Очистка сточных вод предприятий мясоперерабатывающей промышленности

Аннотация

Описаны проблемы очистки сточных вод предприятий мясопореработки. Разработан проект очистки сточных вод ООО «Конкордия». Для предварительной очистки запроектированы и построены локальные очистные сооружения, которые включают в себя барабанную решетку с наклонным отжимным шнеком, резервуар-усреднитель и узел физико-химической очистки на базе установки реагентной напорной флотации. Хозяйственно-бытовые сточные воды подаются в приемную распределительную камеру, затем на сблокированные решетки тонкой очистки и аэрируемые горизонтальные пескожироловки. Смесь механически очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод и локально очищенных производственных сточных вод поступает на биологическую очистку в аэротенки с очисткой от биогенных элементов, затем на доочистку и обеззараживание. Обезвоживание всех видов осадков производится на ленточных фильтр-прессах «Экополимер» с использованием флокулянтов. Выполнены пусконаладочные работы сооружений локальной и биологической очистки сточных вод, а также оборудования для обезвоживания осадка на ленточных фильтр-прессах. Достигнуты высокие показатели очистки сточных вод и степени обезвоживания осадка.

Ключевые слова

сточные воды , аэрация , коагулянт , флокулянт , ленточный фильтр-пресс , предприятия мясопереработки , физико-химическая и биологическая очистка

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Сточные воды мясокомбинатов характеризуются высоким содержанием жироподобных, органических и взвешенных веществ, однако состав сточных вод может широко варьировать в зависимости от технологии обработки мяса и видов выпускаемой продукции. В статье рассмотрен опыт ГК «Экополимер» в решении проблемы очистки сточных вод предприятий мясной промышленности на примере ООО «Конкордия», структурного подразделения АПХ «Мираторг», крупнейшего в России предприятия по производству готовых кулинарных изделий и полуфабрикатов.

Биологические очистные сооружения служат для обработки смеси хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, прошедших предварительную очистку на локальных сооружениях. Проектная производительность очистных сооружений первой очереди составляет 1000 м³/сут, из них на долю производственных сточных вод приходится 700 м³/сут, хозяйственно-бытовых – 300 м³/сут. Общая производительность двух очередей сооружений составляет 2000 м³/сут.

Компания «Экополимер» разработала технологию очистки, выполнила рабочий проект, осуществила авторский надзор, провела пусконаладочные работы и ввела в эксплуатацию сооружения и оборудование всей технологической цепочки очистки сточных вод (рис. 1). Особенностью проекта было требование по размещению очистных сооружений на ограниченной площадке предприятия в стесненных условиях.

Локальные очистные сооружения. Сточные воды ООО «Конкордия» образуются в ходе технологического процесса производства пищевых полуфабрикатов и готовых кулинарных изделий. Они характеризуются высокими концентрациями взвешенных веществ, жиров, ХПК и БПК. Кроме того, ряд производственных линий работает в периодическом режиме. Непостоянный состав и высокая степень загрязненности сточных вод не позволяют их сброс на биологические очистные сооружения без предварительной очистки. Для этого запроектированы и построены локальные очистные сооружения, которые включают в себя барабанную решетку c наклонным отжимным шнеком, резервуар-усреднитель и узел физико-химической очистки на базе установки реагентной напорной флотации.

Сточные воды поступают от насосной станции по напорному трубопроводу на барабанную решетку c наклонным отжимным шнеком. Решетка необходима для очистки воды от крупных частиц размером более 1 мм. Крупные примеси, задержанные на решетке, обезвоживаются и собираются в контейнер, откуда вывозятся на полигон твердых бытовых отходов. Периодически, по мере накопления загрязнений на поверхности решетки, производится ее промывка в автоматическом режиме при повышении уровня воды в приемной камере.

Очищенная на решетке вода поступает в усреднитель, где происходит усреднение и стабилизация расхода сточных вод. Усреднитель оснащен миксером-аэратором, погружным насосом, ультразвуковым уровнемером. Миксер-аэратор необходим для предотвращения расслаивания сточной жидкости в усреднителе и насыщения ее кислородом воздуха.

После усреднителя в сточные воды добавляются реагенты (коагулянт, гидроксид натрия, флокулянт), и далее смесь направляется во флокулятор и на флотатор. Трубчатый флокулятор обеспечивает смешение реагентов со сточными водами и необходимое время реакции для прохождения процесса коагуляции. Дозирование реагентов осуществляется из расходных емкостей насосами-дозаторами.

