Файл: Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология учебник.pdf

пают высушенным в естественных условиях. Добавка ре­ агентов приводит к ряду ограничений в использовании таких осадков: их целесообразно вводить только в кис­ лые почвы. В результате отмывки мелкой фракции осад­ ка и растворенных компонентов, а также добавки ре­ агентов в осадке остаются вещества в относительно ма­ лодоступной форме для растений. Такой осадок вносят в почву задолго до предполагаемого его действия, чтобы обеспечить предварительный гидролиз сложных веществ в естественных условиях.

Осадок, термически высушенный, наименее ценен как удобрение из всех перечисленных видов осадков, однако это не исключает возможности и целесообразности его использования.

Кроме применения осадков в качестве удобрения воз­ можны и иные пути их утилизации. Так, эксперимен­ тальным путем установлено, что активный ил, высушен­ ный и специально подготовленный, полезен в качестве до­ бавки в корм животным, поскольку в иле находится в относительно большом количестве витамин В12. Ил в ка­ честве подкормки используют для таких животных, мя­ со которых не идет в пищу человека. Положительные ре­ зультаты получены при подкормке норок. Высушенные осадки могут быть также использованы в качестве ис­ ходного сырья при полукоксовании.

Г л а в а X V

ОБРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ИКОНТРОЛЬ ПРОЦЕССОВ

§104: Методы обработки и очистки производственных стоков

Ввысокоразвитых в техническом отношении

странах общее количество производственных сточных вод значительно превышает количество бытовых стоков. Характер и степень очистки производственных стоков определяется не только их составом, но и выбором даль­

207

Состав производственных сточных вод определяется видом производства и принятой технологической схемой.

Разнообразие состава производственных сточных вод очень велико, так как количество имеющихся видов сто­ ков приблизительно соответствует числу видов производ­ ства. Это обстоятельство определяет различные методы очистки, которые условно можно подразделить на три категории: подготовительная очистка, извлечение приме­ сей и деструктивная очистка.

Задачей подготовительной очистки является конди­ ционирование сточных вод для обеспечения возможно­ сти их транспортирования и дальнейшей очистки. Здесь применяются такие методы, как нейтрализация кислых или щелочных вод, удаление взрывоопасных газов, охлаждение горячих вод, смешение цеховых стоков в це­ лях усреднения состава и сглаживания пиковых концен­ траций примесей.

Под методами извлечения примесей понимаются лю­ бые методы очистки, сопровождающиеся выделением за­ грязнений из воды в виде твердой, жидкой или газооб­ разной фазы. К методам извлечения относятся: седимен­ тация, флотация (как разновидность седиментации), по­ будительная седиментация под действием коагулянтов и флокулянтов, отдувка газов, экстракция, отгонка с па­ ром (эвапорация), адсорбция, фильтрация и ряд других. Частным случаем методов извлечения являются такие, при которых определенная фаза сконцентрированных в малом объеме примесей возвращается в производство как ценный продукт. Эта разновидность методов извле­ чения может быть названа регенеративной. Из всех -ме­ тодов извлечения регенеративный метод наиболее целе­ сообразен, поскольку приводит к снижению общих за­ трат иа стоимость продукции и обработку сточных вод.

Методы деструктивной очистки воды включают такие способы обработки, при которых происходит разрушение первоначальных загрязнений окислением или восстанов­ лением с последующим удалением части продуктов ре­ акции в виде осадков или газов. К деструктивным мето­ дам можно отнести: хлорирование, озонирование, обес­ цвечивание окрашенных растворов водородом (в момент выделения), окисление под давлением, биохимическое окисление в аэробных и анаэробных условиях.

.Методы обработки и очистки производственных сто­ ков имеют общую основу с некоторыми методами очист-

208

ки городских стоков. Очистка производится в аналогич­ ных . по конструкции сооружениях, технологические процессы описываются, теми же закономерностями, учи­ тывающими, однако, специфику обрабатываемых стоков, управляются и контролируются по одним и тем же прин­ ципам. В связи с этим в данном разделе будут кратко рассмотрены только такие методы, которые, как прави­ ло, для обработки городских стоков не применяются.

§ 105. Подготовительная очистка и контроль процессов

Усреднение сточных вод — метод, используе­ мый для выравнивания концентраций загрязнений и ре­ акции среды при спуске щелочных и кислых стоков. Ем­ кость усреднителей обычно соответствует 4—12-ч прито­ ку. Для предотвращения выпадения осадка усреднители часто оборудуют мешалками. Иногда для этой цели по­ дают воздух с интенсивностью не менее 2—5 м3/м2-ч.

Повседневный контроль работы усреднителя обеспе­ чивается определением одного-двух показателей, напри­ мер величины рН среды, перманганатной окисляемости, вида специфического загрязнения. Целесообразно ис­ пользование экспресс-методов. Наиболее надежно конт­ роль достигается применением автоматических измери­ телей качества воды.

По общему графику отбора среднесуточных проб 1 — 2 раза в 10 дней производится полный анализ воды на входе в сооружение и на выходе из него, позволяющий, оценить возможность и эффективность работы усредни­ теля и последующих сооружений.

Нейтрализация сточных вод осуществляется чаще все­ го известковым молоком, если воды кислые, и раствором соляной кислоты, если воды щелочные.

В конкретных случаях для каждого производства эти рекомендации служат только исходным пунктом для со­ ставления схем обработки воды. В качестве нейтрали­ зующих агентов могут быть использованы многие хими­ ческие вещества. Наиболее удачными являются решения, предусматривающие использование в качестве реагентов отходов производства.

