Строительство водоочистных сооружений

Водоочистные сооружения используются для очистки бытовых или промышленных сточных вод от предприятий и населенных пунктов.

Внедрение современных технологий очистки стоков, особенно в густонаселенных районах и на крупных промышленных предприятиях играет ключевую роль в сохранении ресурсов, защите экологии и здоровья людей.

Основные цели строительства водоочистных сооружений следующие:

• Минимизация рисков для здоровья населения.
• Снижение воздействия сточных вод на окружающую среду.
• Сокращение использования подземных вод для экономических целей.
• Увеличение срока использования водоемов и водоносных горизонтов.
• Обеспечение соблюдения экологических правил и стандартов.
• Экономия за счет повторного использования отработанной воды.

Сегодня очистка воды — это не только решение социальных и экологических проблем.

Это прибыльный бизнес, где важно достижение высокой эффективности и быстрой окупаемости инвестиций. Согласно оценкам экспертов, мировой рынок очистки воды и стоков в 2028 году превысит 250 миллиардов долларов, демонстрируя среднегодовой рост на 6-7%.

Современные водоочистные сооружения проектируются под определенные потребности заказчика для достижения заданных показателей качества, которые и диктуют технические решения с использованием химических, физических и биологических методов.

Мы предлагаем услуги по финансированию и строительству водоочистных сооружений, станций очистки питьевой воды, установок обратного осмоса для опреснения морской воды и других объектов.

На протяжении многих лет мы с партнерами оказываем профессиональные услуги по управлению проектами в сфере водоподготовки, энергетики, охраны окружающей среды и др.

Передовые решения охватывают все стадии проектов, начиная от строительства водопроводов и заканчивая системами автоматизации и управления.

Водоочистные сооружения и станции аэрации: структура и принцип работы

Станция очистки сточных вод представляет собой совокупность технологических сооружений, используемых для удаления загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах промышленных предприятий и населенных пунктов.

Сюда также входит ряд вспомогательных сооружений, необходимых для энергоснабжения, создания оптимальных рабочих условий для обслуживания, управления и контроля технологических процессов. Задачи очистных сооружений включают очистку и нейтрализацию осадка сточных вод или других твердых загрязнителей, образующихся при очистке сточных вод.

По типу очищаемых сточных вод современные водоочистные сооружения делятся на:

• Муниципальные ВОС, адаптированные для очистки смеси бытовых сточных вод с промышленными сточными водами и / или дождевой и талой водой.

• Сооружения для очистки промышленных сточных вод, которые используются для очистки сточных вод, образующихся в производственных процессах. Технологический профиль и критерии эффективности очистки сточных вод на этих объектах в целом отличаются от тех, которые учитываются при проектировании муниципальных водоочистных сооружений.

• Водоочистные сооружения специального назначения, которые не могут быть включены в систему типовых городских и промышленных ВОС. Сюда входят установки для очистки сточных вод больниц и др.

Строительство всех водоочистных сооружений начинается с тщательного планирования и исследования, включая определение объема, состава, свойств стоков, которые будет получать будущее предприятие.

Наряду с финансовыми возможностями заказчика, это является ключевым фактором для выбора конкретных технологических решений.

Технологические процессы очистки сточных вод

Современная технологическая цепочка водоочистных сооружений включает комплекс установок для механической, химической и биологической очистки стоков, а также во многих случаях оборудование для регенерации воды перед вторичным использованием.

Первая стадия: механическая (предварительная) очистка

Оборудование для этой стадии выполняет простые механические операции (например, фильтрация и аэрация) и физические процессы (осаждение, флотация) в целях удаления крупных частиц загрязняющих веществ из сточных вод.

Основные загрязнители, которые удаляются на стадии механической очистки:

• Крупные плавающие частицы твердых отходов.
• Гранулированные частицы (песок) размером от 0,1 мм и более.
• Легко оседающие взвеси, так называемый первичный шлам.
• Масла и жиры, всплывающие на поверхность.

Удаление других загрязняющих веществ из сточных вод на этой стадии обработки считается второстепенным. Кроме того, на этой стадии также возможно освежить сточные воды путем аэрации или, возможно, хлорированием.

Для механической очистки сточных вод используются такие устройства:

• Сита различных типов, размеров и конструкций.
• Решетки: ручные, механические, разреженные и плотные.
• Песколовки: вертикальные, горизонтальные.
• Резервуары первичных отстойников разных типов.

Применяя современную механическую очистку, помимо отделения крупных частиц мусора, осадка и песка от сточных вод, предприятия могут снизить содержание взвешенных веществ на 50-80%, а БПК 5 и ХПК на 30–50% (в среднем примерно на 40%).

Осадок после отделения от сточных вод подвергается промывке и прессованию, собирается в контейнеры и отправляется на свалку или же на специальную переработку. Песок, который нужно отделить от сточных вод в форме песчаной пульпы, подвергается промывке и сепарации для отделения органических веществ.

