ОЧИСТКА И ЛИКВИДАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ОСОБО ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ, ОБРАБОТКА ОСАДКА

Очистка сточных вод, содержащих радиоактивные примеси

Развитие ядерной энергетики и расширение области применения радиоактивных изотопов в различных отраслях промышленности, науки, техники, медицины требуют решения вопроса обезвреживания радиоактивных отходов.

Наиболее опасными для человека и животных являются изотопы: стронций-90, цезий-137, иод-131. Попадая в организм, они вызывают тяжелые заболевания.

Активность радиоактивных отходов уменьшается только в результате естественного распада, что в случае изотопов, обладающих длительным периодом полураспада, связано с необходимостью осуществления контроля над радиоактивными отходами иногда в течение нескольких сотен лет.

Радиоактивные сточные воды отличаются большим разнообразием содержащихся в них радиоактивных элементов. Каждый из этих элементов характеризуется двумя основными величинами: энергией радиоактивного излучения а-, р- и у- лучей и периодом полураспада, т. е. промежутком времени, в течение которого распадается половина начального количества атомов.

Источником загрязнения воды наиболее часто являются продукты деления урана U235, состоящие из короткоживущих и долгоживущих радиоактивных изотопов.

Высокоактивные сточные воды с содержанием радиоактивных изотопов более 1 мкюри/л образуются в первой стадии процесса переработки используемого ядерного топлива, при котором ставится цель изъять топливные и расщепляемые материалы, и при ряде других процессов. Количество таких сточных вод невелико — 2—20 л на 1 г получаемого урана U235. Кроме продуктов расщепления высокоактивные сточные воды содержат большое количество нерадиоактивных солей — свыше 10 г/л, азотную кислоту, органические растворители и др.

Количество радиоактивных сточных вод низкой активности (до 1 мкюри/л) значительно больше. Они образуются при переработке руды, стирке одежды, удалении радиоактивных загрязнений из помещений, эксплуатации реакторов, лабораторных исследованиях, использовании радиоактивных изотопов в лечебных целях.

Выбор раздела ►► Канализация	Выбор раздела ► ► Водоснабжение

Дополнительно по теме канализация:

СМОТРОВЫЕ КОЛОДЦЫ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ

ПЕРЕПАДНЫЕ КОЛОДЦЫ

ДЮКЕРЫ, ПЕРЕХОДЫ И ПЕРЕСЕЧЕНИЯ С ТРУБОПРОВОДАМИ

РАЗБИВКА ТРАССЫ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ И РАЗРАБОТКА ТРАНШЕЙ

УКЛАДКА ТРУБ И ЗАДЕЛКА СТЫКОВ

УСТРОЙСТВО КОЛЛЕКТОРОВ ИЗ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ОТКРЫТОМ И ЗАКРЫТОМ СПОСОБЕ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

УСТРОЙСТВО ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ОТ АГРЕССИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ГАЗОВ, СТОЧНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

УСТРОЙСТВО КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПРИЕМКА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

НАБЛЮДЕНИЯ ЗА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТЬЮ

ПРОЧИСТКА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

РЕМОНТ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ГЛАВНЫЕ И РАЙОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИТОКА И ОТКАЧКИ СТОЧНЫХ ВОД

ПРИЕМНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ

НАПОРНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ (ВОДОВОДЫ)

АВАРИЙНЫЕ ВЫПУСКИ

ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

ПЕРЕКАЧКА МАЛЫХ ОБЪЕМОВ СТОЧНЫХ ВОД

СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД

НЕРАСТВОРЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА В СТОЧНЫХ ВОДАХ

КОЛЛОИДНЫЕ И РАСТВОРЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА В СТОЧНЫХ ВОДАХ

НИТРИФИКАЦИЯ И ДЕНИТРИФИКАЦИЯ

РАСТВОРЕНИЕ И ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА

БИОХИМИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ СТОЧНЫХ ВОД

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД И ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ ПРИ ИХ ОЧИСТКЕ ОСАДКА ДЛЯ УДОБРЕНИЙ

НАРУЖНЫЕ И ВНУТРЕННИЕ ВОДОСТОКИ

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ, ИНТЕНСИВНОСТЬ И ПОВТОРЯЕМОСТЬ ДОЖДЕЙ. ПЕРИОД ОДНОКРАТНОГО ПЕРЕПОЛНЕНИЯ СЕТИ

