Очистка стоков после мойки тары пищевых производств

Проблема очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности в течение последних десятилетий остается весьма актуальной. В определенной степени это обусловлено большими концентрациями жиров и жироподобных веществ в сточных водах, а также необходимостью высокой степени очистки этих стоков. В этой связи некоторые разработчики предлагают для очистки сточных вод многостадийные технологические схемы, что приводит к большим материальным и энергозатратам. Для выбора наиболее эффективного и простого способа очистки жиросодержащих сточных вод был проведен поиск и сравнение различных способов очистки, среди которых наиболее эффективным, по нашему мнению, оказался флотационный. Для определения эффективности способа флотации были проведены лабораторные исследования по очистке промывных жиросодержащих сточных вод, образующихся после мойки отработанной полиэтиленовой пленки. Очищенная от загрязнений бывшая в употреблении пленка в дальнейшем может быть использована для производства различной тары из полиэтилена, в частности мешков для мусора.

Мойка грязной полиэтиленовой пленки проводилась по схеме, представленной на рис.23. В этот аппарат подавалась теплая вода температурой 40...60°С и в отдельных случаях стиральный порошок. Промывная вода после 20...30 мин мойки полиэтиленовой пленки загрязнялась жироподобными веществами (жир, масла и т.п.). Далее воду очищали в лабораторной флотационной машине пневматического типа (рис 1). После флотационной обработки очищенную воду анализировали на содержание взвешенных веществ, жиров, а также определяли БПК5 и ХПК по стандартным методикам, утвержденным в России. Проведенные лабораторные исследования показали, что концентрации взвешенных веществ (ВВ), жиров, а также БПК5 и ХПК существенно снижаются после флотационной обработки, причем уменьшение этих показателей зависит от времени флотации и количества добавляемых моющих веществ, представляемых в основном поверхностно-активными веществами.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности флотационного способа очистки сточных вод. Например, содержание жира в очищенной воде уменьшилось до значений меньших 5мг/л, взвешенных веществ - менее 300 мг/л, ХПК и БПК5 -менее 200мг/л. Эти результаты, полученные в лабораторных условиях, позволили разработать опытно-промышленную установку для очистки жиросодержащих сточных вод. При этом установка разрабатывалась для универсального использования на локальных очистных сооружениях различных производств и включает в себя не только флотомашину, но и жироуловитель для предварительной очистки, а для доочистки - напорный фильтр.

Разработанная установка включает горизонтальный отстойник, пневматическую флотационную машину и фильтр доочистки, причем для повышения эффективности очистки отстойник и флотационная установка снабжены блоками тонкослойного осветления с гидрофобными гофрированными поверхностями полок, выполненных в виде совокупности полукругов или половин эллипсов, а флотационная машина и фильтр доочистки содержат комбинированную фильтрующую загрузку, состоящую из частиц различной крупности размером от 0,5 до 5,0мм. Предлагаемая установка содержит следующие основные узлы (рисунок 2): горизонтальный отстойник, включающий корпус 2 с входным патрубком 1, тонкослойные блоки 3, донную часть для сбора осадка 4. трубопровод для откачки осадка 5, полупогружную перегородку 6, устройство для регулирования уровня жидкости 7, выходной патрубок 8, пневматическую флотационную машину, состоящую из корпуса 10 с входным патрубком 9, разделенного перегородками 11 на три секции, в нижней части которых установлены пористые аэраторы 12, а также включающего блок тонкослойного осветления 13, комбинированную фильтрующую загрузку 14, устройство для регулирования уровня жидкости 15, камеру условно чистой воды 16, выходной патрубок 17; фильтр доочистки, выполненный в виде цилиндрического корпуса 19 с магнитной 20 и немагнитной 21 частями фильтрующей загрузки и с выходным патрубком 22.

Блоки тонкослойного осветления 3 и 13 выполнены в виде совокупности полукругов или полуэллипсов с гидрофобной поверхностью, а комбинированная загрузка 14 состоит из частиц различной крупности размером от 0,5 до 5,0мм, причем крупность уменьшается сверху вниз.

Установка для очистки сточных вод работает следующим образом. Исходная (грязная) вода поступает через приемный патрубок 1 в корпус 2 горизонтального отстойника, где происходит осаждение частиц твердой фазы размером примерно до 0,01... 0,1мм, а также всплытие крупных капель гидрофобных загрязнений, например, жиров или нефтепродуктов, и при этом всплытие происходит в междуполочных пространствах блоков тонкослойного осветлителя 3. За счет формы полок осветлителя 3, выполненного в виде совокупности полукругов или полуэллипсов, происходит интенсивная коалесценция всплывающих капель жиров или нефтепродуктов, что ускоряет их отделение от воды. Для удаления осевшей твердой фазы из донной части 4 предусмотрен трубопровод 5. Из горизонтального отстойника предварительно осветленная жидкость самотеком, через устройство регулирования уровня жидкости 7, выходной патрубок 8 и входной патрубок 9 попадает в пневматическую флотационную машину. В этой машине происходит извлечение тонкодисперсных капель жира и нефтепродуктов путем всплывания их вместе с пузырьками воздуха, образующимися при диспергировании газа продавливанием его в жидкость через затопленные отверстия в резиновых аэраторах 12.

Капли жира вместе с пузырьками воздуха (флотокомплексы) всплывают за счет действия архимедовых сил, образуя в верхней части камеры пенный слой, который удаляется самотеком через специальный патрубок в пеносборник (на рисунке 3 не показаны). Очищенная жидкость выводится из флотационной машины через блок тонкослойного осветления 13 и комбинированную фильтрующую загрузку 14, в которых микропузырьки, содержащиеся в воде, взаимодействуют между собой, что в итоге приводит к интенсивной коалесценции тонкодисперсных пузырьков и образованию крупных пузырей. Такие пузыри воздуха быстро всплывают в пенный слой, что приводит к дополнительному осветлению очищаемой воды от гидрофобных загрязнений, например, жиров или нефтепродуктов.

Центробежные насосы 18 через выходной патрубок 17 подают воду на доочистку в фильтр доочистки. Сначала жидкость проходит через магнитную часть 20 фильтра, выполненную из колец Рашига. В слое магнитной загрузки происходит улавливание мелкодисперсных ферромагнитных загрязнений. Затем жидкость проходит через немагнитную часть 21 фильтра, которая состоит из угольной загрузки (используется уголь предпочтительно или близкий по свойствам к марке угля АГ-3). При прохождении воды через слой угля происходит глубокая доочистка сточных вод, в частности от растворенных загрязнений. Далее, через выходной патрубок 22, жидкость выводится из установки.

Описанная выше установка послужила прототипом установки для доочистки жиросодержащего конденсата (рисунок 4), образующегося от выпарной установки, смонтированной на стадии очистки сточных вод. Данная установка позволяет получать конечную концентрацию жиров в очищенной воде менее 5мг/л при начальной концентрации жиров в конденсате 50...100мг/л. Очищенная сточная вода может быть использована повторно в системах охлаждения предприятия.

Данная установка может быть использована для очистки не только жиросодержащих, но и нефте- и маслосодержащих сточных вод. Использование такой установки, как показывает практика, не вызывает больших затруднений как при выполнении проектно-конструкторской документации Реконструируемых или вновь роящихся объектов, так и при ее изготовлении.