Файл: Грушко, Я. М. Сточные воды гидролизных заводов и санитарная охрана водоемов.pdf

C.X EMA 4

При этом процессе производства образующиеся пары фурфурола направляются в аппарат, состоящий из двух колонн. Образующиеся в процессе технологии производ­ ства побочные продукты (кубовой остаток, ацетон и др.) уничтожаются сжиганием.

В настоящее время существует две схемы производства фурфурола путем переработки фурфуролсодержащего концентрата: 1) проектная и 2) схема на действующих заводах.

По проектной схеме предусмотрено более полное из­ влечение фурфурола из конденсата паров самоиспарения. По схеме действующих 'заводов часть загрязнений, в том числе фурфурол, в большем количестве попадает в сточные воды. Для уменьшения количества поступаю-

6

Таблица 5. Количество сточных вод и степень их загрязнения в производстве фурфурола по проектной схеме и по схеме действую­ щих заводов

Количество на 1 т асд '

тон, фурфурол, метанол и кубовой остаток сжигаются. Таким образом, по проектной схеме производства фур­ фурола основным источником загрязнения сточных вод является последрожжевая бражка, с которой вносится 87,1% органических веществ по БПК5. Вторым источни­ ком загрязнения является лютер основной фурфурольной колонны, с которым в стоки попадает 10,7% орга­

нических веществ по БПК5Уменьшение загрязнений сточных вод. Количество

образующихся загрязнений, приходящихся на 1 т пере­

смесь древесины лиственных и хвойных пород, количест­

1 Асе — Абсолютно сухое сырье.

27

во загрязнений промышленных стоков по БПКй состав­ ляет около 18 т в сутки. В то же время органические вещества, находящиеся в гидролизате, используются даже при комплексной схеме переработки лишь на 80— 85%. Наличие такого явления подсказывает возмож­ ность уменьшения загрязнения промышленных стоков за счет введения новьщ технологических приемов, кото­ рые должны быть направлены на повышение выходов основной продукции за счет более интенсивного исполь­ зования органических веществ. Наиболее концентриро­ ванным стоком, содержащим основное количество за­ грязнений, является последрожжевая бражка. Она со­ держит до 85—9.5% всех загрязнений. Необходимо снизить загрязненность последрожжевой бражки и уменьшить объем стока.

Снижение количества последрожжевой бражки, сбра­ сываемой в канализационную сеть, достигают путем применения рециркуляции, частично или полностью за­ меняя воду, вводимую в технологический процесс. Боль­ шое количество воды вводится на процесс гидролиза: 13—16 модулей по отношению к весу перерабатываемого асе. В табл. 6 приведены данные о возможности примене­ ния водооборота на гидролизных заводах на примере, взятом из баланса гидролизно-дрожжевого завода.

Таблица 6. Возможность применения водооборота на гидролизных заводах

Из данных табл. 6 видно, что количество вводимой в

технологический процесс воды можно уменьшить до 10 м3 на 1 т асе. До этой же величины снизится и объем последрожжевой бражки, сбрасываемой в канализацию.

Кроме уменьшения количества стоков, происходит снижение их загрязненности.

28

Частичная замена воды, применяемой для гидролиза последрожжевой, бражки, основана на предположении, что бражка, проходя гидролиз-аппарат, облагораживает­ ся. Очевидно, целлолигнин или лигнин, имеющийся в гидролиз-аппарате, абсорбирует некоторое количество органических веществ. Под воздействием кислой среды и высокой температуры органические вещества претер­ певают химические превращения. Часть этих веществ разрушается, другие вещества превращаются в вещест­ ва, доступные для утилизации их дрожжами. Но в по­ следрожжевой бражке всегда остается некоторое коли­ чество веществ из числа тех, которые могут использо­ ваться дрожжами. Эта особенность биохимического про­ цесса объясняется тем, что в субстрате необходимо иметь концентрацию веществ выше, чем она имеет ме­ сто внутри дрожжевой клетки, иначе питательные веще­ ства не смогли бы проникнуть внутрь дрожжевой клетки.

Замечено, что при любом виде рециркуляции бражки (возврат на гидролиз или разбавление сусла) остаточ­ ная концентрация редуцирующих веществ повышается, но в меньшей степени, чем это должно было произойти в соответствии с величиной коэффициента рециркуля­ ции. Объем же стока за счет рециркуляции уменьшается.

Замена воды, применяемой для разбавления сусла перед выращиванием дрожжей, должна осуществляться на заводах, специализированных по выпуску дрожжей или по выпуску дрожжей и фурфурола. На этих заводах имеет место высокая начальная концентрация редуци­ рующих веществ (2,5—3,5%). Выращивание же дрож­ жей при современных конструкциях дрожжераститель­ ных аппаратов может осуществляться при концентрации 1,6—2%, поэтому для снижения концентрации редуци­ рующих веществ к суслу или в дрожжерастительный аппарат добавляют воду. Замена разбавляющей воды последрожжевой бражкой позволяет уменьшить коли­ чество стока при одновременном снижении абсолютного количества загрязнений.

В настоящее время вытяжку суперфосфата или рас­ твора питательных солей (суперфосфата, сульфата аммо­ ния и хлористого калия) приготовляют с применением воды. Предполагается заменить воду последрожжевой бражкой, что уменьшит на соответствующую величину количество стока.

29

При приготовлении известкового молока на последрожжевой бражке, кроме уменьшения количества стока, наблюдается заметное снижение значения БПКб (при­

мерно на 30—4О°/о),'БПК2о и ХПК.

