Определение состава сточных вод пищевой промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по МДК 02.01. Промышленная экология и промышленная радиоэкология

на тему: Определение состава сточных вод пищевой промышленности

Выполнил(а): Ушакова Валерия Вадимовна

Обучающаяся: 4 курса Группы: РПКт-18-(9)-1

Проверила: преподаватель Куденова В.Д.

Тюмень 2022 г.



Содержание

сточный вода пищевой промышленность

Введение

1. Состав сточных вод пищевой промышленности

2. Технологии и методы очистки сточных вод пищевой промышленности

3. Очистка сточных вод по отраслям

3.1 Сточные воды молокозаводов

3.2 Сточные воды мясокомбинатов

3.3 Сточные воды пивоваренной промышленности

3.4 Сточные воды кондитерских фабрик

3.5 Сточные воды хлебозаводов

Заключение

Список используемых источников



Введение

Предприятия пищевой промышленности имеют небольшие объемы производства и небольшое водоотведение, но количество таких предприятий достаточно велико. Проблемой таких предприятий является то, что в технологическом процессе используется питьевая, а в некоторых случаях, специально очищенная вода. Это исключает возможность использования очищенных стоков в оборотном водоснабжении в производстве.

Особое место в водоотведении занимают сточные воды мясокомбинатов и молокозаводов, которые содержат большое количество эмульгированных жиров, а молочные предприятия еще и эмульсии. Существует возможность переработки практически всех компонентов стоков молокозаводов при правильной организации технологии очистки.

Целью работы является выявление технологии определения состава сточных вод пищевой промышленности.

Задачи:

? Охарактеризовать состав сточных вод пищевой промышленности;

? Описать технологии и методы очистки сточных вод пищевой промышленности;

? Описать очистку сточных вод в различных отраслях промышленности.



1. Состав сточных вод пищевой промышленности

Сточные воды (СВ) предприятий пищевой промышленности образуются при мойке сырья, оборудования, производственных помещений, а также после использования воды и пара в технологических процессах. Образующиеся СВ содержат агрегативно-устойчивые коллоиды, в состав которых входят животные и растительные жиры, белки (в т.ч. кровь), крахмал, сахар, а также соли, углеводы, красители, загустители, ПАВы, консерванты, ароматизаторы, усилители вкуса и пр. Сточные воды, образующиеся при работе предприятий пищевой промышленности, по органическим загрязнителям относятся к категории высококонцентрированных стоков. Они могут содержать различные виды загрязнений: молоко, жир, шерсть, чешую, кровь, минеральные примеси, фекалии, соли, моющие средства и т.д.

Эти стоки характеризуются высокими показателями ХПК, БПК, жиров, взвешенных веществ.

Сточные воды пищевых предприятий имеют разные характеристики по загрязненности органическими соединениями, содержанию коллоидных, взвешенных и низкодисперсионных веществ. Состав стоков зависит от технологических процессов, выпускаемой продукции и состава исходного сырья.

Таблица 1.1

Основные показатели загрязнения сточных вод пищевых предприятий

Наименование отрасли	Значение показателей загрязнения, мг/дм3
	БПКп	ХПК	Взвешенные в-ва	Азот общий	Фосфор	pH
Мясоперерабатывающая	800- 1500	1600- 2000	1500- 2000	100-150	40-80	6,5-8,5
Молокоперерабатывающая	1200- 2400	1500- 3000	30-600	50-90	8-16	6,0-8,0
Рыбоперерабатывающая	590- 1300	1080- 2000	1300- 1350	30-40	9-29	7,0-8,0
Хлебопекарная	400- 450	550- 680	100-150	40-60	5-10	6,0-8,0
Плодоовощная	150- 1600	190- 2000	160-2200	20-30	0,1-1,4	6,0-7,5
Пивоваренная	800- 1000	1200- 1500	500-600	24-34	4,5-7,5	7,0-7,5
Ликероводочная	50-55	90-120	250-500	15-20	2-4	8,0- 10,0

Как следует из таблицы 1.1, СВ пищевых предприятий характеризуются высокими показателями БПК, ХПК, взвешенных и биогенных веществ, что не позволяет, как правило, осуществлять их сброс в коммунальные системы водоотведения или непосредственно в водные объекты.

Помимо показателей, которые приведены в таблице, существует загрязнение ПАВ, а стоки мясокомбината содержат животные белки (кровь) и патогенные организмы. Основным загрязнителем стоков пищевого производства служат органические соединения, поэтому важными показателями являются ХПК и БПК.

Требования к составу стоков, сбрасываемых в канализацию, диктуют необходимость проведения разработок новых схем очистки, а также интенсификации работы очистных сооружений на предприятиях. Последняя обеспечивается путем совершенствования конструкций, либо дополнительным включением в существующую схему очистки новых высокоэффективных узлов.