ПЕРЕКАЧКА ДОЖДЕВЫХ ВОД

ДОЖДЕПРИЕМНИКИ

НАЧЕРТАНИЕ ДОЖДЕВОЙ СЕТИ В ПЛАНЕ

РАСШИФРОВКА ЗАПИСЕЙ ВЫПАВШИХ ДОЖДЕЙ

ПУТИ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ В ВОДОЕМЕ

УСЛОВИЯ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ОБРАБОТКИ ОСАДКА

СХЕМЫ ОЧИСТНЫХ СТАНЦИЙ

РЕШЕТКИ

КОМБИНИРОВАННЫЕ РЕШЕТКИ-ДРОБИЛКИ

ПЕСКОЛОВКИ

ОТСТОЙНИКИ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ АЭРАЦИИ И БИОКОАГУЛЯЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСАДКОВ, МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ СООРУЖЕНИЯ

СЕПТИКИ

ДВУХЪЯРУСНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

МЕТАНТЕНКИ

АЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ

ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОСАДКОВ

МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

КОММУНАЛЬНЫЕ ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ И ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД И ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЛЯХ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В ИСКУССТВЕННО СОЗДАННЫХ УСЛОВИЯХ

БИОФИЛЬТРЫ

АЭРОТЕНКИ

ВТОРИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ И ИЛОУПЛОТНИТЕЛИ

ДЕЗИНФЕКЦИЯ ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТЬЮ И ГИПОХЛОРИТОМ КАЛЬЦИЯ

ДЕЗИНФЕКЦИЯ ХЛОРОМ, ГИПОХЛОРИТОМ НАТРИЯ И ОЗОНОМ

КОНТАКТНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ

ВЫПУСКИ ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ

ВЫБОР ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ГЕНЕРАЛЬНЫЕ ПЛАНЫ И СХЕМЫ ВЫСОТНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИИ

ВОДОМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

ПУСКОВОЙ ПЕРИОД ВВОДА СООРУЖЕНИЙ В ДЕЙСТВИЕ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗА РАБОТОЙ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ. ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

ХАРАКТЕРНЫЕ НАРУШЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ

КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ СООРУЖЕНИЙ

МАЛАЯ КАНАЛИЗАЦИЯ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ СТОЧНЫХ ВОД

КОМПАКТНЫЕ АЭРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА, СОСТАВА, СВОЙСТВ И РЕЖИМА ОТВЕДЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ НИХ ЦЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

СИСТЕМЫ И СХЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ СХЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СГОННЫХ ВОД

СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИЙ

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

УСРЕДНИТЕЛИ

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ПРОЦЕССЫ ДООЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИ ОЧИЩЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Специфические свойства радиоактивных отходов требуют применения специальных методов’ переработки, которые сводятся к концентрированию отходов и рассеиванию в окружающей среде при соблюдении предельно допустимого содержания в ней радиоактивных изотопов

Концентрированию подвергаются сточные воды высокой активности и с большим периодом полураспада радиоактивных загрязнений. После концентрирования радиоактивные отходы хранят в специальных резервуарах или переводятся в твердое состояние связывающими материалами. Применяется также сплавление отходов с керамическими материалами, стеклом, после чего полученные блоки закапывают глубоко в землю.

Обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные изотопы с небольшим периодом полураспада (до 60 дней), производится в резервуарах с целью снижения радиоактивности до допустимых норм. Для отвода тепла, выделяющегося в результате естественного распада радиоактивных веществ, необходимо предусматривать водяное охлаждение резервуаров. В целях защиты от радиации над резервуарами насыпается слой земли толщиной до 3 м.

Все сточные воды, содержащие радиоактивные вещества, перед сбросом в почву или водоем подвергаются очистке.

Способы очистки радиоактивных сточных вод подразделяются на физико-химические (осаждение, коагулирование, сорбция, ионооб-мен, экстрагирование, выпаривание, дистилляция), электролитические (электролиз, электродиализ, электроионизация), биологические.

При очистке стоков от радиоактивных изотопов способом осаждения в очищаемую воду добавляется в достаточном количестве неактивный изотоп того же элемента или другой элемент, являющийся изо-аморфным с радиоактивными микрокомпонентами. Так удаляют, например, радиоактивный иод J131.

