CC BY
9
Н. Б. АКОПЯН и Б. Л. АФРИКЯН
Обезвреживание химически загрязненных стоков завода синтетического каучука
„Совпрен"
Из кафедры общей гигиены Ереванского медицинского института
Обезвреживание химически загрязненных стоков завода синтетического каучука на базе карбида кальция оказалось совершенно неотложной задачей, ввиду содержания в них значительных количеств органических соединений, весьма неприятных для населения по навязчивому запаху и вредных для водоема, куда эти стоки должны быть сброшены. Эта задача была поставлена перед нами заводоуправлением спустя 1—2 года после пуска завода-первенца в Советском Союзе.
При проектировании завода намечалась довольно сложная и с санитарной точки зрения совершенно неприемлемая система обезвреживания химически загрязненных стоков завода: предполагалось принять эти стоки (в количестве нескольких десятков литров в секунду) на так называемые поля распыления, где мощные насосы должны были выбрасывать их в воздух и этим создавать условия для испарения. Зимой стоки предварительно должны были подогреваться. Выбор такого несколько странного способа обезвреживания объясняется исключительно тем, что вопрос этот совершенно новый, поскольку метод производства синтетического каучука на базе карбида кальция впервые осуществлялся >в заводском масштабе.
В 1940 г., когда нам предложили заняться обезвреживанием сточных вод синтетического каучука, эти поля испарения были уже построены и играли роль простых отстойников, куда подавались стоки. Прежде всего необходимо было изучить состав стоков с точки зрения их санитарной техники (эту работу выполнила ассистент кафедры Б. А. Шах-базян). Одновременно с этим было установлено, что отстой и нейтрализация—наиболее часто применяемый способ обезвреживания химически загрязненных стоков — являются далеко не достаточными для стоков синтетического каучука. Ниже приводится состав этих стоков, установленный в результате многочисленных химических анализов (табл. I)1.
Таблица 1. Химический состав стоков синтетического каучука „Совпрен" в мг/л
Химически загрязненные стоки Температура воды РН N,03 Окисля-емость БПК С1 СаО
До отстоя . . . После отстоя . . 14-38° 13-24" 2,8-8,4 6.3—8,1 190,4 40,2 0,4 0,2 — 1 440 374 692 133 20 60С 7 84с 624 642
Продолжение табл. 1
Химически загрязненные стоки БОз Си Ре203 Взвешенные вещества Сухой остаток
До отстоя . . . 82 233 Следы—600 360 1640 39 880
После отстоя . . 26 156 Не обнаружен Следы 150 145С0
1 В табл. 1 из многочисленных определений приведены максимальные количества за исключением температуры и рН, где указаны минимум и максимум.
2 Гигиена и санитары, № 6
5
Из табл. 1 видно, что хотя отстой (2—3-часовой) и 'влияет на состав стоков в значительной степени, но тем не менее они и после отстоя должны быть отнесены с санитарной точки зрения к весьма загрязненным. За это говорит их все еще высокая окисляемость (до 374 мг/л 02), БПК (до 133 мг/л 02), большой сухой остаток (до 14,5 г/л). Положительная роль отстоя особенно заметна по отношению к рН (от 2,8 до 8,4 в неотстоявшихся стоках и от 6,3 до 8,1 в отстоявшихся) и к содержанию меди, которая не была обнаружена после отстоя.
Необходимо, однако, отметить, что отстой свыше 2—3 часов, как бы долго он ни продолжался, как правило, не оказывает никакого влияния на дальнейший состав стоков. Последние продолжают сохранять свой весьма неприятный навязчивый запах, распространяющийся далеко за пределы источника его возникновения (7 км и больше). Бактериологические анализы показали, что стоки в большинстве стерильны или дают на обычных средах рост лишь единичных колоний.
