Содержание к диссертации
Введение
1. Экологические аспекты процесса переработки молока
1.1 Формирование и состав сточных вод молочной промышленности 9
1.2. Современные методы извлечения органических веществ из сточных вод предприятий молочной промышленности
1.2.1. Применение сорбционных методов в практике очистки сточных вод молочной промышленности
1.2.2. Применение электрохимических методов в практике очистки сточных вод молочной промышленности
Выводы 32
2. Объекты и методы исследования 32
2.1. Объекты исследования 32
2.2. Методы анализа
2.2.1. Фотометрическое определение общего уровня органических 36 загрязнений в сточных водах молочной промышленности
2.2.2. Общепринятые методики определения качества воды 37
2.2.3. ИК-спектроскопия 38
2.2.4. Методы математической обработки экспериментальных данных
2.3. Метод приготовления сорбента-коагулянта 40
2.4. Метод гальванокоагуляции 40
2.4.1. Устройство гальванокоагуляционного модуля 40
3. Исследование процессов извлечения компонентов молока из сточных вод молочных предприятий
3.1. Изучение состава сточных вод молочных предприятий 44
3.2. Изучение закономерностей извлечения органических компонентов молока из сточных вод модифицированным Fe монтмориллонитом
3.2.1. Изучение физико-химических свойств Fe-монтмориллонита 45
3.2.2. Изучение влияния кислотности раствора на степень 53 извлечения органических загрязнителей из сточных вод
3.2.3. Изучение влияния дозы суспензии Fe-монтмориллонита на степень извлечения органических загрязнений из сточных вод
3.3. Изучение закономерностей извлечения минеральных компонен- 59 тов молока из сточных вод модифицированным Fe-монтмориллонитом
3.4. Изучение закономерностей гальванокоагуляционного 63 извлечения органоминеральных примесей из сточных вод
3.4.1. Изучение влияния кислотности раствора на гальванокоагуля- 64 ционное извлечение компонентов молока из сточных вод
3.4.2. Изучение влияния времени контакта на степень очистки 67 сточных вод от органических загрязнителей
Выводы 74
4. Разработка технологии извлечения и рациональ- 76 ного использования компонентов молока из сточных вод молочных предприятий (на примере АО «МОЛОКО», г. Улан-Удэ)
4.2. Разработка технологии извлечения и рационального 74
использования компонентов молока из сточных вод молокоперерабатывающего предприятия (на примере ОАО «МОЛОКО», г. Улан-Удэ
4.1. Разработка технологической схемы очистки сточных вод молочных предприятий (на примере Мухоршибирского маслосырзавода)
4.2. Расчет эколого-экономических показателей разработанной 88 технологической схемы физико-химической очистки сточных вод молочного предприятия
Общие выводы 96
Список использованных источников
- Применение сорбционных методов в практике очистки сточных вод молочной промышленности
- Общепринятые методики определения качества воды
- Изучение закономерностей извлечения органических компонентов молока из сточных вод модифицированным Fe монтмориллонитом
- Разработка технологической схемы очистки сточных вод молочных предприятий (на примере Мухоршибирского маслосырзавода)
Введение к работе
Актуальность работы. В условиях интенсификации производства молочных продуктовой, ухудшения экологической обстановки особое внимание уделяется вопросам рационального использования сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды.
Рациональное использование основных компонентов молока является одной из главных задач отрасли. Для решения этой проблемы широко внедряются в производство ресурсосберегающие технологии молочных продуктов, используются принципиально новые технологические процессы и др.
Одним из перспективных направлений рационального использования основных компонентов молока является разработка технологии локальной очистки сточных вод с последующим использованием концентрированных компонентов.
В настоящее время из-за ухудшающейся экологической обстановки ужесточились требования к качеству очищаемой воды. Из более чем 50 предприятий мол'окоперерабатывающей промышленности в Республике Бурятия только 15% обеспечены очистными сооружениями, что приводит к сбросу неочищенных сточных вод в сети муниципальной канализации и на рельеф местности. Общий объем сточных вод по отрасли составляет 0,65 млн.м3, загрязнений - 95,7 тонн, из них сбрасывается в водоемы - 0,55 млн.м" и 31,6 тонн в год.