2. Технологии и методы очистки сточных вод пищевой промышленности

Сточные воды предприятий пищевой промышленности содержат высокие концентрации биологически активных загрязняющих веществ, поэтому здесь целесообразно использовать методы эффективного обеззараживания. С другой стороны в стоках находятся вещества, которые применяются для повторного использования: жиры - в косметической промышленности, осколки костей и минерализованный осадок - в производстве удобрений и биодобавок.

Такие особенности предполагают совершенствование работы очистных сооружений, внедрение новых высокоэффективных станций очистки с применением современного оборудования и узлов.

При выборе технологии очистки сточных вод пищевых предприятий стоит руководствоваться требованиями к качеству очищенной воды. Высокая концентрация загрязнителей и преобладание органики и минеральных взвесей предполагает проводить очистку в несколько стадий, которые позволят довести ее степень до требований сброса в водоемы рыбо-хозяйственного назначения. Основными этапами являются:

- предварительная очистка от грубых примесей решетками-улавливателями;

- удаление жиров и жироподобных примесей жироловушками и сепараторами жира;

- извлечение коллоидных примесей и эмульгированных жиров в метантенках или флотационных установках;

- собирание и дегидратация флотошлама;

- реагентная обработка коагулянтами и флокулянтами;

- осветление отстаиванием и процеживанием.

Сточные воды от предприятий пищевой промышленности поступают на очистные станции неравномерно, количественный и качественный состав загрязняющих веществ значительно изменяется в зависимости от этапа технологического процесса, поэтому требуется обязательное усреднение их потоков после механической очистки и отстаивания.

Перед сбросом в водоемы рыбохозяйственного назначения необходимо провести биологическую очистку, нитрификацию, денитрификацию и обеззараживание.

Работа сооружений биологической очистки характеризуется такими показателями, как БПК, ХПК, перманганатная окисляемость, наличием биогенных элементов, реакцией среды, температурой. Известно, что для одних и тех же СВ величина ХПК всегда больше БПК. При этом, если БПК/ХПК больше 0,5, СВ следует направлять на сооружения биологической очистки, в противном случае их подвергают физико-химической обработке, таких как мембранная фильтрация, электродиализ, флотация, реагентная обработка.

Таблица 2.1

Параметры производственного стока пищевых предприятий

Отношение параметров	Величина отношения параметров для разных отраслей*
	1	2	3	4	5	6	7
ХПК/БПКп	1,56	1,25	1,63	1,45	1,25	1,50	2,00
ХПК/Nобщ	14,40	32,1	44,0	12,4	44,0	46,5	6,0
БПК/Nобщ	9,2	25,7	27,0	8,5	35,2	31,0	3,0
БПКп/ХПК	0,64	0,80	0,61	0,69	0,80	0,67	0,51
* Цифрами обозначены следующие отрасли пищевых предприятий: 1 - мясоперерабатывающая; 2 - молокоперерабатывающая; 3 - рыбоперерабатывающая; 4 - хлебопекарная; 5 - плодоовощная; 6 - пивоваренная; 7 - ликероводочная.

Как следует из таблицы 2.1, отношение БПК/ХПК больше 0,5, поэтому все СВ можно подвергать биологической очистке. Высокое значение отношения ХПК/Nобщ делает предпочтительной денитрификацию. Для нормального хода процесса биологической очистки необходимо присутствие в СВ биогенных элементов - азота и фосфора. Содержание азота и фосфора должно удовлетворять соотношению БПК:N:Р = 100:5:1. Для рассматриваемых СВ такие соотношения представлены в таблице 2.2, из которых следует, что для СВ пищевой промышленности это соотношение соблюдается. При биологической очистке указанных СВ требуется подпитка фосфором или смешивание с другими стоками, содержащими много фосфора.

Таблица 2.2

Отношение значений БПКп, общего азота и общего фосфора в сточных водах пищевых предприятий

Наименование отрасли	Отношение значений БПКп, общего азота и общего фосфора (БПКп:N:P)
Мясоперерабатывающая	100:10,8:5,20
Молокоперерабатывающая	100:3,9:0,70
Рыбоперерабатывающая	100:3,7:2,00
Хлебопекарная	100:11,7:1,80
Плодоовощная	100:2,8:0,08
Пивоваренная	100:3,2:0,67
Ликероводочная	100:3,9:0,69

Подробный анализ состава и свойств СВ пищевых предприятий показывает, что для удаления из них растворенных органических примесей наиболее целесообразно использовать биологические способы очистки.

Методы очистки стоков пищевых производств следует подбирать с учетом того, что сточные воды имеют высокую концентрацию органических загрязнителей разного генеза, неравномерное поступление загрязняющих веществ, их многокомпонентный качественный состав. Наиболее экономически обоснованными и наименее энергоемкими методами служат:

- механическая очистка;

- флотация;

- биологическая очистка.

Механическая очистка

Механическая очистка воды - выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, которые имеют минеральную и органическую породу. В основном, механическую очистку используют как предварительный этап биологической очистки или в качестве доочистки стоков.