Основными элементами локальных сооружений являются напорные флотаторы, предназначенные для снижения нагрузки на биологические очистные сооружения. Очищенная на флотаторе вода поступает в усреднитель биологических очистных сооружений. Флотошлам и флотопена, которые образуются в процессе физико-химической очистки сточных вод на флотаторе, собираются скребковой системой и направляются в резервуар осадка. После этого осадки перекачиваются для механического обезвоживания.

Технологическая наладка локальных очистных сооружений производилась одновременно с вводом в эксплуатацию основных производственных линий мясокомбината. В связи с этим сточные воды имели непостоянный состав и объем, что влияло на процесс пусконаладочных работ, во время которых определяли оптимальные дозы реагентов, используемых для физико-химической очистки.

В первую очередь в лабораторных условиях была определена линейка реагентов, наиболее подходящих для очистки сточных вод, из продукции различных производителей, а также установлены необходимые дозы реагентов. Для очистки производственных сточных вод на локальных очистных сооружениях наиболее целесообразно использовать коагулянт полиалюминийхлорид с дозой 100–140 мг/л по Al₂O₃, раствор гидроксида натрия с дозой до 100 мг/л для регулировки рН и катионный флокулянт FO 4700 SH с дозой 0,5–1 мг/л.

Далее была введена в эксплуатацию флотационная установка с одновременным уточнением доз реагентов. Результаты физико-химической очистки на локальных сооружениях представлены в табл. 1, из которой следует, что необходимая эффективность очистки достигнута по основным показателям: взвешенным веществам, ХПК, жирам и маслам. Это значительно снизило нагрузку на биологические очистные сооружения.

Биологические очистные сооружения. Хозяйственно-бытовые сточные воды подаются в приемную распределительную камеру. Затем они самотеком поступают на механизированные решетки тонкой очистки с прозором 3 мм и аэрируемые горизонтальные пескожироловки (рис. 2). Решетки и аэрируемые песколовки сблокированы в один узел и работают в автоматическом режиме.

После механической очистки хозяйственно-бытовые сточные воды по самотечному трубопроводу поступают в резервуар-усреднитель, где смешиваются с производственными стоками после локальных очистных сооружений. В этот же резервуар направляются все возвратные потоки (надиловая вода, фильтрат и промывные воды после фильтр-прессов). В усреднителе установлено пневматическое перемешивающее оборудование. Из усреднителя сточные воды насосом через распределительную камеру подаются на биологическую очистку в аэротенки. Там происходит окисление органических загрязняющих примесей сточных вод микроорганизмами активного ила и удаление биогенных элементов. Емкость аэротенков разделена легкой перегородкой на две зоны: перемешивания и аэрации. В зоне перемешивания происходит денитрификация и селекция фосфораккумулирующих бактерий. В зоне аэрации осуществляется окисление углеродсодержащих компонентов и соединений аммония, а также биологическое связывание фосфора.

В зоне перемешивания установлена механическая мешалка. Подача возвратного активного ила производится в распределительную камеру аэротенков. Для интенсификации процесса очистки сточных вод, кроме внешнего рецикла возвратного активного ила, предусмотрен дополнительный внутренний рецикл иловой смеси из конца зоны аэрации в начало зоны перемешивания с помощью насосов. Подача воздуха в аэротенки производится от роторных воздуходувок с регулируемой производительностью.

Из аэротенков иловая смесь поступает во вторичные вертикальные отстойники, где происходит разделение биологически очищенных сточных вод и активного ила. Осевший ил подается насосом на рецикл в аэротенки (возвратный ил), а избыточный активный ил – в илоуплотнители. После вторичного отстаивания сточные воды направляются в резервуар осветленных стоков, а оттуда насосами подаются на доочистку на скорых фильтрах с зернистой загрузкой. На скорых фильтрах предусмотрена водовоздушная промывка фильтрующего материала с системой низкого отвода промывных вод.

Доочищенные сточные воды обеззараживаются ультрафиолетовым излучением на безнапорной лотковой установке (рис. 3).

Для соблюдения требований сброса в водоем рыбохозяйственного назначения проектом дополнительно предусматривается узел реагентного удаления фосфора с применением 40-процентного хлорного железа (на рис. 1 не показан). Узел приготовления реагента оборудован расходной емкостью и насосами-дозаторами.

