Применение биоультрафильтрационных процессов в очистке сточных вод крахмало-паточных производств Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

, №5-6, 2001

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6, 2001

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, содержат* 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

86

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6; ?001

ИЗВ:

раствора для нового цикла разделения. В процессе проведения экспериментов отбирали пробы перме-ата и пенетрата на анализ, измеряли производи-твльность, контролировали давление

IV^lVUlV-.pUlJ'

TV'

* --“*£-----£-------—----- I •/

ру. Содержание растворенных веществ в сточных водах оценивали по бихроматной окисляемости (ХПК) [4].

Таблица

с кг/м Тип Ультрафильтрация Биоультра- фильтрация

М6Мир2НЫ г пт кг/м V • 103, с кг/ V • 103, м3

2,1 УАМ-150 0,97 0,162 0,026 0,233

УАМ-200 1,16 0,197 0,036 0,269

2,69 УАМ-150 1,25 0,156 0,051 0,239

УАМ-200 1,54 0,193 0,062 0,266

2,85 УАМ-150 1,33 0.152 0,063 0,227

УАМ-200 1,60 0,189 0,08 0,262

3,0 УАМ-150 1,42 0,149 0,096 0,224

УАМ-200 1,74 0,186 0,108 0,259

70

55

W

О

1

Л.

~Л‘

3

-.л.

LA

С,*2/*3

2,0 2,2 2,4 2,6 2.8 3,0

Рис. 1

6-Ю] M)MKt

10

85

7

5,5

Качество и производительность биоультрафиль-трационного разделения оценивали через селективность <р й удельную производительность б.

-Спер/Спев) 100%; (1)

в = (V/ Бт), (2)

где Спер,Спен — концентрация растворенного вещества, кг/м3, в пермеате и пенетра-те:

V — объем пермеата, м ;

5 — рабочая площадь мембраны, м ;

г — время, с.

Экспериментальные данные по биоультрафиль-трационному разделению сточных вод крахмалопаточных производств приведены в таблице (Ч^ = = 0,25 м/с, I = 20°С, г = 3,6- Ю3с). Для сравнения представлены также данные по ультрафильтраци-онному разделению.

Зависимости селективности и удельной производительности от концентрации растворенных веществ в разделяемом растворе показаны соответственно на рис. 1 и 2 (кривые 1,2 — биоультрафильтрация; 3,4 — ультрафильтрация; 1,3 — УАМ-150, 2,4 — УАМ-200).

Из графиков видно, что селективность и удельная производительность снижаются с увеличением концентрации растворенных веществ в исходном растворе. Первое, вероятно, вызвано снижением доли воды в пограничных и рабочих слоях мембраны. Второе, кроме того, объясняется уменьшением движущей силы процесса (осмотическое давление).

і

Г

2,0 2,2 1;1 2,6 ,2,8 3,0

Рис. 2

Полученные данные свидетельствуют, что в случае биоультрафильтрационного разделения селективность и удельная производительность гораздо выше. Таким образом, биоультрафильтрационная очистка обладает следующими преимуществами;

высокое качество и производительность разделения;

плохо задерживаемые мембранами органические вещества хорошо усваиваются микроорганизмами в биофильтре;

осуществляется утилизация пенетрата мембранных установок, возникает возможность создания замкнутых технологических схем очистки сточных вод от органических веществ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технологические процессы с применением мембран / Под ред. Р.Е. Лейн и С. Леб. — М.: Мир, 1976. — 372 с.

2. Таварткиладзе И.М. Сорбционные процессы в биофильтрах. — М.: Стройиздат, 19897 — 123 с.

3. Лазарев С.И. Очистка вод крахмало-паточных производств баромембранными методами // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1997. — Лгг 2-3. — С. 78-80.

4. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа сточных вод. — М.: Химия, 1973. — 376 с.

Кафедра процессов и аппаратов химическои технологии

Поступила 01.11.99 г.

Я.

п. }

Бени

ИЦ

Аст)

А

про:

Бен

тыв

CT05

дит

Прк

вон.

V.

рові

СЯ f

ее > В г стег фек ты), ные

и

дер;

сер

2.3

У

513

269

(бе

сум

4,4.

нд:

137

У

селі

мия

про

орг:

белі

сель

ука.

СОЛІ

ка.

разл

мен

это

сель

мыц

мож

алкі

свой

С

соле

ся.