Предотвращение загрязнения сточными водами является многогранной задачей, успешное решение которой во многом зависит от внедрения передовых технических разработок. От локальных очистных сооружений до комплексных систем мониторинга и контроля, современные технологические средства позволяют существенно снизить негативное воздействие промышленных и бытовых стоков на экосистему.
- Характеристика сточных вод и способы предотвращения загрязнения
- Методы обработки сточных вод
- Методы обеззараживания сточных вод
- Требования к установкам для обработки сточных вод
- Установки биохимического действия
- Установки физико-химического действия
- Установки электрохимического действия
- Порядок предъявления установок для обработки сточных вод
- Утилизация остатков от обработки сточных вод
В данной статье мы рассмотрим ключевые технические средства, применяемые для эффективного предотвращения загрязнения сточными водами, их принципы работы, преимущества и области применения.
Характеристика сточных вод и способы предотвращения загрязнения
К сточным водам относятся:
- стоки из всех типов туалетов, писсуаров и унитазов;
- раковин, ванн и шпигатов, находящихся в медицинских помещениях и местах содержания животных;
- других источников, если они смешаны с перечисленными стоками.
Согласно международным требованиям, сброс стоков от камбузов, буфетов, бань, умывальников, душевых, ванн и прачечных не ограничивается.
В соответствии с МАРПОЛ 73/78 (приложение IV) правила по предотвращению загрязнения моря сточными водами распространяются на суда валовой вместимостью более 200 рег. т или меньшей, а также неустановленной валовой вместимостью, где численность экипажа вместе с пассажирами составляет более 10 человек. К существующим судам правила будут применяться спустя 10 лет после вступления в силу приложения IV.
Сточные системы морских судовСудовые сточные воды не содержат специфических ядовитых веществ, но могут оказывать вредное воздействие на водоем или его участок. Во-первых, они представляют эпидемиологическую опасность вследствие высокого уровня бактериального загрязнения.
Во-вторых, из-за большого содержания органических веществ нарушается кислородный режим водоема, тормозятся или полностью прекращаются биохимические процессы его самоочищения.
Косвенным показателем загрязненности сточных вод патогенными бактериями и вирусами является содержание бактерий группы кишечной палочки coli (коли). Загрязненность сточных вод оценивается величиной коли-титра (объем воды в см3, в котором содержится одна кишечная палочка) или коли-индекса (количество бактерий coli на 1 л воды). Коли-индекс сточных вод достигает 1010-1012, хозяйственно-бытовых – 107-109. Считается, что при коли-индексе менее 1 тыс. содержание болезнетворных микробов практически исключено.
Содержащиеся в сточных водах органические вещества (до 58 %) требуют для своего окисления большое количество растворенного в воде кислорода. Для аэробного разложения органических веществ при температуре 20 °C без доступа воздуха и света составляющая указанных вредных веществ выражается через биохимическую потребность в кислороде в мг/л (как правило, определяемую за 5 сут, – БПК5). По физическому состоянию загрязнения в сточных водах можно разделить на нерастворимые и растворимые, обладающие различной дисперсностью. Нерастворимые примеси находятся в воде в виде крупной взвеси (размер частиц более 0,1 мм), суспензии, эмульсии, пены (размер частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм). Степень загрязнения стоков нерастворимыми примесями оценивают по содержанию в них взвешенных веществ, которое достигает 24 %.
Содержание коллоидных примесей (размер частиц от 0,1 до 0,001 мкм) достигает 8 %. Растворимые примеси (размер частиц менее 0,001 мкм) не образуют отдельной фазы, их содержание достигает 68 %. Следует отметить, что большая часть органических загрязнений (до 56 % по БПК) содержится в растворенных веществах (табл. 1).
Таблица 1. Уровень загрязнения судовых сточных вод | |||||
---|---|---|---|---|---|
Вид сточных вод | Объем образования | Уровень загрязнений | |||
на человека в сут, л/чел.-сут | доля от общего объема, % | органическими веществами (через ВПК) | взвешенными веществами | бактериями, вирусами | |
Фановые | 37,8 | 25 | Высокий, до 600 мг/л | Высокий, до 600 мг/л | Высокий, до 109 |
Камбузные | 22,77 | 15 | Высокий, до 600 мг/л | Высокий, до 600 мг/л | Средний, до 106 |
Стоки из умывальников, душевых, ванн | 90,8 | 60 | Низкий, не более 40 мг/л | Средний, менее 600, но более 40 мг/л | Низкий, до 104 |
Величина БПК сточных вод зависит от водопотребления на 1 человека в сутки и составляет:
- при 50 л/чел.-сут – 600-800 мг/л;
- при 100 л/чел.-сут – 300-400 мг/л;
- при 200 л/чел.-сут – 50-200 мг/л.
Учитывая вредное воздействие сточных вод, Конвенция МАРПОЛ 73/78 ограничивает их сброс в море.
Способы предотвращения загрязнения моря сточными водами различны. Наиболее существенными, вытекающими из требований МАРПОЛ 73/78, являются:
- обработка и обеззараживание сточных вод до определенных норм в установках одобренного типа;
- размельчение и обеззараживание в специальных системах;
- сбор и последующая сдача во внесудовые приемные устройства или сброс в разрешенных для этих действий районах.
Наиболее простым способом предотвращения загрязнения моря сточными водами является их сбор в цистерну и выдача во внесудовые приемные устройства через специальную систему.
Читайте также: Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря – МАРПОЛ 73/78
Вместимость сборной цистерны определяется исходя из численности экипажа, нормы образования сточных вод на 1 человека в сутки, времени пребывания судна в запретном районе и согласовывается с надзорными органами. Сборная цистерна может быть вкладной или встроенной, она отделяется от цистерн питьевой воды и воды для мытья, жилых, служебных и грузовых помещений коффердамом; должна иметь уклон днища в сторону приемных труб, систему промывки и пропаривания, сигнализацию.
Кроме того, должны быть предусмотрены защита системы от коррозии; средства для выдачи сточных вод во внесудовые приемные устройства или сброса (насос или эжектор, на крупных судах – два средства), вывод трубопровода на оба борта (на небольших судах по согласованию с Регистром допускается на один борт) со сливным соединением международного образца, а также дистанционное отключение откачивающих средств.
К преимуществам указанного способа предотвращения загрязнения моря относятся:
- простота конструкции сборной цистерны и малые затраты при оснащении ею судна;
- минимальные трудозатраты на обслуживание во время эксплуатации;
- независимость от возможных изменений требований к нормам обработки и обеззараживанию сточных вод.
Вместе с тем способу присущи крупные недостатки:
- Необходимость периодической выгрузки сточных вод требует оснащения портов приемным устройством и наличия судов-сборщиков;
- уменьшается полезная грузовместимость судна, поскольку сборная цистерна и оборудование занимают большие объемы (особенно на рыбопромысловых судах);
- не устраняется полностью загрязнение моря вредными веществами;
- вероятность протекания анаэробных процессов, в результате которых возможно образование и скопление газов (в том числе метана) до взрывоопасных концентраций;
- сложность выполнения санитарных правил, запрещающих сброс необработанных и необеззараженных сточных вод при ведении судном лова рыбы.
Для сокращения образования сточных вод система сбора может быть выполнена вакуумной, транспортирующим агентом в которой служит воздух. Это позволяет сократить количество воды на промывку в 7-8 раз. Кроме того, необязательно выполнение требования о самотеке в фановой системе, что облегчает ее монтаж, позволяет использовать трубы малого диаметра. Вместе с тем такая система требует специального насоса или эжектора для создания вакуума до 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), более сложной конструкции туалетов, а также увеличения затрат на обслуживание и энергии на ее работу. Иногда систему применяют в комбинации с установками биологического действия для использования в фановой системе пресной воды в целях повышения степени очистки сточных вод.
Система размельчения и обеззараживания сточных вод предусматривает наличие специальных устройств для размельчения твердых составляющих, после прохождения которых стоки поступают в цистерну для обеззараживания с последующим сбросом их за борт. Поскольку эта система недостаточно снижает БПК и концентрацию взвешенных веществ, то обработанные таким образом сточные воды могут сбрасываться за пределами 4-мильной зоны от берега.
Система размельчения и обеззараживания сточных вод имеет большую пропускную способность, может эксплуатироваться с любым типом туалетов, не требует сложного оборудования. Но так как процесс разложения вредных веществ в ней происходит в основном после сброса сточных вод, то в качестве перспективного данный способ рассматриваться не может.
Более сложным, но вместе с тем и полностью отвечающим современным требованиям защиты морской среды от загрязнения, является способ обработки и обеззараживания сточных вод до установленных норм в специальных установках.
Такими установками оснащается большинство судов новостроя, а также многие существующие суда в процессе их дооборудования.
Применение этих установок позволяет внедрять рециркуляционную систему, которая устраняет необходимость в дополнительной воде, позволяет использовать для промывки специальные жидкости.
