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

горизонт воды в сборном резервуаре насосной станции всегда был ниже горизонта воды в отстойнике во избежание подпора, нарушающего работу отстойника; это же относится и к запасно­ му резервуару, если вода в него поступает самотеком.

При нормальной работе завода, когда коксуются угли одина­ кового состава, выход кокса и газа бывает равномерным; работа химических цехов и поступление от них фенольных вод также происходит равномерно. В таких случаях откачка осадка из известкового отстойника, смолы и масла из фенольного отстой­ ника, осветленной воды из приемного резервуара проводится по установленному графику. В противном случае, когда содер­

жание извести, смолы и масла в поступающих водах не всегда одинаково, их откачивают по мере накопления. Воду на тушение кокса подают, как правило, периодически, по сигналу.

Ежегодно, преимущественно весной, отстойники, резервуары для осветленной воды масло- и смолосборники поочередно пол­ ностью опорожняют для общего осмотра и ремонта. Опорожнение

отстойников от стоков и осадка со сбросом в водоем (в паводок)

без разрешения органов Государственной санитарной инспекции запрещено.

Если в сборный резервуар насосной станции попадает мас­ ло, то воду из резервуара не следует откачивать полностью. Ос­ тавшиеся на дне осадок и масло удаляют. Очистку резервуара обычно приурочивают к периодам наименьшего притока воды (во время ремонтов химических цехов). Во избежание посте­ пенного загрязнения смоло- и маслоотводящие трубопроводы

следует периодически (после каждого удаления масла и смолы)

пропаривать и промывать водой с воздухом или только горячей водой. На насосной станции при отстойниках для фенольных вол. ведут соотвествующей формы журнал.

Для контроля за эффектом отстаивания фенольных вод в

отстойниках не менее одного раза в сутки проводится анализ пробы сточной воды, поступающей в отстойники и выходящей из них. Проба для анализа составляется из отдельных проб, от­ бираемых равными порциями один раз в смену. Один раз в ме­ сяц проводится полный физико-химический анализ поступаю­ щей и отстоенной воды. Результаты анализов записывают в от­ дельном журнале. На основании записей в журналах мастер по

очистным сооружениям (инженер или техник) или начальник цеха водоснабжения составляет ежемесячный отчет, характери­

зующий работу очистных сооружений для фенольных вод.

Примерная форма учета работы известковых и фенольных отстойников приведена в табл. 59.

Очищенную от известкового шлама, смолы и масла воду фе­ нольная насосная станция подает в замкнутый цикл водоснаб-

446 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

Таблица 59

Цех водоснабжения----------------------------------завода

ЖУРНАЛ УЧЕТА РАБОТЫ ИЗВЕСТКОВЫХ ОТСТОЙНИКОВ, СМОЛООТСТОЙНИКОВ

жения тушильных башен, где она используется на тушение кок­ са. При этом очищенную фенольную воду нужно разбавлять тех­ нической чистой водой примерно в два раза, это разбавление проводится в резервуаре очищенной воды, расположенным у фенольной насосной станции или непосредственно в замкнутом цикле тушения кокса.

В воде, подаваемой в цикл тушения кокса, допускается со­ держание фенолов не более 250 мг)л, аммиака общего не более

100 мг/л, смолы и масла 100 мг/л. Присутствие в воде минераль­ ных взвешенных веществ значения не имеет.

Определение содержания в воде смол и масел

В процессе очистки фенольных сточных вод приходится опре­ делять содержание в них смол и масел, что выполняется мето­ дом, описанным выше (п. 5, стр. 419).

