Когда говорят про высокое качество очистки сточных вод производства цефалоспориновых антибиотиков, многие сразу представляют себе стандартные цепочки аэробных реакторов — но на деле там, где классические методы спотыкаются о сложные органические метаболиты, начинается настоящая работа. Вспоминается, как на одном из заводов под Казанью мы три месяца не могли выйти на стабильные показатели по ХПК именно из-за остаточных лактамных колец, которые обычные биофильтры брали хуже, чем хотелось бы.
Основная головная боль — это не столько сами антибиотики, сколько побочные продукты синтеза: растворители типа дихлорметана, остатки предшественников 7-АЦК, да и те самые лактамные структуры, которые в обычных условиях биодеградируют медленнее, чем хотелось бы. Лабораторные данные часто показывают заниженные значения — потому что пробы берут в усреднителях, а пиковые сбросы после промывки реакторов могут давать кратковременные, но критические всплески концентрации.
Ещё один момент, который часто упускают из виду — сезонность изменения активности ила. Зимой, при снижении температуры даже на 2–3 градуса, эффективность денитрификации на некоторых установках падала на 15–20%, и это при том, что ПДК для азота аммонийного у нас жёстче, чем по многим другим параметрам. Приходилось дополнительно ставить камеры подогрева на линии рециркуляции — мелочь, но без неё норматив не вытягивали.
Кстати, про азот. Если в стоках много остаточного N-метилморфолина — а это частый спутник синтеза цефалоспоринов — то обычная нитрификация начинает 'задыхаться'. Мы на одном из объектов в Подмосковье через полгода работы столкнулись с тем, что аммонийный азот пошёл на выходе выше, чем на входе. Оказалось — мешало именно накопление морфолиновых производных в активном иле.
Сейчас многие предлагают сразу ставить мембранные биореакторы — да, они эффективны, но при высоких концентрациях органики быстро забиваются и требуют частой химической промывки. Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии для таких случаев сначала рекомендуем предварительную анаэробную стадию, особенно если речь идёт о заводах с большими объёмами стоков. Наш реактор LICMAX, например, на одном из проектов в Ленинградской области стабильно снижал ХПК на 80–85% до подачи на аэробную ступень — и это при том, что исходные показатели доходили до 15 000 мг/л.
Что действительно важно — так это комбинировать методы. Недостаточно просто поставить анаэробный реактор и ждать чуда. Для остаточных антибиотиков и их метаболитов мы часто используем электрокаталитические окислительные реакторы — особенно эффективно они работают по остаточным цефалоспоринам, разрушая бета-лактамное кольцо до безопасных карбоновых кислот.
Из последних наработок — применение фентонного псевдоожиженного слоя для доочистки. Технология не новая, но именно в комбинации с анаэробным предварительным лечением она даёт поразительные результаты по остаточной органике. Правда, здесь важно точно дозировать реагенты — перебор с пероксидом приводит к обратному эффекту, мы через это проходили на запуске в Новосибирске.
Был у нас проект под Уфой — завод по производству цефтриаксона. Изначально заложили стандартную схему: усреднитель → анаэробный реактор UASB → аэротенки. Но через месяц работы начались проблемы с пенообразованием в аэротенках — причём пена была устойчивая, высотой до метра. Разбирались неделю — оказалось, виноваты поверхностно-активные вещества из моющих растворов, которые использовались при промывке технологического оборудования. Пришлось экстренно ставить флотатор на входе.
А вот на объекте в Татарстане, наоборот, сработало почти всё с первого раза. Там стоки были более 'предсказуемые' — минимум растворителей, хорошо отлажена система сбора разных потоков. Использовали наш LC-AnDen для денитрификации + электрокаталитическую ступень. Результат — стабильное соблюдение ПДК даже по жёстким нормам региона.
Кстати, про регуляторику. В разных субъектах РФ требования к сбросу антибиотиков могут отличаться в разы — где-то смотрят только на общие показатели, а где-то требуют мониторинг конкретных веществ. Это важно учитывать при проектировании — иногда проще сразу заложить более глубокую очистку, чем потом переделывать.
На сайте kitay-lchj.ru мы не просто так акцентируем внимание на полном технологическом цикле — потому что знаем из опыта: невозможно добиться стабильного высокого качества очистки сточных вод, если отдельные элементы системы работают несогласованно. Тот же UASB-реактор может показывать прекрасные результаты в испытаниях, но на реальном производстве его эффективность сильно зависит от равномерности подачи стоков и поддержания температурного режима.
Биологические реакторы для удаления запахов — казалось бы, второстепенная вещь. Но на практике именно запахи часто становятся причиной жалоб населения и проверок Роспотребнадзора. Мы в таких случаях рекомендуем ставить их не только на основных узлах, но и на узлах приёма и усреднения — там, где концентрации наиболее высоки и возможны выбросы летучих соединений.
Про анаэробные мембранные биореакторы стоит сказать отдельно — технология перспективная, но требующая квалифицированного обслуживания. Мембраны чувствительны к перепадам pH и наличию жиров — а в стоках фармпроизводств жиров может и не быть, зато есть другие, не менее коварные компоненты. На одном из объектов пришлось дополнительно ставить систему ультрафильтрации перед мембранами — увеличило стоимость, зато обеспечило стабильность работы.
Когда считают стоимость очистных сооружений, часто забывают про операционные расходы. Да, анаэробные технологии требуют первоначальных вложений, но за счёт производства биогаза они часто окупаются за 2–3 года — особенно на крупных производствах. На том же цефалоспориновом заводе в Ленинградской области биогаз сейчас используют для подогрева технологических помещений — экономия на энергоносителях около 400 тысяч рублей в месяц.
Ещё один момент — стоимость реагентов. Фентонный метод эффективен, но требует постоянных затрат на пероксид и соли железа. Мы в последнее время часто комбинируем его с электрокатализом — там затраты в основном на электроэнергию, что при текущих тарифах бывает выгоднее.
И конечно, нельзя забывать про утилизацию осадков — это отдельная статья расходов. Анаэробная переработка позволяет сократить объёмы осадка на 30–40% по сравнению с чисто аэробными методами — а это прямая экономия на его вывозе и размещении.
Главный вывод, который мы сделали за годы работы — не бывает универсальных решений. То, что идеально сработало на одном производстве цефалоспоринов, может потребовать серьёзной доработки на другом — даже если технологические процессы похожи. Разница в сырье, в воде, в моющих средствах — всё это влияет на состав стоков и, соответственно, на выбор методов очистки.
Сейчас мы всё чаще склоняемся к модульному подходу — когда система собирается из стандартных блоков, но с возможностью быстрой адаптации под конкретные условия. Это дороже на этапе проектирования, но зато избавляет от многомесячных 'доводок' на месте.
И последнее — никакие, даже самые совершенные технологии не заменят грамотной эксплуатации. Видели ситуации, когда прекрасно спроектированные очистные сооружения работали вполсилы просто потому, что персонал не прошёл adequate обучение. Поэтому в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии мы теперь всегда включаем в контракт не только поставку оборудования, но и обучение технологов — это тот случай, когда сэкономить значит потерять гораздо больше.
