Водоотведение поселка с мясокомбинатом
взвеси не обеспечиваает необходимого уровня очистки стоков.
Процесс выделения из жидкости взвешенных частиц путем их флотации
газовыми пузырьками, получаемыми при электролизе воды, называют
электрофлотацией. В процессе электролиза выделяются электролизные газы:
водород, кислород, азот, хлор. Основная часть газов - водород. Преимущество
электрофлотации заключается в том, что обеспечивается генерация газовых
пузырьков весьма тонкой дисперсности - от 10 до 200 мкм, причем на долю
пузырьков от 25 до 40 мкм приходится более 50% ( ). Поверхность
пузырьков малого размера обладает большой свободной поверхностной энергией,
создает более благоприятный гидрологический режим в зоне флотации, что
увеличивает эффект отчистки.
Положительным также является и то, что при электрофлотации можно в
широком диапазоне изменять дисперсность и гранулометрический состав
пузырьков путем изменения величины и плотности тока, что имеет большое
значение в достижении оптимальных условий для извлечения жировых частиц
любых размеров. Наличие солей в сточной воде обеспечивает необходимую
электропроводность воды и делает процесс экономически целесообразным.
Исследования, выполненные ( ) с целью выяснения возможности
применения электрофлотации для обезжиривания сточных вод, показали, что на
эффективность процесса электрофлотации влияют: величина плотности тока на
электродах, продолжительность обработки, материал и способы выполнения
анода и катода, температура сточной жидкости и другие факторы.
Полученные экспериментальные данные ( ) свидетельствуют о том, что
оптимальная плотность тока при электрофлотации жировых загрязнении лежит в
интервале от 100 до 500 А/м2. Повышение плотности тока сверх оптимального
значения снижает эффект обезжиривания, что объясняется образованием
турбулентных потоков в обрабатываемой жидкости в результате бурного
выделения газовых пузырьков. Возникающие потоки ухудшают процесс флотации
частиц жировых загрязнений и препятствуют закреплению их в пене.
При исследовании влияния продолжительности обработки было выявлено,
что скорость извлечения жировых загрязнений имеет наибольшее значение в
первые 5 - 10 минут работы электрофлотациолнной установки, дальнейшая
обработка практически мало влияет на относительную эффективность
обезжиривания сточных вод.
Исследования влияния высоты слоя обрабатываемой сточной воды показало,
что при высоте слоя 80 - 100 см. эффект обезжиривания составляет около 90
%. С увеличением высоты слоя обрабатываемой жидкости эффект выделения жира
снижается ( ). От расстояния между электродами зависит величина
напряжения, а также потребляемая мощность и, следовательно, расход
электроэнергии на обработку сточной воды.
С увеличением расстояния между электродами для получения одной и той
же плотности тока величина подводимого напряжения должна изменяться в
сторону увеличения. Следовательно, расстояние между электродами должно быть
минимальным (6 - 8 мм.) и регламентироваться только конструктивными
возможностями.
Как показали исследования ( ) при подборе оптимальных параметров
процесса электрофлотационной обработки эффект отчистки жиросодержащих
сточных вод достигает 98% при начальной концентрации жировых загрязнений
4000 - 4500 мг/л. Высокий эффект отчистки в сочетании с простой
изготовления электрофлотационных аппаратов и несложностью их обслуживания,
а также возможностью регулирования степени отчистки жидкости в зависимости
от фазово-дисперсного состояния загрязнений путем изменений только одного
параметра (плотности тока) технологического процесса, отсутствие
вращающихся частей в рабочей зоне аппаратов, гарантирующие надежность
работы и исключающее перемешивание обрабатываемой жидкости и измельчения
содержащихся в ней взвешенных частиц, делает метод электрофлотационной
отчистки приоритетным в сравнении с другими методами флотации для обработки
концентрированных сточных вод масложировой промышленности.
Известен метод электрокоагуляции для отчистки промышленных сточных
вод, основанных на электролизе с исспользованием металлических (стальных
или алюминиевых) анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В
следствии растворения анодов вода обогащается соответствующими ионами,
образующими затем в нейтральной или слабощелочной среде гидроксид алюминия
или гидроксид железа, которых под воздействием растворенного в воде
кислорода переход в гидроксид железа. В результате осуществляется процесс
коагуляции аналогичный обработке воды соответствующими солями алюминия или
железа. Однако, в отличие от применения солевых коагулянтов при
электрокоагуляции вода не обогащается сульфатами или хлоридами, содержание
которых в отчищенной воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и
при повторном использовании в системах промышленного водоснабжения.