Этапами механической очистки являются процессы процеживания, отстаивания и фильтрации. Для улавливания грубодисперсных примесей применяются песколовки, вертикальные и наклонные решетки, фильтрующие материалы.

Первым этапом механической очистки идет процеживание через механические решетки, где задерживаются крупные примеси и волокнистые фракции. Затем следует отстаивание от песка в песколовках, оседание под действием гравитации взвешенных частиц в отстойниках.

В стадии механической очистки воды используются первичные отстойники вертикальной, горизонтальной радиальной и наклонной тонкослойной конструкции. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания). В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станции полной биологической очистки концентрация ВВ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.

Использование отстойников позволяет уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30-50% затраты электроэнергии на процесс очистки в целом.

Первичное осветление является основой технологии физико-химической очистки, которая используется в тех случаях, когда биологическая очистка по объективным причинам не применима. Применение коагулянтов позволяет достичь глубокого удаления взвешенных веществ и очистки по БПК? до 80 %.

На стадии механической очистки происходит отделение свободного жира в жироловках на тех предприятиях, где жироподобные вещества присутствуют в стоках.

Одним из эффективных методов для удаления тонкодисперсных и коллоидных примесей является использование центробежных аппаратов, таких, например, как открытые гидроциклоны. Их применение позволяет увеличить качество очистки до 70 %, снизить затраты на строительство, компактно расположить оборудование и автоматизировать процесс.

Флотация

Флотация -- это способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание». То есть удаление примесей мусора из жидкой среды происходит за счет их всплытия на поверхность в результате добавления в стоки специального диспергированного воздуха. Под его воздействием все молекулы и частички мусора либо смачиваются водой (что является гидрофилией), либо не подвержены смачиванию (гидрофорбия).

Принцип действия и схема метода флотации сточных вод выглядит таким образом:

- В специальной машине (электрофлотаторе) сточные воды проходят через рабочую камеру;

- В этот момент стоки в зависимости от типа загрязнения обогащаются диспергированным воздухом;

- Происходит контакт загрязняющих частиц с пузырьками кислорода;

- В результате контакта происходит реакция в виде образования пенного слоя на поверхности воды. Именно эти плавающие частицы примесей и называются флотом. То есть плавающим мусором.

- Пенный слой по мере образования удаляется с поверхности очищаемой среды специальными грабельными установками.

Флотация является обязательным этапом в очистке сточных вод предприятий пищевой промышленности. Особенности стоков предполагают использование метода напорной флотации, когда формируется однородная водовоздушная смесь за счет разницы давлений. С пузырьками воздуха взаимодействуют взвешенные частицы, поднимаются на поверхность очищаемой воды и образуют флотокомплексы. Это позволяет удалять из стоков как твердую, так и жидкую тонкодисперсную взвесь, белки и эмульгированные жиры.

Биологическая очистка

Биологическая очистка сточных вод - основана на способности микроорганизмов разрушать (минерализовать) содержащиеся в сточных водах органические вещества (загрязнения). В состав микрорганизмов входят инфузории, амебы, коловратки и т. д.

Высокое содержание органики не позволяет довести качество очистки до требований к сбросу в водоемы только методами механической и физико-химической очистки. Поэтому сточные воды предприятий пищевой промышленности отправляют на глубокую биологическую доочистку.

Биологическая очистка производится в анаэробных условиях в метантенках и в аэробных с участием активного ила. В некоторых случаях применяется многоступенчатый цикл для очищения стоков разного компонентного состава со сложноотделяемой органикой.

Согласно рекомендациям ЕС в пищевой промышленности рекомендованы к применению следующие наилучшие доступные технологии очистки СВ:

- Сокращение водозабора и образования СВ;

- Сокращение до минимально возможного уровня водопотребления технологических процессов;

- Повышение степени повторного использования;

- Создание системы сбора и разделения СВ;

- Удаление из СВ азота и фосфора.

Примеры технологий, реализованных в странах Европы и Северной Америки, но не получившие пока широкого распространения в России:

Фитотехнологии очистки СВ применяются для доочистки стоков от взвешенных веществ, азота, фосфора, органических соединений и др., а также для обеззараживания сточных вод.

- Биосорбционная доочистка предназначена для глубокого удаления из СВ органических веществ, включая микрозагрязнения, и окисления аммонийного азота.

- Озонирование в сочетании с использованием пероксида водорода предназначено для обезвреживания содержащихся в СВ органических соединений.

- Электроосмотическое обезвоживание осадка СВ применяется для обезвоживания осадка СВ и повышения содержания сухого вещества в обезвоженном осадке.

- Удаление азота из СВ посредством окисления аммония нитритом позволяет удалить азот из высококонцентрированных (по аммонийному азоту) СВ, включая возвратные потоки от обезвоживания сброженного осадка.

- Биологическая очистка с применением гранулированных илов предназначена для удаления биогенных элементов и ориентирована на получение активных илов с пониженным иловым индексом и высокими седиментационными способностями.

