Ранее мы рассматривали общее применение аппаратов вихревого слоя в процессах очистки сточных вод. Теперь мы расскажем более детально о том, как работают аппараты при очистке стоков от определенного вида примесей или очистке стоков специфических производств. В сегодняшнем обзоре – очистка сточных вод производства кормовых дрожжей.

Производство кормовых дрожжей

Кормовые дрожжи употребляются в пищу сельскохозяйственными животными, птицами и рыбами. По своей структуре кормовые дрожжи – это белковая добавка. Их главное преимущество перед, например, зерновыми культурами, заключается в скорости выращивания. На получение кормовых дрожжей тратится в 500 раз меньше времени, чем на получение урожайных сельскохозяйственных культур.

Обычно производством дрожжей занимаются спиртзаводы, поскольку дрожжи удобно выращивать на побочных продуктах производства спирта: зерновой барде, картофельной барде, смешанной мелассной и зерновой барде. Такая барда содержит неиспользованный сахар, который необходим для получения дрожжей.

В процессе производства кормовых дрожжей образуется большое количество так называемой последрожжевой браги, в состав которой входят различные органические вещества, взвесь и другие загрязнители. Состав этой браги меняется и зависит от вида исходного сырья, его количества, технологических режимов и других факторов.

Поэтому брага должна обеззараживаться с целью снижения содержания органических и других загрязнений до значений, которые не превышают предельно допустимые концентрации.

Способы обеззараживания последрожжевой браги

Существует три основных способа обеззараживания последрожжевой браги:

• химический;
• физико-химический;
• биологический.

Опыт показывает, что большинство предприятий спиртовой промышленности отдает предпочтение биохимическим методам, которые предусматривают использование биофильтров, аэротенков и аэротенков-смесителей. Чаще применяется двухступенчатый процесс биохимической очистки с биоокислителями и воздуходувками для подачи воздуха и повышения активности биохимических процессов в браге.

Этот подход имеет следующие недостатки:

• степень обеззараживания не удовлетворяет требованиям для поступления сточных на городские биологические очистные сооружения (биологическое потребление кислорода составляет 1000-2000 мг/дм³ и больше при допустимой норме 600 мг/дм³);
• большой расход электроэнергии – 5-8 кВт·ч/м³ браги;
• большие капитальные и эксплуатационные расходы.

Пути повышения эффективности очистки сточных вод производства кормовых дрожжей

В последние годы для очистки сточных вод, содержащих органические вещества, взвесь и микроорганизмы, все активнее используются методы электрического и других физических воздействий.

Установлено, что внешнее электрическое поле вызывает:

• электрофизические эффекты (ориентация симметричных относительно оси частичек, образование цепочек и агрегаций микроорганизмов);
• биологические эффекты (нарушение обмена веществ, ограничение скорости роста и деления клеток, их гибель).

Магнитное поле также влияет на водные растворы способствуя коагуляции и флокуляции частичек дисперсной среды, усиливая адсорбцию и повышая растворимость веществ.

При электрохимической обработке электролитов в электролизерах электрохимическое окисление органических примесей происходит за счет кислорода, образующегося в результате электродных реакций. Существенной особенностью электрохимических методов, влияющих на качество дезинфицируемых растворов и экономическую сторону процесса, является то, что эти методы, как правило, сопровождаются параллельным течением химических веществ. Это катодное осаждение металлов, окислительно-восстановительные процессы на электродах, влияющие на разрушение соединений, электрофоретические и электрокоагуляционные процессы в растворе, которые соответственно положительно влияют на удаление взвешенных веществ и солей различных загрязнений.

Интерес также вызывает использование электрического разряда. Считается, что химические реакции в растворах при разряде обусловлены ионизационными и термохимическими процессами, а также ударными волнами. Установлено, что эффективность обеззараживания увеличивается с увеличением энергии разряда и продолжительности его воздействия на сточные воды.

В рабочей камере аппаратов вихревого слоя (АВС) имеют место большинство факторов и явлений из числа тех, что перечислены выше (электромагнитная обработка, электролиз, акустические волны, интенсивное диспергирование и перемешивание). Поэтому применение таких аппаратов в процессе обеззараживания последрожжевой браги имеет перспективу, но сначала ее нужно проверить экспериментально.

Результаты экспериментальных исследований

Исследования проводились с помощью установки, технологическая схема которой изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Технологическая схема установки обеззараживания последрожжевой браги: 1 – аппарат вихревого слоя, 2 – массообменная колонна, 3 – емкость исходной браги, 4 – насос, 5 – емкость обеззараженной браги, 6 – запорный клапан, 7 – регулирующий клапан, 8 – пробоотборники

Принцип работы установки следующий. Выходная последрожжевая брага из емкости 3 с помощью насоса 4 через запорный клапан 6 и регулирующий клапан 7 поступает в аппарат вихревого слоя 1. Перед АВС в брагу с помощью воздуходувки подается воздух. В рабочей камере аппарата исходная брага и воздух под действием вращающегося электромагнитного поля, вихревого слоя ферромагнитных частиц, локальных высоких давлений, акустических колебаний, электролиза и других факторов подвергаются интенсивной обработке. После аппарата брага поступает в массообменную колонку 2, заполненную керамической насадкой, где обеспечивается дальнейшая интенсивная обработка браги, что повышает эффективность процесса окисления. Обеззараженная брага после колонны собирается в емкости 5. Отбор проб исходной и обеззараженной браги осуществляется из пробоотборников 8. Результаты испытаний АВС в промышленных условиях представлены в таблице 1. Параметры последрожжевой браги до обработки: химическое потребление кислорода – 15150 мг/дм³, биохимическое потребление кислорода – 4840 мг/дм³.

Таблица 1 – Результаты испытаний АВС в процессе очистки сточных вод производства кормовых дрожжей

Как видно из таблицы, обработка последрожжевой браги с воздухом при меньшем его расходе дает более качественные показатели очистки, чем в промышленном ферментаторе-окислителе периодического действия.

Преимущества аппаратов вихревого слоя в процессах очистки сточных вод

1. Высокая производительность (модель АВС-100 – 8-10 м³/ч , модель АВС-150 – 16 м³/ч).
2. Компактность размеров и легкость встраивания в действующие очистные сооружения. Для этого достаточно соединить рабочую камеру АВС с входным и выходным трубопроводом.
3. Экономия воздуха, реагентов и других вспомогательных веществ, которые используются при очистке сточных вод.
4. Ускорение химических реакций в десятки и сотни раз.
5. Экономия электроэнергии за счет быстрого протекания химических реакций и малого потребления мощности (модель АВС-100 – 4,5 кВт , модель АВС-150 – 9,5 кВт). Удельный расход электроэнергии не превышает 0,4-0,5 кВт·ч/м³ браги.

Для получения консультации по вопросам внедрения аппаратов вихревого слоя в очистные сооружения спиртзаводов, биохимических заводов и других предприятий, специализирующихся на производстве кормовых дрожжей, свяжитесь с нашими техническими специалистами по одному из контактов, размещенных в соответствующем разделе сайта.