Применение высокомолекулярных полиэлектролитов для очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

ПРТЯАЛТ71-ГТ7£77/777 ПЫГПТ/'Ш/ГП ПТ?ТГ\/ПЯР ЫкТУ П Г) ТТТЛЪ ПТ7Т/ТРП ТТТЛТПП

XIX ХХХУХХ^Х ХХХА; Х^ХУХ \_У X \.\^У1 УХ ^ X Х*1 X V к7 */ Л УХ X X X ХУХ^± X X КУ I £ X ч^./ 1 Х;Х V X X \_У х! X £ X X КУ Х*Г

для очистки сточных вод

. „ МОЛОКОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

П.П. ЩЕТИЛИНА, ЕС. РОДИОНОВА, С.С. НИКУЛИН

Воронежская государственная технологическая академия

В связи с ростом молочного производства во многих странах мира уделяется серьезное внимание проблеме очистки сточных вод, имеющих высокую концентрацию органических веществ и вызывающих значительное загрязнение окружающей среды. Обычно сточные воды предприятий молочной промышленности подвергаются первичной очистке - механической, включающей отстаивание, фильтрование, центрифугирование, и вторичной - биологической, основанной на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Традиционно применяемые методы очистки дороги, малоэффективны, не обеспечивают соблюдения необходимых стандартов качества воды и требуют значительных производственных площадей. В настоящее время проводятся активные исследования по усовершенствованию существующих и разработке новых, высокопроизводительных, эффективных и экономичных, способов очистки, среди которых значительное место занимают физико-химические методы - сорбция, флотация, коагуляция и др. Их использование позволяет: уменьшить содержание взвешенных частиц, белково-жировых компонентов на стадии предварительной очистки; снизить величину загрязненности сточных вод по ХПК, БПК (химическое и биологическое потребление кислорода); уменьшить содержание биогенных элементов - азота, фосфора, углерода; извлечь составные компоненты молока из концентрированных сточных вод с целью их утилизации в пищевых и кормовых целях [1].

Для снижения содержания в сточных водах молочных заводов фосфора, азота, органических загрязнений применяются такие неорганические коагулянты, как соли алюминия, двух- и трехвалентного железа, соединения кальция, сухая известь, лигносульфоновая кислота и ее соли [2, 3]. Однако очистка с применением указанных соединений малоэффективна, а вследствие токсичности некоторых из них - небезопасна для организма человека.

Сточные воды предприятий молочной промышленности содержат значительное количество загрязнений в коллоидном состоянии. Дисперсная фаза исследуемых коллоидных систем представлена в основном белковыми соединениями, которые характеризуются высокой седиментационной устойчивостью, вследствие отрицательного заряда и гидратированности не выделяются при обычном отстаивании или флотационной обработке стока. Введение коагулянта (полиэлектро-

лита) приводит к нейтрализации заряда коллоидов, дестабилизации системы и к последующей коагуляции.

Этот метод очистки включает несколько стадий, основными из которых являются: приготовление и дозирование реагента; введение реагента в обрабатываемую воду; агломерация и хлопьеобразование; извлечение твердой фракции путем отстаивания или флотации.

В предлагаемой работе рассмотрена возможность использования для выделения белковых компонентов из промышленно-загрязненных вод молокозаводов полимерной четвертичной аммонийной соли - поли-А'', Д-’-диметил-Л7, Аг-диадлиламмонийхлорида (ВПК-402 ТУ 6-05-2009-86), который успешно применяется для очистки производственных сточных вод ряда предприятий [4-6].

Выбор данного коагулянта обусловлен высокой адсорбционной емкостью по отношению к белковым компонентам, а также способностью к снижению значений ХПК и БПК до предельно допустимых.

В качестве объекта исследований использовали сточные воды молокозавода, оценку качественных и количественных показателей которых проводили в лабораторных условиях по методикам [7].

Для обработки сточных вод полиэлектролитом на первом этапе готовили водный раствор ВПК-402 с концентрацией 5%. Затем в аппарат, снабженный перемешивающим устройством и помещенный для поддержания температуры (40±1)°С в термостат, вводили 100 мл сточной воды. После термостатирования вводили расчетные количества 5%-го водного раствора ВПК-402 и перемешивали. По завершении процесса водну ю фазу из аппарата помещали в пробирки, кото-

___ -_________--,-1_---.-Л_.______ /■_ О Г\Г\ _ -*> ГУГЧ/Л

рые подвергали центрифугированию (х .эии с, п лиии об/мин). Содержание реагента в исследуемом объекте составляло 2-20 мл/л.