В течение 1940—1941 гг. нами были поставлены многочисленные опыты по улучшению состава стоков. После предварительной нейтрализации их подвергали, например, продолжительной аэрации путем накачивания воздуха, пропускали через фильтры, загруженные разными материалами (песком, туфовой щебенкой), обрабатывали активированным углем, гилем (глина). Однако результаты всех этих опытов неизменно оказывались отрицательными, т. е. не давали дальнейшего улучшения состава стоков.
Мы решили прибегнуть к биологическому способу обезвреживания стоков, для чего установили 4 фильтра, один из которых изображен на рис. 1.
Фильтр состоит из двух вставленных друг в друга каменно-керамиковых труб диаметром 150 мм. Общая рабочая высота, таким образом, составляет около 1,8 м. В качестве загрузочного материала принята щебенка артикского туфа диаметром 30—40 мм
Орошение производилось периодически из расчета 1 объем стока за сутки на 2 объема загрузочного материала.
После предварительной нейтрализации и отстоя стоки пропускались через упомянутые фильтры последовательно, т. е. фильтрат первого пропускался через второй фильтр и так через все 4 фильтра. Химические анализы (ввиду большого количества проб ограничивались в большинстве случаев определением окисляемости) показали, что фильтраты по своему составу не отличаются существенно от состава первоначальных стоков. Эти результаты оставались неизменными независимо от продолжительности фильтрации. Бактериологические анализы показали, что и в этом случае фильтраты продолжают оставаться .стерильными или дают на обычных средах рост единичных колоний нитевидных бактерий, Дальнейшие опыты имели целью вызвать биологические процессы на фильтрах, для чего мы, с одной стороны, прибегли к разбавлению химически загрязненных стоков фекальными, с другой — подготовили один из фильтров путем пропуска в течение 3 дней сильно загрязненной речной воды. Бактериологические анализы показали, что при разбавлении химически загрязненных вод с фекальными стоками в соотношении 1 : 1 посевы на обычных средах дают рост многочисленных колоний. Нужно было думать, что такие разбавленные стоки при пропуске через
1 Щебенка артикского туфа была испытана в качестве загрузочного материала для биологических фильтров еще в 1937 г. с вполне положительными результатам« (см. статью Н. Б. Акопян в журнале «Гигиена и санитария», № 9, 1940).
Рис. 1. Фильтр
фильтры должны были дать лучшие результаты. Что касается предварительного пропуска через один из фильтров речной воды, то имели в виду добиться этим сначала «созревания» фильтра и потом уже пропустить неразбавленные химически загрязненные стоки после их нейтрализации и отстоя. Третий фильтр предназначался для фильтрации фекальных стоков и его рассматривали как контрольный.
Результаты опытов представлены в виде кривых, показывающих снижение окисляемости в процентах (рис. 2). Падение окисляемости как
Процент снижения окисляемости стоноЗ Условные обозначения
----С.К с фен I 3
-фен стони 1
— __ С И после подготовки фильтра
'дет ? 3
v.
| ISO
5 6 7 8 9 W II ¡2 13 И И >6 П И 13 20
2. Процент снижения окисляемости стоков
фекальных вод, так и химически загрязненных, разбавленных фекальными в соотношении 1 : 3, составляет на 6—7-й день после начала фильтрации 77%, причем в дальнейшем процент этот постепенно падает. Процент снижения окисляемости фекальных стоков доходит на 12-й день до 61, а разбавленных химически загрязненных — до 37.
Фильтр, через который предварительно пропускалась сильно загрязненная речная вода в течение 3 дней, дает резкое снижение окисляемости неразбавленных химически загрязненных стоков (на 77%). Однако уже на 7-й день это снижение составляет лишь 27%. Очевидно, дальнейшее нарастание величины окисляемости после ее резкого падения в первые дни нужно было приписать какому-то новому явлению, возникшему в процессе работы фильтров и действовавшему со все1 нарастающей силой. Нам, однако, было непонятно падение (правда, не столь резкое) окисляемости фильтрата фекальных стоков.
