Биологическая очистка сточных вод производства

Очистка сточных вод от органических соединений

Биологическая очистка сточных вод производственных предприятий используется для извлечения растворенных органических соединений. Органические загрязнения, входящие в состав промышленных сточных вод, весьма разнообразны. В хозяйственно-бытовых и сточных водах мясоперерабатывающих предприятий, птицефабрик, кожевенных заводов содержатся органические вещества естественного происхождения. В сточных водах химически и нефтехимических производств присутствуют вещества, являющимися продуктами органического синтеза. Множество данных веществ находят широкое применение в технологиях промышленного производства и, в конечном итоге, в определенных количествах присутствуют в сточных водах.

Биологическую очистку воды проводят микроорганизмами, образующие в своем биоцикле клеточное вещество. Требуется, чтобы в воде, в содержание органических соединений были не только основные вещества (C, N, P, O₂, H₂) но также микроэлементы (К, Na, Fe, Zn, Mg), из которых для строения клетки, а также их соотношение соответствующее присутствию в клетки.

Согласно СНиП 2.04.04.84, на 1 г/л БПК20 должно приходиться 50 мг/л N и 10 мг/л P. В хозяйственно бытовых стоках, включающих останки животного и растительного происхождения, данное соотношение, обычно, находятся в требуемом СП 32.13330.2018 пределах либо имеется превышение по N и P (соотношение БПК20 / азот / фосфор для содержащих органику сточных вод = 100 / 20 / 2,5).

Хозяйственно-бытовые сточные воды, с превышением по органическим соединениям, при синтезе углеводородных веществ, азота и фосфора будет недостаточно и необходима их добавка, в соответствии с оптимальной пропорцией, установленной при эксплуатации биологических очистных сооружений. При производстве синтетических жирных кислот экспериментальная пропорция составляет 100:3:0,8; при производстве изопренового каучука — 100:3,3:0,9; для НПЗ — 100:5:1.

Соответственно, решение поставленной задачи о биологической очистке сточных вод требует глубогих изысканий и анализа состава органических соединений в стоках. Логично осуществлять комбинированную биологическую очистку промышленных сточных вод с хоз-бытовыми. Таким образом, свойства органических загрязнений по наличию биогенных элементов — один из важных критериев, показывающих целесообразность биологической очистки промышленных сточных вод.

Таб. 1. Удельная скорость окисления органических веществ в промышленных сточных водах

Тип сточных вод	Скорость окисления, мг/г·ч
Хозяйственно-бытовые сточные воды	20
Городские сточные воды	12-15
Сточные воды нефтеперерабатывающих заводов:
общий сток	10
сток с ЭЛОУ	6,6
Сточные воды производства волокна	36
Сточные воды производства целлюлозы:
сульфатной	9,4
сульфитной	3,3
Фенольные сточных воды	16
Сточные воды производства каучука:
хлоропренового	16
изопренового	12
дивинилстирольного	7
Сточные воды, содержащие метанол, бутанол, ацетат, кальция, ацетальдегид	10

Также значимыми факторами биологической очистки сточных вод являются способность органических соединений быть окисленными микроорганизмами, а также скорость данного окисления в промстоках производства — Таб. 1.

Количество O₂ на окисление органики показаны в Таб. 2. На базе представленных соотношений конц-й органических веществ в воде, возможно сделать расчет БПК и ХПК). В таблице показано также, что часть органических соединений, имея высокий показатель ХПК, медленно подвергаются биологическому разложению. Согласно, СНиП 2.04.03-85, предприятие ставящее двухстадийную биохимическую очистку, ограничивает поток очищенной воды в производственных сточных вод в горколлектор, содержащие, сложно окисляемые биологически органические соединения, поэтому значимость биохимической водоочистки в данном случае будет находиться под сомнение в случае значительной разнице показателей Биологического и Химического Потребления Кислорода.

Суммарная конц-я органических соединений, представленная через БПК полн, аналогично показывает целесообразность биологической очистки сточных вод. Сточные воды промышленных предприятий имеют различный предельный показатель БПК полн. Допустимый уровень БПК полн для ряда заводов химической промышленности и сведения о работе аэротенков биохимической очистке сточных вод данных заводов указаны в Таб. 2.

Таб. 2. Потребление кислорода при биологической очистке, г О₂/г вещества

Сточные воды	Допустимая БПКполн, г/м³	Окислительная способность, г/м³	БПКполн, после очистки, г/м³	Удельный расход воздуха, м³/м³	Количество избыточного активного ила, г/м³
Заводов вискозного волокна	130	610	10	14,5
Производства капролактама	340	750	10	80	100-150
Производства каучука:
хлоропренового	430	950	20	60	100
изопренового	460	800	22	50	170-180
дивинилстирольного с содержанием некаля
100 мг/л	450	900	15	45	290
200 мг/л	250	500	30	45	70
Нефтеперерабатывающего завода	600	400	20	80	150
Завода синтетического спирта	800	700	15	45	70
Производства дихлорвиниловой смолы	1000	500	20	60
Производств фенола	1100	840	10	88
Производства жирных кислот	1060	860	15	120	155

