CC BY
12
ностей, связанных с теоретическим состоянием проблем охраны водоемов. Это обстоятельство вынуждает смелее использовать эмпирические формулы и расчеты.
Формально действие Н 101-54 распространяется только на предприятия проектируемые. Новая редакция правил должна давать четкое определение области их применения, учитывающее также действующие промышленные предприятия.
Поступила 29/IX 195« »,
К ВОПРОСУ ОБ ОЧИСТКЕ ФЕНОЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД1
Проф. А. И. Жуков, проф. М. М. Калабина, старший научный сотрудник Ц. И. Роговская
Из Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии
Использование микроорганизмов для очистки сточных вод основано на способности бактерии переводить сложные органические соединения в более простые. Конечным результатом полного окисления являются углекислота и вода. В области очистки сточных вод используют как аэробный, так и анаэробный процессы; как правило, в первом случае достигается более полный распад органического вещества.
При аэробном способе очистки сточных вод в аэротенках применяют активный ил, представляющий собой скопление зооглееобразующих форм- различных видов бактерий, среди которых развиваются инфузории, коловратки, черви. Так, нами были выделены из аэротенков, очищающих фенольные сточные воды предприятий Ангарска, Щекинского газового завода и комбината в Кохтла-Ярве, по 10—12 видов бактерий; из аэротенков, очищающих бытовую сточную воду (Люблино), — 9 видов. Совместная деятельность комплекса бактерий обеспечивает окисление разнообразных органических соединений, содержащихся в очищаемой сточной жидкости.
Промышленные сточные воды, в том числе д фенольные, имеющие очень разнообразный состав, содержат компоненты, не встречающиеся в природных условиях; поэтому для их разрушения микрофлора должна быть соответственным образом подготовлена. Во всех случаях такая микрофлора (активный ил) подготавливается в пусковой период, для чего используется метод направленной изменчивости. Сущность направленного изменения состоит в том, что микроорганизмы культивируются в наиболее благоприятных для их жизнедеятельности условиях среды при постепенном нарастании специфических загрязнителей.
Очистка промышленных сточных вод ведется как в смеси с бытовой водой, являющейся разбавляющей для сильно концентрированных производственных стоков и одновременно служащей источником биогенных элементов, необходимых для жизнедеятельности организмов, так и без бытовой воды; в последних случаях нередко для нормального питания микроорганизмов добавляются минеральные соли. Совместная очистка целесообразна как с экономической, так и с санитарно-гигиенической точек зрения.
При нормальной работе сооружений активный ил легко отделяется от очищенной жидкости и в количестве, необходимом для процесса
1 По поводу статьи инженера Д. И. Григорука, опубликованной в журнале «Гигиена и санитария», 1956, № 7.
очистки, возвращается обратно в аэротенк; избыток ила направляется на иловые площадки или в метантенки. Предложенный Н. Т. Путилиной способ, названный ею микробным, предполагает, что процесс окисления фенола осуществляется чистой культурой бактерий более интенсивно, чем комплексом бактерий (активным илом) и что при наличии активного ила в аэротенках качество очищенной жидкости ухудшается. Однако, как известно, все биохимические превращения в природных условиях осуществляются ассоциациями бактерий, и именно вследствие этого происходит быстрая и полная минерализация органических веществ. Это положение применимо и к очистке сточных вод.
Производственные фенольные сточные воды содержат весьма разнообразные примеси. Очевидно, что какая-либо одна чистая культура не может обеспечить полноты окисления всех примесей; в лучшем случае будет окислен какой-нибудь один из компонентов, если присутствие других не парализует жизнедеятельности микроорганизмов. Независимо от того, участвуют ли в процессе очистки комплекс бактерий (активный ил) или чистые культуры бактерий, сущность процесса не изменяется. Поэтому мнение, выраженное в статье инженера Д. И. Григорука, что существуют два метода очистки сточных вод — биохимический и биологический, принципиально неверно и вводит читателя в заблуждение.