Способ коагулирования с последующим осаждением применяют при наличии в воде радиоактивных коллоидов. В случае необходимости производят, кроме того, фильтрование воды. Так, например, при помощи сульфата алюминия удаляют до 96—99,6% радиоактивного фосфора Р32, присутствующего в воде в виде POJ~. Еще лучшие результаты получаются при применении в качестве коагулянта хлорида железа.

Способ сорбции радиоактивных ионов на взвешенных в воде веществах или на активированном угле с последующим их осаждением является высокоэффективным: достигается удаление церия Се144 и плутония Ри239 до 99%.

Способ реагентного умягчения воды с применением извести и соды, широко известный в практике водоснабжения, используется для извлечения из воды до 74—84% радиоизотопов Sr89 и Sr90, образующихся при делении урана. Более полное извлечение стронция может быть достигнуто способом ионного обмена.

Способ ионного обмена является эффективным методом очистки слабоактивных сточных вод, предварительно освобожденных от растворенных органических веществ на биофильтрах.

Электролитические способы находят применение для удаления из раствора некоторых продуктов деления урана в ионной форме.

Способы биологической очистки используются для обработки бытовых сточных вод, содержащих небольшие количества радиоактивных веществ. Этот способ основан на способности радиоизотопов сорбироваться на взвешенных веществах и избирательно биологически ассимилироваться биоценозами, населяющими аэротенки, биофильтры, биопруды.

Более полное извлечение радиоактивных веществ достигается на очистных станциях, работающих по схеме двухступенчатой биологической очистки. Станции очистки этих сточных вод должны быть полностью автоматизированы и герметизированы.

Степень очистки различных радиоизотопов неодинакова

Выбор способа зависит от физико-химического и радиоактивного состава сточных вод, местных условий, стоимости способа и требуемой степени очистки.

Кроме отдельных способов для глубокого обезвреживания сточных вод могут быть применены различные их сочетания.

Очистка сточных вод от ртути

Существует несколько способов очистки сточных вод от ртути: осаждение ртути в виде нерастворимого сульфида ртути, поглощение ионов ртути катионитами, сорбция ионов ртути ионообменным волокном мтилон-т и др.

При осаждении ионов ртути в виде сульфида происходит следующая реакция: Hg2+-f-S2–>HgS|.

Произведение растворимости HgS в дистиллированной воде составляет 1,6Х10~52, что соответствует остаточной концентрации ионов ртути в растворе, равной 2,5X10-21 мг/л. В производственных сточных водах произведение растворимости HgS несколько больше, основная же часть сульфида ртути находится в воде в виде тонкодисперсных коллоидных частичек, выделить которые в осадок можно коагулированием сточных вод водным сульфатом алюминия A12(S04)3- 18Н20, водным сульфатом железа FeS04-7H20, известью СаО, смесью этих коагулянтов и т. д.

При очистке сточных вод, содержащих 1,5—20 мг/л катионов ртути, для полноты осаждения сульфида ртути требуется 10—40% избытка сульфид-ионов сверх стехиометрического количества. Для дальнейшего коагулирования образовавшегося осадка необходимо добавить 50—60 мг/л сульфата алюминия при рН = 6,9…7,3 или 40—60 мг/л сульфата железа при рН = 8,5…8,8.

Более полной очистки сточных вод от ртути можно достигнуть при фильтровании их через сильноосновной катионит в Н- или Na-форме. В результате реакции обмена

2RS03H[Na] + Hg2+->(RS03)2Hg + 2H+ [Na+]

растворенная ртуть полностью переходит из раствора на поверхность катионита и выходящая из ионообменных фильтров вода практически не содержит ионов ртути.

Емкость катионитов отечественных марок (КУ-2, КУ-2-20, сульфо-уголь и др.) при извлечении ртути из дистиллированной воды составляет 10—12% по отношению к массе смолы. При этом следует иметь в виду, что при извлечении ртути ионообменной смолой из производственных сточных вод сорбционная емкость катионита по отношению к ионам ртути будет несколько ниже, так как смола одновременно будет извлекать из сточных вод все другие катионы, находящиеся в растворе.

Предельно допустимая концентрация ртути в водоемах составляет 0,005 мг/л, поэтому сточные воды следует тщательно очищать от ртути.

