Государственное унитарное предприятие «Водоканал»

Центральная станция аэрации (ЦСА)

Центральная станция аэрации (ЦСА) – комплекс очистных сооружений на острове Белом. Строительство началось в 1966 году. В ходе строительства был намыт искусственный остров площадью 57,3 га на месте Белой мели (площадь 7 га), который со стороны Финского залива окружен по периметру бетонным берегоукреплением. Первая очередь очистных сооружений производительностью 750 тыс.м³ в сутки завершена в 1978 году, вторая (такой же производительности) – в 1983. Проектная пропускная способность 1,5 млн.м³ в сутки была достигнута в 1985 году.

Сточная вода из коллектора, расположенного на глубине 40 метров, перекачивается главной насосной станцией в подводящий канал и проходит очистку на 14 механизированных решетках грабельного типа с прозором 100 мм. Здание насосной станции представляет собой монолитный железобетонный цилиндр диаметром 50м и глубиной 50м. Максимальный расход сточной воды, перекачиваемой главной насосной станцией в сухую погоду, составляет 20 м³/с и 30 м³/с – в дождливую. Сточные воды, поступающие из входного коллектора городской водоотводящей сети, перекачиваются в приемную камеру механической очистки.

В состав сооружений механической очистки входят: приемная камера, здание решеток, песколовки, первичные отстойники с жиросборниками. В здании решеток установлены решетки ступенчатого типа с прозором 25 мм. Отбросы, уловленные на решетках, пересыпают хлорной известью Ca(Cl)OCl и отправляют на полигон. После решеток сточная вода поступает на горизонтальные аэрируемые песколовки, где происходит их очистка от песка и других минеральных примесей. Всего песколовок 12, по 6 на каждую очередь. Далее сточная вода через распределительный канал отводится к трем группам первичных отстойников (по 4 отстойника в каждой группе). Первичные отстойники радиального типа, диаметр каждого отстойника 54 м, глубина – 5 м. В них улавливаются оседающие взвешенные и плавающие вещества. Здесь же происходит химическое осаждение фосфора. В сточную воду перед отстойниками вводят коагулянт (7% раствор), доза которого составляет 16,8 г/м³.

Далее происходит процесс полной биологической очистки сточной жидкости. В состав сооружений биологической очистки входят аэротенки, радиальные отстойники и главное машинное здание, включающее в себя блок воздуходувных агрегатов и иловые насосы. Аэротенки состоят из двух групп, каждая из которых представляет собой шесть параллельных трехкоридорных аэротенков длиной 192 м с общим верхним и нижним каналами, ширина и глубина коридоров соответственно 8 и 5,5 м. Подача воздуха в аэротенки осуществляется через мелкопузырчатые аэраторы. Расход воздуха 20 тыс.м³/ч. Доза активного ила в аэротенке 2 мг/л. Регенерация активного ила составляет 33%, при этом возвратный активный ил из вторичных отстойников подается в один из коридоров аэротенка, служащий регенератором.

Из аэротенков очищенная вода направляется в 12 вторичных отстойников для выделения активного ила из биологически очищенной сточной воды. Вторичные отстойники, также как и первичные, приняты радиального типа диаметром 54 м при глубине зоны отстаивания 5 м. Из вторичных отстойников активный ил поступает под гидростатическим давлением в иловую насосную станцию. Избыток иловой смеси направляют на илоуплотнитель, а затем на завод сжигания осадка. После вторичных отстойников через выпускную камеру очищенная вода сбрасывается в р. Неву.

В цехе механического обезвоживания осадков обрабатывается сырой осадок из первичных отстойников и уплотненный активный ил из вторичных отстойников. Основным оборудованием этого цеха является десять центрипрессов, оборудованных системами предварительного подогрева смеси сырого осадка и активного ила. Для повышения степени влагоотдачи смеси в центрипрессы подаётся раствор флокулянта. После обработки в центрипрессах влажность кека достигает 76,5%.

В цехе сжигания осадка установлены 4 печи с псевдоожиженным слоем (французской фирмы OTV). Температура слоя песка поддерживается в диапазоне 750-850˚С. Обезвоживание смеси осадков и избыточного активного ила происходит непосредственно в центрипрессах. Сочетание центрипрессов и сжигание уплотненных осадков резко снижает объем конечного продукта – золы. Использование метода сжигания смеси осадка и избыточного активного ила в печах с псевдоожиженным слоем гарантирует безопасность в санитарном отношении.

Рисунок 2 – Принципиальная схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции аэрации г. Санкт-Петербурга:

1 – сточные воды; 2 – главная насосная станция; 3 – подводящий канал; 4 – механизированные решётки; 5 – песколовки; 6 – отбросы; 7 – песок; 8 – песковые площадки; 9 – первичные отстойники; 10 – резервуар сырого осадка; 11 – аэротенки; 12 – воздуходувки; 13 – нагнетатели; 14 – возвратный активный ил; 15 – иловая насосная станция; 16 – вторичные отстойники; 17 – камера выпусков; 18 – р. Нева; 19 – активный ил; 20 – илоуплотнители; 21 – приёмный резервуар; 22 – центрипрессы; 23 – кек на сжигание; 24 – сжигание осадка; 25 – печь; 26 – зола; 27 – флокулянт; 28 – сливная вода илоуплотнителей; 29 – вода; 30 – раствор флокулянта; 31 – фугат.