§ 10. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВОЙ

ОБЕСФЕНОЛИВАЮЩЕИ УСТАНОВКИ

Некоторые сведения по эксплуатации установки

Ниже описывается режим эксплуатации, принятый на одной

«з установок, работа которой считается налаженной. Установка предназначена для получения фенолятов, содержащих до 25— 28% фенолов, и для очистки сточной воды до содержания в ней фенолов не более 100—150 мг/л при начальном содержании до 1800 мг/л. Температура воды, поступающей в скруббер, поддер­ живается 97° и отходящей из скруббера — 100°. В скруббере под­ держивается давление 60 мм рт. ст., концентрация щелочи под­

Сведения по эксплуатации паровой обесфеноливающей установки 447

держивается 8,5—6% и температура ее 90—95°. При отклонении

от указанного температурного режима, как показывает опыт эксплуатации, работа установки нарушается. Если температура,

а следовательно, и давление в скруббере понижается, происходит

конденсация пара и обводнение фенолятов, причем увеличение

подачи циркулирующего пара оказывается бесполезным. Повы­ сить эффективность работы установки можно, ликвидировав унос

щелочи циркулирующим паром из щелочной части скруббера в водную часть. Это может быть достигнуто, если установить от­ бойник брызг щелочи конструкции, улучшенной Гмпрококсом.

На очистку 1000 л3 фенольных сточных вод, содержащих око­ ло 1800 мг/л фенолов, расходуется 1 т 100%-ной щелочи (соды

каустической); 26 т пара; 2500 квт-ч электроэнергии. Если при­

нять цеховую себестоимость извлечения из сточных вод чистых фенолов за 100%, то из них стоимость соды составляет 33%, па­

мость фенолов, получаемых из сточных вод, не превышает про­ дажной цены фенолов.

Определение содержания в воде фенолов

Надсмольные воды аммиачно-сульфатных отделений коксохи­ мических заводов в составе загрязнений содержат фенолы глав­ ным образом летучие (простейшие одноатомные), которые хоро­ шо извлекаются с помощью водяного пара; сточные воды пере­ рабатывающих цехов содержат также простейшие фенолы. Оп­

ределение содержания простейших одноатомных фенолов прово­ дится двумя методами — йодометрическим и колориметрическим,

в зависимости от их содержания в сточной воде.

Йодометрическое определение1 применяют при кон­ центрации фенолов в воде свыше 30 мг!л. Этот метод состоит в бромировании фенолов бромом, прибавляемым в избытке, и опре­ делении избытка прибавленного брома йодометрическим титро­ ванием.

Анализ воды проводят, используя следующие реактивы: 1) едкий натр (в кусках или палочках);

448Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

2)раствор едкого натра (5 г NaOH растворяют в 95 мл ди­ стиллированной воды);

3)серную кислоту, разбавленную I : 3;

4)растворы сульфата меди (10 г CuSO4-5H2O растворяют в

90 мл дистиллированной воды);

5)раствор бромида калия (6 г КВг растворяют в дистилли­ рованной воде и разбавляют до 1 л);

6) 0,04-н. раствор бромата калия (1,67 г КВгОз растворяют в дистиллированной воде и разбавляют такой же водой до 1 л. Титр этого раствора устанавливают одновременно с проведени­ ем определения, как описано ниже);

7)0,05-н. раствор тиосульфата натрия (12,5 г Na2S2O3-5H2O

растворяют в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллиро­

ванной воде и разбавляют такой же водой до 1 л. Титр этого раствора устанавливают по бихромату калия);

8)фенолфталеин (1%-ный спиртовый раствор);

9)йодид калия кристаллического;

10)раствор крахмала.

В начале определения проводят предварительную обработку

сточной воды. Для этого берут 100 мл анализируемой воды и прибавляют к ней 10—15 мл 10%-ного раствора сульфата меди (реактив 4) для осаждения сульфидов, затем подкисляют раз­ бавленной серной кислотой (реактив 3) (если добавление суль­ фата меди вызвало образование осадка гидроокиси меди, пос­

ледний при подкислении должен полностью раствориться) и ве­ дут перегонку в приборе до тех пор, пока в перегонной колбе не

останется лишь очень небольшой объем жидкости (30—40 мл}.

