Принципиальная схема очистки объединенного потока сточных вод на централизованных очистных сооружениях

Загрязненные сточные воды образуются от цехов производства щепы. Сточные воды цеха производства небеленой целлюлозы считаются умеренно грязными, т.к. концентрации в них загрязненных веществ почти не превышают установленных допустимых нормативов сброса в горколлектор. Предприятие имеет раздельную канализацию бытовых и промышленных вод, обеспеченную локальными системами очистки. Хозяйственно-бытовые сточные воды считаются незагрязненными и сбрасываются непосредственно в горколлектор. Промышленные умеренно-загрязненные стоки, образующиеся от процессов охлаждения технологического оборудования, подвергаются локальной очистке. После ЛОС, представляющих собой теплообменный аппарат, часть охлажденных вод возвращается в производство, а остальное количество поступает в усреднитель для разбавления загрязненного потока сточных вод промывного и очистного цеха.

Практика показала, что нормальное функционирование малых очистных сооружений обеспечивается лишь при условии равномерного поступления в них сточных вод, отличающихся известным постоянством состава. В то же время поступление сточных вод в очистные сооружения часто бывает неравномерным. Кроме того, может наблюдаться залповый сброс производственных сточных вод, содержащих определенные химические вещества и волокна различного размера.

В таких случаях целесообразно использовать усреднительные, фильтрационные и накопительные резервуары, в задачу которых входит выравнивание колебаний расхода и колебаний концентраций поступающих сточных вод.

Также целесообразно предусматривать усреднители перед компактными аэрационными установками в целях предотвращения залпового поступления сточных вод и, следовательно, возможного выноса из вторичного отстойника осевшего ила. Кроме того, эти резервуары нужны для постоянного обеспечения микроорганизмов питательными веществами, а также поддержания определенного температурного режима и уровня рН для их благоприятного развития.

Продолжительность пребывания сточных вод в усреднителях, располагаемых перед компактными аэрационными установками, предпочтительно принимать равной 24 часам.

При устройстве усреднителя учитывают, предназначается ли он только для выравнивания колебаний расхода сточных вод или одновременно для выравнивания концентрации загрязнений. В то же время нельзя допускать накопления осадков сточных вод.

Если предусматривается лишь выравнивание колебаний расхода сточных вод, то до самого выпуска их из усреднителя не требуется выполнения каких-либо специальных операций.

Если же речь идет о выравнивании колебаний концентрации загрязнений сточных вод, то можно использовать усреднители, в которых осуществляется принудительное перемешивание воды с использованием или без использования внешней энергии.

После усреднителя объединенный поток сточных вод направляется на централизованную очистку. Следует отметить, что метод и степень очистки сточных вод зависят в первую очередь от состояния водоема, в который они отводятся. В общем случае можно, однако, выделить две основные стадии очистки:

· осветление сточных вод (удаление осадка), механическая очистка;

· корьевой и волокно пресс

· биологическая очистка.

В результате проведения различных технологических операций в цехе производства двух видов целлюлозы на основных стадиях выработки конечного продукта образуются отработанные растворы, содержащие большое количество разнообразных загрязнений: грязь, кора, волокна, растворимые соли лигносульфоновой кислоты и продукты их расщепления, ряд веществ используемых для производства спирта и дрожжей, соли в виде хлорида, их производные и продукты превращений. Кроме того, можно отметить такие загрязняющие вещества как: гидроксид кальция, органические кислоты, ряд минеральных кислот и др.

Таким образом, в результате технологического процесса производства образуются основные группы загрязнений: органические и минеральные соединения, кислоты и соли, растворы щелочей, разнообразные примеси.

На первой стадии очистки сточных вод используются механические методы. Так, для очистки гетерогенных систем в виде суспензий и эмульсий может быть использовано механическое разделение осаждением, фильтрованием. Для этих систем можно также применять коагулирование и флокулирование с последующим отстаиванием, фильтрованием или применять флотацию.

Метод флотационной очистки сточных вод основывается на способности пузырьков газа закрепляться на взвешенных частицах и всплывать вместе со взвесями на поверхность осветляемой жидкости вследствие действия подъемной силы мельчайших пузырьков газа. Следовательно, в этом случае осветление воды определяется в основном адгезионно-поверхностными свойствами пузырьков воздуха и взвеси. Необходимо учитывать также явление смачивания, которое определяется интенсивностью взаимодействия между молекулами веществ, находящимися в различных фазах.

Эффективность данного метода очистки составляет более 95%. Таким образом, если концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на ЦОС, составляет 9100 мг/л, то после очистки с учетом ее эффективности показатель загрязнения сточных вод по взвешенным веществам снизится до 455 мг/л

Таблица24

Концентрация взвешенных веществ до очистки, мг/л	Метод очистки	Эффективность очистки	Концентрация взвешенных веществ после очистки, мг/л
	Фильтрация, отстойник (флотация)	95%

На второй стадии используется флотация для уменьшения содержания щелока в сточной воде, а после метод биологической очистки потока сточных вод в искусственно созданных условиях. В качестве аппаратов очистки используются аэротенк и вторичный отстойник.

Аэротенк представляет собой железобетонный аэрируемый резервуар глубиной 3-6 метров, имеющий объем обычно 100, 10 или 5 м³.

Биохимические процессы в аэротенках, имитирующие окисление в биологических прудах, протекают с большой интенсивностью.

Поступившая в аэротенк сточная вода смешивается с активным илом (сообщество микроорганизмов, живущих в аэротенке), состоящим из хлопьев – скопления микроорганизмов. Смесь сточных вод и ила (иловая смесь) протекает через аэротенк и аэрируется. При этом происходит очистка воды за счет биологического окисления. Первая фаза данного процесса (сорбция загрязнений) осуществляется в аэротенке в момент смешения сточной воды с активным илом и здесь же начинается вторая фаза – собственно окисление адсорбированных загрязнений. Для завершения этой фазы отстоянный ил прежде чем быть смешанным с новыми порциями поступающей в аэротенк воды продувается воздухом, т.е. регенерируется. Под регенератор отводится примерно 25-50% объема аэротенка. Конструктивно это осуществляется путем разделения аэротенка на несколько коридоров, часть которых служит для регенерации ила.

После определенного периода окисления в аэротенке смесь очищенных стоков с активным илом направляется для разделения во вторичный отстойник. Очищенная вода после отстойника может быть сброшена в водоем, а основное количество ила вновь возвращается в аэротенк. В результате такой рециркуляции и размножения бактерий количество активного ила непрерывно увеличивается. Избыток ила (определяется экспериментально) удаляется и подвергается анаэробному сбраживанию.

Схематически процесс биологической очистки сточных вод можно представить следующим образом:

Вторичный отстойник

Аэротенк

СВ Очищенная СВ

Анаэробное сбраживание

Возвратный Избыточный

активный ил активный ил

Эффективность данного метода очистки составляет более 95%. Таким образом, если БПК и ХПК до процесса очистки сточных вод составляли 4670мгО/л и 15200 мгО/л соответственно, то после очистки с учетом ее эффективности показатели загрязнения сточных вод снизятся до 233,5мгО₂/л и 760 мгО/л соответственно.

Таблица 25

До очистки	Метод очистки	Эффективность Очистки	После очистки
БПК, мгО2/л		Биологиче ская очистка	95%	БПК, мгО2/л	233,5
ХПК, мгО/л		ХПК, мгО/л