Концепция и дизайн

Проект рекультивации муниципальных сточных вод Данского региона является крупнейшим проектом такого рода в мире. Он состоит из сооружений по очистке и пополнению подземных вод городских сточных вод из столичного региона региона Дан - конгломерата из восьми городов, сосредоточенных вокруг Тель-Авива, Израиль, с общим населением около 1.5 миллиона жителей. Проект создан с целью сбора, очистки и утилизации городских сточных вод. Восстановленные стоки после относительно длительного пребывания в подземном водоносном горизонте перекачиваются для неограниченного использования в сельском хозяйстве, орошая засушливый Негев (южная часть Израиля). Общая схема проекта представлена ​​на рисунке 1. Проект был основан в 1960-х годах и постоянно развивается. В настоящее время система собирает и обрабатывает около 110 x 10⁶ m³ в год. Через несколько лет, на завершающем этапе, система будет обрабатывать от 150 до 170 x 10⁶ m³ в год.

Рисунок 1. Станция очистки сточных вод Данского региона: схема

Известно, что очистные сооружения создают множество проблем для окружающей среды и гигиены труда. Проект «Регион Дан» представляет собой уникальную систему национального значения, которая сочетает в себе национальную пользу со значительной экономией водных ресурсов, высокой эффективностью очистки и производством недорогой воды, не создавая при этом чрезмерных профессиональных вредностей.

При проектировании, установке и повседневной эксплуатации системы особое внимание уделялось санитарии воды и гигиене труда. Приняты все необходимые меры предосторожности, чтобы очищенные сточные воды были практически такими же безопасными, как обычная питьевая вода, в случае их случайного употребления или проглатывания людьми. Аналогичным образом, надлежащее внимание было уделено вопросу сведения к минимуму любого потенциального воздействия аварий или других биологических, химических или физических опасностей, которые могут затронуть либо рабочих на самих очистных сооружениях, либо других рабочих, занятых удалением и использованием в сельском хозяйстве. исправленной воды.

На первом этапе проекта сточные воды подвергались биологической очистке системой прудов факультативного окисления с рециркуляцией и дополнительной химической очисткой известково-магниевым процессом с последующим задержанием стоков с высоким рН в «полировочных прудах». Частично очищенные сточные воды пополнялись в региональный подземный водоносный горизонт через распределительные бассейны Сорек.

На втором этапе сточные воды, поступающие на очистные сооружения, подвергаются механо-биологической очистке методом активного ила с нитрификацией-денитрификацией. Вторичные стоки пополняются в подземные воды посредством отстойников Явне 1 и Явне 2.

Полная система состоит из ряда различных элементов, дополняющих друг друга:

• система очистки сточных вод, состоящая из установки активного ила (биомеханическая установка), которая перерабатывает большую часть отходов, и системы прудов окисления и полировки, используемых в основном для очистки избыточных потоков сточных вод.

• система пополнения подземных вод для очищенных сточных вод, состоящая из распределительных бассейнов на двух разных участках (Явне и Сорек), которые периодически затапливаются; поглощенные сточные воды проходят через ненасыщенную зону почвы и часть водоносного горизонта и создают специальную зону, предназначенную для дополнительной очистки сточных вод и сезонного хранения, которая называется SAT (почвенно-водоносная обработка).

• сети наблюдательных скважин (всего 53 скважины), которые окружают бассейны подпитки и позволяют контролировать эффективность процесса очистки

• сеть восстановительных скважин (всего 74 действующих скважины в 1993 г.), которые окружают участки пополнения

• специальная и отдельная магистраль подачи регенерированной воды для неограниченного орошения сельскохозяйственных угодий в Негеве; эта магистраль называется «Третья линия Негева» и дополняет систему водоснабжения Негева, которая включает в себя еще две основные магистрали подачи пресной воды.

• установка хлорирования стоков, состоящая в настоящее время из трех участков хлорирования (еще два будут добавлены в будущем)

• шесть рабочих резервуаров вдоль системы транспортировки, которые регулируют количество перекачиваемой и потребляемой воды по системе

• система распределения сточных вод, состоящая из 13 основных напорных зон вдоль канализационной магистрали, которые подают очищенную воду потребителям

• комплексная система мониторинга, которая наблюдает и контролирует всю работу проекта.

Описание системы рекультивации

Общая схема системы рекультивации представлена ​​на рисунке 1, а блок-схема на рисунке 2. Система состоит из следующих сегментов: очистные сооружения, поля подпитки, восстановительные колодцы, транспортно-распределительная система, установка хлорирования и комплексный мониторинг. система.

Рисунок 2. Блок-схема проекта Dan Region Project

Станция очистки сточных вод

Станция очистки сточных вод агломерации области Дан принимает бытовые отходы восьми городов региона, а также перерабатывает часть их промышленных отходов. Завод расположен в песчаных дюнах Ришон-Ле-Цион и основан в основном на вторичной очистке отходов методом активного ила. Часть отходов, в основном во время пиковых стоков, обрабатывается в другой, более старой системе прудов-окислителей, занимающих площадь 300 акров. Две системы вместе могут обрабатывать в настоящее время около 110 x 10⁶ m³ в год.

Поля перезарядки

Сточные воды очистных сооружений перекачиваются на три разных участка, расположенных в пределах региональных песчаных дюн, где они распределяются по песку и просачиваются вниз в подземный водоносный горизонт для временного хранения и дополнительной обработки в зависимости от времени. Два из распределительных бассейнов используются для подпитки стоков механо-биологических очистных сооружений. Это Явне 1 (60 акров, расположен в 7 км южнее завода) и Явне 2 (45 акров, 10 км южнее завода); третий бассейн предназначен для подпитки смеси стоков бассейнов окисления и определенной фракции биомеханических очистных сооружений, необходимой для повышения качества стоков до необходимого уровня. Это участок Сорек площадью около 60 акров, расположенный к востоку от прудов.

Восстановительные скважины

Вокруг мест подпитки имеется сеть наблюдательных колодцев, через которые осуществляется повторная откачка подпиточной воды. Не все из 74 скважин, находящихся в эксплуатации в 1993 г., работали в течение всего проекта. В 1993 году из скважин системы было извлечено около 95 миллионов кубометров воды, которые были закачаны в Третью линию Негева.

Системы транспортировки и распределения

Вода, откачиваемая из различных добывающих скважин, собирается в транспортно-распределительную систему Третьей линии. Транспортная система состоит из трех участков общей протяженностью 87 км и диаметром от 48 до 70 дюймов. Вдоль транспортной системы были построены шесть различных оперативных резервуаров, «плавающих» на основной линии, чтобы регулировать расход воды в системе. Эксплуатационный объем этих резервуаров составляет от 10,000 XNUMX м³ в 100,000 м³.

Вода, поступающая в систему Третьей линии, поставлялась потребителям в 1993 году по системе из 13 основных напорных зон. К этим напорным зонам подключены многочисленные водопотребители, в основном фермерские хозяйства.

Система хлорирования

Целью хлорирования, проводимого на Третьей линии, является «разрыв связи человека», что означает устранение любой возможности существования микроорганизмов человеческого происхождения в воде Третьей линии. В ходе мониторинга установлено, что во время пребывания исправленной воды в водоемах происходит значительное увеличение фекальной микрофлоры. Поэтому было решено добавить больше точек хлорирования вдоль линии, и к 1993 году в обычном режиме работали три отдельных точки хлорирования. В ближайшее время к системе добавятся еще два пункта хлорирования. Остаточный хлор колеблется от 0.4 до 1.0 мг/л свободного хлора. Этот метод, при котором в различных точках системы поддерживаются низкие концентрации свободного хлора, а не разовая массивная доза в начале линии, обеспечивает разрыв связи между людьми и в то же время позволяет рыбам жить в водоемах. . Кроме того, этот метод хлорирования будет обеззараживать воду на нижних участках транспортно-распределительной системы в случае попадания загрязняющих веществ в систему в точке ниже по течению от начальной точки хлорирования.