К остатку приливают 100 мл дистиллированной воды и продол­ жают перегонку, собирая дистиллят в тот же приемник'. Ди­ стиллят переносят в мерную колбу емкостью 500 мл, разбавляют дистиллированной водой до метки и берут аликвотную часть на бромирование. Затем проводят бромирование фенолов и йодомет­ рическое титрование. Для этого отбирают 25—50 мл полученного дистиллята и переносят в коническую колбу емкостью 300— 500 мл, снабженную притертой пробкой, прибавляют 25 мл раст­ вора бромата калия (реактив 6), 25 мл раствора бромида калия

(реактив 5) и 10 мл серной кислоты (реактив 3), закрывают пробкой и оставляют стоять в течение 0,5 часа. После этого при­

бавляют 1 г сухого йодида калия, снова закрывают притертой пробкой и через 5 мин. титруют выделившийся йод 0,05-н. раст­

вором тиосульфата натрия (реактив 7).

1 Для проверки на полноту отгона рекомендуется набрать в пробирку несколько капель выходящей из холодильника жидкости и испытать на присут­ ствие в н'ей фенолов добавлением диазо-смеси (см. ниже «Колориметрическое определение фенолов»).

450 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

воряют в 65 мл 1-н. соляной кислоты — НС1 и добавляют дистил­ лированную воду до 1 литра);

2)1-н. раствор соды (143,1 г кристаллического карбоната натрия растворяют в дистиллированной воде и затем добавляют

еедо 1 л);

3)раствор нитрита (азотистокислого) натрия (2 г нитрита натрия растворяют в 98 мл дистиллированной воды);

4) стандартный раствор фенола (10 г фенола растворяют в

1 л дистиллированной воды; 1 мл этого раствора содержит 10 мг фенола. Титр данного раствора устанавливают бромированием его и йодометрическим титрованием, как описано выше).

Стандартный раствор готовят на исследуемой воде, а поэто­ му берут равные количества исходной воды, например 50 мл, и вносят в градуированные цилиндры Генера. В один из цилинд­ ров вводят стандартный раствор (реактив 4), затем к испытуе­

мому и стандартному раствору прибавляют 5 мл 1-н. раствора соды (реактив 2) и оставляют стоять на 5 мин. Тем временем готовят раствор диазопаранитроанилина (раствор 1) путем

прибавления к раствору паранитроанилина (в зависимости от количества анализов) осторожно, по каплям до его обесцвечива­ ния раствор азотистокислого натрия (реактив 3). Полученный раствор одновременно прибавляют по 3 мл к содержимому обоих цилиндров, доводят дистиллированной водой до 100 мл и взбал­ тывают.

По истечении 5 мин. полученную окраску растворов сравни­ вают.

Содержание фенолов в воде вычисляется по следующей фор­

муле:

hi — высота столба жидкости в цилиндре с испытуемой во­ дой после уравнения окрасок, см\

W — объем исследуемой воды, мл.

Определение содержания в воде цианидов и роданидов

Содержание в сточных водах цианидов и роданидов необхо­ димо устанавливать только с санитарной точки зрения, когда эти воды предназначены для выпуска в водоем. При этом, рекомен­ дуется определять их по методике ВНИИ ВОДГЕО '.

1 Лурье Ю. Ю. и Рыбников А. И. Химический анализ производ­ ственных сточных вод. Госхимиздат, 1958.

Эксплуатация установок биохимического обесфеноливания сточных вод 453

бы, попадая из природной среды, где они жили, в искусствен­

ную питательную среду, создаваемую в аэрационном бассейне, встречаются с непривычными условиями. В процессе приспособ­ ления к этим новым условиям у микробов перестраивается про­ цесс обмена, что и вызывает их частичное перерождение, при этом их деятельность в отношении разрушения фенолов ослаб­ ляется. Вопрос о том, насколько микробы утрачивают способ­

ность разрушать фенолы, еще мало изучен. Но если судить по

остаточному фенолу, то его содержание в очищенной воде с те­

чением времени несколько повышается (от 1—5 до 20—50 мг/л).