При электрокоагуляции сточных вод, содержащих тонкодиспергированные
примеси, протекают и другие электрохимические, физико-химические и
химически процессы: электрофорез, катодное восстановление растворенных в
воде органических и неорганических веществ или их химическое
восстановление, флотация твердых и эмульгированных частиц пузырьками
газообразного водорода, выделяющимся на катоде. Кроме того происходит
сорбция ионов и молекул растворенных примесей, а также частиц,
эмульгированных в воде примесей, на поверхности гидроксида алюминия
(железа), которые обладают значительно сорбционной способностью, особенно в
момент образования.
Хлопья гидроксида металла с сорбированными загрязнениями, сталкиваются
с пузырьками газа, соединяются с ними и всплывают на поверхность жидкости.
Некоторые частицы загрязнений, имеющие хлопьевидную структуру, могут
самокоагулировать друг с другом тем самым увеличивая эффект
гетерокоагуляции всей системы ( ).
Для отделения хлопьев коагулянта с сорбированными загрязнениями
применяют последующее отставание или флотацию.
Комбинированный метод, включающий электрокоагуляцию и электрофлотацию
(электрофлотокоагуляция) ( ) отличается высоким эффектом выделения из
сточной воды жиров и других загрязнений, более экономичен по расходу
электроэнергии и металлических электродов по сравнению с элктрокаогуляцией.
При использовании электрофлотокоагуляционной установки отпадает
необходимость введения реагентов в отчищаемую жидкость. Пена, получаемая
при электрокоагуляции имеет высокую стойкость. При отстаивании она
разрушается через 24 часа. Объем флотоконцентратов при установки
дюралалюминевых электродов составил 6% от расхода сточных вод, при
установки железных - 10%. Влажность полученного флотоконцентрата была
соответственно равна 80 и 90% ( ). Недостатками этого метода являются
относительно высокий расход материалов - листового алюминия или железа, а
также исключение возможности утилизации отходов, выделенных на этапе
реагентной обработки стоков.
Несмотря на эти недостатки метод электрофлотокоагуляции более
эффективен, чем флотационные методы отчистки или электрокоагуляция эффект
отчистки в электрофлотокоагуляционных аппаратов составляет по жирам 96 -
97%, по взвешенным веществам - 92 -95%.
Так как в сточных водах ООО "Мясомолпродукт" содержаться молочные жиры
в виде коллоидов и они не выделяются при обычном отстаивании или
флотоционной обработке, то целесообразно использовать именно этот метод
отчистки стоков.
Электрофлотокоагуляция заключается в пропускании постоянного
электрического тока через сточную воду, причем в качестве электродов
применяют металлические растворимые электроды. Под действием электрического
тока ионы металла подвергаются гидролизу с образованием гидроокиси. Хлопья
гидроокиси образуют частицы загрязнений, в том числе и коллоидные.
Общая продолжительность пребывания воды в установке составляет 15
минут. Выбор электродов зависит от необходимости отчистки жидкости. Так,
при использовании желесодержащих электродов, эффект отчистки на 30% ниже.
Эффект отчистки в электрофлотокоагуляционных аппаратах составляет по
жирам 96-97%, по взвешенных веществам 90-92%, по ХПК - 65%, по БПКполн - 70-
75%. К недостаткам данного метода можно отнести высокую стоимость
электроэнергии, дефицит материала электродов и т.д.
На предприятиях мясной промышленности применяют биологическую очистку
сточных вод. Установлено, что на очистных сооружениях, включающих в себя
решетки, песколовки, осветлители-перегниватели, аэротенки с механической
аэрацией, вторичные вертикальные отстойники, хлораторную и контактные
резервуары может быть обеспечено снижение БПКполн до 20 мг/л, взвешенных
веществ до 20 мг/л.