Вторая стадия: биологическая или эквивалентная химическая очистка

Биологическая очистка сточных вод основана на разложении загрязняющих веществ в процессах биологического окисления, то есть на использовании микроорганизмов.

Практически все процессы биологической очистки сточных вод представляют собой аэробные процессы. Стоки должны содержать кислород, который потребляется бактериями и простейшими в их жизненных процессах, и поэтому его необходимо постоянно восполнять.

При строительстве современных водоочистных сооружений используется оборудование для биологической очистки, такие как биореакторы. Этот технологический процесс происходит в специальных искусственных условиях, которые многократно интенсифицируют биохимические процессы за счет соответствующих устройств.

Интенсификация биологических процессов достигается путем поддержания оптимального количества активной массы микроорганизмов и обеспечения постоянной подачи кислорода. Очистка стоков осуществляться в установках с активным илом (биологические реакторы), конфигурация которых зависит от типа сточных вод и удаляемых из них веществ.

При аэробном биохимическом разложении органические соединения разлагаются ферментами, используются для роста новых микроорганизмов (увеличение биомассы) и окисляются до простых неорганических соединений, таких как диоксид углерода, вода, нитраты, сульфаты или фосфаты. Характерной особенностью технологии аэробного разложения является высвобождение значительного количества энергии, что способствует росту биомассы и более быстрому протеканию процесса.

Избыточная биомасса удаляется из системы в виде ила, который направляется на дальнейшую переработку.

Биологическое удаление азота включает следующие процессы:

• Аммонификация.
• Нитрификация в аэробных условиях.
• Денитрификация в анаэробных условиях.

Биологическое удаление фосфора из сточных вод происходит в два этапа:

• На первом этапе, который проходит в анаэробных условиях, гетеротрофные бактерии забирают из сточных вод легкоусвояемые органические вещества и превращают их в запасные вещества за счет энергии, выделяющейся при разложении полифосфатов, что сопровождается выделением ортофосфатов в сточные воды.

• На втором этапе, который проходит в аэробных условиях, происходит окисление органических веществ, собранных из сточных вод. В результате часть накапливаемой энергии сохраняется в форме полифосфатов. Фосфор, извлекаемый из сточных вод в виде фосфатов, усваивается и с активным илом и удаляется из системы.



Выбор наиболее подходящего технологического процесса и проектирование оборудования при строительстве водоочистных сооружений зависит от первоначального состава стоков.

Технология химической очистки сточных вод

Химическая очистка сточных вод заключается в добавлении коагулянтов, то есть соединений железа (например, сульфата железа) или алюминия (например, сульфата алюминия), а иногда и флокулянтов (анионных полимеров) для объемной коагуляции.

В некоторых случаях (при низком pH) в стоки добавляют соединения кальция.

Основная цель химической очистки заключается в дополнительной очистке от фосфора.

Следует учитывать, что введение химикатов в сточные воды не только снизит концентрацию общего фосфора, но и значительно снизит концентрацию БПК5 и ХПК, концентрацию общих взвешенных веществ (на 80-90%) и концентрацию общего азота.

В зависимости от места введения коагулянта в технологический процесс очистки воды существует три способа проведения химического осаждения:

• Предварительное осаждение при введении коагулянта в неочищенные сточные воды (перед первичными отстойниками). Это типичный процесс объемной коагуляции, который требует быстрого перемешивания, флокуляции и осаждения. Предварительное осаждение может существенно уменьшить нагрузку на биологические реакторы и снизить стоимость обработки.

• Одновременное осаждение. Введение коагулянта может осуществляться непосредственно в биологический реактор или перед ним, в результате чего фосфор осаждается в процессе биологической очистки сточных вод. В то же время происходит флокуляция, и образующийся осадок отделяется от сточных вод в процессе осаждения, проводимого во вторичных отстойниках.

• Окончательное осаждение. Фосфор отделяется от сточных вод после биологической очистки в отдельном процессе объемной коагуляции, включающем быстрое перемешивание, флокуляцию и седиментацию (как отдельные операции). Использование этого метода позволяет снизить концентрацию фосфора в очищенных сточных водах до уровня ниже 0,1 г / м³ (в случае фильтрации вместо осаждения).

Третья стадия: регенерация воды для повторного использования

Процессы очистки сточных вод проектируются таким образом, чтобы гарантировать, что полученная вода может быть повторно использована для потребления людьми или же для промышленных целей.

Это называется регенерация воды.

Технологии регенерации воды дополняют существующие методы очистки сточных вод и основаны на процессах, хорошо известных в химической инженерии и обычно используемых при очистке подземных и поверхностных вод. Это такие процессы, как фильтрация, объемная и поверхностная коагуляция, адсорбция и дезинфекция (хлорирование, УФ-лампы).

