Интенсификация процессов биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов (на примере ОАО бцкк)

были показаны схематично, что вполне естественно при мелкомасштабном картографировании.

Представленные материалы крупномасштабных исследований, связанных с определенной тематической направленностью (оценка сейсмической опасности крупной городской агломерации, включающей зоны гражданской и промышленной застройки), могут служить своеобразной «методической моделью» по изучению геолого-генетических комплексов дисперсных грунтов Монголии. Структурно-тектоническая обстановка района определила разнообразие комплексов и условий их залегания, большие диапазоны мощности (от 1 до 70 м) и сложное строение грунтовых толщ. Разнообразие и сложность можно считать положительным моментом предлагаемой модели.

Библиографический список

1. Инженерно-геологическая оценка мезо-кайнозойских отложений (Восточная Сибирь и Монголия) / Т.Г. Рященко, Т.Ф. Данилова, Г.Е. Нетесова и др. - Новосибирск: Наука, 1992. - 118 с.

2. Интерпретация геохимических данных / Е.В. Скляров, Д.П. Гладкочуб, Т.В. Донская и др. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 288 с.

3. Рященко Т.Г. Инженерно-геологические основы сейсмического микрорайонирования (на примере аймачных центров МНР) / Т.Г. Рященко // Сейсмические свойства грунтов. - М.: Наука, 1985. - С. 85 - 97.

4. Рященко Т. Г. Закономерности формирования состава и свойств лессовых отложений юга Восточной Сибири и Северной Монголии / Т.Г. Рященко // Инженерная геология. - 1988.- № 4. - С. 98 - 106.

5. Рященко Т.Г. Проблемные грунты и опасные природ-но-техногенные процессы Западной Монголии / Т.Г. Рящен-ко // Труды V Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике. - Иркутск, 2005. - С. 93 - 95.

УДК 574

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫХ КОМБИНАТОВ

С.С.Тимофеева1, Ю.В.Панасенков2, Е.Ю.Панасенкова3

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Предложено использовать для интенсификации очистки метод прикрепленной микрофлоры. В качестве плоскостной загрузки биофильтра предложено использовать капроновую сетку с закрепленными на ней пучками капроновых волокон.

Ключевые слова: биологическая очистка, каталазная активность, очистные сооружения, сточные воды, капроновая сетка, металлическая сетка. Ил. 1. Табл. 2.

INTENSIFICATION OF THE PROCESSES OF BIOLOGICAL CLEANING OF SEWAGE FROM PULP AND PAPER PLANTS (ON EXAMPLE OF PUBLIC CORPORATION "PULP AND PAPER PLANT") S.S.Timofeeva, Y.V.Panasenkov, E.Y.Panasenkova

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The authors propose to use the method of attached microflora to intensify the cleaning. It is offered to use a caproic net

with attached bundle of caproic fibers as a flat-bed loading of the biofilter.

Key words: biological cleaning, catalysis activity, treatment plants, sewage, caproic net, metallic net.

1 figure. 2 tables.

Производство целлюлозы является одним из самых водоемких и энергоемких производств, требует больших запасов сырья. Всем этим условиям отвечает Братский район, где был возведен и успешно работает Братский целлюлозно-картонный комбинат (БЦКК).

Традиционно в России применяются сульфатные и сульфитные технологии варки целлюлозы. При этом в технологический процесс включают серу- и хлорсо-держащие вещества, которые в процессе варки и отбелки превращаются в дурнопахнущие, токсичные и канцерагенные вещества (меркаптаны, сульфиды,

дисульфиды, бифенилы, диоксины, фенолы и т.д.). Эти вещества представляют большую опасность для окружающей среды и человека.

В настоящее время отрасли народного хозяйства все в большей степени становятся зависимыми не только от экономических, но и от экологических факторов. Однако было бы наивно полагать, что большое число предприятий со старой технологией можно остановить. В ближайшей перспективе произойдет широкое качественное изменение систем очистки воды в сторону увеличения степени удаления всех видов примесей в целях последующего повторного исполь-

Чимофеева Светлана Семеновна , доктор технических наук, профессор, зав.кафедрой БЖД и промышленной экологии, тел.: 8(3952)40-51-06.

