CC BY
5
го заболевания, каким является хронический бронхит, достаточна, чтобы уделить ей особое внимание в системе профилактических мероприятий.
2. Изучение закономерностей комбинированного действия воздушных загрязнений и курения должно занять более заметное место в гигиенических работах.
ЛИТЕРАТУРА. Готлиб Е. В., Си махина П. Г., Константин о в В. Г. В кн.: Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии в цветной и черной металлургии. Свердловск, 1971, с. 61. — Ендриховски В. В кк.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 111.— К а н д у с И. Там же, с. 106. — Кацнельсон Б. А., Бабушкина Л. Г. Гиг. и сан., 1969, № 3, с. 29. — К и л ь б у р и К- Г., М е р ч е н т Д. К. и др. В кн.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 81. — Константинов В.Т., Кузьминых А. И. Гиг. и сан., 1971, № 2, с. 39. — Л е м я с е в М. Ф., Б а к а л е й н и к К- Е. и др. В кн.: Профессиональные болезни пылевой этиологии. М., 1974, в. 2, с. 178. — Минетт А. В кн.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 92. — М о к р о н о с о в а К. А., Ш а б ы н и н а Н. К., Кацнельсон Б. А. и др. Вопр. онкол., 1973, № 5, с. 3. — О в с и н ь с к и Н. В кн.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 124. — Пылев Л. Н. Вести. АМН СССР, 1964, № 11, с. 41.;' Вопр. онкол., 1964, № 8, с. 53; Гиг. и сан., 1967, № 5, с. 19. В кн.: Рак легкого. Под ред. Б. Е. Петерсона. М., 1971, с. 76. — С к в о р -ц о в а Н. Н., Осинцева В. П. и др. В кн.: Вопросы профилактики загрязнения окружающей человека среды канцерогенными веществами. Таллин, 1972, с. 61. — Скраб-ски-Копп М., Т и м а р Н. и др. В кн.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 102. — ШабадЛ. М.,Дикун П. П. Загрязнения атмосферного воздуха канцерогенным веществом 3,4-бензпиреном. М., 1959.— Ш а б а д Л. М. Арх. пат., 1962, в. 6, с. 3. В кн.: Рак легкого. Под ред. Б. Е. Петерсона. М., 1971, с. 68; О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. М., 1973. — III и м-чикевич К. В кн.: Экология хронических неспецифических болезней дыхательной системы. Варшава, 1972, с. 75. — Я н ы ш е в а Н. Я. Гиг. и сан., 1972, № 7, с. 87 — Albert R. Е., L i р р m а п п М. et al. В кн.: Inhaled Particles and Vapours 11. Oxford, 1967, p. 361; Ann. N. Y. Acad. Sei., 1972, v. 200, p. 37; Arch, intern. Med., 1973, v. 131, p. 115. — В г i n k m a n G. L., Co at es E. O., Am. Rev. resp. Dis., 1962, p. 47.— Brockhaus A.,Tomingas R.etal. Prax. Pneumol., 1971, Bd 28, S. 602.— Collis E. L„ Yule G., J. industr. Hyg., 1933, v. 15, p. 602. — Doll R., Fischer R. E. W. et al Brit. J. industr. Med., 1965, v. 22, p. 1. — D о 1 I R., Morgan L. G., S p e i z e r F. E., Brit. J. Cancer, 1970, v. 24, p. 623. — Klosterköt-ter W. В кн.: Ergebnisse von Untersuchungen auf dem Gebiet der Staub- und Silikosebekämpfung im Steinkohlenbergbau. Detmold, 1967, Bd 6, S. 77. — К u s с h n e r M., Am. Rev. resp. Dis., 1968 v. 98, p. 573. — LourencoR.V., KlimekM. F., В о г о w -s k i C. J., J. Clin. Invest., 1971, v. 50, p. 1411. — L u n d i n F. F., L 1 i у d J. W. et al. Hlth Phys., 1969, v. 16, p. 571. —Pott F. В кн.: Medizinisches Institut für Lufthygiene und Silikoseforschung. Jahresbericht 1971. Dusseldorf, 1972, S. 43. — S a w i с k i E., Arch, environm. Hlth, 1967, v. 14, p. 46. — S e I i k о f f I. J., Hammond E. C., ChurgJ., J.A.M.A, 1968, v. 204, p. 104,— SI u i s -Cremer G. K-, WaltersL.G., Sichel H. S., Brit J. industr. Med., 1967, v. 24, p. 13. — S t о с k s P.B кн.: 35th Ann. Rep. Brit. Empire Cancer Campaign. London, 1958, Suppl. Pt2. — T h о m s о n M. L., Pavia D., Arch, environm. Hlth, 1973, v. 26, p. 86.