CC BY
19
ИЗ ПРАКТИКИ
ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ
ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
Младший научный сотрудник А. А. Стяжкина
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана
На ряде производств нефтехимии (синтетического спирта, фенол-ацетона, синтетических жирных кислот, синтетического каучука и др.) признана рациональной искусственная биологическая очистка сточных вод, загрязненных органическими веществами.
Объектом нашего исследования явился Новокуйбышевский завод синтетического спирта. На этом предприятии впервые были построены и введены в эксплуатацию сооружения по биологической очистке химически загрязненных сточных вод. Система очистки здесь включает сооружения по механической очистке стоков (песколовку, усреднитель, первичные отстойники, реагентное хозяйство для подпитки стоков биогенными элементами — сульфатом аммония и солями фосфора) и сооружения по биологической очистке (аэротенки и вторичные отстойники). .
Следует указать, что мы не имели возможности аналитически отдифференцировать непосредственное влияние очищенного биологическим путем стока на используемом водоеме, поскольку в этот водоем спускались и неочищенные сточные воды. Поэтому мы ограничились оценкой технической эффективности работы очистных сооружений, произведя одновременно соответствующие расчеты по. разбавлению для оценки санитарных условий спуска сточных вод в водоем.
Условия образования сточных вод на заводе были изучены в соответствии с технологическим процессом производства. Основными узлами образования сточных вод на производстве синтетического спирта (первая очередь строительства) являются цех пиролиза углеводородов и цех гидратации этилена и ректификации спирта.
Количество сточных вод, спускаемых в канализацию в цехе пиролиза углеводородов из флорентийского сосуда, невелико (2—3 м3/час), но они весьма насыщены органическими веществами (этиленом, пропиленом, бутаном, изобутаном, бензолом, толуолом, ксилолом, нафталином и др.).
В цехе гидратации этилена и ректификации спирта на ректификационных колоннах образуется так называемая фузельная вода. Она в количестве 7—8 мъ на 1 т готового продукта сбрасывается в канализацию. Стоки эти содержат диэтиловый эфир, этиловый и изопропи-ловый спирты, ацетальдегид и продукты полимеризации.
В 1961 г. на сооружения по биологической очистке направляли производственные сточные воды первой очереди строительства (производство синтетического спирта), хозяйственно-фекальный сток завода и небольшую часть стока цеха синтетических жирных кислот (около
15 м?/час). Общее количество сточных вод, поступающих на биологическую очистку, составляло 150—200 мг/час. Однако из-за недостатка проекта, не уделившего локальной очистке производственных сточных вод должного внимания, эти воды до направления их на сооружения по биологической очистке не подвергались предварительной подготовке. Вследствие этого аэротенки вскоре после сдачи их в эксплуатацию были выведены из строя: фильтросные плитки были забиты смолой, попадавшей со сточными водами. Содержание легкой смолы в сточных водах составляло 5—20%, тяжелой смолы — 0,2—0,6%, ВПК — 3000—5000 мг/л. Между тем, по данным института ВОДГЕО, очистка химически загрязненных сточных вод на сооружениях, подобных тем, которые имеются на Новокуйбышевском заводе, возможна лишь при ВПК до 800 мг/л.
Для обеспечения биологического процесса в аэротенках на заводе осуществлен ряд мероприятий.
Сточные воды от цеха пиролиза, содержащие в основном легкую смолу и лишь часть тяжелой смолы, направлены после флорентийского сосуда на 2-кратное продолжительное отстаивание. Произведенная нами проверка технической эффективности этого метода (табл. 1) показала, что окисляемость, БПКб и ХПК снижаются на 98%, концентрация бензола — на 89%, а других углеводородов (толуола, ксилола,
нафталина и др.) —на 60%.
0
Таблица 1
Данные анализов сточных вод цеха пиролиза углеводородов после локальной очистки
Эффективность очистки (в %)
Окисляемость (мг/л Оо).....
БПК (мг/л О,) . . . ".....
ХПК (мг/л 02).........
