Очистка сточных вод рыбоперерабатывающих предприятий камчатского края. Часть 3.

Страницы: 1 2 3

---

3.4 Биологический метод очистки сточных вод

 

Биологические методы очистки сточных вод основываются на естественных процессах жизнедеятельности гетеротрофных микроорганизмов. Микроорганизмы, как известно, обладают целым рядом особых свойств, из которых следует выделить три основных, широко используемых для целей очистки:

1. Способность потреблять в качестве источников питания самые разнообразные органические (и некоторые неорганические) соединения для получения энергии и обеспечения своего функционирования.

2. Во-вторых, это свойство быстро размножаться. В среднем число бактериальных клеток удваивается через каждые 30 мин. По утверждению проф. Н.П. Блинова, если бы микроорганизмы могли беспрепятственно размножаться, то при наличии достаточного питания и соответствующих условий за 5 — 7 дней масса только одного вида микроорганизмов заполнила бы бассейны всех морей и океанов. Этого, однако, не происходит как из-за ограниченности источников питания, так и благодаря сложившемуся природному экологическому равновесию.

3. Способность образовывать колонии и скопления, которые сравнительно легко можно отделить от очищенной воды после завершения процессов изъятия содержавшихся в ней загрязнений.

В живой микробиальной клетке непрерывно и одновременно протекают два процесса — распад молекул (катаболизм) и их синтез (анаболизм), составляющие в целом процесс обмена веществ — метаболизм. Иными словами, процессы деструкции потребляемых микроорганизмами органических соединений неразрывно связаны с процессами биосинтеза новых микробиальных клеток, различных промежуточных или конечных продуктов, на проведение которых расходуется энергия, получаемая микробиальной клеткой в результате потребления питательных веществ. Источником питания для гетеротрофных микроорганизмов являются углеводы, жиры, белки, спирты и т.д., которые могут расщепляться ими либо в аэробных, либо в анаэробных условиях.

По расчетам некоторых специалистов, при концентрации растворенных органических загрязнений, оцениваемых показателем БПКполн до 1000 мг/л наиболее выгодно применение аэробных методов очистки. При концентрациях БПКполн от 1000 до 5000 мг/л экономические показатели аэробных и анаэробных методов будут практически одинаковыми. При концентрациях же свыше 5000 мг/л более целесообразным будет применение анаэробных методов. Однако, при этом следует принимать во внимание не только концентрацию загрязнений, но и расходы сточных вод, а также тот факт, что анаэробные методы приводят к образованию таких конечных продуктов, как метан, аммиак, сероводород и др. и не позволяют получить качество очищенной воды, сопоставимое с качеством очистки аэробными методами.

В аэрационных сооружениях микробиальная масса пребывает во взвешенном в жидкости состоянии в виде отдельных хлопьев, представляющих собой зооглейные скопления микроорганизмов, простейших и более высокоорганизованных представителей фауны (коловратки, черви, личинки насекомых), а также водных грибов и дрожжей. Этот биоценоз организмов, развивающихся в аэробных условиях на органических загрязнениях, содержащихся в сточной воде, получил название активного ила. Доминирующая роль в нем принадлежит различным группам бактерий — одноклеточным подвижным микроорганизмам с достаточно прочной внешней мембраной, способным не только извлекать из воды, растворенные и взвешенные в ней органические вещества, но и самоорганизовываться в колонии — хлопья, сравнительно легко отделимые затем от очищенной воды, например отстаиванием как предложено в данном проекте. Размер хлопьев зависит как от вида бактерий, наличия и характера загрязнений, так и от внешних факторов — температуры среды, гидродинамических условий в аэрационном сооружении и пр.

Хлопьеобразующая способность активного ила зависит главным образом от наличия питательных веществ: при слишком высоком их содержании происходят рассеивание колоний и появление нитчатых форм микроорганизмов; при их недостатке, хотя нитчатые формы микроорганизмов практически отсутствуют, размеры хлопьев ила уменьшаются и ухудшаются его седиментационные свойства. Бактерии имеют такую высокую скорость воспроизводства, что в условиях избыточного питания и отсутствия внешних сдерживающих их рост факторов 1 мг бактерий за 1 сутки может привести к образованию десятков тонн живой микробиальной массы. Собственно на этой способности к быстрому размножению и, следовательно, высокой скорости потребления питательных веществ и основано на использовании биологических методов очистки сточных вод.

