Анализ эффективности очистки сточных вод молокоперерабатывающего предприятия

DOI: 10.18454/IRJ.2016.54.071 Рахимкулова Э.И.1, Бариева Э.Р.2

1 Студент, Казанский государственный энергетический университет, 2кандидат биологических наук, доцент, Казанский государственный энергетический университет АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МОЛОКОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

Аннотация

Приведены результаты анализа эффективности работы очистных сооружений молокоперерабатывающего предприятия. Выявлено, что в настоящее время очистные сооружения не дают достаточного эффекта очистки по основным показателям. С целью снижения негативного воздействия и улучшения качества сточных вод молокоперерабатывающего предприятия предложена физико-химическая очистка производственных сточных вод методом реагентной напорной флотации с использованием интенсифицирующих реагентов - коагулянта и флокулянта, с последующей доочисткой на существующей станции биологической очистки.

Ключевые слова: сточные воды, биологические очистные сооружения, напорная флотация, коагулянты и флокулянты, нейтрализация.

Rakhimkulova E.I.1, Barieva E.R.2

1Student, Kazan State Power Engineering University, 2PhD in Biology, associate professor, Kazan State Power Engineering University ANALYSIS OF THE EFFICIENCY TREATMENT OF WASTEWATER OF MILK PROCESSING PLANTS

Abstract

The results of the analysis of work efficiency of treatment facilities of the milk processing enterprise. It was revealed that currently, treatment plants do not provide sufficient cleaning effect on the main indicators. With the aim of reducing negative impacts and improving waste water quality of milk processing plants the proposed physico-chemical industrial wastewater treatment reagent method ofpressure head flotation with the use of intensifying reagents, coagulant and flocculant, followed by tertiary treatment in the existing biological treatment plant.

Keywords: wastewater, biological treatment plants, pressure flotation, coagulants and flocculants, neutralizing.

В данной статье рассматривается молокоперерабатывающее предприятие, находящееся на территории Республики Башкортостан. Основным видом деятельности завода является производство цельномолочной продукции.

Сточные воды предприятия представляют сложную систему с присутствием растворенных в воде взвешенных и эмульгированных частиц, загрязняющих стоки. Они содержат белковые растворы, нерастворимые хлопья белковых веществ, частицы жиров, растворимый молочный сахар, а также дезинфицирующие и моющие средства [2, с. 232].

Сточные воды в основном образуются от следующей производственной деятельности:

- приемка молока: мойка автоцистерн, фляг;

- аппаратное отделение: мойка технологического оборудования, мойка емкостей для хранения, мойка молокопроводов, мойка молочных насосов:

- отделение фасовки: мойка фасовочного оборудования, трубопроводов;

- компрессорная: охлаждение сырья и готовой продукции водой;

- хозяйственно-бытовые стоки с административного здания.

Проектная мощность очистных сооружений - 300 м3/сут., 109,5 тыс.м3/год; способ очистки - биологический, год ввода в эксплуатацию - 1972 г.

Очистка сточных вод, поступающих на БОС, обеспечивается двухступенчатыми аэротенками с пневматической аэрацией. Сточные воды на БОС проходят:

- решетчатый контейнер, задерживающий крупные включения;

- денитрификатор, где завершаются процессы аммонификации;

- аэротенк 1 ступени очистки - при аэрировании и перемешивании происходит разложение и окисление органических загрязнителей;

- первичные отстойники - стоки очищаются от механических примесей, взвешенных веществ, жиров;

- аэротенк 2 ступени очистки - проходят процессы нитрификации;

- вторичный отстойник - предназначен для отстаивания взвешенных веществ (ила);

- контактный резервуар, в котором производится обеззараживание очищенных стоков раствором гипохлорита кальция Ca(OCl)2 (время пребывания - не менее 30 мин).

В состав очистной станции также входят воздуходувная станция и илонакопитель.

Очищенная сточная вода по подземному коллектору самотеком поступает в металлическую емкость, заглубленную в землю. По мере наполнения вода по металлическому желобу отводится в реку.

Место сброса не попадает в пределы первого, второго пояса зон санитарной охраны источников хозяйственно -питьевого водоснабжения; в пределы первого, второго поясов округов санитарной охраны курортов, в места туризма, спорта и массового отдыха населения; в водные объекты, содержащие природные лечебные ресурсы. В сточных водах не содержатся вредные вещества, для которых не установлены нормативы предельно допустимых концентраций [3, с. 63].

Очистка производится по взвешенным веществам, нефтепродуктам, жирам, ПАВ, фосфатам, азоту аммонийному, металлам.

С целью оценки эффективности работы очистных сооружений предприятия провели анализ качества очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку.

Были отобраны и проанализированы пробы сточной воды рассматриваемого молокоперерабатывающего предприятия на содержание загрязняющих веществ: нефтепродуктов, ионов аммония, взвешенных частиц, жиров, хлоридов, сульфатов и нитратов, а также были определены значения ХПК и БПК.

Полученные в ходе лабораторных исследований результаты сравнили с качественными показателями исходных сточных вод (Таблица 1).