Бензол (мг/л)...... . . .
Толуол, ксилол и другие углеводороды (мг/л) . ......
Из резервуара в цехе
Из колодца после цеха
После подземного резегвуа-ра на территории завода
30 400 40321 146 904 1 520
3 200 6 721 17 664 560
200
2 240 4 993 16 996 480
100
570 802 1 489 168
80
98
98
99 89
60
Так называемая фузельная вода от цеха гидратации и ректификации, характеризующаяся высокой температурой (80°), направлена для охлаждения на специально построенную градирню. Усреднение воды, имеющей резко щелочную реакцию (рН более 12), достигается путем нейтрализации серной кислотой на специальной установке, правда, весьма примитивной, регулируемой вручную.
В целях обеспечения биологического процесса и наращивания активного ила в аэротенки в период пуска, помимо заводского стока, дополнительно подавали хозяйственно-фекальный сток. Кроме того, постоянно проводили подпитку биогенными элементами (сульфатом аммония); солей фосфора в сточных водах данного состава по технологическому процессу достаточно.
В результате проведенных мероприятий общезаводской сток перед поступлением его на очистные сооружения заметно изменился (табл.2). Эти изменения особенно благоприятно сказались на эффекте последующей очистки сточных вод в аэротенках. БПК очищенных сточных вод снизилось до 30—37 мг/л, йодатная окисляемость (ХПК) — до 200 — 250 мг/л. Кратность разбавления до порога запаха составила 60—120. Содержание специфических ингредиентов (бензола, толуола, ксилола, нафталина) в очищенном стоке оказалось ниже предельно допустимых
После флорентийского сосуда
Место отбора пробы
Показатели
Жирные кислоты (в мг/экв/л) сг> 00 1 -со" ю ю м м 1 О о ■ 1 1 1
Другие ароматические углеводороды (в мг/л) О СМ Г- « » — СО о ю ОО см г— МММ ООО <0,04 <0,04 <0,04
о > т <\> = * О) и 00 О СО МММ О ^ О см СО СО МММ см —« о • , <0,08 <0,1 <0,1
Эфирнораство-римые вещества (в мг/л 02) ОО ОО ^ ^ЮСО СО со м м Ю N 05 Г«- СО (£> О N МММ — ОГ^ СМ ^ СО
Йодатная окисляемость (в мг/л 02) 1250 767 1 170 712 О со ю —■ см см
м .О с ^ Ч ГО РЭ 4 п СМ — — ОО —• г^-—< ю г- О СО — ОО ОО О -н см ю — см МММ Г- СО СМ СО со
• Кратность разбавления до порога запаха 12 500 25 ООО 25 ООО 2 500 2 500 5 000 ООО СО со см
Взвешенные вещества (в мг/л) СО о см ОО со (ОЮСО О — см СО ОО см см см оо о см о ОО СО
РН см О Ю со МММ — СМ см ^ОСО ммм — ю со со МММ г-- г- г»
Место отбора проб До песколовки щ # • После первичного отстойника 1 • После аэротенков и вторичного отстойника
Дата отбора проб 25/Ш 29/У 1/У1 25/Ш 29/У 1/У1 26/Ш 30,/У 2/VI
концентраций, установленных для водоемов.
Таким образом, биологический процесс в аэротенках в условиях подпитки сточных вод данного состава сульфатом аммония оказался обеспеченным.
Однако величина требуемого разведения для очищенного биохимическим путем стока (в 60—120 раз) еще довольно значительна. Кроме того, БПК, которое, согласно проекту, должно было составлять 20 мг/л, в очищенном стоке оказалось несколько выше (до 37 мг/л). Отмечалось, что после очистки остаются органические вещества стойкого характера, не поддающиеся биохимическому окислению. Так, если до очистки константа скорости окисления равнялась 0,2, то после очистки она составляла 0,01—0,02. Йодатная окисляе-мость очищенного стока достигала 250 мг/л. Если до очистки отношение йодатной окисляемости к БПК составляло примерно • 1,3, то после очистки оно возросло до 6.
