141 И 14 11 – аэротенк 1 и II ступени; 15 – третичные отстойники.
Линии: I – товарная биомасса; II – дрожжевая бражка; III – конденсат в производство;
IV – поток бытовых сточных вод и стоков вспомогательных цехов; V – поток концентрированых загрязненных производственных стоков: VI – поток дождевых и незагрязненных производственных вод; VII – осветленные дождевые воды на использование: VIII – осадки на обработку и утилизацию – рециркуляцию биомассы; IX – очищенные сточные воды в производство; Х – поток частично очищенных производственных стоков на городские очистные сооружения;XI – активный ил
Для упаривания биоокисленной бражки обычно применяют пятикорпусные вакуум-выпарные установки производительностью 110 – 125 т/ч по выпаренной влаге. Количество сгущенного осадка после дрожжевого остатка влажностью 70 – 85 % составляет 8 – 11 кг на I м3 бражки. При определенных условиях сгущенный остаток можно использовать как добавку к товарным дрожжам; его применяют также в качестве удобрения.
В составе внеплощадочных очистных сооружений обычно применяют горизонтальные песколовки с продолжительностью протока воды 30 – 45 с. Количество выпадающего осадка 0,4 – 0,6 кг на 1 т абсолютно сухого сырья. Влажность осадка из песколовок составляет 73 - 78 %.
Усреднители рассчитывают на продолжительность пребывания сточных вод в них 2–3 ч; их оборудуют аэраторами из дырчатых труб; интенсивность аэрации 3–5 м3/ч на 1 м2 сооружения.
Первичные отстойники рекомендуются радиальные с продолжительностью отстаивания воды 1,5–2,5 при эффекте задержания взвешенных веществ 30–15% и влажности осадка 96,5–95,5 %. Расход очищенных стоков на пеногашение 0,06 л/(с.м2).
Вторичные отстойники – радиальные с продолжительностью отстаивания воды 2–2,5 ч; влажностью выпадающего осадка – 98,8–99,1 %.
В качестве сооружений по доочистке сточных вод могут применяться микрофильтры и контактные осветлители.
Скорость фильтрования в микрофильтрах на сетке с размером ячеек 40 мкм составляет 15–25 м/ч, эффект очистки от взвешенных веществ 45–65 %; снижение БПК5 на 10–15 %.
В контактных осветлителях скорость фильтрования 4 м/ч при продолжи-тельности фильтроцикла 16–18 ч. Интенсивность промывки загрузки 13–15 л/(с.м2), ее продолжительность 5–7 мин. Эффект очистки от взвешенных веществ 70–80 %; снижение БПК5 на 15–25 %.
10.6. Предприятия лесохимической промышленности
К основным процессам на предприятиях лесохимической промыш-ленности относятся:
а) пиролиз древесины (ее термическое разложение без доступа воздуха), при котором получают товарный уголь, полупродукт-жижку (конденсат парогазов) и продукты ее переработки – уксусную кислоту, ацетатные растворители. Кроме того, при разгонке смол, образующихся в процессе пиролиза, получают ингибиторы, пек и др.;
б) экстракция смолистых веществ и переработка живицы (смолистых выделений на хвойных деревьях), в результате чего получают канифоль и скипидар.
Источники образования сточных вод, их количество и характеристика
На предприятиях лесохимической промышленности загрязненные сточные воды образуются:
а) в процессе химической переработки древесины;
б) при конденсации пара, применяемого для обогрева или перегонки продуктов;
в) при промывке продуктов или разбавлений реагентов.
Продукты переработки древесины и реагенты растворяются в воде или образуют в ней эмульсии. Кубовые остатки лесохимических предприятий, представляющие собой многокомпонентную смесь, содержащую органические смолы, масла, кислоты, механические примеси, не допускается направлять в канализацию. Их утилизируют или сжигают. На предприятиях образуются также охлаждающие незагрязненные воды, температура которых в летних условиях достигает 40–60 оС. Объем этих вод обычно превышает объем загрязненных сточных вод в 20–30 раз. Количество загрязненных сточных вод основных производств лесохимической промышленности составляет 30–50 м3 на 1т продукции. Характеристика загрязненных сточных вод основных производств лесохимической промышленности по основным показателям составляет, мг/л: БПК20 – 7700; смолы – 240; летучие фенолы – 240; рН – 4,3.
Методы очистки сточных вод
Сточные воды предприятий лесохимической промышленности можно разделить на две группы:
1) сильно загрязненные, содержащие большое количество растворенных органических веществ (БПКполн до 50 г О2/л, ХПК около 75 г О2/л, фенолов до 0,5 г/л, смол до 6 г/л);
2) умеренно загрязненные (БПКполн не более 12 г 02/л, ХПК до 30 г О2/л, фенолов до 0,005 г/л, смол около 1 г/л).