Производя дальнейшие исследования химически загрязненных стоков, мы обнаружили в них значительные количества активного хлора. Был обнаружен активный хлор и в фекальных стоках (эти стоки брались нами для опытов из смотрового колодца дворовой канализации медицинского института, содержание активного хлора в них объяснялось тем, что уборные дезинфицировались большими количествами хлорной извести). Чтобы исключить действие активного хлора на работу фильтров, ' он был связан раствором гипосульфита |(Ма252Оз).
Те же опыты при новых условиях дали ожидаемые результаты лишь по отношению к фекальным стокам. Что касается химически загрязненных стоков (разбавленных с фекальными), то резкое снижение окисляемости неизменно сменялось постепенным ее повышением. Анализы необработанных и обработанных химически загрязненных стоков показали,
что при отсутствии активного хлора в необработанных стоках он появлялся в фильтратах и в дальнейшем его количество нарастало с каждым днем по мере фильтрации все новых количеств стоков. Было ясно, что этот активный хлор выделяется на фильтрах. Действительно, промывка фильтров водопроводной водой обнаружила значительные количества активного хлора в промывных ¡водах, причем после такой промывки работа фильтров полностью восстановилась.
Одновременно с этим было установлено появление в свежих стоках активного хлора после его предварительного связывания, однако это имело место лишь по истечении многих дней. Фильтры, таким образом, лишь ускоряли этот процесс выделения активного хлора, который, видимо, подавлял, а потом и останавливал всякие биологические процессы. Для обеспечения непрерывности процесса обезвреживания стоков путем фильтрации пришлось связывать адсорбирующийся на фильтрах активный хлор периодической промывкой фильтров раствором гипосульфита.
Ниже приводится таблица химического состава стоков до и после их фильтрации при этих условиях (табл. 2). Она показывает значительное улучшение состава химически загрязненных стоков синтетического каучука «Совпрен» после биологической обработки, которой должны предшествовать их нейтрализация и разбавление фекальными стоками, а при наличии активного хлора— и предварительное связывание последнего.
Таблица 2. Химический состав фильтратов смеси вод синтетического каучука и фекальных в соотношении 1:1 при повторных фильтрациях
(при периодических промывках фильтров гипосульфитом) в мг/л
мн3 N2©, Окисляе-мость Активный С1 НСО3 СГ СаО Суя о о. с га О га К И о после » прокала о 1 -л 0» потеря от о прокала к
До фильтра . . . 0,002 193.5 0,74 2'3,0 8 000 149 13 320 12 504 816
После фильтра 1 . 1,0 0,1 31,0 17,0 155,5 1 600 119 270-) 2 548 156
. . 2 Следы 0,05 31,0 2,9 110.4 600 73 946 8,0 56
3 0,05 23,9 1.0 164,1 200 22 514 434 80
• < Нет 0,01 23,2 1,47 180,5 2 0 22 444 388 56
. . С , 1 5,0 0,01 85,1 10,3 184,2 5 010 293 9 422 8 870 552
. ' . 2 2.5 0.2 23,2 2,9 110,4 2 000 149 3 384 3 148 236
. 3 Нет 0,01 23,2 2,95 145,8 200 35 782 724 58
4 • 0,01 23,2 — 135,4 400 22 554 452 102
1 10,0 0,1 139,3 Нет 172,0 6 800 246 11 756 11 518 238
. . 2 Нет 0,2 54,2 7,38 94,5 3 200 344 5 440 5 106 374
3 Следы 0.1 31,0 — 118,9 1000 89 1 694 1 578 116
4 Слабые 0,05 92,9 Нет 90,3 200 27 842 740 102
следы
.1 Нет 0,1 116,0 7,38 190,0 8 200 206 13 066 12 776 280
2 2,5 1,0 61, е — 105,5 5 800 355 9 782 9 130 652
3 Слабые 0,1 85,9 Нет 53,1 2 000 203 3 766 3 510 256
следы
4 То же 0,05 31,0 7,38 57,3 200 65 1054 1 020 34
. ' 1 25,0 0,2 100.6 _ 221,4 8 200 184 13 818 13 488 330