Timofeeva Svetlana Semenovna, a doctor of technical sciences, a professor, a head of the Chair of Industrial Ecology and Safety of Life Activity, tel.: 8(3952)40-51-06.

2Панасенков Юрий Васильевич, кандидат биологических наук. Panasenkov Yuriy Vasiljevich, a candidate of biological sciences.

3Панасенкова Елена Юрьевна, аспирант. Panasenkova Elena Yurjevna, a postgraduate.

зования воды. Будущее принадлежит технологиям, которые строятся по принципам экологического метаболизма - по циклам, напоминающим циклы природных систем.[1] Этим принципам отвечает биологическая (биохимическая) очистка. Технологии очистки сточных вод развиваются в направлении интенсификации биохимической очистки [2].

Биохимические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов, которые окисляют органические вещества, находящиеся в сточных водах в коллоидном и растворенном состоянии. Используя биохимические методы, удается почти полностью освободиться от органических загрязнений, оставшихся после механической очистки [2].

Сооружения для биологической очистки сточных вод бывают двух основных типов. Сооружения, в которых биологическая очистка осуществляется в условиях, близких к естественным (поля фильтрации и биологические пруды), и сооружения, в которых очистка осуществляется в искусственно созданных условиях ( биологические фильтры и аэротенки) [3].

В целлюлозно-бумажной промышленности предпочтительно используют аэротенки, где в процессе очистки участвуют микробоценозы активного ила, усваивающие компоненты сточных вод.

Структура очистных сооружений ОАО БЦКК включает локальные установки очистки сточных вод на площадке, собственно очистные сооружения, состоящие из двух очередей и сооружения доочистки промстоков, которые состоят из прудов-азраторов и горизонтальных отстойников [4].

После биологической очистки сточная вода поступает в 3 последовательно расположенных аэрируемых пруда, а затем направляется в 7 горизонтальных отстойников для осветления. Дочищенные воды через выпуски поступают в коллектор и сбрасываются в реку Вихорева. Общий объем около 3 млн. м3.

Ранее выполненный нами анализ работы очистных сооружений предприятий целлюлозно-бумажной промышленности показал, что эффективность очистки от трудноокисляемых органических веществ, лигнин-ных веществ определяется уровнем активности окислительно-восстановительных ферментов - оксидоре-дуктаз в хлопках активного ила, также непосредственно наличием экзоферментов в иловой жидкости [5,6].

В качестве маркеров эффективности очистки предложено использовать уровень каталазной активности. Максимум активности пероксидазы, полифено-локсидазы, дегидрогеназы указывает на развитие определенных групп бактерий, участвующих в изъятии фенольных соединений. Анализ уровня каталазной активности иловой жидкости по треку очистки показал ее нарастание от входа к выходу и свидетельствует о накоплении перекисных соединений, процесс окисления органических веществ не закончился.

Между уровнем каталазной активности и БПК5 (одним из основных параметров, характеризующих эффективность очистки) и содержанием кислорода существует зависимость БПК5= 2,55 КА +0,64, г=0,64,

О2=-0,71КА=4,5, г=-0,45.

Линейная корреляция каталазной активности и БПК5 и содержания кислорода указывает на то, что

этот показатель отражает ход биологической очистки. Определив на выходе из аэротенка каталазную активность, можно ориентировочно, пользуясь ленейными зависимостями, рассчитать остаточные БПК, а следовательно степень очистки, не дожидаясь прошествия 5 суток.

Наблюдаемые на всех стадиях технологического процесса нарастания активности каталазы по ходу биологической очистки указывают, с одной стороны, на накопление перекиси водорода, с другой- на усиление окислительной деструкции на последних этапах очистки трудноокисляемых веществ, лигнина, терпенов, смоляных кислот, так как только к этому времени накапливается достаточное количество высокореакционных окислителей.

Высокая активность каталазы на выходе из аэро-тенка указывает на низкую степень очистки, высокое остаточное содержание неизъятых органических веществ и низкое остаточное содержание кислорода.

