Секция: Экология

                                      Подсекция: Экологические и метеорологические

           проблемы больших городов и промышленных зон

УДК 544.77:622      

Хромышева Е.А., Борисова Я.М., Кисель А.В.

Мелитопольский государственный педагогический университет

имени Богдана Хмельницкого

 

Флотационная очистка сточной воды города Васильевки от загрязнителей различной химической природы

Проблема очистки сточных вод на сегодняшний день стоит особо остро. Устаревшие методы очистки, применяемые на водоочистных станциях, не справляются с огромным количеством химических загрязнителей, содержащихся в сточных водах [1,2]. В результате, после очистки на Васильевских водоочистных сооружениях в сточных водах содержание химических загрязнителей значительно превышает значение ПДК. Поэтому нами  была исследована возможность повышения эффективности очистки сточных вод с помощью безреагентной и реагентной флотации.

Объектом исследования данной работы являются сточные воды г. Васильевка Запорожской области.

Предметом исследования определены физико-химические закономерности флотационной  очистки сточных вод г. Васильевки Запорожской области.

Целью нашего исследования явилось повышение эффективности очистки сточных вод г. Васильевки с помощью флотации.

Сточные воды на Васильевские водоочистные сооружения поступают с Северного, Центрального и Южного районов г. Васильевки, сопутствующих предприятий (таких как ОАО «Васильевский завод технологического оборудования», ОАО «Васильевский хлебокомбинат», ЗАО «Имекс», ОАО «Васильевский авторемзавод», Васильевская нефтебаза ОАО «Запорожнефтепродукт» ), а также из пгт Степногорск.

Принятая схема очистки бытовых стоков предусматривает полную биологическую очистку стоков в блоке емкостей с аэротенками и последующей доочисткой стоков на аэрируемых песчаных фильтрах с доведением БПК20 до 3-6 мг/л. После очистки стоки по сбросному трубопроводу с расслаивающим выпуском поступают в Каховское водохранилище. Процесс очистки в аэротенке происходит в 3 стадии. На первой стадии в момент поступления свежих сточных вод в аэротенки активный ил адсорбирует загрязнители и разлагает легкоокисляющиеся вещества. На второй стадии разлагаются медленоокисляющиеся вещества и активный ил регенерируется. На третьей стадии происходит процесс нитрификации аммонийных соединений:

2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O

2HNO2 + O2 = 2HNO3

Состав сточных вод до очистки и после предоставленный Васильевскими водоочистными сооружениями не совпадает с установленным нами составом сточных вод после очистки и концентрация загрязнителей в них не соответствует требуемым стандартам (табл. 1). Отбор проб сточной воды г. Васильевки для анализа производился согласно существующим нормам.

Флотационную обработку  сточной воды содержащей Fe3+, Mn2+, SO42-, Cl-, поверхностно-активные вещества и нефтепродукты осуществляли по стандартной методике [2]. Объем раствора, заливаемого в колонку, равнялся 30 мл, скорость продувания воздуха через пористую пластинку - 25-28 см3/мин, время флотации от 10 до 30 мин. в процессе флотации растворы периодически анализировались на содержание в них Fe3+, Mn2+, SO42-, Cl-, АПАВ и нефтепродуктов. Об эффективности процесса флотации судили по степени выделения их из раствора α.: 

,

 где Со и С — концентрации исследуемых загрязнителей, соответственно, до и после флотации.

Таблица 1.

Состав сточных вод г. Васильевки после очистки

Загрязнитель

Концентрация его в сточных водах, мг/л

ПДК, мг/л

NH3

33,7

2,0

NO2-

10,8

3,3

NO3-

72,1

45,0

Fe3+

1,4

0,3

Cl-

535

350

ПАВ

0,7

0,05-0,1

Нефтепродукты

0,34

0,1-0,3

SO42-

892

500

Mn2+

0,32

0,1

 

В процессе безреагентной флотации степень извлечения загрязнителей из сточных вод составляет: ПАВ - 72,3%, нефтепродуктов - 73%, Fe3+ - 71,3%, Mn2+ - 70,5%, SO42- - 68%, Cl- - 67%.

По сравнению с методами, применяемыми на Васильевских водоочистных сооружениях, безреагентная флотация явилась эффективным методом очистки, так содержание нефтепродуктов после очистки уменьшилось на 21,8%, ПАВ - на 18,6%, Fe3+ - на 27,3%, Mn2+ - на 32,7%, SO42- - на 68%, Cl- - на 67%, но концентрация этих загрязнителей в сточных водах не соответствует значению ПДК [3]. Еще одним недостатком безреагентной флотации является большое количество пены.

 Поэтому для повышения эффективности очистки нами был использован флотационный носитель CaCO3.  Для исследования носитель,  вводили в воду в интервале концентраций от 50 до 200 мг/л. Определено, что наиболее оптимальным является содержание CaCO3 в количестве 150 мг/л, поскольку при данной концентрации носителя степень флотационного выделения ионов Fe3+ достигает 85%, Mn2+ и SO42- -80%, Cl- - 76%, АПАВ - 89%, и нефтепродуктов - 93%,. При увеличении содержания CaCO3 до 200 мг/л степень выделения исследуемых загрязнителей увеличивается незначительно ионов Fe3+ на 4%, Mn2+ и Cl- на 3%, SO42- и ПАВ на 2%, и нефтепродуктов на 1%. Таким образом, установлено что наиболее эффективная концентрация носителя, в данных условиях, 150 мг/л. Использование флотации с носителем позволило снизить концентрации загрязнителей в сточных водах г. Васильевки, и после очистки они составляют: Fe3+ - 0,21мг/л, Mn2+ - 0,064 мг/л, Cl- - 128,4 мг/л, SO42- - 178,4 мг/л, ПАВ - 0,07 мг/л и нефтепродукты 0,024мг/л, что соответствует значениям ПДК [1].

Использование для флотации в качестве носителя карбоната кальция позволяет уменьшит количество пены и соответственно затраты на ее утилизацию.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.                 СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы.

2.                 Стрельцова Е.А., Хромышева Е.А. Флотационная очистка сточных вод машиностроительных предприятий / Вопросы химии и химической технологии. – 2002. - №5. – С.271-274.

3.                 Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия,1973. - 376 с.