Очистка стоков производства желатина

Производство желатина включает в себя процессы, связанные с использованием различных материалов и сырья, что требует особых методов очистки образующихся сточных вод. К таким методам следует отнести:

• механическую очистку (механические решетки, жироуловители);
• физико-химическую очистку (реагентную обработку, флотацию, электрокоагуляцию);
• биологическую очистку;
• УФ-обеззараживание.

Механическая очистка

При механической очистке крупные фракции из раствора сточных вод задерживаются специальными сооружениями. При очистке стоков производства желатина к таким сооружениям относятся:

• механические решетки;
• жироловки.

Механические решетки представляют собой сооружения первого этапа очистки, которые удерживают крупногабаритные загрязнения, такие как обрывки шкур, шерсть, обломки костей, кусочки тканей и проч. Размер прозоров механической решетки устанавливается 20 мм, что достаточно для улавливания грубодисперсных примесей, но, в тоже время, через них свободно проходят жировые частицы.

Принцип работы заключается в прохождении сточных вод самотеком или под напором через решетку с прозорами, где задерживается мусор. Со временем накопившийся мусор способствует задержанию более мелких фракций. Очистка решетки осуществляется либо автоматически специальными скребками, либо вручную.

Удаление жировых взвесей из сточных вод цехов обработки животного сырья производится на жироуловителях. Принцип работы жироуловителей основан на разности плотности воды и жировых включений, что позволяет последним всплывать на поверхность с образованием пленки.

Жироуловитель состоит из двух камер с системой переливов. В первой камере вода накапливается, образуется пленка жира, которая собирается в специальном лотке. Очищенная вода переливается через край заслонки, отделяющей первую камеру от второй. Остаточные жировые включения задерживаются второй заслонкой при переливе воды. Очищенная вода поступает в отводящий патрубок.

Физико-химические методы

Для очистки сточных вод производства желатина наиболее эффективными являются:

• реагентная обработка;
• напорная флотация;
• электрокоагуляция.

Чтобы вывести из раствора коллоидные вещества и желатин, а также снизить рН, которые впоследствии могут негативно сказаться на процессе биологической очистки, сточные воды обрабатывают реагентами. В качестве реагентов используют серную кислоту, соли алюминия, а также коагулянты и флокулянты.

Для удаления взвешенных и коллоидных веществ из раствора сточных вод применяется метод напорной флотации. Флотация осуществляется во флотационных установках, куда сточные воды попадают после реагентной обработки.

Во флотационную установку сточные воды подают через входной патрубок. Одновременно через сатуратор подается сжатый воздух. При резком падении давления внутри установки сжатый воздух образует мельчайшие пузырьки, которые устремляются к границе раздела фаз. При этом пузырьки увлекают за собой гидрофобные частицы взвешенных и нерастворимых коллоидных веществ. Для интенсификации процесса флотации в сточные воды добавляют флокулянты и коагулянты.

Флокулянты способствуют эффективному сцеплению гидрофобной частицы с пузырьком воздуха, а коагулянты - укрупнению образовавшихся хлопьев. Таким образом, получившая флотопена выносит из раствора большинство загрязняющих веществ.

Образующаяся на поверхности флотопена удаляется автоматически и направляется в шламосборник и оттуда в шламохранилище, осветленные воды поступают на следующий этап очистки.

Для более качественного удаления из стоков производства желатина мелкодиспергированных коллоидных веществ, в том числе самого желатина, используют электрокоагуляцию с применением алюминиевых электродов. Электрокоагуляция осуществляется в электролизере с растворимыми электродами и приводит к образованию устойчивых хлопьев.

Процесс электрокоагуляции заключается в комплексе электрохимических реакций, при котором электричество передается всеми ионами, находящимися в воде, заряженными взвешенными и коллоидными частицами. Хлопья гидроксида алюминия выпадают в осадок и обладают коагулирующей способностью. При этом степень очистки выше, чем при простом введении реагентов.

Биологическая очистка

Перед поступлением на биологическую очистку сточные воды от производства желатина необходимо подвергать нейтрализации HCl для снижения кислотности среды, иначе возможно снижение количества активного ила и содержания кислорода.

Биологическая очистка сточных вод от производства желатина производится в аэротенках и на биофильтрах.

Биофильтр представляет собой резервуар с загрузкой в виде природных материалов (гальки, песка, щебня) или искусственных (полимеров, керамики), покрытых биопленкой, состоящей из микроорганизмов. Микробиота биопленки способна использовать загрязняющие вещества сточных вод, проходящих через биофильтр, для своей жизнедеятельности, тем самым очищая сточные воды.

В аэротенках сточные воды проходят через активный ил, состоящий из аэробионтов. В резервуар аэротенка постоянно подается воздух, необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов.

УФ-обеззараживание

Так как сточные воды производства желатина образуются на этапе обработки животного сырья, существует опасность содержания в стоках патогенных микроорганизмов. Чтобы предотвратить попадание патогенов в окружающую среду необходимо провести обеззараживание стоков. Для этих целей на этапе доочистки используется установка УФ-обеззараживания.

Установка УФ-обеззараживания представляет собой ультрафиолетовую лампу, расположенную внутри блока обеззараживателя, который состоит из двух камер. Сточные воды поступают в первую камеру через входной патрубок, а затем в камеру с УФ-лампой, где и происходит их облучение.

Принцип работы УФ-обеззараживателя основан на прохождении через сточные воды волн ультрафиолетового излучения длиной 205 - 315 нм. Такие волны способны разрушать РНК вирусов и ДНК патогенов. Очищенные сточные воды соответствуют степени очистки для сброса в городскую канализацию или в водоемы рыбохозяйственного назначения.

В качестве дезинфекции возможно применение хлора или кипячения сточных вод по системе, но такие методы либо слишком энергозатратные и трудоемкие (кипячение), либо образуют побочные токсичные продукты (хлорирование).