СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МЯСОКОМБИНАТОВ И ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРОВОГО КОНЦЕНТРАТА Российский патент 2002 года по МПК C02F1/24 C02F9/10 C02F1/24 C02F101/32 C02F103/22 

Изобретение относится к области очистки технологических сточных вод мясокомбинатов от эмульгированного жира.

Известен способ очистки сточных вод (Патент RU 2107039, кл. C02F 1/58, БИПМ 8, 1998 г., стр.382) путем введения в сточные воды отработанных растворов электролитов с последующим разделением водной и органической фаз. При этом отработанный электролит вводят в количестве, обеспечивающем определенное массовое соотношение органических веществ к содержанию металлов в электролите.

Недостатков способа является применение экологически опасных электролитов; необходимость работы с кислыми стоками, что предъявляет особые требования к оборудованию и трубопроводам; экстракция тяжелых металлов в масляную фазу, где они дополнительно реагируют со свободными жирными кислотами, входящими в состав масляной фазы. Наличие таких примесей делает затруднительным превращение выделяемой масляной фазы в товарный продукт.

Известен способ очистки сточных вод (Патент RU 2102979, кл. C 02 F 1/52, 1/40, БИПМ 11, 1998 г., стр.213) путем обработки их раствором реагента, который перед обработкой активируют магнитным полем. Воды после реагентной обработки выдерживают до окончания в них релаксационных процессов.

Недостатком способа является сложность технологии, включающая магнитную обработку реагента и выдержку воды до конца релаксационных процессов, а также переход реагента в образующийся осадок, что затрудняет получение на его основе товарного продукта.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ очистки сточных вод мясокомбината путем обработки коагулянтом, состоящим из хлорида железа, сульфата железа, гидроксида железа, образующегося в результате гальванокоагуляции и при дополнительном введении гидрокарбоната натрия. Сточные води после механической очистки поступают на термообработку, в результате которой часть белков и жира выпадает в осадок. Затем частично очищенные стоки направляют для дальнейшей обработки (Патент RU 2141455, кл. С 02 F 1/52, 20.11.99).

Недостатком способа является необходимость термообработки всего объема сточных вод; получение двух видов осадка: после термообработки и, основного, после очистки коагулянтом, который содержит переходящий в него коагулянт и соли железа, образующиеся при реакции со свободными жирными кислотами, входящими в состав получаемой жиромассы. Очистка от примесей получаемой жиромассы сложна и затрудняет ее переработку в товарный продукт.

Целью изобретения является очистка сточных вод мясокомбинатов с выделением жиромассы из производственных стоков и превращением ее в товарный продукт (жировой концентрат) путем дальнейшей термической обработки.

Технический результат достигается тем, что отделение жиромассы проводят путем напорной флотации без применения реагентов, а термообработку полученной жиромассы проводят в две стадии под вакуумом, причем на первой стадии термообработку осуществляют при температуре 70-90^oС и остаточном давлении 30-40 кПа до полного обезвоживания продукта; на второй стадии осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы при температуре 130-150^oC и остаточном давлении 15-20 кПа в течение 0,5-1,0 часа с последующим охлаждением и сливом готового продукта - жирового концентрата - и доочисткой оставшихся сточных вод известным способом, принятым за прототип, или любым известным способом, обеспечивающим требуемые параметры очистки сточных вод до нормативных показателей.

Напорную флотацию проводят при избыточном давлении 0,3-0,4 МПa при содержании воздуха в водовоздушной эмульсии 1,0-4,0% по объему.

Основная жировая составляющая снимается после безреагентной напорной флотации при содержании жиров в сточных водах 1500-2000 мг/л на входе до 110-150 мг/л на выходе.

Получаемый жировой концентрат не содержит посторонних примесей, обусловленных применением коагулянтов, флокулянтов и отработанных гальванических электролитов, и имеет жирнокислотный состав, соответствующий жирнокислотному составу технического жира.

Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научным источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного изобретения, а определение из перечисленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналогов, позволил выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Приводим пример осуществления предлагаемого способа.

Пример.

Сточные воды, содержащие на входе 1800 мг/л жиров, подвергают напорной флотации при избыточном давлении 0,35 МПа и содержании воздуха в водовоздушной эмульсии 3,0% по объему без применения реагентов.

Выделенную жиромассу подают в термореактор с лопастной мешалкой, в котором на первой стадии осуществляют термообработку жиромассы при температуре 80^oС и остаточном давлении 35 кПа до полного обезвоживания продукта.

Затем, на второй стадии, осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы до 140^oС и выдерживают ее в течение 0,8 часа при этой температуре и остаточном давлении 18 кПа. Полученный жировой концентрат охлаждают до температуры 80^oС и сливают из реактора. Результаты анализа очищенных от жира сточных вод показывают содержание в них жиров 130 мг/л.

