Экологическая эффективность биосорбционного способа очистки промышленных сточных вод - ОНПЗ» (стр. 2 )

Во второй главе изучение эффективности биосорбционной очи­стки сточных вод осуществлялось по принципу контактно-проточного метода лабораторных исследований.

Для лабораторных испытаний была разработана лабораторная ус­тановка и методика исследований биосорбционного метода очистки.

Лабораторные испытания биосорбционного метода очистки сточ­ных вод ОНПЗ проводились в режиме контактной стабилизации в ре­акторах с мелкопузырчатой системой аэрации.

В одном лабораторном реакторе последовательно осуществля­лись все стадии биологической очистки стоков: нахождение иловой смеси в режиме аэрации в аэротенках, отстаивание и регенерация. По­лученные данные о составе исходной и очищенной сточной жидкости из первого реактора использовались в качестве контрольного опыта или опыта сравнения. Во втором реакторе присутствовал альтернатив­ный биосорбент – коксовая пыль установки прокалки нефтяного кокса ОНПЗ. Полученные данные о составе исходной и очищенной сточной жидкости из второго реактора позволили оценить эффективность био­сорбционной очистки с применением альтернативного биосорбента.
В третий реактор в тот же момент времени при неизменных условиях вводилась сточная жидкость с ПАУ марки ОУ-А.

Контроль процесса очистки промышленных стоков в лаборатор­ных реакторах осуществлялся в трех направлениях:

Контроль качества исходной и очищенной в реакторе сточной жидкости с помощью методики выполнения измерений химического потребления кислорода (далее ХПК) (НД 1.2-2003), метода опреде­ления массовой концентрации нефтепродуктов (ПНД. Ф.14.1:2.116-97), метода определения массовой концентрации взвешенных веществ (ПНД. Ф.14.1:2.110-97). Контроль параметров работы реактора с помощью определе­ния содержания растворенного кислорода и измерения температуры (портативный кислородомер YSI-55 с термодатчиком), метода опреде­ления величины рН (ПНД. Ф.14.1:2:3:4.121-97) Контроль основных характеристик состояния активного ила
с помощью гидробиологического анализа: методики определения ди­намики оседания активного ила, методики определения концентрации активного ила по массе, метод определения илового индекса (ПНД Ф СБ 14.1.77-96), микроскопирования активного ила, осуществляемого
с помощью универсального микроскопа Axioscop 40 фирмы Zeiss с би­нокулярной насадкой с фотовыходом.

Концентрация сорбента в лабораторных реакторах составляла 0,4 г/л.

Режим работы лабораторных установок по основным параметрам соответствовал производственным условиям. Время аэрации, отстаи­вания и регенерации соответствовало требованиям режима контактной стабилизации.

Лабораторные установки биологической и биосорбционной очи­стки располагались в помещении зала управления технологическим процессом установки-блока биологической очистки промышленных сточных вод ОНПЗ (ББО).

При исследовании альтернативного биосорбента – коксовой пыли всего было проведено сорок экспериментов, активного угля – двадцать экспериментов.

Полный контроль по всем направлениям осуществлялся как на месте проведения испытаний, так и в специализированной аккредито­ванной лаборатории санитарно-гигиенического контроля.

Всего было отобрано и проанализировано 140 проб сточной жид­кости, 100 проб иловой смеси и 300 проб (препаратов) активного ила.

Статистическую обработку полученных материалов проводили
с помощью пакетов прикладных программ «SPSS 10.0.5 for Windows» и «Microsoft Office Excel 2003». Достоверность различий определялась по критерию t-Стьюдента.

ГЛАВА 3. Экологическое обоснование эффективности
биосорбционного способа очистки сточных вод
-ОНПЗ

Установлено, что стоки, поступающие на установку биологичес­кой очистки, являясь многокомпонентной системой, характеризуются высокими среднегодовыми значениями ХПК (444–462 мгО2/л) и не­высокими значениями биохимического потребления кислорода (158– 172 мгО2/л), отсутствием фосфат-ионов, содержат нефтепродукты 21,8 –26,2 мг/л. При разовых «залповых» сбросах сточных вод значения ХПК могут достигать 1000 мгО2/л и более. Состояние активного ила
в аэротенках свидетельствует о торможении процессов биохимической деструкции органических веществ, что, возможно, связано с присутст­вием в составе очищаемой воды биорезистентных примесей.

В период проведения исследований на ББО поступали промыш­ленные стоки с высокими значениями ХПК и нефтепродукта (табли­ца 1). Разовые значения ХПК достигали более 900 мгО2/л при уста­новленном допустимом – 450 мг О2/л.

