Начните с норматива, затем выбирайте процесс
Обычный порядок подбора — население, затем расход, затем процесс, но после того как норматив сброса зафиксирован, процесс выбирать свободно нельзя. Норматив задаёт концентрации, которым станция должна соответствовать в среднесуточном исчислении, а концентрации задают ступени очистки, способные их достичь. По GB 18918-2002 классы идут от класса 1A, самого строгого из классов, опубликованных в таблице нормативов, через класс 1B к классу 2.
Читаем предельные значения класс за классом
Предельные значения класса 1A: ХПК 50 мг/л, БПК₅ 10 мг/л, взвешенные вещества 10 мг/л, аммонийный азот 5 мг/л, общий азот 15 мг/л и общий фосфор 0.5 мг/л. Класс 1B ослабляет их до ХПК 60 мг/л, БПК₅ 20 мг/л, взвешенных веществ 20 мг/л, аммонийного азота 8 мг/л, общего азота 20 мг/л и общего фосфора 1 мг/л. Класс 2 идёт дальше: ХПК 100 мг/л, БПК₅ 30 мг/л, взвешенные вещества 30 мг/л, аммонийный азот 15 мг/л и общий фосфор 3 мг/л, причём предельного значения по общему азоту в таблице нет.
Разрывы между классами неравномерны. Переход от класса 2 к классу 1B примерно вдвое снижает предел по органике. Переход от класса 1B к классу 1A ещё вдвое снижает пределы по взвешенным веществам и фосфору, и именно эти два показателя решают, достаточно ли обычного отстойника.
Полезно читать эти цифры как задачи для очистки, а не как оценку. Предел по взвешенным веществам 10 мг/л близок к тому, что может удержать хорошо работающий отстойник, поэтому значение класса 1A обычно достигается фильтром или мембраной, а не одним отстаиванием. Предел по общему фосфору 0.5 мг/л требует ступени биологического удаления фосфора или дозирования реагентов, потому что обычная биологическая очистка не достигает его надёжно. Класс 1B — 1 мг/л по фосфору и 20 мг/л по взвешенным веществам — цель более снисходительная.
Правило скобок для аммонийного азота
Аммонийный азот — тот показатель, на котором чаще всего ошибаются, потому что применимый предел зависит от температуры. Для класса 1A указано 5 мг/л, в скобках — 8 мг/л. Значение вне скобок применяется при температуре воды выше 12 °C, а значение в скобках — при 12 °C и ниже. Класс 1B записан как 8 и 15, а класс 2 — как 15 и 30, по тому же правилу.
Проект, сравнённый не с той половиной скобок, летом может выглядеть соответствующим требованиям, а зимой — нет, или наоборот. Правило скобок следует прочитать до любого сравнения, а не после.
От класса к технологической цепочке
Каждому классу соответствует комбинация процессов, которая обычно его даёт. Классы 2 и 1B обслуживает цепочка A/O или A²/O со вторичным отстойником и обеззараживанием; там, где контролируется только органика, биологию можно свести к биологическому контактному окислению. Класс 1A требует большего: цепочка A²/O или MBBR со вторичным отстойником и последующей доочисткой — коагуляция и отстаивание, глубокий фильтр и обеззараживание, — либо сразу MBR.
Маршрут с MBR стоит понимать, потому что он обменивает одну статью затрат на другую. Он обходится без вторичного отстойника и занимает меньше места, но энергопотребление и замена мембран стоят дороже; на малых расходах это часто выгоднее. Поэтому блочный MBR — обычный ответ там, где предел класса 1A встречается с малым объектом. Комбинации процессов — общепринятая инженерная практика, а не обязательное требование стандарта, поэтому они служат отправной точкой для проекта, а не самим правилом.
Продлённая аэрация — другой распространённый ответ, и это ближневосточное соглашение. Руководство по проектированию для этого региона описывает её как время аэрации 18–36 ч, концентрацию взвешенных веществ в иловой смеси 3 000–6 000 мг/л и возраст ила 10–30 сут. Она требует большего объёма резервуаров, чем MBR, но не имеет мембран для замены, что подходит объекту, куда трудно доставлять запчасти и специалистов по обслуживанию.