Наличие системы для обработки и обеззараживания сточных вод не исключает необходимости оснащения судна сборной цистерной, в этом случае вместимость сборной цистерны может быть значительно уменьшена. Объем цистерны должен быть согласован с Регистром.
Методы обработки сточных вод
В Трение и изнашивание в судовых энергетических установкахсудовых установках для обработки сточных вод применяются биологический, физико-химический и электрохимический методы.
Наиболее широко распространен биологический метод очистки, используемый в установках, которыми оснащены суда более ранней постройки. В установках биологического действия в результате жизнедеятельности различных микроорганизмов происходит разложение загрязнений до неорганических соединений (азот, аммиак, двуокись углерода, вода и др.). Это естественный процесс, протекающий в водоемах при сбросах в них стоков. Биологический процесс очистки интенсифицирован за счет мероприятий по поддержанию высокой активности микроорганизмов (в том числе путем выращивания в аэрационных танках активного ила).
Основными преимуществами биологического метода являются:
- высокая степень очистки от взвешенных веществ и значительное снижение величины БПК (это позволяет использовать установки в районах, где требования к показателям степени очистки наиболее жесткие);
- автоматизация процесса очистки (со стороны обслуживающего персонала требуется только обеспечить контроль за состоянием активного ила);
- достаточная степень разложения органических веществ в стоках (устраняется необходимость в частом удалении шлама ввиду малого количества его образования после очистки сточных вод);
- возможность применения установок на судах с большой численностью экипажа (при численности экипажа от 70 до 100 чел. количество образующихся сточных вод составляет 5 м3/сут и более);
- блочная конструкция установки с биологическим методом очистки облегчает ее монтаж на судне.
Установкам биологического действия присущи следующие недостатки:
- необходимость равномерной подачи сточных вод на установку для получения паспортных показателей степени очистки (при перегрузке в активном иле происходит развитие микрофлоры бактерий, что приводит к его вспуханию, а при недостатке стоков наблюдается гибель микроорганизмов и, как следствие, нарушение работы установки);
- невозможность быстрого ввода установки в действие (при вынужденной остановке для выращивания активного ила и получения устойчивых показателей требуется от 14 до 30 сут.);
- длительность процесса очистки (минимальное время биологической очистки составляет 24 ч, поэтому объем установки не может быть меньше объема сточных вод за сутки, что, в свою очередь, определяет высокие массогабаритные показатели установок на 1 м3 очищаемых стоков).
Как правило, полной обработке подвергаются сточные воды, а хозяйственно-бытовые – только обеззараживанию. На процесс биологической очистки оказывают влияние изменения солености и температуры стоков, содержание химических веществ, дисперсность взвешенных частиц.
- Соленость воды свыше 20 г/л может привести к нарушению процесса очистки;
- изменение температуры стоков на 10 °C замедляет (при понижении) или интенсифицирует (при повышении) разложение загрязнений в 2-3 раза;
- минеральные масла и другие нефтепродукты, поверхностно-активные, ядовитые и моющие вещества могут вызвать нарушение работы установки или даже гибель активного ила.
Физико-химическая очистка стоков происходит в результате физических (фильтрация, осаждение, центрифугирование, флотация, адсорбция) и химических (окисление, коагуляция, расщепление) процессов.
Педлагается к прочтению: Судовые водоопреснительные установки, виды и особенности эксплуатации
Электрохимическая очистка происходит под действием электрических сил с использованием процессов электрохимической коагуляции, электрофлотации и электролитического обеззараживания сточных вод. При электрокоагуляции в стоках образуется кислород, способствующий более полному распаду органических загрязнений.
К достоинствам установок, в работе которых применяются физико-химический и электрохимический методы очистки сточных вод, следует отнести:
- быстрый ввод в работу (это позволяет выводить установки из действия при нахождении судна в районах Мирового океана, где сброс необработанных сточных вод разрешен);
- полную автоматизацию процесса очистки и обеззараживания;
высокую производительность; - незначительную зависимость показателей очистки от солености и температуры стоков, содержания химических и дисперсности взвешенных веществ;
- возможность регулирования качества очистки;
- обработку не только сточных, но и хозяйственно-бытовых вод.
Описываемые установки имеют следующие недостатки:
- степень снижения загрязнения сточных вод взвешенными и органическими веществами, выраженная через БПК, ниже, чем в установках биологического действия;
- количество шлама, образующегося при физико-химической обработке стоков, может достигать 5-10 % общего количества обрабатываемых сточных вод, что требует решения вопроса о сборе и утилизации шлама;
- в установках электрохимического действия количество образующегося шлама несколько меньше и обычно не превышает 3 % общего количества сточных вод;
- установки требуют сложных систем автоматики.
Анализ всех достоинств и недостатков судовых установок для обработки сточных вод показывает, что предпочтение отдается установкам физико-химического и электрохимического действия. Они в большей степени отвечают предъявляемым требованиям, чем установки биологического действия, имеют лучшие удельные показатели по массе и габаритам, требуют меньших затрат энергии на 1 м3 обрабатываемых стоков (в 2-3 раза по сравнению с установками биологического действия).
Несмотря на то, что для установок физико-химического и электрохимического действия необходима большая энерговооруженность, затраты энергии за счет вывода этих установок из действия могут быть существенно снижены в условиях эксплуатации. Кроме того, в рассматриваемых установках ресурс комплектующего оборудования и механизмов за счет вывода их из действия может сохраняться дольше, чем в установках биохимического действия, где данная операция затруднена и не всегда возможна.
Методы обеззараживания сточных вод
Обеззараживание сточных и хозяйственно-бытовых вод на судах является одной из важных составляющих общего процесса обработки стоков. Это вытекает из характеристики сточных вод, содержащих огромное количество бактерий, среди которых могут быть болезнетворные вирусы. Патогенные бактерии в морской воде сохраняют жизнедеятельность длительное время (от 3 до 300 суток) и могут непосредственно или через биологическую цепочку попадать к человеку. При низких температурах воды бактерии и вирусы сохраняются дольше, чем в тёплых водах.
Обеззараживающий эффект зависит от целого ряда факторов: дозы и степени активности бактерицидного агента, времени контакта с обрабатываемой водой, количественного содержания бактерий, стойкости бактерий и вирусов к конкретному бактерицидному агенту и др.
Методы обеззараживания могут быть:
- реагентными (хлорирование, озонирование, серебрение, электролиз)
- и безреагентными (термический, электрофорез, ультразвуковой, ультрафильтрация, электрический разряд).
Наиболее распространенным методом обеззараживания следует считать хлорирование вследствие его доступности и дешевизны.
Сущность этого метода заключается в окислении бактерий кислородом, который образуется при взаимодействии хлора с водой, и непосредственном воздействии хлора на протоплазму клеток бактерий. Равновесие между хлором, продуктами его гидролиза и ионами в обрабатываемой воде зависит от водородного показателя pH среды и её температуры. При увеличении температуры и снижении показателя pH эффективность обеззараживания хлором повышается (при pH < 4 хлор находится в свободном состоянии, при pH > 10 – в виде хлорионов). При взаимодействии с водой хлор расходуется не только на окисление микроорганизмов, но и на реакции с другими органическими и минеральными примесями, поэтому дозирование его в оптимальных пределах затруднено. Для хлорирования чаще всего используют гипохлориты натрия NaClO или кальция Са(СlO)2.
Хлор оказывает вредное воздействие на живые ресурсы моря, поэтому остаточное содержание его в сбрасываемых водах ограничивается 5 мг/л. Для получения коли-индекса не более 1 тыс. в установках типа ЭОС допускается содержание хлора до 16 мг/л.
Озонирование следует рассматривать как один из самых эффективных способов обработки воды, так как озон не только проявляет бактерицидные свойства, но и способствует обесцвечиванию воды, окисляет фенольные соединения и органические вещества. Эффективность действия озона примерно в 2,5-3 раза выше, чем хлора. При озонировании не требуется тщательной дозировки, поскольку температура воды и показатели pH оказывают незначительное влияние на действие озона.
Читайте также: Перевозка опасных грузов в таре и навалом
Электролиз представляет собой разновидность обработки сточных вод методом хлорирования. Только в этом случае гипохлорит натрия получается из морской воды или поваренной соли при помощи специального прибора – электролизера. Достоинство метода заключается в том, что нет необходимости держать на судне запасы гипохлорита натрия или кальция. Метод используется в современных установках, в частности, в типа ЭОС.
Термический метод применяется при высокой концентрации органических и минеральных веществ в обеззараживаемых стоках (например, шлам от обработки сточных вод). Разновидностями метода являются жидкофазное окисление, гетерогенное каталитическое окисление и огневая обработка.
Жидкофазное окисление – это процесс окисления кислородом воздуха органических примесей при высокой температуре (150-370 °C) и давлении до 30 МПа. Указанный метод не получил широкого распространения из-за отсутствия оборудования.
