Во ВНИИИС Госстроя СССР депониро­ваны в справочно-информационном от­деле рукописи статей, направленные ре­дакцией журнала

УДК 624.97:621.175.3 Г о р д и н И. В., Пономаренко В. С., Замел и на. О. В. Характеристики не­равномерности водораспределения в

градирнях. — Регистрационный № 9698, опубликовано в Библиографическом ука­зателе рукописей, 1989, вып. VII.

Рассматриваются причины и техноло­гические последствия неравномерности водораспределения в градирнях. Теория и практика конструирования водораспре­делительных систем градирен исходит из двух средств повышения равномерно­сти орошения. Первое: увеличение ради­уса разбрызга отдельного сопла и рав­номерности орошения внутри факела.

Второе: повышение числа перекрываю­щихся факелов, благодаря увеличению числа сопел на единицу площади ороси­теля.

На основании экспериментальных ис­следований неравномерности факела отдельного сопла и группы сопел для оросителя в целом приводят характери­стики неравномерности водораспреде­ления для наиболее распространенных типоразмеров сопел. Пользование но­мограммами продемонстрировано на конкретном примере.

Экологическая обстановка в Ленин­граде — ухудшается. Многие открытые водоемы оказались теперь непригодны­ми для купания, а населенные пункты из-за загрязненности воды лишились на­дежных источников водоснабжения.

Из выводов комиссии Ленинградского научного центра АН СССР по экологи­ческому состоянию Невской губы и во­сточной части Финского залива в 1,989 г. [1’1 следует: по колииндексу имеется превышение нормы В 10;—100 раз, от­дельные выбросы превышают норму в 10 0,00 раз. Содержание в воде таких веществ, как нефтепродукты, медь, цинк, ртуть, кобальт, кадмий, фенолы, часто оказываются выше предельно допусти­мых концентраций (ПДК). Из-за сильно­го загрязнения воды и грунтов обита­ющие в Невской губе рыбы практически на 100% поражены токсикозами.

В восточной части Финского залива, как и в Невской губе, наблюдается вы­сокий уровень фекального загрязнения и в первую очередь в донных частях от поступающих нерастворенных примесей сточных вод. Очистные сооружения трех крупных очистных станций, даже при их полной мощности, не смогут оправ­дать свое назначение из-за нерешенности вопроса с концентрированными осадка­ми, выделяемыми в результате очистки стоков, в количестве 30 тыс. м3/сут влажностью 96,5% или 21 тыс. м3/сут с приведенной влажностью 95%.

Проблема с осадками, а главное — их утилизация, оказалась более сложной для решения, чем очистка сточных вод. Она не решена в течение 10 лет в ре­зультате ошибочных предпосылок и дис­пропорции в отношениях к решениям вопросов очистки сточных вод и проб­лемы осадков. Уместно заметить, что такое положение с осадками наблюда­ется всюду, где решением этой пробле­мы по-настоящему не занимаются, от­чего вторичное загрязнение природной среды является неизбежным.

За последние несколько десятков лет состав сточных вод и, главным образом, осадков намного изменились. И если раньше осадки могли рассматриваться как ценное органическое удобрение, то теперь, вследствие наличия в них солей тяжелых металлов и других вредных веществ, такое использование является уже невозможным. Поэтому все внима­ние эксплуатационных организаций было обращено на максимальное уменьшение объема осадков и вынужденную доро­гую и сложную обработку их (механи­ческое обезвоживание, термическая суш-

@ М. А, Евилевич, А. 3. Евилевич, 1989,

ка), с последующей вывозкой осадков за пределы города в обширные накопи­тели.

Такой путь решения проблемы осад­ков оказывает отрицательное воздей­ствие на экологию города и на работу самих очистных станций. В конце концов выброшенные осадки ра/змьґваемьіе дож­дями, прямо или косвенно попадают в во­доемы, загрязняют грунтовые воды, за­ражают почву и атмосферу. Нерешен­ность этого вопроса также отрицательно сказывается и на экономике очистных станций. Так, например, эксплуатацион­ные расходы трех очистных станций в Ленинграде достигают 40 млн. p/год, из которых около половины затрачиваются на обработку осадков.

В 1987 г. авторами было разработано предложение и передано в горисполком по решению преблемы утилизации осад­ков сточных вод в Ленинграде. Осуще­ствление этого предложения предлагается путем пиролиза осадков совместно с размельченными твердыми бытовыми от­ходами. В дальнейшем, в январе 1988 г., на координационом совете АН СССР с участием горисполкома, санитарно-гиги­енических учреждений и ряда институ­тов было признано, что наиболее пер­спективно следующее комплексное ре­шение проблемы:

осадки сточных вод из первичных от­стойников совместно с размельченными твердыми бытовыми отходами подвер­гаются пиролизу с целью получения то­варных продуктов:

активный (избыточный) ил из вторич­ных отстойников подвергается биотехно­логической переработке в соответствии с предложением Всесоюзного научно-ис­следовательского технологического ин­ститута антибиотиков и ферментов с целью получения чистого белка и других продуктов.