Роль других микроорганизмов и простейших в активном иле заключается в поддержании определенного равновесия видового и количественного состава ила, хорошо приспособленного к тем или иным условиям, господствующим в аэрационном сооружении, а также полноты протекания биохимических превращений, которым подвергаются органические соединения.

По современным представлениям, активный ил — это скопление микроорганизмов, в которых клетки окутаны густой «паутиной» растворимых или слаборастворимых внеклеточных полимерных образований, состоящих из полисахаров, протеинов, рибонуклеиновых и дезоксинуклеиновых кислот (РНК, ДНК), которые содержат много «ключевых» функциональных групп (карбоксильные, гидроксильные, сульфгидрильные и др.), ведущих себя как анионные связующие площадки. Биохимическое и биофизическое взаимодействие между хлопьями ила и загрязнениями позволяет довольно быстро извлекать из воды и нерастворенные загрязнения за счет сорбции их активном илом, хотя они и не успевают гидролизоваться клеточным веществом. Следует отметить, что суммарная поверхность микроорганизмов достигает 100 м2 на 1 г сухого вещества ила, что в свою очередь объясняет огромную сорбционную способность ила и потребность в эффективном перемешивании содержимого бассейна. Однако основная масса изъятых таким образом мелкодисперсных и коллоидных загрязнений, не задержанных в осветлителях — перегнивателях, не гидролизуется и, следовательно, не окисляется активным илом, что приводит лишь к весовому увеличению массы ила в аэрационном сооружении.

Можно сделать следующие весьма важные для технической реализации процесса заключения:

— при биологической очистке значительная часть загрязнений, содержащихся в сточных водах, трансформируется в биологическую массу или, иными словами, растворенные и инертные взвешенные органические вещества в результате метаболической активности микроорганизмов и сорбционной способности активного ила превращаются в биологическую массу, сравнительно легко отделимую от очищенной воды;

— длительность изъятия и окисления содержащихся в сточной воде органических загрязнений будет тем короче, чем дольше масса микроорганизмов будет в контакте с ними;

— при падении содержания органических веществ в очищаемой жидкости ниже определенного предела жизнедеятельность микроорганизмов продолжается, но уже либо за счет накопленных питательных веществ, либо за счет их собственной массы, т.е. отмирания и окисления микроорганизмов со снижением общей их массы (процесс самоокисления).

Установлено, что микробиальная масса, подвергшаяся воздействию фазы самоокисления, будучи введена снова в контакт с питательной средой, восстанавливает свою прежнюю метаболическую активность со значительной задержкой по сравнению с биомассой, не подвергавшейся этому воздействию.

Если нагрузка на ил велика, то активный ил с ней не справится и требуемое качество очистки не будет обеспечено. Если же нагрузка на ил будет мала, то активный ил будет испытывать недостаток питания и, следовательно, «не дорабатывать», а в определенных границах недогрузки будет иметь место самоокисление активного ила и падение рабочей дозы ила в аэротенке.

Исходя из нагрузки на активный ил, аэротенк может быть охарактеризован как высоконагружаемый при нагрузках свыше 0,5 г БПКполн на 1 г беззольного вещества сухого ила в сутки, имеющий среднюю нагрузку в пределах 0,15 — 0,5 г БПКполн на 1 г беззольного вещества сухого ила в сутки и низконагруженный в пределах ~ 0,065 — 0,15 г БПКполн 1 га 1 г беззольного вещества сухого ила в сутки.

При нагрузках менее -0,065 г БПК на 1 г беззольного вещества ила имеет место так называемая «продленная аэрация», при которой происходит самоокисление определенного количества активного ила.

В большинстве применяемых в настоящее время систем очистки в аэротенках процесс отделения активного ила осуществляется гравитационным путем, т.е. отстаиванием, при котором активный ил осаждается на дно отстойного сооружения и несколько уплотняется, после чего может быть возвращен в аэрационное сооружение. Хорошо оседающий ил имеет иловый индекс от 60-90 до 120-150 мл/г в зависимости от технологического режима работы аэрационных сооружений и состава сточных вод. Как перегрузка, так и недогрузка активного ила по загрязнениям (помимо прочих факторов) приводят к резкому увеличению илового индекса, названному «вспуханием» ила, и повышенному выносу его с очищенной сточной водой. Следовательно, дозу ила следует рассматривать как оптимальную концентрацию активного ила в аэрационном сооружении, складывающуюся под воздействием различных факторов, характеризующих тот или иной технологический режим работы аэрационных сооружений, сооружений илоотделения и пр. В этой связи уместно говорить лишь о некоторых средних значениях дозы ила в аэрационных сооружениях, отметив, что она может колебаться в пределах 3-5 г/л — при продленной аэрации; 3 — 4 г/л — при низких нагрузках на ил; 2,5 — 3,5 г/л — при средних и 2 — 3 г/ л — при высоких нагрузках.

