Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

Некоторые химические вещества воздействуют на микроорганизмы, нарушая их жизнедеятельность. Так, фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсичны соли тяжелых металлов, которые по убыванию токсичности можно расположить следующим образом: Hg, Sb, Pb, Cz, Cd, Co, Ni, Cu, Fe. Ha рис. 5 показана схема биологической очистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Для их эффективного обеззараживания дозу хлора подбирают так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоем, не превышало 1000 в 1 л, а уровень остаточного хлора составлял не менее 1,5 мг/л при 30-минутном контакте или 1 мг/л при 60-минутном контакте.

Если ни один из рекомендуемых режимов хлорирования не обеспечивает обеззараживания сточных вод, прошедших биологическую очистку, необходимо увеличить уровень остаточного хлора или время контакта, установив требуемые дозы хлора в каждом конкретным случае опытным путем.

Уровень остаточного хлора в сточных водах, прошедших только механическую очистку, должен быть не менее 4,5 мг/л при 30-минутном контакте.

Обеззараживание проводят жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, получаемым на месте в электролизерах. Хлорное хозяйство очистных канализационных сооружений должно позволять увеличивать расчетную дозу хлора в 1,5 раза.

Очистка промышленных сточных вод. Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо- и мелкодисперсных (твердых и жидких) примесей. Грубодисперсные примеси обычно выделяют из сточных вод отстаиванием и флотаци-

6659

Потоки: I — прометок, II — хозяйственно-бытовой сток, III — смешанный сток, IV — биологически очищенный сток, V — выход в водоем, VI — осветленный сток, VII — сброженный сток; 1 — камера гашения скорости хозяйственно-бытового стока; 2 — здание решеток; 3 — песколовка; 4 — водоизмерительный лоток; 5 — первичные радиальные отстойники хозяйственно-бытовых стоков; 6 — камера гашения скорости промстока; 7 — водоизмерительный лоток; 8 — аэратор-смеситель; 9 — первичные радиальные отстойники промстоков; 10 — смеситель; 11 — аэротент I ступени; 12 — вторичные радиальные отстойники; 13 — метантенки; 14 — насосная осветленных вод; 15 — аэротент II ступени; 16 — третичные радиальные отстойники; 17 — нефтяной шламонакопитель; 18 — накопитель сброженного осадка; 19 — насосно-компрессорная; 20 — биологический пруд

к>

к>

Lf>

ей, мелкодисперсные — фильтрованием, отстаиванием, электрохимической коагуляцией, флокуляцией.

Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод реагентными методами — нейтрализацией кислотами и щелочами, переводом ионов в плохо растворимые формы, осаждением минеральных примесей с солями, окислением и восстановлением токсичных примесей до слаботоксичных, десорбцией летучих примесей, обратным осмосом, ультрафильтрацией, ионным обменом и флотацией, электрохимическим окислением, электродиализом. Самый распространенный химический метод очистки сточных вод — нейтрализация. Сточные воды многих производств содержат серную, соляную и азотную кислоты. Кислые стоки можно нейтрализовать фильтрацией через магнезит, доломит, любые известняки, а также смешением кислых стоков с щелочными. Часто за химической очисткой сточных вод следует биологическая очистка.

В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения и тем самым снижать потери производства. Сточные воды промышленных предприятий, в отличие от хозяйствен-но-бытовых, характеризуются высоким содержанием растворенных веществ, которые указанными способами не извлекаются. Для их удаления применяют различные методы очистки. Выбор метода зависит от того, в каком состоянии обнаружено вещество в сточной воде — в молекулярном или диссоциированном на ионы. Так, для веществ, которые находятся в воде в молекулярно-растворенном состоянии, рекомендуют сорбцию с помощью различных сорбентов, десорбцию аэрацией, обработку воды окислителями (для органических веществ). В случае диссоциации вещества на ионы методы очистки сточных вод направлены на образование малорастворимых соединений (карбонатов, сульфатов и пр.), перевод токсичного иона в малотоксичный комплекс (перевод цианидов в ферроцианиды), создание малодиссоциированных молекул при взаимодействии водородных и гидроксильных ионов, извлечение из воды ионов при электродиализе, на замену токсичных ионов безвредными при Н- и ОН-ионировании и т. п.

В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Это делают, когда в воде зафиксированы повышенное солесодержание, биологически неокисляемые органические вещества, канцерогенные соединения и др. Метод доочистки стоков выбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Так, для очистки сильноминерализованных стоков с успехом применяется метод термического опреснения, при котором дистиллят, полученный из стоков, используют как обессоленную воду.

Для органически загрязненных стоков практикуется адсорбционная доочистка в псевдосжиженном или неподвижном слое активированного угля, а для корректировки минерального состава — умягчение на ионообменных фильтрах. Адсорбционно доочищенная и умягченная вода — важный источник пополнения водооборотных систем. В такой воде отсутствуют взвешенные, органические, поверхностно-активные и другие загрязняющие вещества, а ее качество .выше, чем у охлажденной воды. К тому же умягченная вода не требует продувки водооборотных систем. Повторное использование доочищенных стоков в 20—25 раз сокращает потребление свежей воды из источников.

В этой связи большое значение имеет технический водопровод. Промышленные предприятия могут использовать не питьевую, а техническую воду, очищенную в той мере, в какой это нужно для использования в производственном процессе. Применение технической воды тем более важно, что 1 м 3ее обходится в 5 раз дешевле, чем 1 л питьевой. В Москве работает крупнейшая в мире Черкизовская система промышленного водопровода. По ее трубам из Клязьминского водохранилища перегоняется 420 тыс. м 3воды в сутки — мощный поток, который обеспечивает три десятка предприятий в восточной части столицы.

Техническая вода, промышленный водопровод — это новые направления в развитии системы водоснабжения столицы.

Производственные сточные воды, содержащие токсичные органические и минеральные вещества, все чаще обезвреживаются с помощью огневого метода. Под влиянием высокой температуры в процессе горения органического топлива токсические органические вещества окисляются и полностью сгорают, а минеральные частично выводятся в виде расплава, частично выносятся с дымовыми газами в виде мелкой пыли и паров. Наиболее универсальны и эффективны циклонные печи (реакторы). Это основные агрегаты комплексных установок огневого обеззараживания жидких отходов. Каждая такая установка включает в себя циклонный реактор с гарнисажной охлаждаемой футеровкой, стол-кристаллиза-тор, скруббер-охладитель, скоростной газопромыватель типа Венутры с каплеотбойниками, емкостный парк с насосной станцией и дымовую трубу.