Очистка стоков птицехозяйств с учетом экологии и ресурсосбережения

DOI:

ББК 40.4

ОЧИСТКА СТОКОВ ПТИЦЕХОЗЯЙСТВ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИИ

И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

Алексей Владимирович Скляр

ООО «Биг Дачмен», г. Москва, Российская Федерация

Маргарита Викторовна Постнова

Волгоградский государственный университет, г. Волгоград, Российская Федерация

Стоки – неизбежные круглогодовые отходы всех птицеводческих хозяйств (ПХ), отличающиеся значительными объемами и большим числом загрязнителей воды. Современная бройлерная фабрика на 15 тыс. т мяса за 12 месяцев сливает до 59 тыс. м3 стоков (при условиях: мойки помещений и оборудо-

вания высоконапорными насосами, минимизации стоков убойной линии и т. п.) [1; 6]. Производя всеми ПХ Российской Федерации 4,3 млн т мяса птицы, только бройлерные предприятия должны очищать более 17 млн т стоков в год. Многократные анализы состава этих стоков говорят об относительно посто- янном составе, о большом числе и значительном варьировании уровней по каждому из загрязнителей. Например, замеры калужской Центральной лаборатории анализа и технических измерений (ЦЛАТИ) по стокам птицефабрики «Белоусово» выявили, что концентрация и виды загрязнителей следующие (мг/л): хлориды (821,0), сульфаты (60,3), азот аммонийный (37,0), азот нитратов (0,26), азот нитритов (0,061), фосфаты по Р (7,13), нефтепродукты (0,048), анионные ПАВ (0,827). Тестируемые стоки имели беловатый цвет, гнилостный запах (5 б), рН (6,9), прозрачность (0), взвешенные вещества (180,0), сухой остаток (986,0) и БПКполн (152,0). Для очистки таких стоков в ПХ по типовым проектам строились очистные сооружения (ОС), в технологию которых были заложены флотационно-флокуля-ционные способы биохимического окисления и отделения части загрязнителей на первой стадии осветления стоков с доочисткой их в завершающей фазе на иловых площадках, биологических прудах и т. п. Сооружения и оборудование таких ОС занимают значительные площади, требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат. Открытые отстойники, эмшеры, иловые площадки и биологические пруды становятся источниками попадания в атмосферу, воду и почву в зоне ОС всего содержимого стоков, включая носителей инфекций (испарения, перенос аэрозолей воздушными потоками, протечки стоков на почву, попадание их с осадками в открытые водоемы, в грунтовые воды и т. п.) [2; 5; 7]. Зимой в открытых бассейнах ОС коэффициент полезного действия (КПД) очистки снижается, иловые площадки и биологические пруды замерзая делаются неработоспособными. Наиболее существенным недостатком таких ОС является сама технология, не обеспечивавшая нужное качество ранее и тем более под высокие уровни предельно допустимых концентраций (ПДК) современных стандартов [3]. Данный факт подтверждается тем, что даже современные ступенчатые компакт-флотаторы ФДП-40 (ГК «Аргель») рассчитаны на КПД очистки по ХПК и БПК всего до 60 %.

Анализ возможностей использования небиологических способов осветления стоков ПХ свидетельствует о высокой эффективности электрохимических технологий, включая, например, цепное свободно-радикальное элек- трохимическое окисление с удалением основных органических и минеральных загрязнителей технической воды в сочетании с доочисткой ее в финишной фазе на ионообменных сорберах [4]. В отличие от биологической очистки, технология электрохемосорбционного осветления предусматривает режим жесткой обработки, когда окисляются не только минералы, органические вещества, но и происходит деструкция: штаммов вирусов, микроорганизмов (снижая ветеринарно-санитарную опасность) и всех стойких специфических загрязнителей, попадающих в птицеводческие стоки – частиц корма, подстилки, помета, пера-пуха, остатков удобрений, пестицидов, лекарственных препаратов и пр. Сущность метода электрохимической деструкции заключается в обработке сточной воды в электрореакторе с нерастворимыми в условиях анодной поляризации электродами. Глубина минерализации органических загрязнений при деструкции определяется как электродными редокс-процессами (катодное восстановление и анодное окисление), так и объемными реакциями под воздействием продуктов электролиза. Обеззараживание сточных вод при деструкции происходит ионами гипохлорита (которые образуются на аноде) и полученными при электрохимических процессах перекисью водорода, озоном. Учитывая вышеприведенный реальный уровень загрязнения стоков ПХ, новая установка должна иметь усредненные технические характеристики, соответствующие следующим показателям (мг/дм3): взвеси – 2500, ХПК – 5000, БПК– 3000. Испытания комплекса средств очистки с такими параметрами показали, что рассматриваемое сочетание технологий позволяет осветлять стоки до уровней (мг/дм3): ХПК – 30, БПКполн – 6,0, взвеси – 6,0, сухой остаток – 600, азот аммон. – 8,0, нитраты – 9,1, нитриты – 0,02, анион. ПАВ – 0,5, нефтепродукты – 0,05, фосфаты – 0,2, сульфаты – 80,0, хлориды – 1000, медь – 0,01, железо – 0,1, рН – 8,5 (все это должно быть в пределах ПДК). Выявлено также, что электрохемосорбционные установки могут очищать стоки до предельно допустимых концентраций на более широком диапазоне уровней загрязнения, например, по сухому остатку от 28–30, по ХПК от 12000 г/л.

Конструктивная компоновка и схема работы очистителя стоков с электрохимическим окислением и сорберами выглядит следующим образом. Установка представляет собой модульный комплекс высокой степени заводской готовности (контейнер и емкости). Все стоки подаются со всех зданий ПХ канализационным насосом в резервуар-усреднитель модульного комплекса, перед которым размещается решетка для сбора крупного мусора. Далее установлен жироуловитель и бункера для первичной механической очистки.

Стоки из резервуара-усреднителя подаются погружными насосами в электрофлотатор, который обеспечивает удаление тонких взвесей, плавающих жиров, не осевших в жироуловителе, и коллоидных частиц. Для вывода загрязнителей на поверхность обрабатываемого объема сточной воды в электрофлотатор подается сжатый воздух от компрессорной установки, дезинфицирующий агент и регулятор кислотности. В напорной емкости происходит очистка стоков от аммонийного азота, жиров, плавающих, коллоидных примесей и снижение химического потребления кислорода. Из электрофлотатора частично очищенные стоки поступают в буферную емкость, откуда направляются в электролизер (реактор электроокисления), в нем происходит процесс окисления основной массы органических загрязнителей, аммонийного азота и восстановление нитритов и нитратов до азота.

Используются нерастворимые электроды, не содержащие драгметаллов (не требуется специальной лицензии для работы с драгметаллами). Из него стоки направляются в адсорбер (первая ступень сорбционной очистки), где происходит извлечение неполярных примесей, каталитическое доокисление и глубокая очистка от взвесей. Тонкую очистку осуществляют на второй ступени из параллельно распределенных потоков на фильтре с загрузкой ионообменными смолами, а на третьей ступени – с высокоселективными сор- бентами. Прошедшие очистку сточные воды поступают в емкость очищенной воды, откуда насосом подаются на сброс. Новые модульные комплексы очистки производственных стоков производительностью 0,4…50 м3/ч (10–438000 м3/год, их цены ниже всех биоочисток) хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации на промышленных предприятиях от Сибири до Калининграда (в том числе на мясо- и рыбопереработке, свино- и птицекомплексах, последняя поставка – птицехозяйство «La Farm» Калужской области).