Стоки сельхозпредприятия: разделить фазы раньше, чем очищать
Сток сельхозпредприятия — это не вода с примесью, а жидкость с очень высокой органической нагрузкой и большим количеством взвеси. Поэтому первый вопрос на ферме звучит иначе, чем на городских очистных: не «до какого показателя доводить», а «как уменьшить объём, который придётся хранить, вывозить и вносить». Ответ на него определяет схему целиком.
Что течёт на площадке
Стоков на ферме несколько, и смешивать их в один поток без разбора — типичная причина того, что схема потом не работает.
| Поток | Чем тяжёл | Что с ним делают |
|---|---|---|
| Навозные стоки, смыв из помещений | очень высокая органика, крупная взвесь, подстилка | разделение фаз, накопитель под жидкую фазу |
| Смывные и дождевые воды с площадок и проездов | залповый характер, песок и грунт, органика | усреднение по объёму, отстаивание |
| Силосный сок | кислый, крайне высокая органика, сезонный | отдельный сбор, приём в схему малыми порциями |
| Промывные воды доильного зала и молочного блока | жиры, остатки молока, щелочные и кислотные моющие | жироудаление или флотация до биологии |
| Мойка техники | нефтепродукты, песок | локальный узел, в общий поток не пускают |
Разница здесь принципиальная. Силосный сок кислый и приходит залпом — попав в общий поток разом, он сбивает работу всего, что стоит ниже. Промывные воды доильного зала несут моющие растворы и жиры: жир всплывает и обволакивает всё, до чего дотянется, а щёлочь и кислота приходят чередующимися порциями по циклу мойки. Навозный сток — самый объёмный и самый концентрированный по взвеси.
Задача — разделить фазы, а не «очистить»
На большинстве ферм жидкая фаза остаётся на площадке и уходит в накопитель, а вывозить приходится твёрдую. Значит, экономика схемы считается по объёму, а не по показателям очистки.
Разделение даёт три эффекта сразу. Объём того, что вывозят, сокращается кратно: вода уходит обратно в накопитель, а не едет в кузове. Накопитель разгружается — под жидкую фазу нужен меньший объём, чем под неразделённый сток. И твёрдая фаза становится тем, что вообще можно взять погрузчиком: обезвоженный кек штабелируется и перевозится, разбавленный осадок — нет.
Про дальнейшее обращение с обеими фазами важно сказать прямо. Порядок внесения на поля, требования к площадкам хранения и сроки выдержки регулируются местными правилами, и они разные для разных площадок. Их выясняют у регулятора до проектирования, а не после закупки оборудования: от ответа зависит, какой объём накопителя и какая влажность кека вам нужны.
Сезонность и запах
Нагрузка на очистные фермы не постоянна. Уборка помещений, смена подстилки, силосование, дождевые залпы по площадкам, разный поголовный состав по сезонам — поток меняется и по объёму, и по концентрации. Оборудование, подобранное по среднегодовому значению, в пик не справится, а в межсезонье будет работать вхолостую. Считают по расчётной пиковой нагрузке, а неравномерность гасят усреднительной ёмкостью.
Запах — вторая причина не тянуть с разделением. Органика в накопителе закисает без доступа воздуха, и чем дольше насыщенный осадок стоит в жидком виде, тем сильнее это чувствуется за периметром. Вывод из потока твёрдой фазы уменьшает то количество органики, которое участвует в этом процессе.
Почему обезвоживание закладывают в схему сразу
Обезвоживание пристроить задним числом трудно: аппарату нужны место, подвод осадка насосом, узел флокуляции, электрика, площадка или контейнер под кек и подъезд к ней. Всё это дешевле предусмотреть на этапе схемы, чем врезать в готовую площадку.
Основной аппарат для фермерского осадка — многодисковый шнековый обезвоживатель. Осадок отжимается в канале между шнековым валом и набором чередующихся подвижных и неподвижных колец: зазор по ходу шнека сужается, давление растёт, вода уходит через щели между кольцами, кек выгружается с торца. Кольца смещаются друг относительно друга и прочищают щели сами, поэтому фильтровальной ткани в аппарате нет — а на навозном стоке с волокном и подстилкой именно ткань становится расходником и головной болью.