Эффективность работы аэрационных сооружений оценивается такими показателями, как степень очистки по БПКполн,(ХПК), прирост ила остаточные концентрации в очищенной воде БПКполн, азота аммонийного нитритов, нитратов, соединений фосфора или какого-либо конкретного загрязнения, взвешенных веществ после отделения ила. Оценка проводится на основе лабораторных анализов по определению качества поступающей в сооружения биологической очистки и выходящей из них сточной воды по всем показателям, а также по определению дозы ила, концентрации растворенного кислорода, температуры, рН и др.

Работа аэрационных сооружений оценивается также такими энергетическими показателями, как расход электроэнергии на снятие единицы массы загрязнений, например, кВт-ч на 1 кг БПКполн (или ХПК); расход энергии или воздуха на очистку 1 м3 сточной воды. Однако следует иметь в виду, что эти показатели зависят также от эффективности подачи в аэротенк и распределения в нем воздуха (или кислорода), перемешивания всего содержимого бассейна и пр., что, строго говоря, не относится к биохимическим аспектам процесса очистки сточных вод в аэрационных сооружениях.

При пуске в работу вновь построенных аэротенков необходимая рабочая доза активного ила в них создается путем наращивания биомассы за счет аэрации сточной воды, в которой всегда находятся различные виды микроорганизмов. При этом расход сточной воды через аэротенк постепенно увеличивается по мере наращивания дозы ила. На вывод аэротенка в расчетный режим работы может потребоваться 2-4 недели, в зависимости от температурных (и ряда других) условий. В расчетном режиме работы аэротенков их функционирование обеспечивается тем, что после отделения от очищенной воды в сооружениях илоотделения, активный ил возвращается в аэротенки. Это означает, что активный ил в проточных условиях постоянно циркулирует между аэротенками и сооружениями илоотделения (вторичными отстойниками).

Однако, в процессе биологической очистки сточных вод в аэротенках растворенные органические вещества, а также неосаждающиеся тонкодиспергированные и коллоидные вещества переходят в активный ил, обуславливая прирост исходной биомассы. Чтобы не допустить повышения дозы ила против оптимальных значений (что привело бы, к повышенному выносу взвешенных веществ из вторичных отстойников), в аэротенк возвращается лишь то количество ила, которое поддерживает его расчетную рабочую дозу в нем. Остальной ил в виде убыточного, т.е. не требующегося для целей биологической очистки, удаляется из системы аэротенк — илоотделитель на обработку и ликвидацию.

Схема реализации биологического процесса очистки сточной воды в проточном режиме в аэротенках с возвратом ила из вторичных отстойников и выведением избыточного ила на обработку получила название классической аэрации.
Эта схема включает аэрационные и отстойные сооружения, оборудование и коммуникации для подачи и распределения сточных вод по аэротенкам, сбора и подачи иловой смеси на илоотделение, отведения очищенной воды, обеспечения возврата в аэротенки циркуляционного активного ила и удаления избыточного ила, подачи и распределения воздуха в аэротенках. По этой схеме активный ил подается сосредоточенно на вход в аэротенк, туда же подается и подлежащая биологической очистке сточная вода после обработки в осветлителе — перегнивателе. В результате смешения воды и активного ила образуется иловая смесь. В процессе ее движения к выходу из аэротенка обеспечивается необходимая для протекания биохимических реакций длительность контакта активного ила с загрязнениями. Аэротенк — смеситель устраивается в виде прямоугольного резервуара, подземная часть высотой 1,80 м, разделенный на секции шириной 6,0 м с продольными разделительными перегородками через 3,0 м, по которым иловая смесь протекает от входа в аэротенк к выходу из него при постоянном перемешивании и обеспечении кислородом воздуха. Пребывание иловой смеси в отстойных сооружениях приводит к ее разделению под действием гравитационных сил на биологически очищенную воду и активный ил, оседающий и уплотняющийся в нижней иловой части отстойного сооружения. Концентрация ила в ней за время разделения иловой смеси может достигать 6 — 10 г/л по сухому веществу в зависимости от концентрации ила в поступающей иловой смеси, условий отстаивания и конструктивных особенностей отстойного сооружения.