? 5,0 0.5 116,0 Нет 28,6 6 600 313 11 894 11 510 384
3 1,0 0,2 38,7 2,95 49,4 ЗСОО 306 5 806 5312 494
4 0,1 0,15 31,0 7,38 20,7 200 162 1 882 1 788 94
1 25,0 0.1 16Э.5 Нет 205,5 8 100 166 13 386 13 158 248
2 2,5 1,0 85,9 18,45 61,5 7 50'.) 311 126*4 12 2с6 348
3 0,5 0,2 51,2 9,6 24,6 4 500 — 8 852 8 338 514
.4 — 31,0 3,69 8,2 1 200 276 2 838 2 728 110
Достигнутые результаты дают нам основание утверждать, что мы имеем дело с действительным обезвреживанием. За это говорят не только результаты химического анализа стоков, но и, что очень важно, органолептические свойства последних: навязчивый запах, столь характерный для них, исчезает полностью и окончательно. Фильтрат совершенно прозрачен, бесцветен и при долгом стоянии (1—3 месяца) не дает заметного осадка. При посевах на агар-агар через 24 часа при температуре 37° появляются многочисленные колонии бактерий.
Необходимо признать, что периодическая промывка фильтров раствором гипосульфита осложняет процессы обезвреживания. Удаление иэ сырых стоков продуктов, содержащих активный хлор, значительно упростило бы эти процессы. Среди всех возможных соединений, которые находятся в производственных стоках синтетического каучука хлор-4-бу-тадиен-1,2 (СН2-С-СН-СН2С1) и 2,4-дихлор-2-бутен (СН3-СС1-СН-СН2С1), как побочные продукты при получении хлоропрена могут явиться источниками выделения активного хлора. Эти продукты попадают в стоки и теряются в результате несовершенства технологических процессов. Нужно думать, что в ближайшем будущем продукты, содержащие активный хлор, или вовсе исчезнут из стоков синтетического каучука, или их количество будет сведено к минимуму.
В. А. НИКИТИНА
Определение мутности воды фотонефелометром Коркина
Из Ленинградского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института
Фотоэлектрический метод определения концентрации мутных сред и взвесей имеет большое распространение в современной химии. Этот метод отличается большой простотой и дает возможность в ряде случаев заменить громоздкие химические методы количественного определения. Точность метода вполне достаточна для большинства практически:! задач.
Все предложенные и описанные в литературе фотонефелометры конструктивно отличаются друг от друга, в зависимости от их назначения, но в основном делятся на два типа. К первому типу относятся приборы с простыми схемами и одним фотоэлементом. Ко второму типу относятся приборы со сложны.ми диференциальны'ми схемами, двумя и больше фотоэлементами, подобранными таким образом, чтобы фототоки при равных условиях освещения были равны. Для соблюдения этого условия фотоэлементы должны быть совершенно идентичными. Точность приборов второго типа при соблюдении условия идентичности фотоэлементов в 3—З'/г раза выше, чем приборов первого типа.
Рабочая модель фотонефелометра И. С. Коркина относится к первому типу приборов. Схема его устройства показана на рисунке.
Ток от аккумулятора проходит последовательно через реостат и лампу. Фотоэлемент соединен с гальванометром.
Измерение мутности в данном приборе производилось нами методом сравнения. Эталоном сравнения служила дестиллированная вода. Путем регулировки реостата устанавливалось условно постоянное напряжение для электрической лампочки, которое для дестиллированной воды давало максимальное значение фэтотока, равное 100 делениям гальванометра. Напряжение является условно постоянным, так как оно зависит оа ряда условий: 1) количества света (размера диафрагмы); 2) формы и