Во второй половине XX столетия в малых населенных пунктах начали бурно развиваться небольшие производства, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию. Это повлекло за собой увеличение загрязнения почвы, грунтовых вод и местных небольших водоемов, питающих крупные водные артерии.
Традициотшые методы очистки не обеспечивают извлечения ценных компонентов молока из сточных вод. "
Широко рекомендуемая для молочных предприятий, биологическая очистка экономически невыгодна для заводов с малой мощностью, так как влечет за собой большие затраты по её внедрению и эксплуатации. Поэтому, для небольших предприятий, особенно в сельской местности, является оптимальным использование физико-химических методов очистки.
В связи с этим разработка технологий локальной очистки сточных вод, обеспечивающих высокую эффективность процессов очистки if использования осадков, представляется актуальной.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом СО РАН по проблеме «Биосферные и экологические исследования» и ГН'1'11 «Экологические процессы химии и химической технологии».
Цель и задачи исследований: Целью настоящей работы является разработка технологии извлечения и рационального использования компонентов молока из сточных вод молочных предприятий.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:
анализ качественного состава сточных вод производственных цехов молоко перерабатывающих предприятий (на примере АО «Молоко» г. Улан-Удэ);
определение оптимальных условий проведения процесса сорбционногкоагуляционного извлечения органических соединений с применением модифицированного монтмориллонита; ; ... ..,
изучение процессов деминерализации сточных вод;
- изучение; закономерностей гальванокоагуляционного
извлечения органинеских соединений;
- разработка.технологической схемы локальной очистки
сточных, вод модокоперерабатывающих производств с исполь
зованием местного .минерального сырья и промышленных от
ходов;
. - выбор оптимальной технологии утилизации обогащенного сорбента. .
Методы исследований. В,работе для решения конкретных задач использован комплекс современных физико-химических методов исследования: ИК-, УФ-спектроскопия, фотоколориметрия, рентгено-фазовый анализ, потенциометрия, стандартные методы определения качества сточных вод. Математическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Excel 7.0 и Table Curve 2.0.
Научная новизна работы. Установлены закономерности сорбционно-коагуляционного и гальванокоагуляционного методов очистки сточных вод молочной промышленности. Впервые показана целесообразность использования сорбента-коагулянта, полученного путем модификации природного монмориллонита воздействием акустических колебаний в присутствии Ее(Ш), для очистки сильнозагрязненных и минерализованных сточных вод молочных производств.
Найдены оптимальные технологические режимы и кон
структивные характеристики осуществления процессов очист- '
ки сточных вод.
Доказана экологическая безопасность обогащенного сорбента (осадка) и возможность использования его в качестве органоминеральной кормовой добавки.
Практическая значимость работы. Разработан экспресс-метод определения общей загрязненности сточных вод молочной промышленности, основанный на прямом фотометрическом определении в УФ-области спектра поглощения при 280 нм. Проведены производственные испытания комплексной технологии очистки сточных вод молочного производства, сочетающей сорбционно-коагуляционный и гальванокоагуляци-онный методы (АО "МОЛОКО", г. Улан-Удэ). Определены оптимальные параметры процессов очистки.
Разработана технология извлечения и рационального использования компонентов молока из сточных вод молочных предприятий. На технологию очистки сточных вод молочных предприятий и извлечение компонентов молока разработан технологический регламент.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных и региональных конференциях: «Вода: экология и технология (Ecwatech-98)» (г. Москва, 1998), « Контроль и реабилитация окружающей среды» (г. Томск, 1998), IX Сибирская школа молодых ученых по неорганической химии «Материало- и энергосбережение» (г. Новосибирск, 1998), International Conference "Baikal as a World Natural Heritage Site" (Ulan-Ude, 1998), "Устойчивое развитие: проблемы охраняемых территорий и традиционное природопользование в Байкальском регионе" (г. Чита, 1999), Школе-семинар молодых ученых "Проблемы устойчивого развития региона" (г. Улан-Удэ, 1999), «Экологобезопасные технологии освоения недр Байкальского региона: современное состояние и перспективы» (г. Улан-Удэ, 2000), "Актуальные проблемы теории адсорбции и синтеза сорбентов" (Москва-Клязьма, 2000).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.