Как всем известно, работа с чистыми культурами бактерий требует строгого соблюдения определенных условий, гарантирующих сохранение чистоты введенной культуры (стерилизации или пастеризации сточной жидкости, в которую она вводится, герметизации аппаратуры и т. п.). Рассмотрим с этих позиций работу Кадиевской установки, где внедрен так называемый микробный способ. Питомник «чистых» культур, в котором происходит размножение бактерий и из которого ведутся добавки бактериальной взвеси в аэротенки, расположен рядом с очистным сооружением для обработки фекальных вод. Он представляет собой открытый резервуар (18 м3), периодически аэрируемый нестерильным воздухом. Вследствие того, что воздух подается с перерывами, в питомнике временами создаются анаэробные условия. Назначение питомника — выращивать «чистые» культуры аэробных бактерий. При таких условиях работы питомника сохранить чистоту культуры бактерий нельзя; следовательно, говорить о том, что процесс очистки на Кадиевской установке ведет «чистая» культура, по нашему мнению, нет никаких оснований.
Никакой идентификации бактерий, введенных в питомник, авторами микробного способа проведено не было, поэтому нельзя даже установить, сохранилась ли в питомнике и в аэротенке введенная микрофлора; возможно, что она была вытеснена другими микроорганизмами, поскольку функция окисления фенола свойственна довольно большому кругу микроорганизмов.
Об эксплуатации аэротенков Кадиевской очистной установки и о качестве жидкости, сбрасываемой в водоем, сообщалось ранее
Сравнительные показатели качества воды, выходящей с этой установки, полученные бригадами ВОДГЕО и Главной Государственной санитарной инспекции Министерства здравоохранения СССР, а также показатели качества очищенной фенольной воды, выходящей с очистной станции комбината, использующей активный илг, приведены ниже (см. таблицу). Как видно эти данные по Кадиевской установке мало отличаются друг от друга. В обоих случаях жидкость, сбрасывае-
1 В. В. К л ю н к о в, Ц. И. Рогове к а я, Л. И. Ш не ер сон, К вопросу обесфенолнвання сточных вод коксохимических заводов путем применения чистых культур фенолразрушающнх микробов, Гигиена и санитария, 1954, № 7.
2 Е. В. Воробьев, Опыт эксплуатации станции по биологической очистке фенольных сточных вод, Водоснабжение и санитарная техника, 1956, № 4.
Кадиевская установка Установка комбината
Показатели данные ВОДГЕО (1952) данные комиссии 1 СИ (1953)1 данные комбината
Характеристика воды, выходящей из вторичных отстойников и сбрасываемой в водоемы
6ПК20 (в мг/л) БПК5» (в мг/л) Нитраты (в мг/л) Летучие фенолы (в мг/л) Бромирующиеся вещества (в мг/л) Взвешенные вещества (в мг/л)
265 (от 153 до 482)
О
58 (от 13,2 до 105) 249 (от 180 до 266)
77 (от 44 до 136) В основном представлены бактериальными те-! лами
Смолы и масла (в мг/л) Не обнаружены
Растворенный кислород Отсутствует
100 (от 79 до 122) 2 0
11 (от 1,7 до 37,1)
80 (от 64 до 107)
71 (от 30,5 до 159)
Отсутствует
(в мг/л)
(процессы нитрификации не идут)
30
1,1 0,83 29
Не обнаружены 3—4
Эксплуатационные показатели работы установок
Период аэрации (в часах) . . Количество воздуха (в
м3/м3 жидкости) Интенсивность аэрации (в м3/м!) ....
Переработано фенолов
(в кг/м-'/сутки) Очишено воды (в ма/сутки) . . Стоимость обработки, по данным заводоуправления .....
150—180 360-800
1 рубль 53 копейки
35—50 390—580
7,1 20 5,7 0,517 14,700
34 копейки3
1 Вода для анализа отобрана после перерыва в работе аэротенка в течение
12 дней.
2 При пересчете на БПКго составит 120—200 мг/л.
3 С вводом в эксплуатацию второй очереди сооружений и увеличением нагрузки в 2 раза себестоимость очистки снизится примерно в раза.