Гетерогенное каталитическое окисление представляет собой испарение сточной воды и обезвреживание органических примесей в газовой фазе в присутствии катализатора при атмосферном давлении и температуре 100-400 °C. При наличии в сточной воде галогенов, серного и сернистого ангидрида и других веществ, а также при попадании в парогазовую смесь минеральных веществ данный метод практического эффекта не даёт.
Огневая обработка заключается в том, что сточные воды в мелкодисперсном распыленном состоянии вводятся в высокотемпературные (более 1 000 °C) зоны горения топлива. При этом капли воды полностью испаряются, органические вещества сгорают, а минеральные превращаются в безвредную золу. Данный метод широко применяется на современных судах в специальных установках – инсинераторах.
Метод электрофореза основан на движении частиц в электрическом поле в сторону того из электродов, заряд которого противоположен по знаку их собственному. Бактерии обладают отрицательным зарядом, поэтому метод может быть использован для очистки и обеззараживания воды.
Ультразвуковые волны при определенных условиях вызывают гибель микроорганизмов. Механизм бактерицидного действия объясняется совокупностью кавитационного и физико-химических факторов. Эффект обеззараживания зависит от частоты ультразвуковых колебаний.
Для обеззараживания питьевой воды широко используются методы серебрения и ультрафиолетового облучения. Для обеззараживания сточных вод указанные методы практически не используются, так как первый дорог, а второй требует тщательной очистки среды от взвешенных веществ.
Об эффективности некоторых методов обеззараживания в зависимости от времени контакта воды с обеззараживающим агентом можно судить из рис. 1.

1 – перекисью водорода; 2 – серебром; 3 – хлором; 4 – озоном; 5 – ультрафиолетовыми лучами
Требования к установкам для обработки сточных вод
Судовые установки для обработки сточных вод изготавливаются по документации, одобренной Регистром и под его техническим надзором. Кроме того, для дальнейшей эксплуатации на судах они должны иметь разрешение органов Министерства здравоохранения.
Пропускная способность установки (Q, л/сут) определяется по формуле:
где:
- n – численность экипажа и пассажиров (по числу коечных мест), чел.;
- q – норма образования сточных вод на 1 человека в сутки, л/чел.-сут.
При длине судна более 65 м (если судно неограниченного района плавания) или при численности экипажа более 40 чел. (независимо от длины судна) норма образования сточных вод для судов флота Судовые холодильные установки рыбопромыслового флотарыбной промышленности составляет 50 л/чел.-сут. Для остальных судов она составляет 25 л/чел.-сут. В случае, если сточные воды смешаны с хозяйственно-бытовыми, эта норма утраивается, а для судов морского флота принимается равной 200-300 л/чел.-сут. Установки должны обеспечивать надежную работу при пиковых нагрузках: допускать перегрузку в 2-3 раза по сточным и в 4-5 раз по хозяйственно-бытовым водам в течение 1 ч.
Сточные воды после обработки и обеззараживания должны иметь следующие показатели:
- биохимическую потребность в кислороде (БПК5) – не более 50 мг/л;
- содержание взвешенных веществ: при испытании на берегу – не более 50 мг/л, на судне – не более (х-100) мг/л (х – количество взвешенных веществ в промывочной воде);
- коли-индекс — не более 250/100 мл (для сброса обработанных и обеззараженных сточных вод на акваториях портов коли-индекс должен быть не более 100/100 мл).
Если в качестве обеззараживающего средства используется хлор, то его содержание в сбрасываемой воде не должно превышать 5 мг/л. Для достижения коли-индекса не более 1 тыс. содержание остаточного хлора допускается до 16 мг/л.
Показатели обработки сточных вод должны соответствовать средним геометрическим показателям 40 проб, отобранных за 4 суток при испытании установки на стенде или непосредственно на борту судна. В первом случае сточные воды должны соответствовать реальным судовым сточным водам и содержать взвешенных веществ не менее 500 мг/л.
В связи с высокой агрессивностью сточных вод и продуктов распада содержащихся в них органических и минеральных веществ установки для обработки сточных вод и все относящиеся к ним насосы, трубопроводы и арматура должны быть надежно защищены от коррозии. Для проверки плотности установки подвергаются испытанию давлением, равным полуторному давлению водяного столба от днища цистерны до нижнего санитарного прибора. Трубопроводы и арматура подвергаются испытанию давлением, равным полуторному рабочему давлению.
При стоянках в порту на судах отмечается значительное колебание численности экипажа, поэтому метод обработки сточных вод должен в минимальной степени зависеть от интенсивности поступления их на обработку.
Соленость воды, используемой в качестве промывочной, может колебаться в широких пределах (в зависимости от нахождения судна), поэтому она не должна влиять на качество обработки сточных вод.
Обработка сточных вод требует значительных затрат энергии (от 0,4 до 2 кВт на 1 м3 обрабатываемых стоков), следовательно, во время длительного плавания в открытом море, где сброс необработанных сточных вод не ограничивается, целесообразно выводить установку из действия. Для судов флота рыбной промышленности дополнительно существует требование о необходимости обработки и обеззараживания сточных вод или их сбора при ведении судном лова рыбы. В этом случае должны быть предусмотрены меры для быстрого вывода и ввода установки в работу.
Предлагается к прочтению: Охрана морской среды от загрязнения с судов
Характерной особенностью рыбопромысловых судов являются их небольшие размеры при относительно большой численности экипажа, поэтому особенно важно, чтобы установка для обработки сточных вод имела небольшие удельные показатели по массе, объему и мощности.
В последние годы наметилась тенденция к сокращению численности экипажей судов, которая распространяется и на суда флота рыбной промышленности. В связи с этим необходимо, чтобы установка для обработки сточных вод была максимально автоматизирована и не требовала от обслуживающего персонала больших трудозатрат на поддержание её в работоспособном состоянии.
Установки биохимического действия
Для установок биохимического действия, использующих единую технологическую схему обработки и обеззараживания сточных вод, характерно большое количество типоразмеров (табл. 2). Это связано с особенностями биологического метода обработки сточных вод, при котором недостаточное или, наоборот, значительное количество стоков приводит к нарушению жизнедеятельности микроорганизмов. Производительность установок биохимического действия рассчитывается исходя из численности экипажа и нормы образования сточных вод на 1 человека в сутки (в пределах 65-70 л/чел.-сут). Хозяйственно-бытовые воды в таких установках, как правило, только обеззараживаются.
Таблица 2. Технические характеристики установок для обработки сточных вод | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Марка установки и фирма-изготовитель | Модель | Пропускная способность, л/сут | Габариты, мм | Объем, м3 | Масса, кг | Показатели обработки сточных вод, не более | ||||
длина | ширина | высота | БПК5, мг/л | Коли-индекс | Взвешенные вещества, мг/л | |||||
Установки биохимического действия | ||||||||||
УНЕКС-БИО | BIO-20 | 1 400 | 2 070 | 1 800 | 1 680 | 7,0 | 50 | 1 000 | 50 | |
«Раума-Репола» (Финляндия) | BIO-40 | 2 800 | 25 700 | 1 800 | 1 680 | 11,8 | 50 | 1 000 | 50 | |
BIO-60 | 4 200 | 2 670 | 2 000 | 1 895 | 14,7 | 50 | 1 000 | 50 | ||
ЛК, «Варма» (ПНР) | LK-30 | 1 950 | 1 700 | 1 880 | 2 020 | 6,8 | 50 | 2 500 | 80 | |
LK-40 | 2 600 | 2 100 | 1 880 | 2 020 | 8,0 | 50 | 2 500 | 80 | ||
LK-50 | 3 250 | 3 000 | 1 720 | 2 330 | 12,0 | 50 | 2 500 | 80 | ||
LK-100 | 6 500 | 3 700 | 2 630 | 2 250 | 21,9 | 50 | 2 500 | 80 | ||
KA-MR, «ВЕБ Арвассервеханд» (ГДР) | KA-MR 1,5 50В | 5 000 | 2 500 | 1 500 | 1 700 | 12,4 | 20 | 1 000 | 100 | |
KA-MR 1,5 S50В | 6 000 | 6 000 | 1 500 | 1 700 | 14,2 | 20 | 1 000 | 100 | ||
Супертрайдент, «Хамворти Инженерии Лтд» (Англия) | ST-2 | 1 400 | 2 000 | 1 250 | 1 150 | 3,6 | 40 | 2 000 | 40 | |