Поскольку концентрация ила из отстойных сооружений в 2 — 4 раза выше дозы ила, поддерживаемой в аэротенке (из условия эффективного последующего разделения иловой смеси), то циркуляционный расход может составлять 30 — 60% расхода поступающей на очистку сточной воды.

Для биологической очистки сточных вод мясокомбинатов и птицефабрик предусматривают аэротенки-смесители, обеспечивающие относительное постоянство условий, в которых находится активный ил. В основу этой модификации положена идея о том, что порция сточной жидкости, подлежащей очистке, должна быть быстро распределена в как можно большем объеме аэротенка. Это приведет к тому, что все зоны аэротенка будут содержать одинаковую смесь загрязнений, подвергшихся различной степени воздействия активного ила.

Выходящая из аэротенка жидкость может содержать в таком случае и мельчайшие частицы практически неокисленных загрязнений. Однако, при правильно рассчитанном объеме сооружения и достаточной степени перемешивания возможность проскока существенных порций неочищенной жидкости сводится к минимуму. Главное преимущество этих сооружений заключается в возможности сглаживания залповых или шоковых нагрузок на активный ил, которые могут быть при работе аэротенка в режиме вытеснителя, в случае высоких концентраций загрязнений или наличия токсичных веществ в поступающей на очистку сточной воде. Возможность исключения проскока достигается равномерным распределением поступающих в аэротенк жидкости и ила, а также интенсивным перемешиванием всего содержимого аэротенка и равномерным отводом иловой смеси из него.

Опыт показывает, что при БПКполн поступающей сточной воды до 300 мг/л целесообразно применение аэротенков-вытеснителей. Введение в них отделений регенерации активного ила предусматривается при концентрациях БПКполн выше 150 мг/л. Считается, что лишь в этом случае она дает оправданные технологические и технико-экономические преимущества перед схемами без регенерации. В этом же диапазоне концентраций загрязнений могут применяться и аэротенки с рассредоточенным впуском воды.

При концентрациях загрязнений, оцениваемых БПКполн, свыше 300 мг/л, более целесообразным является применение аэротенков-смесителей. Чем выше исходная концентрация загрязнений, тем выше экономическая целесообразность их применения.

Конструктивное оформление аэротенков определяется пропускной способностью очистных сооружений, исходными характеристиками подлежащей очистке сточной воды, определяющими режим работы аэротенков, типом аэрационного оборудования для подачи воздуха и перемешивания, конструкцией других сооружений, включаемых в технологическую схему очистки сточной воды и др. При конструировании решаются вопросы оптимального расположения коммуникаций, подводящих к аэротенкам сточную воду на очистку, циркуляционный активный ил, воздух, коммуникаций, отводящих иловую смесь из аэротенков в сооружения илоотделения, и избыточного активного ила на обработку. Под оптимальным понимается взаимное расположение коммуникаций, обеспечивающее возможность работы аэротенков по заданной технологической схеме, удобство контроля и управления, оперативное переключение в случае плановой или непредвиденной остановки сооружения для ремонта и пр. Одним из важных требований при этом является обеспечение минимальной длины коммуникаций из соображений как снижения строительных затрат, так и оптимизации высотной схемы расположения сооружений.

Для очистных сооружений применяются, главным образом, прямоугольные в плане аэротенки с пневматической аэрацией. Для сравнительно небольших очистных сооружений применяются как прямоугольные, так и круглые в плане аэротенки с пневматической, механической или пневмомеханической аэрацией. Одной из существенных характеристик аэротенков является их связь с сооружениями последующего разделения иловой смеси. С этой точки зрения различают аэротенки с отдельными отстойными сооружениями, т.е. с независимым друг от друга гидравлическим режимом работы аэротенков и вторичных отстойников, и аэротенки-отстойники, в которых эти два сооружения определенным образом гидравлически связаны и взаимозависимы. В данном проекте предложен аэротенк-смеситель с пневматической системой аэрации с отдельным сооружением илоотделения – вторичным отстойником.