Таблица 1

Показатели качества исследуемых промышленных стоков

Контролируемый показатель	Максимальное значение	Мини­мальное значение	Среднее значение
ХПК, мгО2/л	967	398	634,25±151,79
Нефтепродукт, мг/л	129	14,5	37,24±20,06
Взвешенные вещества, мг/л	65	28	47,25±13,16
рН	9,2	8,6	8,81±0,12

На выходе из контрольного лабораторного реактора были получе­ны стоки следующего состава: значение ХПК в пределах 138–313 мгО2/л, содержание нефтепродукта – 3,6–8,1 мг/л, количество взвешенных веществ – 16–32 мг/л (таблица 2). Полученные данные показывают невысокое качество биологической очистки стоков подобного состава.

Таблица 2

Показатели биологической и биосорбционной очистки
промышленных стоков при использовании различных биосорбентов

Контролируемый показатель	Биологическая очистка	Биосорбция с коксовой пылью	Биосорбция с активным углем
ХПК, мгО2/л	224,25±41,26	107,3±24,73	91,85±18,13
Нефтепродукт, мг/л	5,89±1,61	1,12±0,35	0,67±0,07
Взвешенные вещества, мг/л	23,5±4,99	6,88±2,59	11,25±3,3
рН	7,32±0,21	7,16±0,18	7,17±0,20
Растворенный кислород в начале, мг/л	1,73±0,91	3,25±0,89	3,76±0,72
Растворенный кислород в конце, мг/л	4,39±0,79	5,12±0,85	5,62±0,88
Температура воды, °С	24,15±1,12	24,15±1,20	24,88±0,78
Динамика оседания ила	156,13±22,86	102,25±14,93	108,5±14,06
Концентрация ила, г/л	1,66±0,14	2,2±0,10	2,1±0,04
Иловый индекс	109,25±7,80	57±3,74	62±5,66

Примечание: р ≤ 0,05.

На выходе из реактора с коксовой пылью были получены стоки следующего состава: значение ХПК в пределах 62–167 мгО2/л, содер­жание нефтепродукта – 0,68–1,7 мг/л, количество взвешенных веществ – 4–12 мг/л. При добавлении адсорбента в систему биологической очи­стки значения ХПК значительно снижаются (рис. 1). Степень очистки сильнозагрязненных стоков по нефтепродукту в биосорбционной сис­теме намного выше, чем в системе биоочистки (рис. 2).

Рис. 1. Значения ХПК промышленных стоков до и после очистки

Рис. 2. Содержание нефтепродукта в стоках до и после очистки

Динамика оседания активного ила после биосорбционной очист­ки значительно лучше, чем после биологической. Превышения норма­тивного значения (не более 120) отмечались крайне редко (рис. 3). Этот факт свидетельствует об улучшении седиментационных свойств активного ила.

Рис. 3. Значения динамики оседания ила после биологической
и биосорбционной очистки

На выходе из реактора с ПАУ были получены стоки следующего состава: значение ХПК в пределах 58–123 мгО2/л, содержание нефте­продукта – 0,61–0,75 мг/л, количество взвешенных веществ – 9–16 мг/л.

Анализ полученных данных показал более высокую эффектив­ность биосорбционной очистки промышленных стоков (с разными сорбентами) по сравнению с биологической очисткой (таблица 3).

Таблица 3

Эффективность очистки промышленных стоков по показателям

Способ очистки	Эффективность очистки, %
ХПК	Нефте­продукт	Взвешенные вещества
Биологическая очистка	43 ч 76	71 ч 90	21 ч 65
Биосорбция с коксовой пылью	74 ч 89	94 ч 98	68 ч 93
Биосорбция с активным углем	79 ч 90	96 ч 99	61 ч 84

Кроме того, в системе биологической очистки (лабораторном реакторе) отмечено уменьшение видового разнообразия организмов (таблица 4).

Таблица 4

Видовое разнообразие организмов активного ила
из лабораторных реакторов

Организм активного ила	Биологичес­кая очистка	Биосорбция с коксом	Биосорбция с углем
Вид Vorticella convallaria	+	++	++
Вид Vorticella microstoma	++	+	+
Вид Aspidisca costata	+	++	++
Вид Rotaria rotatoria	+	+	++
Род Euplotes	–	+	+
Род Opercularia	+	++	++
Род Carchesium	–	++	++
Род Epistylis	–	++	++
Род Litonotus	+	+	+
Род Coleps	–	+	+
Род Podophrya	–	+	+
Нитчатые бактерии, род Sphaerotilus	++	+	–
Бесцветные жгутиконосцы, подтип Flagellata	++	+	+
Мелкие амебы, подтип Sarcodina	++	–	–
Крупные амебы, подтип Sarcodina	–	+	+
Общее количество групп индикаторных организмов	9	14	13

Примечание: