Файл: Левенко, П. И. Поверхностноактивные вещества в кожевенной и меховой промышленности.pdf

Для нормального развития микроорганизмов в воде, кроме ор­ ганических веществ, необходимы биогенные элементы — азот, фос­ фор, калий. Кроме этих элементов, требуются магний, кальций, сера, железо и другие, присутствие которых, как правило, обеспечи­ вается сточными водами любого состава. Недостаточное количество биогенных элементов тормозит биохимическое окисление органиче­ ских веществ, так как в этих условиях новый прирост микроорга­ низмов может быть только после выделения биогенных элементов в среду в результате отмирания микроорганизмов. Искусственное питание среды биогенными веществами стимулирует рост микро­ организмов и синтез новых клеточных образований.

Природные органические вещества, поступая со сточными во­ дами в очистные сооружения канализации и в водоемы, подвер­ гаются минерализации под действием микроорганизмов.

Химическое строение применяемых в настоящее время синтети­ ческих поверхностноактивных веществ значительно отличается от химического строения природных органических веществ. С этим связано их замедленное биохимическое окисление. Особенностью синтетических поверхиостноактивных веществ является их способ­ ность образовывать пену в водных растворах, сохраняющуюся в той или иной степени при прохождении через очистные соору­ жения.

Попадая в водоемы неполностью окисленными, ПАВ образуют пеиу, у воды появляются привкус и запах. Синтетические поверх­ ностноактивные вещества вредно влияют на живые организмы как непосредственно, так и косвенно в результате изменения кисло­ родного режима природных вод и разрушения планктона — основ­ ной кормовой базы живых организмов.

Трудности работы систем водоснабжения из-за загрязнения во­ доемов и все возрастающего применения в быту и в промышлен­ ности синтетических поверхностноактивных веществ и моющих средств вызвали необходимость проведения широких исследований и организационных мероприятий по очистке сточных вод. Исследо­ вания проводили комплексно: изучали влияние синтетических по­ верхностноактивных веществ и моющих средств на процессы очистки сточных вод, условия разрушения ПАВ в водоемах, их влияние на показатели качества воды, устанавливали предельно допустимые концентрации ПАВ в водоемах, используемых для во­ доснабжения и для разведения рыб.

Установлено влияние на процессы очистки сточных вод, на со­ став воды в водоемах и живые организмы сульфонола, азолята А, некаля, алкилсульфоната, алкилсульфата, моющих средств, препа­ ратов ОП-7, ОП-Ю и др.

По степени биохимического окисления синтетические поверх­ ностноактивные вещества делят на биохимически «мягкие», биохи­ мически «жесткие» и промежуточные. Для биохимически «мягких» веществ, разрушающихся в аэротенках более чем на 80% без ухуд­ шения показателей очистки воды, характерно увеличение потребле­ ния кислорода пропорционально увеличению концентрации ПАВ.

139

Для биохимически «жестких» веществ потребление кислорода снижается или остается неизменным при увеличении исходной кон­ центрации ПАВ. Ряд веществ занимает промежуточное положение между биохимически «мягкими» и «жесткими».

Из изученных веществ биохимически промежуточными являются алкилсульфонат, сульфонол НП-3 и алкилсульфат. Для массового применения в народном хозяйстве в качестве моющих средств ре­ комендуются только биохимически «мягкие» вещества. Расши­ ряется их ассортимент для полной замены «жестких» ПАВ.

Из анионактивных веществ при биохимических процессах наибо­ лее полно и быстро разрушаются алкилсульфаты (ТМС, «Про­ гресс») и алкилсульфонаты. Эти вещества начинают влиять на биохимические процессы очистки сточных вод при концентрациях более 40 мг/л. В первую очередь затормаживается процесс нитри­ фикации и особенно его вторая стадия — образование нитратов. Биохимически окисляется и смачиватель сульфорицинат, относя­ щийся к группе сульфатированных масел и'эфиров.

