2850

11

данные для полного двухфакторного эксперимента 20 серии опытов представлены в таблице 3.

Таблица 2.

Оптимальные дозы различных комбинаций реагентов

Результаты экспериментальных данных полного двухфакторного эксперимента 20 серии опытов представлены в таблице 4.

Все экспериментальные данные удовлетворяли условиям математического анализа и не превышали критического значения F кр=161,45.

При значимости всех коэффициентов регрессии искомые уравнения имеют вид:

Найденные коэффициенты корреляции для функции отклика У1 У2, УЗ, У4 больше rKP=O,707, следовательно математическая зависимость этих функций от выбранных факторов имеют тесную линейную связь между остальными функциями отклика. Уравнение для функции отклика УЗ имеет вид:

УЗ = 17,5-2,625X1-0,01X2+0.025X1X2 (6) Графическая интерпретация уравнения представлена на рис.3.

N:=I0 i:=O..N j:=O..N

х1i :=-1+0.1. i x2j:=-1+0.1. j

Рис. 3. Поверхность уравнения (6).

Результаты исследований по очистке жиросодержащей жидкости с использованием нитрата алюминия (при предварительном подщелачивании) и совместном введении флокулянта «Праестол-854» находятся в пределах допустимых значений функций отклика и достигнуто максимальное снижение

флотационной установки (рис.4), которая состоит из вертикальной колонны (1)

13

из оргстекла. Высота колонны 1000 мм, площадь поперечного сечения 2500 мм2. Объем жидкости в колонне составляет 2,5 л , жидкость подается из верхнего бака (2). По высоте колоны расположены 2 пробоотборника (верхний - 9, нижний - 10), очищенная вода поступает в резервуар очищенной жидкости (4). К верхней части колонны крепится устройство (8), направляющее пену в отдельно расположенное пеносборное устройство (3). В нижней части колонны укрепляется фильтросная керамическая пластина (5) с диаметром пор 30-50 MK. Воздух от компрессора (6) подается в колонну через ротаметр (7) и фильтросную пластину. Исследуемую жидкость отбирали через два пробоотборника, расположенных на колонне.

Рис.4. Схема лабораторной флотационной установки.

1 - флотационная колонна; 2 - резервуар исходной жидкости; 3 - пеносборник; 4 - резервуар очищенной жидкости; 5 - фильтросная пластина; 6 - компрессор; 7 - ротаметр PC 3; 8 - направляющий желоб; 9 - пробоотборники; 10 - выпускной патрубок.

Были проведены две серии опытов: безреагентная и реагентная флотация. В каждой серии опытов было проведено три эксперимента, в работе представлены средние значения. В качестве реагентов были использованы оптимальные дозы следующих реагентов: нитрат алюминия - 75 мг/л; гидрооксид натрия - 50 мг/л; флокулянт "Правестол 854" - 4 мг/л.

Результаты опытов по флотационной очистке представлены в таблицах 5 и б и графиках зависимости очистки сточных вод от продолжительности флотации на рисунках 5 и 6.

При использовании реагентной флотации для масло- и жиросодержащих сточных вод эффективное время флотации не превышает более 30 минут,

14

дальнейшее увеличение времени флотации не повышает эффект очистки. По результатам исследований можно сказать, что наиболее эффективная реагентная флотационная очистка достигает 80 %, при соответствующей подачи расхода воздуха 0,175 м3/м3.

Исходнаявода: Св/в-538,6мг/л;Сж- 184мг/л.

Эв,% при 0=0,125мЗ/мЗ Эж,% при Q=0,125мЗ/мЗ Эв,% при Q=0,175мЗ/мЗ Эж,%приQ = 0 , 7 5 м З / м З Эв,°/о при Q=0,225мЗ/мЗ Эж,% при Q=0,225мЗ/мЗ

Время, мин

Рис.5. График зависимости эффекта очистки сточных вод при реагентной флотации от продолжительности флотации.

Эв, % при Q = 0,225мЗ/мЗ Эж,% при Q =0,225мЗ/мЗ

Время, мин

Рис.6. График зависимости эффективности очистки сточных вод при безреагентной флотации от продолжительности флотации.