Строительство водоочистных сооружений: этапы

Современные станции по очистке сточных вод представляют собой технически сложные сооружения, использующие многочисленные инновации, включая методы биологической очистки и вторичного использования газов, образующихся при работе биореакторов.

Этапы строительства водоочистных сооружений включают:

• Исследование местности.
• Подготовка пакета технической документации.
• Получение лицензий и разрешений.
• Обустройство площадки и подъездных путей.
• Гражданские строительные работы.
• Строительство каналов и песколовок.
• Строительство насосной станции.
• Строительство реактора для биологической очистки.
• Строительство отстойников и резервуаров для воды.
• Внедрение технологий по использованию газа.
• Подключение объекта к электрораспределительной сети.
• Настройка систем автоматизации и управления.
• Испытания и запуск.

Наша компания с многолетним опытом реализации экологических проектов, предлагает передовые технические решения по строительству водоочистных сооружений под ключ.

Мы предоставляем клиентам полный спектр услуг, от проведения прединвестиционных исследований до опытной эксплуатации.

Выбор земельного участка для строительства

На этапе выбора земельного участка инжиниринговая компания ищет несколько мест, которые пригодны для строительства объекта.

Оптимальный вариант выбирается по результатам геологических, гидрологических, топографических и социальных исследований, а также оценки юридической ситуации и переговоров с местными жителями.

При выборе участка учитываются различные экономические, правовые, социальные и технические факторы, текущее использование земли и / или водоемов на территории проекта и его окрестностях. Например, близость к источнику стоков может уменьшить инвестиционные затраты, а вот направление преобладающих ветров определяет потенциальное воздействие объекта на местное население.

При переговорах с местными жителями следует учитывать, что экологические проекты такого рода создают рабочие места, которые способствовать формированию временного источника дохода в непосредственной близости от зоны проекта.

Предпочтительно наличие урбанизации, то есть доступность основных услуг для работы предприятия, включая электричество и подъездные дороги. В идеальном варианте рядом с площадкой должны находиться опоры линии высокого напряжения с возможностью подключения к электросети без дополнительных затрат.

Проведение исследований

Успех реализации любого крупного экологического проекта зависит от тщательного проведения экологических, гидрологических, геотехнических и других исследований.

На основании результатов всесторонних исследований выбирается наиболее подходящая технология очистки сточных вод, которая соответствует местным требованиям, запросам клиента и инвесторов проекта.

Для начала, следует проанализировать источники сточных вод, содержание загрязняющих веществ, ожидаемый объем поступающих на предприятие стоков в разные месяцы, а также определить качество очищенной воды после обработки.

В процессе очистки стоков образуется шлам, который должен соответствовать строгим экологическим стандартам. Состав шлама должен гарантировать его окончательную утилизацию без риска того, что он станет коррозийным, реактивным, взрывоопасным, токсичным, инфекционным или легковоспламеняющимся.

Важное значение для утверждения проекта имеют экономические показатели предприятия, то есть ожидаемый срок эксплуатации водоочистных сооружений, их производительность и потребление электроэнергии и других ресурсов, потребность в обслуживании и др.

Обычно срок службы подобных объектов превышает 20 лет, а стоимость строительства исчисляется десятками миллионов евро.

Инвестиционные проекты такого масштаба требуют всестороннего профессионального подхода на стадии прединвестиционных исследований.

Подготовка строительной площадки

В процессе подготовки земельный участок будет очищен и огражден, чтобы позже начать рытье каналов и котлованов в соответствии с уровнями, установленными в проекте.

В связи с этим, объемы земли, образовавшиеся в процессе земляных работ, будут храниться на территории объекта для последующего использования в целях выравнивания территории вблизи площадки, заполнения и уплотнения неровных поверхностей.

Особое внимание уделяется безопасности и защите строительной площадки от проникновения посторонних лиц, поскольку на этом месте будет сосредоточено значительное количество дорогостоящей техники, оборудования, строительных материалов и запчастей.

Одним из наиболее трудоемких этапов подготовки может стать обустройство подъездных путей, так как во многих случаях участок для строительства выбирается вдали от городов.

Закупка, доставка и монтаж оборудования

Наша инжиниринговая компания имеет обширные связи с ведущими мировыми производителями водоочистного оборудования.

Наш опыт и деловые контакты позволяют гарантировать заказчикам приобретение передового оборудования на выгодных условиях.



Оборудование для водоочистных сооружений включает:

• Установки для предварительной механической обработки сточных вод.

• Песколовки различных типов, которые представляют собой высокоэффективное электромеханическое оборудование для удаления мусора и песка, используемое на станциях очистки питьевой воды водоочистных сооружениях.

