Методы очистки и анализа воды при производстве сахара

Содержание.

 

1.Введение  .......................................................................................................2

2. Теоретическая часть.

   2.1. Система водоснабжения  сахарного завода  ............................………3

   2.2. Очистка воды на очистных сооружениях  ......................................... 3

   2.3. Анализ воды при производстве  сахара  ............................................. 4

   2.4. Технология производства  сахара - песка  .......................................... 5

   2.5. Очистка отработанной воды  ............................................................... 6

 3. Практическая часть.

    3.1 Определение органолептических показателей воды.

          3.1.1.Определение запаха воды  ...........................................................7

          3.1.2. Определение вкуса воды  ........................................................... 8

          3.1.3. Определение прозрачности воды………....................................8

    3.2. Определение химических  показателей воды

          3.2.1. Определение содержания нитрат- и нитрит-ионов в воде …..9                   

          3.2.2. Определение содержания хлорид-ионов в воде  ................... ..9

          3.2.3. Определение общей жесткости воды........................................ 10

          3.2.4. Определение содержания сульфат-ионов в воде ................... 11

          3.2.5. Определение водородного показателя воды  ……................. 11

          3.2.6. Определение содержания железа в воде ……………………..12

          3.2.7. Определение  содержания марганца в воде  …………………..12

4. Выводы ……................................................................................................ 14

5. Список литературы  ...................................................................................16

6. Приложение  ...............................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

Составной частью сахарного производства является система водоснабжения. Производство сахара потребляет огромное количество воды. Практически установлено, что для переработки 1 тонны свеклы расходуется 2 м свежей воды, а за период производства завод перерабатывает 150 тысяч тонн свеклы и, следовательно, затрачивает 300 тысяч м. Так как используется большое количество воды, непосредственно соприкасающейся с продуктами производства ( промышленная вода ) и отвечающей требованиям  Сан Пин  2.1.4 1074-01 “Питьевая вода”, то возникает необходимость ее очистки и анализа.

Поэтому цель работы - выяснить способы очистки и методы анализа промышленной воды, с помощью соответствующих методик провести ее анализ . Для реализации этой цели необходимо:

- ознакомление с системой водоснабжения  сахарного завода г. Каменки, со  способами очистки воды на очистных сооружениях, с методиками определения качественного и количественного состава воды, с технологией производства сахара-песка;

- проведение химического анализа  промышленной воды (определение  содержания меди, хлора, кальция, сухого  остатка, вкуса, запаха, жесткости и др.).

В связи с острой экологической обстановкой, сложившейся в последние годы, возникает необходимость утилизации сточных вод. Поэтому в работе также  рассматриваются вопросы утилизации сточных вод, предотвращающих сброс вредных веществ в водоемы, что позволяет защитить окружающую среду от загрязнений. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Теоретическая часть.

 

2.1. Система водоснабжения  сахарного завода.

Водное хозяйство - важная часть в производственной сфере сахарного завода. Система водоснабжения включает в себя: платину на реке, водозаборную станцию, артезианские скважины, очистные сооружения, резервуары для питьевой воды, водосливные сети, сооружения для очистки промышленных, оборотных и сточных вод, которые образуются в процессе сахарного производства. На время пуска сахарного завода, вода качается насосами с очистных сооружений, располагающихся в районе поселка. Сюда вода постоянно поступает из артезианских скважин. Состав артезианской воды:

t = 7-11 С

мутность - менее 1 мг/л

запах и привкус - не более 2 баллов

жесткость - не более 7 мг-экв/л

содержание свинца - не более 0,1 мг/л

содержание железа - не более 0,3 мг/л

содержание цинка - не более 5 мг/л

содержание меди - не более 0,005 мг/л

окисляемость - не более 4

рН = 6,5-9,5

На очистных сооружениях артезианская вода проходит определенную очистку.

Вода, подаваемая на завод из резервуаров очистных сооружений, непосредственно соприкасается с продуктами производства и называется промышленной водой. Она отвечает требованиям СанПиН 2.1.4. 1074-01 “Питьевая вода”. Дополнительно чистая вода подается с платины, построенной на реке Атмис в районе поселка Варваровка. Она используется для мойки свеклы. Вода используется также для питания паровых котлов. Для этого она

проходит обработку в специальном оборудовании, т.е. проводят термохимическое умягчение, что позволяет снизить общую жесткость воды.

 

2.2. Очистка воды на  очистных сооружениях.

 

Вода из артезианских скважин поступает на очистные сооружения, где проходит систему очистки, которая включает коагуляцию, отстаивание, фильтрацию.

Вода насосами I порядка подается на наиболее высокую точку площадки очистной станции (в приемную камеру), откуда она самотеком проходит по сооружениям и очищенная поступает в резервуары чистой воды. Из них вода под давлением насосами II порядка подается в водопроводную сеть.

Очистные сооружения включают в себя: приемную камеру, смеситель, отстойники I и II , резервуары чистой воды.   (См. приложение, схема 2)                                          

      

                                                                                                        ( 8  )

 

Коагуляция воды.

Для интенсификации процесса осаждения и повышения его эффективности применяется обработка воды коагулянтами. Раствор коагулянта вводится перед начальными очистными сооружениями-смесителями, которые должны обеспечить быстрое и полное перемешивание коагулянта и коагулируемой воды. В момент смешения начинается процесс хлопьеобразования, однако для полного его завершения с образованием крупных хлопьев требуется 20-45 минут. Т.к. камеры хлопьеобразования отсутствуют, хлопьеобразование происходит в отстойнике. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия. Реакция протекает с образованием гидроксида алюминия, что является существенным для процесса хлопьеобразования.

Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2

Al2(SO4)3 + 3 Mg(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3 MgSO4 + 6 CO2

Гидроксид алюминия в воде почти не растворим. Хлопья частиц гидроксида осаждаются на дно сооружения и увлекают за собой нерастворенные частицы взвеси (ила, клеток планктона и т. д.).     ( 2 )

 

Отстаивание воды.

Этот этап приводит к осветлению и обесцвечиванию воды.

Отстаивание осуществляется в отстойниках - горизонтальных, вертикальных или радиальных. Название типов отстойников соответствует характеру движения в них воды.                                                                                     (4 )

 

Фильтрация воды.

Сущность состоит в пропуске воды через мелкопористый материал, на поверхности и в слоях которого задерживаются взвешенные частицы. В качестве фильтрующего материала обычно применяется песок с определенной крупностью и толщиной слоя. Скорые фильтры представляют собой железобетонные резервуары прямоугольной формы с двойным дном. Между ними образуется дренажное пространство, в которое поступает профильтрованная вода. На верхнее дно укладывают слой щебня или гравия, а на них слой песка, на который подается очищаемая вода. Промывка фильтра при его загрязнении осуществляется обратным током воды.                  (  1  )

                                                                                                    

2.3. Анализ воды при  производстве сахара.

 

В лабораториях санитарной эпидемиологической станции перед пуском сахарного завода проводится анализ воды, непосредственно соприкасающейся с продуктами производства, т.е. промышленной воды. Работники станции берут пробы воды из резервуаров чистой воды очистных сооружений. Эта вода должна отвечать требованиям СаНПиН 2.1.4. 1074-01 “Питьевая вода”. Показатели качества воды имеют нормативы, установленные ГОСТ. ПДК показателей качества воды указаны в таблице 1.

                                                                                               

 

 Таблица 1.

Наименование показателя	Норматив (ПДК)	ГОСТ
рН	6-9
Сухой остаток	1000 мг/л	ГОСТ 18164-72
Железо	0,3 мг/л	ГОСТ 4011-72
Жесткость	7,0 м-экв/л	ГОСТ 4151-72
Кадмий	0,001 мг/л	ГОСТ 19413-74
Марганец	0,1 мг/л	ГОСТ 4974-72
Медь	1,0 мг/л	ГОСТ 4388-72
Молибден	0,25 мг/л	ГОСТ 18308-72
Мышьяк	0,05 мг/л	ГОСТ 4152-81
Нитраты	3 мг/л	ГОСТ 4192-48
Свинец	0,03 мг/л	ГОСТ 18293-72
Сульфаты	500 мг/л	ГОСТ 4389-72
Фтор	1,5 мг/л	ГОСТ 4386-81
Хлор	350 мг/л	ГОСТ 4245-75
Цинк	5,0 мг/л	ГОСТ 18293-72
Кальций	5,0 мг/л	ГОСТ 4140-72
СПАВ	0,5 мг/л	ГОСТ 15261-72
Нефтепродукты	0,1 мг/л	ГОСТ 15261-72
Запах	2 балла	ГОСТ 3351-74
Цветность	20 градусов	ГОСТ 3351-74
Мутность	2,6 ЕМФ	ГОСТ 3351-74

 

В лабораториях СЭС с помощью соответствующих методик проводится анализ воды - определение показателей её качества .

 

2.4. Технология производства сахара - песка.

 

Свеклосахарное производство условно делят на три основных отделения:

- свеклоперерабатывающее, включающее, подачу свеклы на завод;

- сокоочистительное, куда входит  сгущение сока выпариванием, его  очистка;

- продуктивное, включающее сушку и упаковку сахара-песка.

 

Анализ сахарной свеклы.

т качества сырья зависит выход сахара. При приемке свеклы на заводе проводят отбор проб и определяют качество принимаемой свеклы в соответствии с ГОСТ 17421-82 “Свекла сахарная для промышленной переработки. Требования при заготовках”. В пробе определяют общую загрязненность и сахаристость. Определение этих показателей проводят сырьевая лаборатория сахарного завода.

 

 

Подача свеклы на завод и отделение от примесей.

Свекла, поступающая на завод, накапливается в железобетонной емкости

( бурачной). Из бурачной свеклу  подают на завод гидравлическим  способом. Далее ее отделяют от  примесей и поднимают центробежным  насосом на мойку, куда постоянно  поступает чистая вода.

Получение свекловичной стружки.

Из моечного отделения чистая свекла подается в бункер автоматических весов, откуда высыпается в накопитель перед свеклорезками. Для получения свекловичной стружки применяют центробежные свеклорезки.

Получение и очистка диффузного сока.

Процесс извлечения сахарозы из свекловичной стружки осуществляется в автоматизированных диффузионных установках. Стружка подается транспортером в теплообменную часть ошпаривателя, где нагревается и предварительно ошпаривается диффузионным соком с температурой 72 С. При этом сок охлаждается и отбирается на очистку известью. Выходящая из диффузионного аппарата стружка называется сырым жомом. Далее жом подвергают прессованию, что дает возможность возвращать полученную жомопрессовую воду в диффузионный аппарат, заменяя ею часть свежей питающей воды.

Сгущение сока выпариванием.

После очистки сок сгущают до перенасыщенного состояния выпариванием воды. Этот процесс осуществляется в два этапа: сок сгущают в выпарных установках, а затем в вакуум-аппаратах. В итоге получается смесь кристаллов сахарозы и межкристальной жидкости (утфель).

Кристаллизация сахара - песка.

Кристаллизация является наиболее эффективным способом получения сахарозы в чистом виде. Ее осуществляют в несколько ступеней. На первой ступени получают утфель 1, разделяют его в центрифугах на сахар - песок и оттеки, которые обессахаривают на следующей ступени кристаллизации. После этого сахар - песок сушат, упаковывают.                                  ( 9 )