мую в водоем, нельзя рассматривать как очищенную, так как по содержанию растворенных органических веществ она близка к неочищенным городским сточным волам и, кроме того, содержит большое количество фенолов и десятки, а иногда и сотни миллионов бактерий в 1 мл.
Из данн-ых таблицы видно, что при использовании комплекса бактерий (активного ила) достигается полная очистка фенолсодержащих сточных вод при более благоприятных экономических показателях. К аналогичному выводу пришел и инженер К- Ф. Кац который произвел экономическое сравнение стоимости строительства равных по производительности установок, работающих с активным илом и с бактериальной взвесью (микробный способ).
Следует отметить, что выводы бригады ВОДГЕО о работе Кадиев-ской установки были обсуждены на широком совещании специалистов
1 К. Ф. Кац, К вопросу биологической очистки фенольных вод. Технический
-бюллетень Водоканалпроекта, 1955, № 32.
в Институте ВОДГЕО 14 января 1953 г., на котором присутствовал и автор микробного способа Н. Т. Путилина. Совещание одобрило выводы бригады.
Этот же вопрос обсуждался на специальном совещании ВНИТО водоснабжения, санитарной и противопожарной техники 14—16 июня 1954 г., где были заслушаны доклады инженера Д. И. Григорука, старшего научного сотрудника Украинского института коммунальной гигиены Н. Т. Путилиной, старшего научного сотрудника Института ВОДГЕО Ц. И. Роговской.
Совещанием ВНИТО было отмечено, что преимущество разрушения фенолов за счет выделенных Н. Т. Путилиной чистых культур микроорганизмов доложенными материалами не доказывается, так как в аэро-тенке концентрация фенолов поддерживалась на уровне 30—50 мг/л. В этих условиях, как известно, разрушение фенолов может производиться целым рядом сапрофитных форм микроорганизмов, а не только специализированной чистой культурой их.
На установке в Кадиевке, работающей по предложенному Н. Т. Путилиной микробному способу, сбрасываемые в водоем очищенные сточные воды имеют в среднем БПК2о 200 мг/л. Такая степень очистки в большинстве случаев не достаточна. Поэтому требуется дополнительная обработка — доочистка сточных вод, однако методы доочистки автором микробного способа не разработаны.
Применяемый Гипрококсом метод расчета очистных сооружений как в отношении количества потребного воздуха, так и окислительной их мощности теоретически не обоснован.
Все это послужило основанием к тому, что совещание признало неоправданным широкое внедрение в эксплуатацию микробного способа очистки фенольных сточных вод. Совещание нашло также, что метод биологической очистки с применением активного ила обеспечивает полную очистку фенолсодержащих сточных вод по всем показателям и имеет преимущества по сравнению с методом Гипрококса.
Небезынтересно отметить, что за рубежом также делались попытки добавлять в очистные сооружения для интенсификации процесса специальные культуры бактерий и биокатализаторы. В дискуссии по этому вопросу приняли участие крупнейшие специалисты Heukelekian, Walter A. Sperry, Ross McKinney, F. W. Gilereas, Loyd Selter и др. (см. журнал «Sewage and Industrial Wastes», 1955, v. 27, № 5). Почти все эти ученые считают, что искусственное заражение сточных вод может иметь очень ограниченное применение как вследствие сложности состава сточных вод, так и неизученности микрофлоры, принимающей участие в очистке сточных вод.
Из приведенного выше следует, что разделение методов очистки фенольных сточных вод на биохимический и биологический является искусственным, не имеющим под собой никаких теоретических предпосылок и лишь запутывающий ясный вопрос.
Применение чистых культур бактерий для очистки фенольных сточных вод, содержащих различные органические соединения, по имеющимся данным, не оправдывает себя. Что же касается работы Кадиевской установки, то ее эксплуатация производилась в условиях, исключающих возможность сохранения чистых культур бактерий.
Исходя из того, что сброс грязных недоочищенных фенольных вод приносит большой вред питьевому и техническому водоснабжению, рыбному хозяйству и использованию водоемов для культурных целей и что микробный способ очистки фенольных сточных вод не обеспечивает полной их очистки, этот способ не может быть рекомендован для внедрения в практику.
Поступила 31/Х 1956 г.
