Библиотечный каталог авторефератов Украины

Рис. 4. Схема фільтрувальної установки з автономним вузлом регенерації

пінополіуретанового завантаження

Вибір схеми обробки залежить від кількісної характеристики і складу жировміщуючих стічних вод, а також вимог до якості води, що очищується. Склад очисних споруд, що включаються в схему очищення, визначається на підставі даних експлуатації споруд в аналогічних умовах і техніко-економічних розрахунків з урахуванням норм проектування.

На підставі літературних даних, типових рішень у частині механічного очищення, даних досліджень по очищенню жировміщуючих стічних вод із застосуванням еластичного пінополіуретану в сполученні з реагентною обробкою рекомендується технологічна схема очищення виробничих жировміщуючих стічних вод м'ясної промисловості, що включає: ґрати, пісколовки, відстійники, усереднювач, напірні ППУ-фільтри I-го ступеня, коагулятор-відстійник, ППУ-фільтри II-го ступеня.

Рекомендується така схема очищення виробничих стічних вод молокозаводу: для механічного очищення – ґрати, пісколовку, усереднювач; для фізико-хімічного очищення – коагулятор-відстійник, напірні фільтри з ЕППУ-завантаженням.

Очищення по схемах, що рекомендуються, забезпечить зниження концентрації жирів, завислих речовин і ХПК до норм їх скидання в міську каналізацію або подачі на споруди біологічного очищення.

При розробці рекомендацій використані патенти України №19653 “Пристрій для очищення стічних вод”, №19654 “Спосіб обробки осаду стічних вод” і №35282 “Спосіб підготовки фільтрувального матеріалу”.

У шостому розділі приводиться техніко-економічна оцінка рекомендованих рішень.

Економічний ефект від застосування схеми з ППУ-фільтрами продуктивністю 484,1 м3/добу у комбінації з коагуляцією для очищення стічних вод м'ясної промисловості (Харківського м’ясокомбінату) і 1500 м3/добу для очищення стічних вод молочної промисловості  (Харківського молочного комбінату) в порівнянні зі схемою, що включає флотатори, відповідно складе 163,15 і 132,58 тис. грн / рік.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Для очищення жировміщуючих стічних вод м’ясомолочної промисловості широке застосування одержали механічний, фізико-хімічний і біологічний методи. Доцільність впровадження маловідходних систем, що дозволяють знизити рівень забруднення стічних вод до необхідних норм і, у той же час, утилізувати цінні компоненти, що вилучаються із стічних вод, нові вимоги до очищення промислових стічних вод обумовили необхідність створення технології очищення жировміщуючих стічних вод, що забезпечує більш ефективне видалення і використання в народному господарстві забруднень, ніж традиційні технологічні процеси.
2. Аналіз літературних і патентних матеріалів в області очищення жировміщуючих стічних вод показує, що метод напірного фільтрування з використанням в якості фільтруючого завантаження синтетичних полімерних матеріалів і, зокрема, еластичних пінополіуретанів (ЕППУ) на основі простих поліефірів окису пропилену, наприклад, що випускаються за ТУ-6-05-1688-74,  для очищення жировміщуючих стічних вод є перспективним.
3. На підставі теоретичних передумов і аналізу результатів експериментальних досліджень встановлено, що процеси, що протікають при напірному фільтруванні жировміщуючих стічних вод через ЕППУ, визначаються законами капілярної динаміки і сорбції. На поверхні ЕППУ відбувається створення полімолекулярних шарів, що утримуються між собою як силами водневого зв'язування, так і силами Ван-дер-Ваальса. У міру того, як поверхня ЕППУ покривається плівкою жирів, подальший процес сорбції закінчується капілярною конденсацією.
4. Побудовано математичну модель статистично-ймовірносного характеру для процесу очищення жировміщуючих стічних вод із застосуванням методу напірного фільтрування. Запропоновано номограми, що встановлюють кількісні зв'язки між різними технологічними параметрами очищення жировміщуючих стічних вод для підприємств м'ясної і молочної промисловості. Показано можливість застосування рівняння Н.А. Шилова для опису адсорбційних процесів, що відбуваються з жирами на ЕППУ.
5. Визначено основні технологічні параметри очищення жировміщуючих стічних вод м’ясомолочної промисловості фільтруванням, і в комбінації з коагуляцією: висота фільтруючого шару – 2 м; щільність фільтруючого завантаження – 50 кг/м3; крупність гранул завантаження – 20×20×20 мм. Питома жиробрудоємність при очищенні стічних вод м'ясної промисловості складає 2-3, при очищенні молочної промисловості – 1-3 кг на 1 кг ЕППУ.
6. Жировміщуючі стічні води м'ясної промисловості, очищені на фільтрах I-го і II-го ступеня без застосування коагуляції, задовольняють умовам скидання в міську каналізацію, які за вимогами, що пред’являються до стічних вод, наступні: концентрація жирів не повинна перевищувати 100 мг/л, завислих речовин – 500 мг/л, ХПК – 1000 мг/л.

