Разработка проекта по очистке сточных вод кожевенного производства

Состав последних трех групп вод не является определяющим в характеристике загрязненности сточных вод, поскольку эти воды, занимая малый удельный объем в общем количестве, имеют низкие концентрации загрязнений. Кроме того, в ряде случаев эти сточные воды не смешиваются с загрязненными, так как считаются слабозагрязненными и на предприятиях максимально используются в системах оборотного и повторного водоснабжения. Сточные воды 3-й и 4-й групп, как правило, имеют отдельные канализационные системы.

Только сточные воды 1-й группы являются основной, определяющей частью сточных вод кожевенного  завода. Это — отработанные технологические  жидкости, которые представляют собой высококонцентрированную полидисперсную систему, содержащую продукты распада кожевенного сырья, вещества, загрязняющие шкуру, консерванты, шерсть, жир, все ранее перечисленные химические материалы, употребляемые при выработке кож. Кроме того, в отработанных жидкостях содержатся вещества, которые входят в состав химических материалов, применяемых в производстве.

Все эти вещества находятся  в растворе, часто в виде коллоидов, благодаря чему дисперсная система  сточных вод довольно устойчива, несмотря на то, что составляющие ее непрерывно меняются, вступая друг с другом в реакции.

Качественный и количественный состав сточных вод весьма разнообразен. По концентрации загрязнений сточные  воды кожевенных заводов можно разделить  на две группы: первая группа — это сильно загрязненные воды, составляющие 37—62% сточных вод, вторая группа— менее загрязненные воды — 38—63% сточных вод. К сильно загрязненным относятся сточные воды после процессов промывки сырья, отмоки, золения и промывки после него, преддубильных процессов и дубления.

Менее загрязненные сточные  воды — это все промывные воды, воды после мягчения, нейтрализации  и крашения. По активной реакции  среды, рН, различают: сточные воды щелочные — от зольных процессов, кислые —  от преддубильных и дубильных  процессов и нейтральные — все остальные отработанные жидкости.

Состав сточных вод  после технологических процессов

Сточные воды после промывки и отмоки, количество которых составляет 20—30% сточных вод, содержат большое количество загрязнений, вносимых вместе со шкурами. К ним относятся навал, грязь, консервирующие вещества, обрывки шкур, мездра, шерсть, щетина, кровь, легкорастворимые жиры, песок, продукты разложения шкуры, а также применяемые при отмоке антисептики и обострители, присутствующие в отработанных жидкостях в виде сульфидов, хлоридов и других веществ. Сточные воды после обработки свиного сырья содержат много жира.

Сточная вода после отмоки имеет грязно-серый цвет и гнилостный запах, иногда запах сероводорода или  аммиака. Активная реакция среды, рН, нейтральная или слабощелочная. Количество взвешенных веществ в этой воде достигает до 20 тыс. мг/л после первой промывки и колеблется от 300 до 7000 мг/л при отмоке. В этих водах содержится большое количество растворенных веществ, достигающих 64 тыс. мг/л.

В промывных сточных водах и после отмоки содержится много органических веществ белкового происхождения, которые способствуют загниванию этих жидкостей.

Отработанная сточная вода после золения и промывные воды после него, составляющие до 23—25% общего количества сточных вод, содержат до 17 г/л взвешенных веществ. В этих водах взвешенные вещества состоят из извести, песка, мездры, шерсти и других компонентов. рН доходит до 14. Эти сточные воды являются источником высокого рН общего сброса сточных вод. Плотный остаток достигает 45 г/л. Содержание сульфидов, вносимых сернистым натрием или другими щелочами до 1,8 г/л, делает сточные воды токсичными. Они содержат также большое количество продуктов распада белков, выщелачиваемых из шкур в виде органического азота, количество которого доходит до 9 г/л. Сточные воды после золения имеют мутно-белый или грязно-зеленый цвет и затхлый, специфически зольный запах.

Сточная вода после золения  свиных шкур содержит значительное количество жировых веществ (до 1600 мг/л и более), а после обработки шкур крупного рогатого скота — значительное количество шерсти.

Промывные сточные воды после золения содержат те же вещества, что и воды после золения, однако в значительно меньших количествах. Реакция воды вначале щелочная, затем нейтральная; цвет ее серый.

Сточные воды после обеззоливания и мягчения содержат сульфиды в значительно меньших количествах, чем после золения. Их активная реакция колеблется от слабокислой до слабощелочной. Концентрация плотного остатка этих вод доходит до 16 г/л, общего и аммонийного азота содержится 1,2—1,4 г/л, сульфидов до 1 г/л. Запах их резко аммиачный.

