ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННОТЕХНИЧЕСКИЙ ИТС
СПРАВОЧНИК 10—
ПО НАИЛУЧШИМ
доступным 2015
ТЕХНОЛОГИЯМ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ ПОСЕЛЕНИЙ, ГОРОДСКИХ ОКРУГОВ
Москва
Содержание
Введение..............................................................................................................................VII
Краткое содержание справочника НДТ.........................................................................VII
Обзор документов, использованных при разработке справочника НДТ....................XII
Предисловие......................................................................................................................XIV
Часто используемые сокращения................................................................................XV
Область применения.............................................................................................................1
Раздел 1. Общие сведения об очистке сточных вод централизованных
систем водоотведения поселений........................................................................................5
1.1 Образование и отведение сточных вод....................................................................5
1.1.1 Виды сточных вод и систем водоотведения....................................................5
1.1.2 Многолетняя динамика водоотведения............................................................9
1.1.3 Загрязнения сточных вод поселений..............................................................10
1.1.4 Специфика условий контроля расхода и загрязненности
сточных вод...............................................................................................................16
1.1.5 Неравномерность образования ГСВ...............................................................18
1.2 Очистка сточных вод ЦСВ населенных пунктов.....................................................19
1.2.1 Задачи и методы очистки сточных вод...........................................................19
1.2.2 Специфика терминологии подотрасли применительно к
описанию НДТ...........................................................................................................23
1.2.3 Технологические и экологические аспекты развития
подотрасли очистки сточных вод в СССР и России...............................................25
1.3 Роль подотрасли в защите водных объектов от негативного
воздействия поселений на водные объекты................................................................28
1.4 Информация по подотрасли....................................................................................29
1.4.1 Общие сведения о предприятиях подотрасли...............................................29
1.4 2 Организационные и экономические основы работы подотрасли. Экономические показатели предприятий отрасли..................................................32
1.4.3 Анализ объектов подотрасли по производительности, срокам
эксплуатации, производительности, нагрузке.........................................................38
1.5 Градации объектов подотрасли по производительности для
дальнейшего использования в справочнике НДТ........................................................46
1.6 Энерго- и ресурсопотребление подотрасли...........................................................49
1.7 Особенности условий модернизации объектов подотрасли.................................52
1.8 Системные проблемы отрасли ВКХ и подотрасли очистки сточных
вод...................................................................................................................................54
Раздел 2. Описание используемых технологических процессов.....................................58
2.1 Очистка городских сточных вод...............................................................................58
2.1.1 Технологическая схема процесса ОС ГСВ.....................................................58
2.1.2 Краткое описание основного природоохранного оборудования.
Типичные технологические процессы очистки сточных вод,
применяемые в отрасли...........................................................................................81
Подпроцесс № 1. Выделение плавающих грубых примесей
(процеживание)....................................................................................................81
Подпроцесс № 1-1...............................................................................................82
Подпроцесс № 2. Удаление оседающих грубых примесей (песка)..................83
Подпроцесс № 3. Обработка пескового осадка (пульпы).................................85
Подпроцесс № 4 Аккумулирование (усреднение) расхода
сточной воды........................................................................................................86
Подпроцесс № 5. Осаждение взвешенных веществ (осветление)..................87
Подпроцесс № 6. Обработка в биореакторах биологической
очистки..................................................................................................................90
Подпроцесс № 7 Подача сжатого воздуха........................................................95
Подпроцесс № 8 Отделение очищенной воды от биомассы.