Для определения эффективности очистки устанавливали степень извлечения твердой фазы из раствора £,%: - ■

Е=^-

тп

100°А

где то, т\~ начальное содержание твердой фазы в растворе и после обработ ки коагулянтом, мае.%.

Определение содержания твердой фазы проводили арбитражным методом [8].

В результате исследований был выявлен порог коагуляции (0,85 г/л) и установлена высокая эффективность очистки воды с применением данного коагулянта (до 70%), Результаты эксперимента представлены

на рисунке (кривая 1 - зависимость массы выделяемого осадка, 2 - изменение сухого остатка водной фазы). Оптимальная концентрация, при которой наблюдалась максимальная агрегация (связываемость) коллоидных частиц и наилучшая очистка от твердой фазы, составила 8,4 г/л. Дальнейшее увеличение концентрации реагента в исследуем растворе приводит к перезарядке коллоидной системы с последующей частичной седи-ментационной стабилизацией.

Физико-химические показатели сточных вод городского молочного завода до и после обработки предлагаемым методом приведены в таблице.

" ‘ Таблица

Физико-химические пока-затели сточных вод, мг/кг

До обработки

После обработки

Взвешенные вещества

ХПК

ІзНіСцаіш

Жиры

Хлориды

Азот общий

Фосфор

350

1400

1200

80,1

150

60

8

105

420

360

45

18

3

ВЫВОД

Применение в определенных концентрациях ВГЖ-402 позволит снизить содержание загрязнений белковой природы и липидов в сточных вода молокоперерабатывающих предприятий перед сбросом их в коммунальные системы очистки, а также достичь требуемых стандартов качества воды по взвешенным веществам, ХПК и БПК.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рабилгаиров М.Н., Лисенкова ЛЛ.Физико-химиче-ские методы очистки сточных вод предприятий молочной промышленности: Обзор, информ. - М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1980. -44 с,

2. Шифрин С.М., Иванов Г.В. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности, - М: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 272 с.

3. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулян-ты в процессе очистки воды. - Л.: Химия, 1987. - 116 с.

4. Грошем И.М. Применение полиэлектролитов в производстве древесноволокнистых плит: Обзор, информ. Плиты и фанера - М.: ВНИГШЭИлеспром, 1990. - 60 с.

5. Кинд В.Б., Выглатв В.В., Холышн Ю.И. Седиментация взвешенных веществ гидролизатов растительного сырья в присутствии катионно полиэлектролита /7 Гидролизная и лесохимическая пром-сть. - 1993. -№ 3. - С.15-17.

6. Ананьева Л.Н., Никулин С.С’., Гаршина С.И. Сорбционная чистка производственных вод мясоперерабатывающих предприятий // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2000. - № 4. -С. 113—115.

7. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - 446 с.

8. Инихов Г.С., Врио Н.И. Методы анализа молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1971. - 424 с.

Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств

Поступила 27.04.02 г.

641 562.634.836 004.14

В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

Н. М. АГЕЕВА, М.Г. МАРКОВСКИЙ, Г. М. ЗАИКО,

Ю. В. ГАПОНЕНКО

Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Кубанский государственный технологический университет

Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г. предусматривается создание технологий производства качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям организма человека, в том числе продуктов питания массового потребления для различных возрастных групп населения, продуктов лечебно-профилактического назначения для предупреждения различных заболеваний и укрепления защитных

функций организма, снижения риска воздействия вредных веществ [2].

Цели и задачи Концепции согласуются с аспектами теории позитивного (функционального) питания, основанной на потреблении так называемых функциональных продуктов, т. е. продуктов, содержащих ингредиенты, которые приносят пользу здоровью человека (аминокислоты, витамины, минеральные вещества, пищевые волокна, олигосахариды и др.) [2].

Анализ научных и промышленных разработок свидетельствует, что в настоящее время в мире активное развитие получили четыре группы функциональных продуктов - продукты на зерновой, молочной и жировой основе, а также безалкогольные напитки [3].