Защита окружающей среды в производстве порохов и твердых ракетных топ

органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, про­ стейших и ряд более высокоорганизованных орга­ низмов — водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимо­ отношениями. Главенствующая роль в этом сообще­ стве принадлежит бактериям, число которых варьи­ рует от 106 до 1014 клеток на 1 г сухой биологичес­ кой массы (биомассы). Число родов бактерий может достигать 5 —10, число видов — несколько десятков и даже сотен. Такое разнообразие видов бактерий обусловлено наличием в очищаемой воде органиче­ ских веществ различных классов. Если же в составе сточных вод присутствует лишь один или несколько близких по составу источников органического уг­ лерода, т.е. один или несколько близких гомологов органического соединения, то возможно развитие монокультуры бактерий.

Сточные воды производства смесевого топлива представляют собой обычно смесь технологических вод и хозяйственно-бытовой воды. При этом соот­ ношение вод может колебаться от 50:50 до 30:70. На одном из предприятий вместе со строительством технологического комплекса введены в действие ги­ дротехнические сооружения для очистки сточных вод. Они представляют собой систему трех биоло­ гических прудков объемами 6000, 3757 и 16200 м3 при глубине ~1 м и систему предварительного от­ стойника с нефтяными ловушками для удаления нефтепродуктов перед сбросом вод в биологические прудки. Нефтяные шламы собирают из отстойника ловушками и сдают на переработку во вторичное сырье. Очистка отработанных вод производится за счет включения в процесс естественной природной микрофлоры, обитающей в прудках. Биосинтез осуществляется микрофлорой в присутствии хозяй­

ственно-фекальной воды, богатой органикой. Одно из центральных мест при очистке воды занимает растительная субстанция, произрастающая непо­ средственно в прудках. Из растений можно отме­ тить камышовые, которые в весенне-летне-осенний период играют существенную роль при очистке во­ ды. Камышовые растения хорошо естественно вос­ производятся и легко адаптируются в любой клима­ тической зоне. В зимний период эффективность биологических прудков снижается, однако полно­ стью микрофлора не умирает и в весенний период самовосстанавливается. Каскадная система очистки позволяет регулировать время протока сточных вод по прудкам в зависимости от уровня их загрязнен­ ности по результатам анализа, что важно для прак­ тики.

Из многообразия биологической естественной микрофлоры можно выделить биологические штам­ мы для локальных очистных станций сточных вод производства смесевого топлива. Такая методичес­ кая разработка проведена ФЦДТ "Союз", а локаль­ ные станции внедрены на серийных пороховых предприятиях. Биологическая очистка основана на способности некоторых микроорганизмов в процес­ се своей жизнедеятельности разлагать органические или неорганические вещества. Выделены микроор­ ганизмы, разлагающие нитроэфиры, перхлораты и некоторые другие вещества. Сточные воды должны соответствовать требованиям «Правил охраны по­ верхностных вод от загрязнения сточными водами».

Одним из приемов уменьшения концентрации вредных примесей в сточных водах является разбав­ ление их с водами, не содержащими вредные компо­ ненты, или с водной средой, в которую они выпус­ каются. Интенсивность процесса разбавления коли­ чественно определяется кратностью разбавления [49]:

р = (Со - cj/(c - Св),

где С0 — концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах; Св и С — концентра­ ция загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

3.2. ТЕХНОЛОГИИ о ч и с т к и с т о ч н ы х в о д

С целью защиты окружающей среды производст­ венные стоки пороховых предприятии подвергают многоступенчатой очистке от различных твердых и жидких примесей, растворенных органических и неорганических вредных веществ.

Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод, представленная на рис. 3.1, предусмат­ ривает использование как локальных устройств на отдельных производствах, так и комплекс общеза­ водских очистных сооружений (отстойные прудки, шламонакопители, биологические очистные соору­ жения и др.).

Наиболее эффективные результаты при очистке промышленных стоков достигаются на очистных сооружениях, предусматривающих комплексное ис­ пользование различных методов; механических, хи­ мических и биологических.

На предприятиях в зависимости от характера производства применяют различные локальные уст­ ройства, но на последних стадиях очистки промыш­ ленных стоков реализованы в основном две схемы;

биологическая очистка совместно с хозяйствен­ но-бытовыми сточными водами на биологических очистных сооружениях предприятия;

предварительная очистка сточных вод от вредных специфических компонентов, разбавление промыш­ ленных стоков с хозяйственно-бытовыми водами и

подача на общегородские биологические очистные сооружения.

На некоторых предприятиях существует специ­ альная канализация для сбора сточных вод произ­ водства НГ в здание обезвреживания, где происхо­ дит нейтрализация кислых стоков содой.

3.2.1. ЛОКАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод

Локальные устройства применяются с целью уло­ ва или обезвреживания основных вредных веществ, характерных для конкретного производства. К та­ ким устройствам относятся: отстойники, ловушки, гидравлические циклоны, флотационные установки, станции нейтрализации и др.

