Очистные Альфа

Очистка стоков в хлебопекарском производстве

Новиков О.Н.

РЕФЕРАТ

Рассматривается задача очистки стока предприятия по производству хлебобулочной продукции. Особенностью стока является наличие трудноочищаемых взвешенных веществ и высокий уровень содержания растворенных в воде органических примесей. 

Ключевые слова: Альфа, очистка воды, сток, очистные сооружения, промышленный сток, машиностроение, гальваника, сорбент, коагулянт, флокулянт, катализатор, электрод, очистка стоков , покрасочного, электрофлотатор, электролиз, стоки хлебокомбината, сток хлебзавода, предочистка

Казалось бы сток хлебокомбината состоит из веществ биогенного происхождения и можно его напрямую сбросить в горколлектор и далее на БОС. Но не все так просто. Если сток поступает неравномерно, а концентрация его слишком велика, мгновенная подача органики превышает максимальную окислительную способность аэротэнка и нарушается работа очистных сооружений. Как известно, биологическая очистка предполагает сброс очищенных вод предполагается в водоём рыбохозяйственного назначения, а значит работа очистных сооружений должна быть идеально сбалансированной. Максимальный часовой расход сточной воды хлебокомбината составляет 12 м³/час. Концентрация органики 61000 мг/л. Если городские очистные работают зимой , то среднее БПК составляет 300 мг/л. Чаще всего они гидравлически перегружены. Характерный расход 1000 м³/сут или 41 м³/ч. При сбросе стока хлебокомбината будет выброс 53 м³/ч, с концентрацией 14043 мг/л. В результате будет вспенивание ила и выброс в водоём.

Имеющееся состояние стока:

Исходя из имеющегося протокола химического анализа, в стоках предприятия находятся большие количества органических веществ в виде взвешенных примесей, растворенные органические вещества биогенного происхождения в виде, летучих органических веществ, сахаров, белков в концентрации до 8 кг/тонну стоков, жиры до 0,5 кг/тонну стоков. Белки по плотности не отличаются от плотности воды, часть белка растворимо. Само содержание органических веществ в растворенной форме на два порядка превышает возможности биологической очистки. Наличие значительной концентрации взвешенных веществ на входе в БОС создает трудности очистки, так как по мере биохимического окисления растворенных примесей взвешенные примеси (белок и клетчатка) будут растворяться и аэротэнк не справится с высоким БПК. Относительно реального химического состава можно сказать, что, учитывая то обстоятельство, что ХПК составляет 61 г/л, а сухой остаток 9,4 г/л, растворенные органические вещества в реальном стоке находятся в основном в летучей форме, легко испаряются, вероятно преобладает этиловый спирт и уксусная кислота в количестве не более 51,6 г/л, что также не способствует биохимической очистке. С учетом специфики производства в сточной воде должны присутствовать и преобладать углеводы и полисахариды, которые присутствуют в количествах до 9,4 г/л. Работа метантэнка полностью зависит от температуры, а температуру можно повысить в климатической зоне хлебзавода достичь только обогревом. Из стока с содержанием жира 0,5 кг/т получится не более 500 литров метана. Соответственно этим количеством метана при сжигании тонну воды можно нагреть не более чем на 2-4 градуса С. С учетом зимней температуры стока 7 град.С, метантэнк работать не будет. Анаэробный процесс очистки стока без дополнительных значительных затрат энергии не запустить. Взвешенные вещества могут присутствовать в виде крахмала, клейковины и других примесей. Такие примеси относятся к труднофильтруемым. Любые фильтры забивают и склеивают.Только центрифуга осадительного типа обычно применяется в этой ситуации. Разница в плотностях дисперсной фазы и среды незначительна, нужны высокооборотистые аппараты с высоким энергопотреблением. Для отделения таких примесей требуется специализированное оборудование в нестандартной комплектации. Хлебзавод работает в две смены, стоки поступают неравномерно. Суточный расход воды 187м³/сут, мгновенный 12м³/ч.  С учетом этого обстоятельства центрифуга должна быть еще и высокопроизводительной.

Негативные факторы: большое количество взвешенных примесей, растворенных органических примесей, крайняя неравномерность подачи вод.

Концентрации загрязнений сточных вод приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Усредненный составсточных вод.

*Расчетный показательв соответствии с происхождением стоков.

Мы предлагаем осуществить очистку стоков с применением физико-химических очистных сооружений “Альфа”, рассчитанных на работу в условиях значительных перепадов по производительности, концентрации, сезонности, работы с использованием методов цепного свободнорадикальногоэлектрохимического окисления и селективной сорбции.

С учетом неравномерности сброса сточных вод, перед очисткой необходимо установить отстойник-усреднитель с рабочим объемом не менее 150 куб.м, благодаря которому можно усреднить сток до допустимой концентрации. При этом сам отстойник одновременно является и своеобразным химическим реактором,в котором меняется плотность осадка,происходит обезвреживание загрязнителей.

Снизить нагрузку на физико-химические процессы окисления можно предвартельно удалив взвешенные органические вещества. Для пищевого производства взвешенные вещества представляют собой микрочастицы вязкой консистенции с преимущественным размером частиц от 4 мкм до грубовзвешенных примесей. При обычной фильтрации частицы быстро забивают фильтр, при этом скорость процесса падает. Процесс электрофлотации, обеспечивающий флотацию микрочастиц микропузырьками газов электролиза(4 мкм), обеспечивает максимальную эффективность процесса отделения взвешенных веществ с малыми размерами, труднофильтруемого типа. Только наши электрофлотаторы позволяют удалить столь мелкие примеси максимально экономичным способом. Дополнительную очистку от взвесей целесообразно осуществить на напорном фильтре-адсорбере.