При застосуванні фільтрування через ЕППУ в комбінації з коагуляцією хлорним залізом значно підвищується ефект очищення стічних вод м’ясомолочної промисловості, і ці стічні води можуть направлятися в міську каналізацію і для подальшого доочищення на біологічних спорудах.

7. Розроблено спосіб підготовки фільтруючого матеріалу шляхом розкриття його шпар, покриття поверхні плівкою жирових олій з метою підвищення фільтруючих властивостей ЕППУ.
8. Встановлено, що регенерацію завантаження доцільно здійснювати механічним віджиманням на барабанах при температурі зони віджимання, що забезпечує плинність органічних речовин. Ефективні умови витягу з фільтруючого завантаження жирів, що містяться в стічних водах м’ясомолочної промисловості, створюються при прогріві зони віджимання до температури 75-850С.

Кількість регенерату, що утворюється при регенерації фільтруючого ЕППУ-завантаження, складає 0,05-0,15% від кількості очищених стічних вод.

9. Розроблено рекомендації з розрахунку і вибору основних технологічних і конструктивних параметрів фільтрувальної установки. Рекомендовано схеми обробки жировміщуючих стічних вод з утилізацією забруднень, що витягаються зі стічних вод, і метод регенерації фільтруючого матеріалу, що виключає утворення промивних вод.
10. Дано техніко-економічну оцінку застосування схеми очищення, що рекомендується, яка включає фільтри з ЕППУ-завантаженням для обробки жировміщуючих стічних вод.

Економічний ефект від застосування схеми з ППУ-фільтрами продуктивністю 484,1 м3/добу для очищення стічних вод м'ясної промисловості (Харківського м'ясокомбінату) і 1500 м3/добу для очищення стічних вод молочної промисловості (Харківського молочного комбінату) у порівнянні зі схемою, що включає флотатори, відповідно складе 163,15 і 132,58 тис. грн. / рік.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ за ТЕМою ДИСЕРТАЦІЇ