—Tse S., Warren P. et al. Arch, environm. Hlth., 1973, v. 27, p. 74. — V a 1 e n t i n H„ Schmidt U. et al. Zbl. Arbeitsmed., 1971, Bd 22, S. 368. — W a 1 1 e г R. E., Ahn. occup. Hyg., 1972, v. 15, p. 66. — Warr G. A., Martin R. R., Infect, and Immun., 1973, v. 8, p. 222 — Wicken A. J., Environmental and Personal Factors in Lung Cancer and Bronchitis Mortality in Northern Ireland, 1960—1962.— Tobacco Research Couneil. Research Paper 9. London, 1962, — Wynder E. L., Hoffmann D., Tobacco and Tobacco Smoke. New York, 1961.
Поступила 27/11 1974 r.
УДК 614.777(047)
Доктор мед. наук Ю. В. Новиков, канд. мед. наук М. М. Сайфутдинов
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ И СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
С увеличением масштабов промышленного и сельскохозяйственного производства увеличивается и потребность в воде. В ближайшее время потребление воды возрастает в 2 раза, а далее •— более чем в 3 раза (Б. Н. Лас-
корин). Особенно водоемкими являются технологические процессы в химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, машиностроительной промышленности. При существующих методах технологии будут увеличиваться и нормы удельного потребления воды на единицу продукции.
Растущий спрос на свежую воду неминуемо сопровождается и значительным приростом количества производственных и бытовых сточных вод, которые загрязняют водоемы. Вместе с тем многие реки на всем протяжении своего течения непрерывно используются для хозяйственно-питьевых и других целей населения и поэтому становится недопустимым сброс сточных вод промышленных и коммунальных объектов.
На очистку сточных вод ежегодно расходуются сотни миллионов рублей. Стоимость очистных сооружений достигает 20—30% стоимости всего промышленного комплекса (Б. Н. Ласкорин). Эффективность очистки стоков в большинстве случаев остается невысокой. Вредные вещества в воде водоемов после соответствующих приемов очистки во многих случаях накапливаются на дне и других средах, вызывая вторичное загрязнение воды «'постепенное снижение самоочищающей способности водоемов.
В условиях бурно растущей промышленности, особенно химической и нефтехимической, составы производственных вод резко усложняются, приобретая многокомпонентный характер. В них присутствуют сложные высокомолекулярные органические вещества, не поддающиеся или слабо поддающиеся биохимической деструкции. Даже в хорошо очищенной воде (методами биохимической доочистки), БПКполная которой равна 10— 20 мг кислорода на 1 л, содержатся значительные количества трудноокис-ляемых органических веществ, доходящих по значениям ХПК до нескольких сот'миллиграммов кислорода на 1 л.
Поэтому ориентировка только на очистку сточных вод и расчет на их разбавление после спуска в водоеме не решают задачи предотвращения качественного истощения воды. Проблема санитарной охраны водоемов связана не только с предотвращением сброса загрязнений, но и в значительном сокращении потребления свежей воды. Проблема полного предотвращения сброса загрязнений в водоемы может быть разрешена только путем проведения комплексных мероприятий.
В настоящее время принимаются различные меры по предупреждению или сокращению сброса загрязнений в водоемы. Наиболее важными из них являются усовершенствование технологии производства, создание на заводах или отдельных производствах замкнутых циклов водоснабжения, основанных на применении методов локальной очистки с последующей групповой или общезаводской доочисткой стоков при помощи биологических и физико-химических методов и полным возвратом всех вод на повторное использование.
