книги из ГПНТБ / Шабалин А.Ф. Очистка сточных вод предприятий черной металлургии учебное пособие для техникумов

вода контактным способом в течение 3—4 час., при температуре

При повышении температуры очищаемой воды значения К и п резко изменяются. Так, для того же активированного древес­

ного угля при температуре воды 70° значение К понижается до

2,19, а значение п возрастает до 0,47. Следовательно, с повыше­ нием температуры очищаемой воды возрастает расход сорбента для извлечения одного и того же количества загрязнителя воды.

Регенерация сорбируемых веществ (например, фенола) из сорбентов (например, активированного угля) практически не применяется из-за сложности процесса и высокой стоимости по­ лучаемых полезных продуктов. Поэтому метод адсорбции,

связанный с потерей продуктов, нашел применение в загранич­ ной практике только для доочистки фенольных сточных вод.

Введение в очищаемую сточную воду сорбента — коксовой или генераторной пыли с надлежащим перемешиванием и после­ дующим выделением из воды сорбента (пыли) применяется, на­ пример, в Чехословакии (г. Мост) и в Германской Демократи­ ческой Республике (г. Болен).

Коксовая пыль вводится в очищаемую воду в виде шлама

(рис. 87) и для полноты использования адсорбирующей способ­

ности приводится в соприкосновение с очищаемой водой несколь­ ко раз. В результате получается противоточная схема обесфено-

216 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

ливания воды. Очистка воды от пыли (сорбента) происходит в осадочном бассейне. Извлечение этой пыли из цикла осуществ­ ляется с помощью фильтровальной установки, состоящей из ба­ рабанного фильтра или другого устройства. Использованная

пыль представляет собой топливо для котлов.

Расход коксовой пыли для адсорбирования 1 г фенола, по

данным проф А. Дирихс ’, составляет 535 г. При этом в очищен­ ной воде остается от 10 до 50 мг1л Фенола при первоначальном

Рис. 87. Схема очистки фенольных сточных вод адсорбцией коксовой пылью и выделением последней при помощи гидроциклонов:

Г1 — Г5 — гидроциклоны; СК1 — СК4 — смесительные камеры; Hl — Н4 — насосы гидроциклонов; Н5 — шламовый насос; Н6— насос для очищенной воды; Ф—фильт­ ровальная установка для обезвоживания использованной пыли: ОБ — осадочный бас­ сейн (арабскими цифрами обозначено количество подаваемого шлама м3/час)

содержании в воде 580 мг/л фенола и температуре воды око­ ло 20°.

Фильтрование очищаемой сточной воды через слой сорбен­ та— зернистый активированный уголь, помещенный, например в цилиндрический резервуар с последующим извлечением сорби­ руемого продукта (фенола) и регенерацией самого сорбента (ак­ тивированного угля), проводили лишь в качестве опытов. При этом фенол из сорбента извлекался бензолом и паром, а фенол и бензол, в свою очередь, разделялись дистилляцией.

1 А. Ф. Шабалин, Водоснабжение и очистка сточных вод в Герман­ ской Демократической Республике (отчет по командировке в 1956 г.), Гипромез.

быть применено только как метод доочистки этих вод от фенолов с потерей как фенола, так и активированного угля. Однако этот способ следует считать не рациональным.

§ 9. БИОХИМИЧЕСКОЕ ОБЕСФЕНОЛИВАНИЕ

СТОЧНЫХ ВОД

Фенолы в сточных водах могут быть разрушены, т. е. рас­ щеплены на воду и углекислоту с помощью жизнедеятельности специально выращенных микроорганизмов. Этот способ получил название биохимического.

Для того чтобы жить, развиваться и размножаться, микроорганизмы должны питаться — перерабатывать вещества внешней среды, т. е. усваивать различные химические соедине­ ния. При росте и развитии клетки микроорганизма совершается большая работа. Энергия, необходимая для этой работы, обра­ зуется при разложении химических соединений. Обычно энергия выделяется при окислении (соединении с кислородом) различных веществ. Кроме питания (ассимиляции), в живой клетке идут процессы обратного порядка — частицы живого тела распадают­ ся и заменяются новыми. В еще большем количестве распадают­

ся в клетке микроорганизма те химические соединения, которые освобождают необходимую для работы энергию или служат для

построения других веществ клеточного тела. Эти два взаимосвя­ занных процесса — процесс построения вещества своего тела (ас­ симиляция) и процесс распада (диссимиляция) — и составляют основу обмена веществ, основу жизнедеятельности всего живого.

Следовательно, условиями, благоприятными для жизнедеятель­

ности микроорганизма, являются те, которые представляют мик­ робу возможность питаться и получать энергию.

Многие микроорганизмы удовлетворяют свою потребность в кислороде и водороде, которые идут на построение их тела, за счет воды. В воде, кроме того, всегда находятся необходимые микробам минеральные соли, содержащие фосфор, серу, железо и некоторые другие элементы. Потребность же в остальных, осо­

счет белков, жиров и углеводов, но и за счет почти всех химиче­ ских соединений, содержащих эти два элемента. Некоторые виды

микроорганизмов довольствуются самыми простейшими соеди­ нениями, содержащими углерод и азот, или усваивают такие ве­

щества, как производные каменного угля или нефти: керосин,

нафталин, бензол, фенол и даже карболовую кислоту, если она присутствует в малых концентрациях ,(0,05%).