В последние годы применяется схема с использованием двухступенчатых
аэротенков с противоположным движением активного ила. Общезаводской сток
после очистки от песка в песколовках, удаления взвеси в осветлителе с
естественной аэрацией осветленную воду направляют в аэротенк первой
ступени. Пройдя последовательно через вторичный отстойник, аэротенк второй
ступени, третичные и концевые отстойники, очищенная вода поступает на
установку обеззараживания, состоящую из смесителя, контактного бассейна и
хлораторной. Затем вода сбрасывается в водоем.
По данным разработчика очищенная вода будет характеризоваться
следующими показателями - БПКполн=10-13 мг/л, жир - 0 мг/л, взвешенные
вещества - 10-15 мг/л. При условии содержания в исходной воде не более 250
мг/л жира, 250 мг/л взвешенных веществ, БПКполн не более 2000 мг/л.
Также используют в качестве биологической очистки биофильтры, которые
представляют собой очистные сооружения в виде круглых или прямоугольных
резервуаров, заполненных фильтрующим материалом (загрузкой). В качестве
загрузки применяют щебень, гравий, керамзит, пластмассу, асбестоцемент и
другие материалы. На поверхности материала загрузки нарастает биологическая
пленка, представляющая собой ассоциацию микроорганизмов, простейших и более
высокоорганизованных животных.
Особенностями процесса очистки в биофильтрах являются контактирование
с биологической пленкой свободно протекающей через загрузку сточной воды, и
диффузия загрязнений из сточной воды в биопленку.
Также к перспективным сооружениям относится биотенк. Он представляет
собой биофильтр, погруженный в аэротенк. Биологическая очистка в этом
сооружении осуществляется как с помощью биопленки, закрепленной в
биофильтре, так и с помощью активного ила, находящегося в аэротенке.
Загрузка биофильтра представляет собой блоки из полимерных жестких или
гибких материалов. Блоки в аэротенке устанавливают так, чтобы можно было
обеспечить эффективную циркуляцию иловой смеси между блоками и под блоками.
Высокие концентрации загрязнений производственных стоков мясной
промышленности обуславливают образование при их обработке значительных
количеств твердых отходов (осадков). Состав и свойства, во многом
определяющих направление их утилизации, специфичны для каждой ступени
очистки стока. Общей характерной особенностью является содержание в них
жира, белка и зараженность микрофлорой (в том числе патогенной). Осадки
способны быстро загнивать с образованием неприятных запахов. Наличие в
осадках жиров способствует образованию плотных отложений на стенках труб и
в резервуарах.
По своему химическому составу осадки мясокомбинатов относятся к
отходам, которые могут быть утилизированы. Однако эффективные
технологические, предназначенные для извлечения ценных компанентов или
производства полезных продуктов, в настоящее время не нашли применения.
Из-за зараженности осадков микрофлорой, большой влажности,
подверженности загниванию их необходимо обрабатывать и обезвоживать.
Важной и в значительной степени нерешенной проблемой для мясной
промышленности является обработка осадков из отстойных сооружений, в
которых образуются два вида отходов - концентрирующиеся на поверхности
(жиромасса) и оседающие (донные осадки).
Средний объем образующегося донного осадка (при эффективности очистки
стока около 40 % ) - 0,5кг по сухому веществу из 1 м3 стока. При влажности
95-97 % объем осадка достигает 10-30 л ( т.е. до 3% объема стока). Большие
объемы и влажность полученных осадков обуславливают сложность схем для их
обработки.
Среди немногих действующих схем в мясной промышленности можно выделить
три: механическое обезвоживание в осветлителях-перегнивателях с последующей
подсушкой на иловых площадках, подсушка на иловых площадках. обезвоживание
осадка в центрифугах - наиболее интенсивный метод. Состав полученного кека
следующий: влага - 48-62 %, жира - около 35 %, минеральных веществ - 38-45
%. Возможна утилизация полученного кека в качестве удобрений или для
вытопки жира с целью приготовления добавок к комбикормам. Но эти способы
требуют доработки в части обеспечения эффективного обезвреживания и
минерализации ( для удобрений) или выделения жира и минеральных (для
кормовых добавок).
