Реконструкция очистных сооружений Соликамского ЦБК

Долгое время целлюлозно-бумажная промышленность в России считалась отраслью, оказывающей наиболее негативное воздействие на окружающую среду. Одна из главных причин такой ситуации – отсутствие достаточного финансирования для технического совершенствования и реконструкции производства. Поэтому ЦБП России по удельному потреблению бумаги и картона занимала место значительно ниже среднего мирового уровня. В последние годы целлюлозно-бумажная отрасль в России динамично развивается и стремится к интеграции в международное экономическое пространство, что требует от предприятий вложения больших инвестиций на приведение технологии производства и продукции к международным экологическим стандартам.

С другой стороны, все предприятия ЦБП имеют очистные сооружения с большим запасом мощности, требующие не столь значительных затрат на их модернизацию. В этой связи наиболее оптимальным подходом для обеспечения нормативов сброса как в соответствии с российскими нормативными требованиями, так и по удельным показателям загрязнений, является, главным образом, реконструкция существующих очистных сооружений.

Примером такого подхода может служить Соликамский ЦБК, вкладывающий значительные инвестиции в техническое перевооружение и реконструкцию, как основного производства, так и очистных сооружений. С 2001 года на предприятии реализуется «Программа охраны окружающей среды и рационального природопользования на 2001 – 2005 гг.» с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду, с общим объемом финансирования более 2 млрд.рублей.

Реконструкция очистных сооружений на АО «Соликамскбумпром» проводится с использованием новейших технических разработок фирмы «КРЕАЛ». Их реализация в период 2002 – 2004 гг обеспечила нормативное качество очищенных стоков, эффективную обработку и утилизацию образующегося осадка и экономию электроэнергии.

Для обоснованного расчета реконструируемых сооружений и оптимизации режима их работы на Соликамском ЦБК выполнены специальные экспериментальные исследования.

Целесообразность таких исследований обусловлена специфичностью состава сточных вод различных целлюлозно-бумажных предприятий. По результатам исследования фильтрационной доочистки биологически очищенных сточных вод выполнен расчет отстойника-фильтра. Экспериментально найдена кинетика окисления и общая потребность в кислороде на химическое окисление сернистых соединений и биохимическое окисление органических веществ сточных вод. Это позволило рассчитать для усреднителя и аэротенка необходимую кислородную производительность, расход аэрирующего воздуха и новую систему аэрации с учетом изменения объема и состава стоков при сокращении мощности варочного цеха и увеличения производства термомеханической массы. Экспериментальные данные по влиянию глубины минерализации активного ила, на его способность к уплотнению и обезвоживанию легли в основу расчета минерализатора-уплотнителя.

Для очистки сточных вод от взвешенных веществ осуществлена реконструкция вторичных отстойников в комбинированные сооружения типа отстойник-фильтр.

Конструкция отстойника-фильтра является совместной разработкой фирмы «КРЕАЛ» и АО «Соликамскбумпром» и защищена патентом Российской Федерации.

В сравнении со строительством новых раздельных сооружений отстаивания и фильтрования, отстойник-фильтр позволяет более чем в 5 раз сократить капитальные и текущие затраты, прост в эксплуатации и не уступает по эффективности очистки и доочистки стоков.

Отстойник-фильтр имеет существенные технологические преимущества по сравнению с традиционными раздельными сооружениями отстаивания и фильтрования:

1. улучшается гидродинамический режим и эффективность работы самого отстойника;
2. увеличивается длительность фильтроцикла;
3. исключается дополнительное потребление воды на промывку фильтра;
4. повышается надежность и стабильность работы узла доочистки.

На Соликамском ЦБК пять вторичных радиальных отстойников диаметром 40 м оснастили фильтрами с плавающей загрузкой, расположенными по периферийной части зоны отстаивания. Все необходимое для регенерации загрузки фильтров оборудование было смонтировано на вращающейся ферме. При работе в режиме фильтрования аэрация загрузки не производится.