При концентрации 15 мг/л сульфонол НП-3 окисляется в аэро­ тенках на 76%. Сульфонол НП-3 заметно не влияет на биохимиче­ ские процессы очистки сточных вод: он снижает прирост активного ила по сравнению с приростом ила в контрольном аэротенке, по­ этому допустимая концентрация его — 20—30 мг/л.

Установлено, что неионогенные вещества частично разрушаются в процессе биохимической очистки сточных вод. Нет оснований предполагать, что эти вещества полностью окисляются, так как они состоят из смесей различных фракций полимеров и гомологов, часть которых вообще не окисляется. Степень окисления веществ зависит от длины гидрофильной цепи полиэтиленгликоля, от ее по­ ложения в молекуле и характера соединения с гидрофобной группой.

' Опыты показали, что при концентрации 10 мг/л неионогенного препарата ОС-20 эффективность очистки сточных вод в аэротенке не снижается, количество удаленного препарата составляет 50— 53%. Увеличение концентрации вещества до 20 мг/л повышает БПК очищаемой жидкости. Концентрация препарата при этом сни­

жается до 65%.

В соответствии с результатами исследований допустимые кон­ центрации препаратов ОС-20 при биохимической очистке сточных вод не должны превышать 20 мг/л.

Степень распада различных анионактивных веществ в процессе сбраживания неодинакова. Наиболее слабый распад (не более 30— 40%) характерен для сульфонолов. Алкилсульфат распадается почти полностью, а хлорный сульфонол — наполовину. С увеличе­ нием концентрации анионактивных веществ в осадке уменьшается их степень распада. За счет снижения загрузки метантенка можно несколько увеличить степень распада анионактивных веществ.

Влияние синтетических поверхностноактивных веществ на вод­ ные организмы изучалось Государственным научно-исследователь­ ским институтом озерного и речного рыбного хозяйства. В опытах

140

/

с рыбами и молодью рыб устанавливали границы действия ПАВ и их предельно допустимые концентрации.

Рекомендованы следующие предельно допустимые концентра­ ции ПАВ, мг/л:

Скорость распада анионактивных веществ в природных водо­ емах определяется их свойствами и химической структурой, а также физико-географическими условиями водоема, характером водооб­ мена и химическим составом воды.

Применяемые в кожевенной и меховой промышленности синте­ тические поверхностноактивные вещества изучены не полностью. В основном они являются биохимически стойкими с ограниченной способностью к окислению в процессе очистки сточных вод;

Аналитическая характеристика сточных вод предприятий по производству. жестких кож дана в табл. 42 и кож для верха обуви — в табл. 43.

Т а б л и ц а 42

141

Т а б л и ц а 43

Очистка сточных вод усложняется при производстве кож ком­ бинированного дубления, при котором используются синтаны. По­ требности кожевенной промышленности в дубителях удовлетво­ ряются танидными дубильными экстрактами и синтанами.

При выработке указанных продуктов используют в основном отходы лесной, деревообрабатывающей и химической отраслей про­ мышленности. Неоднородность перерабатываемого сырья, особенно отходов химической промышленности — смесей технических фено­ лов,— затрудняет синтез дубителей и устранение из их состава сво­ бодных фенолов. Поэтому иногда в сточных водах дубильно­ экстрактовых заводов и кожевенных предприятий содержатся сво­ бодные фенолы в количестве, превышающем требования к чистоте водоемов. Содержание свободных фенолов не должно превышать 0,001 мг/л воды. В некоторых случаях сточные воды кожевенных заводов, содержащие свободные фенолы, вывозят специальным транспортом в места захоронения.

В связи с этим в ЦНИИКП работают над устранением указан­ ного недостатка.

В настоящее время промышленность вырабатывает некоторые дубители, в составе которых практически отсутствуют свободные фенолы, например синтаны БНС, № 9 и др. Количество их состав­ ляет примерно 30% от объема производства дубителей. Эти син­ таны получают на основе диоксидифенилсульфона, р-нафтола и нафталина.

Разработаны методы синтеза новых дубителей, например № 1,

142