Структура VI объем работ. Диссертационная работа изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 143 наименований, 2 приложений, содержит 28 рисунков, 17таблиц.
Объекты и методы исследований
Объектами исследования являлись имитаты и реальные сточные воды АО «МОЛОКО», г. Улан-Удэ.
Приведены предлагаемые способы очистки сточных вод молочного производства: сорбционно-коагуляционный, с применением в качестве реагента модифицированного сульфатом железа (III) монтмориллонита, активированного ультразвуком и гальванокоагуляционный, с использованием в качестве загрузки чугунной стружки и кокса (соотношение 2:1). Коагулянт-сорбент получали путем модификации природного монтмориллонита в растворе сульфата железа (Ш) и активированием акустическими колебаниями частотой 22 кГц в течение трех минут. Приведен разработанный экспресс-метод определения общей загрязненности сточных вод молочного производства органическими загрязнителями, основанный на прямом фотометрическом определении химического потребления кислорода (ХПК) в УФ-области спектра поглощения при 280 нм, а также методики проведения исследований и обработки результатов экспериментов. Содержание основных компонентов молока в сточной воде и осадках определяли общепринятыми в исследовательской практике методами.
Применение сорбционных методов в практике очистки сточных вод молочной промышленности
Грубодисперсные примеси выделяют из сточных вод чаще всего отстаиванием или флотацией [12-14], мелкодисперсные - адсорбцией [15,16] или осаждением в центробежном поле. С помощью этих методов из сточных вод удаляют обычно взвешенные вещества крупностью 5-10 мкм и больше. Для удаления более мелких эмульгированных частиц необходимо их предварительно укрупнять коагуляцией, флокуляцией [17-24] или другими методами, способствующими слипанию частиц с образованием крупных агрегатов, которые затем легко выделяются седиментацией. Для глубокой очистки используют адсорбцию [25,26], химические [27,28] или биологические методы.
Для интенсификации очистки сточных вод предприятий молочной промышленности испытан ряд органических и неорганических флокулянтов и их сочетаний. Показано, что максимальная степень очистки при минимальном расходе реагентов достигается при использовании насыщенного раствора FeSC 4 и 0,1 %-го раствора органического флокулянта Praestol в дозах 0,1 и 0,75 1,5 мл/л, соотвественно. При этом уровень ХПК составляет 1200 мг/л, что не соот-вествует нормативным требованиям [29].
Мировая практика очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий отдает приоритет биологическим методам очистки, предусматривающим биохимическое окисление в аэробных или анаэробных условиях с последующим обеззараживанием [30-42]. Очистные сооружения биологической очистки сточных вод занимают большие производственные площади, требуют значительных капитальных затрат. Кроме того, для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, контроля за процессом биохимического окисления органического углерода, соблюдения всех технологических параметров очистки необходимо наличие дорогостоящего оборудования, значительные эксплуатационные и энергозатраты, высокая квалификация обслуживающего персонала. Традиционная схема очистки сточных вод предприятий молочной промышленности включает сооружения первичной (механической), вторичной (биологической)[43-49] и третичной (глубокой доочистки)[50,51].
При механической очистке сточные воды последовательно очищают на решетках, в песколовках, первичных отстойниках, а затем направляют на сооружения биологической очистки с активным илом. Установлено, что при механическом отстаивании сточных вод молочных заводов в течение 2 часов снимается основная масса загрязнений, но не достигаются санитарные нормы, при которых разрешается сброс в городскую канализацию [52]. Это является существенным для последующей биологической очистки, так как многие органические вещества окисляются с трудом и за длительный срок. Доочистка биологически очищенных сточных вод необходима для удаления растворенных органических веществ, взвешенных веществ, а также биогенных элементов, приводящих к эвтрофикации водоемов. Для этой цели в молочной промышленности наряду с биологическими методами применяют методы мембранной фильтрации [53]. Ультрафильтрация с давлением до 1 МПа позволяет задерживать макромолекулярные вещества, гиперфильтрацией с давлением до 10 МПа отделяют неорганические ионы. Применяют ацетатцеллюлозные плоские, трубчатые и спиральные мембраны, а также полиамидные мембраны в виде полых волокон.