- 

3. Очистка сточных вод по отраслям

3.1 Сточные воды молокозаводов

Особенностью сточных вод молокозаводов является наличие в них высоких концентраций органических веществ, в том числе нерастворимых хлопьев белка, капель жира, растворенного молочного сахара, а также СПАВ от мойки тары и обработки технологического оборудования. Большую часть стоков составляет молочная сыворотка.

При разработке технологии очистки сточных вод предприятий молочной промышленности следует предусматривать возможность возврата сыворотки на дальнейшую переработку и, тем самым, снижения потерь исходного сырья.

Температура стоков колеблется в интервале от 25 до 70°С, поэтому при механической очистке жироловка не всегда бывает эффективной. В этом случае предусматривается теплообменник, который понижает температуру до оптимальных значений. Перед поступлением в усреднитель следует стабилизировать рН среды введением реагентов.

Следующим этапом очистки будет флотация, где большая часть органических соединений удаляется со флотошламом и очищенные воды поступают в аэротенки для глубокой биологической очистки.

Технология очистки сточных вод молокозаводов состоит из следующих стадий:

1. Механические решетки предназначены для удаления крупного мусора и процеживания воды. Наилучший эффект дают процеживатели, у которых поверхность выполнена в виде стержней клиновидного профиля. Барабанные решетки такой формы меньше забиваются мусором.

Наблюдения за существующими очистными системами стоков молокозаводов выявили недостаток барабанных процеживателей с наружной подачей воды, заключающийся в том, что из-под ножа, снимающего уловленный мусор, происходит проскок некоторого количества твердых примесей. Устранить этот недостаток позволили процеживатели с внутренней фильтрацией.

Так как температура очищаемых стоков всегда повышенная, отверстия фильтрующей решетки не забиваются, поэтому процеживатели дают степень очистки: 40-45% по взвешенным веществам, 10-15% по ХПК.

2. Усреднение состава и нейтрализация -- этап химической очистки стоков молочных производств.Для этого используют усреднитель, оснащенный механическим перемешивателем. Добавление кислоты или щелочи, как правило дозируется автоматически, что нейтрализует состав сточных вод молочных производств (нейтрализация смешением).

При расчете необходимого объема усреднителя учитывают коэффициент часовой неравномерности перекачки воды, принимаемый от 1,15 до 1,4. Для предупреждения остывания воды усреднитель теплоизолируют подходящим материалом.

3. Обезжиривание - физико-химический этап очистки сточных вод молочных производств. Обезжиривание может быть проведено в аппаратах разного типа -- гравитационных жироуловителях, флотационных машинах, отстойниках, сепараторах и др. Для очистных сооружений молокозаводов наилучший эффект удаления жира показывают напорные флотаторы. Эти аппараты довольно сложны в эксплуатации, но особенности конструкции решетки, блоков тонскослойного остаивания, трубопроводов с переливными кромками и шнекового транспортера значительно повышают глубину очистки от жиров.

4. Напорная флотация может быть безреагентная и реагентная (с добавлением флотореагентов). Эффективность безреагентной флотационной очистки характеризуется снижением концентраций: на 50% по жирам; на 35-45% по ХПК; на 50% по взвешенным веществам.

Реагентная флотация дает наиболее заметное снижение загряющих веществ, содержащихся в сточных водах молочных производств. Степень очистки с применением напорных флотаторов Flotomax составляет: 95% по жирам; 65-90% по ХПК; 90-95% по взвешенным веществам.

При реагентной флотации образуется больше флотошлама. Флотошлам может быть насыщен тяжелыми металлами, что затрудняет его аэробную переработку и увеличивает стоимость утилизации отходов. Поэтому выбор безреагентной флотации с экономической точки зрения более обоснован для мелких производств.

Сфлотированный пенофлотошлам удаляют с поверхности стоков флотационных машин. В результате отделения жировых фракций образуется пена, насыщенная загрязнителями - флотошлам, который в дальнейшем сгущают и фильтруют.

Пенофлотошлам подвергают аэробной стабилизации. За счет активно идущих процессов окисления во время стабилизации температура возрастает до 50°С. Выделяемую энергию можно использовать в процессах рециркуляции для подогрева потоков сточной воды.

5. Биофильтры предварительной аэробной очистки оптимально оснащать структурированными пластиковыми загрузками, которые доводят эффективность окисления до 50-60% при показателе ХПК 3-4,5 кг/місут.

6. Аэротенки с принудительной аэрацией работают при дозе активного ила 4-5 г/л с низкой загрузкой по БПКполн --0,2 г/ гсут. Для этих сооружений можно предусмотреть плавающую загрузку.

Совмещение аэробно-анаэробной схемы очистки для обработки сточных вод молокозаводов признано наиболее эффективной и разумной организацией производства с точки зрения технико-экономических показателей и реального опыта работающих предприятий.

7. Анаэробный реактор в биологической очистке сточных вод -- следующий технологический этап в работе очистных сооружений молокозаводов. Перед поступлением в реактор регулируют значения температуры и pH очищаемой воды, при необходимости предусматривают подогрев в теплообменнике.