Возникает вопрос, в результате чего БПК и йодатная окисляемость в очищенной воде еще довольно высоки (а запах сильный) и не соответствуют содержанию в ней специфических ингредиентов (бензола, толуола, ксилола, нафталина и др.). Вопрос этот требует специального - изучения. По данным Научно-исследовательского института синтетического спирта, в процессе производства образуется значительное количество веществ неизученной природы — так называемых полимеров, которые попадают в сточные воды. Возможно, что за счет этих веществ, не окисляющихся биохимически, и получаются значительные величины йодатной окисляемости и т. п. в очищенных водах.
Таблица Э
Данные анализов сточных вод по этапам очистки (среднесуточные пробы, 1962 г.)
Дата отбора проб Место отбора проб 1 Кратность раз- БПК полное • Податная окис- Эфирораство- Ароматические углеводороды (в мг/л) Взвешенные веще- Жирные « Фенол Ацетон Гидроперекись изопропилбен-зола (в мг/л)
Санления до порога запаха 1 (в мг/л 02) t ляемость (в мг/л Оа) римые вещества (в мг/л) • . * - бензол другие ства (в мг/л) кислоты (в мг/л) (в мг/л) (в мг/л)
17 /11 До песколовки 25 000 — 4 666 252 744 64 263 872 17 —
22/II 25000 2 433 3 200 236 36 80 370 581 30 10 305
1 /III • 50 000 3 661 6 000 1 002 140. 160 724 612 35 — -
17/Ш 25 000 2 590 2 568 79 14 10 346 739 32 6,0 110
17/11 После первичного от- 5000 3 459 3 266 58 200 3,0 121 515 11 ——
22/11 стойника 5 000 2 003 * 1 866 38 35 5,0 80 454 16 10 108
1/III 5 000 1 758 1 600 80 90 13,0 241 376 13 р — -
18/III 5000 1 667 1 373 28 • 3,6 1,2 116 248 24 5,7 58
19/11 После аэротенков и вто- 250 399 466 15 1,31 0,2 - 104 0,4 • _
25/II ричного отстоиника 250 331 666 16 0,12 • 0,2 760 21 2,2 2,2 2,0
4/III и • 250 301 500 11 0,8 0,06 396 39 0,08 - —
20/1II 500 161 400 5,0 0,08 0,08 57 8,1 » 0,04 2,8 8,1
Сл ел
При изучении гигиенической эффективности очистки были взяты пробы из р. Кривуши, куда завод спускает сточные воды, у ближайшего населенного пункта, расположенного вниз по течению реки. Однако отдифференцировать аналитически влияние очищенного стока на водоем не удалось, поскольку туда вместе с очищенными стоками спускаются и неочищенные сточные воды производства, вырабатывающего фенолацетон. Следует учесть, что в данном случае это не имело большого практического значения: как мы указывали, содержание специфических ингредиентов в очищенных сточных водах находилось на уровне допустимых концентраций для водоемов, а разбавление сточных вод в воде реки, составляющее, по примерным расчетам, 40—50, исключало возможность воздействия очищенных сточных вод на органолептиче-ские свойства и санитарный режим водоема.
В 1962 г., когда сточные воды производства синтетического спирта были объединены со сточными водами производства фенолацетона и синтетических жирных кислот, положение с очисткой резко ухудшилось. Причиной этого вновь явилась недостаточная локальная очистка сточных вод производства фенолацетона и синтетических жирных кислот.
Об этом свидетельствуют полученные нами данные (табл. 3). Достаточно указать, что БПК полное достигало 3660 мг/л (ВПК 2780 мг/л). Кроме того, отмечалось высокое содержание специфических ингредиентов (до 700 мг/л бензола и до 160 мг/л других ароматических углеводородов). И несмотря на то что общий сток, направляемый на очистные сооружения, составлял всего 200 м^/час (вместо 550 мг/час по проекту), а очистные сооружения работали с недогрузкой (период аэрации в аэротенке составлял 50 часов вместо проектных 24), все же биологический процесс в аэротенках не обеспечивался, что наглядно видно из табл. 3.