Здесь сказывается, по-видимому, неравномерность поступления сточных вод и особенно их состава, что действует на микробов

отрицательно, а иногда даже губительно. Поэтому эксплуата­

ционник должен найти пути борьбы с изменчивостью ценных

культур микробов и сохранить их способность активно расцеп­ лять фенолы на безвредные составные части. В настоящее время при ослаблении деятельности микробов их заменяют вновь вы-

2 3

ращенными путем слива от — до — объема воды в бассейне с

постепенным заполнением бассейна, сначала технической, а за­

тем и сточной водой. Вместе с водой в бассейн вводят свежие микробы, выращенные в питомнике (см. гл. IV, п. 9).

Украинским институтом коммунальной гигиены проведены ин­ тересные опыты по замене сложного размножения в питомнике

спереводом микробов в рабочие условия — получением сухого комплекса культур фенолразрушающих микробов. Для этого по­

следние выращиваются в фенольной сточной воде, как и в пи­

томнике в течение 48 час. при температуре 37°, затем этой водой

смикробами пропитывают торфяную крошку, которую высуши­ вают в течение 6 дней в сушильном шкафу при температуре 37°, упаковывают и хранят в темном месте.

Высушивание комплекса фенолразрушающих микробов воз­ можно также и на мембранных фильтрах. При этом через простерилизованные сухие мембранные фильтры в воронке Бюхне­ ра профильтровывают сточную воду с выращенными в ней фе­

нолразрушающими микробами, как и в предыдущем случае. За­

тем фильтры с задержанными на них микробами складывают в

чашку Петри и высушивают в течение суток при температуре 37° до воздушно-сухого состояния.

Засушенные микробы должны храниться также в темном месте при температуре +14—16°. Высушенные тем или иным способом микробы вводят с водой в аэрационный бассейн, запол­ ненный разбавленной очищаемой сточной водой, после чего они быстро восстанавливают свою способность разрушать фенол с той же активностью, которой они обладали до их консервации

высушиванием.

454 Эксплуатация сооружений для очистки производственных сточных вод

При проверке в лабораторных условиях, проводившейся с

культурами, высушенными год тому назад, выяснилась возмож­ ность широкого применения в производственных условиях мето­ да введения в очищаемую воду комплекса культур фенолразру­ шающих микробов, выращенных в определенном месте и высу­ шенных на воздухе при температуре 37°.

Уход за вторичным отстойником и шламовой площадкой

Регулирование работы вторичного отстойника обесфенолен-

ных сточных вод аналогично описанному в гл. IX для вторичных отстойников хозяйственно-бытовых сточных вод. Осадок (ил) из вторичного отстойника откачивают обычно один раз в сутки и разливают его на одной из карт иловой площадки. Здесь его подсушивают (рис. 91) или, в зимнее время, намораживают до

оттепели, затем автокраном с грейфером погружают на автоса­ мосвал и отвозят на свалку.

Осадок, откачиваемый из вторичного отстойника на дренаж­ ную площадку, представляет собой черную мазеобразную массу со слабым гнилостным запахом. Этот осадок состоит из органи­ ческих веществ (потеря при прокаливании 90,9%, считая на воз­ душно-сухую пробу), содержит значительное количество смол и

масел, а также фенол (последний в количестве около 0,1%);

нитриты и нитраты отсутствуют. При исследовании осадка под микроскопом видно, что в осадке из вторичного отстойника, как и в осадке из аэрационного бассейна, в незначительном количе­ стве находится один вид простейших (инфузорий). Таким обра­

зом, осадок в основном состоит из смол, масел и частично био­ массы фенолразрушающих микробов, населяющих аэрационный бассейн и вторичный отстойник, и не может служить активным илом, интенсифицирующим процессы очистки сточной воды от фенола и других органических загрязнений. Наоборот, по-види- мому при более высоком проценте осадка во взвешенном состоя­ нии в аэрационном бассейне можно объяснить постепенное ухуд­ шение деятельности фенолразрушающих микробов и необходи­

мость периодического обновления содержимого аэрационного бассейна.

Требования к эксплуатации насосно-компрессорной станции

Приемы эксплуатации насосно-компрессорной станции обыч­

ны. Отличительной особенностью ее работы является лишь тре­ бование бесперебойности во избежание нарушения технологиче­ ского, главным образом, биохимического, процесса, происходя­ щего в сооружениях.