Сорбция ртути ионообменным волокном мтилон-т (до 0,4 г металла на 1 г волокна) происходит достаточно быстро — время контакта не превышает 1 мин при низких концентрациях ртути в растворе.

Промышленные стоки при помощи вакуума закачиваются в три отстойные колонны из оргстекла для отделения взвешенных веществ. После отстаивания осветленная часть раствора фильтруется на нутч-фильт-ре и перекачивается вакуум-сборником в напорный мерник 4.

Промышленные стоки сливов рабочих площадок из вакуум-сборника также перекачиваются в напорный мерник.

Затем промышленные стоки поступают на параллельно соединенные оргстекллнные колонны высотой 1 м и диаметром 300 мм, заполненные ионитом мтилон-т. Загрузка ионитом каждой колонны составляет 12 кг.

Колонны при помощи перфорированных перегородок из оргстекла разделены на три секции, что предотвращает чрезмерное уплотнение ионита и создает возможность замены его в тех секциях, где он уже насыщен ртутью.

Скорость пропускания промышленных стоков через колонны контролируется ротаметрами марки РС-5.

Очищенные от ртути промышленные стоки собираются в эмалированный вакуум-сборник и по мере наполнения перекачиваются при помощи сжатого воздуха в цех нейтрализации.

Контроль уровня промышленных стоков в емкостях осуществляется автоматическими сигнализаторами уровня.

Кроме ионной ртути волокно механически задерживает мелкодисперсную металлическую ртуть и взвеси солей редкоземельных металлов.

Очистка сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Широкое   распространение   поверхностно-активные   вещества  находят в промышленности и в быту в качестве моющих средств.

Синтетические ПАВ (детергенты) содержат 15—30% поверхностно-активных веществ, большое количество полифосфатов, отбеливающих и пахучих веществ.

Детергенты, попадая со сточными водами в водоемы, вызывают вспенивание, ухудшают органолептические свойства воды, нарушают процессы обмена кислорода, токсически действуют на фауну.

Поверхностно-активные вещества, попадая на очистные сооружения, оказывают тормозящее влияние на процессы очистки. Эффект осаждения сточных вод, загрязненных ПАВ, уменьшается на 7—10%, наблюдается нарушение работы биофильтров при концентрации ПАВ свыше 15 мг/л, а содержание ПАВ более 5—10 мг/л оказывается токсичным для активного ила аэротенков. При сбраживании осадков, содержащих ПАВ, в метантенках уменьшается выход метана, что объясняется понижением степени распада органических веществ.

Очистка сточных вод, загрязненных ПАВ, может производиться физико-химическими и биохимическими методами.

Весьма эффективен метод коагуляции с применением в качестве коагулянта солей цинка. При использовании обычных коагулянтов содержание поверхностно-активных веществ уменьшается только на 20—30%.

По зарубежным данным, совместное применение химической коагуляции и сорбции на активированном угле обеспечивает почти полное изъятие ПАВ из сточных вод.

Применение физико-химических методов является целесообразным прежде всего при предварительной очистке сточных вод отдельных предприятий, когда концентрация ПАВ в сточных водах значительна (сточные воды текстильных фабрик, фабрик переработки шерсти, заводов синтетического каучука).

Очистка сточных вод, содержащих ПАВ в небольших количествах, производится методами биохимического разложения. В связи с этим расширяется производство синтетических ПАВ, легко поддающихся биохимическому окислению, например эфиров сахарозы, алкилбензол-сульфонатов, сульфированных жирных кислот и др.

При биологической очистке сточных вод, загрязненных ПАВ, определяющим условием является их способность к биохимическому распаду. Учитывается также влияние высокой поверхностной активности ПАВ на процесс растворения кислорода, так как недостаточная обеспеченность процесса кислородом сказывается на развитии активного ила даже при поступлении на станции аэрации только «биологически мягких» ПАВ.

