CC BY
19
О СПОСОБАХ очистки ФЕНОЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД1
Инженер Н. О. Григорук
Из Института по проектированию предприятий коксохимической промышленности СССР
В журнале «Гигиена и санитария» № 7 за 1954 г. опубликована в порядке обсуждения статья группы сотрудников Всесоюзного научно-
исследовательского института ВОДГЕО — В. В. Клюнкова, Ц. И. Ро-говской, Л. И. Шнеерсон «К вопросу обесфеноливания сточных вод коксохимических заводов путем применения чистых культур фенолразрушаю-щих микробов».
Авторы статьи, ссылаясь иа проведенное ими в 1952 г. обследование работающей по этому способу биохимической установки смолоперегон-ного цеха в Кадиевке, высказывают свое отрицательное мнение о ней.
В своем отчете «Исследование сооружений для биохимической очистки фенольных вод смолоперегонного цгха» институт ВОДГЕО также не рекомендует повторять подобных установок. По мнению института, основным недостатком биохимического способа является применение для очистки сточных вод специального комплекса фенолразрушающих микробов, которые якобы ведут только процесс обесфеноливания, а полная очистка сточных вод от других содержащихся в них загрязнений не достигается. По аналогии с очисткой хозяйственно-бытовых сточных вод институт ВОДГЕО рекомендует применять для очистки фенольных вод биологический способ, основанный на использовании активного ила.
Оба указанных способа — биохимический, основанный на использовании для очистки специального комплекса фенолразрушающих микробов, и биологический, основанный на использовании активного ила, нашли практическое применение в промышленности. Рассмотрим каждый из них.
Сущность биохимического способа обесфеноливания состоит в способности микробов при определенных условиях разрушать фенолы. Этот естественный процесс очистки, наблюдаемый в любом водоеме, в очистных сооружениях значительно интенсифицирован применением специально выделенных фенолразрушающих микробов и созданием им надлежащих условий жизнедеятельности. Для получения фенолразрушающих микробов был применен метод направленной изменчивости естественных комплексов микробов путем длительного культивирования их в фенольных средах, очистки полученных культур от посторонних микробов и выделения из них наиболее активных и непатогенных. Надлежащими условиями для жизнедеятельности микробов являются: предварительная очистка сточных вод от осадков (смолы и масел), интенсивное обогащение кислородом в процессе очистки, наличие фосфора, рН в пределах 7—9 и температурный режим.
Исследования биохимического способа для очистки фенольных сточных вод коксохимических заводов были впервые осуществлены в 1949—1950 гг. на лабораторной установке, а в 1951 г. этот способ был перенесен в промышленность. Установка Кадиевского смолоперегонного цеха, о которой идет речь в статье сотрудников института ВОДГЕО, была построена в 1951 г. по проекту Гипрококса. Для обогащения установки были применены фенолразрушающие микробы, выделенные Украинским институтом коммунальной гигиены (Н. Т. Путилина). Установка рассчитана на очистку 17 м3 в час сточной воды с содержанием 2000 мг/л фенолов.
При проектировании установки данные о фактическом стоке смолоперегонного цеха отсутствовали, и поэтому примерное определение био-
1 Печатается в порядке обсуждения. Ред.
химической потребности кислорода (БПК) было принято по основному ее загрязнителю — фенолу.
Согласно схеме биохимической установки (см. рисунок), сточные воды предварительно подвергаются механической очистке от смолы, масел и других осадков. Комплекс сооружений механической очистки состоит из маслоотделителя, первичного отстойника и 2 напорных коксовых фильтров. Фактически коксовые фильтры не работают, и вода, пройдя маслоотделитель и первичный отстойник, направляется в биологический бассейн. По пути в бассейн к ней добавляется раствор суперфосфата из расчета 0,2—0,5 кг на 1 м3 сточной воды. Процесс разрушения фенолов микробами ведется в биологическом бассейне при интенсивной аэрации сточных вод воздухом.
Бассейн состоит из 2 параллельно работающих отделений. Каждое отделение в свою очередь состоит из 4 последовательно соединенных галерей, образующих замкнутую систему, в которой постоянно циркулирует очищаемая вода. Движение еоды в галереях создается пропеллерными насосами, установленными по одному в каждом отделении. Обес-феноленная вода выводится из галереи № 4 каждого отделения в количестве, равном объему воды, поступающей в галерею № 1. Вся остальная масса' воды в количестве 400 м3 (емкость одного отделения) непрерывно циркулирует в галереях. При живом сечении галереи примерно 4 м2 и скорости движения воды 0,1 м/сек расход циркулирующей воды составляет: 4X0,1X3600=1440 м3 в час. Эта вода, будучи в конце галереи № 4 фактически обесфеноленной, разбавляет собой поступающую в бассейн фенольную воду более чем в 100 раз, снижая этим концентрацию загрязнений воды, поступающей в бассейн, до весьма низких пределов. Конечно, это имеет место только при нормальном процессе очистки.