Частично очищенный раствор сточных вод направляется на обработку комплексным коагулянтом, состоящим из хлорида железа, гидроксида железа, сульфата железа, образующегося в результате гальванокоагуляции при рН больше 7,5 и при дополнительном введении гидрокарбоната, что обеспечивает требуемые параметры очистки сточных вод до нормативных показателей.

Приводим показатели состава и качества жирового концентрата, полученного по предлагаемому способу:
Консистенция, при 20^oС: от твердой до мазеобразной;
Цвет: темно-коричневый;
Массовая доля влаги, %, не более: 2;
Кислотное число, мг КОН/г: 140-170;
Массовая доля неомыляемых веществ, %: 1,5-3,0;
Массовая доля веществ, не растворимых в эфире, %: 8-18;
Титр, ^oС: 35-40.

Приводим жирнокислотный состав жирового концентрата, мас.%:
C₁₆ ⁰ (пальмитиновая кислота) - 20-35
C₁₈ ⁰ (стеариновая кислота) - 10-20
C₁₈ ¹⁼ (олеиновая кислота) - 40-50
C₁₈ ²⁼ (линолевая кислота) - 5,5-7,0
C₁₈ ³⁼ (линоленовая кислота) - 1,0-3,0
Другие (C₁₄ ⁰, C₁₆ ¹⁼, C₂₀ ⁰- миристиноная, кислоты пальмитолеиновая, арахиновая) - 0,5-1,2
Предлагаемый способ очистки сточных вод мясокомбинатов и получения жирового концентрата позволяет по сравнению с прототипом:
- уменьшить расход электроэнергии за счет проведения термообработки под вакуумом относительно небольшого, по сравнению с объемом сточных вод, объема выделенной жиромассы;
- совместить процесс термообработки с дезодорацией полученного концентрата;
- сократить расход комплексного коагулянта за счет удаления основного количества жира из сточных вод методом безреактивной напорной флотации;
- получить жировой концентрат, который не содержит вредных примесей, обусловленных применением коагулянтов, флокулянтов и отработанных гальванических электролитов, и имеет жирнокислотный состав, соответствующий жирнокислотному составу технического жира.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, включающее заявленное изобретение, предназначено для использования при очистке сточных вод мясокомбинатов;
- для заявленного изобретения подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке методов;
- средство, составляющее предмет изобретения, способно обеспечить достижение технического результата.

Изобретение предназначено для очистки сточных вод мясокомбинатов с выделением жиромассы из производственных стоков и превращением ее в товарный продукт (жировой концентрат) путем дальнейшей термической обработки. Для осуществления способа отделение жиромассы проводят путем напорной флотации без применения реагентов, а термообработку полученной жиромассы проводят в две стадии под вакуумом при лопастном перемешивании, причем на первой стадии термообработку осуществляют при температуре 70-90^oС и остаточном давлении 30-40 кПа до полного обезвоживания продукта, на второй стадии осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы при температуре 130-150^oС и остаточном давлении 15-20 кПа в течение 0,5-1,0 ч с последующим охлаждением и сливом готового продукта - жирового концентрата и доочисткой оставшихся сточных вод известным способом. Напорную флотацию проводят при избыточном давлении 0,3-0,4 МПа при содержании воздуха в водо-воздушной эмульсии 1,0-4,0% по объему; основную жировую составляющую снимают после безреагентной флотации при содержании жиров в сточных водах на входе 1500-2000 мг/л и до 110-150 мг/л на выходе. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки и получение жирового концентрата без примесей, с жирокислотным составом, соответствующим составу технического жира. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ очистки сточных вод мясокомбинатов и получения жирового концентрата, включающий выделение жиромассы из производственных стоков мясокомбината, отделение механических примесей и термическую обработку, отличающийся тем, что отделение жиромассы проводят путем напорной флотации без применения реагентов, а термообработку полученной жиромассы проводят в две стадии под вакуумом при лопастном перемешивании, причем на первой стадии термообработку осуществляют при температуре 70-90^oС и остаточном давлении 30-40 кПа до полного обезвоживания продукта; на второй стадии осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы при температуре 130-150^oС и остаточном давлении 15-20 кПа в течение 0,5-1,0 ч с последующим охлаждением и сливом готового продукта - жирового концентрата. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напорную флотацию проводят при избыточном давлении 0,3-0,4 МПа при содержании воздуха в водовоздушной эмульсии 1,0-4,0% по объему. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что основная жировая составляющая снимается после безреагентной флотации при содержании жиров в сточных водах на входе 1500-2000 мг/л и до 110-150 мг/л на выходе. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что получаемый жировой концентрат не содержит посторонних вредных примесей, обусловленных применением коагулянтов, флокулянтов и отработанных гальванических электролитов, и имеет жирнокислотный состав, соответствующий жирнокислотному составу технического жира.