При проектировании системы очистки можно выбрать один из видов анаэробных биореакторов. Выбор зависит от исходного состава стоков, необходимой степени очистки, особенностей строительной площадки и других условий на объекте. Окислительная мощность биореакторов измеряется по кратности снижения ХПК и находится в пределах от 10 до 40 кг ХПК/місут. В аэротенках аэробного типа эта величина не превышает 1,5-2 кг/місут.

В образующемся биогазе доля метана составляет до 75%, а удельный выход метана 0,35-0,38 мі на 1 кг удаляемой ХПК. Переработка биогаза на топливо полностью покрывает нужды водоочистного сооружения на отопление и подогрев воды, причем избыток энергии можно продавать сторонним потребителям.

Образование активного ила происходит в 10-15 раз меньше по весу, чем при аэробных методах очистки. Удельные показатели выхода активного ила --0,04-0,05 кг/кг ХПК.

С учетом анализа всех действующих схем очистки, проектирование новых очистных сооружений и расширение существующих станций водоочистки при молокозаводах более целесообразно вести с использованием анаэробных способов предварительной очистки. Несмотря на то, что оборудование анаэробных очистных сооружений обходится на 30-50% дороже аэробных схем и на несколько лет возрастает срок окупаемости, в итоге такая система становится рентабельной и может приносить прибыль.
При сочетании методов аэробной и анаэробной глубокой очистки с использованием современных конструкторских достижений можно достичь высоких показателей эффективности.

8. Ультрафиолетовое обеззараживание традиционно является конечной стадией очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от микроорганизмов, биологических вирусов и бактерий.

На стадии уф-дезинфекции происходит уничтожение микроорганизмов на клеточном уровне. УФ-излучение воздействует на ДНК, вызывая разрушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов.

Эффективность обеззараживания сточных вод молочных производств с применением станций СДВ как правило является достаточной в технологической схеме организации водоочистки со сбросом в водоем.

3.2 Сточные воды мясокомбинатов

На мясоперерабатывающих комбинатах происходят импактные выбросы из-за скачкообразных поступлений загрязнений от промывки технологического оборудования. Качественный состав стоков также зависит от этапов производства:

- предубойное содержание скота (шерсть, корм, песок, навоз);

- убой скота и разделка туш (кровь, осколки костей, жир, шерсть, каныга);

- переработка мясного сырья в полуфабрикаты (волокна мяса, жир, фосфаты, хлориды);

- упаковка готовой продукции (хозяйственно-бытовые сточные воды).

Каждый этап переработки мясной продукции требует особого подхода к очистке стоков. Кроме того, загрязненные воды содержат яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. Оптимальным решением в данном случае будет установить станции очистки на всех стадиях мясопереработки.

Общая схема очистки мясокомбината выглядит следующим образом:

- удаление свободных жиров;

- механическая очистка от примесей, песка, остатков кормов и подстилки;

- усреднение и нейтрализация стоков;

- флотация с применением коагулянтов и флокулянтов;

- очистка в метантенках и аэротенках;

- УФ-обеззараживание перед сбросом в водоемы.

Локальные очистные системы мясокомбинатов состоят из следующих элементов:

- Песколовки, решетки и жироловки для первичной очистки жирных стоков.

- Навозоуловители с решетками для удаления стоков из помещений предубойного содержания скота.

- Навозоуловитель с дезинфектором для очистки стоков карантинного помещения, изолятора и убойного цеха.

- Отстойник для очистки зольных стоков желатинового цеха.

Технология очистки сточных вод мясокомбинатов состоит из следующих стадий:

1. Механическая стадия очистки предусматривает очистку воды на решетках и жироуловителях. В зависимости от размеров посторонних частиц в сточной воде различают грубую и мелкую механическую очистку. Крупные примеси улавливаются на решетке: механической (ручной) или с автоматическим (механизированным) улавливанием. Она защищает насосы от поломки и устанавливается в каналах и приямках. Размер отверстий или прозоров улавливающей решетки -- 20 мм, что достаточно для грубой механической очистки.

Для удаления более мелких примесей используется автоматическая барабанная решетка. Просвет такой решетки не превышает 1 мм, что позволяет задерживать мелкие твердые частицы, способные вывести из строя насосное оборудование, регулирующую арматуру и управляющую автоматику. Барабанная решетка отличается низким энергопотреблением и снабжена функцией автоматической промывки.

Жироуловитель двухступенчатого типа необходим для задержания и удаления из сточных вод капель жира и масла.

Жироуловитель устанавливается перед усреднителем. Обезжиренные сточные воды направляются на дальнейшие этапы очистки. Если жировые компоненты не будут удалены заранее, то может произойти забивка бытовой канализации, а эффективность удаления загрязнений на очистных сооружениях будет существенно ниже. Жировые загрязнения, попадающие на станции глубокой биологической очистки резко снижают их эффективность, препятствуя поступлению кислорода и питательных веществ к хлопьям активного ила.

