Когда говорят про очистку сточных вод пестицидного производства, многие представляют себе стандартные биологические методы — мол, достаточно аэротенка да отстойника. Но на практике концентрация фенолов, хлорорганики и остаточных пестицидов такова, что обычный активный ил просто гибнет в первые сутки. Помню, как на одном из старых заводов в Шаньдуне пытались адаптировать штаммы бактерий — три месяца мучились, пока не осознали: без предварительного физико-химического этапа здесь не справиться.
Основная ошибка — недооценка токсичности промежуточных продуктов синтеза. Например, при производстве гербицидов часто образуются производные триазинов, которые даже в микроконцентрациях подавляют нитрификацию. Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии столкнулись с этим на объекте в Цзянсу: после двухнедельной работы системы биологической очистки вдруг резко падала эффективность денитрификации. Оказалось, виноват был не основной продукт, а примесь в сырье — метоксихлор, который не определяли в исходном анализе.
Ещё один нюанс — сезонные колебания состава стоков. Весной, когда завод переходит на выпуск фосфорорганических пестицидов, резко возрастает нагрузка по фенолам. Летом 2022 года пришлось экстренно доукомплектовывать систему фентонным реактором на объекте в Хэнани. Без этого не удалось бы выйти на нормативы по ХПК — традиционные коагулянты справлялись лишь на 40-50%.
Кстати, про фентон. Многие до сих пор используют его в статических условиях, но для стоков пестицидного производства это малоэффективно. Мы перешли на технологию псевдоожиженного слоя — так удаётся поддерживать оптимальное соотношение пероксида и катализатора даже при колебаниях расхода. В наших проектах это стало стандартом для предварительной обработки высококонцентрированных стоков.
Когда мы впервые установили UASB-реактор на заводе по производству инсектицидов, заказчик сомневался: мол, анаэробные процессы слишком чувствительны для такой химии. Но после шести месяцев эксплуатации стало ясно: при правильной адаптации бактериального сообщества система стабильно снижает ХПК на 75-80%. Правда, пришлось дополнительно ставить буферную ёмкость для выравнивания концентраций — пиковые сбросы с цеха синтеза могли достигать 15 000 мг/л.
Особенно сложно было с хлорфенолами — они накапливались в иловой фазе и постепенно угнетали метаногены. Решение нашли в комбинации UASB с электрокаталитическим окислением. Кстати, наш реактор LICMAX как раз разрабатывался с учётом таких проблем — трёхфазная сепарация позволяет минимизировать контакт токсинов с биомассой.
Недавний проект в провинции Чжэцзян показал интересную особенность: при совместной очистке стоков от производства разных групп пестицидов (триазолы + фосфорорганические) наблюдался синергетический эффект. Биодеградация шла на 15-20% эффективнее, чем при раздельной обработке. Возможно, дело в формировании более сложного бактериального консорциума — этот феномен мы сейчас изучаем.
После биологической ступени всегда остаются трудноокисляемые примеси. Стандартные методы типа озонирования часто не справляются — озон просто не успевает прореагировать с устойчивыми соединениями. Мы пробовали различные катализаторы, пока не остановились на модифицированной окисью марганца. Но и это не панацея: на одном из объектов пришлось полностью пересматривать схему доочистки после того, как в стоках обнаружили следы карбаматных пестицидов.
Интересный случай был с обеззараживанием УФ-излучением. Оказалось, что некоторые промежуточные продукты разложения пестицидов (особенно производные дифенилов) обладают сильным поглощением в УФ-диапазоне. Пришлось разрабатывать комбинированную систему: сначала сорбция на модифицированном угле, потом УФ-обработка. Кстати, этот опыт мы учли при создании нашего биологического реактора для удаления запахов — многие пахучие вещества как раз и являются такими промежуточными продуктами.
Сейчас тестируем новую схему с анаэробным мембранным биореактором. Первые результаты обнадёживают: по некоторым показателям эффективность на 25-30% выше, чем у традиционных систем. Но есть и минусы — стоимость мембран и их чувствительность к взвешенным веществам. Думаем, как адаптировать эту технологию для реальных производственных условий.
Главный урок, который мы усвоили за годы работы: нельзя слепо копировать схемы очистки даже для однотипных производств. На заводе в Гуандуне, где выпускали пиретроиды, изначально спроектированная система не справлялась — хотя на другом объекте с аналогичной продукцией работала идеально. Разница оказалась в исходном сырье: в первом случае использовали технический гексан с примесями, которые не учитывали в расчётах.
Ещё одна частая проблема — коррозия оборудования. Многие недооценивают агрессивность стоков после окислительных стадий. Пришлось переходить на специальные марки нержавеющей стали и композитные материалы. В некоторых узлах, например в смесителях для реагентов, теперь используем только керамику — она выдерживает и кислотность, и абразивное воздействие взвесей.
Автоматизация — отдельная головная боль. Датчики pH и редокс-потенциала постоянно выходят из строя из-за образования биоплёнок. Пришлось разрабатывать специальные системы промывки и калибровки. Зато теперь наши операторы могут дистанционно контролировать ключевые параметры через систему мониторинга — это значительно снижает риски аварийных ситуаций.
Сейчас активно изучаем возможности электрокаталитических методов. Наш реактор LC-AnDen показал хорошие результаты по денитрификации, но для некоторых специфических соединений (например, производных фталимида) эффективность пока недостаточна. Возможно, нужно менять материал электродов или режим подачи напряжения.
Ещё одно направление — утилизация осадков. После очистки стоков пестицидного производства образуются шламы, которые сложно утилизировать традиционными методами. Пробовали использовать их в дорожном строительстве, но возникли проблемы с выщелачиванием остаточных соединений. Сейчас исследуем возможность термического разложения в кипящем слое — первые испытания прошли успешно, но экономика процесса пока под вопросом.
Несмотря на все сложности, прогресс очевиден. Если десять лет назад нормативы по многим показателям достигались с трудом, то современные технологии позволяют стабильно работать даже на самых сложных объектах. Главное — не останавливаться на достигнутом и продолжать адаптировать решения под реальные условия. Как показывает практика ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии, даже самые сложные стоки можно очистить до требуемых параметров — нужно только правильно подобрать технологическую цепочку и учитывать все нюансы конкретного производства.