Осветленная в зоне отстаивания отстойника сточная вода восходящим потоком проходит через фильтрующую загрузку, фильтрат по специальному лотку отводится в существующий лоток очищенной воды. В режиме промывки производится аэрация загрузки. Это приводит ее в псевдоожиженное состояние, задержанные в теле фильтра загрязнения выносятся в зону над загрузкой и под загрузкой. Из зоны над загрузкой они откачиваются насосом на вход отстойника. Из зоны под загрузкой загрязнения оседают и удаляются вместе с остальным осадком. Длительность регенерации составляет около 1 часа, что отвечает двум оборотам фермы отстойника. Регенерация производится не чаще одного раза в сутки.

В результате сброс взвешенных веществ сокращен более чем в 5 раз, тем самым, обеспечив их концентрацию в очищенных стоках на уровне 7,5 мг/л (вдвое ниже ДК по ПДС и в несколько раз ниже, чем в среднем по отрасли.

Для сокращения сброса органических веществ проведена реконструкция усреднителя и аэротенка с внедрением высокоэффективного аэрационного оборудования «КРЕАЛ». Такая аэрационная система выполняется в виде аэрационных модулей, составленных из аэраторов «КРЕАЛ». Аэраторы имеют высокую эффективность, не уступающую зарубежным аналогам, вместе с тем их стоимость более чем в 5 раз ниже зарубежных образцов. Модульное исполнение системы аэрации позволяет формировать широкую аэрируемую полосу, что дополнительно повышает общую производительность по кислороду.

До реконструкции аэрация производилась лишь в узкой пристеночной зоне аэротенка. После реконструкции воздух равномерно подается по всему дну аэротенка.

Внедрение аэрационного оборудования «КРЕАЛ» позволило обеспечить нормативную очистку по БПК при значительно большей производительности аэротенка. Окислительная мощность аэротенка возросла в 1,7 раза. Этот результат был достигнут при одновременном уменьшении расхода сжатого воздуха на аэрацию, который был сокращен в 1,25 раза.

Выполненные обследования показали, что внедрение данной системы увеличило эффективность аэрации в 2 раза. Иными словами, при сохранении прежней эффективности очистки имелась возможность вдвое сократить расход сжатого воздуха и, соответственно, затраты на аэрацию.

Наряду с монтажом нового аэрационного оборудования проведены ремонтно-восстановительные работы и оснащение аэротенка контрольно-измерительными приборами, что дало возможность обеспечить автоматизированное управление технологическим процессом с поддержанием оптимального режима очистки.

Для дополнительного сокращения сброса органических веществ в 2004 г. проведена реконструкция преаэратора с заменой системы среднепузырчатой аэрации на мелкопузырчатую аэрационную систему «КРЕАЛ» и установкой плоскостной загрузки. В качестве материала для плоскостной загрузки использовалась сетка б/у от бумагоделательной машины. Для предотвращения смыва с сетки аэрируемой сточной водой образующейся биопленки вдоль секции преаэратора установлена защитная сетка, что позволило сократить скорость поступления стоков на плоскостную загрузку.

В результате реконструкции концентрация органических веществ по БПК5 снизилась в 1,4 раза при одновременном сокращении расхода воздуха на аэрацию в 1,5 раза.

Для эффективного обезвоживания осадка внедрена новая схема обработки избыточного ила в минерализаторе-уплотнителе, который создан путем реконструкции существующего резервного аэротенка.

Благодаря этому значительно уменьшено количество избыточного ила и улучшена его способность к обезвоживанию, что в конечном итоге позволит весь образующийся осадок обезвоживать до влажности 60% и направлять его на сжигание в существующий цех вместе с древесными отходами:

Внедрение схемы обработки избыточного ила в минерализаторе-уплотнителе на Соликамском ЦБК позволило сократить количество избыточного ила по массе в 1,4 раза. Концентрация избыточного ила, направляемого потом в цех обезвоживания, была увеличена в 2,4 раза. Доля осадка первичных отстойников в его смеси с избыточным илом возросла в 1,4 раза. Все это в целом значительно повысило эффективность обезвоживания осадка.

Положительные результаты по сокращению уровня сброса загрязнений со сточными водами, достигнутые в последнее время на Соликамском ЦБК, показывают высокую эффективность технологий и оборудования фирмы «КРЕАЛ» и могут найти применение на других предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности.

Е.М. Крючихин, А.Н.Николаев, Н.А. Жильникова

АО «КРЕАЛ», Санкт-Петербург, Россия