Комплекс обработки осадка.

Первая очередь комплекса обработки осадка (КОО) введена в эксплуатацию в ноябре 1997 года, вторая – в 1999 году.

КОО предназначен для обезвоживания и сжигания смеси сырого осадка первичных отстойников и уплотненного избыточного ила.

Технологический процесс состоит из четырех самостоятельных линий, объединенных попарно в два пусковых комплекса.

Общим оборудованием для всего комплекса является приемный бак исходного осадка и резервная схема транспортировки, складирования и выгрузки обезвоженного осадка.

Каждый пусковой комплекс имеет самостоятельное производство сжатого воздуха, узел складирования и выгрузки золы, установку приготовления флокулянта и один резервный узел обезвоживания осадка.

В состав каждой технологической линии входят два узла обезвоживания осадка и одна печь с системой рекуперации энергии и очистки дымовых газов.

В отделение обезвоживания подается смесь сырого осадка и уплотненного ила влажностью 96,0-97,0%, которая процеживается от отбросов на механической решетке (прозором 2 мм). Затем осадок поступает в приемный бак осадка, отходы после решетки поступают в гидропресс, который производит дополнительный отжим отходов и транспортирует их по трубопроводу в бункер старого отделения.

Далее осадок откачивается из приемного бака на обезвоживание через два коллектора, общих для насосов первой и второй очереди.

Для укрупнения хлопьев взвешенных веществ используется гелеобразный флокулянт "Перколь" с содержанием основного вещества 1,5 г/л (0,15%).

Обезвоживание осадка производится на горизонтальных противоточных осадительных центрипрессах. Под действием центробежных сил твердая фаза осадка (кек) оседает на стенках барабана центрипресса и выгружается с помощью шнека, вращающегося внутри барабана. Осветленная жидкость (фугат) отводится с противоположной стороны барабана через специальные фугатные окна и по канализации поступает в голову очистных сооружений.

Осадок и флокулянт подается в центрипресс по загрузочной трубе.

Кек из центрипресса выгружается в приемную воронку и из нее подается в печь с помощью поршневых насосов высокого давления фирмы "Schwing" через восемь эжекторов, расположенных по окружности печи над сводом. На одну печь осадок подается двумя насосами по четырем напорным линиям.

Предусмотрена система подачи кека насосами KSP-25 по трубопроводу в аварийный бункер емкостью 160 м³ в случае проведения ремонтно-профилактических и аварийных работ на печах. Разгрузка бункера производится в автотранспорт для вывоза на складирование.

Основой технологии сжигания "Pirofluid" является сжигание обезвоженного осадка в псевдоожиженном слое кварцевого песка.

Печь сжигания представляет собой металлоконструкцию высотой 12 м, которая состоит из двух цилиндров, наложенных друг на друга, и соединенных между собой усеченным конусом. Нижний цилиндр диаметром 4,5 м – дутьевая камера, верхний цилиндр (реактор) диаметром 7,5 м. Дутьевая камера и реактор разделены самонесущим сводом из огнеупорных кирпичей, в которые вставлены воздушные сопла. На свод через инжектор песка загружается 37 тонн кварцевого песка.

Воздух ожижения, служащий одновременно и воздухом горения, подается в дутьевую камеру после предварительного нагрева до температуры 600-650˚С в рекуператоре за счет тепла отходящих дымовых газов. Из дутьевой камеры воздух через сопла попадает в слой песка и приводит его в состояние псевдоожижения. Температура слоя песка поддерживается в диапазоне 750-850˚С. Органическая составляющая осадка окисляется в избытке кислорода и превращается в газообразные продукты горения, а минеральная выносится потоком дымовых газов в дымоход в виде золы.

Продукты сгорания из печи поступают на двухступенчатый рекуператор, где, отдавая тепло воздуху псевдоожижения, охлаждается до температуры 600˚С. Перед подачей зологазовой смеси на электрофильтр необходимо снижение температуры до 250˚С. Эту функцию выполняет котел-утилизатор.

После электрофильтров дымовые газы поступают в колонну Вентури, в которой происходит охлаждение газов (со 150˚ до 70˚С) за счет орошения циркулирующим раствором в верхней части колонны. Интенсивная конденсация в колоне Вентури водяных паров с высоким содержанием сернистого ангидрида приводит к накоплению в сборном резервуаре кислого раствора с рН=3,5. Циркуляционные насосы подают кислый раствор в верхнюю часть колонны, орошая дымовые газы. За счет этого происходит очистка дымовых газов от соединений тяжелых металлов. Избыток раствора через перелив поступает на нейтрализацию. Когда уровень в сборном резервуаре устанавливается ниже уровня перелива, на орошение вводится техническая вода.