Способ очистки жиросодержащих сточных вод Советский патент 1992 года по МПК B01D39/20 

Изобретение относится к способам очистки жиросодержащих сточных вод, в частности к очистке сточных вод рыбоперерабатывающей промышленности (СВ) от охлаждения продукции после стерилизации консервов в автоклавах

Известен способ очистки СВ рыбоконсервных заводов, основанных на пропускании СВ через трубчатый фильтр типа ВТУ 05/2 с полупроницаемыми стенками изацетатцеллюлозы.

Рекомендуемый режим осуществления процесса: рабочее давление ,25 МПа, скорость потока жидкости над мембраной V 5 м/с, температура 27-28°С. При содержании взвешенных веществ в исходной воде 47-99,6 мг/л эффект очистки составил 100%, при химическом потреблении кислорода (ХПК) исходной воды до 200 мгл эффект очистки по ХПК составил 40%

Недостатками данного способа являются использование ацетатцеллюлозных фильтров, которые при продолжительной эксплуатации в условиях повышенной температуры подвержены гидролизу, это приводит к необратимому ухудшению их свойств с временем и к необходимости их замены, срок службы ВТУ около года.

Используемые фильтры подвержены биологической агрессии, кроме того, их регенерация очень затруднена. Процесс очистки предполагает большие энергетические затраты. Температура исходной воды составляет около 40°С, а процесс осуществляют при t 27-28°C, что предполагает потерю тепла. Кроме того, недостаточно высок и эффект очистки по ХПК-40% (ХПК очищенной воды - 120 мг/л).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ очистки жиросодержащих сточных вод на полимерных, керамических и графитовых трубчатых фильтрах с наработкой динамического слоя на поверхности,

Однако известный способ не обеспечивает эффектной очистки по ХПК и взвешенным веществам (см.таблицу).

6

XI ON ГО IsO 00 СО

Целью изобретения является повышение степени очистки жиросодержащих сточ- ных вод от охлаждения консервов на рыбоперерабатывающих предприятиях и эффективности процесса в целом.

Поставленная цель достигается тем, что при пропускании СВ, содержащих взвешенные вещества до 65,0 мг/л и ХПК до 350 мг/л через металлический трубчатый фильтр, выполняющий роль подложки, при постепенном повышении давления на внутренней поверхности трубок, в результате сорбции дисперсных частиц образуется слой, препятствующий прохождению частиц загрязнений в фильтрат.

С ростом толщины слоя осадка уменьшается сила сцепления частиц друг с другом и верхние частицы загрязнений смываются с наработанного слоя за счет тангенциального потока СВ, что позволяет увеличить время фильтроцикла. Трубчатые фильтры устанавливают горизонтально.

Пример. Перед началом фильтрования в течении 2,5-3,0 ч осуществляют наработку слоя осадка на поверхности трубчатого фильтра из металлического материала - крупнопористое никелевое основнаие с ва- куумно-напыленным мелкопористым никелем. Наработку слоя из загрязняющих СВ веществ проводят в следующей последовательности: емкость исходного раствора заполняют СВ. По замкнутому контуру, включающему исходный резерзвуар 1 - центробежный насос 2 - трубчатый фильтр 3 - исходный резервуар 1 проводят циркуляцию исходной СВ в течение 20 мин при закрытых вентилях на линии очищенной воды. Это способствует начальному образованию слоя в результате сорбции загрязнений на поверхности мембранного фильтра и предотвращает закупоривание внутрипорового пространства, что отрицательно сказывается как на удельной производительности процесса, эффекте очистки, так и на процессе регенерации фильтра. Вентиль на байпасной линии открыт наполовину. Далее постепенно открывается вентиль на линии очищенной воды, при этом часть очищенной воды возвращается в исходный резервуар 1. С целью получения равномерного слоя по всей поверхности фильтра, давление в системе повышают путем постепенного закрытия вентиля. Давление повышают медленно, без резких скачков и к концу операции образования слоя (2,5-3,0) час достигает 0,10-0,15 МПа, при котором и ведется фильтрование, при этом скорость потока жидкости над поверхностью фильтра составляет 2,0 - 2,5 м/с.

Давление и скорость потока жидкости над поверхностью фильтра регулируют с помощью вентилей.

По окончании образования слоя очищенную воду отводят в емкость и далее по назначению - повторное или оборотное использование. Количество очищенной воды

составляет 98-99 % от исходного объема обрабатываемой воды,

В таблице приведены доказательства обеспечения эффективности заявляемого способа очистки по сравнению с известным

0 способом.

Анализ данных, приведенных в таблице показывает, что предлагаемый способ имеет ряд существенных преимуществ: меньшая толщина стенки фильтра и особенно

5 напыленного слоя предполагают меньшее сопротивление потоку фильтруемой воды и получение большей удельной производительности при меньших значениях давления, что повышает эффективность процесса

0 с технологической (большая производитель- ност по очищенной воде) и экономической (меньшая площадь фильтрации, экономия электроэнергии за счет использования меньших по мощности насосов) точек зре5 ния.