Расчеты [54] показывают, что при использовании методов третичной очистки, позволяющих повысить эффективность очистки до 90%, однако стоимость ее увеличивается в 2-3 раза.
Целесообразна разработка и реализация мер экономии и рационального использования свежей воды путем создания локальных систем очистки сточных вод молочной промышленности [55]. Такой подход является прогрессивным при очевидности преимуществ, основными из которых являются: - исключение протяжных трубопроводов; -более узкая специализация технологии очистки и оборудования; - более надежная очистка, так как процессы образования сточных вод и очистки находятся в одном комплексе; - заинтересованность непосредственно подразделения к осуществлению водооборота и возврата ценных компонентов, так как экономическая выгода остается в хозяйственном механизме подразделения; - улучшение работы централизованных очистных сооружений без капитальных вложений ввиду их частичной разгрузки.
Но локальные очистные комплексы (ЛОК), должны отвечать ряду специфических требований: - коммуникационная и функциональная связь их с основными агрегатами должна обеспечивать бесперебойную работу; - ЛОКи должны компоноваться на небольших площадях и потреблять минимум расходуемых материалов, чтобы не создавать второго производства в цехе; - технологический цикл очистки должен надежно управляться и в значительной степени автоматизированным; - нарушения режимов работы должны четко индексироваться и сигнализироваться; - ЛОКи должны обеспечивать возврат воды в производство по требованиям ГОСТов (ГОСТ 9.314-90, ГОСТ 9.305-84).
В настоящее время, как показал анализ литературы, методами локальной очистки сточных вод молочной промышленности являются отстаивание, флотация, коагуляция, которые применяются в комплексе, с применением механической очистки и обязательной биологической доочисткой.
Для очистки сточных вод от жиров обычно применяют отстойные жироловки горизонтального и вертикального типа, которые устанавливают чаще всего на выпусках цехов и заводов, специализирующихся на производстве высокожирной продукции (масла, сливок, сметаны), с концентрацией жиров в сточных водах более 100 мг/л.
Общепринятые методики определения качества воды
Так как в данной работе извлечение веществ, входящих в состав сточных вод молочных предприятий проводили с использованием модифицированного монтмориллонита Тулдонского месторождения Республики Бурятия, ниже приведены результаты исследований изменения физико-химических свойств монтмориллонита в процессе модификации.
Модификация монтмориллонита приводит к существенным изменениям его физико-химических свойств. Изучение происходящих изменений необходимо для объяснения процессов, протекающих при взаимодействии сорбента-коагулянта с загрязнителями.
Ультразвуковая обработка существенно влияет на минерал, о чем свидетельствует анализ изотерм адсорбции паров воды и значений предельных объемов пор по бензолу для природного и модифицированного монтмориллонита (рис.3.1, табл.3.2). Полученные статические изотермы сорбции достаточно корректно описываются в рамках теории полимолекулярной адсорбции уравнением Брунау-эра-Эммета-Теллера (БЭТ), (рис.3.2): amCp/Ps (І-Р/Р,ІІ+(С-І)Р/Р,] (ЗЛ) где ат - емкость монослоя, моль/г; ps- давление насыщенного пара при температуре адсорбции, Па; С - константа уравнения БЭТ, связанная с чистой мольной теплотой адсорбции. Полученные уравнения БЭТ использовались для вычисления удельной поверхности полученных сорбентов (таб. 3.2). а, ммоль/г
Изотермы адсорбции паров воды в координатах уравнения БЭТ на природном монтмориллоните (1) и Fe-монтмориллоните, активированном ультразвуком. Таблица 3.2 Адсорбционно-структурные параметры сорбентов Монтмориллонит ммоль г S,м2/г V, при p/ps=0.2см /г Упред.по бензолусм3/г Природный 2.09 161 0.035 0.069 Fe-активированныйультразвуком 5.87 452 0.090 0.206
Как видно из табл. 3.2 для активированного ультразвуковыми колебаниями Fe-монтмориллонита наблюдается значительное повышение величин удельной поверхности S и адсорбционных объёмов V, что, по-видимому, связано с изменением фракционного состава Fe-монтмориллонита (Fe-MM) при ультразвуковой обработке. Обработка суспензии ультразвуковыми колебаниями происходит в режиме кавитации. В коллапсирующем газовом пузырьке развиваются очень жесткие условия (температура в несколько тысяч градусов и давление в сотни атмосфер), которые приводят не только к сильнейшему механическому воздействию на систему, но и образованию Н202, «ОН и Н» радикалов и гидратиро-ванных электронов. В итоге обработка ультразвуком суспензии монтмориллонита в растворе сульфата железа (III) приводит к замещению не только гидрати-рованных ионообменных катионов монтмориллонита, расположенных в межслоевой области, но и неионообменных катионов внутри октаэдрических и тет-раэдрических пустот силикатного скелета. Катионы в этих пустотах координированы кислородными атомами. Активированные ультразвуком ОН - центры и Fe - центры гидратированной поверхности бентонита способны образовывать прочные комплексы с веществами, органической и неорганической природы, что и обуславливает высокую сорбционную емкость модифицированного глинистого минерала.