Если процесс очистки нарушается, то количество фенолов в циркулирующей воде бассейна быстро возрастает и при достижении определенных концентраций разрушение их прекращается.
После биологического бассейна вода поступает во вторичный отстойник для осаждения образующегося в бассейне осадка и далее, смешиваясь с осветленными хозяйственно-бытовыми водами, поступает через буферный пруд емкостью около 1000 м3 в реку Камышеваху.
В 1952 г. установка была обследована институтом ВОДГЕО, которым был составлен крайне необъективный и содержащий много неправильностей отчет о ее работе. Институтом ВОДГЕО было дано отрицательное заключение, причем не по работе установки, а по самому методу. В выводах отчета предлагалось перевести установку на работу с активным илом.
В 1953 г. работа установки была обследована специальной комиссией Всесоюзной государственной санитарной инспекции.
Обследование проводилось при подаче на установку 6—9 м3/час сточной воды и работе одного отделения, т. е. при ее проектной производительности.
Помимо эффективности очистки сточных вод, комиссией было уделено особое вкимаиие образующемуся в биологическом бассейне осадку, а также было изучено влияние очищенных на биологической установке сточных вод на водоем (реку Камышеваху). Основные показатели работы установки по отчету комиссии ВГСИ приведены в табл. 1.
Обследованием было установлено, что количество смол и масел в биологическом бассейне выше, чем количество их в поступающей в него осветленной воде. Если в поступающей воде смолы и масла содержались в пределах 100—150 мг/л, то непосредственно в биологическом бассейне количество их возростало до 400—600 мг/л. Причины образования смол и масел в биологическом бассейне пока не установлены. Предполагается, что масла и смолы, находящиеся в фенольной воде в потенциальном состоянии или в виде химических соединений, под влиянием аэрации в
2 Гигиена и санитария. № 7
9
Дренажные площадки
Подвод (ренальных сточнь/х вод
Маслоотделитель
'И !
II
Фильтры
Резервуар ^ обес/реноленных 6од
Осветленньге хозяйственно-
Турбовозду ходувки
Паровой 11 й насос ,' Мб.
Чнососы I
биологический бассейн
Галерея N4
Отделение N1 -
Галерея N 3
Галерея N2
Галерея /V /
-¿олеллеоные насосы
Галерея N /
Отделение N2
Галерея N2
Галерея N3
Галерея N4
вторичныи отстойник
Сброс
бытовые Воды
Схема биохимической установки.
Таблица 1
Дата Час отбора проб Наименование стока Взвешенные вещества (в мг/л) Смолы, масла (в мг/л) Окисляе-мость (в мг/л) * ж Фенолы (летучие) (в мг/л)
8/УШ 13 Поступающий 260 — 7 127 1 260 3 660
8/У111 13 Очищенный 68 — 142 112 2,1
8/VIII 16 Поступающий 281 439 6 006 2 115 3 792
8/VIII 16 Очищенный 73 159 112 96 1,3
9/УШ 9 Поступающий 324 762 5 085 1 190 [2 207
9/УШ 9 Очищенный 105 53 66 43 3,3
9/УШ 13 Поступающий 340 335 6 402 1 835 2 540
9/УШ 13 Очищенный 94 30,5 86 79 4
9/VIII 16 Поступающий 290 25 5 432 2 105 3 536
9/УШ 16 Очищенный 107 59 101 96 1.7
10/VIII 9 Поступающий 304 382 6 340 2 135 3 760
Ю/УШ 9 Очищенный 94 67 80 92 2,5
10/УП1 13 Поступающий 280 402 7 935 3 145 572
!0/УШ 13 Очищенный 68 65 76 119 36,6
Ю/УШ 16 Поступающий 312 3017 7 041 2 140 3 792
10/VIII 16 Очищенный 64 65 210 122 37,1
биологическом бассейне превращаются в действительные масла и смолы, образующие осадок. Исследования показали, что осадок из вторичного отстойника представляет собой черную мазеобразную массу со слабогнилостным запахом. Он состоит в основном из органических веществ (биомассы микробов) и в значительной мере из смол и масел.
По дачным исследований (средние из 8 определений), количество взвешенных веществ в воде биологического бассейна составляет 522 мг/л, смол и масел — 490 мг/л. В осветленной воде вторичного отстойника взвешенные вещества составляют 80 мг/л, смолы и масла — 70 мг/л.