Имеются и^другие пути, такие, как использование методов оборотного водоснабжения, воздушного охлаждения вместо водяного, закачки высококонцентрированных неутилизируемых сточных вод в глубокие горизонты земной коры и др.
Усовершенствование технологии производства имеет значение, с одной стороны, как комплексное использование исходного сырья и материалов, а с другой — как максимальное сокращение потребления воды. По данным Л. А. Константинова, комплексная переработка исходного сырья позволила снизить и прекратить образование загрязненных сточных вод ряда производств ^химической промышленности. Благодаря переходу на контактный метод получения анилина, толуидина и других первичных аминов прекратилось образование загрязненных сточных вод; разработанный новый метод в производстве поверхностно-активных веществ позволил получить сточные воды, поддающиеся биохимической очистке; в результате изменения способа получения кальцинированной соды с попутным получением хлористого аммония полностью ликвидировались сбросы хлоридов в водоем.
3*
67
Очистка хромсодержащих сточных вод на основе новой технологии позволила уменьшить на 80—90% расход свежей воды и возвратить в производственный цикл хромовый ангидрид и бихромат калия (Л. П. Евсикова и соавт.).
В результате изменения технологии процесса получения синтетического этилового спирта исключены условия образования высокомолекулярных органических веществ ■— смолы-полимеры (И. Г. Харитонова).
С изменением технологического процесса разрабатываются и улучшаются методы локальной очистки сточных вод. Применение последней позволяет не только децентрализовать стоки, утилизировать ценные отходы, но и снизить потребление свежей воды, поскольку в технологическом процессе производства постоянно применяется в основном один и тот же объем воды.
Из приведенных выше данных следует, что сочетание рационального использования производственных процессов с эффективными методами локальной очистки способствует не только уменьшению образования сточных вод сложного состава, но и получению из них полезной промышленной продукции, одновременно отпадает необходимость строительства сложных и дорогостоящих сооружений для очистки обработанной воды.
Таким образом, если до недавнего времени мероприятия, направленные 1 на уменьшение и предотвращение загрязнения водоемов, разрабатывались с конечного этапа процесса водопользования в производстве путем строительства дорогостоящих и сложных очистных сооружений, то в настоящее время главное внимание гигиенистов и технологов акцентируется на рациональное использование воды в технологическом процессе.
В условиях применения схем замкнутых циклов производственного водоснабжения количество воды, подаваемое в эти предприятия, определяется только безвозвратными потерями. В настоящее время в нашей стране производства с замкнутыми циклами водоснабжения находятся на стадии проектирования и практически их начали внедрять на некоторых предприятиях химической промышленности. Они уже работают на Чимкентском заводе фосфорных солей (И. Ф. Бурмистров и соавт.; В. И. Иванов и соавт.).
Применение замкнутых циклов водоснабжения эффективно еще тем, что очистку отработанных вод необходимо доводить до такой степени, чтобы при их повторном использовании не нарушались технологические процессы производства. Следовательно, для многих производств будет достаточно простых методов очистки без больших сооружений с использованием глубоких методов очистки. 1
В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен достаточно большой опыт по применению оборотного водоснабжения и использованию очищенных сточных вод на различных производствах. Оборотное водоснабжение применяется исключительно для охлаждающей и конденсационной аппаратуры. Целесообразность устройства оборотного водоснабжения обоснована только с технико-экономической точки зрения, и в основном оно находило применение в условиях недостатка природных источников водоснабжения, а также при отсутствии в воде примесей. Оборотное водоснабжение используется в 60% промышленных предприятий нашей страны (А. Ф. Шабалин).
Оборотное водоснабжение применяется на большинстве углеобогатительных фабрик, предприятиях машиностроительной, сахарной промышленности и др. Весьма перспективно оно на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. В нефтедобывающей промышленности для поддержания пластового давления можно применять воды, добываемые попутно с нефтью. Это может снизить использование речных или грунтовых вод, не вызывая их загрязнения.
