Введение к работе
актуальность темы. Одной из важнейших экологических задач современиостти является зашита водных источников от загрязнения сточными водами. Для рыбообрабатывающей отрасли промышленности. Как одной из наиболее водоемких, решению этой задачи придается Исключительно важное значение. Ежегодный объем производственных сточных вод рькЗообрабатыващих предприятий по СНГ составляет 0,135 кмЗ в год со средним суммарным содержанием загрязнения равным 3 г/'л. или 90 кг в пересчете на тонну готовой продук- . ции. Основной состав загрязнений относится к легкоокисляемым бел-ково-жировым компонентам, поэтому перед выпуском в водоем или городской коллектор такие стоки должны подаваться на локальные очистные сооружения. Однако, действующие у нас и за рубежом локальные внутрицеховые установки позволяют задержать не более 30 полезных веществ стоков, что приводит к нерациональному использованию питьевой воды и способствует загрязнению окружавши среда тёхноло гическими стоками. Существующие методы очистки органосодержащих стоков рэсчитаны на обработку значительных объемов . и экономически не выгодно примемнение традиционных схем для очистки малых объемов локальных стоков с до 10 мЗэ. Кроме того', известные методы обладают рядом существенных недостатков-, значительные капитальные и эксплуатационные затраты, сложность-организации процессов в условиях колебаний объемов и составов стоков, внесение дополнительных загрязнений с реагентами.- что существенно усложняет процесс дальнейшей утилизации про-дуктов очистки, а также неспособность гибкого реагирования на всевозрастающие требования к качеству очистки. Альтернативными существующим мэмтодам являются баромембранные методы разделения как рекуперативные.ресурсо- и энергосберегающие и абсолютно экологически чистые. Установки с Использованием мембранных модулей могут быть смонтированы на месте образования стока, локально, t не допуская смешения с общим стоком предприятия, что резко снизит объемы сточных вод. требующих дальнейшей очистки и обеспечит получение концентрата с заданными потребетельскими качествами.
Широкому внедрению этих установок препятствует недостаточная зученность теоретических предпосылок данных методов.'
Тема настоящей диссертации посвящена исследованию
баромембрашшх методов очистки сточных вод рыбообработки с цэлью их внедрения в производство и проектно-конструкторские разработки применительно к, объектам отрасли.
Решение проблемы создания эффективных систем очистки СТОЧНЫХ' вод, сочетающих рекуперацию ценных веществ и полную экологическую бвзоцастность открывает перспективы для использования подообных установок в :практике очистки сточных вод других отра- -слей пищэвой. промышленности с молочной. мясною.
Работа проводилась в соответствии с заданием республиканской научно-технической программы "Экология и охрана окружающей среда Российской Федераций", утвержденной постановлением N56 от 03.06. 91 Государственного комитета РСФСР по делам науки и высшей . школы по теме: "Разработка экологически чистой мембранной технологии очистки сточных вод". ..
ц.ль и задачи расоты. Целью диссертационной работы являлось изучение эффективности использования ультрафильтрационного сУФэ метода для очистки сточных вод консервного производства и разработка рекомендаций по его практическому применению.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследование физико-химического состава отдельных категорий сточных вод с учетом тенденции развития рыбной технологии;
изучение теоретических основ баромембранных процессов-, -
исследование эффективности предварительной ОЧИСТКИ СТОКОВ;
-, создание полупроизводственного экспериментального стенда для апробации различных типов мембран и конструкции мембранных модулей;
- исследование основных закономерностей УФ разделения в полу-
!производственных условиях; . .,
. - разработка программного обеспечения для построения эксгори- ментально-статистической модели процесса УФ разделения;
- разработка универсального критерия оценки эффективности работы УФ модуля, позволяющего оптимизировать процесс очистки;
проведение исследований го Выбору вида, концентрации растворов и режимов регенерации;
изучение физико-химических характеристик продуктов разделения;
исследование концентрационого предела и основных закономерностей процеса концентрирования СТОКОВ;
аппаратурное оформление промышленного образца.