Первая группа сточных вод обезвреживается путем сжигания органических веществ, вторая обычно направляется на сооружения биологической очистки (рис. 6).
До поступления на сооружения биологической очистки сточные воды должны подвергаться цеховой (локальной) очистке, для которой на пиролизных и канифольных заводах применяют смолоотстойники и бензоловушки. На канифольно-экстракционных заводах сточные воды освобождаются от терпингидрата дегидратацией (кипячением с серной или ортофосфорной кислотой). При этом дополнительно извлекается до 1 кг/м3 флотационного масла. Перед сооружениями собственно биологической очистки сточные воды должны быть подвергнуты усреднению 1, дополнительному отстаиванию 2, фильтрованию через угольные или древесностружечные фильтры 3 и нейтрализации 4. При этом извлекаются тяжелые и легкие смолы.
Рис. 6. Принципиальная схема совместной биологической очистки производственных
и бытовых сточных вод лесохимического завода:
I - усреднитель; 2 - сколоотстойник: .3 - угольный фильтр;4 - нейтрализационная установка;
5 - отстойник дли нейтрализованных вод: 6 - шламовые площадки; 7 - камера смешения;
8 - аэротенк; 9 - вторичный отстойник: 10 - первичные отстойники бытовых сточных вод;
11 - иловые площадки; 12 - реагентное хозяйство для азота и фосфора; 13 - дезинфектор; линии: I - цеховые стоки; II - бытовые сточные воды после механической очистки;
III - разбавляющая биологически очищенная вода
Горизонтальные смолоотстойники проектируют не менее чем из трех секций, а вертикальные – не менее чем из двух. Осевшие на дно смолы удаляют периодически насосом после их разогрева паром, подаваемым в змеевики в нижней части смолоотстойника.
Легкие смолы отводятся постоянно по лоткам в смолоприемник. Продолжительность отстаивания воды в смолоотстойнике – 24 ч, скорость ее протекании в вертикальных отстойниках – до 0,05 мм/с и в горизонтальных –1 мм/с.
Число секций фильтров открытого типа принимают не менее двух, одна из них резервная. Загрузочный материал – древесный неактивированный уголь, послойно расположенный с древесными опилками, стружками (иногда последние используются без угля). Загрузочный материал меняют по мере его загрязнения смолами без регенерации. Высота нижнего и верхнего древесноопилочного слоя –0,7 м; высота среднего угольного слоя – 0,4–0,6 м. При проектировании фильтров следует предусматривать механизированную загрузку и выгрузку фильтрующего материала. Скорость фильтрования –до 2 м/ч; ориентировочный расход древесного неактивированного угля –0,03– 0,04 кг, древесных опилок (стружек) –0,2 кг на 1 м3 сточных вод. Эффективность очистки на фильтрах по данным ЦНИЛХИ, %: смолы 60 –70, ХПК 10 –15, летучих фенолов 30, летучих кислот 25, БПКполн 17–19.
Для нейтрализации кислых сточных вод применяют раствор гидрата окиси кальция. Как правило, этот процесс сопровождается дополнительным выделением смолистых веществ вследствие осаждения шлама в отстойниках. Шлам обезвоживают на шламовых плошадках и отвозят в отвал.
В аэротенках при совместной очистке загрязненных производственных и бытовых сточных вод поддерживается концентрация активного ила 3–4 г/л по сухому веществу при его зольности 15–20 %. Для аэрирования предпочтительнее подавать воздух в перфорированные (диаметр отверстий 3–4 мм) асбестоцементные или стальные трубопроводы, так как керамические фильтросные плитки быстро выходят из строя из-за засмоления пор. Для крупных установок возможно использование механических аэраторов.
Техническая характеристика аэротенков
Окислительная мощность, г/(м3*сут), для сточных вод производств:
пиролизных – 1000; канифольно-экстракинонных – 800.
Удельный расход кислорода, мг/мг изъятой БПКПОЛН – 1,1.
Коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислород в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде, – 0,7.
Прирост ила, мг/мг изъятой БПК5 – 0,4.
Для разбавления концентрированных стоков следует применять биохимически очищенную воду, которая, по данным ЦНИЛХИ, имеет следующие показатели:
БПКполн, мгО2/л, – 18-28, концентрация фенолов, мг/л, – до 0,2.
Концентрация азота (в нитратах), мг/л , – до 8.
В остальном сооружения биологической очистки сточных вод предприятий лесохимической промышленности проектируют в соответствии со СНиП 2.04.03.