Следовательно, в осадок во вторичном отстойнике выпадает 440 мг/л взвешенных веществ и 420 мг/л смол и масел. Последние превращают этот осадок в шламм, ничего общего не имеющий с активным илом. Практика работы Кадиевской биохимической установки показала, что чрезмерное накопление этого осадка в биологическом бассейне не улучшает процесса очистки, а, наоборот, тормозит его. Своевременное удаление его из биологического бассейна обеспечивает благоприятные условия для развития и образования в нем молодых генераций микробов и вырабатываемых ими катализаторов биохимических процессов — ферментов, обеспечивающих интенсификацию процесса очистки.
Из сказанного следует, что при наличии в сточных водах трудно устранимых смол и масел образующийся в биологическом бассейне осадок не может быть использован в качестве активного ила для улучшения процесса очистки.
2*
И
Показатели, характеризующие работу установки за 1954 г., исчисленные на основании ежедневных анализов заводской лаборатории, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Аммиак (в мг/л)
Месяц Наименование стока рн Окисляе- мость (в мг/л) Фенолы (в мг/л) летучий общий
Январь Поступающий 8,7 2 290 1 400 255 346
Очищенный 7,4 97 12,7 92 133
Февраль Поступающий 8,8 2 546 1 370 349 470
Очищенный 7,5 149 1,8 107 147
Март Поступающий 8,8 4 007 1 920 300 400
Очищенный ' 7,5 258 2,8 60 114
Апрель Поступающий 8,8 3 121 1 950 464 686
Очищенный 7,4 94,6 0,96 60 133
Май Поступающий 9 5 157 2311 518 745
Очищенный 7,5 170 0,21 82 171
Июнь Поступающий 9 6 167 2 449 707 939
Очищенный 7,5 149 1,47 102 255
Июль Поступающий 9 3 795 2415 738 943
Очищенный 7,6 156 1,4 71 177
Август Поступающий 9,2 5 751 2 541 709 851
Очищенный 7,5 124 0,85 99 196
Сентябрь Поступающий 9 2 739 1 272 281 361
Очищенный 7,5 131 3,5 83 130
Октябрь Поступающий 9 3 420 1 300 412 502
Очищенный 7,4 74 1,16 98 178
Ноябрь Поступающий 8,8 1 141 550 181 248
Очищенный 7,4 41 0.4 68 99
Декабрь Поступающий 8,9 1 770 951 174 320
Очищенный 7,4 49 0,82 74 134
Примечание. Количество поступающей на установку сточной воды составляло 6—10 м3 в час, температура воды колебалась от 25° до 35°. Максимальное содержание фенолов в сточной воде достигало 6000 мг/л.
Значительное снижение окисляемости сточных вод указывает на очистку их не только от фенолов, но и от других загрязнений. Повиди-мому, снятие токсичности путем обесфеноливания создает условия для развития других микробов, осуществляющих комплексную очистку. Этот
вопрос находится в стадии изучения, однако утверждение института ВОДГЕО о том, что при биохимическом способе очистки имеет место только обесфеноливание, работой установки не подтверждается.
Объективные данные состояния реки Камышевахи ниже выпуска в нее очищенных сточных вод полностью подтверждают данные об удовлетворительной степени очистки. По берегам реки и в воде наблюдается пышная растительность, в реке живут лягушки, жуки, плавунцы и другие живые организмы. Население, проживающее вблизи реки, широко использует ее для поливки огородов, водопоя скота, стирки белья и др. При этом необходимо указать, что река Камышеваха в месте выпуска сточных вод является небольшим ручейком шириной 1 —1,5 м и поэтому разбавление в ней сточных вод является незначительным. Выпуск в реку очищенных сточных вод не ухудшает флору и фауну и не ограничивает водопользование.
Таким образом, цель, поставленная очисткой, — охрана реки от загрязнения, является достигнутой.
Второй рекомендуемый институтом ВОДГЕО биологический способ очистки фенольных вод основан на работе с активным илом.
По определению института ВОДГЕО, активный ил в нормально работающем сооружении представляет собой хлопья состоящие из большого количества бактерий, вкрапленных в слизистую массу так называемых зооглейных форм бактерий, а также из ряда других микробов, бесцветных жгутиков, инфузорий, коловраток, иногда личинок насекомых, червей, клещей.
По мнению института ВОДГЕО, критерием хорошей оаботы сооружений биологической очистки является: БПК полная не выше 20 мг/л, наличие процесса нитрификации—содержание азота нитритов 8—10 мг/л, фенола до 1 мг/л, отсутствие запаха после хлорирования, количество бактерий порядка 10 000 колоний в 1 мл и количество взвешенных веществ не выше 30 мг/л.