218 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

Эту исключительную способность микроорганизмов питаться самыми различными соединениями и используют для очистки сточных вод от примесей, полученных водой в процессе произ­ водства.

Так как не все микроорганизмы в одинаковой степени спо­ собны к утилизации любых соединений, содержащих азот и угле­ род, то для очистки фенольных сточных вод предварительно отбирают путем длительного накопления и выращивания много­

кратным пересевом в лабораторных условиях наиболее активные

виды фенолоразрушающих микроорганизмов.

Накопление и выращивание таких микроорганизмов выра­ жается следующим образом. В чашки Петри разливают агаро­ вую питательную среду, которая через несколько минут засты­ вает. На застывшей поверхности осуществляют посев, разливая по ней воду, взятую из какого-либо небольшого пруда и навер­ няка содержащую большое количество живых организмов. За­ тем чашки.Петри ставят в термостат. Через сутки на поверхно­ сти агара вырастают отдельные колонии микроорганизмов. Их переносят в колбу с фенольной водой, содержащей 20—50 мг/л фенолов. Через некоторое время, когда микроорганизмы при­

способятся к окружающей среде и начнут разрушать фенолы, ■посев повторяют, но воду для этого берут уже из колбы. Ко­

лонии выросших микроорганизмов переносят последовательно в колбы с водой, содержащей фенолы все в большем и большем количестве (200, 400, 1000, 1500. 1800 мг/л), создавая таким об­ разом условия, близкие к производственным. Отбор и размноже­ ние фенолоразрушающих микробов успешно освоены Институ­ том коммунальной гигиены Министерства здравоохранения Украинской ССР.

Освобожденная от фенола вода затем подвергается очистке от механических примесей и используется на тушение кокса.

В настоящее время биохимическое обесфеноливание сточных

вод применяют на ряде старых коксохимических заводов с руч­ ным тушением кокса. На этих заводах, ввиду небольшого коли­ чества фенольных вод (всего 8—14 м3/час) не ведут предвари­ тельно извлечения фенолов из надсмольных вод эвапорацией. Биохимическая обесфеноливаюшая установка построена, как опытная, также на одном новом коксохимическом заводе для дополнительной и окончательной очистки фенольных вод после парового обесфеноливания надсмольных вод в связи с внедре­ нием на этом заводе сухого тушения кокса. Здесь очищенная фенольная вода передается для использования на углемойку и в другие производственные цехи.

На рис. 88 показана последняя схема сооружений и обору­ дования биохимической обесфеноливающей установки коксо­ химического завода, разработанная Гипрококсом.

Галерея N2 Галерея N1 Галерея N1 Галерея N2

Галерея N3 Галерея NU

Рис. 88. Схема сооружений и оборудования биохимической обесфеноливающей установки сточных вод коксо­ химического завода

220 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

Поступающие на установку фенольные сточные воды в коли­ честве 65 м3/час первоначально подвергают механической очист­

ке, а затем биохимическому обесфеноливанию.

Механическая очистка заключается в освобождении сточных вод от смолы, масел и других примесей. Основными сооружени­ ями для механической очистки являются смолоотстойник (пер­ вичный отстойник) / и маслоотделитель II.

Биохимическое обесфеноливание (разрушение фенолов) осуществляется в аэрационном бассейне III. Затем образовав­ шаяся взвесь из отмирающих микроорганизмов и других при­ месей коагулируется1 и проходит камеру реакции IV и вторич­ ный отстойник V; осадок из вторичного отстойника подсушивает­ ся на дренажной площадке VI и удаляется на свалку.

Очищаемая на установке вода проходит следующий путь.

Смесь обесфеноленной надсмольной воды после известковых от­ стойников и фенольной воды от перерабатывающих химичес­ ких цехов по трубе 1 поступает в сборник фенольных сточных, вод 2. Из сборника вода забирается группой насосов и подает­ ся по трубопроводу 3 через распределительную камеру 4 в смо­ лоотстойник 1. При избытке часть поступающих фенольных вод направляется в так называемый уравнительный резервуар 5 ем­ костью 1000 Л13; при недостатке поступающих фенольных вод за­ пас их из этого резервуара после открытия задвижки 10 на тру­ бе 11 поступает в сборник 2 и, далее, подается в смолоотстой­ ник. В смолоотстойнике, состоящем из двух отделений, работа­ ющих параллельно, осаждаются тяжелые примеси (главным об­

разом смола, а также минеральные частички). Работа каждого

отделения регулируется шиберами или задвижками, предусмот­ ренными в распределительной камере 4.

Осевшую на дно отстойника смолу периодически откачива­ ют паровым насосом, предварительно разогрев ее паром, про­ пускаемым по змеевикам, расположенным на дне отстойника. Смола поступает сначала в сборник 6, а из него погружается для отправки на переработку. Надсмольную воду из сборника удаляют снова в отстойник. Из смолоотстойника сточная вода самотеком поступает в маслоотделитель II, состоящий из одной секции. При выключении маслоотделителя на ремонт вода на­

правляется по трубе 7 в обход его, что достигается открытием задвижки в колодце 8. В маслоотделителе II сточные воды очи­ щают от легких масел, отдувая их сжатым воздухом, подавае­ мым турбокомпрессором по трубе и распределяемым затем че­ рез пористые плиты, уложенные на дне маслоотделителя. Вы­ делившиеся на поверхности масла перетекают через перелив в

1 Коагуляция производится только при необходимости выпуска очищенных сточных вод в водоем.