Повторное использование: норматив — не единственный предел
Там, где очищенную воду предполагается использовать повторно, соответствие нормативу сброса не закрывает вопрос. Схема повторного использования регулируется предельными значениями для того применения, которому она служит, и станция, сбрасывающая воду в соответствии с нормативом, всё равно может нуждаться в дополнительной очистке для полива, озеленения или технологических нужд. MBR с обеззараживанием покрывает большинство задач повторного использования, а там, где нужна высокая степень обессоливания, — MBR с обратным осмосом. Предельные значения качества воды для повторного использования берутся из норм повторного использования, а не из норматива сброса.
Качество воды для повторного использования регулируется отдельно, и таблица указывает для него два стандарта: GB/T 18920-2020 и GB 50335-2016. Цель по повторному использованию следует зафиксировать во время расчёта, потому что ступень очистки, которая её достигает, добавляется до постройки станции, а не после.
Экспорт в Европу
Проекты вне национальных стандартов работают по местному разрешению, а в Европе продуктовое измерение отдельно покрывает EN 12566-3. Станция, выходящая на рынок Великобритании или ЕС, обычно имеет типовое испытание по EN 12566-3 наряду с местным разрешением на сброс, а в Великобритании сброс также подчиняется разрешению и условиям дренажного поля. Эти два требования не взаимозаменяемы: типовое испытание описывает изделие, а разрешение регулирует сброс на объекте.
Предельные значения задаёт страна назначения, а не поставщик
Станция, экспортируемая в другую страну, подчиняется предельным значениям этой страны, а их устанавливает её экологический орган и вписывает в разрешение для конкретного объекта. Ничто в поставке оборудования этого не меняет, поэтому первая задача экспортного проекта — не выбор процесса, а поиск документов: найти орган, выдающий разрешение на сброс, и получить норматив, который этот орган публикует, а не таблицу предельных значений, переданную поставщиком.
Обычно существует два уровня. Национальный документ несёт общие предельные значения для отрасли, а второй орган может ужесточить их для конкретного объекта — бассейновый орган, провинция или муниципалитет. Там, где водный объект-приёмник отнесён к чувствительным или где сброс идёт в охраняемый водосбор, разрешение будет строже национальной цифры. Разрешение несёт и практические детали, которых придерживается контрольный тест: параметры, точки отбора проб и период осреднения.
- Филиппины: общие нормативы сброса публикует Департамент окружающей среды и природных ресурсов (DENR) через своё Бюро экологического менеджмента в виде административного приказа DENR. Разрешение для объекта выдаёт региональное отделение DENR, а станция в бассейне Лагуна-де-Бай подпадает также под управление бассейнового органа.
- Индонезия: национальные нормативы для отрасли устанавливаются на уровне министерства Министерством окружающей среды и лесного хозяйства (KLHK) в министерском постановлении, а провинциальные или районные постановления могут задавать для той же отрасли более строгие значения — именно этот местный уровень чаще всего ловит импортированный проект.
- Саудовская Аравия: экологический регулятор — Национальный центр экологического соответствия (NCEC), а более ранние разрешения на рынке выписаны по стандартам охраны окружающей среды Президентства метеорологии и окружающей среды (PME), которые до сих пор служат ориентиром для многих проектов. Предельные значения задаются для маршрута сброса, поэтому маршрут нужно зафиксировать до того, как читать предельное значение.
- Во всех трёх случаях проектирование фиксируется по разрешению для данного объекта, а национальный документ остаётся лишь запасным вариантом там, где разрешение молчит. Разрешение, полученное поздно, — это изменение проекта; разрешение, полученное во время расчёта, — это исходные данные.
Что может сделать поставщик — задать правильные вопросы заранее. Какой орган выдаёт разрешение и получен ли действующий текст его норматива у самого органа? К какому классу отнесён водный объект-приёмник? Не задаёт ли второй орган более строгое значение? Таблицы предельных значений других стран на этой странице не воспроизводятся: они меняются, а проект, зафиксированный по устаревшей копии, хуже проекта, не зафиксированного ни по чему.