ТОГУ
Совершенствование системы очистки сточных вод в мясоперерабатывающей промышленности
Леошко Н.О., Шевцов М.Н.
г. Хабаровск, Россия
Аннотация
В данной статье описаны методы очистки сточных вод и дальнейшее совершенствование системы очистки стоков мясокомбината, расположенного в Хабаровском крае. Система очистки выбрана на основе исследований, проведенных на кафедре ИСТБ ТОГУ. Во время исследования рассмотрена общая характеристика Хабаровского края, общая характеристика объекта, местоположение и природно-климатические условия, особенности объекта водопользования при сбросе сточных вод.
Ключевые слова: очистка, стоки, отстойник, флотация, коагуляция, аэрация, жидкость, импеллер, камера, водоотведение.
Abstract
IMPROVEMENT OF THE WATER TREATMENT SYSTEM IN THE MEAT PROCESSING INDUSTRY
Leoshko N. O., Shevtsov M. N.
PNU, Khabarovsk, Russia
This article describes the methods of wastewater treatment and further improvement of the sewage treatment system of the meat-packing plant located in the Khabarovsk Territory. The purification system was chosen on the basis of the studies carried out at the ISTB PNU department. During the study, the general characteristics of the Khabarovsk Territory, the general characteristics of the site, the location and natural and climatic conditions, the features of the water use object in wastewater discharge are considered.
Keywords: purification, effluents, sedimentation tank, flotation, coagulation, aeration, liquid, impeller, chamber, water disposal.
Введение
Ужесточение законодательства в области рационального природопользования обуславливает необходимость совершенствования систем водоотведения, как сложного технологического процесса, включающего отведение и транспортировку стоков до очистных сооружений, и их очистку. Наибольшую опасность представляют сточные воды, загрязненные высококонцентрированными органическими веществами, к которым можно отнести стоки от мясокомбинатов.
Согласно «Правил приема производственных сточных вод в систему канализации населенных пунктов», сточные воды мясокомбината необходимо предварительно обработать на сооружениях локальной очистки до концентраций допустимых к сбросу в канализацию.
Если экономически эффективно строительство ЛОСК (локальных очистных сооружений канализации) на территории мясокомбината, то реконструкция городских очистных сооружений нецелесообразна.
Основным источником загрязнения водоемов является сброс неочищенных сточных вод. В зависимости от объема и состава поступающих загрязняющих веществ в водные объекты происходит изменение физических свойств воды; образуются на поверхности водоемов плавающие пленки, отложение осадка на дне; происходит изменение химического состава воды; снижается концентрация растворенного кислорода в источнике в связи с его потреблением на окисление сброшенных органических веществ; увеличивается количество и виды бактерий. Таким образом, водные объекты становятся непригодными для питьевого водоснабжения [1]. Согласно Правил охраны окружающей среды сбрасывать в водоем неочищенные сточные воды запрещено. В результате ужесточения норм сброса возникает необходимость внедрения прогрессивных методов и схем очистки промышленных и бытовых сточных вод.
Локальная очистка жиросодержащего стока является многоступенчатым процессом. В состав современных сооружений входят решетки, вертикальные жироловки, флотационные установки, сооружения биологической очистки. Комплекс сооружений располагается в отдельном здании. Помимо оборудования, предназначенного для задержания грубодисперсных примесей, в здании устанавливают оборудование для первичной обработки извлечённых в процессе очистки стока твёрдых отходов: осадка и жиромассы.
После сороудерживающей корзины, установленной на КНС, сточная жидкость направляется на жироловку для задержания легко всплывающих фракций загрязняющих примесей. Жироловка представляет собой отстойник горизонтального типа, рассчитанный на 15 - 30 - минутное пребывание сточных вод. очистка вода сток климатический
В некоторых схемах, для выделения грубодисперсных примесей использовали вертикальные отстойники [2]. Известно, что они не нашли широкого распространения в пищевой промышленности, в том числе и так называемые тонкослойные отстойники. Габаритные размеры отстойника с тонкослойным модулем при этом значительно сокращаются, однако применение таких отстойников сдерживается более сложными условиями их эксплуатации: полки отстойника “зарастают” налипающими примесями, необходима их сравнительно частая регенерация.
В настоящее время применение нашли методы флотационной очистки сточных вод с использованием напорной флотации, электрофлотокоагуляции.
Флотация - выделение из сточных вод примесей путем придания им плавучести за счет флотореагента, обволакивающего частички примесей и удаляемого из воды вместе с ними. При флотационной очистке применяют насыщение сточной воды пузырьками мелкодиспергированного воздуха. Взаимодействие частиц загрязнения с пузырьками газа происходит на молекулярном уровне и осуществляется на границе раздела трех фаз: частица - газ - жидкость (трехфазный периметр). Акт прилипания частицы к пузырьку сопровождается резким уменьшением поверхностной энергии пограничных слоев и возникновением сил, стремящихся уменьшить площадь соприкосновения воды с частицей. Чем меньше смачиваемость частицы, тем больше площадь ее контакта с поверхностью газа и, следовательно, тем, прочнее ее прилипание к пузырьку. По литературным данным [2], повышение температуры сточных вод выше 27°С снижает эффективность флотации. Таким образом, гидрофобность жировых веществ в сточных водах, наличие в них ПАВ (моющие средства и т.п.) позволяют использовать для их очистки методы флотации. Так как жировые вещества прилипают к взвешенным частицам, находящимся в воде, придают им гидрофобность, то последние также частично флотируются.
