Очистка сточных вод пищевых производств методом гальванокоагуляции Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

628.3.002.237

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИИ

Ю.И. ОВДИЕНКО, Т.Н. БОКОВИКОВА, В.А. БУРЦЕВ, Ж.В. КАПУСТЯНСКАЯ. П.Е. ХАНАЕВ

Кубанский государственный технологический университет

Промышленные сточные воды пищевых производств представляют собой органо-минеральные системы сложного состава. Они содержат органические загрязнения животного и растительного происхождения — белки, жиры, аминокислоты и неорганические примеси, в составе которых сульфаты, фосфаты, нитраты и нитриты [1]. Такие сточные воды не отстаиваются, не поддаются фильтрации либо быстро выводят фильтры из строя. Биологические методы очистки с использованием активного ила малоуправляемы, нестабильны при работе в разных климатических условиях и не могут работать с перегрузкой. В настоящее время ее перспективным решением проблемы утилизации стоков пищевых производств является разработка гибридных методов, представляющих комплекс последовательных приемов очистки [2, 3]. К сожалению, жидкофазные методы очистки сточных вод с участием окислительно-восстановительных электродных процессов гальванокоагуляции практически не изучены.

Цель настоящего исследования — изучить механизм гальванокоагуляции в системе железо-углерод в момент их генерации, выявить состав осадка и определить удельную поверхность осадков гидроксида железа.

В основе процесса гальванокоагуляции лежит принцип работы короткозамкнутого гальванического элемента железо—кокс, помещенного в очищаемый раствор. За счет разности электрохимических потенциалов железо анодно поляризуется и переходит в раствор без наложения потенциала от внешнего источника. При этом происходит образование магнитных форм оксидных соединений железа, обладающих повышенной адсорбционной способностью. Для получения гидроксидов железа были использованы стальные стружки и кокс, взятые в соотношении 4:1 по массе С200 г стружки из ст. 3 + 50 г кокса) в средах с различным начальным значением pH. Эксперимент проводили при температуре 293 К, объем раствора 300 мл. Через модельный раствор пропускался воздух. Данные по накоплению осадка гидроксида железа приведены в табл. 1.

Полученные результаты показывают, что наиболее интенсивно накопление осадка происходит в среде с наиболее высоким начальным значением pH. В среде с повышенной кислотностью интенсивное накопление осадка наблюдается лишь через 10-15 мин с начала пропускания воздуха. Значение pH обрабатываемого гальванокоагуляцией раствора растет по времени в случае кислых и нейтральных растворов.

Осадки, полученные гальванокоагуляцией, отличаются по составу и структуре от гидроксида железа (III) и обладают более развитой поверхностью.

Таблица 1

Исходное pH Время, мин Масса осадка, г Конечное pH

10 0,0088 6,95

20 0,0154 7,20

30 0,0227 7,83

60 0,0362 8,41

90 0,0572 8,70

6,5 120 0,0652 9,05

150 0,0963 9,10

180 0,1067 9,10

10 - 3,72

20 0,0030 3,85

' . 30 0,0035 3,91

60 0,0091 4,66

90 0,0325 5,01

3,72 120 0,0581 6,22

150 0,0948 6,73

180 0,1089 7,20

10 0,0127 8,80

20 0,0249 8,99

30 0,0299 9,05

60 0,0550 9,07

90 0,0924 9,15

9,25 120 0,1371 9,17

150 0,1607 9,14

180 0,1811 9,18

Результаты анализа свидетельствуют, что соотношение Ре3+/ Ре2+ находится в зависимости от начального значения pH среды. Осадки, полученные методом гальванокоагуляции в растворах, имеющих pH между 5 и 6, приближаются по составу к гидромагнетиту.

Удельную поверхность осадков гидроксида железа определяли хроматографическим методом по низкотемпературной адсорбции азота на газометре ГХ-1. Результаты регистрировались на самопишу-

Кої

>.