Процесс нейтрализации контролируют путем регист­ рации величины рН среды на выходе из нейтрализатора. Системы автоматики позволяют связать регистрацию ве-

личины рН с работой дозирующих устройств, чем обес­

§106. Методы извлечения загрязнений

иконтроль процессов

Удаление масел, нефтепродуктов и примесей,

удельный вес которых меньше, чем у воды, чаще всего осуществляется путем седиментации, а также седимен­ тации с последующей сорбцией. Легкие примеси седиментируют вверх и удаляются из сооружения специаль­ ными сборными устройствами, например подвижными желобами.

Улавливание нефти может быть отнесено к методам регенеративным, поскольку собранная в нефтеловушках масса направляется в общий сборник нефти.

Контроль работы нефтеловушки включает учет коли­ чества обработанной воды, уловленной нефти, образую­ щегося осадка, эффекта работы сооружения по резуль­ татам санитарно-химического анализа воды и расхода электроэнергии.

Флотация — метод побудительной седиментации, применяемый для удаления примесей с удельным весом, меньшим, чем у воды, преимущественно таких, которые легко образуют устойчивую пену с пузырьками воз­ духа.

Контроль процесса флотации -аналогичен контролю процессов седиментации, но включает определение пара­ метров, специфичных для этого метода. Так, фиксирует­ ся общее и удельное количество воздуха, подаваемого во флотатор, давление, под которым воздух вводится в со­ оружение, объем образующейся пены и ее состав.

Из химических характеристик чаще всего определя­ ется изменяемый показатель, например концентрация удаленных во флотаторе СПАВ; общий анализ воды про­ водится, как обычно, 1—2 раза в 10 дней.

Адсорбция многих примесей производственных сто­ ков эффективно проходит на активированном угле. Кро­ ме активированного угля в качестве сорбентов находят применение глины, торф, опилки, зола, ионообменные смолы и др.

210

Адсорбцию осуществляют в статических и динамиче­ ских условиях. В первом варианте сорбент в виде крош­ ки или порошка вводится в очищаемую воду. После опре­ деленного времени контакта смесь отстаивается. Второй вариант предусматривает фильтрацию обрабатываемой воды через слой сорбента.

1 кг сорбента. Эта величина обусловливает общий рас­ ход сорбента, а следовательно, одну из основных статей эксплуатационных расходов на очистку. Отнесенная ко времени процесса величина сорбционной способности позволяет определить объем сорбционных колонн.

Наиболее сложной частью сорбционного процесса является регенерация сорбента. Затраты на регенерацию оказываются настолько высокими, что исключают воз­ можность применения сорбционного метода очистки.

Разновидность сорбционного метода — ионный обмен.

очистки. В качестве реагентов чаще всего применяют со­ ли трехвалентного железа и алюминия, известь, поли­ мерные флокулянты. Реагентную очистку используют при обработке сточных вод абразивных заводов, предприя­ тий текстильной промышленности, нефтехимических про­ изводств, предприятий черной и цветной металлургии и многих других.

При контроле процесса особое внимание уделяется соблюдению оптимальных условий коагуляции и флокуляции и введению минимально возможных доз коагу­ лянтов в целях снижения стоимости очистки.

Седиментация под действием центробежных сил —

один из видов побудительной седиментации. Этот метод осуществляется в гидроциклонах (открытых или напор­ ных) для выделения взвесей с удельным весом больше 1 г/см3.

Аэрация — метод десорбции газов из жидкости при продувке ее воздухом. При продувке воды происходит выделение в газовую фазу веществ с низкой величиной парциального давления, а также химическое окисление некоторых примесей. Путем аэрации из воды удаляют се­ роводород, аммиак, углекислоту, сернистый газ, орга­ нические легкокипящие растворители и др.

Эвапорация — метод десорбции газов и легколетучих веществ из сточной воды и переход их в вводимый в воду острый пар.

§ 107. Деструктивные методы очистки

Из деструктивных методов первое место принадлежит биологическим способам очистки.

С помощью микроорганизмов удается минерализо­ вать огромное большинство органических и разрушить ряд неорганических веществ.

Считается установленным тот факт, что многие стоки обрабатываются гораздо легче и эффективнее, если их очистка осуществляется совместно с бытовыми стоками. Вот почему наиболее часто встречающаяся схема очист­ ки сточных вод включает локальную очистку производ­ ственных стоков с последующей доочисткой их совмест­

а вторая — аэробное окисление в аэротенках. В част­ ности, такое решение рекомендовано для очистки стоков производства антибиотиков и фабрик первичной обра­ ботки шерсти.

В целях интенсификации процессов биохимического окисления разрабатываются способы окисления в аэро­ тенках, снабжаемых чистым кислородом (окситенках). По экспериментальным данным в окситенках процесс ускоряется в 3—4 раза.

Предложены конструкции, в которых можно поддер­ живать более высокую концентрацию ила, чем в аэро­ тенках городских станций, что и обусловливает увеличе­ ние их производительности. К таким конструкциям мож­ но отнести аэротенки-отстойники и фильтротенки.

. Интересными разновидностями сооружений биоочист-. ки являются биодиски, аэротенки со спиральным движе­ нием воды и аэротенки большой высоты (до 20—30 м).

Работу биоокислителей, установленных на промыш­

212