Процесс флотации интенсифицируют путем введения в очищаемую воду коагулянтов - солей железа или алюминия и флокулянтов - ППС, ПАА и др.; путем более равномерного распределения пузырьков газа в объеме очищаемой воды.
Типы применяемых флотационных установок
Механическая флотация жиросодержащих сточных вод обычно осуществляется на флотомашинах импеллерного типа [3].
Они представляют собою квадратный в плане резервуар, соединенный с приводом электромотором, находящимся над машиной. Машины представляют собой блок из двух и более камер, через которые жидкость протекает последовательно.
Пена, образующаяся в камерах машины, непрерывно удаляется с поверхности сточной воды пеногоном в специальный лоток, в котором она начинает разрушаться и превращаться в жидкость - флотоконцентрат. Далее пена и образовавшийся флотоконцентрат стекают в отстойники- декантаторы. В них за 60-90 мин пена полностью разрушается, происходит расслаивание флотоконцентрата на всплывающую жиромассу, осадок и декантированную воду. Загрязненность жиром и взвешенными веществами декантированной воды больше, чем исходной, и, поэтому, ее вновь направляют на очистку во флотомашины, которые должны рассчитываться на суммарный расход исходной и декантированной воды[4].
Исследование флотомашин импеллерного типа на сточных водах мясокомбинатов и колбасного завода показали, что эффективность очистки зависит от продолжительности флотации и состава сточных вод. При общей продолжительности флотации 8-10 мин эффект извлечения жиров и взвеси 62 и 64%, при 20 мин - соответственно 77 и 68%. Объем флотоконцентрата составлял 15-30% от расхода воды. В жиромассе, собранной в отстойнике-декантаторе, содержалось 29,3% жира по сухому веществу, а влажность ее равнялась 84,8%. Наиболее целесообразно устанавливать последовательно 4-5 флотомашин по 2 камеры в каждой.
При работе флотомашин импеллерного типа не удаляются вместе с пеной крупная взвесь и крупные кусочки жира. Поэтому перед флотацией рекомендуется предусматривать кратковременное (30-45 мин) отстаивание сточной воды в осветлителях с естественной аэрацией или отстойниках других типов. Флотомашины импеллерного типа работают более эффективно, чем отстойные жироловки, но более 62-77% загрязнений практически не удаляют. Кроме того, они энергоемки - на кубометр очищаемой сточной воды затрачивается 1,3-1,7 кВт ч.
Напорная флотация основана на предварительном растворении воздуха в воде под повышенным давлением с последующим резким снятием давления. При этом происходит интенсивная десорбция газа и выделение массы мельчайших пузырьков. Затем пузырьки всплывают с прилипшими к ним частицами жира и взвеси. При наличии в воде загрязнений пузырьки газа частично образуются на их поверхности, т.е. сразу возникает флотокомплекс, частично развивающийся в объеме жидкости на микроскопических зародышах пузырьков газа, всегда присутствующих в сточной жидкости, и тогда для соединения с частицей они должны с ней столкнуться.
На основании результатов исследований кафедры была выбрана и внедрена в проект мясокомбината, расположенного в Хабаровском крае, новая конструкция флотационной камеры, которая обеспечивала надежную и стабильную работу установки. В этой схеме применены цилиндрические смесители-распределители очищаемой сточной воды с газонасыщенной очищенной жидкостью. Схема предусматривает возможность промежуточной коагуляции сточной жидкости между первой и второй флотокамерами. Кроме того, во флотоустановке применена новая конструкция напорного резервуара со струйной аэрацией. Благодаря применению струйной аэрации в несколько раз увеличивается скорость растворения воздуха в воде и соответственно уменьшается объем напорного резервуара. Разрушение пены производится в специальном резервуаре с мешалкой-пеногасителем. Применение новых элементов в установке напорной флотации позволило предложить более эффективное и экономичное конструктивное решение.
Заключение
Проведены исследования и выбрана усовершенствованная система очистки стоков мясокомбината на основании процесса флотации. Вследствие всего вышесказанного можно сделать вывод, что для очистки сточных вод мясоперерабатывающего предприятия с учетом всех требований и норм в большей степени подходит метод напорной флотации.
Библиографические ссылки на источники
1. Калинина-Шувалова С.Ф. Очистка сточных вод города: Учебное пособие. - Х.: ТОГУ, 2001.
2. Краснобородько И.Г. Электрохимическая очистка сточных вод: Учебное пособие. - Л., 1978. - 89 с.
3. Ющенко В.Д. Кандидатская диссертация. - Л.: ЛИСИ, 1976.
4. Алексеев Е.В. Очистка сточных вод флотацией. Монография. Обл - Издательство ассоциации строительных вузов, 2015.