Организация производственного учета и химико-технологического контроля за работой очистных сооружений

Технологический контроль должен обеспечивать всестороннюю оценку технологической эффективности работы очистных сооружений.

На весь комплекс и каждое сооружение в отдельности составляется технологический паспорт с указанием технических данных, проектной и фактической производительности сооружений. При определении последней необходимо учитывать неизбежность периодического выключения сооружений на профилактический, текущий и капитальный ремонты. Число сооружений, останавливаемых на ремонт, должно увязываться с допустимой перегрузкой сооружений, остающихся в эксплуатации.

Для всесторонней оценки режимов работы очистных сооружений необходимо вести количественный и качественный учет работы не только всего комплекса, но и отдельных сооружений по следующим показателям:

а)         решетки - количество снимаемых отбросов, их влажность, зольность и плотность - не реже 1 раза в месяц;

б)        песколовки - количество осадка по объему, его плотность, влажность, содержание и фракционный состав песка - не реже 1 раза в месяц;

в)        первичные отстойники (в том числе двухъярусные) – количество сырого осадка, его влажность, химический состав, количество выносимых взвешенных веществ (по объему и массе), продолжительность пребывания сточной жидкости в отстойнике - не реже 1 раза в декаду;

г)         аэротенки - БПКПОЛН сточной воды до и после пребывания в аэротенке - не реже 1 раза в декаду; продолжительность и интенсивность аэрации; количество активного ила, поступающего в аэротенки, и избыточного активного ила, поданного в илоуплотнитель или на иловые площадки, концентрация, степень рециркуляции и регенерации активного ила, количество воздуха, поданного в аэротенки; содержание растворенного кислорода в воде - 1 раз в смену;

д)        вторичные отстойники - продолжительность отстаивания, величина выноса ила, концентрация рециркулирующего ила – не реже 1 раза в декаду, иловый индекс - 2 раза в декаду;

е)         илоуплотнители - количество, влажность, зольность поступающего и уплотненного ила, продолжительность отстаивания, количество взвешенных веществ в осветленной воде - не реже 1 раза в декаду;

ж)        преаэраторы - доза ила, количество воздуха, время аэрации, эффект задержания - 1 раз в смену;

з)         биокоагуляторы - доза ила, количество воздуха, время пребывания сточной жидкости, содержание взвешенных веществ в поступающей и очищенной воде, количество осадка, его влажность и зольность - 1 раз в смену;

и) биофильтры - БПКполн, ХПК, количество взвешенных веществ, нагрузка по БПКполн - не реже 1 раза в декаду; температура поступающей и очищенной воды, содержание растворенного кислорода - 1 раз в смену.

К числу показателей, характеризующих работу сооружений по обработке осадков сточных вод, относятся:

а)         для метантенков - количество и температура загружаемого сырого осадка и ила, а также выгружаемого сброженного осадка, количество выделяемого газа и поданного пара - ежедневно; влажность, зольность загружаемого и выгружаемого осадка, температура брожения и химический состав - ежемесячно;

б)        для иловых и песковых площадок - количество и влажность поступающего на площадки и убранного с них осадка, продолжительность сушки, удельное сопротивление, содержание БПКполн и взвешенных веществ в фильтрате (дренажной воде) - не реже 1 раза в декаду;

в)        для иловых прудов - количество иловой воды, БПК и содержание в воде взвешенных веществ - не реже 1 раза в месяц;

г)         для сооружений механического обезвоживания (уплотнения) осадка - количество, влажность и зольность исходного и обезвоженного осадков, количество и содержание взвеси в фильтрате, дозы и расход коагулянта, производительность вакуум-фильтров - 1 раз в смену; БПКполн дренажной воды - 1 раз в декаду;

д)        для аэробных стабилизаторов осадка – продолжительность и интенсивность аэрации, количество осадков из отстойников и избыточного активного ила, количество воздуха, поданного в стабилизатор; содержание растворенного кислорода - 1 раз в смену;