Принцип действия жироуловителя основан на процессах осаждения и физико-механического разделения систем «вода-жир». Две ступени обезжиривания повышают общую эффективность отделения жиров. Очищенные сточные воды в самотечном режиме отводятся в канализацию.

Уловленный из стоков жир накапливается в специальном отделении и регулярно удаляется из жироуловителя.

2. Реагентная обработка. Усреднение -- первая стадия химической очистки сточной воды.

Смеситель-усреднитель выравнивает сточные воды периодических производственных процессов по объемным расходам и концентрации загрязняющих веществ. Чтобы в емкости не происходили процессы спонтанного осаждения, в ней работает электрическая мешалка, либо пневматическое перемешивание. Безопасный уровень воды контролируется уровнемером, имеется защита от переливов. Для доведения pH сточной воды до нужных для очистки значений в усреднителе может одновременно осуществляться процесс нейтрализации.

Химические методы очистки сточной воды (в том числе реагентная обработка) весьма эффективны для удаления из сточных вод загрязняющих веществ биогенного происхождения и различного агрегатного состояния.

Загрязняющие вещества в стоках мясных цехов и мясокомбинатов могут быть в растворенной или в коллоидной форме (эмульсия, суспензия, гель). Добавление реагентов вызывает протекание химических реакций и переход загрязняющих веществ в другое дисперсное состояние, в котором их гораздо легче удалить из воды.

Процессы коагуляции сопровождаются хлопьеобразованием, в результате которого из сточных вод удаляются нерастворимые вещества и частично -- растворенные коллоиды. Физико-химические процессы на поверхности хлопьев способствуют сорбции загрязнителей.

Технология очистки с использованием метода коагуляции идет в несколько стадий:

- Подготовка и дозирование реагента;

- Добавление реагента в очищаемую воду;

- Протекание процессов агломерации и образования хлопьев;

- Удаление осадка загрязняющих веществ способом отстаивания или флотации.

В качестве реагента используется сульфатожелезосодержащий коагулянт (СЖК) с химической формулой Fe?(SO?)?. Широкое использование коагулянта СЖК обусловлено его рабочими свойствами в широком диапазоне температур и нетребовательностью к pH-среде. Сульфат железа снижает окисляемость в процессе очистки воды, удаляет запах и привкус сероводорода, хорошо окисляет органические соединения.

СЖК позволяет вести процессы коагуляции как в холодный, так и в теплый периоды года. Установлено, что 7,8 г сульфата железа обеспечивают оптимальную концентрацию, при которой связываемость коллоидных частиц и очистка от твердых частиц достигают максимальных показателей. Эффективность очистки методом коагуляции составляет 82%, что в большинстве случаев достаточно до снижения концентраций загрязняющих веществ до предельно-допустимых значений.

В последнее время гораздо чаще в качестве коагулянта используется полиоксихлорид алюминия Аква-Аурат, имеющий более высокую эффективность по сравнению с сульфатом железа.

Интенсификация реагентной обработки коагулянтами достигается при помощи другого вида реагентов - флокулянтов.

Цель флокуляции - сформировать более крупные хлопья (агрегаты) из тонко диспергированных веществ за счет адсорбции макромолекул флокулянта на поверхности сразу нескольких частиц загрязнений с образованием крупных хлопьев, которые в свою очередь легко удаляются при помощи отстаивания или флотации.

3. Флотационная обработка. На мясокомбинатах отлично зарекомендовал себя флотатор Flotomax S с использованием метода напорной флотации. Химические реагенты, применяемые при флотационных методах -- коагулянты и флокулянты.

Подача растворов реагентов осуществляется через дозирующие станции, а для интенсивного перемешивания реагентов со сточной водой используется трубчатый либо вертикальный флокулятор.

При совместном использовании коагулянтов и флокулянтов решаются рациональные задачи очистки сточной воды, минимизируются затраты на достижение заявленных показателей очистки.

Образование пузырьков воздуха сопровождается налипанием на них хлопьев загрязнений и подъемом их на поверхность воды. Для образования пузырьков применяется насос, где очищенная сточная вода смешивается со сжатым воздухом. Вода под высоким давлением интенсивно обогащается воздухом и полученная водо-воздушная смесь направляется во флотационную ёмкость.

Из-за резкого понижения атмосферного давления растворенный в воде воздух переходит в форму пузырьков. Подъем мелких пузырьков воздуха на поверхность сопровождается захватом нерастворимых частиц, жиров и других загрязнителей. Образующаяся пена называется флотошлам.

Осветленная после флотации вода идет вниз через тонкослойные пластины и через перелив попадает в резервуар очищенной воды.

Для очистки сточных вод мясного цеха перспективным является метод электрофлотации. Белки и жиры, которые составляют основные загрязнители сточных вод мясоперерабатывающих участков, способны адсорбироваться на положительном электроде (аноде). В данном случае анод изготавливается из железа или алюминия.