В пятой главе представлены основные технологические решения и

описание технологической схемы очистки сточных вод.

Для очистки сточных вод принят следующий состав сооружений: канализационная насосная станция; напорный горизонтальный флотатор - 2 шт.; емкости шламонакопители - 2 шт.; реагентное хозяйство: 1)растворный бак для мокрого хранения реагентов - 2 шт.; 2)емкость для раствора кислоты; 3)емкость

для раствора щелочи.

Локальные очистные сооружения располагаются на территории молочного завода, с соблюдением требований СНиП 2.04.03-85 по санитарно-

защитной зоне от корпуса производства пищевой продукции.

Сточная вода от производственных цехов поступает в приемный резервуар насосной станции (рис.7). Из приемной камеры сточная вода по напорному трубопроводу подается насосом на первую ступень безреагентной

16

флотации, затем на вторую - реагентную. Флотация предусматривается с 50% рециркуляцией очищенных сточных вод. После флотации очищенная сточная вода направляется на дальнейшую доочистку на городские очистные сооружения.

Обвязка флотаторов обустроена таким образом, что предусмотрена возможность включения флотаторов как в последовательном, так и в параллельном режиме работы. Жиросодержащая пена поступает в карман флотатора, откуда совместно с уловленными жировыми продуктами направляется в емкости - шламонакопители. Из шламонакопителей осадок вывозится автотранспортом на иловые площадки очистных сооружений.

На основании технологической схемы разработан рабочий проект "Локальные очистные сооружения АО "Кинельского молочного завода", который прошел государственную, в том числе и экологическую экспертизу.

Комплекс канализационных очистных сооружений предназначен для предочистки сточных вод объемом 240 мэ/сут. Состав поступающих сточных вод: жиры203,3 мг/л .взвешенные вещества - до 585 мг/л , при рН = 4,74. Значение исходной и очищенной сточной воды Кинельского молочного завода представлены в таблице 7.

Таблица 7 Проектные значения параметров исходной и очищенной сточной воды

Кинельского молочного завода.

Глава шестая. Капитальные вложения на строительство локальных канализационных очистных сооружений предочистки сточных вод «Кинельского молочного завода» составляют 253,13 тыс. руб. (в ценах 1991г.), а себестоимость очистки воды (в ценах 1984г.) составляет по вариантам: 1 вариант (гидрооксид натрия, азотная кислота, «Праестол» 854) - 0,56 руб/м3, 2 вариант (гидрооксид натрия, полигидроксихлорид алюминия, «Праестол» 854) - 0,66 руб/м3, 3 вариант (гидрооксид натрия, нитрат алюминия, «Праестол» 854) - 0,62 руб/м , в

т.ч. эксплуатационные затраты: 1 вариант - 0,51 руб/м3, 2 варинат - 0,61 руб/м3, 3 вариант - 0,56 руб/м3. Наиболее экономически выгодным является первый вариант.

Применительно к задачам водного хозяйства промышленных предприятий и населенных мест, экологичность процессов целесообразно выражать через объем воды W в м3, доведенные внесенные вторичные загрязнения до значений их ПДК в ходе обработки единицы природных или сточных вод, обезвреживания единицы вредной примеси, получения единицы нужного материала, реагента, энергии и пр. :

где: Mi и ПДКi - соответственно масса, г, и предельно-допустимая концентрация, г/м3,i-го загрязнения, внесенного в среду в ходе обработки воды.

Результаты технико-экономических и экологических расчетов сводится в расчетную таблицу 8.

Предлагаемые различные комбинации реагентов для очистки жиросодержащих сточных вод молочных заводов показали существенные экологические отличия между анализируемыми вариантами. Согласно приведенным расчетам наиболее экологически и экономически целесообразной комбинацией ввода регентов можно считать третий вариант, предлагающий использовать в качестве реагента нитрат алюминия.

ВЫВОДЫ

1. Анализ патентной и научно - технической литературы показали отсутствие высокоэффективных технологий очистки жиросодержащих сточных вод реализованных с использованием малогаборитных устройств.

2. Иccледованы процессы условий образования сточных вод Кинельского молочногозаводаиихфизико-химическихпоказателей.Наоснове статистическойобработкирезультатовисследованийустановленыосновные

18

закономерности изменения физико - химического показателей сточных в период промывки оборудования.

