CC BY
41
ы
Ш!
УДК 628.334
Очистка сточных вод мясокомбинатов
с использованием сетчатых фильтроэлементов
Л. Л. Никифоров, д-р техн. наук, профессор, В. В. Персиянов, канд. техн. наук, доцент, И. Д. Мурашов, канд. техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств
Мясоперерабатывающим предприятиям для производства своей продукции необходимо значительное количество воды питьевого качества, которая, загрязняясь отходами и по-
терями, связанными с несовершенством методов переработки и производства, поступает в канализационную систему предприятия.
Основными загрязнениями сточных вод на мясоперерабатывающих предприятиях являются взвешенные вещества и жир.
На первичном этапе очистки сточных вод стоит одна из самых важных задач - отделение грубодисперсных примесей. Применяемое для этой цели оборудование громоздко и малоэффективно вследствие того, что поступающая в отстойник сточная вода имеет достаточно высокую температуру и большие концентрации органических загрязнений. Это приводит к бурному росту числа
микроорганизмов, а большая продолжительность процесса вызывает вторичное загрязнение сточных вод, сопровождающееся выделением неприятно пахнущих веществ [1].
Таким образом, при очистке сточных вод мясоперерабатывающих предприятий на локальных сооружениях стоит цель быстрого и эффективного удаления загрязнений; создания малогабаритных очистных установок, которые могут быть расположены непосредственно возле отдельных цехов предприятия.
В настоящее время на мясоперерабатывающих предприятиях не нашло широкого применения использование фильтрационных сеток для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей, что позволило бы добиться повышенной степени очистки при высокой производительности, а также снизить размеры очистного оборудования. При этом использование стандартных сеток помогает упростить и удешевить изготовление фильтров.
Такой разработкой является установка для очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий (патент № 2330707) [2], разработанная в МГУПБ. Она имеет малые габаритные размеры и может устанавливаться в непосредственной близости от места образования стоков. Основные узлы установки унифицированы и могут использоваться в зависимости от состава сточных вод
по цехам и участкам производства. Применение установки возможно на предприятиях любой мощности, при больших объемах стоков она может дублироваться необходимое число раз.
Основными рабочими органами этой установки являются фильтро-элементы, изготовленные из фильтрационных сеток по ГОСТ 3826-82 и ГОСТ 6613-76. Эти фильтроэлементы применяются для улавливания грубо-дисперсных примесей, размер частиц которых превышает 0,5 мм [3].
На рис. 1, а показана установка для очистки сточных вод (общий вид), а на рис. 1, б - фильтр предварительной очистки в разрезе.
Установка для очистки сточных вод работает следующим образом. Фильтруемая жидкость через входной патрубок 5 поступает в полость корпуса 3 фильтра предварительной очистки 1, заполняет пространство между фильтроэле-ментом в виде усеченного конуса 6 и корпусом 3.
Очищаемая жидкость проходит через фильтроэлемент 6, на поверхности которого задерживаются гру-бодисперсные примеси. Выделенный в результате очистки осадок снимается с поверхности фильтроэлемента скребком 9, закреплённым на внутренней поверхности корпуса 3. Процесс снятия осадка осуществляется при вращении приводного вала 7, передающего крутящий момент от электродвигателя фильтроэлементу 6.
Осадок выгружается через выходное отверстие 12, а отфильтрованная жидкость по пологой поверхности опорной чаши 10, для придания дополнительной прочности которой используется диск жесткости 11, поступает в полость корпуса 13 фильтра тонкой очистки 2, последовательно попадая на съемные кассеты 14 при помощи системы перепускных патрубков 16. Отфильтрованная таким образом жидкость по сливам 15 выводится из установки.
После закупорки пор фильтро-элементов, установленных в кассетах 14, необходимо прекратить подачу фильтруемой жидкости, дождаться, пока вся оставшаяся в устройстве жидкость пройдет через фильтр тонкой очистки 2, после чего заменить установленные кассеты 14 на второй комплект и возобновить подачу суспензии.