Самые концентрированные сточные воды в кожевенном производстве бывают после дубления — до 1 % от всего количества сточных вод. Они имеют кислую реакцию, рН от 3 до 6,5 и являются основным источником закисления сточных вод. После хромового дубления сточные воды имеют сине-зеленый цвет, иногда с голубоватым оттенком, сильно мутные, содержат большое количество медленно оседающей взвеси. При длительном стоянии вследствие разложения белковых веществ они приобретают резкий аммиачный запах.

Таннидные и синтетические  дубители, фенолы, соли алюминия и циркония — это те загрязнения, которые  придают сточным водам золотистый цвет при просмотре на свет и запах  таннидов. В таких сточных водах содержится максимально, г/л: взвешенных веществ — 24, плотного остатка — 164, фенолов—1,6, сульфатов — 34, таннидных дубителей — 7,2, синтанов — 21, жиров — 0,5.

Сточные воды после крашения и жирования содержат остатки красителей: взвешенных веществ до 2 г/л, количество растворенных веществ до 1,7 г/л. Реакция среды активная, рН до 8. Цвет сточных вод зависит от цвета красителей.

В отдельную группу можно  отнести сточные воды, полученные от промывки шкур на механических операциях, мытья машин и полов, которые содержат остатки химических веществ предыдущих процессов, остатки извести, сульфидов, шерсть и азотсодержащие вещества. Эти воды молочно-белого цвета, рН их равен 8—9.[5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2. Перечень вредных веществ и гидрохимических показателей для контроля качества воды в водоемах, загрязняемых стоками кожевенных предприятий [4]

Показатель или вещество	Категория водопользования				Класс опасности
	Хозяйственно-питьевого и культурно-бытового		Рыбохозяйственного
	ЛПВ	ПДК	ЛПВ	ПДК
Температура,̊ С	Общесанит.	Не более чем на 3̊С	Общесанит.	Не более чем на 5̊С	-
Запах,привкус, баллы	Общесанит.	Не более 2 баллов	Общесанит.	Отсутствует	-
рН	Общесанит.	Не более 6,5-8,5	Общесанит.	Не более  6,5-8,5	-
Окраска,см	Общесанит.	20 см	Общесанит.	-	-
Растворенный кислород, мг/дм3	Общесанит.	Не менее 4,0 мг/дм3	Общесанит.	4,0(зимой) и 6,0(летом)	-
БПКполн, мг О/дм3	Общесанит.	3,0	Общесанит.	3,0	-
Взвешенные вещества, мг/дм3	Общесанит.	Не более Чем на 0,25	Общесанит.	Не более чем на 0,75	-
Минеральный состав, мг/дм3	Общесанит.	Не более 1000	-	-	-
Вещество, мг/дм3
Хлориды( по Cl-)	Органолепт.	350	Сан.-токс.	300	4
Сульфаты(SO42-)	Органолепт.	500	Сан.-токс.	100	4
Cульфиды	Общесанит.	отсутствует	Общесанит.	отсутствует	3
Сероводород	Общесанит.	-	Общесанит.	Отсутсвует	-
Муравьиная к-та	Общесанит.	3,5	Общесанит.	-	3
Уксусная к-та	Общесанит.	1,2	Токсикол.	0,01	4
Фенол	Органолепт.	0,001	Рыбохоз.	0,001	4
Пирокатехин	Органолепт.	0,1		-	4
Резорцин		0,1	Токсикол.	0,004	4
Формальдегид	Сан.-токс.	0,05	Токсикол.	0,1	4
СПАВ	Органолепт.	0,5	Токсикол.	0,1	-
Нефтепродукты	Органолепт.	0,3	Рыбохоз.	0,05	4
Танниды	-	-	Токсикол.	Ниже 10	-
Железо общее	Органолепт.	0,3	-	-	3
Хром(Cr6+)	Органолепт.	0,1	Сан.-токс.	0,001	3
Кальций( Ca2+)	-	-	Сан.-токс.	180	-

 

 

 

1.3 Токсичность отдельных компонентов

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в неё света, на температуру, растворенные компоненты поверхностных вод. Адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям [3].

СУЛЬФИДЫ в воде находятся в  трех формах: свободного сероводорода, гидросульфид-ионов (НS^-) и сульфид-ионов (S^2-). Соотношение этих форм зависит от рН воды. При отклонении рН в кислую сторону содержание свободного сероводорода резко возрастает, а в щелочную — наоборот. Он придает воде запах тухлых яиц при концентрациях 0,001 — 0,05 мг/л. Токсичность сернистых соединений обусловлена главным образом действием неионизированных молекул сероводорода, а также тем, что в его присутствии в водоеме возникает резкий дефицит кислорода. Поэтому обнаружить свободный сероводород в воде очень трудно. Смертельной концентрацией сероводорода и сульфида натрия является: для форели — 0,86 — 1, гольяна — 6, карпа — 3,3 — 6,3 мг/л [4]. Минимальной смертельной концентрацией сероводорода для рыб считают 1,0 мг/л. Частичная гибель дафний наступает при концентрации сероводорода — 1,0 мг/л, сульфида натрия — 10,0 мг/л, а хирономид — 70,0 и 1000,0 мг/л соответственно.