Система мониторинга

Работа системы мелиорации Третьей линии Негева зависит от рутинного функционирования установки мониторинга, которая контролируется и контролируется профессиональной и независимой научной организацией. Этим органом является Научно-исследовательский институт Техниона - Израильский технологический институт в Хайфе, Израиль.

Создание независимой системы мониторинга является обязательным требованием Министерства здравоохранения Израиля, местного органа власти в соответствии с Постановлением об общественном здравоохранении Израиля. Необходимость создания такой системы мониторинга связана с тем, что:

1. Этот проект по очистке сточных вод является крупнейшим в мире.
2. Он включает в себя некоторые нестандартные элементы, с которыми еще не экспериментировали.
3. Очищенную воду планируется использовать для неограниченного полива сельскохозяйственных культур.

Таким образом, основная роль системы мониторинга заключается в обеспечении химического и санитарного качества воды, подаваемой системой, и в предупреждении о любых изменениях качества воды. Кроме того, группа мониторинга отслеживает весь проект рекультивации региона Дан, а также исследует некоторые аспекты, такие как обычная работа завода и химико-биологическое качество воды. Это необходимо для того, чтобы определить пригодность воды Третьей линии для неограниченного орошения не только с санитарной, но и с сельскохозяйственной точки зрения.

Предварительный план мониторинга был разработан и подготовлен компанией Mekoroth Water Co., основным израильским поставщиком воды и оператором проекта Dan Region. Специально назначенный руководящий комитет периодически пересматривал программу мониторинга и модифицировал ее в соответствии с накопленным опытом, полученным в ходе рутинной работы. Программа мониторинга касалась различных точек отбора проб вдоль системы Третьей линии, различных исследуемых параметров и частоты отбора проб. В предварительной программе речь шла о различных сегментах системы, а именно о добывающих скважинах, транспортной магистрали, резервуарах, ограниченном количестве подключений к потребителям, а также о наличии колодцев с питьевой водой в непосредственной близости от завода. Перечень параметров, включенных в график мониторинга Третьей очереди, приведен в таблице 1.

Таблица 1. Список исследуемых параметров

Мониторинг восстановительных скважин

Программа отбора проб из добывающих скважин основана на двухмесячном или трехмесячном измерении нескольких «параметров-индикаторов» (таблица 2). Когда концентрация хлоридов в отобранной скважине превышает более чем на 15 % исходный уровень хлоридов в скважине, это интерпретируется как «значительное» увеличение доли извлеченных стоков в составе подземных водоносных вод, и скважина переводится в следующая категория выборки. Здесь определяются 23 «параметра-характеристики» один раз в три месяца. В части скважин раз в год проводится полное исследование воды, включающее 54 различных параметра.

Таблица 2. Различные параметры, исследованные в добывающих скважинах

Мониторинг системы транспортировки

Транспортная система протяженностью 87 км контролируется в семи центральных точках вдоль линии сточных вод. В этих точках один раз в месяц отбираются образцы по 16 различным параметрам. Это: ПХФД, ДО, Т, ЕС, СС₁₀, SS₅₅, УФ, ТУРБ, НЕТ₃ ⁺, PTOT, ALKM, DOC, TOTB, TCOL, FCOL и ENTR. Параметры, изменение которых в системе не предполагается, измеряются только в двух точках отбора проб – в начале и в конце транспортной линии. Это: Cl, K, Na, Ca, Mg, HARD, B, DS, SO.₄ ^-2, NH₄ ⁺НЕТ₂ ^– и МБА. В этих двух точках отбора проб раз в год отбираются пробы различных тяжелых металлов (Zn, Sr, Sn, Se, Pb, Ni, Mo, Mn, Li, Hg, Fe, Cu, Cr, Co, Cd, Ba, As, Ал, Аг).

