Подбор очистных сооружений для кондитерской предприятия

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

 

Государственное образовательное учреждение высшего

 профессионального  образования

 

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

(МГУПП)

 

 

Технологический факультет

 

Реферат

 

 

по дисциплине

 «Экология»

на тему:

 

 

 «Подбор очистных сооружений для кондитерской предприятия »

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнила: Суриани Курниа

Факультет: Технологический институт

Курс: 5

Группа: 18

Проверила: доц. Шарова В.В.

 

 

 

 

Москва  2013

Введение

Предприятия кондитерской промышленности сбрасывают образующиеся сточные в системы городских водоотводящих сетей. Содержащиеся в сточных водах кондитерских фабрик жировые вещества вызывают зарастание водоотводящих коллекторов. Трудно окисляемые вещества (СПАВ, нефтепродукты) нарушают структуру активного ила при биологической очистке сточных вод в аэротенках на городских очистных сооружениях канализации, затрудняют сбраживание осадка активного ила. Загрязненные поверхностные сточные воды оказывают негативное влияние на водный объект. Для соблюдения экологических нормативов, устанавливаемых контролирующими органами и снижения штрафов актуальной для кондитерских предприятий является задача разработки решений по повышению качества сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.  Характеристика производственных сточных вод предприятий кондитерской промышленности как источника загрязнения водных объектов

Технологическая схема  процесса производства кондитерских изделий  состоит из следующих основных операций: приготовления сырья, формования, выпечки  кондитерских изделий, их охлаждения, отделки, укладки и упаковки продукта. Вода питьевого качества на предприятиях кондитерской промышленности используется в качестве сырья, для мойки оборудования, инвентаря, мытья производственных помещений, в холодильных установках, для хозяйственно-бытовых нужд. Для  охлаждения технологического оборудования на кондитерских фабриках может применяться  система оборотного водоснабжения. В результате производственного  процесса на кондитерских фабриках образуются производственные (моечные, от охлаждения оборудования) и хозяйственно-бытовые  сточные воды, которые сбрасываются в городские водоотводящие сети для совместной их очистки с городскими хозяйственно-бытовыми стоками на городских  очистных сооружениях канализации. Расход сточных вод, образующихся в результате мойки технологического и варочного оборудования, составляет 60 об. % от общего расхода образующихся на кондитерских фабриках сточных вод, расход хозяйственно-бытовых сточных вод - 10 об. %, расход условно чистых вод – 30 об. %. Согласно, водоотведение на кондитерской фабрике характеризуется залповыми сбросами: максимальные расходы по времени совпадают с началом и концом рабочих смен.

В соответствии с «Правилами приема сточных вод в городскую канализацию» при совместном отведении и очистке  хозяйственно-бытовых сточных вод  и производственных сточных вод  предприятия должны соблюдаться  следующие требования к последним:

• концентрации загрязняющих веществ  в пределах установленных нормативов;

• отсутствие веществ, способных засорять трубы водоотводящей сети или  отлагаться на их стенках;

• содержание загрязняющих веществ  в концентрациях, не препятствующих биологической очистке сточных  вод;

• температура не выше 40°С;

• отсутствие опасных бактериальных  загрязнений и биологически жестких  ПАВ.

Характерной особенностью сточных  вод кондитерских предприятий является наличие в их составе органических веществ, находящихся в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. В основном, это остатки сырья: мука, смывы теста, сахар, яйца, жиры и другое сырье, предусмотренное  рецептурой. Сточные воды предприятий  кондитерской промышленности плохо  фильтруются, быстро закисают и загнивают. Основные органические загрязнители сточных  вод кондитерских фабрик не являются токсичными и легко поддаются  биохимическому окислению в биологических  очистных сооружениях с образованием гуминовых и фульвокислот, способствующих переходу растворимых солей металлов в их хелатные соединения. СПАВ и  нефтепродукты обладают повышенной устойчивостью к микробному разложению.

для предприятий кондитерской промышленности характерно превышение установленных  нормативов сброса загрязняющих веществ  в городские водоотводящие сети по следующим показателям: взвешенные вещества, БПК5, ХПК, тяжелые металлы, СПАВ, нефтепродукты. Источником соединений тяжелых металлов в сточных водах  кондитерских фабрик является мука, в  которой, содержание ионов свинца составляет 21 мг/кг муки, ионов цинка – 17,4 мг/кг, ионов меди – 2,1 мг/кг, а также  просачивание ливневых сточных вод  в колодцы производственной канализации. Источником железа общего в сточных  водах кондитерских фабрик является коррозия стальных трубопроводов системы  водоотведения.