К сожалению, фактические показатели эффективности очистки сточных вод на биологических станциях, работающих с активным илом, не опубликованы. Лабораторными исследованиями этого способа очистки, проведенными в институте ВОДГЕО проф. Н. А. Базякиной, удовлетворительная степень очистки буроугольных вод газогенераторной станции достигалась только при 17-кратном разбавлении их водопроводной водой. Практически при очистке сточных вод газогенераторных станций институт ВОДГЕО рекомендует принимать 20—30-кратное разбавление их водопроводной водой, которое требуется для образования в сточной воде свободного кислорода, необходимого для развития активного ила. По данным этих же исследований, при уменьшении кратности разбавления окисляемость очищенной воды возрастала, а вместе с этим сгущалась и ее окраска. По мнению проф. Н. А. Базякиной, увеличение окис-ляемости и интенсивность окраски объясняются наличием в воде не поддающихся окислению органических соединений, которые в силу этого не нарушают баланса кислорода в водоеме, а также не являются ядовитыми для рыб.
Мнение проф. Н. А. Базякиной полностью подтверждается работой биохимической установки в Кадиевке, очищенная вода которой, имея остаточную окисляемость 100—200 мг/л (см. табл. 2), отрицательного влияния на водоем не оказывает. В связи с этим возникает вопрос о необходимости применения во всех случаях, как это рекомендует институт ВОДГЕО, только биологического способа с активным илом, обеспечивающего практически полное снижение окисляемости и БПК сточных вод, которое, кстати сказать, для водоемов третьей категории не требуется санитарными нормами.
В большинстве случаев нет никакой необходимости полностью снижать окисляемость и БПК сточных вод за счет значительного удорожа-
ния стоимости очистки, если это не вызывается конкретными условиями спуска сточных вод в водоемы.
Вторым весьма существенным обстоятельством применения биологического способа очистки с активным илом является необходимость значительного разбавления сточных вод водопроводной водой. Последнее весьма ограничивает применение биологического способа очистки, так как в большинстве случаев, особенно в Донбассе, использование водопроводной воды для разбавления сточных вод является совершенно нереальным. Наглядным примером этого является тот же Кадиевский смолопе-регонный цех, которому для производственных целей подается весьма дефицитная питьевая вода в количестве 20 м3/час от источника, удаленного более чем на 50 км. Источников технического водоснабжения, могущих обеспечить подачу 200—300 м3/час технической воды для разбавления сточных вод при очистке биологическим способом, в районе нет. Следовательно, единственно правильным в данных условиях является применение биохимического способа очистки, не требующего предварительного разбавления сточных вод.
Поэтому предложение института ВОДГЕО о переводе Кадиевской биохимической установки на работу с активным илом не имеет реального основания.
В заключение следует сказать, что в вопросе очистки фенольных сточных вод институт ВОДГЕО занял неправильную позицию, рекомендуя к применению только биологический способ очистки с активным илом, который часто не требуется по условиям спуска сточных вод в водоемы и поэтому может быть заменен более простым и дешевым биохимическим способом, а в ряде случаев при ограниченных ресурсах воды он вообще не может быть применен из-за необходимости предварительного разбавления сточных вод водопроводной водой.
Поступила 20/У1 1955 г.
■¿г "¿г "£г
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ПРОЖИВАНИЯ В КВАРТИРАХ НАД ВСТРОЕННЫМИ КОТЕЛЬНЫМИ 1
Кандидат медицинских наук Ф. Ф. Ламперт Из Московской городской санитарно-эпидемиологической станции
Встроенные домовые котельные, работающие на твердом топливе, и внутренние дымоходы могут служить источниками загрязнения воздушной среды жилых помещений. Это послужило основанием для проведения специальной работы по изучению условий проживания в квартирах, расположенных над встроенными котельными.
В качестве обследуемых объектов было выбрано 11 жилых домов и одно типовое детское учреждение с встроенными котельными. Давность постройки 9 зданий была от одного года до 6 лет, один дом был построен 14 лет назад и 2 дома относились к периоду дореволюционного строительства. Санитарное обследование выбранных объектов показало, что во всех домах перекрытия в котельных были железобетонные. Количе-
1 В работе принимали участие Н. М. Порубиновская, С. И. Некрасова, Н. О. Сле-пак (Московская городская санитарно-эпидемиологическая станция) и врачи районных санитарно-эпидемиологических станций Д. В. Генкина, И. Ю. Резникова, М. Ф. Шевченко, Е. С. Шац, О. В. Панишенко, А. В. Веселова и Н. И. Беззубова.