Для предочистки от ХПК/БПК в состав комплекса должна быть включена стадия электрохимического окисления. При этом следует учесть, что процесс окисления должен идти в несколько стадий, так как в одну стадию растворить потребное для окисления количество кислорода (9200 мг/л) в стоке нельзя даже под давлением. В то же время химический состав основных примесей кондитерского производства известен: сахароза, уксуснаякислота, этанол и другие органические кислоты. Указанные вещества достаточно легко окисляются в процессе электрохимической реакции с кислородом, продукт окисления осаждается. .Концентрационный диапазон содержания примесей от 1000 до 9300 мг/л соответствует  способу очистки. Поэтому для данного диапазона применяем комбинированный метод очистки. После предварительного окисления и осаждения основной массы примесей в отстойнике до концентрации около 1000 мг/л сток проходит вторую ступень предочистки. В ходе предочистки вода в результате окисления нагревается на 4-10 градусов С (окисление сахаров).

Сток содержит этанол, образующийся при брожении и при смыве с оборудования .Для отделения летучих органических соединений нужна отгонка в ввакууме в условиях интенсифицированного массобменного процесса испарения с предварительным нагревом в теплообменнике еще на 2 градуса за счет когенерации тепла очищенных вод. Дополнительно снижается БПК до паспортных показателей БОС. Вакуумная дистилляция с отгонкой менее 0,1% о объема недорогой и малозатратный процесс.

С учетом имеющихся КОС города и их окислительной мощности сток после первичной очистки (предочистки) следует очистить от избыточного окислительного потенциала на алюмосиликатном сорбенте и подать сток на КОС через горколлектор. Концентрация БПК в диапазоне 300-400 мг/л и равномерная подача частично очищенного стока не ухудшат условия функционирования аэротэнка коммунальных городских очистных. 

Предочистка Альфа-9 имеет:

Категорияздания - Д;

Классответственности зданий очистныхсооружений – III;

Степеньогнестойкости - IIIб;

Категорияпо взрывопожарной и пожарной опас ности– Ф5;

Санитарная зона – 15 м (делаетсяиндивидуальный расчет, прилагаемый кдокументации);

Вышеизложенные расчеты мы подтвердили экспериментально,проведя соответствующую очистку на стенде.

Часто техусловия приемки стоков в горколлектор согласуются уже с учетом перегрузки аэротэнков по окислительному потенциалу, то есть по требованиям к сбросу в водоём. В таком случае теряется экономический и технический смысл. Локальные очистные сооружения предприятий при подключении к единой городской системе водоотведения должны быть комплементарны существующему оборудованию. Соблюдение стандарта сброса в данном случае приведет и фактически приводит к ряду негативных последствий. Например к разбавлению стока предприятия или к коррупционным схемам. Если нет решения организационного с подключением, найдется техническое решение с доочисткой стока хлебобулочного производства до норм сброса в водоём рыбохозяйственного назначения. С учетом предочистки и рекуперации тепла при относительно низких затратах можно применить ту же биологическую очистку на локальных очистных сооружений , так как 19 градусов С вполне хватит для локальной очистки равномерно поступающего стока. Если температура стока зимой меньше , например 4 градуса С, то подойдет ступень доочистки на базе физико-химического процесса в модульной ЛОС Альфа-9. Результат очистки в Таблице 2.

Дополнительным обстоятельством , влияющим на выбор варианта является наличие достаточных площадей. При биологической очистке обязательно возникает капельный унос биологических загрязнителей в воздух. На пищевом производстве близость такого источника загрязнения является осложняющим фактором. Нужна санитарная зона по крайней мере в соответствии со СНИП, около 500 м. Тогда как в Альфа-9 такие выбросы исключены и санитарная зона около 15 м.

Отличительная особенность ЛОС Альфа – повышенная глубина очистки, наличие системы доочистки, от восьми ступеней очистки,что гарантирует качество очищенного стока, глубокая дезинфекция стока на входе в очистные сооружения, предотвращающая вторичное загрязнение воздуха бактериями в ходе капельного уноса. Режим “ОСТАНОВ”предусматривается.

Таблица 2

Характеристика очищенных вод

*В зависимости от фоновых концентраций, условий сброса и наличия в составе стоков неразлагаемых примесей.

Таблица 3.

Спецификация на комплекс Альфа для очистки стоков

На месте осуществляется установка контейнеров на ленточный фундамент, приведение в оборудования из транспортного в рабочее состояние, подключение к коммуникациям и запуск ЛОС в действие. Расходные материалы(сорбенты, реагенты для приготовления регенерирующих растворов приобретаются заказчиком). Площадь под ЛОС 600 кв.м.. Сметная стоимость работ, услуг и оборудования 11 073,11 тыс. Руб. Стоимость очистки стоков не более 24 руб/куб.м, включая все затраты, налоги и накладные расходы. Фактическое энергопотребление не превысит 250 кВт. При использовании источников тепловой энергии основного производства (с печей), энергозатраты могут быть сокращены дополнительно.

Материалы, опубликованные на сайте защищены согласно закону об авторских правах Закон РФ от 9 июля 1993 г. N 5351-I "Об авторском праве и смежных правах" (с изменениями от 19 июля 1995 г., 20 июля 2004 г.) и не могут быть использованы без разрешения автора.

Ключевые слова: Альфа, очистка воды, сток, очистные сооружения, промышленный сток, машиностроение, гальваника, сорбент, коагулянт, флокулянт, катализатор, электрод, очистка стоков , покрасочного, электрофлотатор, электролиз, стоки хлебокомбината, сток хлебзавода, предочистка