Дополнительное изъятие трудноокисляемых веществ можно провести, если усилить окислительные процессы на стадии доочистки и осветления за счет использования специфических гидродинамических и массообменных процессов. Скрытые резервы повышения эффективности очистки можно реализовать путем увеличения окислительной мощности сооружений. Это можно достичь увеличением содержания активной биомассы в отстойнике путем введения загрузки.

з

\М

'-1-- I—ь

&ДД I - г

Ы ] : 2ВД

Рис.1. Схема размещения сетки во вторичном отстойнике

При введении загрузки отстойник можно рассматривать как биофильтр. Очистное сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая преимущественно из аэробных микроорганизмов. Авторами настоящей работы было предложено использовать в качестве загрузки капроновую сетку с закрепленными на ней пучками капроновых волокон [7].

Целью настоящей работы явилось проведение опытно-промышленных испытаний технологически переоборудованного отстойника в биофильтр.

В июле 2005 года вторичный отстойник №7 СБО-2 ОСП Братского ЦКК был оборудован под биофильтр с плоской загрузкой. Для этого был изготовлен каркас из арматурной стали, на которой закреплена капроновая сеть с яйчеей 45*45 мм с равномерно распределенными по площади сети пучками капроновых волокон (путанка). Размер каркаса 3*1,5*1,5 м. Каркас с сетью подвешен на подвижную ферму илососа под уровень жидкости в отстойнике.

Параметры плоскостной загрузки:

Удельный вес 1м сетного полотна с пучками 0,69 кг/м2.

Толщина волокон (капрон) 15,3*10-5м.

Объем 1 пучка 0,000002 м3.

Поверхность 1 пучка 0,0524 м2.

Длина волокна 1 пучка 108,7 м.

Кол-во пучков на 1 м2 =65 шт.

Рабочая поверхность 1 м2 нерестилища 3,4 м2.

Количество прикрепленной микрофлоры (биомассы) на 1м2 контактной поверхности загрузки 200 г/м2.

Съем загрязнений 40-45 г/м2 сутки.

В декабре 2005 года дополнительно на 4 трубы илососа, расположенных крестообразно , установлены рамки из уголка, обтянутые сеткой рабицей. Размер рамок 2*1,5 м, размер ячеек сетки 45*45 мм. При движении илососа сетка рассекает водный поток в отстойнике, улучшая седиментацию ила. В январе 2006 года изготовили дополнительно 14 рамок, площадь сетки рабицы составила 42м2. На рис.1 приведена схема размещения сетки во вторичном отстойнике №7. В качестве контрольного принят отстойник №5. В эти отстойники поступает сточная вода из одного кол-

лектора, т.е. с идентичными входными параметрами. В табл.1 приведены результаты анализа основных параметров, определяющих эффективность очистки, а именно уровень каталазной активности и остаточные БПК5

Таблица 1

Остаточное содержание загрязнений и уровень

каталазной активности во вторичных отстойниках №5 (контрольный) и №7 (опытный)_

Дата отбора БПК5, мгО2/дм3 Каталазная активность, мл 0,1ЫКМп04/мг

Отстойник №5

9.02.06 7,2 5,8 0,0103 0,0038

10.02.06 12,0 11,2 0,0131 0,0105

15.02.06 13,4 11,4 0,016 0,0098

16.02.06 12,0 12,0 0,0128 0,0078

Средний показатель 11,2 10,1 0,013 0,008

Таблица 2

Вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников СБО-2 с очищенными сточными водами

Как видно из приведенных данных, содержание загрязнений по БПК5 в опытном отстойнике составило 1,1 мг О2/л или более 10%. Уровень КА в экспериментальном отстойнике ниже, чем в контрольном на 0,005 мл 0,1Ы КМп04/мг ,что указывает на процессы окисления.

Сравнение седиментационных процессов (табл .2) показывает, что вынос взвешенных веществ из опытного отстойника ниже на 9%, чем в контрольном.

Таким образом, результаты опытно-промышленных испытаний показали, что интенсификации биологической очистки можно достичь модернизацией отстойников путем введения загрузки в виде сеток, закрепленных на рамах. Материал может быть разным - капроновая сетка или металлическая сетка рабица.