вынесенной из биореактора................................................................................96
Подпроцесс № 9 Доочистка................................................................................97
Подпроцесс № 10. Приготовление и дозирование растворов
реагентов............................................................................................................100
Подпроцесс №11. Обеззараживание очищенной воды.................................100
Подпроцесс № 12 Концентрирование жидких осадков...................................101
Подпроцесс № 13. Стабилизация жидких осадков..........................................102
Подпроцесс № 13Б-1. Обработка и утилизация биогаза................................103
Подпроцесс № 14. Обеззараживание осадков................................................104
Подпроцесс № 15. Уплотнение стабилизированных осадков........................105
Подпроцесс № 16. Обезвоживание осадка......................................................105
Подпроцесс № 17. Дополнительная выдержка в естественных условиях осадков, подсушенных на иловых площадках или механически-обезвоженных..............................................................................106
III
Подпроцесс № 18. Компостирование осадков............................................. ^
Подпроцесс № 19. Производство почвогрунтов из осадка........................... 1qq
Подпроцесс № 20. Термическая сушка осадка............................................ iqq
Подпроцесс № 21 Сжигание осадка (термоутилизация)............................ igg
2.1.3 Вспомогательное природоохранное оборудование для ОС ГСВ.............. i4
2.1 4 Текущие уровни потребления ресурсов и производства
вторичной продукции на ОС ГСВ...........................................................................1 ig
2.2 Очистка поверхностных сточных вод....................................................................117
2.2.1 Технологическая схема процесса ОС ПСВ..................................................117
2.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и производства
вторичной продукции на ОС ПСВ..........................................................................125
Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.............................................127
3.1 Общая информация...............................................................................................127
3.2 Сбросы в водные объекты.....................................................................................140
3.2.1 Сбросы от сооружений очистки городских сточных вод..............................140
3.2.2 Сбросы сооружений очистки поверхностных сточных вод..........................153
3.2.3 Интегральная оценка сбросов в водные объекты.......................................155
3.3 Выбросы в атмосферу...........................................................................................161
3.4 Образование отходов.............................................................................................166
Раздел 4 Определение наилучших доступных технологий...........................................173
4.1 Особенности методологии определения НДТ применительно к
подотрасли....................................................................................................................173
4.2 Анализ технологий как возможных НДТ для очистки городских
сточных вод...................................................................................................................177
4.2.2 Обеззараживание сточных вод.....................................................................214
4.2.3 Подпроцессы обработки осадка....................................................................217
4.3 Анализ технологий как возможных НДТ для ОС ПСВ..........................................235
4.3.1 Сооружения гравитационной очистки...........................................................235
4.3.2 Гидробиологические методы.........................................................................239
4.3.3 Фильтрационная очистка и доочистка..........................................................242
4.3.4 Обеззараживание...........................................................................................245
4.3.5 Обезвоживание осадка..................................................................................245
4.4 Определение НДТ..................................................................................................245
4.4.1 НДТ для ОС ГСВ............................................................................................246
4 4 2 Определение НДТ для ПСВ..........................................................................261
IV
Раздел 5. Наилучшие доступные технологии..................................................................265
НДТ 1.............................................................................................................................265
НДТ 2.............................................................................................................................265
НДТЗ.............................................................................................................................266
НДТ 4.............................................................................................................................267
НДТ 5.............................................................................................................................269
НДТ 6.............................................................................................................................270
НДТ 7.............................................................................................................................271
НДТ 8.............................................................................................................................273
НДТ 9.............................................................................................................................274
НДТ 10...........................................................................................................................275
НДТ 11...........................................................................................................................276
НДТ 12...........................................................................................................................277
НДТ 13...........................................................................................................................278
НДТ 14...........................................................................................................................278
НДТ 15...........................................................................................................................280
НДТ 16...........................................................................................................................281
Раздел 6. Экономические показатели наилучших доступных технологий....................281
6.1 Стоимость перехода на НДТ.................................................................................281
6.2 Анализ экономической доступности внедрения НДТ для
организаций ВКХ..........................................................................................................288
6.3 Экономический анализ экологической эффективности
использования НДТ......................................................................................................291
Раздел 7. Перспективные технологии..............................................................................303
7.1 Снижение загрязненности по ХПК, удаление специфических
органических загрязнений (нефтепродукты. СПАВ), микрозагрязнений.
тяжелых металлов........................................................................................................305
7.1.1 Биосорбционная очистка...............................................................................305
7.1.2 Сорбционная доочистка на активном угле...................................................306
7.1.3 Сорбционная доочистка на минеральных сорбентах..................................307
7.1.4 Биосорбционная доочистка...........................................................................308
7.1.5 Фотокаталитическая доочистка.....................................................................310
7.1.6 Окисление ферратами...................................................................................310
7.1.7 Доочистка озонированием.............................................................................312
7.1.8 Доочистка на мембранах...............................................................................314
V
7.2 Извлечение ценных составляющих сточных вод.................................................315
7.2.1 Кристаллизация фосфатов из возвратных потоков сооружений
обработки осадка....................................................................................................315
7.3 Снятие ограничений по применению НДТ в ряде неблагоприятных
ситуаций........................................................................................................................316
7.3.1 Денитрификация нитратного азота с добавлением субстрата...................316
7.3.2 Мембранное илоразделение.........................................................................317
7.4 Расширение возможности получения вторичной продукции из
осадка ГСВ...................................................................................................................320
7.4.1 Аэробная термофильная автотермичная стабилизация жидких
осадков.....................................................................................................................320
7.4.2 Вермикомпостирование осадка.....................................................................321
7.4.3 Пиролитическая газификация осадка...........................................................322
7.4.4 Остеклование осадка.....................................................................................323
7.4.5 Получение жидкого топлива из осадка.........................................................324
7.4.6 Суперкритическое жидкофазное окисление................................................325
7.5 Получение экологического эффекта, не уступающего НДТ, при
существенно меньших затратах..................................................................................326
7.5.1 Удаление азота через нитрит........................................................................326
7.5.2 Группа технологий с улучшенной нитрификацией.......................................327
7.5 3 Аноксидное окисление аммония (АНАММОКС-технологии).......................328
7.5.4 Фитотехнологии очистки ГСВ........................................................................330
7.5.5 Обезвоживание осадков в геоконтейнерах..................................................330
7.5.6 Биосушка осадка............................................................................................331
7.5.7 Электроосмотическое обезвоживание.........................................................332
Заключительные положения и рекомендации.................................................................334
Приложение А..................................................................................................336
Приложение Б....................................................................................................................351
Приложение В....................................................................................................................366
Приложение Г.....................................................................................................................367
Библиография....................................................................................................................372
VI
Введение
Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений и городских округов.