е)         количество поступающего и уплотненного ила, продолжительность отстаивания (уплотнения), количество взвешенных веществ в БПКполн в осветленной воде - не реже 1 раза в декаду; содержание сухого вещества, зольность, влажность и удельное сопротивление стабилизированного осадка - 1 раз в неделю;

ж)        для сооружений термической сушки осадка - количество,
влажность и зольность сырого и высушенного осадка, температура топочных газов на входе и выходе сушильного устройства, расход топлива (абсолютный и на единицу продукции), производительность сушильного аппарата – 1 раз в смену;

з)         для полей фильтрации - нагрузка по воде на 1 га, БПК и содержание в очищенной воде взвешенных веществ, растворенного кислорода, бактериальных загрязнений - не реже 1 раза в декаду;

и) для прудов - продолжительность пребывания, БПК, количество поступающих и уходящих из пруда взвешенных веществ, количество задержанного осадка и его характеристика - не реже 1 раза в месяц, периодичность чистки прудов.

При дезинфекции сточных вод контролируют дозы и расход хлора (хлорной извести), продолжительность контакта, остаточный хлор и хлоропоглощаемость - по согласованию с местными органами по регулированию использования и охране вод и Государственного санитарного надзора, но не реже 1 раза в смену.

Наилучшие результаты при измерении расходов сточных вод, поступающих на станцию, получаются при использовании лотков с критической глубиной (лотков Паршаля). Расход воды с помощью этих лотков определяют по формуле

Q=2,365bH α,

где: Q - расход воды, м3/с; b - ширина лотка, м; Н - глубина слоя воды, м;

           α - коэффициент, зависящий от ширины лотка.

 При измерении расходов воды различными водосливами получают менее точные результаты, поэтому их применяют для измерения расходов воды на отдельных сооружениях и при производстве пусконаладочных работ. В связи с тем, что отверстия для впуска воды в отдельные сооружения и на разводящих каналах, как правило, перекрывают шиберами, наиболее доступным методом является измерение расхода воды при истечении ее из-под щита. При этом методе отверстие между лотком и нижней кромкой будет затопленным и расход вычисляют по формуле

Q=

где: - коэффициент расхода, принимаемый равным 0,62; b - ширина лотка (щита, шибера), м; g- ускорение свободного падения, м/с2; h - величина открытия щита (шибера), м Н1 и Н2 - глубина потоков в верхнем и нижнем бьефах, м.

 Во всех перечисленных способах измерения расхода воды количество воды есть функция толщины ее слоя Н перед замерным устройством, измеряемой специальными уровнемерами. Наибольшее распространение получили уровнемеры с мембранными дифманометрами типа ДМ в комплекте со вторичным прибором типа ЭПИД, которые обеспечивают автоматическую запись уровня на дисковую диаграмму.

Количество воздуха, газа и пара в напорных трубопроводах очистных сооружений измеряют расходомерами: диафрагмой, соплом или трубой Вентури. Действие таких расходомеров основано на изменении перепадов давлений, создаваемых этими приборами (сужающими устройствами). Мерой расхода является перепад давления, измеряемый до и после сужающего устройства. Естественно, чем больше скорость движения потока измеряемой среды (чем больше расход), тем больше перепад давления.

В общем виде уравнение, по которому рассчитывают расход контролируемой среды, можно записать:

 Q=

где:  - коэффициент расхода, зависящий от типа сужающего устройства;  - поправочный коэффициент; d - диаметр отверстия сужающего устройства, м;  - перепад давления, кгс/см2; р - плотность измеряемой среды в рабочих условиях, кг/м3.

Количество отбросов, задерживаемых на решетках, определяют путем складирования их в течение суток в мерный контейнер.

Количество осадка (песка), выгружаемого из песколовок, измеряют объемным способом путем откачек в бункер обезвоживания или в специальный мерный лоток.

Количество обезвоженного и высушенного осадка определяют объемным способом путем измерения емкостей и площадок, где эти осадки складируют.

В зависимости от целей и задач контроля может быть выполнен полный или сокращенный химический анализ.