ST-4 | 2 800 | 2 220 | 1 400 | 1 600 | 5,0 | 40 | 2 000 | 40 | ||
ST-6 | 4 200 | 2 700 | 1 600 | 1 700 | 7,3 | 40 | 2 000 | 40 | ||
Сасакура «Инженерии Ко Лтд» (Япония) | ST-8 | 5 600 | 3 000 | 1 800 | 1 700 | 9,2 | 40 | 2 000 | 40 | |
ST-10 | 7 000 | 3 400 | 2 000 | 1 700 | 11,6 | 40 | 2 000 | 40 | ||
ST-15 | 10 500 | 3 700 | 2 500 | 2 050 | 18,9 | 40 | 2 000 | 50 | ||
ST-20 | 14 000 | 4 620 | 2 500 | 2 050 | 23,7 | 40 | 2 000 | 50 | ||
Ретрофит Трайдент, «Хамворти Инженерии Лтд» (Англия) | RT-20 | 1 400 | 1 900 | 1 330 | 1 170 | 2,9 | 40 | 2 000 | 50 | |
RT-40 | 2 800 | 2 100 | 1 480 | 1 620 | 5,0 | 40 | 2 000 | 50 | ||
RT-60 | 4 200 | 2 550 | 1 680 | 1 720 | 7,4 | 40 | 2 000 | 50 | ||
RT-80 | 5 600 | 2 850 | 1 780 | 1 820 | 9,2 | 40 | 2 000 | 50 | ||
БИО-Компакт, «Дойче-Вератебау Гмб X» (ФРГ) | KSA-S35 | 6 120 | 1 500 | 1 980 | 2 000 | 5,9 | 50 | 2 000 | 100 | |
KSA-S50 | 8 750 | 1 940 | 2 310 | 2 000 | 9,0 | 50 | 2 000 | 100 | ||
Установки физико-химического действия | ||||||||||
Нептуматик, «Сален энд Викандер» (Швеция) | МОС-4 | 4 000 | 2 500 | 1 250 | 1 950 | 6,1 | 50 | 2 000 | 50 | |
МОС-12 | 12 000 | 2 800 | 1 250 | 1 950 | 6,8 | 50 | 2 000 | 50 | ||
МОС-20 | 20 000 | 3 150 | 1 250 | 1 950 | 7,7 | 50 | 2 000 | 50 | ||
MOC-28 | 28 000 | 3 250 | 1 700 | 1 950 | 10,8 | 50 | 2 000 | 50 | ||
Ретро-30 | 30 000 | 3 480 | 1 700 | 1 950 | 11,5 | 50 | 2 000 | 50 | ||
Аквадам, «Хейшин Инженерии энд Экьюпмент Ко» (Япония) | РД-300 | 1 500 | 1 800 | 1 000 | 2 000 | 3,6 | 2 | |||
РД-800 | 1 500 | 3 100 | 1 300 | 2 400 | 9,7 | 3 | ||||
АВВУ, «Атлас» (Дания) | AWWU | 15 000 | 2 115 | 1 820 | 1 345 | 5,2 | – | Сниж. на 80 % | 2 400 | Сниж. на 80 % |
Установки электрохимического действия | ||||||||||
ЭОС (СССР) | ЭОС-15 | 15 000 (до 18 000) | 2 060 | 1 660 | 1 750 | 6,0 | 50 | 2 500 (1 000) | 50 | |
ЭОС-5 | 5 000 (до 8 000) | 1 585 | 1 320 | 1 665 | 3,5 | 50 | 2 500 (1 000) | 50 |
- В числителе – масса установки в рабочем состоянии, в знаменателе – масса порожней установки.
- Система рециркуляционная, рассчитана для обслуживания 30 чел. в течение 40 сут.
- Система рециркуляционная, рассчитана для обслуживания 30 чел. в течение 30 сут.
Технологическая схема обработки и обеззараживания сточных вод включает в себя четыре процесса. Сточные воды поступают в приемный отсек, где на специальной решетке потоком воды или циркуляционным насосом крупные фракции дробятся на более мелкие. Затем стоки в отсеке аэрации подвергаются воздушной обработке и одновременно очищаются содержащимися в активном иле микроорганизмами. Далее происходит осаждение взвесей и активного ила и возвращение их в отсек аэрации. Очищенные и осветленные сточные воды вместе с хозяйственно-бытовыми направляются в отсек обеззараживания, после чего производится откачка стоков за борт.
В последние годы разрабатываются установки биохимического действия, в которых очистке подвергаются не только сточные, но и хозяйственно-бытовые воды. Примером такой установки является БИО-Компакт (ФРГ) для обработки сточных и хозяйственно-бытовых вод при норме 175 л на 1 человека в сутки и при цикле очистки 24 часа.
Действие биохимических установок можно рассмотреть на примере УНЕКС-БИО (Финляндия), схема работы которой приведена на рис. 2.

1 – подвод сточной воды; 2 – вентиляция; 3 – сборный ящик и уловитель; 4 – эрлифт; 5 – коллекторный отсек; 6 – отсек воздушной обработки; 7 – отстойный отсек; 8 – отсек хлорирования; 9 – перекачивающий насос; 10 – отвод очищенной воды; 11 – датчик нижнего уровня; 12 – датчик верхнего уровня; 13 – датчик сигнализации; 14 – поплавковый переключатель тройного действия; 15 – перелив; 16 – хлорный раствор; 17 – дозировочный насос; 18 – подвод хозяйственно-бытовых вод; 19 – воздушные компрессоры
Для гашения скорости и изменения направления движения потока коллекторный отсек разделен вертикальной переборкой на две камеры. В нижней части переборки между камерами имеется четырехугольный вырез. Неразложившиеся и крупные частицы осаждаются на дно. По мере наполнения отсека очищаемая вода вытесняется вновь поступающей в отсек обработки воздухом.
Отсек воздушной обработки. Поступающая в отсек жидкость подвергается мощному воздействию воздуха, подаваемого компрессором (это оказывает влияние на развитие аэробной бактериальной флоры осадка).
Аэробные организмы потребляют питательные вещества из сточных вод, уменьшая их объем и осветляя воду. При непрерывной аэрации активизированный осадок смешивается с поступающей жидкостью, что способствует интенсификации жизнедеятельности микроорганизмов. Находящиеся перед входным отверстием отсека сборный ящик и улавливатель задерживают нерастворенные крупные частицы.
Читайте также: Международные морские кодексы по опасным грузам
Отстойный отсек. Поступающий в отсек осадок оседает, осветленная жидкость остается сверху. Самовсасывающим насосом (эрлифтом) осадок перекачивается обратно в отсек воздушной обработки, а осветленная жидкость через отверстие в верхней части переборки поступает в отсек хлорирования.
Отсек хлорирования. Перед сбросом за борт обработанные сточные воды, а также поступающие непосредственно в отсек хозяйственно-бытовые воды обеззараживаются 5-10 %-ным раствором гипохлорита натрия. Обеззараживающий раствор перекачивается в отсек с помощью дозировочного насоса, который начинает работать при подъеме воды в цистерне до уровня нижнего датчика. Этим достигается достаточное время для обеззараживания отсеков. Дозировочный насос оборудован часами, регулирующими продолжительность и подачу раствора. Сбросом обеззараженных вод управляет трехпозиционный поплавковый переключатель:
- при достижении потоком датчика верхнего уровня он включает откачивающий насос, который при понижении воды в отсеке выключается датчиком нижнего уровня;
- при достижении потоком датчика сигнализации подается сигнал тревоги о том, что по каким-либо причинам откачивающий насос не включился и есть опасность переполнения цистерны.
Запуск установки можно произвести как с помощью активизированного осадка, образующего его химиката, так и путем естественного образования этого осадка.
При запуске установки с помощью активизированного осадка осушается отсек воздушной обработки, затем через Системы общесудового назначенияосушительную систему на палубе в него наливается 0,5-1,0 м3 осадка, взятого из другого аэрационного очистного сооружения. Установка готова к действию.
При запуске установки с помощью химиката осушается сама установка и затем используется как сборная система. После заполнения отсека воздушной обработки (через 2-3 сут) через его люк в ящик для отделения грубых частиц ежесуточно вводят около 0,5 кг 37 %-ного раствора феррохлорида железа. По истечении 5 сут количество осадка увеличивается и жизнедеятельность микроорганизмов становится достаточной для выхода установки на проектные показатели. Следует отметить, что феррохлорид железа высокотоксичен, поэтому при обращении с ним необходимо соблюдать меры предосторожности.
Естественное образование активизированного осадка – процесс очень длительный, во многом зависящий от нагрузки, поэтому использовать его для запуска установки можно только в крайних случаях.
Установка рассчитана на переработку 70 л сточных и 120 л хозяйственно-бытовых вод на 1 человека в сутки, при этом в течение 1 ч допускается перегрузка: по сточным водам – в 2,5 раза, по хозяйственно-бытовым – в 5 раз. Аналогичную технологическую схему и конструктивное исполнение имеют установки типа ЛК (ПНР) и KA-MR 1,5S50 (ГДР) (см. табл. 2), установленные на некоторых рыбопромысловых судах (БМРТ пр. В-400 и В-408, РТСМ типа «Прометей», ТСМ типа «Орленок» и др.).
Опыт эксплуатации установок на основе биологического метода обработки сточных вод подтвердил, что в целом системы автоматики работают надежно и не требуют больших трудозатрат на их обслуживание. Вместе с тем засорение дробильных сеток заставляет выводить установку из действия (табл. 3), поэтому целесообразно оснащение их специальным устройством для размельчения твердой фазы сточных вод еще до поступления на обработку.
