Реферат: Физико-химические методы очистки сточных вод Малкова С. В., Машкова С. А., Шапкин Н. П., Жамская Н. Н., Бянкина Л. С., Боровик А. Г

Физико-химические методы очистки сточных вод

Малкова С.В., Машкова С.А., Шапкин Н.П., Жамская Н.Н.,

Бянкина Л.С., Боровик А.Г.

В работе описаны разработанные методы очистки сточных вод (СВ) пищевых и гальванических предприятий; методы извлечения из СВ белковых веществ, жиров и тяжелых металлов. Рассмотрена эффективность применения для очистки СВ природных модифицированных сорбентов.

Актуальной экологической проблемой ряда промышленных производств остается очистка и утилизация сточных вод (СВ), образующихся на различных стадиях процессов.

Выбор схемы очистки СВ любого предприятия зависит от многих факторов: количества СВ, возможности и экономической целесообразности извлечения примесей из СВ, требований к качеству очищенной воды с целью использования ее в системах повторного и оборотного водоснабжения.

Современные пищевые предприятия потребляют большое количество воды, 95% которой удаляется из производственных цехов в виде сильно загрязненных промышленных стоков. Так, объемы сточных вод после обработки сырья в несколько раз превышают количество самого обрабатываемого сырья. В результате состав сточных вод представляет собой сложные полидисперсные системы: белковые и небелковые вещества, жир, минеральные вещества (соли фосфора, калия, марганца и др.), витамины А, С, Д, В, В2 и ферменты. По данным исследований количество белка, например в сточных водах рыбных предприятий составляет 1,5-2г/л.

Загрязненные воды чаще всего подвергаются биохимической очистке. В результате безвозвратно теряется ценный продукт питания, неочищенные или недостаточно очищенные от белковых и жировых веществ воды сбрасываются в водоемы, что кроме потери белка наносит еще и большой ущерб окружающей среде, специфические свойства жиров (прежде всего их нерастворимость в воде) ведет к осложнениям эксплуатации водоотводящей системы, появлению специфических запахов.

В последние годы наметилась тенденция развития физико-химических методов очистки сточных вод пищевых предприятий от белковых веществ с целью утилизации их в качестве ценных добавок к корму животных, птиц, рыб.

На кафедрах Дальрыбвтуза и ДВГУ накоплен обширный материал по очистке и утилизации СВ пищевых предприятий и гальванических производств [1]. Объектом исследований являлись СВ производства фарша минтая, мясокомбината, хладокомбината, пивзавода и гальваностоки.

Сточные воды, образующиеся при технологической промывке фарша минтая, имеют высокую окисляемость (ХПК и БПК) и подлежат обязательной очистке. Предложена установка для электрохимической очистки СВ: в результате ХПК снижается на 40-50%. Комплексная электрохимическая очистка СВ пищевых производств с использованием природных сорбентов позволяет снизить ХПК на 90-95% от исходного. В результате найдено наиболее эффективное соотношение массы цеолита к массе сточных вод на последней стадии очистки.

Сточные воды пивзавода были достаточно неоднородными по фазовому составу и имели высокое содержание белка. В связи с этим использовали фильтрацию на природном цеолите, который, как известно, хорошо сорбирует белок в отсутствии жира. Было показано, что при фильтрации в динамическом режиме степень очистки составила 56% по белку и 67% по взвешенным частицам. Стоки мясокомбината были более сложными по составу. И схема очистки включала стадии: а) отстаивание; б) электрофлотацию; в) фильтрацию. Сточная вода отстаивается в течении суток, затем подается в электрофлотатор и обрабатывается в течении 30 минут при напряжении 12 вольт и плотности тока 250 А/м2 с последующей фильтрацией на природном цеолите. Было показано, что на первой стадии степень очистки составила 62%, на второй – 85%, после третьей – 98%. Содержание микроорганизмов снизилось в 5000 раз.

Предложенные способы позволяют не только очистить и доочистить СВ пищевых предприятий, но и получить дополнительно высококачественный белковый продукт, который по пищевой ценности превосходит обычную рыбную муку и может быть реализован в качестве ценной добавки к корму животных и птиц (содержание белка-65-85%, зольность-3,5%, влажность-8%).

Наиболее экономически выгодный вариант технологического решения – это смешение разных по природе СВ, состав которых подбирается таким образом, чтобы происходила реакция либо с нейтрализацией, либо с выпадением осадка. Исследованные нами выше СВ пищевых производств использовались в качестве осадителей для извлечения тяжелых металлов из гальваностоков. Для этой технологической схемы (коагуляция, электрофлотация, фильтрование) были взяты гальваностоки с высоким содержанием тяжелых металлов и цианид-ионов.

После стадии электрофлотации атомно-абсорбционным методом не обнаруживается кальций, магний, железо, а содержание меди уменьшается в 600 раз, хрома – в 100 раз, никеля – в 200 раз, цинка – в 13 раз, цианид-ионов – в 100 раз. Содержание натрия увеличилось за счет добавления хлорида натрия в качестве коагулянта.

Установлено, что наиболее высокая степень очистки гальваностоков достигается путем смешения их с пищевыми стоками (концентрация жира не менее 400 мг/л.) методом коагуляции длительностью 1 час с последующей электрофлотацией 15 мин. При увеличении времени очистки наблюдаются обратимые процессы. Выделяемый осадок с тяжелыми металлами предлагается использовать в строительном деле, очищенную воду – в промышленных целях.

Таким образом, экологические проблемы очистки СВ пищевых производств решаются с использованием технологической схемы: коагуляция, электрофлотация, адсорбция, а очистки гальваностоков – методом электрофлотации, где в качестве осадителя используется СВ пищевых производств. Разработанные технологии позволяют выделять и утилизировать ценные продукты: белковые вещества и тяжелые металлы.

Литература

1. Шапкин Н.П., Бортин Н.Н., Жамская Н.Н. Фундаментальные технологические аспекты очистки сточных вод промышленных и пищевых производств цеолитами Дальнего Востока// Материалы Международного конгресса «Вода: экология и технология». - М.:-1994, т.3,-с.927.