Краткое содержание справочника НДТ
Введение. Во введении приведено краткое содержание справочника НДТ и обзор нормативных правовых документов, использованных при его разработке.
Предисловие. В предисловии указана цель разработки справочника НДТ, его статус, правовой контекст, описание конкретных проблем, решаемых справочником НДТ, описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также порядок его применения.
Область применения. В разделе приводится детализация области применения НДТ, на которую распространяется действие справочника НДТ в соответствии с действующим законодательством. Определена граница отнесения к области применения очистных сооружений, принимающих как сточные воды поселений (через централизованную систему водоотведения), так и сточные воды объектов, на которых осуществляется производство продукции или оказание услуг (напрямую).
Раздел 1. В подразделе 1.1 описаны различные аспекты образования и отведения сточных вод централизованных систем водоотведения поселений (далее в обобщенном понимании именуются просто сточными водами). Показано, что на объектах подотрасли осуществляется очистка двух принципиально различных потоков сточных вод: смеси хозяйственно-бьпговых и производственных сточных вод (городские сточные воды, ГСВ), а также поверхностных сточных вод (ПСВ). Приведена информация об источниках образования и системах отведения сточных вод. факторах, влияющих на количество сточных вод. тенденции многолетней динамики притока на очистные сооружения, о показателях и величинах загрязненности сточных вод и ее зависимости от источников сброса, о факторе неравномерности притока и специфике контроля показателей расхода и загрязненности.
В подразделе 1.2 кратко изложены задачи и методы очистки сточных вод. технологические и экологические аспекты развития подотрасли очистки сточных вод в СССР и России, показана специфика подотрасли с точки зрения методологии НДТ.
VII
В подразделе 1.3 показана ведущая роль подотрасли в защите водных объектов от негативного воздействия поселений на водные объекты.
В подразделе 1.4 приведена общая информация по подотрасли, в том числе: расположение и масштабы подотрасли, организационные и экономические основы работы подотрасли, экономическое положение предприятий, приведены данные по количеству предприятий и объектов, подпадающих под обязательный переход на НДТ и получение комплексных разрешений, а также имеющих право добровольно присоединиться к нормированию по технологическим показателям.
Приведены данные по объектам подотрасли, полученные путем анкетирования: по производительности, срокам эксплуатации, производительности, нагрузке по сточным водам, загрязненности поступающих сточных вод. В подразделе 1.5 введены градации объектов подотрасли по производительности.
В подразделе 1.6 приведены данные по энерго- и ресурсопотреблению подотрасли, в том числе по данным анкетирования.
В подразделе 1.7 описаны особенности условий модернизации объектов подотрасли, в подразделе 1.8 — системные проблемы отрасли водопроводно-канализационного хозяйства в целом и подотрасли очистки сточных вод в частности. Определена основная задача данного справочника НДТ: обеспечить предъявление достижимых нормативов к очистным сооружениям и достижение наибольшей экологоэкономической эффективности применяемых технологий.
Раздел 2. В подразделе 2.1 приведено отдельное описание двадцати одного подпроцесса, и основного применяемого оборудования для очистки городских сточных вод, Приведены результаты анализа данных двухсот анкет по применению основных подпроцессов очистки городских сточных вод. Описано вспомогательное природоохранное оборудование. Приведена информация по текущим уровням потребления ресурсов и производства вторичной продукции.
В подразделе 2.2 приведено аналогичное описание двенадцати подпроцессов и соответствующего оборудования для поверхностных сточных вод. Дана имеющаяся информация по объектам этой части подотрасли, текущим уровням потребления ресурсов и производства вторичной продукции на объектах очистки поверхностных сточных вод.