Таблица 3. Характерные отклонения в работе установок биохимического действия | ||
---|---|---|
Характер отклонения | Возможные причины | Способ проверки и устранения |
Количество активизированного осадки (активного ила) значительно уменьшилось | Непрерывная течь в системе; | Устранить течь в системе; |
устранить попадание нефтепродуктов и других вредных веществ в аэрационный отсек; | ||
высокое содержание нефтепродуктов (более 30 мг/л). | добавить в аэрационный отсек 0,5 кг феррохлорида железа и увеличить подачу воздуха. | |
Уменьшилось действие активизированного осадка | В систему попали ядовитые вещества (нефть, детергенты, хлор, ПАВ и др.); | Проверить источники попадания ядовитых веществ и устранить возможность их попадания в систему; |
количество активизированного осадка значительно возросло. | удалить часть осадка за борт (операцию проводить не менее 2-х раз в год при нормальной эксплуатации установки). | |
Коли-индекс выше международной нормы | Низкое содержание хлора в обеззараживающем растворе (при хранении гипохлорита натрия потери хлора в нем составляют в среднем 0,3 % за 7 сут); | Увеличить дозировку обеззараживающего раствора или использовать гипохлорит кальция; |
проверить водородный показатель pH в обеззараживающем отсеке; | ||
время контакта стоков с обеззараживающим раствором недостаточно. | проверить и отрегулировать подачу обеззараживающего раствора; устранить течь в системе. | |
Переполнение коллекторного отсека | Забилось отверстие между коллекторным и аэрационным отсеками | Удалить неразложившиеся вещества с помощью фекального насоса (противотоком воды под давлением) или вручную через люк для обслуживания. |
Осадок в отстойном отсеке плавает на поверхности | Судно не движется продолжительное время; | Произвести перемешивание воды в отсеке; |
большая подача воздуха. | уменьшить подачу воздуха. | |
Не происходит удаления осадка из отстойного отсека | Засорился самовсасывающий насос | Закрыть на непродолжительное время конец спускной трубы самовсасывающего насоса (через люк на отсеке) при одновременном закрытии клапанов на трубах к аэраторам. |
Уменьшилась подача воздуха в аэрационный отсек (определяется по показаниям манометра или сильному запаху при открытии люка) | Закупорились аэрационные трубы | Проверить и при необходимости очистить; |
проверить воздуходувку (компрессор) и его трубопроводы. | ||
Водяные затворы не держатся, уровень воды в установке колеблется | Закупорились вентиляционные трубы из-за попадания моющего средства в установку | Устранить попадание моющего средства в установку; |
добавить в аэрационный отсек 0,5 кг феррохлорида железа с одно временным уменьшением подачи воздуха. | ||
Установка переполняется с подачей световой и звуковой сигнализации | Неисправны поплавковые выключатели в отсеке обеззараживания; | Перейти на ручной режим управления установкой; |
прекратить подачу вод на установку с отведением их за борт, в сборную цистерну или во внесудовые емкости; | ||
не работает откачивающий насос; | произвести проверку и устранить неисправности, при необходимости заменить дефектные приборы; | |
открыть электромагнитный клапан; | ||
забиты переливные отверстия, повышена подача вод на обработку | включить откачивающий насос, перейти на автоматический режим после устранения неисправностей. | |
Откачивающий насос (воздуходувка) не работает (подаются звуковой и световой сигналы) | Неисправность в распределительном щите установки; | Перейти на ручной режим управления, отключить насос (воздуходувку); |
прекратить подачу воды на установку; | ||
механический дефект насоса (воздуходувки) | проверить и устранить неисправности в распределительном щите и насосе (воздуходувке); | |
включить насос (воздуходувку), перейти на автоматический режим управления. | ||
Уменьшилось количество активного ила (определяется по отсутствию турбулентности потока и равномерного распределения пузырей в камере аэрации | Нарушено распределение воздуха в камере | Проверить работу воздуходувки |
произвести визуальный контроль процесса аэрации; | ||
воздуходувка (компрессор) не обеспечивает подачу необходимого количества воздуха | вывести установку из действия и проверить всасывающий и нагнетательный трубопроводы воздуходувки (компрессора); | |
устранить выявленные неисправности и ввести установку в действие |
Контроль за работой установок биохимического действия осуществляется ежедневно визуальным методом. Для этого необходимо отобрать пробу воды на выходе, которая при хорошей очистке и обеззараживании должна быть прозрачной и издавать легкий запах хлора.
Для определения контролируемых параметров (прозрачность, содержание остаточного хлора) в судовых условиях может быть рекомендована «Методика экспресс-контроля эффективности работы судовых установок для очистки и обеззараживания сточных вод», согласованная еще с Минздравом СССР (№ 121-12/193-14 от 16.04.1986 г.).
Проверка биологической очистки стоков проводится по технологическим параметрам методом объемного содержания активного ила в жидкости камеры аэрации. Для этого в мерный чистый цилиндр наливают 100 мл иловой жидкости и дают ей отстояться в течение 30 мин. По результатам визуального контроля отстоявшейся жидкости принимаются следующие меры:
- активный ил оседает крупными хлопьями, надиловая жидкость прозрачна, без фекального запаха, осадок составляет 15-40 мл – установка работает в нормальном режиме, дополнительных мер не требуется;
- активный ил оседает хорошо, но превышает 50 мл из-за избытка его – произвести сброс половины объема жидкости в камере аэрации;
- активный ил оседает хорошо, но объем его менее 15 мл из-за недостатка поступления сточных вод- увеличить поступление их в камеру аэрации; активный ил оседает плохо, надосадочная жидкость мутная – увеличить подачу воздуха и сточных вод в камеру аэрации.
При эксплуатации установок всех типов следует выполнять требования Минздрава, изложенные в «Инструктивно-методических указаниях по гигиенической оценке и контролю эксплуатации установок очистки и обеззараживания сточных вод на судах» (№ 4395-87 от 30.06.87 г.) и «Методических указаниях по осуществлению государственного санитарного надзора за судовыми установками очистки и обеззараживания сточных вод» (№ 4260-87 от 05.06.1987 г.). Последние введены взамен «Временного положения о порядке осуществления государственного санитарного надзора за судовыми установками для очистки и обеззараживания сточных вод» (№ 2931-83 от 01.09.1983 г.).
Установки физико-химического действия
Среди установок физико-химического действия наибольшее распространение получили установки типа «Нептуматик» (Швеция). Они работают при постоянной скорости потока обрабатываемой жидкости, что гарантирует достаточное и стабильное снижение содержания примесей в воде, и автоматически отключаются, если нет поступления сточных вод (см. табл. 2).
производительность | 15-25 л/мин (0,9-1,5 м3/ч); |
вместимость танка сбора шлама | 1 тыс. л |
вместимость танка давления | 220 л |
давление | около 0,25 МПа |
постоянный объем жидкости танка флотации | 560 л |
поверхностный слой | 1,6-3,1 м3/м2-ч |
вместимость выпускного танка | 325 л |
постоянный объем воды | 190-270 л |
производительность циркуляционного насос | 600 л/мин |
эжекторный насос | диафрагменный типа А103-92Т с электронным управлением |
откачивающий насос | с одним импеллером и решеткой-из мельчителем на всасывающем фланце типа AS-16. |
Очистка и обеззараживание сточных вод в установке физико-химического действия осуществляются по технологической схеме, приведенной на рис. 3.

1 – вентиляция; 2 – подвод сточных вод; 3 – приемный (сборный) танк; 4 – датчик верхнего уровня (пуск установки); 5 – датчик нижнего уровня (остановка рабочего процесса); 6 – решетка; 7 – кассета приемного танка; 8 – подвод воды для промывки кассеты; 9 – циркуляционный насос; 10 – насос откачки за борт; 11 – эжектор; 12 – танк циркуляционный под давлением; 13 – шланг регулировки производительности; 14 – датчики уровня (управления); 15 – выпускной танк; 16 – насос инжекции хлора; 17 – насос инжекции флокулянта; 18 – устройство для отбора проб; 19 – смесительная колонка; 20 – танк флотации; 21, 22 – система осушения; 23 – система промывки; 24 – насос откачки за борт; 25 – танк сбора шлама; 26 – указательная колонка; 27 – мотор транспортера; 28 – транспортер шлама
Сточные воды собираются в танк до тех пор, пока жидкость не достигнет уровня датчика, по сигналу которого включается Насосы и системы трубопроводовциркуляционный насос и начинается цикл очистки. Насос перекачивает сточные воды из кассеты в танк давления и далее к эжектору, где происходит насыщение воды атмосферным воздухом, после чего жидкость вновь поступает в кассету приемного танка.
Трубы в кассете расположены таким образом, чтобы была обеспечена подача избыточного воздуха из приемного танка в танк давления.
Для предотвращения засорения установки крупными частицами кассета на стороне всасывания оборудована фильтрующей решеткой. Это препятствует попаданию внутрь установки частиц размером более 3 мм. Очистка решетки происходит в основном за счет возвратного воздуха, который нагнетается через нее в обратном направлении.