Это подтверждают результаты дисперсионного анализа, проведенного в гравиметрическом поле по известной методике [124]. В Fe-MM значительно увеличивается доля частиц малых размеров (менее 1.5 мкм) (рис. 3.3).
Кроме того, об увеличении дисперсности частиц судили на основании сопоставительного анализа электронных спектров поглощения суспензий, исследуя интенсивность света, прошедшего через раствор, содержащий рассеивающие взвешенные частицы.
Поглощение и вид спектров (рис. 3.4) свидетельствуют о том, что в водных суспензиях Fe-MM, активированного ультразвуком, содержатся рассеивающие частицы, размеры которых меньше или сравнимы с длиной волны
Изучение закономерностей извлечения органических компонентов молока из сточных вод модифицированным Fe монтмориллонитом
Продолжительность контакта очищаемой воды с загрузкой является одной из самых важных характеристик при гальванокоагуляционнои очистке, так как оно определяет производительность и размеры ГК-модуля.
Для установления оптимальной продолжительности процесса гальванокоагуляции были проведены эксперименты при различном времени контактирования модельных растворов с загрузкой при рН=4 в статических условиях. Данные, представленные на рис. 3.17, свидетельствуют о том, что наибольший эффект очистки по ХПК достигается при увеличении продолжительности процесса до 20-30 минут (87%), что обусловлено генерированием в системе большего количества железа, т.е. с увеличением времени контакта увеличивается расход железа, и соответственно увеличивается эффект очистки (табл.3.5). Увеличение продолжительности обработки до 60 минут дает незначительное повышение эффекта очистки. Следовательно, увеличение продолжительности процесса ГК является нецелесообразным.
Гальванокоагуляционная обработка имитата сточных вод (ХПКИСХ=230 мгОг/л), проведенная в динамических условиях при времени контакта с загрузкой 5-60 минут (рис.3.18), показала, что также как и в статических условиях, при 30 минутах достигается наибольший эффект очистки по ХПК (82,6%).