Библиографический список

1. Тимофеева С.С. Экологическая биотехнология /

С.С.Тимофеева. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1999.- 210 с.

2. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод / С.В.Яковлев, Ю.В Воронов - М.: АСВ, 2002. - 704 с.

3. Ковалева Н.Г. Биохимическая очистка сточных вод / Н.Г.Ковалева, В.Г.Ковалев. - М. : Химия, 1987. - 208 с.

4. Дроченко В.И. Основные направления интенсификации работы очистных сооружений Братского ЛПК / В.И.Дроченко, Ю.В.Панасенков, Ю.Н.Солдатов // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 1993. - С.30.

5. Тимофеева С.С. Активность окислительных ферментов как биотест для оценки токсичности сточных и природных вод. Определение активности ферментов в иле очистных сооружений / С.С. Тимофеева // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. - М.: Гидрометеоиздат - 1987. - Вып. 1. - С. 76-84.

6. Тимофеева С.С. Энзимоиндикация качества очистки сточных вод в аэротенках / С.С. Тимофеева // Химия и технология воды.-1987. - Т.9, №5.- С. 445-448.

7. Панасенков Ю.В. Развитие метода прикрепленной микрофлоры для интенсификации очистки сточных вод / Ю.В.Панасенков, Е.Ю.Панасенкова // Материалы рабочего совещания по выполнению природоохранных мероприятий ОАО «ЦКК»-ОАО «БКХ» в 2000-2003 году. -Иркутск-Братск, 2004.- С. 115-117.

УДК 550.42

ГИДРОГЕОХИМИЯ СПОКОЙНИНСКОГО ВОЛЬФРАМИТОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Л.П.Чечель1

Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, 672090, г. Чита, ул. Бутина, 26, а/я 147.

Рассмотрены основные характеристики гидрогеохимического поля малосульфидного Спокойнинского месторождения вольфрама, которое в естественных условиях выделяется на общем фоне повышенными концентрациями W, Sn, Fe и Zn. Для техногенных вод характерны более высокие значения pH и минерализация, фиксируются повышенные содержания F, W, Li, Mo и Mn. Рассчитаны основные формы миграции металлов. Табл.3. Библиогр. 9 назв.

Ключевые слова: грейзены, техногенные воды, миграция микрокомпонентов.

HYDROGEOCHEMISTRY OF SPOKOININSKOYE WOLFRAMITE DEPOSIT (SOUTH-EASTERN ZABAIKALJE) L.P. Chechel

The Institute of natural resources, ecology, and cryology of Siberian Department of Russian Academy of Sciences 26 Butin St., Chita, 672090, a postbox 147

The author examines the main characteristics of a hydrogeochemical field of Spokoininskoye low sulfide tungsten deposit which is notable with increased concentrations of W, Sn, Fe и Zn under normal conditions. Technogeneous waters are characterized by the higher values of pH and mineralization. Also the increased content of F, W, Li, Mo и M is registered. The main forms of metal migrations are calculated. 3 tables. 9 sources.

Key words: greisens, technogeneous waters, migration of microcomponents.

Многолетнее изучение вольфрамитовых месторождений Кукульбейского рудного узла, характеризующихся высоким содержанием в рудах сульфидов и положением в горно-таежной ландшафтной зоне, показало, что в их пределах формируются дренажные воды, обладающие рядом специфических характеристик, - это кислые и сильно кислые сульфатные воды с аномальными (единицы - десятки мг/л) концентра-

циями тяжелых металлов [9]. В связи с этим представляет интерес изучение гидрогеохимии малосульфидного Спокойнинского месторождения, расположенного в пределах лесостепной зоны.

Промышленная отработка крупнейшего в Восточном Забайкалье Спокойнинского вольфрамитового месторождения была начата в 1940 году и продолжалась вплоть до начала текущего столетия. Месторож-

1Чечель Лариса Павловна, научный сотрудник лаборатории геоэкологии и рудогенеза; тел.: (3022)21-17-21, e-mail: Ipche-chel@mail.ru.

Chechel Larisa Pavlovna, a research assistant of the laboratory of geo-ecology and ore genesis, tel.: (3022)21-17-21, e-mail: Ipche-chel@mail.ru.