При полном химическом анализе сточных вод на различных стадиях очистки определяют температуру, цветность, запах, водородный показатель (рН), прозрачность, массу и объем оседающих и взвешенных веществ, количество плотного остатка с учетом потерь при прокаливании, количество азота (общего, аммонийного, нитратного и нитритного), бихроматную окисляемость (ХПК), биохимическую потребность в кислороде (БПК5 и БПКполн), количество растворенного кислорода, хлоридов, сульфатов, фосфатов, тяжелых металлов (железа, меди, хрома, цинка, свинца, никеля и т.д.), фенолов, цианидов, сульфидов, СПАВ, эфирорастворимых веществ, нефтепродуктов, свободного хлора.

Кроме химического анализа сточных вод проводят бактериологический (общее число бактерий сапрофитов, растущих на мясопептонном агаре, число бактерий Coli на среде ЭНДО, некоторые формы патогенных микроорганизмов), радиологический (определение радиоактивного фона воды и осадков) и гельминтологический (определение количества яиц гельминтов в воде и осадках на разных стадиях очистки) анализы.

При сокращенном химическом анализе сточных вод на различных стадиях очистки определяют температуру, прозрачность, активную реакцию, количество взвешенных веществ с учетом потерь при прокаливании, БПК5, ХПК, количество растворенного кислорода (для очищенной воды).

Работу песколовок также определяют по количеству и качеству задержанного в них осадка. Но так как количество песка в поступающей воде точно установить невозможно, для оценки работы пользуются характеристикой самого песка, которую определяют в средней пробе не реже 1 раза в месяц. В пробе определяют относительную плотность, влажность (%), зольность (%), содержание песка (%) и производят рассев его по крупности (1, 0,5 и 0,25мм).

Дополнительно для полной характеристики работы отстойников ежедневно отбирают различные пробы воды (разовые, среднесменные, среднесуточные) до отстойников и после них. В пробах определяют количество взвешенных и оседающих веществ, БПК5, ХПК, объем и массу осадка. Для правильного установления технологического режима работы отстойников целесообразно также систематически снимать кривую осаждения взвешенных веществ.

Сооружения биологической очистки, как правило, последние в технологической цепи обработки воды, поэтому работу этих сооружений контролируют очень тщательно. На отводном канале станции обязательно устанавливают автоматический пробоотборник, позволяющий получать пробы за каждый час. Из этих проб составляют среднесменные, в которых непрерывно (независимо от дня недели) определяют количество взвешенных веществ. Два раза в светлое время суток (утром до 12 ч и вечером примерно в 16 ч) в разовых пробах из отводного канала определяют количество растворенного кислорода. По качественным показателям, в том числе и по БПК5, станция отчитывается на основании данных декадных среднесуточных проб.

Основными технологическими и расчетными характеристиками работы аэробных биологических окислителей (аэротенки, биофильтры) являются нагрузки по воде и загрязнениям на 1 м3 сооружения и 1 г биоценоза бактерий, простейших и грибов (пленка и ил). Таким образом, в аэротенках помимо контроля за качеством поступающей и очищенной воды необходимо осуществлять контроль за концентрацией ила, его качественным и количественным составом, а также за условиями обитания микроорганизмов. Для контролирования этих параметров определяют концентрацию растворенного кислорода и дозы (концентрации) активного ила в каждом аэротенке, регенераторе и канале - 1 раз в сутки; иловый индекс и динамику осаждения ила - 2 раза в декаду; видовой состав биоценоза - 2 раза в декаду.

Помимо расчета нагрузки на 1 м3 аэротенка по БПК5 (при расчете исходят из концентрации БПК5 в поступающей воде) рекомендуется рассчитывать окислительную мощность (по разнице БПК5 в поступающей и очищенной воде) и скорость окисления (окислительная мощность, отнесенная к 1 ч).

Контроль за работой биофильтров во многом совпадает с контролем за работой аэротенков.