Исходя из современных представлений о биологической очистке сточных вод можно обеспечить получение стабильных результатов удаления ПАВ в системах, работающих со средними и низкими нагрузками. Рекомендуется применение механической аэрации и представляются наиболее эффективными аэротенки с децентрализованным впуском сточной воды, так как в них обеспечивается частичное выравнивание скоростей потребления кислорода. При эксплуатации аэротенков стремятся поддерживать более высокую рабочую дозу активного ила, что способствует снижению концентрации сорбированных на активном иле ПАВ, а это, в свою очередь, улучшает процессы обмена бактериальной клетки с внешней средой и позволяет микроорганизмам полнее использовать ПАВ в качестве источника углеродистого питания. Недостаточная стабилизация активного ила в высоконагружаемых процессах частично может быть восстановлена введением регенерации с переменным объемом.

В ряде случаев требуется дополнительная очистка сточных вод, уже прошедших биологическую очистку.

Для очистных станций средней и большой производительности перспективным является перевод ПАВ в пену путем аэрации биологически очищенных сточных вод.

Пена после ее концентрирования может быть возвращена в сооружения биологической очистки

Резервуар для вспенивания по конструкции аналогичен аэротенку. Высота резервуара 2—3 м, пеногашение осуществляется вентилятором. Для защиты образующейся пены от ветра и атмосферных осадков резервуар размещают в здании или под шатром.

Исследованиями, проведенными в АКХ имени К. Д. Памфилова, было установлено, что снижение концентрации сульфонола НП-3 с 4—6 д0 0,5—0,7 мг/л, т. е. в среднем на 85%, и хлорного  сульфонола с 5—5,5 до 1,5—2 мг/л, т.е. на 60—65%, может быть достигнуто при интенсивности аэрации сточной воды в среднем 18—22 м3/(м2-ч) в течение 30—60 мин.

При очистке в аэротенках с последующей доочисткой сточных вод, содержащих 20 мг/л «биологически мягких» ПАВ, для которых можно принять £=80% и Д=85%, концентрация этих веществ в аэротенке Са вследствие непрерывного возврата концентрата пены повысится с 20 до 24 мг/л; очищенные воды будут содержать порядка 0,7 мг/л ПАВ.

В случае поступления со сточными водами ПАВ «промежуточной» группы, для которых можно принять Б ==60% и Д —65%, концентрация этих веществ в азротенке возрастает с 20 до 27 мг/л, а содержание ПАВ в очищенных водах будет снижено до 3,8 мг/л. Применить возврат в сооружении биологической очистки концентрата пены, содержащего «биологически жесткие» ПАВ, нельзя, так как эти соединения практически не окисляются, а увеличение концентрации более 10 мг/л оказывает отрицательное влияние на процессы биологической очистки сточных вод.

Очистка сточных вод от производства капролактама

Количество загрязненных сточных вод от производства капролактама составляет на одном из действующих комбинатов в среднем 70—80 м3/ч. Высококонцентрированные сточные воды в количестве 14—17 м3/ч от цехов окисления и капролактама выпариваются и сжигаются на установке голландской фирмы «Бальфур». Все остальные, загрязненные органическими веществами производственные сточные воды, включая конденсат в количестве 10 м3/ч от выпарной установки «Бальфур», собираются в емкость, нейтрализуются и поступают в три резервуара объемом до 1500 м3 каждый. Резервуары выполняют роль усреднителей сточных вод. В этих резервуарах выделяются смолы и всплывающие вещества. За качеством поступающих в резервуары сточных вод по ХПК установлен контроль. В состав очистных сооружений входят также две резервные земляные емкости по 45 000 м3 каждая для приема сточных вод при нарушениях работы биологических сооружений.

Внеплощадочные сооружения для биологической очистки сточных вод, прошедших усреднители, включают аэротенки-смесители, установку для биогенной подпитки стоков фосфором, воздуходувную станцию, вторичные радиальные отстойники, биологические пруды-каскады для доочистки стоков, выпуск в реку ( 5.59). Для разбавления производственных сточных вод используются условно-чистые воды комбината в количестве 300—500 м3/ч.

Средние показатели работы сооружений биологической очистки приведены в табл. 5.25. Максимальные концентрации загрязнений в общем разбавленном стоке перед аэротенками-смесителями достигали: по азоту аммонийных солей до 408 мг/л, БПК5 до 490, анону 140, анолу 240, дактаму 152, ХПК 1850 и по адипатам натрия до 2186 мг/л.