В период наладки технологического режима биологических очистных сооружений среднесуточный расход производственных сточных вод за 10 месяцев постепенно возрастал с 293 до 635 м³/сут и практически достиг проектной величины, а хозяйственно-бытовых – с 20 до 36 м³/сут (на порядок меньше проектного). В этот же период происходило наращивание активного ила и его адаптация к составу сточных вод. Тем не менее к окончанию пусконаладки работа сооружений биологической очистки практически вышла на проектные значения. Показатели качества очищенных сточных вод представлены в табл. 2, из которой следует, что концентрация ортофосфатов на выпуске (0,41 мг/дм³) выше, чем на входе (0,26 мг/дм³). Это свидетельствует о том, что в процессе биологической очистки происходит гидролиз веществ, содержащих фосфор (полифосфаты и органофосфаты), и рост бактерий не лимитирован по этому элементу. Можно предположить, что концентрация азота, подлежащего нитрификации, несколько выше, чем концентрация аммонийного азота, за счет органического азота.

Главными звеньями технологической схемы биологических очистных сооружений ООО «Конкордия» являются аэротенки и скорые фильтры. Использование аэротенков с А/О-схемой, а также скорых фильтров с водовоздушной промывкой позволило достичь необходимой эффективности очистки сточных вод по основным показателям: БПК, ХПК, соединениям азота, фосфору фосфатов, АПАВ и др. Это свидетельствует о большом потенциале технологических схем очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий, основанных на таких решениях.

Обработка осадков. Избыточный активный ил из вторичного отстойника подается в илоуплотнители. Иловая вода из уплотнителей поступает в резервуар-усреднитель, уплотненный осадок – в резервуар избыточного активного ила, оборудованный механической мешалкой. Из резервуара избыточного активного ила уплотненный осадок насосами направляется в цех механического обезвоживания.

Осадок, образующийся на локальных очистных сооружениях после флотационной обработки производственных сточных вод (флотошлам и флотопена), подается в резервуар флотоосадка, оборудованный механической мешалкой, а оттуда насосом-дозатором – на обезвоживание ленточными фильтр-прессами производства ГК «Экополимер» с шириной фильтровального полотна 1000 мм (рис. 4). Фильтр-прессы оборудованы ленточными гравитационными сгустителями, размещенными с ними на общей раме. Флотошлам и флотопена подаются в камеру смешения. Туда же от станций приготовления рабочего раствора реагента поступает флокулянт. После камеры смешения осадок сначала направляется на ленточный гравитационный сгуститель, где обезвоживается до влажности порядка 92%, а потом – на фильтр-пресс, где обезвоживается до влажности 75–80%. Аналогичным образом обезвоживается уплотненный избыточный активный ил (рис. 5).

Выбор марки флокулянта и определение его дозы, необходимой для процесса обезвоживания, были проведены в два этапа. Исследовались 15 марок флокулянтов Flopam компании «SNF Floerger» и 5 марок флокулянтов Zetag компании «Ciba». По результатам проведенных лабораторных испытаний на первом этапе были рекомендованы флокулянты FO 4400 SSH, FO 4700 SSH и FB 3551. Доза флокулянтов составляла до 90 мг/л.

Второй этап исследований был связан с тем, что в летнее время флотошлам начал закисать, в результате чего его влагоотдающая способность значительно снижалась. При испытаниях флокулянтов для обезвоживания закисшего флотошлама лучший результат показал катионный флокулянт с высоким зарядом Zetag 8190 компании «Ciba».

В процессе наладки оборудования было установлено, что наиболее стабильные разультаты по обезвоживанию осадка могут быть получены при совместной обработке активного ила и флотопены в соотношении 1:1,2. Такая схема обработки осадка способствует не только достижению стабильной влажности на выходе, но и сокращению расхода флокулянта.

Результаты работы цеха механического обезвоживания осадка в период проведения пусконаладки приведены в табл. 3, из которой следует, что предусмотренные проектом технические решения позволили реализовать совместную обработку ила и флотошлама с максимальной эффективностью.

Выводы

Разработанная технология очистки сточных вод и обработки осадков для ООО «Конкордия» не является универсальной, несмотря на высокую эффективность реализованных технологических решений. Для любых сточных вод, в том числе от предприятий мясоперерабатывающей промышленности, необходима разработка индивидуальной технологическиой схемы очистки в соответствии с исходными данными объекта и потребностями заказчика. При этом может меняться как технологическая схема обработки сточных вод, так и используемое оборудование.

Опыт ГК «Экополимер» подтверждает необходимость индивидуального подхода при разработке технологических схем и выборе основного оборудования при реконструкции и строительстве очистных сооружений как с точки зрения гарантированного достижения конечного результата, так и эффективности затрат. На протяжении ряда лет именно такой подход специалисты компании успешно применяют на очистных сооружениях в различных отраслях промышленности.