Для примера приводится расчет ожидаемого сниже­ ния загрязнений по БПК5 в случае применения всех пе­ речисленных выше мероприятий.

Из 1 т древесины хвойных пород проектируется полу­ чить в сусле 465 кг редуцирующих веществ. При кон­ центрации разбавленного водой сусла в пределах 1,6— 2% количество его будет равно 0,465. Исходя из предпо­ ложения, что при гидролизе заменяется 30% воды браж­ кой и что в процессе гидролиза и последующего выра­ щивания дрожжей количество загрязнений снижается на 60%, получим уменьшение загрязнений по БПК5 в раз­ мере.15 кг на 1 т асд. Кроме того, снизится на 5—10% количество" загрязнений за счет отказа от применения воды для разбавления сусла (возврат бражки).

Суммарное уменьшение загрязнений последрожжевой бражки ожидается на 23—28%. 1

Кроме рециркуляции последрожжевой бражки, имеет­ ся возможность несколько снизить загрязненность за счет других мероприятий. Так, на заводах, вырабаты­ вающих спирт, можно уменьшить сброс дрожжей в ка­ нализацию с осадком, отбираемым из бродильных ча­ нов. В процессе спиртового брожения образуется избы­ точное количество дрожжей, которые отмирают и оседают на дно бродильного чана. Установлено, что если отбирать из системы избыточные дрожжи, создав равновесие (количество отбираемых дрожжей равно приросту), то тогда в осадке будут содержаться только гипс и лигнин, а дрожжи будут отсутствовать. Осадок в этом случае необходимо присоединить к шламу, отбирае­ мому из отстойников нейтрализата. >

Лютер, отбираемый из спиртовой колонны, содержит органические кислоты, и его можно использовать для выращивания дрожжей. Для этого лютер должен быть присоединен к послеспиртовой барде. На заводах целе­ сообразно использовать лютер основной колонны для выращивания дрожжей или передать его, как и лютер спиртовой колонны, на процесс гидролиза взамен воды.

Общим для всех заводов является необходимость соблюдения правила предварительного вытеснения жид­ кости из пластинчатых теплообменников перед их чист-

30

кой. Целесообразно установить бак для сбора отрабо­ танной щелочи с расчетом организации постепенного ее спуска. Это позволит уменьшить расход реагента для нейтрализации сточных вод и избежать «залпового сброса» отработанной щелочи. Необходимо также, как это предусмотрено проектами, направлять на переработ­ ку в фурфурольний цех все фурфуролсодержащие кон­ денсаты. До сих пор иногда конденсат от вакуум-охла­ дительной колонны, охлаждающей нейтрализат, сбрасы­ вают в канализацию.

На фурфурольно-дрожжевых заводах конденсат ре­ шоферов для производства фурфурола не используется.

Таким образом, применяемые в процессе производства на гидролизных заводах древесное сырье и различные реагенты способствуют образованию большого количест­ ва сточных вод, загрязненных органическими и мине­ ральными веществами. Современная технология гидро­ лизного производства дает возможность путем примене­ ния водооборота уменьшить количество сточных вод, почти полностью извлекать из них токсические вещества, снизить загрязненность растворенными и взвешенными веществами. Путем применения современных методов механической и биологической очистки возможно дове­ сти состав сточных вод до требований и норм «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1961). Вместе с тем ряд недочетов проектиро­ вания и эксплуатации очистных сооружений для сточ­ ных вод гидролизных заводов приводит к нарушению санитарных норм. Необходимы дальнейшие исследова­ ния технологов, направленные 'на возможность более полного извлечения из сточных вод в процессе производ­ ства органических и минеральных веществ. Нужно также повысить эффект очистки сточных вод и довести величины фактических показателей до проектных.

ч

Опыт строительства и эксплуатации

Первые очистные сооружения в СССР были построе­ ны в 1955 г. на Косьвинском гидролизном заводе, затем в 1956 г. на Тулунском (Э. Э. Друблянец, 1958). Они,

4были оснащены биофильтрами и вертикальными отстой­ никами. Высота загрузки была 1,7 м. Дальнейшие стан­ ции оснащались аэрофильтрами (высота загрузки 4 м)

ирадиальными отстойниками.

Внастоящее время очистные сооружения имеют 10

гидролизных заводов. На Запорожском гидролизно­ дрожжевом заводе в качестве биологического окислите­ ля применяют аэротенк. Два завода (Онежский и Архангельский) очищают сточные воды, используя спо­ собность болота окислять органические • вещества. На ряде заводов очистные сооружения находятся в стадии строительства или очистка сточных вод будет произво­ диться на общей городской станции очистки совместно с бытовыми ^и промышленными стоками соседних пред­ приятий. На этих заводах будут построены только ло­ кальные устройства для очистки. В зависимости от мест­ ных условий они будут ограничиваться устройством для нейтрализации сточных вод или будут включать и сред­ ства механической очистки (песколовки, первичные от­ стойники) .

Состав сточных вод и подготовительные мероприятия. По данным обследования, проведенного Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидролизной про­ мышленности (ВНИНгидролиз), состав сточных вод гид­ ролизных заводов колеблется в широких пределах даже для заводов, работающих по одинаковому профилю, имеющих однотипную технологию и перерабатывающих такой же вид сырья (табл. 7).

Большое различие в показателях состава сточных вод объясняется разным количеством условночистых вод, добавляемых к грязным стокам. Например, на Бирюсинском заводе почти все условно чистые воды сбрасывают­ ся в водоем помимо очистных сооружений и все показа-

32