Замена водяного охлаждения воздушным, широко внедряемым на мно- I гих предприятиях химической промышленности, позволяет снизить расход
свежей речной воды и потерю ценных продуктов. В результате ввода 9 аппаратов воздушного охлаждения в производстве капролактама на Северодонецком химическом комбинате уменьшилось потребление свежей воды на 14,8 млн. м3 в год и соответственно—количество стоков. Подобные проекты разработаны и для многих других химических производств. Кроме того, при применении аппаратов воздушного охлаждения предотвращается потеря охлаждаемого продукта, а следовательно, и загрязнение окружающей среды (В. Ф. Писарев).
Наиболее перспективным, позволяющим организовать замкнутые циклы водоснабжения, следует считать повторное использование промышленных и городских стоков после их соответствующей очистки.
Основным условием для обеспечения водооборота производственных стоков на предприятиях являются их очистка от вредных и взвешенных веществ, обессоливание и осветление стоков, а также утилизация полезных веществ. Разработанные в настоящее время различные способы очистки сточных вод позволяют придать воде такие же качества, какими она обладала перед использованием в производстве. В зависимости от вида и степени загрязнений сточных вод выбирается тот или иной метод очистки.
Известно, что в биологических очистных сооружениях большая степень очистки стоков достигается только при условии содержания в них легко-окисляемых органических веществ. При этих условиях эффект очистки достигается БПКполная до 15 мг кислорода на 1 л и взвешенных веществ до 15 мг/л. Однако сточные воды многих химических производств имеют высокомолекулярные органические вещества, не поддающиеся или слабо поддающиеся очистке. Такие загрязнения проходят биологические сооружения транзитом, практически не подвергаясь биохимической деструкции. Для них требуется производство доочистки. Эта проблема особенно остро стоит при доочистке промышленных сточных вод, в которых отношение ХПК к ВПК нередко составляет 2000%. Примером служат биохимически очищенные сточные воды производства синтетического каучука, в которых БПК6 составляет 20 мг кислорода на 1 л, а ХПК — 400—500 мг кислорода на 1 л (И. Д. Родзиллер и М. Г. Тарнопольская).
В связи с этим в схеме очистных сооружений с целью их повторного использования наряду с традиционными приемами механической и биологической очистки применяются методы и приемы доочистки и глубокой очистки. Для этого широко используются различные методы физико-химической обработки: экстракция, сорбция, электродиализ, электрохимическое окисление, ионный обмен, выпаривание, сжигание, обработка ультразвуком, гиперфильтрация и др.
В схему большинства станций доочистки включены сооружения для коагуляции, осаждения, фильтрации и хлорирования. Фильтрация биохимически очищенной сточной воды на фильтрах позволяет снизить содержание взвеси в воде до2—5 мг/л, ВПК—на 50—60%, ХПК—на 30—40% (В. П. Запорников и соавт.).
Научно-исследовательским институтом коммунального водоснабжения и очистки воды предложена схема физико-химической очистки, заключающаяся в обработке сырой сточной жидкости катионным полиэлектролитом и последующем отстаивании и фильтрации ее через песчаный фильтр. По степени извлечения взвешенных веществ и ХПК такая очистка превосходит полную биологическую, по изъятию ВПК приближается к ней, обеспечивая высокую степень удаления биогенных веществ (соединений азота и фосфора), а также солей тяжелых металлов (хром, медь) и трудноокисляе-мых соединений (красители, ПАВ) (Д. М. Минц и соавт., 1973).
По данным 5аЪа51ат, в США для доочистки сточных вод используются установки, основанные на адсорбции активированным углем. При очистке сточных вод нефтеперерабатывающего завода снижение ХПК равно 95%. Из сточных вод после биологической очистки и последующего коагулирования удаляются пестициды и гербициды на 99%, а также вирусы и бактерии.