В процессе электрофлотации образуются хлопья, содержащие частицы загрязняющих веществ и пузырьки газов, выделяющихся при электролизе -- кислорода и водорода. Для рабочего режима устанавливается плотность тока 10 мА/смІ. При анализе экономической эффективности установки выявлено, что метод электрофлотации дает лучшие результаты по сравнению с напорной флотацией при очистке небольших объемов сточной воды -- до 10 мі/ч.

4. Биологическая очистка. Биологический метод позволяет очистить сточные воды от веществ органической природы в любом дисперсном состоянии (коллоидном, взвешенном или растворенном).

Микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности способны поглощать и перерабатывать до простейших соединений многие органические вещества -- белки, углеводы, органические кислоты и спирты.

В процессе аэробных биохимических превращений вещества активно окисляются, минерализуются и выпадают в осадок. Очищенные биохимическим методом стоки представляют собой прозрачную воду, обогащенную кислородом, и могут сбрасываться в природные водоемы.

Жизнедеятельность аэробных микроорганизмов протекает на специально подготовленном субстрате -- активном иле или биологической пленке. Очистка сточной воды при помощи активного ила осуществляется в аэротенках. Для развития активного ила необходимо соблюдать некоторые лимитирующие факторы:

- обеспечить оптимальный для микроорганизмов температурный режим;

- не превышать предельную концентрацию загрязняющих веществ;

- не допускать попадания веществ, токсичных для микроорганизмов;

- поддерживать нужный уровень pH-среды.

При поверхностной биологической очистке биопленка образуется на поверхности загрузочного материала. Вода очищается, обтекая поверхность биологических фильтров.

Биологическая очистка может быть реализована в естественных или искусственно созданных условиях.

Если сточные воды мясного цеха не превышают 500 мі/сут, оптимально использовать капельные биофильтры или автоматические контактные биофильтры. Очищенную биофильтрами сточную воду можно вторично использовать для разбавления и усреднения неочищенных стоков.

Если расход сточной воды на мясокомбинате составлят 500-1000 мі/сут, можно подобрать биофильтры различной конструкции -- аэрофильтры, капельные двухступенчатые или башенные.

Для первичного отстаивания сточной воды применяют осветлители-перегниватели с естественной или принудительной аэрацией.

5. Дезинфекция. Перед сбросом в природный водоем очищенные сточные воды подвергают обеззараживанию.

Чаще для этого используют хлорсодержащие соединения, которые улетучиваются по мере отвода стоков по каналу. Недостатка хлорной дезинфекции воды -- токсичности остаточных соединений,-- лишены методы озоновой и ультрафиолетовой дезинфекции.

3.3 Сточные воды пивоваренной промышленности

В стоки пивоваренной промышленности загрязнения поступают от мойки оборудования и бутылок, технологических процессов с использованием растительного сырья, а также в теплообменниках. Воды, которые используются в теплоносителях, считаются условно загрязненными и могут использоваться в оборотном водоснабжении после охлаждения.

Стоки предприятий пивоваренной промышленности загрязнены остатками готовой продукции, солодовыми ростками с высоким содержанием растительного белка, отходами производства в виде дробины, дрожжевыми грибками, кусочками хмеля. Такие воды часто имеют кислую среду в результате быстрого закисания.

Для пивоваренной промышленности применяется следующая технологическая схема:

- механическая очистка от крупных примесей с предварительным отстаиванием;

- усреднение стоков и нейтрализация рН;

- реагентная обработка и окончательное отстаивание;

- многоступенчатая биологическая очистка в метантенках и аэротенках;

- аэробная доочистка.

Для очистки сточных вод предприятий пивоваренной промышленности механические методы не всегда бывают эффективными, по причине содержания загрязнений с неспособностью к отстаиванию и фильтрации. Наилучшее качество очистки достигается применением биологических методов.

3.4 Сточные воды кондитерских фабрик

Сточные воды кондитерского производства не являются токсичными, а загрязнения легко поддаются биохимическому разложению. Основными загрязнителями являются органические вещества, такие как остатки муки, теста, сахара, белок яиц, растительные и животные жиры.

При производстве шоколада в стоках присутствуют частицы какао бобов, а рН таких сточных вод становится щелочной из-за применения в производстве какао-масла, щелочей или карбоната натрия.

Особой трудностью для очистки стоков является их неравномерное образование. Максимальный расход приходится на начало и конец смены.

Схема очистки сточных вод кондитерского производства используется в следующей последовательности:

- механическое удаление свободного жира отстаиванием и последующее усреднение стоков;

- физико-химический метод напорной флотации с применением реагентов: коагулянты на основе Al или Fe, флокулянты - полиакриламид;

- биологическая очистка от растворенных углеводов.

Для спуска очищенных сточных вод в городскую канализационную сеть достаточно использования реагентов, но для доведения степени очистки до требований ПДК рыбохозяйственного назначения следует произвести глубокую биологическую очистку.