Три свойства делают такой пресс подходящим для фермы. Он принимает разбавленный осадок прямо из отстойника или аэротенка, без отдельного илоуплотнителя, — на площадке не появляется ещё одно сооружение. Шнек вращается медленно: расход энергии и промывной воды невелик, работа малошумная. И управляет им шкаф с программируемым контроллером, работа автоматическая — отдельного оператора очистных на ферме обычно нет.
Подбор ведут по массе сухого вещества, а не по кубометрам, потому что одно и то же оборудование пропускает разный объём в зависимости от концентрации. У HLDS-131 это ~6 кг СВ/ч (~0,6 м³/ч) на осадке 1,00 % СВ и ~4 кг СВ/ч (~2,0 м³/ч) на осадке 0,20 % СВ: масса упала на треть, а объём вырос более чем втрое. Дальше линейка идёт ступенями: HLDS-132 — ~12 кг СВ/ч (~1,2 м³/ч), HLDS-133 — ~18 кг СВ/ч (~1,8 м³/ч), HLDS-202 — ~24 кг СВ/ч (~2,4 м³/ч), HLDS-303 — ~90 кг СВ/ч (~9,0 м³/ч), HLDS-401 — ~100 кг СВ/ч (~10 м³/ч), HLDS-404 — ~400 кг СВ/ч (~40,0 м³/ч). Мощность у младших моделей небольшая: 0,2 кВт у HLDS-131, 0,3 кВт у HLDS-132.
Флокулянт и то, что стоит перед прессом
Без флокуляции пресс работает вхолостую. Мелкие частицы органики удерживают воду и проходят через щели вместе с фильтратом; флокулянт собирает их в хлопья, которые отдают воду под давлением и остаются в канале. Поэтому осадок подаётся в аппарат из камеры флокуляции, а не напрямую из ёмкости.
Тип и дозу флокулянта на ферме нельзя взять из таблицы: состав стока меняется по сезону, при смене рациона и типа подстилки. Их подбирают пробой на месте и корректируют при заметном изменении потока. Готовит и подаёт раствор станция дозирования — в линейках HG30 и HP30 это ёмкость 60, 100 или 200 л, цифровой или аналоговый насос-дозатор и присоединения от dn15 до dn50, питание 220 В; цифровой насос позволяет задавать дозу и режим подачи с панели, аналоговый настраивается регулятором.
Перед прессом на ферме нередко стоит ещё одна ступень — там, где в поток идут жиры молочного блока. Флотация DAF растворяет воздух в воде под давлением и поднимает лёгкие и эмульгированные загрязнения, с которыми гравитационное осаждение справляется плохо; в установку встроены камеры коагуляции и флокуляции. Типоразмеры идут от HLDAF-2.5 с производительностью 2–2,5 м³/ч до HLDAF-100 на 95–100 м³/ч. Флотошлам — тоже осадок, и уходит он на тот же пресс, что и остальное.
Что дальше
Для подбора обезвоживания соберите данные о потоке, а не о площадке в целом:
- ✓объём каждого потока в сутки и в пик, отдельно по навозному стоку, площадкам, доильному залу и силосу;
- ✓концентрацию осадка по сухому веществу — от неё напрямую зависит типоразмер;
- ✓сезонный график: когда приходит максимум и сколько он длится;
- ✓куда идёт жидкая фаза и какой объём накопителя есть сейчас;
- ✓требования местного регулятора к обращению с обеими фазами.
С этими цифрами имеет смысл смотреть шнековые прессы для обезвоживания осадка: линейка перекрывает и небольшую ферму, и крупный комплекс, а подбор внутри неё делается по массе сухого вещества в час. Если концентрации осадка пока нет, начните с неё — по кубометрам стока типоразмер не считается.