Белок 10 отсутствие 100 При сравнении методов гальванокоагуляции и традиционной коагуляции с применением в качестве коагулянта сернокислого железа (III) (доза 50 мг/л в пересчете на железо) выявлено, что при реагентной коагуляции требуется большее количество железа на удаление 1 г ХПК, чем в процессе гальванокоагуляции. Так, в процессе гальванокоагуляции для удаления органических загрязнений (ХПКисх=230 мг02/л) расход железа составил 0,103 г/г удаляемых органических загрязнений по ХПК, а при коагуляции 2,8 г/г, но при этом эф 71 фективность очистки на 30 % ниже, и составила: 87 % и 47 %, соответственно. Это объясняется различиями механизмов химического и электрохимического коагулирования. Механизм гальванокоагуляционной очистки сточных вод определяется процессами, возникающими во время контактирования очищаемой воды и воздуха с загрузкой. На "кислородном" электроде роль которого играет насыщенный газо образным кислородом индифферентный носитель (кокс, активированный уголь или природный цеолит), происходит восстановление кислорода и растворен ных в воде металлов с достаточно высоким электродным потенциалом: 2Н20 + 02 + 4е = 40Н-, (3.2) на аноде происходит окисление железного скрапа : Fe0+ - 2е - Fe2+, Fe2+ + 20Н- - Fe(OH)2, 4Fe(OH)2 + 02 - 4FeOOH + 2H20, (3.3) Рассмотрим подробнее основные электрохимические процессы, определяющие работу элементарной гальванопары: ПрирН 7: 02 + 4Н+ + 4е - 2Н20 Екат=1.229В 2Fe - 4е -Fe2+ Еан = 0.44.В (3.3) 2Fe + Э2 + 4Н+ - 2 Fe2+ + 2Н20 тогда напряжение гальванического элемента, или его электродвижущая сила Е = Екат - Еан = 1.229 - (-0.440) = 1.669 В (3.4) При рН 7 02 + 2Н20 + 4е - 40Н Екат = 0.401 В 2Fe- 4е - 2Fe Еан = -0.877В (3.5) 2 Fe + 02 + 2Н20 - 2 Fe(OH)2 В этом случае Е = 0.401 - (-0.877) = 1.278 В (3.6) Положительный знак ЭДС означает, что реакция самопроизвольно протекает слева направо, как записано в уравнении.
Железо растворяется в виде Fe (II) и далее превращается по нескольким направлениям. Во-первых, оно может непосредственно взаимодействовать с молекулами загрязнений с образованием водорастворимых и водонераствори-мых комплексных соединений. Во-вторых, реагируя одновременно с кислородом, окисляется до Fe (III). Возможен также гидролиз до Fe(OH)3. Электрохимически полученные гидроксиды железа представляют собой смесь гидроксида Fe (III), гидроксида Fe (II) (легко окисляется) и довольно устойчивых сложных оксигидратов Fe(II) и Fe (III) состава 1:3, 1:1, 3:1, обладающие повышенной сорбционной способностью [131].
Одно из преимущественных отличий гальванокоагуляционного метода заключается в получении реакционно-способных промежуточных гидроксоком-плексов, образующих при дальнейшем гидролизе в растворе гидроксиды неупорядоченного строения, структурные особенности которых обеспечивают их повышенную сорбционную способность.
В ИК-спектрах полученных нами ГК-осадков (рис.3.19) наблюдаются фундаментальные полосы поглощения в интервале 400-900 см"1, характерные для различных гидроксосоединений железа. Анализ показывает, что спектры образцов, полученных при 15 мин. контакте раствора с загрузкой (спектр 1), принадлежат преимущественно гетиту FeOOH и его модификациям (FeOOH пН20) [132,133]. Для гетита характерны линии при 410 , 470 см"1, входящие в широкую полосу поглощения с максимумом 480 см 1, и 600 см"1 [133]. Максимумы поглощения при 800 и 890 см"1 характерны для ОН групп в структуре -FeOOH. Появление Fe203 пН20 в качестве основного компонента осадков проявляется только после контакта осадков с раствором в течение 48 часов при не 73 прерывном барботировании воздуха (спектр 2). Исчезают линии 600 и 700 см" и четко проявляются линии при 480, 550 и 740 см"1, характерные для гематита (Fe203) [133]. Полосы поглощения при 436 и 548 см"1 появляются в спектре осадков после прокаливания при 500С (спектр 3). Магнетит FeFe204 в условиях эксперимента не образуется в заметных количествах. Для него характерны полосы поглощения при 415 и 595 см"1 [134]. Во всех случаях основу кристаллической фазы составляет гематит и в меньшей мере магнетит.
Кроме того, вероятно присутствие дополнительных фаз, которые сложно идентифицировать, т.к. в гальванокоагуляционных осадках присутствуют одновременно начальные, промежуточные и конечные формы фазовых превращений гидроксосоединений железа в различных соотношениях.
Таким образом, оксигидратные фазы железа (III) играют ведущую роль в процессе гальванокоагуляционной обработки воды, а удаление примесей осуществляется путем адсорбции органических веществ на хлопьях гидроксосоединений железа.
