способ очистки сточных вод от белка

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от белка, включающий механическую очистку и электрохимическую коагуляцию с использованием железных электродов, отличающийся тем, что электрохимическую коагуляцию проводят в щелочной среде в присутствии бишофита, сточную воду после электрохимической коагуляции отделяют от осадка и нейтрализуют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, содержащих белок, и может быть использовано в пищевой промышленности, в частности в пивоваренном производстве.

Известен способ очистки концентрированных сточных вод от белка в пищевой промышленности, заключающийся в том, что сточные воды сначала очищают механическим путем от взвешенных веществ, а затем их отправляют на биологическую очистку.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, относятся следующие. Способ невыгоден тем, что биологические пруды занимают большие площади и, кроме того, требуется значительное время для разложения белка, что снижает производительность процесса.

В промышленности очистка сточных вод от белка проводится либо в биологических прудах, что весьма трудоемко и требует много времени, либо добавлением коагулянтов, типа FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, Al₂(SO₄)₃, FeCl₃ и т.д. что относительно дорого, так как коагулянты-реагенты, которые получают чаще всего искусственным путем, а процесс получения и доставки трудоемкий и энергоемкий и ко всему этому необходимо отметить, что степень очистки сточных вод от белка составляет 80 85

В большинстве известных способов требуется дополнительная очистка сточных вод для достижения нормы ПДК.

Наиболее близким является способ очистки сточных вод от органических веществ электрохимической коагуляцией, включающей процессы окисления и восстановления, протекающие на катоде и аноде, в качестве которых могут быть: железо, алюминий, титан, платина, графит. Для протекания процесса электрокоагуляции добавляют электролит (например NaCl) и коагулянт (Fe₂(SO₄)₃, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃ и т.д.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при исполнении известного способа очистки сточных вод относятся: недостаточная степень очистки сточных вод, длительность процесса (15 20 мин), что снижает производительность процесса, применение дорогостоящих коагулянтов, синтезированных искусственным путем, трудоемкость их доставки и энергоемкость процесса.

Цель изобретения разработка технологически выгодного способа очистки сточных вод от белка, исключение выброса экологически вредных веществ в окружающую среду.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат: повышение производительности процесса за счет снижения временного фактора, использование дешевого природного материала бишофита одновременно в качестве коагулянта, электролита и катализатора для очистки сточных вод, экономичность способа и получение сточных вод высокой степени очистки, использование их в водообороте.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе очистки сточных вод от белка, включающем механическую очистку, электромеханическую коагуляцию на железных электродах, процесс проводится в щелочной среде в присутствии бишофита.

При введении бишофита наблюдается интенсификация процесса коагуляции с образованием крупных фолликул. Бишофит выполняет три функции: в щелочной среде образуется Mg(OH)₂, являющийся прекрасным коагулянтом, роль катализатора и электролита. Таким образом, при добавлении бишофита идет ускоренный процесс агрегирования молекул в монодисперсные фолликулы, обладающие хорошей соединительной способностью. Создавая щелочную среду, мы тем самым уже разрушаем частично белок, вводимый дополнительный электролит, а кроме того процесс окисления Fe(OH)₂ в Fe(OH)₃ идет быстрее, что также способствует ускорению процесса коагуляции. Добавка бишофита не вызывает значительного повышения жесткости воды.

Таким образом, щелочная среда и добавка бишофита способствуют успешной очистке сточных вод от белка.

Бишофит (ГОСТ 7759-73) в своем составе содержит следующие компоненты, в мас. в 1 л воды:

CaCl₂ 7,42

KCl 0,02

Br₂ 0,1

MgCl₂ 77,55

CaCO₃ 0,05

CaSO₄ 1,07

MgBr₂ 13,79

Использование бишофита, содержащего соли магния, кальция, позволяет интенсифицировать процесс очистки сточных вод от белка, участвовать в процессе в качестве коагулянта и катализатора в щелочной среде и тем самым значительно ускорить процесс очистки сточных вод, снизить время его протекания.

Бишофит природный материал, находящийся в жидкой фазе, в котором по массе 50% сухого вещества, легко добывается через скважину из недр земли и содержит порядка 91% MgCl₂ и MgBr₂ по массе, которые являются прекрасными коагулянтами.

Бишофит материал, не требующий дополнительной обработки. Транспортировка его осуществляется перекачкой по трубопроводу или путем перевозки в различных емкостях, что весьма экономично.

Таким образом, рекомендуемое введение бишофита является необходимым для получения технологического процесса очистки сточных вод от белка и снижения затрат на проведение процесса.

В предложенном способе сточные воды из бродильно-лагерного цеха с pH 6, содержащие концентрированный белок, предварительно пропущенные через фильтр, разбавляют в системе в три раза щелочными сточными водами из бутылочно-моечного цеха, получая pH 10 11. Добавляют бишофит и смесь направляют в электролизер. Очистку сточных вод проводят в лабораторном электролизере общей емкостью один литр, с рабочей поверхностью железных электродов 0,005 м² с расстоянием между ними 10 мм. Плотность тока 102 А/м² и время 0,2 ч. По окончании процесса электрокоагуляции образовавшийся осадок отфильтровывают. При доведении pH фильтрата до 7,0 7,5 снова выпадает осадок, который отфильтровывают. Степень очистки воды 98,3% Весь процесс очистки длится 0,9 ч. Очищенную воду можно использовать в водообороте предприятия.

Пример. Сточные воды, содержащие концентрированный белок (ХПК 2692 мг O₂/л, БПК 1965 мг/л) из бродильно-лагерного цеха с pH 6, предварительно пропускают через фильтр, разбавляют в системе в три раза щелочными сточными водами из бутылочно-моечного цеха (ХПК 335 мг O₂/л, БПК 22 мг/л), получая pH 10 11. Затем в смеситель добавляют бишофит 16,7 г/л по сухому веществу и направляют смесь в электролизер. Процесс проводят на железных электродах с рабочей поверхностью 0,005 м² и расстоянием между ними 10 мм, удельной плотностью тока 102 А/м² и в течение 0,2 ч. Образовавшийся осадок отфильтровывают и доводят pH фильтрата до 7,0 7,5. Снова выпадает осадок, который отфильтровывают. Степень очистки воды составляет 98,3% Весь процесс очистки длится 0,9 ч. Очищенную воду можно использовать в водообороте предприятия.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от белка позволяет по сравнению с прототипом повысить производительность очистки воды за счет сокращения времени процесса; исключить использование дорогостоящих реагентов; упростить аппаратурное оформление за счет применения стандартного оборудования; применить в качестве коагулянта в щелочной среде природный дешевый материал - бишофит; направить очищенные воды в замкнутый водооборотный цикл предприятия.