Таб. 3. Допустимые БПКполн и данные по очистке в аэротенках сточных вод химической промышленности

Вещество	БПК	ХПК	Вещество	БПК	ХПК
Акриловая кислота	0,83	1,33	Пальмитиновая кислота	2,03	2,87
Анилин	1,9	2,41	Пиридин	2,02	3,13
Ацетон	1,68	2,17	Пропионовый альдегид	1,19	2,2
Ацетальдегид	1,07	1,82	Пропионовая кислота	1,4	1,82
Альгинат натрия	0,58	0,84	Пропиленгликоль	1,52	1,69
Амид циануровой кислоты	не окисляется	1,42	Пропиловый спирт	1,51	2,16
Бензол	1,15	3,07	Пропилбензол	1,4	—
Бензин (крекинг)	0,11	3,54	Сахароза	0,49	1,12
Бензойная кислота	1,61	1,97	Стеариновая кислота	1,79	2,94
Бензоат натрия	1,07	—	Стирол	1,6	3,17
Валериановый альдегид	1,28	2,6	Триэтиламин	0,5	2,2
Винил толуол	0,13	3,1	Триэтаноламин	0,68	1,62
Винилацетат	1	1,68	Толуол	1,02	3,13
Глюкоза	0,54	0,92	Уксусная кислота	0,86	1,07
Глицерин	0,86	1,23	Канифолевое мыло	1,2	2,1
Гликолевая кислота	0,45	0,63	Капролактам	2,1	2,22
Гидрохинон	0,76	1,89	Керосин	0,16	—
Гликоль (глицин)	1,26	1,5	Мазут	0,33	3,3
Диметиламид	1,4	2,15	Масляный альдегид	1,23	3,7
Диэтиленгликоль	0,17	1,27	Метанол (метиловый спирт)	0,98	1,5
Дихлоруксусная кислота	0,2	0,37	Метакрезол (метилфенол)	1,56	2,52
Диметилформамид	0,1	1,54	Муравьиная кислота	0,28	0,35
Диметилгидрозин	1,3	2,1	Трикрезилфосфат	1,3	2,2
Диэтиламин	1,31	2,95	Трибутилфосфат	0,1	2,16
Диэтаноламин	0,54	1,75	Трихлорэтилен	0,33	0,55
Изопрен	0,55	3,13	Уксуснокислый кальций	0,18	0,64
Изопропанол	1,68	2,39	Фенол	1,1	2,38
Изобутанол	1,78	—	Формальдегид	0,72	1,07
Изобутилацетат	2,05	2,2	Фталевая кислота	1	1,14
Метилэтилкетон	0,11	3,54	Фурфурол	1,4	0,37
Метакриламид	0,9	1,7	Хлороформ	не окисляется	0,37
Метилстирол	1,58	3,11	Хлорофос	не окисляется	—
Монохлоруксусная кислота	0,3	0,6	Цианистый алил	1,4	2,15
Нефть	0,3-0,43	3-4,3	Щавелевая кислота	0,16	0,18
Некаль (бутилнафталин сульфонат)	0,07	1,09	Этанол (этиловый спирт)	1,82	2,08
Ортокрезол	1,56	2,52	Этиленгликоль	0,95	0,26
Сульфобензойная кислота	0,12	1,11	Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты)	1,5	1,88

При очень высокие показателях БПКполн в исходном потоке сточных вод требуется осуществлять мероприятия (ставить предварительно напорный флотатор) с целью снижения БПКполн до допустимых конц-й перед подачей стоков биологические очистных сооружения.

Иногда проводят разбавление промышленных стоков очищенной водой (по замкнутому контуру) либо речной водой или очищенной сточной либо к предварительному извлечению органических соединений, Являющихся высоким показателем БПКполн методами физико-химической очистки (электрокоагуляция, напорная флотация) на ЛОС.

Давая оценку в потреблении сточных вод производственных предприятий в O2, требуемом с целью окисления органических соединений, необходимо иметь в виду, что не столько органика будет окисляться биохимическим методом, по и часть неорганических соединений, таких как H2S или NH3, обычно находящиеся в сточных водах промышленного производства.

Необходимо локально ограничить количество токсичных соединения, затормаживающих процесс биохимической очистки промышленных сточных вод.

На ОС биологической очистки промышленных сточных вод часто образуется микрофлора, другая чем на городских ОС. Соответственно влияние загрязняющих соединений необходимо производить экспериментальным методом. При более продолжительной и интенсивной аэрации, характерной биохимическим ОС промышленных предприятий, инженеры закладываю наилучшие технологии адаптации микроорганизмов к соединениям загрязнителей. Кроме того, влияние загрязняющих соединений на переработку трудно окисляемой органики может содействовать удлинению значительному времени аэрации и понижению эффективности очистки сточных вод.

Анализ состава воды для уточнения его влияния на факторы биохимических технологий очистки воды и, в первую очередь, на состояние активного ила становится особенно важным сегодня, при поиске технологий применения конечного продукта в качестве удобрений, кормов либо печного топлива. Регулирование физико-химического состава сточных вод становится всё более важной технологической задачей.