Сброс очищенных сточных вод осуществляется в реку Нудоль, расположенной на притоках Истринского водохранилища — источника питьевого водоснабжения города Москвы. В силу этого в 2009 году было принято решение произвести реконструкцию очистных сооружений.

Очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод п. Нарынка Клинского района были построены в 1953 г. по классической технологической схеме. В качестве сооружений биологической очистки были применены высоконагружаемые биофильтры, которые предназначались для обеспечения полной биологической чистки до показателей по БПК5 — 15–20 мг/л. Общая пропускная способность всего комплекса очистных сооружений составляла 500 м³/сут.

Эти сооружения передавались в муниципальную казну района от воинских частей практически со 100 % износом основного технологического оборудования и инженерных сетей. Профилактические мероприятия и текущий ремонт были малоэффективны и вели к значительным эксплуатационным затратам.

Поэтому в 2009 году силами «Водоканала» введены в эксплуатацию новые очистные сооружения в п. Нарынка производительностью 600 м³/сут.

Технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод

Хозяйственно-бытовые сточные воды посёлка Нарынка от главной насосной станции по напорному трубопроводу диаметром 160 мм поступают в приёмную камеру, далее в тангенциальные песколовки, где происходит осаждение минеральных примесей. После песколовок вода переливается в распределительную камеру, расчётный расход воды направляется на биологическую очистку в аэротенк, а избыточная часть в регулирующую емкость накопитель, оборудованную погружными насосами марки SEV 65.65.2.50B фирмы Grundfos. В блоке биологической очистки происходит полная глубокая очистка сточных вод активным илом от органических веществ и биогенных элементов за счёт перемешивания и интенсивной аэрации с последующим осветлением во вторичном отстойнике. В резервуаре-усреднителе устанавливаются насос на установку. Со стороны всасывающего патрубка насосы оборудованы режущими механизмами. Режущий механизм измельчает содержащиеся в сточных водах включения. Таким образом, насосы не только обеспечивают подачу на сооружения, но и измельчают твердые отходы, поступающие со сточной водой.

Для обеспечения биологической очистки и работы эрлифтов по воздуховоду от компрессоров подаётся сжатый воздух. Воздух в аэрационные сооружения подаётся компрессорами. Компрессоры устанавливаются в отдельном производственно-технологическом корпусе.

Иловая смесь после аэротенка попадает в отстойник, где происходит отделение биологически очищенной воды от активного ила. Ил накапливается в осадочной части отстойника и постоянно откачивается эрлифтами в начало денитификатора, обеспечивая рецикл, а осветленная сточная вода водосборной системой лотков равномерно собирается с поверхности осветлителя и отводится на реактор доочистки через лоток-смеситель.

В лотке-смесителе происходит контакт между сточной водой и реагентом для удаления фосфатов. В качестве реагента используются «Аква Аурат 30».

Реактор доочистки оборудуется плоскостным загрузочным материалом, обеспечивающим доочистку сточных вод от взвешенных веществ, выносимых из отстойника биопленки, микроорганизмы которой осуществляют биодеструкцию остаточных трудно окисляемых загрязнений и дополнительное снабжение БПКполн, аммонийного и нитритного азота, фосфат и взвешенных веществ. По мере зарастания загрузки биопленкой периодически проводится ее регенерация. Регенерация загрузки производится в часы минимального притока сточной воды поочередно на каждом реакторе доочистки. При этом поступление сточной воды в блок очистки прекращается, включается подача воздуха в систему продувки, размещенный под конусной части сооружения и удаляется с помощью эрлифтов на иловые площадки. Периодичность регенерации загрузки 7–10 суток.

Сырой осадок из резервуара-накопителя и избыточный активный ил из вторичного отстойника направляется в аэробный стабилизатор и далее после стабилизации и уплотнения направляется на иловые площадки.

Очищенная и обеззараженная вода отводиться в коллектор и далее в водоём.

Всё производственные павильоны обеспечиваются приточно-вытяжной вентиляцией.

Качественные показатели очищенной воды соответствуют нормативам для сброса в водоёмы рыбохозяйственное пользование.