3.5 Сточные воды хлебозаводов

Для сточных вод хлебозаводов характерны загрязнения, которые содержат следующие компоненты:

- мучные примеси;

- воды от промывания и приготовления дрожжей;

- конденсат с технологического оборудования и воды из теплообменников;

- хозяйственно-бытовые стоки от уборки помещений.

Стоки содержат компоненты, которые являются не только загрязнителями, но и средой для развития патогенных микроорганизмов и болезнетворных бактерий.

На первом этапе очистки следует извлечь из стоков взвеси и крупные нерастворимые примеси с помощью решеток, песколовок, первичных отстойников и флотаторов. Использование реагентов в напорной флотации дает высокий процент очистки.

Во время биологической очистки происходят аэробно-анаэробные процессы, при которых полностью разлагаются органические и частично неорганические загрязнения. Такой способ позволяет минерализовать осадок и применять его в качестве удобрения.

После доочистки на УФ-установках очищенная вода может использоваться в возвратном водоснабжении, а отработанные минеральные вещества - в качестве удобрений.

Технология очистки сточных вод хлебозаводов и кондитерских фабрик состоит из следующих стадий:

1. Механический способ очистки. Применяется для удаления неэмульгированных жировых частиц перед их подачей на усреднение. Для этого используются специальные системы гравитационной сепарации, которые могут содержать пластины, расположенные параллельно друг другу, что способствует отделению жировой фракции от молекул воды и удалению образовавшегося слоя, плотность которого выше или ниже, чем плотность воды.

2. Физико-химическая очистка. Проводится после усреднения сточной воды и помогает удалить эмульгированные коллоидные частицы и некоторые растворенные загрязнения. Очистка предполагает использование флокулянтов и коагулянтов. Они позволяют практически полностью убрать цветность и минимизировать мутность. При помощи этого способа также можно в разы ускорить и повысить эффективность выделения коллоидных частиц, экономно расходовать реагенты. Коагулянты для очистки сточных вод изготавливаются на основе алюминия или железа, флокулянты - на основе полиакриламида. Они характеризуются стабильным содержанием активного вещества и не теряют своих изначальных свойств на протяжении длительного времени. Добавки «сдвигают» кислотность среды сточных вод в щелочную сторону и могут активно «работать» при очень низких температурах окружающей среды.

3. Биологическая очистка. Современные аэробные системы очистки основаны на технологии, которая обеспечивает эффективное удаление загрязнений из вод, в частности растворенных углеводов, попадающих в стоки в результате мытья промышленного оборудования и других технологических процессов.

Заключение

Сточные воды (СВ) предприятий пищевой промышленности образуются при мойке сырья, оборудования, производственных помещений, а также после использования воды и пара в технологических процессах. Образующиеся СВ содержат агрегативно-устойчивые коллоиды, в состав которых входят животные и растительные жиры, белки (в т.ч. кровь), крахмал, сахар, а также соли, углеводы, красители, загустители, ПАВы, консерванты, ароматизаторы, усилители вкуса и пр.

При выборе технологии очистки сточных вод пищевых предприятий стоит руководствоваться требованиями к качеству очищенной воды. Высокая концентрация загрязнителей и преобладание органики и минеральных взвесей предполагает проводить очистку в несколько стадий, которые позволят довести ее степень до требований сброса в водоемы или канализацию.

Требования к составу сбрасываемых стоков диктуют необходимость проведения разработок новых схем очистки, а также интенсификации работы очистных сооружений на предприятиях. Последняя обеспечивается путем совершенствования конструкций, либо дополнительным включением в существующую схему очистки новых высокоэффективных узлов.



Литературные источники

1. Яромский, В. Н. Очистка сточных вод пищевых и перерабатывающих предприятий / В. Н. Яромский. Минск: Издательский центр БГУ, 2009. 171 с.

2. Яромский, В. Н. Экспериментальные исследования канализационной решетки «нового типа» / В. Н. Яромский, В. В. Шкодов // Материалы научно-технической конф., посв. 30-летию ин-та; Брест. политех. ин-т, Брест, 1996 г.: в 2 ч., ч. 1. С. 228-230.

3. Яромский, В. Н. Совершенствование конструкций комбинированных биоокислителей для очистки сточных вод / В. Н. Яромский // Строительная наука и техника. 2010. № 1-2 (28-29). С. 147-149.

4. Яромский, В. Н. Исследование процесса очистки сточных вод на комбинированных биоокислителях / В. Н. Яромский, Э. И. Михневич // Вестник БНТУ. 2010. № 6. С. 62-66.

5. «CIAA (2002 г.). «CIAA BackgroundDocumentfortheTechnicalWorkingGrouponthe «FoodandDrink» BAT ReferenceDocumentRev. 7 (Базовый документ «CIAA» для технической рабочей группы по справочному документу НДТМ «Продукты питания и напитки» ред. 7»).

6. ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях», Москва.

Размещено на Allbest.ru

...