Предлагается к прочтению: Технические средства по предотвращению загрязнения нефтью
Таким образом, загрязненная вода подвергается многократной циркуляции. В результате интенсивного перемешивания воды и воздуха в эжекторе и активного окисления под давлением происходит быстрое разложение органических примесей.
После окисления сточные воды через шланг на крышке танка давления поступают на химическую обработку и флотацию. Перед подачей жидкости в танк флотации в нее постоянно впрыскивается флокулянт (хлорное железо). Флокулирующее вещество вызывает слипание частиц примесей в достаточно крупные хлопья, которые поднимаются к поверхности воды микровоздушными пузырьками.
Полученный шлам скребковым транспортером подается в танк сбора, из которого откачивающим насосом он может сбрасываться за борт, во внесудовые приемные устройства, дополнительный танк хранения или сжигаться в инсинераторе.
Подача дезинфицирующего вещества (хлора) в воду производится до ее поступления в танк флотации, что способствует снижению количества бактерий до установленной нормы.
Очищенная и обеззараженная вода из средней части танка флотации самотеком поступает в выпускной танк, затем выводится откачивающим насосом, работой которого управляет автоматический поплавковый выключатель.
Пропускная способность установки регулируется изменением длины шланга регулирования потока: если требуется увеличение производительности, длина шланга уменьшается, и наоборот.
Производительность можно определить путем измерения времени между остановкой и запуском откачивающего насоса. Объем жидкости между положениями датчика уровня «Остановка» и «Пуск» равен 80 л, что соответствует 3 мин 12 сек между этими циклами.
В установках рассматриваемого типа большое значение имеет правильная инжекция флокулирующего и дезинфицирующего веществ, осуществляемая диафрагменными насосами пульсирующего действия с электронным управлением. Эффект создается гибкой диафрагмой, расположенной в головке насоса, и шариковыми клапанами на сторонах всасывания и нагнетания. Предусмотрена возможность регулирования частоты тактов и длины хода толкателя.
Количество инжектируемого 65 %-ного раствора хлорного железа первоначально устанавливается в пределах 0,3-0,6 мл/л обрабатываемой жидкости с последующей корректировкой уровня инжекции. Нормальные значения установок инжекторного насоса: длина хода толкателя 40 мм, частота пульсации диафрагмы 16. При этих показателях уровень инжекции будет равен 0,15 мл/л.
Величина инжекции хлорного железа регулируется следующим образом. Подбирается несколько бутылок из прозрачного стекла, затем устанавливается завышенная производительность насоса путем увеличения частоты пульсаций диафрагмы (рис. 4). При этом рекомендуется сразу определить точную величину хода толкателя и во время настройки изменять только частоту пульсации.

1 – 50 мм; 2 – 60 мм; 3 – 70 мм; 4 – 80 мм
После отбора пробы очищенной воды уменьшить частоту пульсаций на 10-20 единиц, после чего вновь произвести отбор пробы очищенной воды. Настройка производится до тех пор, пока не будут получены наилучшие результаты по очистке сточных вод.
Ими являются:
- быстрое образование хлопьев после отбора проб и их крупный размер;
- прилипание микропузырьков воздуха к нижней части хлопьев и всплытие их на поверхность;
- прозрачность воды в нижней части бутылки спустя 5-10 с после отбора проб и подъем границы раздела сред «вода-шлам»;
- сбор шлама на поверхности через 2-3 мин отстоя (рис. ниже).
При очень высоком уровне инжекции флокулянта вода будет иметь красновато-коричневый цвет, при очень низком – сероватый. В последнем случае хлопья всплывают очень медленно, или не всплывают совсем.

Для получения стабильной производительности насоса рекомендуется устанавливать минимальную величину хода толкателя (но не ниже 20 единиц), а частоту пульсаций – максимальную.
Для обеззараживания может использоваться гипохлорит натрия в виде раствора или гипохлорит кальция в виде гранул, растворяющийся в воде. Гипохлорит натрия должен храниться в темном прохладном месте в течение 1-3 мес, так как при более длительном хранении он теряет свои свойства. Срок хранения гипохлорита кальция в сухом виде практически не ограничен.
Гипохлорит натрия обычно содержит 15 % чистого хлора, уровень инжекции должен составлять 20-40 г свободного хлора на 1 м3 сточных вод, что соответствует 0,3-0,5 мл раствора на 1 л обрабатываемой жидкости. При использовании гипохлорита кальция его гранулы разводят в соотношении 1:10, уровень инжекции раствора будет варьировать от 0,6 до 1,2 мл на 1 л обрабатываемых сточных вод.
Правильность инжекции хлора проверяется путем отбора проб сточной воды из выпускного танка: Содержание свободного хлора в очищенной воде должно быть в пределах 0,5-1,0 мг/л. При обращении с флокулирующими и дезинфицирующими веществами следует соблюдать меры предосторожности и техники безопасности.
Опыт эксплуатации установок типа «Нептуматик» модели «Ретро-30» подтвердил их эксплуатационную надежность и работоспособность.
Установки электрохимического действия
Для обработки и обеззараживания сточных вод на флоте внедряются установки электрохимического действия, к их числу относятся установки типа ЭОС (см. табл. 2).
Установка состоит из следующих основных частей:
- блока грубой очистки с отделителем шлама;
- усреднительной емкости;
- блока тонкой очистки с пеносъемным устройством и емкостью для соли;
- емкости для чистой воды;
- электронасосных агрегатов;
- измельчителя шлама;
- вытяжного вентилятора;
- системы автоматического управления и сигнализации, арматуры, трубопроводов и контрольно-измерительных приборов.
Конструктивно она выполнена в виде моноблока на общей раме. Ряд механизмов, щиты питания и сигнализации, пускатели и трансформаторы питания размещаются в привязке к конкретному судну.
Система управления допускает ручное и автоматическое управление насосом откачки шлама из установки, измельчителем, насосом подачи сточных вод в блок тонкой очистки, вентилятором, удалителем пены, насосом откачки очищенной воды и отделителем шлама. Кроме того, она обеспечивает включение и отключение электродов блока тонкой очистки, изменение полярности напряжения электродов, а также питания турбидиметра ТС-201 (прибор для определения взвешенных веществ в очищенной воде).
Таблица 4. Характерные отклонения в работе установок биохимического действия | ||
---|---|---|
Характер отклонения | Возможные причины | Способ проверки и устранения |
Высокий уровень в сборном отсеке (танке) | Засорение решетки кассеты; | Проверить и очистить кассету; |
Отсутствие потока через установку из-за засорения дросселирующего шланга или входного устройства отсека флотации; | проверить дросселирующий шланг и входное отверстие отсека флотации, при необходимости произвести их очистку; | |
засорение циркуляционного насоса. | проверить и при необходимости очистить насос. | |
Высокое давление в отсеке обработки стоков (выше 0,3 МПа) | Засорение сопла эжектора. | Проверить и произвести очистку эжектора. |
Низкое давление в отсеке обработки стоков (менее 0,2 МПа) | Засорение циркуляционного насоса. | Проверить и произвести очистку насоса. |
Нет подачи шламовым насосом | Слишком сухой шлам. | Добавить в шлам воду через клапан обратного потока или горловину люка. |
Плохое качество флотации по результатам визуального контроля отобранных проб | Неправильная настройка насоса для инжекции флокулянта; | Проверить и отрегулировать подачу флокулянта согласно рекомендациям фирмы; |
нет подачи воздуха на эжектор из-за засорения воздушной трубы или невозвратного воздушного клапана танка сбора шлама. | проверить и при необходимости очистить воздушную трубу и невозвратный клапан. | |
Слишком большое содержание шлама (хлопьев) в откачиваемой воде | Чрезмерное содержание шлама в выпускном отсеке (танке); | Откачать содержимое в танк сбора шлама и промыть выпускной отсек водой; |
нет поступления воздуха на эжектор; | проверить и обеспечить подачу воздуха на эжектор; | |
неисправность насоса подачи флокулянта. | выявить и устранить причину неисправности насоса. | |
Инжекторный насос пульсирует, но в нагнетательном шланге нет давления | Воздушная подушка в головке насоса; | Отрегулировать работу насоса на максимальную подачу или слегка ослабить крепление головки; |
неисправность предохранителей. | проверить и при необходимости заменить предохранители. |
В случае недостаточной солености очищаемых стоков (менее 1 г/л) или использования в фановой системе пресной воды предусмотрено их подсаливание. Это необходимо для обеспечения электрохимического образования активного хлора на электродах за счёт электролиза морской или подсоленной воды.
Для отбора проб на трубопроводе очищенной воды предусмотрен специальный кран, а также два штуцера для подключения турбидиметра ТС-201. Последний предназначен для периодического контроля взвешенных веществ в очищенной воде (в комплект установки не входит и устанавливается по требованию заказчика).
