2. Очистка сточных вод

Сточные воды кожевенных заводов подлежат предварительной локальной очистке (с целью удаления грубодисперсных примесей, взвешенных веществ, хрома, ПАВ, фенолов и сульфидов), а также последующей биологической очистке. На кожевенных заводах обычно устраивают три канализационные сети: общих производственных стоков, хромсодержащих стоков и бытовых сточных вод. Целесообразно также выделение отдельной сети канализации зольных стоков, содержащих оснбвное количество сульфидов (до 101 г/л S2-), с их локальной очисткой. При большом объеме сточных вод с высокой концентрацией фенолов их необходимо также направлять в отдельную сеть и подвергать соответствующей обработке.

К сооружениям предварительной локальной очистки относятся решетки, шерстеуловители, усреднители, отстойники (горизонтальные или радиальные), жироловки, флотаторы, установки высадки и регенерации хрома, а также сооружения для обработки осадка (механическое обезвоживание, сушка, сжигание).

При решении схем предварительной локальной очистки сточных вод кожевенных заводов необходимо предусматривать рециркуляцию отработавших технологических растворов (зольных, пикельных, дубильных — и т.п.) с постоянным добавлением в систему реагентов, по мере их сработки, а также регенерацию солей хрома из отработавших дубильных растворов. Это позволит в значительной степени снизить токсичность сточных вод и сократить потребление peaгентов и свежей технической воды.

Одним из путей снижения потребления воды является замена непрерывных технологических промывок сырья и полуфабрикатов периодическими промывками, а также выполнение промывок по принципу противотока. Опыт применения противоточных промывок сырья и полуфабрикатов в шнековых аппаратах имеется в отечественной практике.

Рис. 57.1. Технологическая схема локальной очистки сточных вод кожевенных заводов, разработанная ГПИ-2
1 — механизированная решетка; 2 — насосная станция; 3 — шнековый шерстеуловитель; 4 — аэрируемая песколовка; 5 — усреднитель с механическим перемешиванием; 6 — отстойник; 7 — напорный флотатор; 8 — уплотнитель осадка; 9 — бак для осадка; 10 — центрифуга; 11 — бак для фугата; 12 — сепаратор; 13 — отстойник высадки хрома; 14 — фильтр-пресс; 15 — реагентное хозяйство; I — производственные общие стоки; II — осадок и флотационный шлам общих стоков; III — фугат от центрифуг и фильтр-прессов; IV — фугат от сепараторов; V — хром содержащие стоки; VI — осадок хромсодержащих стоков; VII — раствор FeS04-7Hs0; VIII — реагент; IX — воздух

Аэрационные мембраны как заменить аэрационную. диспенсер для мыла tork.

Рис. 57.2. Технологическая схема локальной очистки сточных вод кожевенного завода, разработанная УИИВХ г. Ровно
1 — решетка; 2 — песколовкамера подщелачивания; 5 — насос для подачи стоков на безнапорную флотацию; 6 — флотационный шерсте-жироуловитель; 7 — камера реакции; 8 — камера напорной флотации; 9 — насос для подачи рабочей жидкости; 10 — напорный бак; 11 — вакуум-фильтр; 1 — неочищенные сточные воды; II — воздух; III — вода после очистки; IV — отвод кека;

Исследовательскими работами, проведенными в МИСИ им. Куйбышева, показана возможность и целесообразность использования биологически очищенных сточных вод на технологические нужды в отмочно-зольных, преддубильных и дубильных операциях, на которые расходуется более 60% воды от общего водопотребления завода. При этом качество биологически очищенных сточных вод должно удовлетворять санитарно-гигиеническим и токсикологическим требованиям, устанавливаемым санитарными органами. На рис. 57.1 и 57.2 приведены технологические схемы предварительной локальной очистки сточных вод, осуществленные на ряде кожевенных заводов.

На рис. 57.3 дана совмещенная схема предварительной локальной и биологической очистки сточных вод кожевенного завода. В составе сооружений для улавливания из сточных вод грубодисперсных веществ, таких, как обрезки кожи, щетина, волос, мездра, жиры, обрывки шкур, стружка хромовых коле, предусматриваются шерстеуловители (волокноуловители) различных типов: транспортерные, оснащенные капроновой сеткой с ячейками диаметром 1 мм со съемом шерсти щеточными валиками или пневмоотсосом, с перфорированным лотком отверстия диаметром 5—8 мм), оборудованным вращающимся конвейером, барабанного типа, шнекового типа и др.

На рис. 57.4 показан шерстеуловитель комбинированного типа, установленный на Осташковском кожевенном заводе. Задержание грубодисперсных взвешенных частиц шерстеуловителями подобных типов достигает 50%.