Вследствие того что ВПК исходного стока превышало проектные данные примерно в 2 раза, ВПК полное очищенного стока доходило до 300 мг/л (БПКб до 200 мг/л). Специфические ингредиенты полностью не окислялись. Необходимая кратность разбавления до порога запаха оставалась высокой (250—500). Хотя азот солевого аммиака потреблялся, однако азот нитритов во всех пробах отсутствовал.
Таким образом, при сравнении данных очистки на Новокуйбышевском заводе за 1961 и 1962 гг. видно, что эффективность работы очистных сооружений резко снизилась и, судя по расходу воды в водоеме, далеко не удовлетворяет санитарным требованиям.
Выводы
1. Исследования эффективности работы очистных сооружений на Новокуйбышевском заводе и оценка биологического метода очистки • сточных вод предприятий нефтехимии позволяют положительно оценить этот метод. Биологический метод значительно снижает общее органическое загрязнение стоков и содержание вредных токсических веществ (бензола, толуола, ксилола, нафталина и др.), уменьшает специфический запах сточных вод.
2. Для обеспечения биологического процесса очистки химически загрязненных сточных вод обязательна предварительная тщательная подготовка их на локальных установках.
3. Ввиду того что на базе нефтеперерабатывающих заводов, как правило, возникают химические комбинаты, включающие, подобно Новокуйбышевскому заводу, развивающееся очередями производство синтетического спирта, фенолацетона, полиэтилена и т. д., следует добиваться при санитарной экспертизе проектов и контроле за строительством синхронности мероприятий по очистке сточных вод.
4. При биологической очистке химически загрязненных сточных вод обнаруживается остаточное содержание органических веществ стойкого характера, не поддающихся биохимическому окислению и требующих санитарной оценки.
Поступила 16/Х 1962 г.
* * *
ОПЫТ САНИТАРНОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ТРАКТОРОЗАВОДСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКА
Санитарный врач Л. А. Тепикина, председатель общественного совета
Г. В. Патрина
Из санитарно-эпидемиологической станции Тракто^озаводского района Челябинска
До 1962 г. в канализованных владениях Челябинска бытовой мусор собирали в металлические контейнеры-бачки емкостью 70 л. Мусоросборники ставились в шлакоблочных домиках. Такие бачки, однако, были неудобны и тяжелы. Кроме того, в условиях уральской зимы мусор в них нередко смерзался. Поэтому отбросы стали собирать в домики навалом. Мусоросборники такого типа являлись рассадниками мух, загрязняли воздух. Вывоз мусора осуществлялся непланово, по системе заявок. Погрузка и выгрузка автомашин, выделявшихся для этой цели, производились лопатами. На погрузке каждой автомашины было занято 4 грузчика, работавших в неблагоприятных санитарных условиях.
По инициативе общественного совета санитарно-эпидемиологической станции, поддержанной руководством Челябинского тракторного завода, сбор бытовых отбросов в Трактороза-водском районе города был перестроен. По договоренности с автотранспортным управлением Совета народного хозяйства в районе создана специализированная автоколонна коммунальных машин. В нее вошло 47 машин: мусоровозы, поливомоеч-ные, подметальные, ассенизационные машины и др.
С организацией колонны ввели в домоуправлениях почасовой график вывоза бытовых отбросов бортовыми машинами и мусоровозами. Однако этот метод в санитарно-гигиеническом и экономическом отношении оказался несовершенным: машины можно было дезинфицировать редко, грузчикам по-прежнему приходилось лопатами сгружать мусор, в часы пик машин не хватало, а в остальное время они простаивали.
Учитывая эти недостатки, мы пошли по пути конструирования и изготовления передвижных мусоросборников-прицепов к трактору типа «Беларусь». Всего изготовлено 22 мусоросборника. Такие прицепы
