Пути сокращения количества сточных вод и их очистка

Уничтожение фенолов и биохимическая очистка сточных вод. Как пароциркуляционное, так и экстракционное обесфеноливание не позволяют снизить содержание фенолов, в воде до санитарных норм или даже заметно приблизиться к ним. Поэтому остатки фенолов необходимо уничтожить. Наиболее рациональный путь – это окисление фенолов с получением СО2 и Н2О. Применяют различные методы окисления. На установках небольшой производительности для этой цели могут быть использованы озон, а также другие окисляющие агенты. Однако эти способы очистки сопряжены со значительным расходом энергии, озонирование связано с повышением рН до 12, значителен и расход озона (1,5–2 кг/м3 воды). Кроме того, образуются токсичные продукты окисления. Поэтому метод не применяется для очистки вод коксохимических предприятий.

Основным способом глубокой очистки сточных вод является биохимическое окисление, при использовании которого окисляются не только фенолы, но и тиоцианиды, и цианиды.

Для биохимической очистки используют либо активный ил, представляющий собой сложный конгломерат бактерий различных видов и других простейших, либо культуры специфических бактерий, предназначенных для разрушения определенных загрязняющих компонентов, например фенолов или тиоцианид-ионов (так называемый микробный метод). Фактически во втором случае также используется активный ил, но обогащенный специфическими микроорганизмами.

Оптимальные условия работы биохимической установки: температура 25–30°С, рН = 7,2–9,0; содержание летучего аммиака – не более 0,2 и общего – не более 2 г/дм3, содержание масел – не более 50 мг/дм3. Содержание фенолов, цианид-, сульфид-, тиоцианид-ионов и пиридиновых оснований в реальных условиях всегда ниже концентраций, при которых подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. Типичный состав общего стока коксохимических заводов приведен в таблице 1.

Кроме того, в поступающих от разных цехов сточных водах содержатся механические примеси. Как видно из таблицы 1, велика концентрация смол и масел, а температура (36°С) также превышает оптимальную. Поэтому биологической очистке предшествует механическая очистка воды от примесей.

На рисунке 3 показана принципиальная схема одной из крупнейших установок очистки сточных вод коксохимического производства проектной производительностью 500 м3 сточной воды в час, введенной в строй в 19,80 г.

Рис. 3. Схема биохимической очистки сточных вод:

1 – холодильники «труба в трубе»; 2 – преаэратор; 3, 9 – соответственно первичный и вторичный отстойники; 4 – маслоотделитель; 5 – флотационная машина; 6 – усреднитсль; 7, 8 – аэротенки I и II ступеней; 10 – компрессор

Горячие надсмольные воды цехов улавливания (92°С) охлаждаются до 40–60°С в холодильниках типа «труба в трубе». Затем их смешивают с фенольными водами другого происхождения в преаэраторах 2, где они перемешиваются воздухом. Сюда же добавляют коагулянт – железный купорос, что позволяет значительно улучшить степень очистки воды от смол и масел.

Из преаэраторов (на рисунке показан один) вода последовательно проходит 12 первичных отстойников 3 радиального типа емкостью 220 м3 (показан один), 12-секционный импеллерный маслоотделитель 4 (емкостью около 130 м3) и далее три флотационных машины 5 суммарной вместимостью 200 м3. В токе воздуха происходит флотация смол и масел, токсичных для бактерий. Пленка снимается вместе с пеной и удаляется с поверхности воды. Содержание масел после механической очистки уменьшается с 600 (предельные значения от 100 до 1300) до 18 мг/дм3 (предельные значения от 15–30).