Применение гранулированного активного ила для очистки сточных вод молочного производства в аэробных условиях

УДК 628.351, 628.356

Применение гранулированного ила для очистки сточных вод молочного производства в аэробных условиях имеет ряд существенных преимуществ: процесс очистки ускоряется и достигается более высокий уровень очистки; происходит минимальный прирост биомассы и снижаются затраты на обработку избыточного ила; гранулированный ил более устойчив к токсикантам и имеет хорошие седиментационные характеристики.

Ключевые слова: гранулированный активный ил, очистка сточных вод,

Большая часть сточных вод образуется в молочной промышленности в результате очистки транспортных трубопроводов и оборудования между производственными циклами, очистки автоцистерн, потерь молока и молочных продуктов, а также по причине неполадок при работе оборудования или ошибок в управлении [1]. Количество сточных вод зависит от профиля производства, наличия оборотных систем водоснабжения и составляет от 1,0 до 6,0 дм3 на 1 дм3 переработанного молока. Концентрация примесей также зависит от вида выпускаемой продукции.

Сточные воды предприятий по пепеработке молока характеризуются высокой суточной неравномерностью их качественного состава, расхода и значений рН, что связано с режимом работы предприятия и видом используемых моющих реагентов. Значительные колебания расхода и уровня загрязненности в течение суток вызвано залповыми сбросами отходов производства, моющих веществ и цикличностью технологических процессов. При использовании моющих средств на основе органических кислот показатель рН сточных вод снижается до 2,0-3,0. Если применяются щелочные моющие средства, значение рН сточных вод может повышаться до 9,0-11,0 [2].

Резкие изменения рН, расхода сточных вод молочного производства, поступление с ними большого количества органических загрязнений нарушают нормальный режим работы очистных сооружений, значительно ухудшают эффективность биологической очистки. Это обуславливает необходимость усреднения состава и расхода сточных вод, а также применение их предварительной физико-химической обработки с высокими затратами на реагенты [1].

Таким образом, традиционная схема очистки сточных вод молочной промышленности включает усреднитель, решетки, песколовки (при производительности более 100 м3/сут.), жироловки, биоблок (одноступенчатый или двухступенчатый аэротенк с необходимым числом отстойников) [2].

При биологической аэробной очистке сточных вод происходит высокий прирост биомассы и, как следствие, образуется большое количество избыточного активного ила, что является существенным недостатком, так как требует дополнительных расходов на его переработку и обезвреживание.
Применение гранулированного активного ила приведет к минимальному образованию избыточной биомассы, улучшению седиментационных свойств ила, повышению качества и сокращению времени очистки. Гранулированный активный ил обладает высокой устойчивостью к нагрузкам по загрязнениям и токсикантам, что при нестабильности сточных вод молочных производств является явным преимуществом.

Целью данной работы являлось изучение процесса очистки сточных вод молочного производства с использованием гранулированного и флокулированного активного ила.

Объектами исследования послужили сточные воды молочного производства, флокулированный и гранулированный активный ил.

С целью формирования гранул активного ила в аэробных условиях иловую смесь инкубировали в емкости с мешалкой объемом 2 дм3. Исходной иловой смесью заполняли емкость на 1/3 объема, доводили до рабочего объема сточными водами молочного производства и инкубировали в отъемно-доливном режиме с подпиткой 1 раз в 10 сут. Для этого иловую смесь переносили в мерный цилиндр, отстаивали в течение 7 мин., сливали 2/3 объема надосадочной жидкости, доводили до рабочего объема свежей порцией сточных вод. В процессе инкубирования концентрация кислорода поддерживалась в пределах 4-5 мг/дм3, значение рН составляло 6,8-8,5, температура 20, 25 и 30°С.

Через 14 сут. активный ил, инкубируемый при температурах 25 и 30°С, имел большую скорость осаждения и занимал меньший конечный объем (23 и 20 мл соответственно) (рис. 1).

К концу эксперимента (79 сут. инкубирования) сформировались гранулы активного ила размером от 1 до 3 мм. Ил, инкубированный при температуре 20°C, после 7 мин. отстаивания формировал наиболее плотный осадок (рис. 2), надиловая вода была прозрачной. Однако скорость оседания была выше для активного ила, инкубированного при температурах 25 и 30°С.

Для очистки сточных вод использовали гранулированный активный ил, сформированный при 25°С. Он обладал хорошими седиментационными свойствами, значение илового индекса составляло 76,5 мл/г, тогда как иловый индекс исходной смеси составлял 230 мл/г.

Для изучения динамики снятия загрязнений сточных вод (по показателю ХПК) готовили смеси гранулированного и флокулированного активного ила со сточными водами с равными дозами ила по сухому веществу. Полученные смеси инкубировали в приведенных выше условиях, отбирая пробы для определения ХПК бихроматным методом (рис. 3).

Динамика снятия значений ХПК представлена на диаграммах. Как следует из диаграмм, динамика очистки сточных вод зависит от уровня их загрязнения. При исходном значении ХПК сточных вод 2440 мг/л уже к концу первого часа более 50% загрязняющих веществ изымается из сточных вод, а начиная с 3-го часа очистки значения ХПК сточных вод, очищаемых гранулированным активным илом, снижаются значительно быстрее и достигается более высокий уровень очистки. Более высокий уровень загрязнения сточных вод (значение ХПК - 3500 мг/л) обусловливает меньшую скорость очистка, однако преимущества применения гранулированного активного ила проявляются уже на начальных стадиях очистки.

Заключение:

Применение гранулированного активного ила для очистки сточных вод молочного производства в аэробных условиях имеет ряд существенных преимуществ: гранулированный активный ил имеет хорошие седиментационные характеристики, процесс очистки ускоряется и достигается более высокий уровень очистки (конечное значение ХПК сточных вод, очищаемых гранулированным активным илом, на 40-70% ниже, чем при использовании флоккулированного активного ила).

Литература:
1 Процесс очистки сточных вод молочного предприятия [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.pergam.ru/arti- cles/ dairy-wastewater-treatment.htm. Дата доступа: 12.09.2016.
2 Ануфриев В.Н. Состав производственных сточных вод предприятий молочной промышленности // Экология на предприятии. 2014. № 5 (35). С. 83-86.
3 Акментина А.В. Исследование гранулированного активного ила для очистки коммунальных сточных вод // Водные ресурсы и водопользование. 2011. № 10.
С. 35-38.

Application of granulated active sludge for wastewater treatment of dairy production in aerobic conditions

Application of granulated active sludge for wastewater treatment of dairy production under aerobic conditions has a number of significant advantages: the cleaning process is accelerated to achieve a higher level of treatment is the minimum growth of biomass and decrease the cost of handling excess sludge; granular sludge is more resistant to toxicants and has good sedimentation characteristics.

Key words: granular active sludge, wastewater treatment, and dairy production.

Markevich Raisa Mikhailovna, Ph.D (chemical), associate Professor;
Nester Olga Vladimirovna, engineer;
The Department of biotechnology and Bioecology, Belarusian state technical University. Republic of Belarus, 220013, Minsk, PR?t Independence, d. 65. E?mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Журнал «Вода Magazine» №3, (115) 2017 г.