Раздел 3. В подразделе 3.1 описаны методологические особенности подотрасли. обоснован перечень загрязняющих веществ, по которым должно осуществляться технологическое нормирование (так называемые технологические показатели биологической очистки сточных вод). Приведена информация по сложившейся ситуации с кон-
тролем атмосферных эмиссий. Обоснована невозможность использования методологии маркерных веществ применительно к очистке городских сточных вод Определены маркер загрязненности очищенных поверхностных сточных вод и маркер содержания дурнопахнущих веществ в выбросах.
В подразделе 3.2 детально проанализировано по 18 показателям по данным анкет качество очистки городских сточных вод (показатели сбросов в водные объекты). Сделан вывод об очень значительных различиях в качестве очистки и существовании нескольких групп объектов, требующих применения различных подходов.
Также по имеющейся информации проанализированы сбросы с объектов очистки поверхностных сточных вод.
Введена система интегральной оценки качества очищенных сточных вод, основанная на суммировании соотношений качества очищенных сточных вод к целевым технологическим показателям, достигаемым при использовании различных технологий (показатель ИПКО).
Приведены результаты расчета показателя ИПКО для основных технологий очистки сточных вод, а также для всех проанкетированных объектов. По результатам анализа обоснованы максимальные значения показателей ИПКО отдельно для ГСВ и ПСВ. являющиеся основанием требовать от объектов первоочередного перехода на НДТ
В подразделе 3.3 приведена информация по выбросам дурнопахнущих веществ от очистных сооружений ГСВ. дана Классификация подпроцессов, использующих открытые поверхности, по интенсивности выделения дурнопахнущих веществ, ранжированы технологические факторы, влияющие на интенсивность выделения дурнопахнущих веществ
Обоснована нецелесообразность нормирования эмиссий и, напротив, целесообразность нормирования эффективности воздействия на выбросы.
В подразделе 3.4 показана множественность факторов, влияющая на образование отходов на сооружениях очистки сточных вод, приведены данные по диапазону возможного образования отходов. Обоснована нецелесообразность нормирования количества образующихся отходов и целесообразность нормирования эффективности обработки осадков, размещаемых как отходы.
Раздел 4. В подразделе 4.1 показаны особенности методологии определения НДТ применительно к подотрасли. Перечислены основные экологические задачи, которые должны решаться с помощью НДТ. Обоснована необходимость для данной подотрасли в целях предотвращения нерационального расходования инвестиционных ре-
IX
сурсов применения НДТ. обеспечивающих максимальную эколого-экономическую эффективность, а также использования комбинированного подход, с учетом возможностей водного объекта при выборе технологии как НДТ
С использованием методологии ИПКО обоснована возможность использования комбинированного подхода, основанного на использовании четырех уровней (по достигаемому экологическому результату) апробированных технологий (групп технологий), которыми располагает отрасль. Сформулированы предложения по ранжированию водных объектов для целей выбора НДТ также в пределах четырех групп (категорий А - Г).
В подразделе 4.2 выполнен анализ технологий, как возможных НДТ для ГСВ. в том числе технологий очистки сточных вод, доочистки, обеззараживания, стабилизации и сокращения массы осадка Приведено описание референц-объектов, выбранных по данным анкетирования, по литературным и экспертным данным.
В подразделе 4.3 приведена аналогичная информация по ПСВ.
В подразделе 4 4 проведено собственно определение НДТ на базе критериев, установленных законодательством, действующими в данной сфере стандартами и рекомендациями. Определены НДТ для групп подпроцессов для ГСВ и ПСВ. Проведена комплексная оценка преимуществ, которые могут быть достигнуты при внедрении НДТ; по возможности приведены данные о достигаемом качестве очитки, образовании отходов, потреблении ресурсов и повышении энергоэффективности.
Раздел 5. Приводится описание универсальных НДТ, применимых для большинства областей применения НДТ, в том числе НДТ организационно-управленческого характера; энергосбережения и ресурсосбережения; производственного экологического контроля; предотвращения и сокращения образования запахов, НДТ предотвращения и сокращения шумовых выбросов
Приводится краткое описание ранее обоснованных в разделе 4 НДТ очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. Всего описано 75 отдельных НДТ, сгруппированных по 16 группам. Часть из них является универсальной, для других приводятся данные по ограничению применимости НДТ, в том числе в зависимости от масштаба объекта, условий сброса в водные объекты, действующих или новых очистных сооружений.
Разделб. В подразделе 6.1 приведена информация по стоимости мероприятий по переходу на НДТ, обобщенная по данным части анкет, содержавших достаточную информацию по данным разделам. Всего приведена информация по 36 реализованным или запланированным проектам, разделенная по шесть групп.
X