С

5

К

Т\

Обі

pH

Те»

Таблица

Образец рн Масса навески Объем десорбированного азота, 10_6 м3 Показания интегратора, у.е. Удельная поверхность м‘/ г

1 3,72 0,0955 6,12 9581246 278,0

2 6,50 0,0910 4,63 8581890 221,3

3 9,25 0,1079 6,20 11444601 249,9

яциеи, от-идроксида поверхно-

Таблица 1

лнечное pH

6,95

7.20 7,83 8,41 8,70

9.05

9.10

9.10

3.72 3,85 3,91 4,66 5,01 6,22

6.73

7.20 8,80 8,99

9.05 9,07 9,15 9,17

щем приборе, площадь хроматографических пиков определяли с помощью интегрирующего устройства Ц-26. Расчет величины удельной поверхности проводили по методу БЭТ. Экспериментальные данные и величина удельной поверхности образцов представлены в табл. 2.

Полученные результаты показывают, что образцы имеют удельную поверхность на 70-95% выше удельной поверхности продуктов реагентного осаждения. Осадки с наиболее развитой поверхностью образуются при обработке растворов с низким значением pH.

Предложенный метод рекомендован для очистки сточных вод мясокомбинатов, сыродельных производств и консервных заводов.

ЛИТЕРАТУРА .

1. Очистка сточных вод пищевых производств, содержащ! белковые вещства, нитриты, сульфаты / В.Л. Погребна Ю.И. Овдиенко, В.А.Бурцев и др. / / Изв. вузов. Пищев технология. — 1994. — № 3-4. — С. 20-22.

2. Высокоэффективная адсорбционная очистка сточных в пищевых производств / В.Л. Погребная, Ю.И. Овдиенк В.А. Бурцев и др. // 11 Междунар. науч.-техн. кон "Актуальные проблемы фундаментальных наук” — Росси 1994.

3. Новая технология очистки сточных вод, содержащих бс ковые вещества / В.Л. Погребная, Ю.И. Овдиенко, П. Ханаев и др. / / Химическое и нефтяное мшиностроену Раздел ’’Пром. экология”. — 1995. — № 6. — С. 23-2

Кафедра неорганической химии

Поступила 28,05.01 г.

66.067.38.000.'

ПРИМЕНЕНИЕ БИОУЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

В ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД КРАХМАЛО-ПАТОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

С.И. ЛАЗАРЕВ

Тамбовский государственный технический университет

При разделении сложных водных систем прямая обработка нецелесообразна [1], так как система многокомпонентна и содержащиеся в ней вещества сильно различаются по размеру частиц. Поэтому необходима некоторая специальная предварительная обработка или доводка сточной воды. Кроме того, предварительная обработка позволяет значительно увеличить поток очищенной воды через ультрафильтрационную мембрану.

Нами проведены исследования по очистке сточных вод крахмало-паточного завода совмещенными методами — биофильтрации и ультрафильтрации. Концентрация основных компонентов и другие характеристики вод были следующими:

Расход

Цвет

3200 м3/ сут Мутно-белый

9,14 Концентрация, кг/м3:

9,18 хпк 2—3

>т, что соот- сг 0,078

ясимости от 304'2 0,1

си, получен-творах, име- Ш4+ 0,06

я по составу ыо2- 0,072

роксида же- Общий азот 0,14

методом по на газометре pH 5—5,3

а самопишу- Температура 40 °С.

Биофильтрацию осуществляли на 5-секционнс (дисковом) биофильтре с вращающейся биопле кой [2]. Ультрафильтрационные исследования пр водили на установке с использованием мембр; УАМ-150, УАМ-200. Схема установки подробі описана в работе [3]. Основной ее элемент • двухкамерная разделительная ячейка плоскора ного типа. Она состоит из средней части и дв; фланцев, на которых поочередно располагают' металлическая сетка, пористая подложка, ватм; и исследуемая мембрана. При уплотнении средш части и фланцев использовались прокладки. Ск рость движения растворов в мембранном кана, определялась толщиной прокладки. В экспериме тах скорость растворов составляла 0,25 м/с, раб чая площадь мембран 78-10~4 м2.

Исследования проводили по следующей техн логической схеме. Сточная вода из емкости исхс ного раствора, проходя фильтр предварительш очистки, насосом подавалась в биофильтр, г, частично очищалась и поступала в промежуточн) емкость. Из емкости насосом сточная вода подэе лась на ультрафильтрационную установку, где л лилась на пермеат (очищенный) и пенетрат (ско центрированный). Пермеат с предельно допуст мой концентрацией собирается в емкости для х зяйственных нужд. Пенетрат (концентрат) по л нии рециркуляции подается с емкость исходно