После доочистки на установке и обеззараживания хлором в сточных водах Колорадо-Спрингс (штат Колорадо) содержание БПК составляет 11 мг кислорода на 1 л (ХПК 17 мг кислорода на 1 л), взвешенных веществ 1,5 мг/л, фосфатов 3 мг/л.
В последнее время в Советском Союзе и за рубежом для очистки высококонцентрированных органических и минеральных промышленных сточных вод начали применять метод обратного осмоса или гиперфильтрации, основанный на отфильтровании воды из раствора через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающем осмотическое. Химическая потребность фильтрата в кислороде снижается до 10 мг кислорода на 1 л. Из сточной жидкости почти полностью удаляются растворенные и взвешенные вещества, бактерии и вирусы, резко снижается мутность и цветность (цит. И. Д. Родзиллер и Ю. Н. Головенко). Очищенный таким путем фильтрат можно направить в систему водоснабжения производств для повторного применения.
Установки с селективными мембранами могут быть использованы в цехах в качестве локальных установок, в которых образуются центрированные по органическим веществам стоки, особенно если они имеют большую ХПК при относительно малой БПК. Локальные гиперфильтрационные установки дают возможность в несколько раз уменьшить объем цеховых стоков. Наряду с указанными методами глубокой очистки применяются также термические методы обезвреживания, заключающиеся в окислении при повышенной температуре органических примесей сточной воды до СОг и Н20. Из термических методов наиболее надежным и эффективным является огневой. Сточная вода в распыленном состоянии вводится в камерные или шахтные печи с температурой более 1000°. При этом капли воды полностью испаряются, токсические органические вещества подвергаются термическому разложению и окислению за счет кислорода печной атмосферы, образуя продукты полного сгорания, а минеральные примеси образуют твердые или расплавленные частицы, которые улавливаются в пределах рабочей камеры и выводятся из нее в виде расплава или уносятся дымовыми газами.
Установки огневого обезвреживания сточных вод в настоящее время эксплуатируются на предприятиях химической промышленности — Щекин-ский, Новокемеровский, химкомбинаты, Черниговский комбинат химических волокон, Свердловский, Нижнетагильский заводы пластмасс и др. (М. Н. Бернаднер и соавт.).
Большое значение для санитарной охраны водоемов имеет разработка комплексных схем производства без сброса сточных вод в водоемы. Ниже приводится технологическая схема химического комбината, которая включает в себя: а) локальные водооборотные системы с самостоятельными очистными установками в производствах хлора и каустической соды (ртутным методом), суспензионного поливинилхлорида, ацетилена (методом термоокислительного пиролиза метана) и ТЭЦ, расположенной на территории химического комбината; б) пять раздельных систем канализации для отведения стоков — органически загрязненных, слабоминерализованных, сильноминерализованных, хозяйственно-бытовых и условно чистых с ливневыми; в) общекомбинатские сооружения по очистке сточных вод, рассчитанные на приемку и очистку 1895 м3/сут органически загрязненных сточных вод комбината, 5294 м3/сут минерально загрязненных сточных вод комбината, 9569 м3/сут хозяйственно-быговых сточных вод комбината, города и предприятий промышленного узла (В. Н. Евстратов и соавт.). Органически загрязненные сточные воды проходят усреднение, нейтрализацию и перекачиваются на биологическую очистку, минерально загрязненные сточные воды — усреднение, нейтрализацию до рН в пределах 6,5—8,5 и сбрасываются в буферный пруд, хозяйственно-бытовые стоки — механическую очистку и вместе с органически загрязненными стоками поступают на биологическую очистку (аэротенки-смесители, вторичные
отстойники), после чего хлорируются и сбрасываются в буферный пруд. В буферный пруд поступает еще 2100 м3/сут условно чистых и ливневых сточных вод. Всего в буферный пруд (емкость 300 тыс. м3) поступает 16 768 м3/сут стоков. Для обеспечения бесперебойной работы очистных сооружений дополнительно предусмотрены аварийный накопитель емкостью 9500 м3 и аккумуляторы активного ила емкостью 4000 м3.
