систем — от лифтов до эскалаторов любых типов и размеров. Победное шествие началось еще в середине XIX века, когда основатель компании Элиша Отис впервые продемонстрировал широкой публике изобретенный им лифт с системой безопасной остановки в случае обрыва троса. На сегодняшний день Otis Elevator Company считается крупнейшим производителем подъемного оборудования и имеет представительства и производства по всему миру, в том числе и в России. Некоторое время назад на одном из заводов ООО «ОТИС Лифт» в Санкт-Петербурге в сточных водах выявили превышение нормативов предельно допустимых концентраций по ряду загрязнений. Вот здесь и начинается, по сути, наш кейс.

Предыстория

Проблема, которую предстояло решить руководству завода, оказалась в регулярном превышении допустимых концентраций загрязнений в сточных водах, которые попадали прямо в городскую канализацию из трех общесплавных выпусков. Среди категорий с превышенными значениями были азот (преимущественно аммонийный), железо, марганец, цинк, фенолы и вещества, определяющие ХПК (химическое потребление кислорода). Кроме того, периодически проявлялись пиковые превышения по содержанию взвешенных веществ.
Представители «ОТИС Лифт» занялись поиском подрядчика, способного разработать и построить необходимые очистные сооружения, а также обеспечить их регулярную эксплуатацию и обслуживание. Эксперты «РЕСЭНЕРГО» проанализировали ситуацию на объекте, а также провели предварительное согласование возможных решений с представителями заказчика и специалистами ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Итоговой комплекс решений, включающий строительные и пусконаладочные работы, а также обслуживание и эксплуатацию предоставленного оборудования, представили на конкурс. В результате руководство «ОТИС Лифт» выбрало именно этот проект.
Проект включал два возможных решения существовавшей проблемы. В рамках первого варианта предполагалось объединить все три стока в один, после чего направить его на очистные сооружения. Такой подход лишь на первый взгляд может показаться самым простым: ведь объединение стоков разного типа приводит к большему разнообразию возможных загрязнений и, как следствие, может потребовать применения более сложных механизмов очистки. Поэтому второй вариант, предложенный инженерами «РЕСЭНЕРГО», был основан на разделении общесплавных сточных вод на хозяйственно-бытовые и ливнево-дренажные. Реализация этого решения позволила использовать минимальное число канализационно-насосных станций и сократить общую длину нового трубопровода. Кроме того, благодаря такому подходу к проектированию удалось несколько снизить первоначальную стоимость проекта и максимально обеспечить соответствие строгим временным рамкам, отведенных заказчиком на выполнение работ. Немаловажно и то, что разделение стоков позволило полностью отказаться от прокладки трубопровода по городской территории. Как результат — отпала необходимость согласовывать работы с различными государственными службами и руководством соседних предприятий.

Подготовка

При разработке проекта было выделено два ключевых этапа: во-первых, строительство и организация работы двух канализационно-насосных станций (КНС) для сбора сточных вод с территории предприятия и их дальнейшей подачи на очистные сооружения, во-вторых, проектирование, установка и наладка самих очистных сооружений. Из-за сжатых сроков эти этапы шли параллельно, к тому же — в зимних условиях. Отдельной задачей была перекладка участков имевшихся сетей трубопроводов в соответствии с новым планом.
Обустройство помещений под будущие очистные сооружения началось, фактически, с масштабной реконструкции: заливка и выравнивание пола, ремонт кровли, грунтовка и покраска стен. Кроме того, пришлось организовать системы отопления и вентиляции, а также площадку для обслуживания и лабораторию на объекте. На случай, если поступят незапланированно большие объемы стоков, была создана линия аварийного сброса, так называемый «байпас», оборудованный шиберной задвижкой с автоматическим управлением, открывающейся, когда КНС наполняется поступающей водой, которую не успевают перекачать насосы. Это может произойти, например, во время затяжного ливня, поэтому сбрасывается в таком случае относительно чистая дождевая вода.
Прокладка участка трубопровода