Наладка и пуск очистных сооружений производились на бытовых сточных водах города. Затем на очистные сооружения начали поступать сточные воды от производства капролактама. Активный ил наращивался постепенно, сооружения нагружались по мере повышения работоспособности активного ила. Минимальная температура бытовых сточных вод в период наладки не понижалась менее 13° С. В производственных сточных водах температура колебалась в пределах 20— 25° С. Для адаптации активного ила и наладки всех сооружений потребовался один месяц.

Общий объем установленных аэротенков 25 000 м3 (две секции по 12500 м3 каждая). Продолжительность аэрации 24 ч. Концентрация активного ила 3—3,5 г/л (по беззольному веществу). Расход воздуха 50 м3/м3. Содержание растворенного кислорода на выходе 4 мг/л.

В состав очистных сооружений входят два вторичных радиальных отстойника, продолжительность отстаивания в них 4 ч.

Биологические пруды-каскады рассчитаны на пребывание сточных вод в течение 30 суток, глубина их в среднем 1,5 м. На выпуске из прудов в водоем БПКб стоков стабильно и составляет 3—4 мг/л.

Закачка производственных сточных вод в подземные горизонты

Закачка производственных сточных вод в глубокие пласты пористо-трещиноватых пород производится нагнетанием их через специально пробуренные скважины ( 5.60). В отдельных случаях, например в нефтедобывающей промышленности, используются уже существующие скважины.

В СССР производственные сточные воды закачивают в глубокие пласты на нефтепромыслах, химических, нефтеперерабатывающих и других предприятиях.

На нефтепромыслах производственные стоки закачивают в нефтесо-держащие пласты для поддержания в них пластового давления при добыче нефти. При этом способе, с одной стороны, освобождается часть емкости пласта за счет извлечения нефти, а с другой — исключается необходимость использования пресных вод для заводнения, ресурсы которых в ряде нефтегазоносных районов ограничены.

Наибольшей проницаемостью обладают рыхлые несцементированные песчаные породы, а также трещиноватые и закарстованные карбонатные породы.

Даже при очень благоприятных величинах коэффициента проницаемости приемистость скважины не превышает 1600 м3/сутки. Поэтому удаление производственных сточных вод в скважины целесообразно производить в ограниченных объемах.

При решении вопроса закачки производственных стоков следует учитывать санитарную безопасность и экономическую эффективность выбранного метода, определяемую характером и объемом промышленных стоков, необходимостью подготовки их для закачки, стоимостью бурения, оборудования и защиты его от коррозии, а также эксплуатации скважины.

Обработка осадка

Количество и физические свойства осадка (шлама), получающегося при очистке производственных сточных вод, зависят не только от начального состава этих вод, но и от способа их очистки; в свою очередь от состава и свойств осадка зависит способ его дальнейшей обработки, использования и ликвидации.

При обезвоживании осадка производственных сточных вод применяются те же приемы и технические средства, как и при обезвоживании осадка бытовых сточных вод, однако главным образом получило распространение механическое обезвоживание (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, вибрационное фильтрование, центрифугирование). Количественные показатели процесса обезвоживания определяются экспериментально для осадка каждого вида производственных сточных вод.

Для механического обезвоживания осадков производственных сточных вод, близких по составу к осадкам бытовых сточных вод, применяются вакуум-фильтры.

Для механического обезвоживания труднофильтруемых шламов применяются фильтр-прессы, в том числе автоматизированный камерный фильтр-пресс типа ФПАКМ (фильтр-пресс автоматический камерный модернизированный) с рабочим давлением 1,5 МПа и площадью фильтрации 5—25 м2 ( 5.61).

Фильтр-пресс состоит из горизонтальных плит-камер, расположенных между поддерживающими плитами. Горизонтальные плиты обтягиваются фильтровальной тканью. Обезвоживаемый осадок и сжатый воздух для продувки подаются по коллектору и с помощью боковых каналов распределяются по камерам.

Фильтроцикл включает подачу осадка в камеры, его обезвоживание под давлением, выгрузку обезвоженного осадка и регенерацию фильтровальной ткани. После обезвоживания осадка ткань перемещается по замкнутому контуру на один шаг, соответствующий длине фильтровальной плиты. При перемещении ткани производятся съем обезвоженного осадка ножами и ее регенерация водой, подающейся из насадок. Обезвоженный осадок перемещается ленточным транспортером в приемный бункер, а фильтрат и промывная вода сбрасываются в канализацию. Все операции фильтр-прессования автоматизированы и осуществляются по заранее заданному режиму. Опыт работы фильтр-пресса ФПАКМ-25 по обезвоживанию осадка сточных вод литейных производств показывает, что достигается производительность по сухому веществу 30 кг/(м2-ч) при давлении фильтрования 0,3 МПа. Продолжительность фильтроцикла при этом 20 мин, влажность обезвоженного осадка 40%, давление воздуха при просушке 0,4—0,5 МПа.

