Спосіб очистки стічних вод харчових виробництв

Спосіб очистки стічних вод харчових вироб 38031 чинні комплексні сполуки та солі Із залізом згідно з рівняннями: С55Н102О6= п·С18Н34О 2+С6Н8О 6 Fe(ll)+2С18Н34О2 = Fе(С 18Н33О 2)2 + H2 Fе(С18Н33О 2)2 = 2СН4 + 2С17Н 36 + Fe + H 2O внаслідок зменшення концентрації сульфатовідновлювальних бактерій, які є конкурентами метаноутворювальним; в) досягається утилізація цінних азотних компонентів, які містилися в стічних водах, та запобігання повторному забрудненню навколишнього середовища токсичними нітритами та нітратами; г) отриманий в процесі очистки залізоамонійний осад є депо азоту і може бути використаний в якості добрива пролонгованої дії. Спосіб здійснюється таким чином. Розчин тривалентного заліза отримують в біоокислювачах при окисленні залізної стружки (відходи виробництва) за допомогою залізоокислювальних бактерій. Отриманий розчин заліза подається на анаеробну стадію очистки стічних вод харчових виробництв у молярному співвідношенні N:Fe =1:1. Після проведення метанового бродіння рідка частина попередньо очищених стоків подається на аеробну доочистку. На етапі аеробної очистки у воді відбувається переривання циклу бактеріальної нітрифікації, перенесене з анаеробної стадії двовалентне залізо окислюється та водночас співосаджується з амонієм. Тим самим досягається вилучення азоту з стічної води та утилізація його у вигляді осаду, який може бути використаний як добриво. Приклад 1. Стічна вода, що піддається очищенню, містить, г/л: білки - 3,2; вуглеводи - 20,0; жир - 40,0 або сульфати - 2,5. Для підвищення ефективності очистки на анаеробній стадії у воду вносять гідроксид тривалентного заліза в молярному співвідношенні N:Fe = 1:1, що складає 3,1 rFе3+/л. Метанове бродіння проводять при t°(55±1)°C протягом 10 діб під дією активного мулу. Після цього рідку частину стоків передають на аеробну стадію доочистки, яку проводять при t°= 18 20°C протягом 10 діб. В результаті проведення процесу анаеробно-аеробної очистки одержують залізоамонійний осад, який використовують в якості азотного добрива пролонгованої дії. В пробах стічних вод визначали: ХСК - прискореним біхроматним методом, об'єм біогазу, що виділився, - волюмметричним методом, концентрації азотних компонентів та заліза - колориметричними методами. Отримані результати наведені в таблиці. Очистка стічних вод при внесенні до середовища заліза в кількості 3,1 г/л є найбільш ефективною. При цьому як у прикладі з жировмісною, так і в прикладі з сульфатовмісною стічними водами спостерігали найповніший ступінь очистки при найвищому виробництві біогазу. Кінцеві концентрації азоту та заліза в цих прикладах знаходились в межах ГДК. При додаванні заліза в молярному співвідношенні N:Fe = 2:1, що складало 1,55 г/л, спостерігали низький ступінь очистки та малий вихід залізоамонійного осаду. Внесення заліза в молярному співвідношенні N:Fe = 1:2, що становило 6,2 г/л, приводило до перевищення кінцевої концентрації заліза над ГДК. Отримані результати показують, що застосування запропонованого способу, в порівнянні з існуючими, забезпечує ефективну анаеробноаеробну очистку білок-, сульфато- або жировмісних стічних вод при акумуляції цінних азот При цьому зростає кількість метаноутворювальних бактерій, підвищується здібність активного мулу до метаногенезу, що сприяє більш повному розкладу органічних речовин та підвищенню якості проведення процесу анаеробної очистки стічних вод. Додавання заліза (III) є ефективним методом інтенсифікації анаеробної очистки білок- та сульфатовмісних стічних вод. Додання солей заліза приводило до наступної хімічної реакції в середовищі: Fe2+ + H2S = FeS + 2Н+, що поліпшувало якісний склад біогазу, знизивши вміст у ньому сірководню, а також приводило до зменшення концентрації сульфатовідновлювальних бактерій, які є конкурентами метаноутворювальним і негативно впливають, внаслідок цього, на ефективність метанового бродіння. Дослідження впливу присутності солей двовалентного заліза в стічній воді на процес аеробної очистки показало: в контрольному варіанті відбувався звичайний процес нітрифікації, який супроводжувався накопиченням нітритів та нітратів; у дослідному - з додаванням заліза, бактеріальна нітрифікація була відсутньою. У дослідному варіанті спостерігали утворення коричневого осаду, аналіз хімічного складу якого показав наявність амонію та заліза в молярному співвідношенні 1:1. Осад містив компоненти, відповідні складу (NH4)Fe(OH)4. Кінцева концентрація тривалентного заліза в очищеній воді становила 0,05 мг/л при гранично допустимій концентрації (ГДК) його в стоках, що спрямовуються у водосховища господарчо-питного або рибогосподарського призначення, 0,5 мг/л. Результати лабораторних та дослідно-польових випробувань показують доцільність застосування залізоамонійного осаду (ЗАО) в якості ефективного та екологічно безпечного азотного добрива пролонгованої діі. Молярне співвідношення N:Fe в середовищі повинно складати 1:1. При меншій кількості заліза не забезпечується належний рівень інтенсифікації очистки стічних вод, спричинений неповним співосадженням інгібіторів процесу із залізом. При більш високих концентраціях заліза спостерігали його підвищену залишкову кількість, яка виходить за межі ГДК. Використання запропонованого способу очищення стічних вод харчови х підприємств у порівнянні з існуючими способами забезпечує такі переваги: а) відбувається інтенсифікація очистки жировмісних стічних вод внаслідок зняття пригнічуючого впливу жирів та жирних кислот на метаногенез за рахунок співосадження їх в нерозчинні комплексні сполуки та солі із залізом; б) збільшується загальний об'єм та поліпшується якісний склад біогазу при очищенні сульфатовмісних стічни х вод, а також підвищується ефективність метанового бродіння 2 38031 них компонентів стоків у вигляді азотного добрива та попередженні, тим самим, повторного забруд нення навколишнього азотними сполуками. середовища токсичними Таблиця Кінцева концентрація азоту, мг/л Кількість ЗАО, г/л 1,5 3,1 6,2 1,5 3,1 6,2 Кінцева концентрація заліза (III), мг/л 40,0 40,0 40,0 Виробництво біогазу, М3/м3 стоків Концентрація заліза, (III), г/л 2,5 2,5 2,5 Ступінь очистки % (за ХСК) Аеробна стадія Концентрація, жирів, г/л 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 Характеристика процесу очистки Анаеробна стадія Концентрація сульфатів, г/л 1 2 3 4 5 6 Концентрація азоту, г/л № прикладу Характеристика стічних вод 84,3 96,1 83,8 70,0 98,5 88,3 78,5 81,5 75,8 79,2 84,4 77,2 1,75 2,60 2,05 1,81 2,86 2,34 0,001 0,05 0,82 0,001 0,04 0,79 100 60 31 99 61 28 1,21 4,25 6,85 1,30 4,5 6,25 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3