Использование же полимерных или керамических и графитовых фильтров с диаметром пор мкм, толщиной стенки 3 - 5 мм, ведет к более быстрому снижению

0 удельной производительности вследствие закупорки множества извилистых пор, в которых задерживается значительное количество вещества и зачастую извлечение этих веществ при регенерации трудно или невоз5 можно и представляет опасность для развития микроорганизмов, которые попадают в очищаемую воду. Выше рассмотренные фильтры имеют большее гидравлическое сопротивление, Рекомендуемое давление

0 проведения процесса 0,5 МПа. При таком значении давления согласно таблице, в известном способе после фильтрования в течение 2,7 ч (97,2 102с) производительность фильтра составила 59,0 л/м2. ч, т.е. 1,64

К Т О

5 10 м /м-с. В предложенном способе при Р 0,15 МПа и t 25°С, производительность составила 52,б л/м ч (1,26 10 ), т.е. давление в (0,5 МПа : 0,15 МПа) 3,33 раза больше, а производительность всего в 1,1 ра0 за. При дальнейшем фильтровании производительность известного способа еще быстрее снижается и ресурс фильтров оказывается меньше, чем при проведении процесса при низком давлении, объясняемое тем, что повы5 шение давления приводит к росту производительности лишь в начале фильтрования, но одновременно увеличивается скорость заби- тия пор фильтров загрязнениями, содержащимися в воде, в результате чего повышение

давления приводит к уплотнению образованного слоя осадка, возрастанию гидравлического сопротивления и, как следствие, к значительному уменьшению производительности.

Кроме того, проведенные исследования с использованием мембран известного способа для очистки сточных вод от охлаждения консервантов показали, что при проведении процесса в рекомендованном давлении Р 0,5 МПа, а время образования слоя 1,5 ч, при исходной концентрации загрязнений по ХПК равной 100,5 мг/л в очищенной воде значение ХПК составило 53,8 мг/л - эффект очистки 46,5%, тогда как при применении никелевого фильтра при Р 0,15 МПа, t 25°С и СИСхХПК 97,0 мг/л, в очищенной воде значение ХПК составило 14,4 мг/л, эффект очистки 85,1 %. Более низкое значение эффективности очистки в известном способе связано с увеличением продольных напряжений сдвига на входе струи в пооу фильтра при Р 0,5 МПа, и как результат этого с десорбцией, продавлива- нием и проскоком загрязнений через фильтр.

Кроме того, установка трубчатых фильтров в вертикальном положении, как в прото- типе.приводит куменьшениюдвижущей силы процесса -давления на величину гидравлического напора, необходимого для поднятия жидкости на определенную высоту.

Намывание слоя загрязнений при постоянно открытом вентиле на линии очищенной воды, предполагает закупоривание внутрипористого пространства фильтра загрязнениями и их попадание в очищаемую воду.

Использование в схеме очистки сепаратора потребует дополнительные площади,

увеличение эксплуатационных и капитальных затрат, усложняется схема очистки, его промывки и т.д.

Затруднена регенерация фильтров. Для регенерации используют щелочные соли

МЛ-51, лабомид, что предполагает дополнительное загрязнение и необходимость в последующем обезвреживании получаемых растворов.

Температура проведения процесса в

прототипе не превышает 20 - 25°С, а при большей температуре (до 40°) возрастает растворимость жировых веществ, что приводит к еще большему снижению эффекта очистки.

Формула изобретения

Способ очистки жиросодержащих сточных вод, включающий фильтрование через трубчатые фильтры с наработкой динамического слоя, отличающийся тем, что, с

целью повышения степени очистки сточных вод от охлаждения консервов на рыбоперерабатывающих предприятиях и эффективности способа, процесс фильтрования ведут на горизонтально установленных фильтрах,

представляющих крупнопористое никелевое основание с вакуумно напыленным мелкопористым никелем, после наработки слоя осадка на его поверхности в течение 2,5 - 3,0 ч с постепенным повышением давления

до 0,10 - 0,15 МПа и скорости движения жидкости 2,0 - 2,5 м/с.

I

Известный способ

т

в

я,

Пористый, полимерный или неорганический(графит, керамика)

3-8

3-5

Симметричная Вертикальная

0,5 20-25

До 358

Сепаратор

Вентиль на линии очищенной воды

1,0-1,5

С использованием моющих средств - щелочные соли МЛ-51, лабомид

,5

0,5 МПа G 59,0 л/м2.ч

Предложенный способ

Крупнопористое, никелевое основание с вакуумно напыленным микропористым никелем

0,1 0,5

Асимметричная Горизонтальная

0,1-0,15 20-40

До М

Не используются

Вентиль на линии очищенной воды в начале намывания закрыт в течение 20 мин

2,5-3,0

Сброс давления и промывка фильтратом

0,15 МПа, G 52,6 л/м2-ч

85,1

100

in

со

Использование: очистка сточных вод рыбоперерабатывающей промышленности. Сущность изобретения: сточные воды фильтруют через трубчатые фильтры, представляющие крупнопористое никелевое основание с вакуумно-напыленным мелкопористым никелем с наработкой динамического слоя осадка на его поверхности в течение 2,5-3,0 ч с постепенным повышением давления до 0,1-0,5 МПа и скорости движения жидкости до 2,0-2,5 м/с. 1 н.з.п.ф-лы. 1 табл.,1 ил.