Наибольший эффект получается при использовании фильтр-прессов для обезвоживания шламов минерального происхождения. В этих случаях отпадает необходимость в применении коагулянтов и одновременно достигаются низкая влажность кека и высокая производительность фильтра при сравнительно низких значениях давления фильтрации. При этом кек легко отделяется от фильтровальной ткани, а последняя хорошо регенерируется.

Исключение представляют шламы минерального происхождения, имеющие структуру геля. При обезвоживании такого осадка влажность кека не снижается менее 75—80% даже при давлениях 1 —1,4 МПа и одновременном применении больших доз различных коагулянтов.

Обработка осадков, образующихся в результате коагулирования взвешенных веществ, начинается с уплотнения до концентрации осадка 1,8—2,6%. Затем осадок поступает на фильтр-прессы. Предварительная обработка осадка известью позволяет получить кек с влажностью до 40%. Фильтрат может быть использован для регенерации   коагулянта.

Регенерация сульфата алюминия из осадка осуществляется с помощью обработки осадка серной кислотой при соответствующей величине рН. После регенерации в осадке остается 10% сульфата алюминия от первоначального его объема. Оставшийся осадок хорошо обезвоживается на фильтр-прессах, в результате чего образуется кек с содержанием 40—50% сухого вещества.

Известны два метода регенерации: первый — после предварительного обезвоживания, высушивания и выжигания органической части; второй — влажного осадка без предварительного подсушивания и прокаливания.

Рекомендуемая схема технологического процесса обезвоживания шламов производственных сточных вод приведена на  5.62. Обезвоживаемый осадок подается в резервуар, из которого под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосами, перепускается в монжус. После заполнения монжуса закрываются задвижки 3 и 10, открываются задвижки 5 и 11 и включаются компрессоры. Под давлением сжатого воздуха осадок из монжуса выдавливается в фильтр-пресс, где происходит обезвоживание осадка. После окончания процесса фильтрации компрессор выключается, раздвигаются плиты фильтр-пресса и фильтровальная ткань с образовавшимся кеком протягивается на один ход, равный длине плиты.

Кек снимается ножами и подается на ленты транспортером, которые перемещают его в бункер или непосредственно в автосамосвалы. Одновременно часть фильтровальной ткани, перемещающаяся за пределами фильтра, очищается щетками и промывается с двух сторон водой, подающейся под давлением через специальные насадки. Для более полного удаления кека и прочистки коллекторов в фильтр-пресс по трубопроводу может подаваться сжатый воздух компрессором. В некоторых случаях вакуум-насосы не устанавливаются, а для перекачки осадка в монжус пользуются теми же компрессорами, что и для создания давления на фильтр-прессе.

Вместо вакуум-насосов, компрессоров и монжуса могут применяться плунжерные насосы, которые забирают осадок непосредственно из резервуара и под требуемым давлением подают на фильтр-прессы.

Одним из перспективных способов безреагентного сгущения и обезвоживания осадка производственных сточных вод является вибрационное фильтрование, которое заключается в использовании колебаний фильтровальной перегородки для интенсивного процесса разделения твердой и жидкой фаз. Для сгущения и обезвоживания осадка применяются безнапорные вибрационные фильтры. Так, например, при обезвоживании шлама доменной газоочистки на вибрационных фильтрах при начальной влажности 75—80% после I ступени сгущения конечная влажность составила 35—42% при пропускной способности вибрационного фильтра по сухому веществу 1000—1500 кг/(м2-ч) и после II ступени сгущения конечная влажность была 28—32% при пропускной способности 2000— 3000кг/(м2-ч).

Для обезвоживания осадков производственных сточных вод применяются центрифуги ( 5.63). Преимущество центрифугирования состоит в том, что центрифуги занимают мало места. Центрифугированию поддается осадок, как уплотненный до 60% влажности, так и выпускаемый из отстойников с влажностью 99%.