1. Лукашенко С.В. Очистка производственных жирсодержащих сточных вод молокозаводов // Коммунальное хозяйство городов. Науч. техн. сб. –ХГАГХ. – К.: Техника, 2000. – Вып. 25. – С.157-159.
2. Лукашенко С.В. Определение закономерностей процесса очистки жирсодержащих сточных вод молочной промышленности с использованием планирования эксперимента // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 2001. –  Вип. 14.- С. 179-181.
3. Лукашенко С.В. Экономическая эффективность обработки жирсодержащих сточных вод мясной промышленности с применением эластичного пенополиуретана // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 2002. –  Вип. 18.- С. 268-270.
4. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Очистка сточных вод предприятий мясомолочной промышленности от жиров и взвешенных веществ // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 1998. –  Вип. 3.- С. 73-75.
5. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Применение эластичного пенополиуретана для очистки жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 1999. –  Вип. 6.- С. 148-151.
6. Эпоян С.М., Булгаков В.В., Лукашенко С.В. Исследования по безреагентной обработке осадков сточных вод с применением эластичного фильтранта // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. – Зб. наук. праць. – Макіївка: Вид. ДДАБА. – 2000. – Вип. 3 (23). – С. 14 – 15.
7. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Определение жирогрязеемкости фильтра с эластичной пористой загрузкой // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 2001. –  Вип. 15.- С. 105-107.
8. Бухолдин А.А., Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Исследования процесса регенерации эластичной пенополиуретановой фильтрующей загрузки, применяемой для очистки жирсодержащих сточных вод // Тр. конф. VIII Междунар. научн. техн. конф. “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов. Т. III. – ГосНИИ УкрВОДГЕО. – 2000. – С. 652 – 653.
9. Лукашенко С.В. Определение закономерностей процесса очистки жирсодержащих сточных вод мясной промышленности с использованием планирования эксперимента // Тр. конф. IX Междунар. научн. техн. конф. “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов. Т. III. – ГосНИИ УкрВОДГЕО. – 2001. – С. 670 – 671.
10. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Повышение эффективности обработки жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности // Сб. докл. Междунар. конгр. “Экология, технология, экономика, водоснабжение, канализация”. – Ялта. – 2001. – С.182-184.
11. Эпоян С.М., Лукашенко С.В. Исследование очистки сточных вод мясной промышленности фильтрованием в сочетании с коагуляцией // Программа и тезисы докладов. ХХХ научн. техн. конф. преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ. Ч.1. Строительство, архитектура, экология. – 2000. – С. 39-41.
12. Пат. 19653 Україна, МКИ С 02 F 1/40. Пристрій для очищення стічних вод / В.Ю. Свиридов, С.В. Лукашенко, П.Е. Колесник. – 96041492; Заявл. 16.04.96; Опубл. 25.12.97; Бюл. №6. – 7с.
13. Пат. 19654 Україна МКИ C 02 F 11/12. Спосіб обробки осаду стічних вод / Колесник Е.П., Лукашенко С.В., Онищенко Л.О., Свиридов В.Ю. – 96062233; Заявл. 06.06.96; Опубл. 25.12.97; Бюл. №6. – 4с.
14. Пат. 35282 Україна, МКИ С 02 F 9/00. Спосіб підготовки фільтрувального матеріалу / С.М. Епоян, С.В. Лукашенко (Україна). – 99095135; Заявл. 16.09.99; Опубл. 15.03.2001, Бюл. №2. – 4с.

АНОТАЦІЯ

Лукашенко С.В. Підвищення ефективності обробки жировміщуючих стічних вод м’ясомолочної промисловості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.23.04 – водопостачання, каналізація. – Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2003.

Дисертаційна робота присвячена розробці технології підвищення ефективності обробки виробничих жировміщуючих стічних вод м’ясомолочної промисловості з застосуванням еластичного пінополіуретану.

На підставі аналізу літературних даних визначена перспективність застосування еластичного пінополіуретану в якості фільтруючого матеріалу для очищення від жирів виробничих стічних вод м’ясомолочної промисловості. Вивчено механізм сорбції еластичним пінополіуретаном жирів, що містяться в стічних водах м’ясомолочної промисловості.

Визначені основні параметри процесу обробки жировміщуючих стічних вод із застосуванням методу напірного фільтрування через еластичний пінополіуретан; встановлено вплив вихідних концентрацій жирових речовин на ефект очищення, приріст втрат напору і тривалість фільтроциклу при визначених значеннях швидкості фільтрування. Отримано математичні залежності, що встановлюють кількісні зв'язки між різними технологічними параметрами очищення жировміщуючих стічних вод і обґрунтовано застосування рівняння Н.А. Шилова для опису адсорбційних процесів, що відбуваються з жирами, які містяться в стічних водах м’ясомолочної промисловості, на пінополіуретані.

Розроблено технічне рішення, що дозволяє інтенсифікувати процес обробки жировміщуючих стічних вод із застосуванням напірного фільтрування через еластичний пінополіуретан.

Дано техніко-економічну оцінку застосування схеми очищення, що рекомендується, яка включає фільтри з ЕППУ-завантаженням  для обробки жировміщуючих стічних вод.

Ключові слова: жировміщуючі стічні води м'ясної і молочної промисловості, еластичний пінополіуретан, механізм сорбції, напірне фільтрування, очищення, регенерація фільтруючого завантаження, утилізація.

АННОТАЦИЯ

Лукашенко С.В. Повышение эффективности обработки жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.04 – водоснабжение, канализация. – Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 2003.

Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка использованных источников из 157 наименований, 12 приложений, 28 таблиц, 34 рисунков.

Диссертационная работа посвящена разработке технологии повышения эффективности обработки производственных жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности с применением эластичного пенополиуретана.

