bbk 000000

УДК 628.336.5

Николаев Ю. А., Кевбрина М. В., Дорофеев А. Г., Ванюшина А. Я., Агарев А. М.

Высокоэффективная технология метанового сбраживания осадка сточных вод с рециклом биомассы

Аннотация

Представлена технология метанового сбраживания осадка сточных вод с рециклом биомассы, разработанная в МГУП «Мосводоканал». Преимущества технологии заключаются в снижении массы сухого вещества осадка по сравнению с традиционным сбраживанием за счет более глубокого распада беззольного вещества, сокращении затрат на транспортировку, обезвоживание и утилизацию осадка. Внедрение технологии на крупномасштабных объектах позволит решить проблему гидравлической перегруженности сооружений.

Ключевые слова

осадок сточных вод , биогаз , активный ил , рецикл биомассы , метановое сбраживание , сгущение , удельное сопротивление фильтрации

bbk 000000

УДК 628.336.71

Храменков С. В., Пахомов А. Н., Стрельцов С. А., Кевбрина М. В., Ванюшина А. Я., Агарев А. М.

Повышение эффективности обработки осадка сточных вод с помощью высокотемпературного гидролиза перед сбраживанием

Аннотация

Представлены результаты исследования термической предобработки активного ила и первичного осадка сточных вод с целью повышения эффективности метанового сбраживания. Эффективность перехода органического вещества активного ила в доступную растворимую форму максимальна после термогидролиза при 160°С. Растворимость органического вещества первичного осадка увеличивается равномерно с повышением температуры в диапазоне 100–200°С. Максимальный объем биогаза в тесте на предельное сбраживание растет после гидролиза активного ила при 160°С, первичного осадка – при 180–200°С. При сбраживании в непрерывном режиме после предобработки активного ила при температуре 140–160°С газогенерация увеличивается на 53%. Дальнейший рост температуры гидролиза негативно влияет на газогенерацию и распад беззольного вещества активного ила. Термогидролиз первичного осадка при сбраживании в термофильном режиме неэффективен. Водоотдающие свойства обработанных осадков улучшаются, что позволяет сократить дозу флокулянта при обезвоживании на 0,8–1 кг/т по сухому веществу.

Ключевые слова

энергоэффективность , осадок сточных вод , сбраживание , биогаз , водоотдающие свойства , термогидролиз

DOI 10.35776/VST.2021.07.06
УДК 006.053:628.1/3

Пупырев Е. И., Ширяевский В. Л., Герасимов В. А.

Предпроектная оценка эффективности сооружений очистки воды и обработки осадков

Аннотация

Проектирование сооружений очистки воды имеет многовековую историю. В настоящее время в мировом проектном сообществе сложились практически единые технологические схемы очистки природной воды до уровня питьевой и очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. В области очистки воды в профессиональном сообществе идет интенсивный обмен идеями, технологиями, промышленными продуктами. В последнее время активно развиваются математические методы расчета блоков сооружений, используются методы цифрового (компьютерного) проектирования. Для сложных проектов в первую очередь выполняются предпроектные работы. Методы проектирования сооружений очистки воды остаются по сути своей эвристическими, и для одной и той же постановки задач может быть предложен ряд конструктивных решений. Цифровая среда проектирования позволяет решать новые задачи, прежде всего проектировать очистные сооружения, оптимальные не только по показателям качества воды и другим техническим параметрам, но одновременно, если это возможно, и по экономической эффективности. Предлагается метод разработки предпроекта с использованием многовариантных математических процедур, которые позволяют приблизиться к оптимальному сочетанию технических и финансовых показателей будущего сооружения очистки воды.

Ключевые слова

сточные воды , анаэробное сбраживание , биогаз , метантенк , иловый осадок , иловый кек , технологическая схема обработки осадков сточных вод , финансовая модель , «Альт-Инвест»

bbk 000000

УДК 628.336.5.004.18

Рублевская О. Н., Мельник Е. А.

Пути решения проблемы энергосбережения в системе канализования Санкт-Петербурга

Аннотация

Рассмотрены технологии обработки осадка сточных вод на канализационных очистных сооружениях Санкт-Петербурга после механической и биологической очистки. Технологии термического гидролиза и термофильного и мезофильного сбраживания осадков предложены европейскими компаниями PWT (Германия), Veolia (OTV, Франция) и Cambi (Норвегия). Реализация проекта по использованию энергетического потенциала осадка сточных вод позволит ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» получить уникальный опыт системного подхода к решению проб­лемы утилизации осадка.

Ключевые слова

осадок сточных вод , сбраживание , биогаз , метантенк , мезофильный процесс , термофильный процесс , термический гидролиз

bbk 000000

УДК 504.064.47:628.385

Перельштейн Г. Б., Светличный Д. А., Дыган М. М., Мальцева С. С.

