Улучшение качества природных вод

       В производстве антибиотиков, кроме воды, используют углеводы и углеводистые продукты, масла, соевую муку, кукурузный экстракт, нитраты, соли аммония, серо- и фосфорсодержащие соединения, возможные предшественники антибиотиков (например, амид фенилуксусной кислоты в качестве предшественника пенициллина; н-пропанол в качестве предшественника эритромицина и т. д.), неорганические кислоты и щелочи, органические экстрагенты и пр.

       Отличительной особенностью биотехнологических процессов, основанных на выделении метаболитов из культуралъных жидкостей, является неравновесное соотношение целевого продукта и жидкости (жидкой среды), в которой он содержится (чаще - 1:100, 1:200, то есть 1%, 0,5% и менее). В подобных производствах количество жидких отходов заметно больше, чем плотных. Если последние содержатся в ощутимых количествах в сточной жидкости, то их отделяют, отжимают и обезвреживают.

       Сточные воды на госпредприятиях содержат 1 - 2% органических веществ и 98 - 99% воды. При использовании микробной обработки таких стоков в аэротенках (например, с участием сапрофитных бактерий из рода Arthrobacter, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia и некоторых других) можно получать ценные микробные удобрения.

       В зависимости от качества сточных  вод возможна также их очистка  до целесообразного уровня (например, получение оборотной воды, реализуемой  повторно в том же биотехнологическом производстве). На рисунке ниже представлена схема биологической очистки сточных вод. 
 

       4.  Схема канализации. 

       Растворенные органические вещества можно удалять с помощью активного ила в аэротенках или при аэробной обработке, на биологических капельных фильтрах; нитраты обезвреживают с помощью микробов-денитрификаторов ,соли фосфорной кислоты коагулируют и осаждают. Вновь образующиеся твердые (плотные) осадки концентрируют, обезвоживают (фильтрованием, центрифугированием, отстоем на песчаном слое), а затем сжигают, либо используют в качестве удобрения.

       При очистке сточных вод до уровня чистой воды можно выделить следующие фазы: отделение крупных, легко осаждающихся частиц и масляных пленок (грубая очистка), отделение суспендированных частиц и растворенных органических веществ (умеренно тонкая очистка), и, наконец, отделение всех других примесей (тонкая очистка). При грубой очистке воды отделяются частицы размером 100 мкм и более, при умеренно тонкой — от 1 мкм до 100 мкм, при тонкой - от 0,1 нм до 1 мкм.

       Тонкой  очистки сточных вод последовательно  достигают с помощью фильтрации через песчаные слои, хлорирования, фильтрации через активированный уголь, упаривания (жидкостной экстракции, вымораживания, обратного осмоса), ионного обмена. Если в эту фазу образуются осадки (плотные вещества), то их присоединяют к другим осадкам и обрабатывают как сказано выше. 

       Рисунок 2 - Схема движения сточной воды через очистные сооружения.

       1 - приёмная камера, 2-решётки, 3-песколовки, 4-первичный отстойник, 5-аэротенк, 6-вторичный отстойник, 7- трубопровод. 9-насосная станция 

       Приёмная  камера.

       Резкие колебания расхода и количества загрязнений сточных вод затрудняют их очистку. Для усреднения расхода и количества загрязнений применяют приёмную камеру.

       Решётки.

       На  очистных сооружениях следует предусматривать  решетки со стержнями прямоугольной формы с прозорами не более 16 мм или решетки-дробилки. Решетки допускается не предусматривать при подаче сточных вод на очистные сооружения насосной станцией, имеющей решетки с прозорами не более 16 мм или решетки-дробилки. При этом длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м и должен быть предусмотрен вывоз задержанных отбросов из насосной станции.

       Тип решеток определяется в зависимости  от производительности очистной станции и количества отбросов, снимаемых с решеток. При количестве отбросов более 0,1 м3/сут предусматривается механизированная очистка решеток, при меньшем количестве отбросов - ручная. Отбросы с решеток можно собирать в контейнер с последующим вывозом на свалку, либо устанавливать дробилки для измельчения отбросов. Измельченная масса направляется снова в сточные воды перед решетками или на совместную переработку с осадками очистных сооружений. При малой и средней производительности очистной станции применяют решетки-дробилки.