Суть предлагаемого способа утилиза­ции осадков методом пиролиза сводится к следующему: сырые осадки из первич­ных отстойников в количестве 13 тыс. м3/ сут влажностью 95% совместно с раз­мельченными твердыми бытовыми отхо­дами подвергаются пиролизу.

Смешение осадков сточных вод и твер­дых бытовых отходов создает условия для решения проблемы утилизации. Здесь измельченные твердые бытовые отходы влажностью 40% действуют как ретур и частично как дезодорант, что дает воз­можность исключить: необходимость механического обезво­живания осадков. Экономия при этом капитальных затрат по трем очистным станциям составляет 13,5 млн. р. и эк­сплуатационных расходов 12 млн. р/год;

потребление флокулянта, необходимого при обезвоживании осадков, закупаемого в ФРГ;

концентрированный фугат после цен­трифугирования в количестве 25 тыс. м3/ сут, который поступает в отстойники;

не менее 50% аварийных иловых пло­щадок, требуемых по СНиПу при меха­ническом обезвоживании. Общая пло­щадь этих площадок составляет 100 га, а их стоимость рцвна 25,7 млн. р.;

необходимость в строительстве и эк­сплуатации метантенков.

Принципиальная схема пиролиза осад­ков сточных вод твердых бытовых от­ходов включает следующие стадии обра­ботки (рисунок). Все осадки из первич­ных отстойников влажностью 95% пере­качиваются по трубам на две пиролиз­ные станции (Южную и Северную, где имеются свалки для твердых бытовых отходов). Вначале осадки поступают в емкость для смешения.

В эту же емкость поступают размель­ченные отходы влажностью 40%. Смесь влажностью 75—80% поступает в су­шильную печь, где подсушивается до влажности 30—35%. Подсушенная смесь

затем поступает в пиролизную печь, где в течение 3—5 ч при температуре 300— 450°С подвергается процессу сухой пе­регонки (пиролиза). В результате пиро­лиза получается твердый порошкообраз­ный продукт (полукокс, пирокарбон), выгружаемый с одной стороны печи, ко­торый направляется на склад. С другой стороны печи, снизу, выгружается жид­кий продукт (смола, деготь), который идет на дальнейшую переработку. Свер­ху удаляется газ в газгольдер, исполь­зуемый как горючее. Этого газа вполне достаточно для осуществления процесса пиролиза.

Общее количество осадков сточных вод и твердых бытовых отходов в расчете на абсолютно сухое вещество 2650 т/сут или 950 тыс. т/год. По данным Н. М. По­повой, Е. В. Раковского и С. Н. Строга­нова из этого количества можно полу­чить; 50% пирокарбона, или 475 тыс. т/ год, 25% жидкого горючего продукта или 230 тыс. т/год, 152 горючего газа или 140 тыс. т/год.

По разработкам Е. В. Раковского из 230 тыс. т/год смолы или деггя можно получить дополнительно (кроме пиро­карбона и газа) воска около 19 тыс. т/ год, бензина 28 тыс. т/год, керосина 65 тыс. т/год.

Общая сумма чистой прибыли от ре­ализации продуктов пиролиза составля­ет 38 млн. р/год.

Что касается биотехнологической пере­работки активного ила, то необходимо отметить первоочередное значение про­изводства белка. Эта проблема волнует все человечество, которое испытывает дефицит белка на 50—60%. Между тем именно от белка зависит биологический и генетический потенциал людей. Белка не хватает людям и животным. В на­стоящее время вопрос о белковых кормах рассматривается как главный вопрос жи­вотноводства, от которого во многом зависит реализация Продовольственной программы.

Внимание ученых давно было обраще­но на новые источники получения белка из отходов. Одним из таких богатых источников несомненно является актив­ный ил, который благодаря жизнедея­тельности окислительных бактерий со­держит до 50% белка (в расчете на абсолютно сухую массу). В белке на­ходятся почти все необходимые пита­тельные вещества (аминокислоты, микро­элементы, витамины группы В, в том числе и В їй) [2].

В настоящее время биотехнологическая переработка активного ила у нас изуча­ется по линии ВНИТИАФ. Однако это очень нужная работа еще незавершена.

В направлении получения чистого бел­ка из зарубежной практики известны работы института микробиологии и био­химии Люблинского университета, затем научно-исследовательского института в Ватерлоо. Результаты последней рабо­ты в ближайшие годы должны были по­лучить промышленное распространение

Т21 •

Применительно к Ленинграду из 8000 м3/сут активного ила, выделяемо­го очистными станциями влажностью 95% или 400 т/сут абсолютно сухой мас­сы, можно получить 200 т/сут белка или 70 тыс. т/год абсолютно сухого бел­ка. Остальная масса — это отходы.