Украинским институтом инженеров водного хозяйства (УИИВХ) разработана схема безнапорного флотационного шерстежироуловителя пропускной способностью 150 м3/ч. Емкость флотационной камеры рассчитана на 20—30-минутный приток. Количество расходуемого воздуха составляет 2—3% расхода воды. По данным экспериментальных исследований, эффект улавливания шерсти достигает 91,2—97,6%, эффект извлечения жира 75%. Влажность свежего шлама составляет 94—95%, его объем 0,7—0,8% количества сточных вод; через 8 ч влажность снижается до 84%, объем — до 0,3—0,35%. В 1 м3 шлама влажностью 84% содержится 10—20 кг шерсти и 40—45 кг жира. На дне шерстеуловителя образуется осадок влаж¬ностью 94—95%, Объем которого после 8 ч накопления составляет 0,35% объема обрабатываемых сточных вод.

Для усреднения сточных вод кожевенных заводов применяют проточные усреднители с пневматическим или механическим перемешиванием. Продолжительность усреднения колеблется в пределах 8—16 ч. Удаление выпавшего осадка — периодическое при чистке сооружений. Предусматриваются специальные устройства для удаления в случае необходимости пены и жира с поверхности усреднителя.

Рис. 57. 3. Совмещенная схема предварительной и биологической очистки сточных вод кожевенного завода, разработанная МИСИ им. В. В. Куйбышева
1 — горизонтальные отстойники; 2 — станция высадки хрома; 3 — песколовки; 4 — бункера для песка; 5 — усреднители; 6 — первичные отстойники; 7 — флотационная установка; 8 — сборник конденсата пены; 9 — емкость конденсата пены; 10 — вторичные отстойники; 11 — станция биогенных добавок; 12 и 16 — смесители; 13 — аэротенки с регенерацией активного ила; 14 — воздуходувно-насосная станция; 15 — третичные отстойники; 17 — хлораторная установка; 18 — цех обезвоживания осадка; I — отмочно-зольные стоки; II — общий сток; III — дубильные стоки; IV — воздух; V — рециркуляционная вода

Предусматриваемые обычно в составе сооружений предварительной локальной очистки горизонтальные отстойники рассчитывают на приток воды в течение 1,5—2 ч, эффект осветления, 50—60%, влажность осадка 94—96%, объем осадка 3—5% объема обрабатываемых сточных вод. Смешение кислых и щелочных сточных вод от дубильных и отмочно-зольных операций приводит к их взаимной нейтрализации, сопровождающейся коагуляцией и флокуляцией, что улучшает процесс отстаивания.

При необходимости усиления эффекта осветления сточных ВОД возможно применение коагулянтов: сернокислого алюминия, хлорного железа и сернокислого закисного железа. Наиболее доступный и дешевый коагулянт FeS04*7H20, доза которого в зависимости от концентрации загрязнений в сточных водах составляет 0,8—1,5 г/л. Эффект осветления 70—85 % одновременно снижается содержание сульфидов и органических соединений (БПК уменьшается примерно на 30%), а также величина рН.

При отстаивании сточных вод с применением реагентов объем осадка достигает 10—17% объема сточных вод при его влажности 96—98%. Применение флотации для предварительной локальной очистки сточных вод кожевенных заводов обеспечивает значительное снижение содержания в них механических примесей, сульфидов, хрома, ПАВ, жиров и органических веществ. В табл. 57.4 приведен эффект очистки на флотационных установках.

Продолжительность пребывания воды во флотаторе 1 ч. Расход воздуха при диспергировании его в воде с помощью фильтросов 10—12 м3/(м2-ч), при напорной флотации 2—3% расхода перекачиваемой воды. При двухступенчатой флотации сточная вода на I ступени подкислялась серной кислотой до рН=4,5-5, на II ступени подщелачивалась известью до рН = 8,5-9,5. При одноступенчатой флотации применялись серно¬кислое железо — I г/ли известь — 0,8 г/л.

В результате предварительной локальной очистки концентрация сульфидов в общих стоках кожевенных заводов снизилась до 15—20 мг/л (см. табл. 57.4).

Учитывая требования СНиП П-32-74 к снижению содержания сульфидов в сточных водах, направляемых на биологическую очистку (ПДК 1 мг/л), возможно применение специальной обработки сточных вод с целью удаления сульфидов, в частности, их осаждение закисным железом (FeS04-7H20 1 —1, 2 г/л при содержании в стоках иона S2- не более 50—100 мг/л), окисление кислородом воздуха (15 м3 на 1 м3 воды) при длительной аэрации (до 10 ч), электролитическое окисление с коагуляцией и др.