На основании анализа литературных данных определена перспективность применения эластичного пенополиуретана в качестве фильтрующего материала для очистки от жиров производственных сточных вод мясомолочной промышленности. Высокоячеистая структура пенополиуретана, стойкость по отношению к жирам, вибро- и ударопрочность, высокие адсорбционные свойства показывают, что его применение для обработки жирсодержащих сточных вод мясомолочной промышленности будет экономически и технологически целесообразным.

Изучен механизм сорбции эластичным пенополиуретаном жиров, содержащихся в сточных водах мясомолочной промышленности.

Наличие  протоноакцепторных  атомов  кислорода  в  структуре ЭППУ  обеспечивает  возможность  водородного  связывания карбоксилсодержащих  компонентов  органических  примесей исследуемых стоков. В образовании Н-связи могут участвовать  также водороды уретанового звена (свободные =N-H группы) и карбонильные группы полярных компонентов органических веществ.

Наличие многих функциональных групп в полиуретановой цепи приводит также к значительным Ван-дер-Ваальсовым взаимодействиям его с углеводородами.

Высокие значения энергии когезии различных групп полиуретановой цепи (-СН2- – 2,85; -О- – 4,18; -СОО- – 12,14; -С6Н4- – 16,32; -OCONH- – 36,58 кДж/моль) указывают на притяжение ЭППУ как полярных, так и неполярных компонентов жиров.

Изучены основные закономерности процесса обработки жирсодержащих сточных вод с применением метода напорного фильтрования через эластичный пенополиуретан; установлено влияние исходных концентраций жировых веществ на эффект очистки, прирост потерь напора и продолжительность фильтроцикла при определенных значениях скорости фильтрования. Получены математические зависимости, устанавливающие количественные связи между различными технологическими параметрами очистки жирсодержащих сточных вод и обоснована применимость уравнения Н.А. Шилова для описания адсорбционных процессов, происходящих с жирами, содержащимися в сточных водах мясомолочной промышленности на пенополиуретане.

Разработано техническое решение, позволяющее интенсифицировать процесс обработки жирсодержащих сточных вод с применением напорного фильтрования через эластичный пенополиуретан.

Дана технико-экономическая оценка применения рекомендуемой схемы очистки, включающей фильтры с ЭППУ-загрузкой для обработки жирсодержащих сточных вод.

Ключевые слова: жирсодержащие сточные воды мясной и молочной промышленности, эластичный пенополиуретан, механизм сорбции, напорное фильтрование, очистка, регенерация фильтрующей загрузки, утилизация.

RESUME

Lukashenko S.V. Increase of efficiency of fat-containing wastewater’s treatment of meat and dairy industry. - Manuscript.

The thesis is submitted to obtain the Candidate of science degree, technical (Ph.D), on speciality 05.23.04 - water supply, sewerage. - Kharkov State technical university of construction and architecture, Kharkov, 2003.

The thesis is devoted to development of technology of increase of efficiency of fat-containing wastewater’s treatment of meat and dairy industry with usage of a foam polyurethane.

On the basis of the analysis of the literary data availability of usage of a foam polyurethane as a filtering material for defatting of industrial wastewater of meat and dairy industry is determined. The sorbtion mechanism of fats contained in waste water of meat and dairy industry by a foam polyurethane is investigated.

The basic parameters of fat-containing wastewater’s treatment process of meat and dairy industry with application of a method of pressure head filtering through foam polyurethane are determined; the influence of initial concentration of fatty substances on effect of clearing, gain of head loss and filter cycle duration is established at appointed values of speed of filtering. The mathematical dependences establishing quantitative connections between various technological parameters of fat-containing wastewater’s treatment are received. The applicability of the Shilov’s equation for the description of adsorption processes at foam polyurethane occurring to fats, contained in waste water of meat and dairy industry is proved.

The technical decision allowing to intensity of fat-containing wastewater’s treatment process of meat and dairy industry with application of a method of pressure head filtering through foam polyurethane is developed.

The technical and economic assessment of application of the recommended circuit of clearing including filters with foam polyurethane filter media for fat-containing wastewater’s treatment  is given.

Key words: fat-containing wastewaters of meat and dairy industry, foam polyurethane, sorbtion mechanism, pressure head filtering, clearing, regeneration of filter media, recycling.