О технологиях

[spoiler title="Система очистки с нитрификацией"]Обычно в городских сточных водах содержится 20–50 мг/л соединений азота, в основном в виде аммиака или производных аммония (NH4+ и NH3), и таких органических веществ, которые в процессе обработки легко превращаются в аммоний. Перед сбросом обработанных стоков из них стремятся удалить все эти вещества, поскольку их присутствие нежелательно по трем причинам.

Биологическое окисление аммония (нитрификция) требует значительного количества кислорода. В обычных городских стоках содержится всего 40 % необходимой для этой цели кислорода. Следовательно, биологическая отчистка стока без проведения нитрификации во многих случаях приведёт к исчерпанию запасов кислорода в водоёмах.

Аммиак является сильным ядом для рыбы. К счастью, содержание его в воде мало, так как при нейтральных значениях рН равновесие в реакции NH4+ = NH³+H сдвинуто влево. Только в рН больше 8.5 аммиака начинает доминировать среди азотосодержащих соединений. В проточной воде значение рН меняется довольно заметно.

При биологической отчистки сточных вод нитрификация протекает либо параллельно с превращением одних и тех же микроорганизмов. Следовательно, эти два процесса имеют много общего.

Практически все сточные воды, содержащие аммоний, сдержат и органические вещества, а это означает, что нитрификация обычно конкурирует с окислением органических веществ. Следовательно, в иле происходит два процесса, даже если за эти процессы отвечают разные группы микроорганизмов, составляющих ил. Итак, нитрификация может происходить в одноноиловых реакторах с нитрифицирующим илом. Кроме того, процессы обычно подразделяются на одностадийные, в которых нитрификация осуществляется во время общей биологической очистки. И двухстадийные, в которых на первом этапе проводится общее удаление органического вещества без нитрификации, а на второй оптимизируется процесс нитрификации.[/spoiler]

[spoiler title="Система динитрификации"]Необходимость удаления азота из сточных вод сегодня признаётся во многих странах. Сброс азота и фосфора проводится к эвтрофикации природных водоемов и делает их непригодными для купания и рыбной ловли, а также в качестве источников питьевой воды являются подземные воды, это ещё не очень ощутимо, однако там, где основным источником питьевой воды являются поверхностные водоёмы, как, например, в Центральной Европе, Северной Америке и в Южной Африке, это одна из острейших проблем.

Азот можно удалять физическими, химическими и биологическими методами Для этого используют:

  • ионный обмен;
  • обратный осмос;
  • выдувание аммония;
  • химическую денитрификации;
  • химическое осаждение под действием MgNH4PO4;
  • биологическую денитрификацию;
  • ассимуляцию.

Для обработки сточных вод главным образом применяется биологическая денитрификация.

Денитрификация — это процесс превращения нитрата в свободный азот под действием бактерий. Поскольку в обычных сточных водах азот входит в состав соединений в восстановленной форме, то прежде чем можно будет проводить денитрификацию, эти соединения должны быть подвергнуты нитрификации.

Следовательно, денитрификацию чаще всего следует рассматривать в связи с предшествующей ей нитрификацией и лишь в редких случаях отдельно — как таковую. В процессе денитрификации окислителем органического вещества выступает нитрат, частично заменяющий кислород.

Это означает, что денитрификацию следует рассматривать как одну из стадий удаления органического вещества. Эта зависимость усиливается в связи с тем, что многие бактерии в отсутствие кислорода свободны и мгновенно перекачиваются на использование нитрата в качестве окислителя.

Взаимосвязь между денитрификаией, нитрификацией и удалением органических веществ очень важна при разработке способов удаления азота. Схемы очистки, обычно применяемые в полномасштабных сооружениях, окажутся успешными только при соответствующем сочетании процессов.

Денитрификация как один из этапов очистки воды — довольно новая область исследования. Первый описание конструкций для эффективного удаления азота появились в литературе всего около 30 лет назад. Хотя в последующие годы разработка таких систем велась более быстрыми темпами, тем не менее весьма немного очистных сооружений с денитрификацией эксплуатируется более 10 лет.[/spoiler]