Для оценки работы вторичных отстойников необходимо регулярно (каждый день) определять дозу активного ила, влажность осадка, а также количество выносимых взвешенных веществ. Два основных технологических параметра работы вторичных отстойников - концентрацию активного ила в смеси, поступающей на отстойники, и индекс ила определяют при оценке работы аэротенков. В формах технологического контроля за работой вторичных отстойников указывают также количество возвратного и избыточного активного ила по фактической влажности и по сухому веществу.

Для оценки работы илоуплотнителей и расчета баланса сухого вещества определяют влажность уплотненного ила в среднесменных пробах (за 8 ч), а также количество выносимых взвешенныхвеществ в сливной воде в среднесуточных пробах (не менее 1 раза в декаду).

Для технологического контроля за сооружениями доочистки сточных вод проводят полный химический анализ поступающей и выходящей воды (1 раз в декаду в среднесуточных пробах). Кроме того, ежесуточно отбирают воду после фильтров и определяют ее прозрачность. 1 раз в декаду определяют количество взвешенных веществ в воде, поступающей на барабанные сетки и выходящей с них, 1 раз в месяц делают анализ воды после промывки барабанных сеток и фильтров, а также состава задержанных на сетках отбросов и затем определяют количество остаточных загрязнений по слоям загрузки на каждом фильтре. При загрузке фильтров устанавливают процентный состав песка различной крупности.

При дезинфекции сточных вод хлором или его соединениями их дозу, необходимую для ведения процесса, определяют периодически, не менее 1 раза в месяц, вычисляя хлорпоглощаемость очищенных сточных вод. Количество остаточного хлора в воде подсчитывают не менее 3 раз в сутки.

Технологический контроль за работой метантенков заключается в определении баланса загружаемого и выгружаемого осадков и основных индикаторных показателей процесса метантенового брожения. Количество и качество загружаемого и выгружаемого осадков устанавливают ежесменным учетом и отбором проб осадка во время его загрузки и выгрузки. В каждой пробе определяют влажность и зольность осадка. Ежесуточно после выполнения такого анализа часть высушенного осадка собирают, затем 1 раз в квартал составляют из этих частей среднюю пробу и анализируют ее на наличие жироподобных веществ, белков и углеводов (геми и альфацеллюлозы).

Технологический контроль работы иловых площадок осуществляется по пробам иловой жидкости, взятым из дренажных выпусков или осушительных канав, а также по пробам осадка непосредственно с площадок (из разных точек). Периодичность контроля зависит от размеров площадок и способов подсушки осадка. Анализ иловой жидкости заключается в определении количества взвешенных веществ и БПК5. При анализе осадка определяют его влажность и зольность. Если осадок с иловых площадок используется в качестве сельскохозяйственного удобрения, то желательно периодически выполнять агрохимический анализ осадка.

За цехами механического обезвоживания и сушки осадка нужно установить особо строгий технологический контроль. Это вызвано тем, что работа таких цехов во многом зависит от качества обработки осадка, поступающего на обезвоживающие аппараты из метантенков и уплотнителей. Так, для нормальной работы обезвоживающих аппаратов необходимо, чтобы влажность уплотненного и промытого осадка не превышала 96%. С другой стороны, вынос взвешенных веществ в фильтрате должен быть не более 1,5 г/л. Для достижения такого эффекта необходимо ежесуточно (несколько раз в смену) контролировать уровень осадка и концентрацию взвешенных веществ в верхней зоне уплотнителя, ежесменно (в средней пробе) определять содержание взвешенных веществ в сливной воде и влажность уплотненного осадка (качество поступающего на уплотнение осадка устанавливают при контроле за работой метантенков).

На обезвоживающих аппаратах и сушилках не реже 2 раз в декаду контролируют качество осадков по влажности, гигроскопической влажности, зольности, содержанию азота, фосфора, железа, меди и хрома. В поступающем осадке определяют также удельное сопротивление фильтрации и степень коагуляции, а в кэке проводят гельминтологический анализ.

В фильтрате обезвоживающих аппаратов контролируют рН, количество взвешенных веществ БПК, ХПК и количество плотного остатка.

Качество коагулянтов, флокулянтов определяют не менее 1 раза в 5 суток, а также при получении новой партии реагентов перед началом ее использования.