Основными рабочими органами этой установки являются фильтро-элемент в виде усеченного конуса 6 и фильтроэлементы, устанавливаемые в съемные кассеты 14. Они изготовлены из фильтрационных сеток разных типоразмеров по ГОСТ 3826-82
TECHNICAL SUPPLY OF INDUSTRY
Уровень фильтруемой жидкости в фильтре
Слив очищенной воды
б
Рис. 1. Установка для очистки сточных вод: а - общий вид; б - фильтр предварительной очистки в разрезе; 1 - фильтр предварительной очистки; 2 - фильтр тонкой очистки; 3 - корпус фильтра предварительной очистки; 4 - крышка фильтра предварительной очистки; 5 - входной патрубок для подачи фильтруемой жидкости; 6 -фильтроэлемент в виде усеченного конуса; 7 - приводной вал; 8 - конус; 9 - скребок; 10 - опорная чаша; 11 - диск жесткости; 12 - выходное отверстие; 13 - корпус фильтра тонкой очистки; 14 - съемные кассеты с фильтроэлементами; 15 - сливы; 16 -система перепускных патрубков на боковых поверхностях корпуса фильтра
а
и ГОСТ 6613-86. Эти фильтроэлементы применяют для улавливания грубодисперсных примесей, размер частиц которых превышает 0,5 мм.
Исследования процесса фильтрования сточных вод проводили на основе анализа опубликованных работ [4, 5]. Была разработана методика, позволяющая определять неизвестные параметры процесса фильтрования. Для проведения исследования использовали фильтроэлементы типоразмеров № 0,63; № 1,0; № 1,6; № 2,5; 2,8 по ГОСТ 3826-82.
По результатам исследования очистки сточных вод на фильтроэле-ментах получена зависимость толщины слоя осадка, образующегося на поверхности фильтроэлемен-та, от продолжительности процесса фильтрования:
l0 = а-ть,
получена следующая зависимость общей объемной производительности от продолжительности процесса фильтрования:
О = ОТ"1, (2)
где О - общая объёмная производительность, м3/ ч; т - продолжительность процесса фильтрования, с; с и d - коэффициенты, полученные экспериментальным путём и зависящие от типоразмеров фильтрационных сеток (таблица).
Зависимость эффективности фильтрации от продолжительности процесса фильтрования имеет следующий вид:
п =
где п - эффективность фильтрации, (1) %; т - продолжительность процесса
где 10 - толщина слоя осадка, мм; т - продолжительность процесса фильтрования, с; а и Ь - коэффициенты, полученные экспериментальным путём и зависящие от типоразмеров фильтрационных сеток (таблица).
Очевидно, что на начальном этапе очистки сточных вод происходит резкое снижение объемной производительности фильтроэлемента, что связано с ростом слоя осадка. На конечной стадии очистки наблюдается более плавное снижение производительности. В результате
г*. (3)
§ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА
Коэффици- Значения экспериментальных коэффициентов в зависимости от типоразмеров фильтрационных сеток (размер ячейки)
енты № 0,63 № 1,0 № 1,6 № 2,5 № 2,8
а 3,321 3,211 3,044 1,473 1,379
b 0,197 0,197 0,209 0,263 0,261
c 0,178 0,206 0,229 0,417 0,47
d -0,16 -0,16 -0,18 -0,211 -0,212
P 54,98 48,91 45,73 23,48 19,71
l 0,09918 0,10006 0,10162 0,11439 0,11619
фильтрования, с; р и I- коэффициенты, полученные экспериментальным путём и зависящие от типоразмеров фильтрационных сеток (таблица).
В результате проведенных экспериментов были сделаны следующие выводы.
1. В зависимости от типоразмера фильтрационной сетки по ГОСТ 3826-82 эффективность очистки сточных вод от грубодисперсных примесей варьирует от 50 до 90% при высокой производительности.
2. Чем больше толщина слоя осадка и продолжительность процесса фильтрования, тем выше эффективность очистки.
3. С увеличением толщины слоя осадка общая объёмная производительность и скорость фильтрования снижаются, что объясняется полной или частичной закупоркой пор. Толщина слоя осадка не должна принимать значение, при котором происходит полная закупорка пор, приводящая к остановке процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шифрин, С. М. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности / С. М. Шифрин[и др.] -М.: Лёгкая и пищевая про-мышленность, 1981. - 320 с.
2. Никифоров, Л. Л. Устройство для очистки жидкости/Л. Л. Никифоров, И. В. Чечиков. - Патент РФ № 2330707. 2007.
3. Колесников, В. А. Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод/В. А. Колесников, Н. В. Меньшутин. - М.: ДеЛи принт, 2005. - 285 с.
4. Жуков, В. Г. Процессы и аппараты пищевых производств. Центрифу-гальная роторная техника: учеб. пособие/В. Г. Жуков, А. Н. Белоусов. - М.: МГАПБ, 2004. - 387 с.