       Песколовки.

       Песколовки  предусматривают на станциях с производительностью более 100 м³ /сут, как правило, их размещают после решёток. Выбор типа песколовок зависит от конкретных местных условий, производительности станции, схемы очистки сточных вод и обработки осадков.

       Для станций производительностью до 10000 м³/сут рекомендуется применять тангенциальные и вертикальные песколовки, для станций производительностью свыше 10000 м3/сут - горизонтальные, а свыше 20000 м3/сут - аэрируемые.

       Наиболее  часто применяются горизонтальные песколовки.

       Первичные отстойники.

       Тип отстойника подбирают в соответствии с расчётной производителностью

       по  таблице 3. Расчёт начинается с определения  требуемого эффекта осветления из учёта содержания взвешенных веществ на выходе отстойника порядка 100…150 мг/л.

       Аэротенки.

       Аэротенки различных типов применяются для биологической очистки городских и производственных сточных вод. По структуре потока все типы аэротенков делятся на аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители, аэро-

       тенки-отстойники. Концентрация взвешенных веществ в  воде, подаваемой на аэротенки (после первичных отстойников) должна быть не более 150 мг/л.

       Аэротенки-отстойники применяются при пропускной способности  станции до 50000 м3/сут; аэротенки-смесители различных модификаций применяются при значениях БПКполн очищаемого стока более 500 мг/л, при наличии в стоке медленно окисляемых веществ, а также при колебаниях состава сточных вод; аэротенки-вытеснители – при БПКполн очищаемого стока до 150 мг/л и при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ. При значениях БПКполн, превышающих 150 мг/л, необходимо предусматривать регенерацию активного ила.

       Вторичные отстойники.

       Вторичные отстойники используют для отделения  активного ила, поступающего вместе со сточной водой из аэротенков. По конструкции они аналогичны первичным отстойникам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5.Определение  состава  очистных  сооружений в соответствии  со СНиП 2.04.03.-85 «Канализация. Наружные сети  и сооружения».

       Система водного хозяйства промышленных предприятий должна быть с максимальным повторным (последовательным) использованием производственной воды в отдельных технологических операциях и с оборотом охлаждающей воды для отдельных цехов или всего предприятий в целом. Безвозвратные потери воды должны восполняться за счет аккумулирования поверхностных сточных вод, бытовых, городских и производственных сточных вод после их очистки и обеззараживания (обезвреживания). Прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водные объекты допускается лишь при обосновании и согласовании с органами по регулированию использования и охране под и органами рыбоохраны. При выборе схемы и системы канализации промышленных предприятий необходимо учитывать: возможность исключения образования загрязненных сточных вод в технологическом процессе за счет внедрения безотходных и безводных производств, использования сухих процессов, устройства замкнутых систем водного хозяйства, применений воздушных методов охлаждения и т. п.; требования к качеству воды, используемой в различных технологических процессах, и ее количество; количество и характеристику сточных вод, образующихся в различных технологических процессах и физико-химические свойства присутствующих в них загрязняющих веществ, материальный и энергетический балансы водопотребления и водоотведения; возможность локальной очистки потоков сточных вод с целью извлечения отдельных компонентов и повторного использования воды, а также создания локальных замкнутых систем производственного водоснабжения; возможность последовательного использования воды в различных технологических процессах с различными требованиями к ее качеству; возможность вывода отдельным потоком сточных вод, требующих локальной очистки; возможность объединения сточных вод с идентичной качественной характеристикой; возможность использования в производстве очищенных бытовых и городских сточных вод, а также поверхностных сточных вод и создания замкнутых систем водного хозяйства без сброса сточных вод в водные объекты; возможность протекания в трубопроводах химических процессов с образованием газообразных или твердых продуктов при поступлении в канализацию различных сточных вод; условия спуска производственных сточных вод в водные объекты или в систему канализации населенного пункта или другого водопользователя.