Наиболее широкое применение на кожевенных заводах получил метод каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха. По рекомендациям МИСИ им. В. В. Куйбышева в качестве катализаторов следует применять раствор хлорида или сульфата марганца. При средней концентрации сульфидов в общем стоке кожевенного завода 50 мг/л (от 30 до 160 мг/л) дозирование катализатора следует осуществлять из расчета поддержания в смеси соотношения 0,4—0,5 мг Мл2 : 1 мг S2-. Интенсивность аэрации около 30 м3/(м2-ч), продолжительность процесса окисления сульфидов до 5 ч в проточных условиях и до 2 ч в условиях контактного режима работы окислителя, т. е. в последнем случае процесс протекает более эффективно. В связи с этим при расчете окислителя следует принимать два сооружения. Окисление сульфидов происходит практически полностью. Для окисления возможно применение сооружений типа аэротенков.

Рис. 57.4. Комбинированный шерстеуловитель со шнеком и транспортером
1 — гаситель напора; 2 — шерстеуловители-транс- портеры; 3 — вентилятор; 4— сборник уловленной шерсти; 5 — корыто для чистой воды; 6 — емкость для загрязняющих веществ; 7 — перфорированный желоб; 8 — шнек шерстеуловителя

Можно также использовать методы очистки, описанные в гл. 48. При обработке хромсодержащих сточных вод в качестве реагентов для выделения из них хрома применяют известь или едкий натр. При этом принимают на 1 мае. ч. металлического хрома 1,11 мае. ч. негашеной извести или 4 мас. ч. едкого натра. Используют раствор извести 2%-ной, а едкого натра 5%-ной концентрации.

В случае регенерации хрома и повторного его использования применяют кальцинированную соду Na2СОз. На 1 маc. ч. Сг3 требуется 2,5 мас. ч. кальцинированной соды.

Осаждение образовавшейся в результате реакции гидроокиси хрома производят в контактных отстойниках. Продолжительность отстаивания 5—6 ч. При перемешивании хромсодержащих стоков острым паром и нагревании их до температуры 60—80° С продолжительность отстаивания уменьшают до 2—3 ч. Интенсифицировать процесс осаждения гидроокиси хрома можно путем добавления 1—2 мг/л полиакриламида (ПАА). Количество осадка составляет 12—18% объема хромсодержащих стоков. Влажность осадка 93—95%; концентрация в нем Сг3 30—40 г/л; рН=8, 9.

Для обезвоживания осадка хромсодержащих стоков применяют вакуум-фильтры или фильтр-прессы.

Производительность вакуум-фильтра по результатам лабораторных исследований составляет 17—20 кг/(м2*ч) по сухому веществу; влажность кека 82—83%; содержание Сг3 в фильтрате 150—160 мг/л при экипировке вакуум-фильтра хлопчатобумажными фильтротканями и до 1000 мг/л при применении капроновых фильтротканей.

Предварительное нагревание осадка до температуры 80° С позволяет повысить производительность вакуум-фильтров в 2 раза. Применение при обезвоживании коагулянтов традиционного типа нецелесообразно в связи со снижением качества хрома при его регнерации.

При обезвоживании на рамном фильтр-прессе осадка влажностью 93—95% влажность кека составляет 72—78%, производительность фильтр-пресса при продолжительности фильтроцикла 3 ч и рабочем давлении 0,8 МПа составляет 18 кг/м2 по сухому веществу, концентрация Сг3 в фильтрате 40—60 мг/л.

Сточные воды кожевенных заводов, несмотря на большое содержание в них органических веществ и наличие токсичных ингредиентов, препятствующих жизнедеятельности микроорганизмов, могут подвергаться биологической очистке в аэротенках и биофильтрах (с рециркуляцией воды и без нее).

Средняя скорость окисления органиче¬ских соединений (БПК5=385 мг 02/л) в аэротенке-смесителе при дозе ила 3,5 г/л составляет 8 мг БПК5, или 9, 6 БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч. Дозу ила в аэротенке следует принимать равной 1,5 г/л, в регенераторе — 5 г/л. Удельный расход воздуха Д, м3/м3, и прирост активного ила Пр, мг/л, принимают согласно пп. 7. 105 и 7. 106 СНиП II-32-74.

По зарубежным и отечественным данным, при совместной очистке производственных сточных вод кожевенных заводов с бытовыми водами (производственных до 75%) нагрузка по БПКполн очищаемых сточных вод на 1 м3 объема аэротенков составляет от 0,5 до 2 кг/сут. Продолжительность аэрации в зависимости от характеристики сточных вод изменяется в широких пределах от 16 до 48 ч. При недостатке разбавляющих бытовых вод требуется вводить биогенные элементы.