Значительно более широко распространено обезвоживание донных осадков
на иловых площадках (например, на Ленинградском мясокомбинате). Способ
реализуется перекачкой осадка на карты - площадки. Способ становится
экономически невыгодным при удалении площадок более 10 км. Возникает
необходимость разбавления осадка водой для удобства его перекачки, что
значительно снижает производительность площадок - уплотнителей и
эффективность подсушки. Конечная влажность осадка в среднем составляет 75-
80 %.
Технологическая схема процесса вытопки жира, нашедшая широкое
применение на мясокомбинатах г.г. Сочи, Москвы и других, работает следующим
образом.
Жиромасса подается в вакуум-котел, в котором в течении 7-8 часов
подвергается тепловой обработке при температуре 1300С. По окончании
процесса термообработки жиромасса передавливается с помощью газодувки в
отстойник, в котором отделяется от жидкости и инородных частиц. Затем
процесс повторяется. Полученный жир из отстойника подается в котел для
вытопки. На этой стадии в него вводится раствор серной кислоты для
улучшения выделения процесса отделения жира от примесей. Затем очищенный
жир передается в отстойник, откуда сливается в тару и транспортируется на
утилизацию. С целью повышения влагоотдачи в очищенный жир добавляют
поваренную соль ( рассол, как более тяжелая фракция собирается в нижней
части отстойника, эффективно вытесняя жир).
При переработке свежесобранного флотоконцентрата по данной технологии
получили кормовой жир второго сорта. Если флотоконцентрат перерабатывали
через 10-12 часов после сбора, то получали технический жир третьего сорта.
Кормовой продукт, полученный из флотоконцентрата, характеризуется
следующими данными: влага - 8,07-8,51 %, жир - 12,5-14,09 %, зола - 9,4-
11,57%, белок - 8,56-10,67 %, клетчатка - 36,46-44,09 %.
Опыты по кормлению свиней с целью выявления возможности частичной
замены кормовой муки показали, полученной из флотоконцентрата, взамен
мясной муки положительно влияет на привесы и физиологическое состояние
животных.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Обоснование выбора схемы очистки
1-поселок; 2-мясокомбинат; 3-приемная камера очистных сооружений; 4-
очистные сооружения; К1-хозяйственно-бытовые стоки; К2-промышленные стоки;
C-сточные воды после смешения в приемной камере; ОС - очищенные стоки.
Рисунок 3.1.1-Схема поступления сточных вод на очистные сооружения
Рассматриваемый поселок при суточном расходе сточных вод 1548 м3/сут.
имеет следующие концентрации загрязняющих веществ: Свв=223,15мг/л,
СБПК=387,25мг/л. Очистные сооружения принимают сточные воды от поселка и
мясокомбината с расходом Q=41.12м3/сут. Концентрации после смешения
промышленных стоков в приемной камере очистных сооружений определяются по
формуле:
Ссм=Сп*Qп+Спр*Qпр/(Qп+Qпр)
где Сп и Спр - соответственно, концентрации загрязнений поселка и
предприятия;
Qп - расход сточных вод поселка;
Qпр - расход сточных вод от предприятия.
Ссвв=41,12*400+1548*223,15/(41,12+1548)=236 мг/л
Ссж=41,12*125+1548*0/(41,12+1548)=2,2 мг/л
СсБПК=41,12*773,7+1548*387,25/(41,12+1548)=397 мг/л
При этих концентрациях поселковые очистные сооружения не будут
перегружены, что не повлияет на биологическую очистку и очистные сооружения
будут работать стабильно и устойчиво.
В настоящее время на мясомолочном комбинате значительно увеличен
выпуск продукции мясного направления, при этом расход сточных вод остался
тем же, а концентрация загрязняющих веществ увеличилась и составили
Свв=1000 мг/л, Сж=312 мг/л, СБПК=967 мг/л.
Концентрации смеси сточных вод посёлка и мясокомбината определяются по
формулам:
Свв=41,12*1000+1548*223,15/(41,12+1548)=243,1 мг/л
Сж=41,12*312+1548*0/(41,12+1548)=8,1 мг/л
СБПК=41,12*967+1548*387,25/(41,12+1548)=402 мг/л
Возросшие концентрации загрязняющих веществ отрицательно повлияли на
биологическую очистку и поселковые очистные сооружения не справлялись.
Одновременно Органами охраны окружающей среды ожесточились требования
к сбросу промышленных стоков в поселковую канализацию с целью
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|