Разработка технологической схемы очистки сточных вод молочных предприятий (на примере Мухоршибирского маслосырзавода)
По результатам исследований разработана принципиальная схема извлечения и рационального использования компонентов молока при очистке сточных вод молочного производства представленная в р.4, п.2, предусматривающая частичный возврат очищенной воды на производственные нужды: полив территории, мойку автомашин, оборотную систему и др.
Органические вещества, выделенные из сточных вод молочного производства в процессе сорбционно-коагуляционной очистки в виде обогащенного органоминерального осадка рекомендуется для использования в качестве кормовой органоминеральной добавки. При этом ЮОг полученного осадка содержит, в г: белка - 2,8; жира - 1,8; углеводов - 2,0; железа - 0,03, что и определяет его энергетическую ценность.
Проведенные производственные испытания на сточных водах АО «МОЛОКО» г. Улан-Удэ (прил.1), показали, что очищенная вода по основным показателям предельно допустимых концентраций, соответствует требованиям нормативов, установленных природоохранными органами РБ.
Таким образом, проведенные исследования по очистке сточных вод гормолзавода АО «МОЛОКО» показали, что предлагаемые методы очистки универсальны и эффективны для молокоперерабатывающих производств, вне зависимости от ассортимента выпускаемой продукции.
Полученные результаты по снижению уровня загрязнения органическими веществами и обессоливанию при комбинированном использовании сорбционно-коагуляционного и гальванокоагуляционного методов очистки модельных и реальных растворов позволили разработать технологическую схему извлечения и рационального использования компонентов молока из сточных вод молочных предприятий.
Мощность перерабатывающего цеха 1255 тонн молока в год, потребление свежей воды на переработку молока составляет 6681,2, водоотведение 6024 м /год. Сброс сточных вод осуществляется в отстойник емкостью 120 м с последующим сбросом в речку Мухоршибирку.
Всего в сутки на очистные сооружения поступает 24 м3 сточной воды, безвозвратные потери воды составляют до 10 %. Потребление свежей воды составляет 30.5 м3 в сутки.
Предложенная схема очистки стоков молокоперерабатывающего предприятия, представлена на рис. 4.5.
Основные технологические параметры очистки сточных вод завода по переработке молока представлены в табл. 4.6. сточная вода глинаф вода Fe2C :j4p3 глины ящикомоечная машина Ж добавка в оборотную систему полив территории мойка автоцистерн Рис.4.4. Технологическая схема извлечения и рациоанального использования компонентов молока из сточных вод молокоперерабатывающего предприятия. 1- отстойник -усреднитель; 2- тонкослойный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования; 3-дозаторное устройство; 4-глиномешалка; 5-ультразвуковой диспергатор; 6-ГК-модули; 7-ёмкость для осадка; 8-бак для щелочного реагента. Сточные воды поступают в резервуар-усреднитель, где происходит усреднение стоков по концентрации загрязнений и по расходу воды. Затем насосом сточные воды направляются на очистку в тонкослойный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования, куда вводится коагулянт-сорбент. После обработки сточные воды поступают в гальванокоагуляторы, откуда насосом вода подается в тонкослойный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования, где производят корректировку рН. Процесс осаждения длится 60 минут. Производительность (Q) одного гальванокоагуляционного модуля составляет 1 м /час. Блок гальванокоагуляционной очистки состоит из двух рабочих и одного резервного гальванокоагулятора, соединенных параллельно.
Гальванокоагуляционный модуль, разработанный в лаборатории инженерной экологии БИЛ СО РАН [123], представлен в гл.2, п. 2.4.1, рис. 2.3. Расчет конструкционных размеров модуля производили следующим образом:
Основные технологические параметры очистки сточных вод завода по переработке молока Название операции Параметры Единица измерения Численное значение Усреднение Продолжительность процесса мин. 120 Приготовление сорбента-коагулянта Компонентный состав: Глина % 9,0 Fe2(S04)3 9H20 % 2,5 Вода % 88,5 Продолжительность обработки УЗ мин Частота УЗ кГц 22 Сорбционно-коагуляционный метод очистки Объем сточной воды м3/час Расход суспензии сорбента-коагулянта л/м3 Продолжительность перемешивания мин.