Читайте также: Сервис опасных грузов во время морской транспортировки
Вентилирование установки осуществляется с помощью специального патрубка с вытяжным вентилятором, нагнетающий элемент которого соединен с воздушной трубой цистерны для сбора сточных вод. В результате во всех емкостях установки поддерживается разрежение порядка 5 мм вод. ст.
Процесс обработки и обеззараживания сточных вод в установке типа ЭОС осуществляется по следующей технологической схеме (рис. 5). Сточные воды по патрубку подвода вод поступают на сетку отделителя, которая представляет собой коническое сито.

1 – сливная труба; 2 – датчик нижнего уровня; 3 – указательная колонка; 4 – фильтр-отстойник; 5 – забортная вода для промывки фильтра-отстойника; 6 – привод сетки отделителя; 7 – лючок для контроля сетки отделитея; 8 – подвод сточных и хозяйственно-бытовых вод; 9 – забортная вода для промывки сетки отделителя; 10 – сетка отделителя; 11 – датчик верхнего уровня; 15 – подвод забортной воды для промывки; 16 – блок грубой очистки; 17 – подвод пара; 18 – отвод очищенной воды; 19 – турбидиметр ТС-201 для измерения взвешенных веществ в очищенной воде; 20 – отбор проб; 21 – насос для откачки очищенных вод; 22 – емкость для сбора очищенной воды; 23 – измельчитель шлама; 24 – забор очищенных сточных вод; 25, 26, 27 – датчики нижнего, верхнего и предельного уровней в емкости очищенной воды; 28 – отвод в сборную цистерну сточных вод (в инсинератор, за борт); 29 – шламовый насос; 30 – подвод к запасному насосу; 31 – насос подачи воды на блок тонкой очистки; 32 – датчик нижнего уровня; 33 – забор из усреднительной емкости; 34 – усреднительная емкость; 35 – отвод очищенной воды; 36 – датчик верхнего уровня; 37 – блок тонкой очистки; 38 – кребковое устройство для сбора пены при флотации; 39, 40 – электроды графитовые для флотации и обеззаражаивания сточных вод; 41 – забор воздуха; 42 – скребковое устройство для сбора пены при коагуляции; 43 – электроды алюминиевые для коагуляции; 44 – привод скребковых устройств для сбора пены; 45, 46, 47 – емкость для соли, загрузочный и смотровой лючки
Крупнодисперсные загрязнения задерживаются на сетке, а частично осветленные стоки через приемную воронку попадают по сливной трубе в усреднительную емкость. Очистка сита от скопившихся загрязнений осуществляется под действием центробежных сил при его вращении. Привод сетки отделителя периодически включается от датчиков уровня. При непрерывной работе установки, когда Судовые системы бытового водоснабженияпоступление сточных вод и их откачка из усреднительной емкости происходят с постоянной скоростью, включение сетки отделителя осуществляется от датчика в емкости для сбора очищенной воды.
Расположение датчиков уровня выбрано так, чтобы объем жидкости, проходящей через сетку отделителя между двумя периодами очистки, был одинаковым и составлял 300 л. Сточные воды после удаления из них крупнодисперсных примесей накапливаются в усреднительной емкости, вместимость которой рассчитана таким образом, чтобы в течение 30 мин на установку подавался двойной объем сточных вод по сравнению с номинальной производительностью.
При достижении датчика верхнего уровня сточные воды насосом подаются в блок тонкой очистки, где происходят процессы электрохимической коагуляции, электрофлотации и электролитического обеззараживания.
Процесс электрохимической коагуляции включает в себя коагуляцию коллоидных и мелкодисперсных загрязнений под действием электрического поля и электрохимическую коагуляцию при анодном растворении электродов из алюминия, ионы которого образуют гидроокись. Последняя, в свою очередь, является эффективным коагулянтом и образует вместе с загрязнениями хлопья, легко удаляемые из стоков электрохимической флотацией.
Процесс электрохимической флотации коагулированных загрязнений осуществляется пузырьками газов, которые выделяются на графитовых электродах при электролизе обрабатываемой жидкости. Загрязнения, выносимые на поверхность жидкости пузырьками, образуют пену, которая удаляется затем специальным устройством. Собранная пена сбрасывается в пеносборник, откуда самотеком поступает в шламовую емкость блока грубой очистки.
Одновременно с процессом электрохимической флотации на электродах идет процесс обеззараживания сточных вод. Он протекает не только за счет образования активного хлора, но и под действием кислорода в момент его электрохимического выделения, а также в результате воздействия на бактерии электрического поля. Процесс электрохимической коагуляции происходит в первом, а процессы электрохимической флотации и обеззараживания сточных вод – в последующих трех отсеках блока тонкой очистки.
Очищенные и обеззараженные сточные воды поступают по отводу в переливную трубу, затем по сливной трубе – в специальную емкость, где они дополнительно контактируют с активным хлором. Сброс очищенной воды за борт производится насосом по сигналу датчика верхнего уровня. Скопившийся в установке шлам подвергается обработке в измельчителе и подается насосом (в зависимости от конкретной ситуации) в фекальную цистерну, инсинератор или за борт.
В установке предусмотрена промывка Системы охлаждения пресной и забортной водой на морских судахзабортной водой блоков грубой и тонкой очистки, измельчителя, сетки отделителя, солевой емкости, а также подача пара в блоки грубой и тонкой очистки и усреднительную емкость.
Эксплуатационная проверка установок типа ЭОС-15 выявила необходимость внесения ряда конструктивных изменений и усовершенствований:
- дооборудование установки трубой смыва пены, замена узла подачи стоков в блок тонкой очистки и промывки измельчителя (для заводских номеров установок 04-52);
- монтаж фильтра-отстойника для уменьшения обводненности шлама (для заводских номеров установок 04-52);
- доработка щита автоматического управления и сигнализации (для заводских номеров 04-52);
- монтаж дополнительного трансформатора ОСВМ-2,5-74, ОМ5 380/28,5-108, ТУ 16-517.851-56 (для заводских номеров 03-56);
- введение в установку дехлоратора по черт. 498-10.1600 (для заводских номеров 03-52);
- введение в установку преобразователя тока ФРАП (для заводских номеров 03-75).
Опыт эксплуатации установок типа ЭОС показал, что необходимо обеспечить защиту сильфонов датчиков уровня ДРУ-2 от коррозии. Разработана протекторная защита датчиков, которая внедряется на вновь изготовляемых установках.
На установки, изготовленные до второго полугодия 1986 г. и находящиеся в эксплуатации, разработана конструкция протектора.
Порядок предъявления установок для обработки сточных вод
Если судно оборудовано только сборными цистернами для сточных вод, то при освидетельствовании проверяются в действии на забортной воде:
- откачивающие средства и дистанционное их отключение;
- система взбучивания и обмыва смотровых стекол;
- система сигнализации предельного заполнения сборных цистерн;
- звуковой и световой сигналы (при заполнении цистерн на 80 %).
Производится также наружный осмотр элементов системы сбора и выдачи сточных вод, трубопровод выдачи и место его вывода. На судах малых размерений по согласованию с Регистром допускаются вывод трубопровода на один борт и стандартное сливное соединение с глухим фланцем.
При наличии на судне системы сбора и выдачи сточных вод, а также системы обработки и обеззараживания их, при освидетельствовании дополнительно выполняется наружный осмотр установки и ее элементов, проверяются документация и Контрольно-измерительные приборы и регуляторыконтрольно-измерительные приборы, установка испытывается в действии.
Испытания установки в действии проводятся на сточной или забортной (в зависимости от условий освидетельствования) воде, при этом установка должна работать в устойчивом режиме (табл. 5). По результатам испытаний должно быть представлено заключение санитарно-эпидемиологических органов Минздрава (бассейновой, портовой или линейной СЭС) по установленной форме с записью о том, что судовая установка для очистки и обеззараживания сточных вод удовлетворяет требованиям МАРПОЛ 73/78 и может быть допущена к эксплуатации на судне.
