Электрофлотокоагуляционный метод разделения высокодисперсных гетерогенных систем на примере сточных вод мясокомбината

УДК 621.928.5

ЭЛЕКТРОФЛОТОКОАГУЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ СТОЧНЫХ ВОД МЯСОКОМБИНАТА

С.Б. Зуева, Н.М. Ильина, О.А. Семенихин, А.А. Калачев, Р.И. Григорьев

В статье дан анализ последовательности стадий очистки сточных вод предприятий мясной промышленности. Исследована возможность очистки сточных вод электрофлотокоагуляционным методом. Исследовано влияние параметров ведения процесса и размера перфорации применяемых электродов на эффективность очистки

Ключевые слова: сточные воды, очистка, мясная промышленность

Потребляемая в производственном процессе на предприятиях мясоперерабатывающей промышленности вода загрязняется органическими веществами животного происхождения (жиром, кровью, каныгой, навозом, кусочками тканей животных, волосом, осколками костей). Кроме того в сточную воду поступают поваренная соль, нитраты, моющие средства, песок. Все загрязнения в основном находятся в виде трудноразделимых суспензий, эмульсий, коллоидных и молекулярных растворов, что обуславливает необходимую последовательность стадий очистки. Усредне -ние концентрации и регулирование расхода сточных вод, а также выделение нерастворимых примесей из воды в очистных сооружениях составляют задачу механической очистки. Механическая очистка, как правило, является предварительным и реже окончательным способом очистки производственных сточных вод[1].

Очистка промышленных сточных вод с использованием электрохимических процессов (рис. 1) в соответствии с общепринятой классификацией относятся к физико-химическим процессам очистки водных систем. Они отличаются многостадийностью и относительной сложностью происходящих в аппаратах водоочистки физико-химических явлений. Метод электрофлотокоагуляции основан на их электролизе с использованием стальных или алюминиевых анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В результате осуществляется процесс коагуляции, аналогичный

Зуева Светлана Борисовна - ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 32-11-27

Ильина Надежда Михайловна - ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 55-37-51

Семенихин Олег Александрович - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 43-76-70

Калачев Александр Анатольевич - ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 53-10-76 Григорьев Руслан Игорьевич - ВГТА, студент, тел. (4732) 53-10-76

обработке сточной воды солями железа и алюминия. Однако, по сравнению с реагентным коагулированием, при растворении металлов не происходит обогащения воды сульфатами и хлоридами, содержание которых в воде лимитируется как при сбросе очищенных сточных вод в водоемы, так и при повторном использовании в системах промышленного водоснабжения.

Высокий эффект очистки (по жирам 96...97%, по взвешенных веществам 90...92%, по ХПК - 65%, по БПКполн — 70...75%) сочетании с простотой изготовления электрофлот-коагуляционных аппаратов и несложностью их обслуживания, возможность регулирования степени отчистки жидкости в зависимости от фазово-дисперсного состояния загрязнений путем изменений только одного параметра (плотности тока) технологического процесса, отсутствие вращающихся частей в рабочей зоне аппаратов, гарантирующие надежность работы и исключающее перемешивание обрабатываемой жидкости и измельчения содержащихся в ней взвешенных частиц, делает этот метод отчистки приоритетным в сравнении с другими методами флотации для обработки концентрированных сточных вод мясожировой промышленности [2,3].

Целью данных исследований было изучение влияния диаметра перфорированных алюминиевых электродов на эффективность очистки сточных вод, а также возможности комбинированного реагентного способа и электрофлотокоагуляции. В качестве реагента применяли коагулянт А12(804)3, полученный из отхода производства травления алюминийсодержащих сплавов. Перфорированные электроды представляли собой алюминиевые пластины со сквозными отверстиями разного диаметра (3,0; 4,5 и 6,0 мм) в области рабочей поверхности.

осадок

Песковые площадки

сточная вода ----------

Приемная

камера

осадок

Решетка

Аэрируемая Жироуловитель

песколовка

1

Электрофлотокоагулятор

иловыи

осадок

удо брен

почв ^

Емкость

шлама

Иловые площадки

очищенная ^ вода

Канализация

Рис. 1. Принципиальная схема локальных очистных сооружении предприятии мясной промышленности

Обработку сточноИ воды проводили следующим образом. Установка наполнялась сточноИ водоИ мясокомбината объемом 350 см3, затем добавлялось разное количество коагулянта АІ2 ^04)3 (0, 0,82-10-3, 1,64-10-3, 2,5-10-3,

5,71-10"3 моль/дм3) и подавался ток плотностью - 305 А/м2, площадь поверхности контакта электродов с водоИ составляла 8= 62,2-10-4 м2, про-

должительность процесса т= 4 мин. Опыты проводились в интервале температур 10...60 0С. В очищенной сточной воде измеряли изменение оптической плотности фотоколориметрически со светофильтром, оптимум поглощения кото -рого 440 нм. Полноту процесса очистки фиксировали по изменению оптической плотности раствора. Результаты представлены на

Рис. 2. Влияние диаметра электродов (ф и концентрация коагулянта (Ст) на эффект удаления взвешенных частиц из сточной воды.

Установлено, что для эффективной очистки данной гетерогенной дисперсной системы (сточная вода мясокомбината) оптимальным размером диаметра перфорированного электрода является d=4,5 мм при концентрации коагулянта А12 ^04)3 (1,64-10"3 моль/дм3), при меньшей концентрации коагулянта не образуется достаточное количество активных коагулирующих центров, а при увеличении концентрации коагулянта более (1,64-10-3 моль/дм3) напротив происходит перенасыщение системы активными центрами, что в одном и в другом случае отрицательно сказывается на процессе коагуля -ции, а значит и на степени очистки воды.

На эффективность процесса очистки влияют такие параметры как площадь поверхности пузырьков и свободная поверхностная активная энергия. Чем больше размер пузырьков, тем выше площадь контакта взвешенных частиц с пузырьком, а значит и эффективность очистки увеличивается, но при этом уменьшается свободная поверхностная активная энергия и это отрицательно влияет на очистку воды. Таки образом при диаметре отверстий d=4,5 мм,

Воронежская государственная технологическая академия Воронежский государственный технический университет

THE METHOD OF DIVISION OF HETEROGENEOUS SYSTEMS ON THE EXAMPLE

OF SEWAGE OF THE MEATPLANT

S.B. Zueva, N.M. Iljina, O.A. Semenichin, A.A. Kalachev, R.I. Grigoriev

In article the analysis of sequence of stages of sewage treatment of the enterprises of the meat industry is given. This illustrates variations in the electrofloctulating process for waste water purification and defines their relevant purification indexes, assessing the effect of different size of perforations of electrodes on energy consumption and water purification was investigate

образуются пузырьки с оптимальным соотношением площади контакта и свободной активной поверхностной энергией, что на практике обуславливает максимум очистки сточной воды мясокомбината.

Литература

1. Малахова, Н.Д. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятии [Текст] / Н.Д. Малахова // Мясная индустрия. -2001. -№ 5. -С. 49-51.

2. Медведев, Г П. Современные достижения в практике очистки городских и промышленных сточных вод [Текст] / Г. П. Медведев, Б. Г. Мишуков. -М.: ЛДНГП, 1995. -240 с.

3. Нечаев, И. А. Современные технологии очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятии [Рисунок] / И.А. Нечаев, О.В. Афанасьева // Мясная индустрия. -2001. -№ 8. -С. 54-55.

Keywords: weste water, treatment, meet industry