для предприятий кондитерской промышленности актуальной является задача повышения  качества производственных сточных  вод с целью достижения нормативов приема в городскую водоотводящую  сеть по показателям: взвешенные вещества, БПК5, ХПК, тяжелые металлы, СПАВ, нефтепродукты.

Величины концентраций загрязняющих веществ в поверхностных сточных  водах, образующихся на территориях  промышленных площадок могут колебаться в широких пределах и зависят  от совокупности многих факторов:

• ландшафтно-климатических: особенностей режима выпадения атмосферных осадков, продолжительности и интенсивности  дождя, интенсивности снеготаяния, периода накопления загрязнений  на поверхности водосбора (продолжительность междождевого периода);

• санитарного состояния территории промышленных предприятий;

• содержания загрязняющих веществ  в воздухе.

Основными ингредиентами, загрязняющими  дождевой сток с территорий промышленных площадок, являются взвешенные вещества, нефтепродукты, ХПК, соедине¬ния азотной  группы, соли тяже¬лых металлов.

1.2. Существующие подходы к повышению  качества производственных и  поверхностных сточных вод кондитерских  предприятий.

1.2.1. Методы очистки производственных  сточных вод

Для очистки сточных кондитерских фабрик и предприятий пищевой  промышленности со сходным качественным и количественным составом производственных сточных вод применяются методы механической, физико-химической, химической и биологической очистки. Существенным недостатком применения любых методов  очистки сточных вод является образование осадков, которые должны подвергаться утилизации. Обработка  осадков сточных вод, образующихся в процессах очистки, заключается  в снижении их влажности и уменьшении объема, обеззараживании. Снижение влажности  осадков достигается в аппаратах  механического действия – на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах.

1.2.1.1 Методы механической очисти производственных сточных вод кондитерских фабрик.

К методам механической очистки, предназначенным  для задержания нерастворенных примесей, относится процеживание и отстаивание. Для очистки производственных сточных  вод кондитерских фабрик могут применяться  следующие аппараты механической очистки: усреднители расхода сточных вод и концентраций загрязняющих веществ в них, отстойники, жироуловители, сита, гидроциклоны. Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей, которые под действием силы тяжести оседают на дно сооружения или всплывают на его поверхность. Согласно, эффективность снижения концентрации взвешенных веществ в отстойниках и жироуловителях составляет 40-60%, что приводит к снижению величины БПКполн на 20 – 40%, однако такая эффективность очистки достигается только при обеспечении требуемой скорости движения сточной воды в сооружениях и соблюдении необходимого времени отстаивания сточных вод в них (1 - 1,5 ч). Недостатки метода механической очистки – низкая эффективность очистки от жировых веществ, находящихся в растворенном и коллоидном состоянии, метод неэффективен при очистке сточных вод от СПАВ, нефтепродуктов и белков, находящихся в эмульгированном состоянии; длительность отстаивания. Жироуловители, применяемые для очистки сточных вод от взвешенных веществ, по характеру использования бывают цеховые и общие, по конструкции – горизонтальные и вертикальные. В приведена схема двухсекционного отстойного жироуловителя производительностью 10 м3/ч, в котором скорость движения сточной воды составляет 0,5 мм/с, продолжительность отстаивания – 2 ч, концентрация жировых веществ в очищенной воде достигает 2,5 – 3,5 мг/дм3.