Но будучи обработаны кислотами и щелочью эти отходы по структуре бу-

26
дут отличаться от первоначального ак­тивного ила. Это обстоятельство позво­ляет использовать отходы для получе­ния других материалов и в частности для производства строительных плит.

Оценочные расчеты показывают, что экономическая эффективность предло­женных способов утилизации осадков в Ленинграде позволяет обеспечить само­окупаемость очистных станций.

ПГак утилизация первичных осадков сточных вод совместно с твердыми бы­товыми отходами города позволяет ре­ализовать получаемые продукты пиро­лиза. При этом, исходя из фактической себестоимости продуктов и продажной сто­имости, чистая прибыль составит: от

пирокарбина 23, воска около 5, от бен­зина 7 и от керосина 3 млн. р/год.

Кроме этого, осуществление пиролиза позволяет не только уменьшить капи­тальные расходы на 13,5 млн. р., свя­занные с исключением механического обезвоживания, но также существенно уменьшить и эксплуатационные расходы минимум на 12 млн. р., а если учесть и снижение эксплуатационных расходов на аварийные иловые площадки и метан — тенки, то общая стоимость эксплуата­ционных расходов всех трех очистных станций будет равна уже не 40, а са­мое большее — 25 млн. р/год.

По отношению к этой сумме получа­емая прибыль от реализации продуктов пиролиза в сумме 38 млн. р. будет пол­ностью компенсировать стоимость эк­сплуатации трех очистных станций.

Если по аналогии с приолизным заво­дом для некомпостируемых твердых бытовых отходов в Ленинграде, постро­енном на Волхонском шоссе, принять стоимость двух пиролизных заводов (Се­верного и Южного), равную максималь­ной сумме 70—80 млн. р, то за счет по­лучаемой прибыли эти заводы окупятся в течение первых 2—3 лет работы.

Однако при хозрасчетной системе, ес­ли учесть, что 2/3 прибыли принадлежат Управлению спецтранса, самоокупаемость очистных станций будет достигнута на 50%. Доходы, получаемые за счет про­изводства ‘белковых веществ в количе­стве 70 тыс. т/год, из расчета 2000 р. за 1 т, составят 140 млн. р/год.

Если предположить, что чистая при­быль будет не меньше 7—10% общей стоимости продукта, то вывод о само­окупаемости очистных станций в Ленин­граде при утилизации осадков сточных вод можно считать вполне реальным.

Вывод

Такое решение по утилизации всех осад­ков действительно является комплек­сным, пригодным не только для Ленин­града, но и для многих других городов, промышленных предприятий, для кото­рых другие методы использования яв­ляются невозможными или вредными и опасными.

СПРЇСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Невская губа: факторы и оценки // Ленингр.

правда. 1989. 24 июня.

2. Евилевич А. 3., Евилевич М. А.

Утилизация осадков сточных вод. — Ж7:

Стройиздат, 1988.

верхности блочно-щитовой опалубки и поверхности угловых элементов, сопри­касающихся с бетоном; увлажнение по­верхности железобетонного днища; по­дача и распределение бетонной смеси в конструкции с уплотнением; демонтаж блочно-щитовой опалубки.

Блок емкостей включает в себя аэро­тенки, отстойник и контактный резерву­ар толщиной стенок 14 см. Бетониро­вание стен производится из сульфато­стойкого портландцемента М 400 с до­бавлением пластифицирующей добавки С — 3, которая придает бетону подвижность, делая поверхность самоуплотняющейся, литой. Процесс бетонирования как осно­вания, так и стен занимает 45 мин. Пос­ле завершения работ по обвязке блока емкостей трубопроводами сооружение го­тово к приему хозяйственно-фекальных стоков. В виду того, что бетонирование блока емкостей производится непрерыв­но и бетонная поверхность получается гладкой, торкретирование стенок соору­жений цементно-песчаным гидроизоля­ционным слоем не требуется.

Разработана также технология произ­водства бетонных работ в зимнее время. Они проводятся в следующей последо­вательности. Смонтированная опалубка укрывается специальными брезентовыми матами, в каждую секцию устанавлива­ются калориферы и производится обог­рев опалубки в течение суток. После это­го происходит бетонирование стенок блока емкостей и обогрев их до набора бетоном необходимой прочности.

ПМК-205 в 1988 г. построила два бло­ка емкостей в монолитном исполнении производительностью 200 м3/сут в сов­хозе «Заря» Козловского района и в п. Синьялы Чебоксарского района, а также три емкости по 200 м3/сут в п. Кугеси Чебоксарского района. Расчетный срок службы монолитного блока емкостей со­ставляет 50 лет.

Экономический эффект рассчитан на основании СН 509-73 «Инструкция по определению экономической эффектив­ности использования в строительстве но­вой техники, изобретений и рационали­заторских предложений» и составляет 1 627 455 р.