• Сита, в том числе самоочищающиеся сита, используются для удаления крупных и мелких твердых частиц различного размера при предварительной очистке стоков.

• Конвейерные шнеки, уплотнители и классификаторы песка, которые отделяет песок и тяжелые отложения на выходе песколовок, служат идеальным решением для ВОС.

• Воздуходувки роторно-поршневого типа, а также турбовоздуходувки (турбокомпрессоры) и высокоэффективное оборудование для аэрации.

• Центрифуги для сгущения и обезвоживания осадка.

• Рециркуляционное оборудование.

• Фильтрующие среды и др.

Гражданское строительство

При реализации проектов крупных водоочистных сооружений выполняется значительный объем общестроительных работ, связанных со строительством фундаментов, дорог, каналов, зданий управления, ограждений и так далее.

Ответственный генеральный подрядчик, обладающий богатым опытом и технологиями в общестроительной сфере, обеспечит высокое качество и своевременное выполнение этих работ с минимальными затратами.

Утилизация отходов строительства

Строительство водоочистных сооружений связано с использованием большого количество металла, бетона и других материалов.

Кроме того, при подготовке строительной площадки образуются большие объемы грунта, песка и камня после рытья котлованов и каналов.

Строительные отходы бывают следующих видов:

• Камень, гравий, бетон и кирпич.
• Бумага и картон: остатки тарных мешков и упаковки.
• Отходы древесины: обрезки досок, поддоны и др.
• Металлические отходы: арматура, проволока, запчасти.
• Другое: ветошь, органика, масло и др.

Сортированные и разделенные строительные отходы должны направляться для последующей утилизации в соответствии с местными требованиями. План обращения с отходами зачастую требуется предоставить местным властям еще на этапе получения разрешений.

Преимущества строительства водоочистных сооружений по ЕРС-контракту

Любой крупномасштабный экологический проект требует привлечения многочисленных поставщиков оборудования, субподрядчиков и узкопрофильных специалистов из разных областей. Управление такими проектами лучше доверить профессионалам.

Контракты EPC также известны как «контракты под ключ» и представляют собой наиболее популярную модель управления проектами.

Эта аббревиатура расшифровывается как «Engineering, Procurement and Construction», и в этой договорной модели многие риски, связанные с реализацией проекта, ложатся на генерального подрядчика.

Фактически заказчик возлагает на подрядчика всю ответственность за проект, включая инженерное проектирование, приобретение оборудования и материалов и выполнение работ. Выгода для заказчика заключается в том, что подрядчик устанавливает фиксированную цену, которая не будет меняться, даже если работа потребует дополнительных расходов. Фиксированный срок сдачи объекта также добавляет уверенности.

Строительство водоочистных сооружений по ЕРС-контракту пользуется растущей популярностью благодаря очевидным преимуществам этого формата для заказчиков.

Преимущества EPC-контрактов

Первое преимущество заключается в фиксированной цене и в том, что при первоначальной договоренности не будет никаких непредвиденных расходов.

Иными словами, клиент всегда знает, какую сумму ему придется инвестировать в проект.

Исключение составляют ситуации, когда изменения в проект вносятся по инициативе самого заказчика.

Второе преимущество EPC-контракта состоит в том, что он четко устанавливает объемы работ, технические требования к объекту и точный срок ввода водоочистных сооружений в эксплуатацию. Подрядчик выплачивает компенсацию в случае задержки работ, что гарантирует выполнение собственных обязательств заказчика.

Третье преимущество этой договорной модели состоит в том, что заказчику не приходится вкладывать усилия в работу. Небольшой компании не нужно финансировать дополнительные технические отделы и нанимать персонал, поскольку она не несет ответственности за те аспекты, которыми не владеет — управление проектом доверено профессионалам.

Наконец, крупная инжиниринговая компания дает заказчикам лучшие инструменты, кадры, материалы и оборудование, необходимые для успешной реализации проекта, а также решает любые проблемы, которые могут возникнуть в процессе.

Недостатки EPC контрактов

Хотя в общих чертах EPC-контракты кажутся благоприятными для заказчика, этот выбор связан с рядом недостатков, которые делают их неподходящими для небольших проектов.

Во-первых, заказчик должен четко сообщить генеральному подрядчику обо всех потребностях и ожиданиях от проекта. Если этого не делать, на этапе строительства водоочистных сооружений могут возникнуть серьезные разногласия.

Другой недостаток заключается в том, что ЕРС-контракты являются более дорогостоящими по сравнению с ЕРСМ, поскольку подрядчик берет на себя больше обязанностей и рисков.

В целом считается, что эта договорная модель лучше всего подходит для реализации крупномасштабных и технически сложных проектов, где компетенции генерального подрядчика являются ключевым условием для успеха.

Если вас интересует финансирование и строительство водоочистных сооружений или опреснительных установок морской воды, свяжитесь с нами.