Опыт работы центрифуг типа НОГШ показывает, что влажность обезвоженного осадка составляет 65—75%, фугат имеет вид разбавленного осадка, так как в нем остается от 40—50 до 75% сухого вещества. Производительность центрифуги НОГШ-350 1,6—2,3 м3/ч.

Повышение эффективности центрифугирования может быть достигнуто улучшением гидродинамических условий потока в роторе центрифуги с совпадающими потоками. В этих центрифугах подача осадка осуществляется в начале зоны осаждения, не вызывает взмучивания транспортируемого шнеком слоя обезвоженного осадка. Направления движения фугата и обезвоженного осадка в данной центрифуге совпадают. Увеличение прозрачности возвращаемого в цикл очистки сточных вод фугата можно получить также предварительной обработкой осадка фло-кулянтами, известью.

Если в результате центрифугирования остаточная влажность осадка велика, целесообразно использовать центрифугу для предварительного сгущения шлама с последующим обезвоживанием его на фильтр-прессах.

Для обезвоживания осадка успешно применяется метод замораживания. Для уменьшения объема обрабатываемого осадка и снижения стоимости обработки осадок следует подвергать сгущению.

Метод обработки осадков замораживанием состоит из двух этапов: замораживания в холодильной камере и последующего нагревания его в специальном резервуаре. Эффект замораживания заключается в разрушении гелей, содержащих гидрофильные соединения. При нагревании осадок уже не приобретает первоначального студенистого состояния и имеет уменьшенный объем. Содержание сухого вещества в нем составляет 15—20%.

Для замораживания осадков, подлежащих обезвоживанию, применяют компрессорные холодильные установки. Наиболее экономичным методом обработки считается естественное замораживание в лагунах. В результате получается осадок с содержанием 20—25% сухого вещества.

Для замораживания осадка применяются и пруды-накопители. Они не имеют искусственных дренажных устройств и оборудуются сливными устройствами. Емкость прудов-накопителей рассчитывается на хранение осадка в течение 3—5 лет, после чего он уже больше не эксплуатируется либо очищается для повторного использования. Пруды-накопители лучше всего устраивать из 2—3 самостоятельных секций.

Наибольшие трудности наблюдаются при подсушивании в прудах-накопителях осадка гидроксида алюминия. В процессе подсушки осадка и слива осветленной воды на поверхности осадка образуется сухая корка, препятствующая дальнейшему его подсыханию. Осадок под коркой находится в разжиженном виде и сохраняет такое состояние длительное время.

Добавление к осадку в прудах извести позволяет повысить концентрацию твердой фазы осадка в нижних слоях до 25% (в мелких прудах до 50%).

Если осадок производственных сточных вод после обезвоживания не используется, его сжигают. В Мосводоканалниипроекте разработан турбобарботажный способ сжигания, осуществляемый в установках «Вихрь» производительностью 0,2; 3 и 10 т/ч.

Установки для турбобарботажного способа сжигания состоят из ванны с барботажной решеткой и расположенной под ней камеры сгорания с тангенциальными соплами для подачи вторичного воздуха. Ванна и камера сгорания выполнены кольцевыми, а барботажная решетка имеет воздухонаправляющие элементы для придания жидким отходам вращательного движения. Высокопроизводительные горелки турбобарботажного типа могут найти применение в централизованных пунктах сжигания нефтеотходов.

Для сжигания неутилизируемого органического осадка производственных сточных вод применяют циклонные печи. В печах этого типа можно сжигать как сырые, так и обезвоженные осадки после вакуум-фильтров и центрифуг, содержащие нефтяные отходы и другие органические шламы, в состав которых входят растворители и хлорированные углеводороды.

Циклонная печь представляет собой вертикальный цилиндр с непроницаемым подом, на котором помещают сжигаемые вещества. Воздух в печь подают тангенциально через насадки, расположенные над слоем осадка. Температура в топочном пространстве поддерживается на уровне 800° С. Продукты горения удаляют через верхнюю коническую часть печи. К достоинствам циклонной печи можно отнести то, что она практически исключает возможность недожога и образование дымов. В циклонной печи можно сжигать гранулированные, твердые, полужидкие и жидкие осадки.

Применяют печи сжигания и другого типа в зависимости от состава отходов, подлежащих уничтожению.