С учетом объема и степени загрязненности про­ изводственных вод, наиболее сложной является очи­ стка вод производств НЦ, отдельных фаз произ­ водств баллиститных порохов ("варка" пороха и др.) и смесевых топлив (подготовка окислителя, пневмо­ транспорт порошкообразных компонентов). Отхо­ дящие воды в зависимости от фазы производства имеют различные виды загрязнений, поэтому с уче­ том их свойств используются разные методы и тех­ нологические приемы очистки. Например, на произ­ водстве НЦ транспортные кислые воды и воды по­ сле стабилизации нитратов целлюлозы в кислой сре­ де в значительных количествах содержат минераль­ ные кислоты (pH = 2—3), а воды после стабилиза­ ции нитратов целлюлозы в щелочной среде загряз­ нены минеральными солями (pH = 7—8). Поэтому осуществляется взаимная нейтрализация кислых и щелочных вод путем подачи их в единый поток. По­ сле смешения воды через ловушки подают на стан­ цию нейтрализации, а затем направляют в прудкиотстойники.

На производстве НЦ разработаны специальные схемы движения, сбора, очистки и повторного ис­ пользования различных производственных вод. На рис. 3.2 показана технологическая схема движения сточных и отводящих вод отделения стабилизации [25, 21]

Специальные устройства предназначены для уло­ ва мелкодисперсных волокнистых взвешенных час­ тиц (целлюлоза, НЦ, другие органические нестойкие примеси), которые попадают в производственные воды на производствах нитрации целлюлозы и варки порохов. Улов из кислых вод неизмельченных воло­ кон нитратов целлюлозы происходит в горизонталь­ ных ловушках, а измельченных — в горизонтальных и вертикальных отстойниках. Однако при этом часть нитротел, в том числе частицы НЦ менее 50 мк, не улавливаются и уносятся с водой.

Задача наиболее полного улова волокнистых нит­ ротел из сточных вод важна как с точки зрения возврата ценного сырья в производство и защиты окружающей среды, так и для обеспечения безо­ пасности в связи с тем, что в случае попадания на поверхность почвы сухие нитротела представляют огне- и взрывоопасность. Поэтому разработки с це­ лью более полного улова нитротел из сточных вод продолжаются.

Для дополнительной очистки отработанных вод после вертикальных отстойников в производстве нитратов целлюлозы разработан аппарат гидроцик­ лонный батарейный (БГЦА). Аппарат состоит из 12 радиально расположенных гидроциклонов, каждый из которых содержит цилиндрический корпус, входной патрубок, песковый патрубок и сливной патрубок.

Производительность по очищаемой воде 40 м3/ч. Габаритные размеры: 560x760x1380 мм. Гидроциклонная установка состоит из четырех

Рис. 3.2. Технологическая схема движения сточных и отводящих вод отделения стабилизации НЦ:

НП 1 —не измельченный продукт № 1; ИП 1 — измельченный продукт № 1; ИП 2 — измельченный про­ дукт № 2; СП — смесевой продукт; СВ — сточные транспортные воды; ОТВ — отводящие воды после сгус­ тителя; ОВ — осветленные воды из вертикальных отстойников; СТ — сточные воды (кислые, щелочные); 1 — чан горячей промывки; 2 —сгуститель; 3, 7 —лаверы; 4 — смеситель; 5 — пескоуловители; 6 — ажитатор; 8 — вертикальный отстойник; 9 — сборник осветленных вод; 10 — насос; 11 — водоотжимная цен­

трифуга; 12 — насос; 13 — бассейн; 14 — горизонтальный отстойник, 15 — горизонтальная ловушка

гидроциклонов БГЦА, смонтированных на раме и подключенных к питающему и сливному коллек­ торам.

Предварительно очищенные сточные воды после ловушки из сливной камеры через промежуточную емкость насосом подаются в гидроциклонную уста­ новку. Уловленный в гидроциклонных аппаратах продукт в виде сгущенной суспензии из нижней ча­ сти каждого аппарата возвращается в ловушку. Ос­ ветленные воды через сливной коллектор направля­ ются в производственную канализацию.

В процессе работы установки давление на входе в гидроциклонные аппараты поддерживают в пределах от 0,30 до 0,40 МПа (3,0—4,0 кгс/см2) путем увели­ чения или уменьшения подачи очищаемой воды. В случае забивок песковых насадок производится их очистка. Работа насоса, подающего сточные воды, осуществляется в автоматическом режиме с помо­ щью поплавкового уровнемера и выключателей, ус­ тановленных в сливной камере.

Использование гидроциклонной установки позво­ ляет значительно снизить потери нитроклетчатки со сточными водами. Массовая доля коллоксилина в сточных водах на выходе из гидроциклонной уста­ новки существенно снижается и составляет не более 40 мг/л. За счет снижения концентрации нитротел в сточных водах улучшается экологическая обстанов­ ка в водоемах, находящихся вблизи территории предприятия, а также возвращается в производство значительное количество ценного продукта.