Таблица 5. Объем и характер освидетельствований оборудования по предотвращению загрязнения сточными водами | |||
---|---|---|---|
Объем и характер освидетельствования | Освидетельствование | ||
первоначальное | ежегодное | очередное | |
1. Проверка наличия и срока действия документации: | |||
«Международного свидетельства о предотвращении загрязнения сточными водами» | – | Е | Е |
«Свидетельства о типовом испытании установки для обработки сточных вод» | Е | Е | Е |
заключения органов государственного санитарного надзора о возможности дальнейшей эксплуатации установки для обработки сточных вод | Е | Е | Е |
сертификатов, актов и свидетельств | Е | Е | Е |
«Журнала операций со сточными водами и мусором» и наличия соответствующих записей в нем | Е | Е | Е |
принятого к сведению Регистром руководства (описание и инструкция) по монтажу и эксплуатации установки для обработки сточных вод | Е | Е | Е |
одобренной схемы расположения оборудования и устройств по предотвращению загрязнения моря и согласованного с заказчиком расчета суммарной вместимости сборных цистерн с учетом предполагаемого района и режима эксплуатации судна. | Е | – | – |
2. Освидетельствование установок для обработки сточных вод с проверкой: | |||
соответствия комплектующего оборудования технической документации | Е | – | – |
наличия действующих документов или клейм штатных контрольно-измерительных приборов, выполненных компетентным органом | Е | Е | Е |
расположения и крепления оборудования, обслуживающих механизмов, насосов, устройств, трубопроводов и арматуры, приборов автоматизации, управления и контроля | Е | – | – |
наличия и расположения устройств для отбора проб | С | – | – |
монтажа электрооборудования и средств автоматизации | Р | – | – |
сопротивления изоляции силового электрооборудования | Р | Р | Р |
состояния внутренних поверхностей установки, сборной цистерны для отходов | О | – | О |
карт замеров износов и зазоров | – | – | М |
гидравлическим испытанием установки | Н | – | Н |
свободного стока сточных вод в установку | Р | – | Р |
работы измельчителя (мацератора) твердых включений сточных вод | Р | Р | Р |
работы насосных и воздуходувных агрегатов с помощью штатных контрольно-измерительных приборов срабатывания датчиков уровня | Р | Р | Р |
срабатывания датчиков уровня | Р | Р | Р |
работы дозирующих устройств подачи растворов флокулянта (коагулянта) и обеззараживающего вещества | Р | Р | Р |
работы установки в ручном или автоматическом режиме | Р | Р | Р |
работы средств автоматизации, сигнализации и контроля | Р | Р | Р |
работы электрических приводов и других вспомогательных механизмов путем внешнего осмотра | Р | Р | Р |
работы погружных насосов и сопротивления изоляции их электродвигателей (если насосы входят в состав установки) | Р | Р | Р |
работы вентиляции помещения (если установка размещена отдельно) | Р | Р | Р |
состояния помещения во время работы установки. | С | С | С |
3. Освидетельствование сборных цистерн с проверкой: | |||
расположения сборных цистерн, их размеров и конструктивных элементов | С | – | – |
наличия и расположения горловин и их закрытий | С | – | С |
наличия устройств для промывки водой и пропаривания и их работы | Р | – | Р |
наличия устройств для взбучивания и их работы | О | – | О |
карт износов и зазоров | – | – | М |
свободного стока вод в цистерну | Р | – | Р |
наличия световой и звуковой сигнализации и ее срабатывания при 80 %-ном заполнении цистерны | Р | Р | Р |
гидравлическим испытанием цистерны | Н | – | Н |
наличия и технического состояния воздушных труб | С | С | С |
работы вентиляции помещения. | С | С | С |
4. Освидетельствование систем сдачи и сброса сточных вод с проверкой: | |||
наличия и расположения трубопроводов, включая расположение выходных патрубков с фланцами международного образца для сдачи сточных вод в приемные сооружения | С | С | С |
работы насосов для удаления сточных вод из цистерн | Р | Р | Р |
наличия устройства для ручного пуска и остановки откачивающих средств и их работы | Р | Р | Р |
наличия поста наблюдения за устройством дистанционного отключения откачивающих средств или наличия эффективной связи (телефонной или радио) между местом наблюдения над сбросом и постом управления откачивающими средствами | Р | Р | Р |
5. Освидетельствование приборов для автоматического определения качества очистки сточных вод с проверкой: | |||
установки и крепления прибора | С | – | С |
работы прибора в действии | Р | Р | Р |
- О – осмотр с обеспечением (при необходимости) доступа, вскрытия или демонтажа;
- С – наружный осмотр;
- М – замеры износов, зазоров, сопротивления изоляции и т. п.;
- Н – испытания давлением (гидравлическим, пневматическим);
- Р – проверка в действии механизмов, оборудования устройств, отдельных частей, наружный осмотр;
- Е – проверка наличия действующих документов или клейм о проверке компетентными органами контрольных приборов (если они подлежат таковой).
Оценка санитарно-гигиенической эффективности работы установки для обработки и обеззараживания сточных вод производится органами Минздрава по следующим показателям:
а норма фекальных загрязнений микробами кишечной палочки (коли-индекс в пробах стока) не должна превышать 250/100 мл;
б среднее геометрическое содержание взвешенных веществ в пробах стока, взятых в период испытаний, не должно превышать более чем на 100 мг/л содержание взвешенных веществ в промывочной воде;
в норма биохимического потребления кислорода за 5 сут не должна быть более 50 мг/л;
г среднее геометрическое содержание свободного активного хлора в пробах стока не должно превышать 5 мг/л. (При сбросе сточных вод для получения коли-индекса не более 1 тыс. содержание свободного хлора в пробах стока допускается до 16 мг/л.)
Для проведения лабораторного контроля судовых сточных вод при первоначальном и очередном освидетельствовании на входе в установку и выходе из нее отбираются по восемь проб в течение четырех дней (в период швартовных или ходовых испытаний). Количество проб при ежегодном и внеочередном освидетельствовании судов определяет представитель Государственного санитарного надзора.
Для упрощения процедуры испытаний при ежегодном освидетельствовании установок необходимо, чтобы судовладелец согласовывал с СЭС график их предъявления, предупреждал СЭС о дате и времени испытаний и обеспечивал условия для отбора проб в день прихода судна до постановки его под разгрузку (к причалу).
Предлагается к прочтению: Системы контроля над сбросом нефти с судов
Во время испытаний установки экипаж судна должен находиться на борту, а установка должна быть выведена на устойчивый режим работы. Для определения частоты отбора проб учитывается время, в течение которого сточные воды остаются в установке. Отбор проб производится представителем санитарно-эпидемиологической лаборатории. Для исключения искажения показателей остатки обеззараживающих средств в пробах нейтрализуются. Отбор проб и проведение бактериологических анализов выполняются согласно требованиям ГОСТа 18963-73 «Вода питьевая. Методы санитарного бактериологического анализа». После обработки результатов испытаний составляется заключение об эффективности работы установки по специальной форме, один экземпляр которого передается на судно.
При невыполнении обслуживающим персоналом судна требований по подготовке установки для обработки и обеззараживания сточных вод для освидетельствования представитель СЭС составляет соответствующий акт, который направляет в адрес судовладельца и Регистра.
После заключения санитарных органов Регистр проверяет работу:
- вентиляционных устройств (если установка размещена в отдельном помещении);
- механизмов, обслуживающих установку;
- датчиков уровня, дозирующих устройств, средств автоматизации, сигнализации и контроля;
- ручного и автоматического управления; электрических приводов.
При очередном освидетельствовании дополнительно замеряются остаточная толщина конструкции установки, цистерн – сборной и отходов, износы и зазоры ответственных узлов и деталей; проверяются корпуса, валы, подшипники, рабочие колеса, винты и шестерни, предохранительные клапаны насосных и воздуходувных агрегатов; проверяется плотность установки и трубопровода, заземление и сопротивление изоляции электрооборудования.
При необходимости внутреннего осмотра установка после вскрытия и разборки узлов подвергается тщательной очистке, промывке и дезинфекции.
Утилизация остатков от обработки сточных вод
При обработке сточных вод образуется шлам, количество которого может достигать 5-10 % от количества обрабатываемых стоков в установках физико-химического и 3 % в установках электрохимического действия. Шлам состоит из загрязнений, извлеченных из сточных вод, и без дополнительной обработки за борт не сбрасывается.
Одним из возможных путей утилизации шлама является сжигание его в инсинераторах. Однако следует отметить недостаток этого способа утилизации шлама – большие затраты энергии на сжигание.
При нахождении судна в районе, где Судовые средства по очистке и удалению нефтесодержащих и сточных водсброс сточных вод не запрещен, образующийся от их обработки шлам может собираться в специальную цистерну и затем сбрасываться за борт либо сдаваться во внесудовые приемные устройства. Такой метод утилизации может быть совмещен с анаэробным разложением шлама, но в таком случае его после обработки необходимо обеззараживать. Метод сбора шлама с анаэробной обработкой довольно прост, однако требует больших емкостей и некоторого дооборудования установок в связи с необходимостью дополнительного обеззараживания. При этом следует учитывать тенденцию к ограничению сброса в территориальных водах государств не только сточных, но и хозяйственно-бытовых вод, так как возрастающее количество шлама усложняет решение проблемы его утилизации.
Перспективным способом утилизации шлама является жидкофазное окисление органических загрязнений под высоким давлением, для чего необходимы специальные насосы, измельчающие шлам и обеспечивающие его подачу под давлением 15-20 МПа с интенсивностью 0,5-2,0 м3/ч. После такой обработки шлам имеет низкое значение БПК и безвреден для морской среды. Недостатком метода следует считать необходимость использования сложного оборудования (высоконапорные насосы, сосуды под давлением).
Шлам может подвергаться обработке методом электрохимического окисления, достоинство которого заключается в том, что одновременно происходит электрохимическое разложение органических веществ и их обеззараживание. Процесс электрохимической обработки шлама может осуществляться непосредственно в емкостях для его хранения, что не требует дооборудования установки. В настоящее время ведутся исследования по практическому применению этого метода обработки.