Таблица 1 - Концентрация ЗВ на входе и на выходе из БОС

№ п/п Наименование ЗВ Концентрация ЗВ, мг/л

Вход Выход Эффективность очистки, % ПДК

1 Взвешенные вещества 714,0 289,3 59,5 10,0

2 рН 10,5 7,4 29,5 7,0

3 Ион-аммония 13,1 5,5 58,0 0,5

4 Нитрит-ион 3,0 0,1 96,7 0,08

5 Нитрат-ион 89,2 0,1 99,8 40,0

6 Сульфаты 275,0 34,3 87,5 100,0

7 Фосфаты 0,44 0,17 61,4 0,2

8 Хлориды 1932,0 372,3 33,4 300,0

9 Сухой остаток 3074,0 1286,0 58,2 1000,0

10 Железо 0,69 0,42 39,1 0,1

11 Жиры 9,9 0,47 95,3 Отс.

12 Нефтепродукты 0,16 0,05 68,8 0,05

13 ХПК 2200,0 400,0 81,8 15,0

14 БПКполное 1025,0 200,0 80,5 3,0

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что в настоящее время очистные сооружения не дают достаточного эффекта очистки по основным показателям: аммонийному азоту, взвешенным веществам, жирам, нитритам. Содержание указанных веществ на выходе превышает норму в 5-12 раз, что свидетельствует о недостаточности процесса очистки сточных вод.

Для увеличения производительности БОС предлагается физико-химическая очистка производственных сточных вод методом реагентной напорной флотации с использованием интенсифицирующих реагентов - коагулянта и флокулянта, с последующей доочисткой на существующей станции биологической очистки [4, с. 61 -64].

Схема очистки производственных сточных вод будет включать следующую последовательность операций (рис.1):

- предварительная очистка сточных вод на локальных жироуловителях;

- сбор обезжиренной воды в усреднителе;

- подача обезжиренного потока сточных вод из усреднителя в реактор-нейтрализатор;

- приготовление и дозирование раствора кислоты;

- нейтрализация кислотой (в зависимости от текущего значения рН) с целью достижения рН среды 7,1-7,3;

- приготовление и дозирование растворов коагулянта и флокулянта;

- напорная флотация;

- отвод флотационной пены в сборник флотопены;

- дозирование раствора пеногасителя- пеногашение флотационной пены в сборнике;

- отвод осветленной воды после флотации в существующую канализационную насосную станцию;

- подача осветленной воды на существующие биологические очистные сооружения.

Подбор типа и дозы реагентов выполняется в процессе предварительных испытаний, окончательно - при пуско-наладочных работах.

Использование реагентов обеспечивает не только существенное повышение эффекта осветления сточных вод, но и удаление значительной части коллоидных и растворимых органических загрязнений; в том числе трудноокисляемых (нефтепродукты, ПАВ и др.). Снижение БПК, ХПК и токсичных примесей позволяет значительно улучшить работу биологических очистных сооружений.

Отход Н1 утилизацию

р

Рис. 1 - Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод после модернизации

Осветленная вода после флотации направляется в существующую канализационную насосную станцию для подачи на биологические очистные сооружения.

Внедрение данной технологии на рассматриваемом предприятии позволит довести его стоки до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения, что делает возможным сброс очищенных сточных вод в водоем или внедрение схем оборотного водоснабжения.

Список литературы/ References

1. ГОСТ 31859-2012 (с изм. 2014). Вода. Метод определения химического потребления кислорода. - Введ. 201401-01. - М.: Изд-во «Стандартинформ», 2014. - 11 с.

2. Барабанова О.А. Экология: учеб. для вузов / О.А. Барабанова. - Изд.: Библиотечно-издательский комплекс Сибирского федерального университета, 2011. - 333 с.

3. Иванова А.О. Модернизация системы очистки сточных вод на предприятиях молочной промышленности / А.О. Иванова, Е.В. Серазеева // Вестник магистратуры. - 2015. - № 12(51). - С. 63-64.

4. Рахимкулова Э.И. Повышение производительности БОС путем внедрения реагентной напорной флотации / Э.И. Рахимкулова, Э.Р. Бариева // Мир науки и инноваций. - 2015. - № 1(1). Том 14. - С. 61-64.

Список литературы на английском языке / References in English

1. GOST 31859-2012 (s izm. 2014). Voda. Metod opredelenija himicheskogo potreblenija kisloroda [Water. Method of determining chemical oxygen demand]. - Vved. 2014-01-01. - M.: Izd-vo «Standartinform», 2014. - 11 s. [in Russian]

2. Barabanova O.A. Jekologija: ucheb. dlja vuzov [Ecology: proc. for universities] / O.A. Barabanova - Izd.: Bibliotechno-izdatel'skij kompleks Sibirskogo federal'nogo universiteta, 2011. - 333 s. [in Russian]

3. Ivanova A.O. Modernizacija sistemy ochistki stochnyh vod na predprijatijah molochnoj promyshlennosti [Modernization of the system of wastewater treatment in the dairy industry] / A.O. Ivanova, E.V. Serazeeva // Vestnik magistratury. - 2015. - № 12(51). - S. 63-64. [in Russian]

4. Rahimkulova E.I. Povyshenie proizvoditel'nosti BOS putem vnedrenija reagentnoj napornoj flotacii [Improving the performance of bare by introduction of the reagent pressure flotation] / E.I. Rahimkulova, E.R. Barieva // Mir nauki i innovacij. - 2015. - № 1(1). Tom 14. - S. 61-64. [in Russian]