Реконструкция системы очистки на молокозаводе

Для очистки больших количеств сточных вод применяют горизонтальные флотаторы. Воздух во флотационную камеру поступает через мелкопористые фильтросы, уложенные на дне. Сточная вода подается в верхнюю часть флотационной камеры, а отводится из нижней через регулятор уровня. В этом случае пузырьки воздуха движутся вверх вместе с потоком воды. Время пребывания воды во флотаторе определяется из условия максимального отделения загрязнений из сточной воды и возможности всплытия пены на ее поверхности.

Габариты флотаторов зависят  от их производительности, размера  воздушных отверстий, давления воздуха  под фильтросами, уровня воды и др.[2]

 

 Электрофлотация

Сточная жидкость при пропускании  через нее постоянного электрического тока насыщается пузырьками водорода, образующегося на катоде. Электрический ток, проходящий через сточную воду, изменяет химический состав жидкости, свойства и состояние нерастворимых примесей. В одних случаях эти изменения положительно влияют на процесс очистки стоков, в других - ими надо управлять, чтобы получить максимальный эффект очистки.

При прохождении воды через  межэлектродное пространство протекают  такие процессы, как электролиз, поляризация частиц, электрофорез, окислительно-восстановительные реакции, а также реакции между отдельными продуктами электролиза. Интенсивность происходящих процессов зависит от химического состава сточной воды, материала электродов, которые могут быть растворимыми и нерастворимыми, и от параметров электрического тока (напряжение и плотность).

Применение растворимых  электродов (железных или алюминиевых) вызывает анодное растворение металла. В результате этого процесса в воду переходят катионы железа или алюминия, которые, встречаясь с гидроксильными группами, образуют Al₂O₃, Al(OH)₃ или Fe₂O₃, Fe(OH)₃, являющиеся распространенными в практике обработки водой коагулянтами. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа в стесненных условиях межэлектродного пространства создает предпосылки для надежного закрепления газовых пузырьков на хлопьях, интенсивной коагуляции загрязнений, энергичного протекания процессов сорбции, адгезии и, как следствие, более эффективной флотации.

Коагуляция загрязнений  в межэлектродном пространстве может  происходить не только за счет растворения  анода, но и в результате электрофизических  явлений, разряда заряженных частиц на электродах, образования в растворе веществ (хлора и кислорода), разрушающих  сольватные оболочки на поверхности частиц. Эти процессы особенно выявляются в случае применения нерастворимых электродов.

Выбор материала электродов может быть увязан с агрегативной устойчивостью частиц загрязнений в сточной жидкости. Материал и геометрические параметры электродов влияют на размер пузырьков газа. Замена пластинчатых электродов на проволочную сетку приводит к уменьшению крупности пузырьков и, следовательно, к повышению эффективности очистки воды.[1]

 

3.8 Сооружения для биологической очистки

Преимущества биологического метода очистки - возможность удалять  из сточных вод разнообразные  органические соединения, в том числе  токсичные, простота конструкции аппаратуры, относительно невысокая эксплуатационная стоимость. К недостаткам следует отнести высокие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное действие на микроорганизмы некоторых органических соединений и необходимость разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей.

Очистные сооружения делятся  на аэробные и анаэробные. Аэробные методы очистки получили большее распространение по сравнению с анаэробными. При аэробном методе жизнедеятельность микроорганизмов поддерживается с помощью свободного кислорода в воде. Эти методы широко применяют при очистке бытовых сточных вод.

Основой процесса биологической  очистки является постоянное воспроизводство микроорганизмов. Процесс хорошо прослеживается на схеме.

Сточная вода подается в  аэротенк аэробной биологической очистки. Сюда также подаются активный ил и воздух. Все эти три компонента перемешиваются. Микроорганизмы уничтожают загрязнения и воздух, находящийся в воде. Этот процесс сопровождается увеличением биомассы. Смесь очищенной воды и активного ила поступает во вторичный отстойни, где происходит разделение смеси на воду (очищенную) и активный ил. Очищенная вода выпускается в водоем. Часть активного ила из отстойника подается в аэротенк, а другая часть выходит в накопитель ила. В биофильтрах очистка сточных вод производится микроорганизмами биопленки, находящейся на поверхности наполнителя.

Биологическую очистку сточных  вод можно проводить в естественных и искусственных сооружениях.

В качестве естественных сооружений биологической очистки применяют  поля фильтрации, орошения и биологические пруды. Для очистки некоторых видов сточных вод, например бытовых, эти сооружения используют и в настоящее время; однако для очистки промышленных сточных вод такие сооружения (особенно два первых) не нашли универсального применения. Это обусловлено большим количеством сточных вод промышленных предприятий и малой производительностью единицы площади полей, а также возможностью попадания на поля в воде токсичных для микроорганизмов примесей.

