ПРОБЛЕМАТИКА
В России этот вопрос в сравнении с другими странами стоит не настолько остро, но уже сегодня в целом ряде регионов
наблюдается острый дефицит чистой воды, обусловленный сочетанием природных и антропогенных факторов, а также
неравномерным распределением ресурсов по территории страны. Поэтому очень важно не только задумываться, но и
предпринимать действия, направленные на сохранение водных ресурсов и их рациональное использование.
Цель
Целью деятельности ЭКОС Групп является разработка и внедрение технологии, направленной на рациональное использование
питьевой воды по средствам разделения хозяйственно-бытовых сточных вод на «серые» и «чёрные» с их последующей
децентрализованной очисткой и повторным использованием.
ЗАДАЧИ
Задачами настоящей работы являются проверка узлов механической и физико-химической очистки, позволяющие добиться
качества очищенной воды пригодной для повторного использования на технические нужды «смыв в унитазах», уборка помещений,
полив зеленых насаждений.
На территории России отсутствует опыт технологий децентрализованной очистки с применением научно-исследовательского подхода.Чаще всего данную технологию рассматривают на примерах работы септиков в частных домах с применением метода биологической очистки слабозагрязненной воды.
На основании проведенного литературного обзора удалось определить, что эта технология имеет широкое применение в странах, испытывающих дефицит водных ресурсов, и в странах с высокой степенью урбанизации, где повторное использование воды в городах может внести значительный вклад в обеспечение доступности воды в будущем. Опыт реализации данной технологии в Европе и Азии позволил понять, что существует множество аспектов, влияющих на реализацию широкомасштабного проекта с выполнением поэтапной и планомерной проработки: от определения методов очистки различных потоков сточных вод до определения их объема с учетом вводимых мероприятий.
Первый этап заключался в обзоре данных из литературных источников, где было определено, что при средней норме водоотведения 200 литров на человека в сутки, объем и состав сточных вод имеет следующие показатели:
- – ванна и душ – 110 л (малая доля СПАВ и БПК);
- – умывальник – 10 л (малая доля СПАВ и БПК);
- – стиральная машина – 40 л (высокая доля СПАВ, фосфатов, БПК и ВВ);
- – унитаз – 30 л (набольшее количество БПК, ВВ, азота, фосфора);
- – кухонная мойка – 10 л (большое количество БПК и ВВ);
Понимая особенности физико-химических методов очистки, в качестве основных источников водоотведения рассматривались сточные воды, образующиеся от душевых, ванн и умывальников, с последующим перспективным использованием очищенной воды на нужды смыва в туалетах или в качестве воды для полива и орошения зеленых насаждений.
Второй этап заключался в определении количества загрязнений при использовании санитарными приборами, такими как душ, ванна и раковина. Дальнейшие исследования были направлены на определение целесообразности применения комбинации химических и физико-химических методов очистки «серых» вод от загрязняющих веществ.
ХРОНОЛОГИЯ
Июнь 2020 года
Для проведения эксперимента №1, была собрана лабораторная установка, состоящая из следующих узлов:
- - приемная емкость с мешалкой и узлов ввода коагулянта и флокулянта;
- - механический фильтр 20 мкм;
- - осветлительный фильтр
- - сорбционный фильтр;
- - механический фильтр 5 мкм;
- - узел введения окислителя с контактной емкостью;
- - смеситель;
- - установка УФО.
Результаты эксперимента №1.
При проведении эксперимента №1 на имитате "серых" сточных вод было определено, что эффективность коагуляции и флокуляции была незначительна и составляла 10%. Также визуально в воде не наблюдалось образование хлопьев взвеси и необходимости в осветительном фильтре не было.
Сорбционная очистка была достаточно эффективной и задерживала дополнительно 42 загрязняющих веществ, представленных в виде ХПК, а также снижала запах.
Использование окислителя (перекиси водорода) оказало эффект по снижению запаха, но привнесло погрешность в определении ХПК. И на текущий момент осуществляется подбор оптимальной дозы окислителя для эффективного снижения ХПК.
Дополнительное применение ультрафиолета для усиления эффективности окисления оказало незначительный вклад в снижение ХПК.
Август 2021
Для проведения эксперимента №2 использовалась сточная вода, отобранная после проведения санитарно-гигиенических процедур. Ввиду отсутствия значительных объёмов воды для полноценного функционирования лабораторно-стендовой установки, было решено провести исследование в меньшем масштабе.
Для проведения исследования №2, использовались:
- - флокулятор лабораторный;
- - бумажные фильтры «белая» и «синяя» лента;
- - лабораторный сорбционный фильтр.
Результаты эксперимента №2.
При проведении эксперимента №2 на реальной «серой» сточной воде было определено, что эффективность коагуляции и флокуляции была значительно выше в сравнении с экспериментом №1. Наблюдалось значительное образование хлопьев и высокая эффективность их осаждения на дно ёмкости. Вероятнее всего, изменения в эффективности обусловлены попаданием в воду частичек жира и кожи, с которыми и взаимодействовал коагулянт. Также стоит отметить, что после коагуляции количество АПАВ увеличилось в сравнении с исходной водой, т.е. коагуляция шла не с ПАВ-ами, а с другими компонентами моющего средства и загрязнениями в воде.
Очистка на сорбционном угле также была эффективна, как и в эксперименте No1, и в зависимости от времени контакта обеспечивала снижение параметра ХПК до величины менее 30 мгл. Также отмечается значительное изъятие АПАВ из сточной воды.
Использование окислителя в данном эксперименте не производилось.
Ноябрь 2021
После проведения исследования №2, которое позволило определить высокую эффективность физико-химических методов очистки было проведено исследование №3 на реальной «серой» сточной воде, но уже на лабораторно-стендовой установке из исследования №1. Результаты исследования представлены в таблице.
| Наименование | рН | ПО | ХПК | БПК | ВВ | АПАВ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| МУ 2.1.5.1183-03 В открытых системах технического водоснабжения (Условное ПДК) | - | - | 30 | 3 | 3 | - | |
| Исходная СВ | 7,8 | 11,4 | 122 | - | - | 2,94 | |
| После фильтра 100 мкм | 7,7 | 6,8 | 45,6 | - | 8,7 | - | |
| После коагуляции и белой ленты (8-12 мкм) | 7,7 | 6,8 | 48,7 | - | - | - | |
| После сорбционного фильтра 4 минуты контакта | 8,0 | 4,2 | 33 | - | - | 0,76 |
Результаты эксперимента №3.
При проведении эксперимента №3 на лабораторно-стендовой установке была определена схожая эффективность очистки по показателю ХПК и АПАВ.
Более подробное описание исследований и их результаты были представлены на конференциях и опубликованы в статьях.
Сегодня мы столкнулись с нехваткой питьевой воды не только в мире, но и в России. Чтобы сохранить питьевые водные ресурсы и при этом не лишать себя комфортной жизни, наша компания занимается адаптацией технологии очистки «серых» сточных вод к условиям РФ.