Флотационная установка

Г.А. Солодовым, Ю.В. Воробейчиковым с сот­ рудниками разработана флотационная установка для локальной очистки сточных вод от частиц цел­

люлозы и нитратов целлюлозы на производствах хлопковой целлюлозы и нитратов целлюлозы. Ис­ пользован смешанный напорно-пневматический способ насыщения сточных вод воздухом. Предло­ женная схема предусматривает многостадийную об­ работку сточных вод с созданием флотации, чему способствует наличие ПАВ в сточных водах произ­ водства НЦ.

Технологическая схема промышленной флотаци­ онной установки показана на рис. 3.3.

Основные узлы установки — трехсекционная приемная камера, флотационные камеры, аппарат аэрирования и разделительный бачок. Флотацион­ ные камеры расположены в секциях приемной ка­ меры. Флотационные камеры выполнены в виде конфузорно-диффузорных инжекторов и располо­ жены под столбом воды. Флотационная камера со-

/	14	5	2	3	4	7 и	10	13 12
1	Рис. 3.3. Схема промышленной флотационной установки:
	— приемная камера; 2 — секция					1; 3 — секция 2; 4 — секция 3;
5	— флотационная камера; 6,				7 —трубопроводы; 8			— бак раздели­
тельный;		9 — аппарат аэрирования;				10 — емкость;		11 — всасыва­

ющий трубопровод; 12 — напорный трубопровод; 13 — насос; 14 — коллектор

стоит из цилиндрической обечайки в основании, в которую входит сопло (инжекторный узел). К ин­ жектору пристыкован конфузор, имеющий в верх­ ней части цилиндрическую обечайку. Сверху над конфузором размещается диффузор. Между конфузором и диффузором имеется кольцевая полость. В верхней части диффузора имеется патрубок со встроенным в него эрлифтом для отвода флотаци­ онной пены. Аппарат аэрирования представляет ем­ кость, снабженную вращающимся диском с фор­ сунками, патрубками для ввода жидкой фазы, коак­ сиальной обечайкой с кольцом, двумя патрубками подвода сжатого воздуха. В нижней конической ча­ сти емкости имеется патрубок для выхода аэрирован­ ного воздуха.

Всостав установки входит разделительный бачок

ввиде вертикального цилиндра с патрубками для входа аэрированного потока и патрубками в верх­ ней и нижней части цилиндра для выхода смеси воз­ духа с водой.

Сточные воды, содержащие частицы целлюлозы

или нитрата целлюлозы, поступают в приемную ка­ меру. Часть очищенных на установке вод (от 5 до 50 % в зависимости от количества поступающих на очистку вод) насосом подается в аппарат аэрирова­ ния, куда поступает также сжатый воздух. В аппа­ рате аэрирования происходит механическое диспер­ гирование жидкой и газообразной фаз. Затем аэри­ рованный поток в разделительном баке разделяется на два потока в соотношении 1:2. Первый поток, со­ стоящий из механической смеси воды и воздуха, из верхней части разделительного бака поступает на первую стадию (в первую флотационную камеру) для флотации крупных частиц. Второй поток, со­ держащий растворенный в воде воздух, из нижней части разделительного бака подается на другие фло­ тационные камеры.

На всех стадиях аэрированные потоки инжекти­ руются во флотационные камеры, находящиеся в очищаемых сточных водах. Аэрируемые потоки и сточные воды смешиваются с падением давления и выделением пузырьков воздуха. Удаление флотаци­ онной пены производится из камер эрлифтом. Вода после удаления НЦ направляется на очистные со­ оружения для дальнейшей очистки.

Флотационная установка как локальная система очистки сточных вод обеспечивает улов 85—90 % частиц целлюлозы или нитрата целлюлозы.

Внедрение указанных локальных установок поз­ воляет сократить потери целлюлозы и НЦ с произ­ водственными стоками, уменьшить сбросы вредных веществ в водоемы.

3.3.2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

После очистки на локальных установках произ­ водственные стоки поступают на очистные соору­ жения, где сточные воды перед сбросом в естест­ венные водоемы подвергаются очистке механичес­ кими, биологическими и химическими методами.

На рис. 3.4 представлена схема технологического процесса биологических очистных сооружений (БОС), используемых на одном из пороховых пред­ приятий.

На очистные сооружения предприятия направля­ ются хозяйственно-фекальные и производственные стоки самого предприятия, а также хозяйственно­ фекальные воды района и часть промышленных стоков ряда заводов. Сточные воды на БОС посту­ пают по двум коллекторам (диаметром 600 и 1000 мм) в приемную камеру, затем, проходя через решетки, попадают в приемные резервуары главной насосной станции. Из приемного резервуара сточные воды