3. Разработан новый экспресс - метод определения содержания жира в сточных водах,основанныйна экстракции жира из воды органическим растворителем - хлороформом и дальнейшим фотометрическим определением концентрации Жира в экстракте, который отличается простотой и доступностью реактивов.

4.На основании проведенных исследований по отстаиванию жиросодержащих сточных вод были рассчитаны коэффициенты агломерации при различных исходных концентрации взвешенных и жировых веществ.

5.На основании экспериментальных исследований по реагентной очистке сточных вод (с использованием различных комбинаций коагулянтов и

9.Выполнено сравнение технико-экономических и экологических расчетов целесообразности предложенной технологии очистки масло и жиросодержащих сточных вод по тем вариантам.

10.Предложенные результаты исследований могут быть рекомендованы для практического внедрения на очистных сооружениях различных молокоперерабатывающих предприятий..

19

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Шувалов M.В., Теплых С.Ю. Сравнение методов определения содержания жира в сточных водах. // Тезисы докладов Всероссийской научнопрактической конференции «Экологические проблемы рационального использования и охрана водных ресурсов», г. Самара. 1996, -с.74-75.

2.Стрелков А.К., Шувалов M.В., Теплых С.Ю. Исследования состава и условий образования сточных вод Кинельского молочного завода. // Тезисы докладов областной 54-ой научно-технической конференции, г. Самара. 1997. - с. 196 - 197.

3.Стрелков А.К., ШуваловM.В., Теплых С.Ю. Экстракционно-фотометрическое определение содержания жира в сточных водах. // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - № 2. - с. 16-17.

4.Стрелков А.К., Шувалов М.В., Чертес К.Л., Теплых С.Ю. Очистка сточных вод молочного комбината. Сборник материалов Международной научнопрактической конференции «Питьевая и сточные воды: очистки и использования». г.Пенза, 1997. с.56-57.

5.Стрелков А.К., Шувалов М.В., Цыкало В.А., Теплых С.Ю. Сточные воды предприятий молочной промышленности Самарской области. // Тезисы докладов областной 55-ой научно-технической конференции, г. Самара. 1998. - с.253 - 254.

6.Стрелков А.К., Шувалов M.В., Теплых С.Ю. Очистка масло- и жиросодержащих сточных вод. // Тезисы докладов областной 55-ой научнотехнической конференции, г. Самара. 1999. - с.223 - 224.

7.Стрелков А.К., Шувалов М.В., Теплых С.Ю. Исследования состава и условий образования сточных вод предприятий молочной промышленности. // Тезисы международной научно-практической конференции «Проблемы

реформирования жилищно-коммунального хозяйства в России: теория и практика». г.Пенза. 2000.

8. Стрелков А.К., Шувалов М.В., Теплых С.Ю. Исследования эффективности очистки сточных вод с применением азотной кислоты и нитрата алюминия. // Тезисы международной научно-практической конференции «Проблемы реформирования жилищно-коммунального хозяйства в России: теория и практика». г.Пенза. 2000.

Канализационная

напорная станция

Флотаторная

Реагентное хозяйство

Рис. 7. Технологическая схема канализационных очистных сооружений

1 - флотатор I ступени: 2 - флотатор II ступени; 3 - смеситель: 4 - змеевик; 5 - механизм сгребания пены: 6 - бак для коагулянта: 7 - напорный бак: 8 - бак для флокулянта: 8а - мешалка; 9 - эжектор; 10 - коллектор шламовых стоков; 11 - диафрагма: 12 - ротаметр: 13 - насос для коагулянта: 14 - насос для флокулянта: 15 - рециркуляционный насос: 16 - насос для подачи кислоты или щелочи: 17емкость для кислоты: 18 - емкость для щелочи: А - усреднитель: Б - насос; В - сборный

карман для жиропродукта. Г - смесительная камера: Д - флотационная камера; E - отстойная камера; Ж - карман для очищенной воды: И - распределительные трубы: К - емкость для мокрого хранения коагулянта; Л -проточный рН-метр; M -шламонакопитель.