Схема очистки

Для согласования предполагаемых методов очистки специалисты «РЕСЭНЕРГО» провели несколько рабочих совещаний с представителями ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». По результатам совместной работы было принято решение использовать физико-химические методы на базе очистных сооружений «LADOGA-Industrial» для ливнево-дренажных вод, а хозяйственно-бытовые стоки отводить напрямую в городскую систему канализации.
Сделаем небольшое отступление и расскажем еще об одном источнике сточных вод на предприятии: поломоечной машине. У этого незаменимого агрегата есть некоторые особенности, которые делают очистку стоков крайне невыгодной. Среди этих особенностей — сравнительно малые объемы вод и высокое содержание металлов. Но и для такой ситуации нашлось решение: рядом с точкой слива стоков поломоечной машины был обустроен концентратор. Воды, поступающие в него, упариваются при температурах от 60 до 90 градусов, и таким образом их объем в среднем уменьшается в 500 раз, а образовавшийся концентрат раз в три месяца сдается специальным службам на захоронение на полигоне бытовых отходов. Просто и эффективно.
Если вы читали наш обзор методов очистки ливнево-дренажных вод, то уже знаете, что такое физико-химические методы, и примерно представляете себе элементы подобной схемы очистки. Выглядит она так: сточные воды поступают в КНС, где при помощи мусоросборной корзины очищаются от крупных или волокнистых примесей, после чего идут на очистные сооружения. Первый блок — усреднитель, в котором стоки, поступившие в разное время (а значит, вероятно, разные по составу), выравниваются по концентрации. Там же к ним добавляются необходимые реагенты для контроля pH и окисления органических веществ и промежуточных форм марганца и железа. В результате большая часть содержащихся в воде металлов переходит в нерастворимую форму.
Модель проектируемых очистных сооружений
После усреднителя стоки поступают в отстойник с тонкослойными элементами. Там добавляются коагулянты и флокулянты, способствующие образованию крупных хлопьев осадка, — такие хлопья легко удалить простым осаждением на наклонных пластинах, установленных в следующей камере блока.
Осветленные таким образом воды далее попадают в блок интенсивной аэрации. Очистка на этом этапе основана на методе флотации, когда через раствор интенсивно пропускают пузырьки газа. При этом примеси, содержащиеся в воде, налипают на пузырьки и вместе с ними выносятся в верхнюю часть блока, где удаляются механически. Таким методом можно очень эффективно очищать воды от гидрофобных веществ и ПАВ, которые в ходе аэрации удаляются в виде пены. Поскольку на этом же этапе может дополнительно дозироваться флокулянт, в этом блоке так же, как и в предыдущем, способен накапливаться осадок, который тоже удаляется механически.
После флотации происходит коррекция pH в соответствии с нормами сброса в канализацию, а затем воды проходят сорбционный блок, где два слоя загрузки (менее чувствительный — цеолит, и более чувствительный — активированный уголь) удаляют остаточные примеси как ионогенного (металлы, например), так и неионогенного характера (нефтепродукты, органические растворители, ПАВ и др.). После всех этих процессов показатели по всем загрязнениям оказываются в пределах требуемой нормы и очищенные стоки наконец поступают в сеть городской канализации. А собранный осадок вначале концентрируется при помощи статического илоуплотнителя, чтобы затем обезводиться.
Результат работ

Реализация

Этап непосредственного внедрения предложенной схемы оказался особенно интересным, так как по ряду причин установить в предоставленных помещениях заранее собранные блоки очистных сооружений было невозможно. Поэтому пришлось собирать и монтировать большую часть оборудования по месту, что не так часто встречается в практике подобных работ. Фактически производство велось прямо на территории «ОТИС лифт».
В соответствии с описанным выше планом на предприятии были установлены очистные сооружения «LADOGA-Industrial» ­собственной разработки компании «РЕСЭНЕРГО». Одной из ключевых особенностей реализованного проекта стала полная автоматизация всех процессов и установленная SCADA-система, позволяющая удаленно управлять работой каждого элемента очистных сооружений.