Сероводород — сильный нервный яд. Проникая в клетки, он связывается с железом и нарушает тканевое дыхание. На жаберный аппарат и кожу действует раздражающе. При отравлении рыб сероводородом снижается частота и нарушается ритм дыхательных движений, уменьшается потребление кислорода, отмечаются расстройства координации движений и параличи. Смерть обычно наступает от остановки дыхания. Рыбы, перемещенные в чистую воду на стадии потери равновесия, быстро поправляются. Патоморфологические изменения изучены недостаточно. Тело рыб обычно покрыто опалесцирующей слизью, внутренние органы кровенаполнены, эпителий жабр в состоянии некробиоза.

Диагноз устанавливают по внешним  признакам интоксикации и результатам  определения содержания сероводорода и сульфидов в воде с учетом величины рН и концентрации растворенного кислорода. Количество сероводорода и сульфидов в воде определяют колориметрическим или йодометрическим методом. При высоком содержании сероводорода в воде и теле рыб можно пользоваться качественной пробой со свинцовыми бумажками или органолептическим определением по запаху.

ХРОМ (Сr). В воде встречаются трехвалентные катионы хрома в составе его сульфатов, хлоридов и нитратов или шестивалентный хром в виде анионов гидрохромата и хромата. В воде растворяются хлориды, нитраты и сульфаты хрома, хроматы и бихроматы натрия, калия, аммония. Помимо специфического токсического действия ионов хрома, его соединения (хромовая кислота и бихроматы) влияют на рыб косвенно, снижая рН воды. С повышением жесткости воды токсичность хромовых соединений снижается. Для рыб и других гидробионтов более токсичны соединения трехвалентного хрома, шестивалентного. Так, сернокислый хром вызывает гибель колюшки в концентрации 2 мг/л, карася — 4,0 мг/л и окуня — 7,46 мг/л хрома. Смертельные концентрации хромата и бихромата калия: для форели — 50, окуня — 75, карпа и карася — 37,5 - - 52 мг/л.  Хром аккумулируется в жабрах, печени и почках. При остром отравлении соединениями хрома рыбы обильно покрываются слизью и погибают от асфиксии, которая развивается за счет распада и слущивания респираторного эпителия жабр. Поражается и эпидермис кожи. Хроническое отравление шестивалентным хромом сопровождается скоплением в брюшной полости оранжево-желтой жидкости.    Для определения содержания хрома в воде и в органах  рыб  применяют  колориметрический  метод  с  дифенилкарбазидом.  При  этом учитывают фоновое содержание хрома в организме рыб, сравнивал его с контролем от здоровых рыб. Соединения  хрома  вызывают необратимые изменения  в организмах  растений  и животных, а через них воздействуют на всю биосферу. Токсическое действие хрома на человека во всех случаях приводит к ухудшению показателей обмена веществ. Соединения хрома вызывают местное раздражение кожи и слизистых, приводящих к их изъязвлению, а при вдыхании аэрозолей - к прободению хрящевой части носовой перегородки, поражению органов   дыхания   вплоть   до   развития   пневмосклероза.   Общетоксическое   действие соединений хрома сказывается в поражении печени, почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Независимо от пути введения соединений хрома в организм, в первую очередь поражаются почки - сначала канальцевый аппарат, затем сосудистая сеть с преимущественным поражением клубочков. Все соединения хрома попадая в организм человека изменяют активность ферментов и угнетают тканевое дыхание. Аллергическое действие этих соединений проявляется приступами, сходными с бронхиальной астмой, и развитием кожной сенсебилизации, являющейся причиной "хромовых экзем". Имеются данные, свидетельствующие о более высокой заболеваемости и смертности от рака органов дыхания и пищеварения среди работающих на хромовых производствах. [3].

Следует отличать два типа солей  хрома: соли трехвалентного хрома и  соли шестивалентного хрома. Они  сильно отличаются по токсичности, особенно токсичны соединения шести валентного хрома. Шестивалентный хром переходит в менее токсичный трехвалентный при восстановлении, то есть при действии восстанавливающих агентов (водород, угарный газ, электрическое восстановление и др.), а трехвалентный хром переходит в токсичный шестивалентный при окислении, то есть при действии окислителей (кислород, галогены и др.). Соли шести валентного хрома широко применяются при обработке кож и даже термин-название «хромовая кожа» указывает на обработку кожи хромовыми квасцами, содержащими шестивалентный хром. Именно поэтому сбросы в воду отходов кожевенного производства особенно опасны. Отличить соединения трехвалентного хрома от шестивалентного просто: все шестивалентные соединения имеют густую красную или оранжевую окраску, а трехвалентные соединения окрашены в холодные цвета — зеленый, синий.