Работа отстойных сооружений может  быть интенсифицирована применением  тонкослойного отстаивания, проведением  аэрации (без добавки и с добавлением  реагентов), методами коагуляции и флокуляции, полем действия центробежных сил, ультразвуком, магнитным полем. В использовании  избыточного активного ила в  качестве биокоагулянта обеспечивает повышение содержания оседающих  веществ в любой сточной воде до 85 – 90% и снижение БПК в осветленной  воде на 40–50%. Тонкослойные отстойники представляют собой открытые или  закрытые резервуары, которые состоят  из водораспределительной и водосборной  зон, а также из отстойной зоны (тонкослойного пространства), занятой  полочными или трубчатыми элементами. Тонкослойные элементы полочного или  трубчатого типа выполняются из плоских  или гофрированных листов металла (сталь, алюминий), но преимущественно  из пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластика). Трубчатые секции могут работать с более высокими скоростями, чем полочные, но быстрее заиливаются осадками, труднее поддаются очистке. Эксплуатация тонкослойных отстойников показала его высокую эффективность как по задержанию взвешенных веществ – 60-80%, так и по снижению БПК в осветленной воде на 40 – 70% по сравнению с исходной. Недостатком тонкослойных блоков является высокая материалоемкость. Использование электромагнитного метода очистки сточных вод от диспергированного жира сокращает время обработки сточной воды до 3 – 5 мин. Простейшая схема локальной механической очистки сточных вод кондитерских фабрик включает усреднитель, где производится перемешивание потока мешалкой, горизонтальный аэрируемый отстойник, установку обезвоживания осадка и флотопены. Преимуществом аэрируемого отстойника является то, что насыщение воды воздухом предотвращает загнивание осадка и образование сероводорода и позволяет использовать отстойник в качестве флотатора. Усовершенствованная конструкция флотатора-отстойника для флотационной очистки сточных вод от жиров, взвешенных веществ и нефтепродуктов. Замена отстойников на флотаторы-отстойники в несколько раз уменьшает продолжительность отделения взвешенных веществ.

1.2.1.2 Методы биологической очисти  производственных сточных вод  кондитерских фабрик

Современные методы биологической  очистки теоретически могут обеспечить степень очистки сточных вод  от органических соединений, находящихся  в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии, 90-95%, практически – 80%. Биологические  методы очистки разделяют на три  группы: аэробные, анаэробные и анаэробно-аэробные. В настоящее время выпускается  большое количество модульных установок  для аэробной биологической очистки  сточных вод: «РУЧЕЙ», «НЕПТУН», «БРИЗ», «БИОКС», «ЭКОБИОС», «ЭФ», «ЕРШ», «БИОСЕРВИС», «Bi-TEC» . Биологическая очистка стоков в аэробных условиях с использованием аэротенков или биофильтров имеет следующие недостатки:

• необходимость разбавления высококонцентрированных  стоков для обеспечения стабильной работы очистных сооружений, что ведет  к увеличению объемов перерабатываемых стоков, потребляемой технологической воды, энергозатрат на прокачивание сточной воды;

• высокие энергозатраты на аэрацию  сточных вод (до 70 – 80% совокупных энергозатрат на очистку);

• образование вторичных отходов (активного ила или биопленки);

• необходимость введения дополнительных количеств биогенных элементов  для сбалансирования соотношения  C:N:P в подаваемой на очистку сточной воде (несбалансированное добавление биогенных элементов ведет к дополнительному загрязнению сточной воды и воздуха);

• нефтепродукты и СПАВ являются биологически трудно разложимыми веществами, и поэтому значения их концентрации в неочищенной и очищенной  сточной воде мало отличаются друг от друга;

• необходимость осуществления  текущего химико-аналитического и технологического контроля и управления работой очистных сооружений;

• длительность очистки сточных  вод (до недели), образование массы  избыточного активного ила (до 10 об.% от объема очищаемых стоков), который  необходимо удалять из системы с  предварительной обработкой.

Анаэробные и анаэробно-аэробные методы очистки сточных вод менее  чувствительны к изменениям нагрузки по кислороду и биогенным веществам  по сравнению с аэробными методами.  Эффективность очистки сточных  вод методом анаэробного сбраживания  по показателю БПКполн составляет 73%. Вырабатываемый анаэробами биогаз может  быть использован как теплоноситель. Основными недостатками данных методов  является инициирование процесса брожения и медленное нарастание массы  ила в анаэробном реакторе (несколько  суток), необходимость соблюдения строгих  требований пожарной и взврывобезопасности, обусловленных образованием большого количества газообразного метана.

Очистки позволяет снизить значения ХПК и БПКполн с 5000-7000 до 3-20 мг/дм3. Затраты электроэнергии на 1 кг удаленных  загрязнений составляют 0,2-0,4 кВт?ч/кг ХПК. Количество образуемого избыточного  ила в 2 – 3 раза меньше, чем при  использовании только аэробного  процесса. Недостатками данной схемы  является высокая стоимость оборудования, сложность и высокая стоимость  обслуживания.

Компактная установка анаэробно-аэробной очистки сточных вод, в которой  в одном корпусе смонтированы последовательно расположенные  по ходу движения сточной воды секция отстаивания, разделенная на камеры первичного и тонкослойного отстаивания, секция анаэробной обработки воды, секция аэробной обработки воды с  системой аэрации и секция доочистки  воды, включающая камеру тонкослойного  отстаивания. Установка содержит систему  подогрева.