В связи с тем что в сточных водах, находящихся в буферном пруде, содержатся органические вещества, которые не подверглись разрушению биохимическим методом, предусмотрена доочистка по следующей схеме: из буферного пруда сточные воды направляются на песчаные фильтры для осветления и после обеззараживания подаются в адсорберы с активированным антрацитом, где происходит извлечение органических загрязнений по ХПК от 138—320 до 5—12 мг кислорода на 1 л.
Очищенные на адсорбционной установке от органических веществ сточные воды содержат минеральные соединения (2000—3000 мг/л), которые могут вызвать коррозионное действие. Доочистка этих стоков производится на ионообменной установке, которая снижает солесодержание до 700 мг/л. Очищенные воды направляются на пополнение систем оборотного водоснабжения комбината.
Сильноминерализованные сточные воды после механической и химической очистки термически опресняют. Получаемый конденсат подается в систему питания энергетических котлов ТЭЦ и в производство поливинил-хлорида, а концентрированные рассолы—на полигон захоронения.
Схемой предусмотрена утилизация сточных вод, отходов производства и отходов, получаемых при очистке сточных вод. Так, предполагается использовать продувочные воды рецикла загрязненных стоков производства каустической соды для подземного выщелачивания соли. Осадки суспензии рециркулируемой в производстве поливинилхлорида промывной воды вместе с отходами линолеума могут быть использованы для изготовления полихлорвиниловых плиток (5000 т/год). Регенераты, получаемые при промывке ионообменных фильтров аммиачной водой и азотной кислотой, будут использоваться для приготовления смеси азотных удобрений (2000 т/год), а избыточный активный ил •— для производства белково-витаминного кормового концентрата (2000 т/год). Химический комбинат запроектирован не только бессточным, но и безотходным. Описанная замкнутая схема водоснабжения может быть применена и при проектировании строительства других предприятий.
Таким образом, современная промышленная технология, основанная на замкнутых циклах водоснабжения с использованием локальной очистки и доочистки, позволяет исключить сброс сточных вод в водоем, уменьшить потребление свежей воды на единицу выпускаемой продукции. Одновременно создаются условия для значительного улучшения качества воды водоемов.
ЛИТЕРАТУРА. Бернаднер М. Н, Рубинштейн Г. Н., Шуры г и н А. П. Ж. Всесоюзн. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева, 1972, т. 17, № 2, с. 162.— Бородавченко И. И.,Лозанский В. Р. Пробл. охр. вод., 1972, в. 1, с. 5.— Бурмистров И. Ф., Трофимов Ю. М, Ш и л г а и с к и й К- А. Ж- Всесоюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1972, т. 17, в. 2, с. 197. — Е в с и к о в a Л. П., Мелешко В. П., Куролап Н. С. В кн.: Система водоснабжения и канализации предприятий машиностроения. М., 1972, с. 95. — 3 а п о р и и к о в В. П., Ч и -ф и с т о в а О. С., Б у й н о в Б. Я. Водоснабжение и сан. техника, 1970, № 6, с. 15. — Иванов В. И., Иванова О. И. Ж- Всесоюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1972, № 2, с. 189. — Константинов Л. А. Ж- Всесоюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1972, т. 17, № 2, с. 122. — Л а с к о р и и Б. Н. Водные ресурсы 1973, №5, с. 5. — М и н ц Д. М., Лукиных Н. А., В а й ц е р Ю. И. Водоснабжение и сан. техника, 1973, № 10, с. 7. — П и с а р е в В. Ф. Ж- хим. пром.-сти, 1973, № 2, с. 3. — Родзиллер И. Д., Головенков Ю. Н. Ж- Всесоюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1972, т. 17, № 2, с. 184. — Родзиллер И. Д.,Т а р н о л о л ьс к а яМ.Г. Там же, с. 156— Харитонова И. Г. Водоснабжение и сан. техника, 1963, № 9, с. 16. — S а Ь a s t a i п Е. P., Water and Waste Treatm. J., 1972, v. 15, p. 9.
Поступила 13/11 1974 г.