Современные технологии обращения с отходами городского хозяйства

Аннотация

Жизнедеятельность современного города сопровождается образованием большого количества отходов. В сложившейся ситуации важной задачей жилищно-коммунального хозяйства является обеспечение экологически безопасного и энергоэффективного обращения с отходами. Представлены наиболее распространенные современные технологии обращения с основными отходами городского хозяйства – твердыми бытовыми отходами и осадками сточных вод очистных сооружений. Рассмотрены варианты аппаратурного оформления указанных технологий, приведены сведения о построенных по проектам ОАО «МосводоканалНИИпроект» предприятиях нового поколения по обезвреживанию и утилизации твердых бытовых отходов и осадков сточных вод. Минимизация негативного влияния на экологическое и санитарно-гигиеническое состояние окружающей среды и на человека при депонировании отходов возможна при полигонном захоронении только с применением комплекса природоохранных сооружений и имеющихся технологий. Термическое обезвреживание (сжигание) твердых бытовых отходов и осадков сточных вод в специальных котельных установках с получением тепловой и электрической энергии является для городских коммунальных служб одним из оптимальных вариантов ликвидации отходов, позволяющим одновременно утилизировать и твердые отходы от сжигания. На основе многолетнего опыта работы ОАО «МосводоканалНИИпроект» в области проектирования и ввода в эксплуатацию объектов по сбору, обезвреживанию и утилизации отходов показано, что экологически безопасная утилизация возможна только при применении современных технологий их переработки, позволяющих: обеспечить экологически безопасное хранение, переработку и уничтожение отходов; уменьшить объем захоронения отходов; увеличить объем использования отходов в качестве вторичного сырья; использовать вторичные энергоресурсы.

Ключевые слова

осадок сточных вод , биогаз , твердые бытовые отходы , полигон , санитарная очистка , свалочный газ

DOI 10.35776/VST.2021.04.06
УДК 628.336.6:620.97:621.515

Баженов В. И., Устюжанин А. В., Королева Е. А.

Установки когенерации для компенсации потребности станций аэрации в энергетических ресурсах

Аннотация

Актуальность работы связана с повышением эффективности использования энергоресурсов. Начало реализованных объектов водопроводно-канализационного хозяйства с когенерацией относится к 2009 г.: АО «Мосводоканал» (Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения, мощность по 10 МВт), АО «Водоканал» г. Иваново (2,55 МВт), МУП «Водоканал» г. Череповца (2,4 МВт). Стоимость жизненного цикла определялась на основе эксплуатационных затрат при ограничении условиями самоокупаемости проектов. Эксплуатационные затраты включали: газ, электро­энергию, тепловую энергию, расходы на запчасти, масло, персонал и др. Использование газопоршневых установок когенерации для компенсации потребности в энергоресурсах станций аэра­ции с воздуходувными агрегатами является экономичес­ки выгодным решением в условиях РФ. Это служит основанием для использования установок когенерации в проектах станций аэрации с близким расположением к магистральным газопроводам. Оптимистический и пессимистический сценарии развития этого направления зависят от желания водоканалов потреблять тепловую энергию. Стои­мость очистки 1 м³ сточных вод может быть снижена: на 0,894/0,44 руб. для действую­щих воздуходувных агрегатов (с перерасходом электроэнергии 28% вследствие износа); на 0,644/0,317 руб. для современных воздуходувных агрегатов; на 0,688/0,361 руб. для современных управляемых воздуходувных агрегатов. Выгода от использования установок когенерации составляет 53,3%/36% и 56,9%/41% для не­управляемых и управляемых воздуходувных агрегатов соот­ветственно. Капитальные затраты целесообразно рассмат­ривать на этапе проектирования, включающем конкретные, объектно ориентированные запросы на изготовителя оборудования.

Ключевые слова

биогаз , когенерация , аэрация сточных вод , воздуходувная станция , альтернативное энергоснабжение , природный газ , технико-экономический анализ

bbk 000000

УДК 628.336.515:621.311

Хренов К. Е., Храменков С. В., Пахомов А. Н., Стрельцов С. А., Хамидов М. Г., Белов Н. А.

Утилизация биогаза и создание автономных источников энергоснабжения на очистных сооружениях

Аннотация

На канализационных очистных сооружениях МГУП «Мосводоканал» используется процесс метанового сбраживания осадка, образующегося при очистке сточных вод. С 1998 г. проводится комплексная реконструкция метантенков, в результате которой выработка биогаза увеличилась в 1,7 раза – до 250 тыс. м³/сут. С целью повышения эффективности использования биогаза и надежности энергоснабжения было принято решение о строительстве двух мини-ТЭС мощностью 10 МВт каждая. На конкурсной основе был определен инвестор – австрийский концерн «EVN». В январе 2009 г. введена в эксплуатацию мини-ТЭС на Курьяновских очистных сооружениях. Мини-ТЭС обеспечивает 50% потребности в электроэнергии и 30% – в тепловой энергии. Данный проект стал одним из крупнейших в области альтернативной энергетики и первой в России электростанцией, работающей на биогазе.

Ключевые слова

энергосбережение , канализационные очистные сооружения , метановое сбраживание осадка , биогаз , автономный источник энергосбережения

bbk 000000

УДК 628.3:658.26.004.18

Данилович Д. А.

Энергосбережение и альтернативная энергетика на очистных сооружениях канализации

Аннотация

Проанализированы пути повышения энергоэффективности городских очистных сооружений канализации и выработки тепла и электроэнергии с использованием возобновляемых энергоресурсов сточных вод. Проведенный анализ путей энергосбережения и энергогенерации в водопроводно-канализационном хозяйстве показывает, что в зависимости от применяемых технических решений общий энергетический баланс может различаться (применительно к расходу сточных вод 100 тыс. м³/сут) от чистого потребления 4 МВт электрической мощности до производства 7,5–8 МВт (за счет выработки до 16 МВт, в том числе до 1 МВт электроэнергии). Сооружения очистки городских сточных вод в зависимости от выбранных технических решений могут различаться по энергопотреблению более чем в 6 раз.

Ключевые слова

очистные сооружения , сточные воды , осадок , энергоэффективность , электроэнергия , энергопотребление , биогаз , водопроводно-канализационное хозяйство , тепловые насосы