Промышленные сточные  воды, особенно содержащие нефть, медленно очищаются в естественных сооружениях, поэтому их биологическую очистку проводят в искусственных сооружениях. К таким сооружениям чаще всего относят биофильтры, аэротенки и биологические пруды.

Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные  резервуары, заполненные фильтрующим материалом, который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30-100 м и более, шириной 3-10 м и глубиной 3-5 м. Очистка сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подают воздух и питательные вещества.

Эффективность процесса очистки  в аэротенках, качественное состояние и окислительная способность активного ила определяются условиями, к которым относятся: состав и свойства сточных вод, гидродинамические условия перемешивания, соотношение количества поданных загрязнений и жизнеспособного ила, кислородный режим сооружения, температура, активная реакция среды, наличие элементов питания, присутствие активаторов или ингибиторов процесса и др.

Диспергирование воздуха  в воде проводят с помощью механических и пневматических аэраторов. Пневматические аэраторы подразделяются в зависимости от размера аэрируемых пузырьков: мелкопузырчатые, среднепузырчатые и крупнопузырчатые.

При механической и пневматической системах аэрации происходит перемешивание иловой смеси и воздуха с помощью механических устройств. Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения. Аэраторы малого погружения насыщают воздухом поверхностный слой воды и затем насыщенную кислородом воду перемешивают за счет своей энергетической мощности. Аэраторы глубокого погружения перемешивают придонные слои воды с воздухом. Дальнейшее перемешивание всего объема воды происходит без энергии аэратора.

Преимущества механических аэраторов - высокая эффективность  и экономичность, а также отсутствие необходимости в строительстве воздуходувных станций и коммуникаций.

Для биологической очистки  небольших количеств смеси сточных  вод, в которой преобладают бытовые сточные воды, могут применяться аэротенки-отстойники, конструктивно обеспечивающие объединение двух технологических процессов очистки.[4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Обоснование выбора очистного оборудования

 

Требования к качеству оборотной воды

Таблица 3

№	Наименование показателей	Среднее значение за 2011-2012 год
1	Взвешенные вещества, мг/л	10
2	БПКполн, мг/л	6
3	Сухой остаток, мг/л	250
4	Жиры, мг/л	0.3
5	Нитраты, мг/л	45
6	Хлориды, мг/л	150
7	Нитриты, мг/л	3.3
8	Аммоний-ион, мг/л	3
9	Фосфаты, мг/л	Менее 5
10	Нефтепродукты, мг/л	0.3
11	рН	6.5-8.5

 

Анализируя данные таблицы 2 и таблицы 3 делаем вывод, что сточные воды ООО « Косторомской молочный комбинат» содержат превышенные концентрации загрязняющих веществ. (Таблица 4)

Количественные и качественные характеристики стоков (до реконструкции системы очистки сточных вод)

Таблица 4

№ п/п	Наименование показателя	Кол-во стоков, м3/час	Периодичность сброса	Концентрация загрязняюших вешеств, мг/л	Требования к качеству оборотной воды.
№1	Жиры	410	Постоянно при работе схемы	6.1	0.3
№2	Взвешенные вещества			19.3	10
№3	БПКполн,мг/л			13.5	6

 

Опираясь на данные таблицы 4 можем сделать вывод о необходимости реконструкция системы очистки на стадии механической очистки. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

Сравним эффективность очистки  возможного оборудования.

В процессе отстаивания сточной воды в отстойнике  происходит снижение БПК и ХПК  на 10 – 15 %, эффективность очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов в отстойниках емкостного типа составляет не более 50 %.

Эффективность удаления взвешенных веществ из стоков в горизонтальной песколовке равна 15—20%. 

 Эффективность очистки, которую обеспечивает флотационная установка ,представлена в таблице 5.

Эффективность очистки  на радиальном флотаторе

Таблица 5

Загрязнения	Допустимые  концентрации загрязнений сточной воды на входе, мг/л	Эффективность очистки, %, не менее
Взвешенные вещества	5 000	90
Нефтепродукты	1 000	96
Жиры	5 000	90
ХПК	5 000	60
БПКполн	2 500	60
ПАВ*	300	60

 

Анализирую представленные данные, делаем вывод, что достичь требуемой степени очистки можно используя флотационную установку.

При проектирование флотационных установок следует  принимать флотокамеры с горизонтальным движением воды при производительности до 100 м³/ч, с вертикальным-до 200, с радиальным-до 1000 м³/ч.

Учитывая эффективность  очистки и производительность оборудования, для реконструкции системы очистки сточных вод ООО Костромской молочной комбинат выбираем радиальный флотатор.

 

 

Концентрации загрязняющих веществ до и после очистки

Таблица 6

№ п/п	Наименование показателя	Концентрация загрязняющих веществ, мг/л (до очистки)	Концентрация загрязняющих веществ, мг/л (после очистки).
№1	Жиры	6.1	0.24
№2	Взвешенные вещества	19.3	1.95
№3	БПКполн,мг/л	13.5	5.4