5. Жужиков, В. А. Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий/В. А. Жужиков. - М.: Химия, 1980. -275 с.
Очистка сточных вод мясокомбинатов с использованием сетчатых фильтроэлементов
Ключевые слова
сточные воды; фильтроэлементы; фильтр предварительной очистки; фильтр тонкой очистки
Реферат
Сточные воды мясоперерабатывающих предприятий насыщены взвешенными веществами и жиром. Сточная вода мясоперерабатывающих предприятий имеет высокую температуру и большие концентрации органических загрязнителей. В сточных водах такого состава происходит бурный рост числа микроорганизмов и появление неприятного запаха. Очистка сточных вод от гру-бодисперсных примесей проводится в отстойниках. Отстойники занимают большие площади земли и создают неприятные запахи. В статье предлагается эффективная закрытая малогабаритная установка для локальной очистки сточных вод от грубодисперс-ных примесей сетчатыми фильтроэлементами. Установка состоит из корпусов фильтра предварительной и тонкой очистки. Сточная вода проходит через конусообразный фильтроэлемент в корпусе предварительной очистки. Осадок с фильтроэлемента снимается подвижным скребком и удаляется. Тонкая очистка суспензии проводится на фильтроэлементах в съемных кассетах в корпусе тонкой очистки. Фильтроэлементы изготавливают из фильтрационных сеток стандартных типоразмеров. Фильтроэлементы улавливают грубодисперсные примеси размером более 0,5 мм. Проводились исследования по очистке сточных вод на фильтроэлементах стандартных типоразмеров. Получены значения экспериментальных коэффициентов в зависимости от типоразмеров фильтрационных сеток. Получены зависимости от продолжительности процесса фильтрования: толщины слоя осадка на поверхности фильтро-элемента, общей объемной производительности и эффективности фильтрации. Эффективность очистки сточных вод от грубоди-сперсных примесей в зависимости от типоразмеров фильтрационных сеток составляет 50-90% при высокой производительности. Чем больше толщина слоя осадка и продолжительность процесса фильтрования, тем выше эффективность очистки. Увеличение толщины слоя осадка приводит к снижению общей объемной производительности и скорости фильтрации сточных вод. Установка может быть использована вместо широко известных отстойников в локальных очистных сооружениях.
Авторы
Никифоров Леонид Львович, д-р техн. наук, профессор, Персиянов Валерий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, Мурашов Игорь Дмитриевич, канд. техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, [email protected]
Wastewater Treatment of Slaughterhouses with Mesh Filter Elements
Key words
waste water; filter elements; pre-filter; fine filter
Abstracts
Wastewater meat processing plants are saturated with suspended solids and fat. Wastewater meat processing plants has a high temperature and high concentrations of organic pollutants. In the effluent of the composition there is a rapid increase in the number of microorganisms and odor. Sewage treatment from suspended solids carried in ponds. Septic tanks occupy large areas of land and create odors. The paper proposes the effective closure of smallsized installation for a local sewage treatment from suspended solids mesh filter elements. The installation consists of prefilter housings and fine filters. The wastewater passes through the coneshaped filter element in the housing pretreatment. The precipitate is removed from the filter moving scraper and removed. Fine purification of the suspension is carried out on filter elements in removable cartridges in the case of thin clearing. Filter elements are made of mesh filtration standard sizes. Filtering trap suspended solids larger than 0.5 mm. Trials were carried out on wastewater treatment filter elements for standard sizes. The values of the experimental coefficients depending on the size of filter meshes. The dependences of the sediment layer on the surface of the filter on the length of the filtration process, the total volume capacity of the length of the filtration process and the filtration efficiency of the length of the filtration process. The effectiveness of sewage treatment from suspended solids, depending on the sizes of filter mesh is 50-90% with high performance. The greater the thickness of the sediment layer and the duration of the filtration process, the better the purification. Increasing the thickness of the sediment layer reduces the overall volume efficiency and speed of filtration of wastewater. The plant can be used instead of the wellknown settlers in the local wastewater treatment plants.
Authors
Nikiforov Leonid Lvovich, Doctor of Technical Science, Professor, Persiianov Valeriy Vladimirovich, Candidate of Technical Science, Docent, Murashov Igor Dmitrievich, Candidate of Technical Science, Professor,
Moscow State University of Food Production, 11, Volokolamskoye Shosse, Moscow, 125080, [email protected]