       Канализование промышленных предприятий надлежит предусматривать, как правило, по полной раздельной системе. Сточные воды, требующие специальной очистки с целью их возврата в производство или для подготовки перед спуском в водные объекты или в систему канализации населенного пункта или другого водопользователя, следует отводить самостоятельным потоком. Объединение потоков производственных сточных вод с различными загрязняющими веществами допускается при целесообразности их совместной очистки. Очистка производственных и городских сточных вод на внеплощадочных очистных сооружениях может производиться совместно или раз дельно в зависимости от характеристики поступающих сточных вод и условий их повторного использования. Производственные сточные воды, подлежащие совместному отведению и очистке с бытовыми сточными водами населенного пункта, не должны: нарушать работу сетей и сооружений; содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационной сети или отлагаться на стенках труб; оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации; содержать горючие примеси и растворенные вещества, способные образовывать взрывоопасные и токсичные газы в канализационных сетях и сооружениях; содержать вредные вещества в концентрациях, нарушающих работу очистных сооружений или препятствующих использованию их в системах технического водоснабжения или сбросу в водные объекты (с учетом эффекта очистки).

       Производственные  сточные воды, не отвечающие указанным  требованиям, должны подвергаться предварительной  очистке. Степень их предварительной очистки должна быть согласована с организациями. проектирующими очистные сооружения населенного пункта или другого водопользователя.. Сточные воды. не загрязненные в процессе производства, должны быть использованы в смете мах производственного водоснабжения предприятия или переданы другому потребителю, в том числе на орошение. Количество сточных вод промышленных предприятий необходимо определять по технологическим данным с анализом водохозяйственного баланса в части возможного увеличения водооборота и повторного использования сточных вод. при отсутствии данных - по укрупненным нормам расхода воды на единицу продукции или сырья, по данным аналогичных предприятий. Из общего количества сточных вод промышленных предприятий следует выделять количество, принимаемое в канализацию населенного пункта или другого водопользователя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       6. Основные данные  об очистных сооружения. 

       6.1. Радиальный отстойник.

       Рисунок 3. - Схема радиальный отстойник:

       1 — центральная распределительная  труба; 2 — круговой жёлоб; 3 —  труба; 4 — скребки; 5 — движущаяся ферма; 6 — приямок; 7 — иловая труба. 

       Сооружение  для очистки воды, в котором  поток движется из центр, части в  радиальном направлении к периферии, где расположен кольцевой водосборный  лоток. В отечественной практике применяют Радиальный отстойник (о.р.) круглой формы; за рубежом существуют квадратные радиальные отстойники. Основные преимущества радиальных отстойников состоят в большой длине водосливной кромки водоприемного лотка и как следствие - в малой скорости потока на входе из отстойной зоны сооружения, в которой из воды выделяются наиболее трудно осаждаемые примеси и уменьшается подсос выпадающего осадка. Для снижения гидравличческие нагрузки на водослив водосборный лоток устанавливают на небольшом удалении от стенки О.р., вследствие чего внутренние и внешние борта лотка выполняют роль водослива. При этом нагрузка на водосливную кромку уменьшается в 2 раза. В О.р. больших размеров для снижения скорости потока на выходе располагают два кольцевых лотка. Большую роль для эффективной работы О.р. играет горизонтальность водосливной кромки. Ее отсутствие вызывает струйность потока и снижает коэффициэнт использования объема сооружения, что является причиной сокращения продолжит, процесса отстаивания.

       При наличии в воде большого кол-ва тяжелых  механических загрязнений, которые могут засорить подающий трубопровод при временном отключении радиального отстойника, исходную воду в него подают сверху. В этом случае подающий трубопровод прокладывают по радиусу над О.р. Наиболее равномерное распределение воды обеспечивает пропорциональное водораспределительное устройство. Оно состоит из набора равноудаленных одна от др. диафрагм, кромки отверстий в которых расположены по поверхности условного конуса. При скорости восходящего потока воды не менее 0,25 м/с за счет разных диаметров отверстий в диафрагмах поток делится равномерно по высоте. Но даже достаточно равномерное распределение потока воды на входе в сооружение нарушается при дальнейшем движении его от центра к периферии. Это объясняется конвекционными потоками, которые возникают при неравномерном распределении температуры воды в объеме сооружения.