Мониторинг водоемов

Схема мониторинга водохранилищ Третьей линии основана в основном на изучении ограниченного числа параметров, которые служат индикаторами биологического развития водоемов, а также для определения поступления внешних загрязняющих веществ. Раз в месяц отбираются пять резервуаров для: PHFD, T, DO, Total SS, Volatile SS, DOC, CLRL, RSCL, TCOL, FCOL, STRP и ALG. В этих пяти резервуарах также раз в два месяца отбираются пробы кремния. Все эти параметры также замеряются на другом водохранилище, Зохар Б, с периодичностью шесть раз в год.

Обзор

Проект мелиорации региона Дан поставляет высококачественную регенерированную воду для неограниченного орошения израильского Негева.

Первый этап этого проекта находится в частичной эксплуатации с 1970 г. и в полной эксплуатации с 1977 г. С 1970 по 1993 г. общий объем неочищенных сточных вод в пруды факультативного окисления составил 373 млн куб. 243 млн м1974 было выкачано из водоносного горизонта в период 1993–1993 гг. и поставлено на юг страны. Часть воды была потеряна, в основном из-за испарения и просачивания из прудов. В 6.9 г. эти потери составили около 1994% неочищенных сточных вод, поступающих на завод первой очереди (Канарек, XNUMX г.).

Механо-биологические очистные сооружения второй очереди проекта находятся в эксплуатации с 1987 года. За период эксплуатации 1987-1993 годов на механико-биологические очистные сооружения было передано в общей сложности неочищенных сточных вод 478 млн м1993. В 103 году около 95 млн м8 воды (XNUMX млн мXNUMX регенерированной воды плюс XNUMX млн мXNUMX питьевой воды) было передано через систему и использовано для неограниченного орошения Негева.

Вода восстановительных скважин представляет собой качество воды подземного водоносного горизонта. Качество воды водоносного горизонта постоянно меняется в результате просачивания в него сточных вод. Качество воды водоносного горизонта приближается к качеству сточных вод по тем параметрам, на которые не влияют процессы очистки почвенно-водоносного горизонта (SAT), в то время как параметры, на которые влияет прохождение через слои почвы (например, органический углерод и так далее) показывают значительно более низкие значения. Обращает на себя внимание содержание хлоридов в воде водоносного горизонта, которое за последние четыре года увеличилось на 15-26%, о чем свидетельствует изменение качества воды в восстановительных скважинах. Это изменение указывает на постоянное замещение воды водоносного горизонта сточными водами со значительно более высоким содержанием хлоридов.

На качество воды шести водохранилищ системы Третьей линии влияют биологические и химические изменения, происходящие в открытых водоемах. Содержание кислорода повышено в результате фотосинтеза водорослей и за счет растворения атмосферного кислорода. Концентрации различных видов бактерий также увеличиваются в результате случайного загрязнения водоемов разнообразной водной фауной, проживающей вблизи водоемов.

Качество воды, подаваемой потребителям по системе, зависит от качества воды из добывающих скважин и водохранилищ. Обязательное хлорирование воды в системе представляет собой дополнительную защиту от ошибочного использования воды в качестве питьевой. Сравнение данных по воде Третьей линии с требованиями Министерства здравоохранения Израиля к качеству сточных вод, которые будут использоваться для неограниченного сельскохозяйственного использования, показывает, что в большинстве случаев качество воды полностью удовлетворяет требованиям.

В заключение можно сказать, что система рекуперации и утилизации сточных вод «Третья линия» стала успешным экологическим и национальным израильским проектом. Это решило проблему санитарной утилизации сточных вод Данского района и в то же время увеличило водный баланс страны примерно на 5%. В такой засушливой стране, как Израиль, где запасы воды, особенно для сельскохозяйственных целей, весьма ограничены, это реальный вклад.

Затраты на подпитку и техническое обслуживание очищенной воды в 1993 г. составляли около 3 центов США за мXNUMX.³ (0.093 шекеля/м³).

Система работает с конца 1960-х годов под строгим контролем Министерства здравоохранения Израиля и отдела безопасности и гигиены труда Mekoroth. Сообщений о каких-либо профессиональных заболеваниях, вызванных работой этой сложной и всеобъемлющей системы, не поступало.

Назад