научная новизна. Проведен анализ тенденций развития рыбной технологии с точки зрения водных операций. Выполнены исследования физико-химического состава отдельных категорий сточных вод и дани оценка целесообразности применения мембранных методов для их очи- ' стаи.
Произведен и обоснован выбор марки мембрёны и оптимальной конструкции разделительного аппарата- .
Изучены закономерности процесса УФ при очистке высококонцен-трировзиных по органике сточных вод на трубчатом УФ модуле и выведены математические зависимости между основными технологическими параметрами процесса-,проведены исследования по регенерации мембрай.
Впервые, в качество критерия оценки эффективности работы УФ модуля- предложен . анализ его коэффициента полезного действия Разработана математическая программа оптимизации КПД УФ модуля как целевой функции эксплуатационных и конструкивных параметров.
Впервые получены расчетные соотношения между основными параметрами процесса концентрирования и определен концентрационный предал при разделении сточных вод консервного цеха."
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАбОТЫ И ОО/ІАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Для рыбоконсервных заводов установлен качественный состав сто
ков от отдельнх операций рыбообработки. Предложен и обоснован УФ
метод очистки отдельных категорий сточных вод без предварительной
их реагонтной обработки, что сокращает водопотребление за .счет-
повторного использования очищенной воды и позволяет ути
лизировать продукты разделения. ' * '.
Эффективность .очистки.. простота монтажа и эксплуатации, экологи
ческая безопасность УФ установок открывают перспективы их исполь
зования при реконструкции старых и стороительстве новых локальных
очистных сооружений, на месте оборазования стоков'без выделения до
полнительных площадей; *
Предложенный критерий оптимизации позволяет определить оптимальные эксплуатационные и конструктивнные параметры работы-УФ мо1 дулей с учетом максимальной производительности и минимальных зйёр-го затратах, что имеет исключительную практическую, значимость при , оценке и сравнении различных по конструїсции УФ модулей. .
Определены границы применения УФ метода при очистке высококонцентрированных стоков.
Предложены основные направления утилизации полученных продуктов разделения.
По результатам исследований разработан технологический регламент на очистку сточных вод фаршевого, производства, рекомендуемый к использованию на стадии проектирования очистных сооружений. . ' '
апрсмзация рлбогы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации обсуждались-на 47-50 научно-технических конференциях ЛИСИ - 1.990-93 гг. .научно-технической конференции "Отечественный опыт внедрения промышленных очистных сооружений". г. Севастополь 1981 г... на Всесоюзной научно-технической конференции "Холод - народному хозяйству ". г. Ленинград 1991 г.
тблцклцни . По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных'работ, получено одно авторское свидетельство на изобретение.
структура и оа>ен РАвоти. Диссертация состоит из введения. .. 'глав, общих выводов, библиографии и приложений. Содержит 132 страницы машинописного текста. 31 рисунок. 16 таблиц. 14 приложений, 150 литературных источников в том числе Б9 на иностранных, языках.
результаты физико-химических исследований отдельных категорий аточных вод консервного цеха р^к-та "Пищевик";
результаты теоретических и экспериментальных исследований пронісся УФ очистки высококонцентрированных СТОЧНЫХ ВОД;
основные расчетные зависимости экспериментально-статистической . моде.ли процесса УФ;
математические программы и расчетные зависимости многоцелевой функции оптимизации;
результаты исследований по регенерации мембран;
разработанная технологическая схема полупроизводствэнной уста-номки с использованием трубчатых мембран; ,
характеристики продуктов разделения;
принципиальная технологическая схема промышленной УФ установки.
^внедрение. По результатам исследований выданы рекомендации институту. Гипрорыбхоз г. Мо.сква и СПбО Гипрорыбхоз г. Санкт-Петербург УФ установка смонтирована и пушэна в. эксплуатацию в экспериментальном цехе рыбокомбита "Пищевик" г- Санкт-Петербург.