Аэротенки с отдельными сооружениями илоотделения характеризуются тем, что иловая смесь из них выводится и направляется в отстойные сооружения, из которых возврат циркуляционного активного ила осуществляется принудительно либо насосными установками, либо эрлифтами. Такие аэротенки могут применяться на очистных сооружениях практически любой пропускной способности, но наиболее часто на крупных и средних.
Выше отмечалось, что применительно к аэротенкам различают системы аэрации: 1) пневматическую; 2) механическую; 3) смешанную, или комбинированную. Некоторые исследователи выделяют и группу гидравлических или струйных аэраторов. В данном проекте предлагается аэротенк – смеситель с пневматической мелкопузырчатой системой аэрации.

В зависимости от типа применяемых аэраторов различают мелко-, средне- и крупнопузырчатую аэрацию. При мелкопузырчатой аэрации крупность пузырьков воздуха составляет от 1 до 4 мм, при среднепузырчатой — от 5 до 10 мм, при крупнопузырчатой — более 10 мм.

К мелкопузырчатым аэраторам относятся керамические, тканевые и пластиковые аэраторы, а также аэраторы форсуночного и ударного типов. К среднепузырчатым — перфорированные трубы, щелевые аэраторы и др. К крупнопузырчатым — открытые снизу вертикальные трубы, а также сопла.

В аэротенках — смесителях необходимо установить мелкопузырчатую пневматическую систему аэрации.
Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после биоокислителей и служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков.

Эффективность работы вторичных отстойников определяет конечный эффект очистки воды от взвешенных веществ.
Для технологических схем биологической очистки сточных вод в аэротенках вторичные отстойники в какой-то степени определяют также объем аэрационных сооружений, зависящий от концентрации возвратного ила и степени его рециркуляции, способности отстойников эффективно разделять высококонцентрированные иловые смеси.
Иловая смесь, поступающая из аэротенков во вторичные отстойники, представляет собой гетерогенную (многофазную) систему, в которой дисперсионной средой служит биологически очищенная сточная вода, а основным компонентом дисперсной фазы являются хлопки активного ила, сформированные в виде сложной трехуровневой клеточной структуры, окруженной экзоклеточным веществом биополимерного состава.

Важнейшим свойством иловой смеси как дисперсной системы является ее агрегативная неустойчивость, которая выражается в изменении диаметра хлопков активного ила в пределах от 20 до 300 мкм в зависимости от интенсивности турбулентного перемешивания.

При снижении интенсивности турбулентного перемешивания и последующем отстаивании иловой смеси в результате биофлокуляции происходит агрегирование хлопков активного ила в хлопья размером от 1 до 5 мм, которые осаждаются под воздействием силы тяжести.

Осаждение хлопьев активного ила (при его концентрации в иловой смеси более 0,5- 1 г/л) происходит с образованием видимой границы раздела фаз между осветляемой водой и илом.

Гидродинамический режим работы вторичных отстойников формируется в результате совокупного воздействия следующих гидродинамических условий:

— режим впуска иловой смеси в сооружение, оцениваемый скоростью ее входа и определяющий интенсивность взаимодействия входящего потока с потоками оседающего ила и осветляемой воды;

— процесс сбора осветленной воды, определяемый в основном скоростью подхода воды к сборному лотку и его удаленностью от уровня осевшего ила;

— режим отсоса осевшего ила, определяемый скоростью входа ила в сосуны илососа, уровнем стояния ила и удаленностью сосунов от сборного лотка.

Интенсификация процесса гравитационного илоразделения достигается за счет низкоградиентного перемешивания иловой смеси с помощью стержневых перемешивающих устройств. По результатам исследований, наилучшие результаты обеспечиваются при использовании стержней полукруглого сечения (d = 50…100 мм), воздействующих на иловую смесь по всей высоте зоны илоразделения. Под воздействием низкоградиентного перемешивания улучшается флокуляция хлопьев активного ила, уплотняется их структура и, как следствие, на 20 -30% повышается концентрация удаляемого возвратного активного ила при снижении конечной концентрации взвешенных веществ в осветленной воде до 8-15 мг/л по сравнению с 15-25 мг/л при гравитационном разделении иловой смеси без перемешивания.

Повышение эффективности процесса гравитационного илоразделения достигается также при использовании взвешенного слоя активного ила, в котором, как в контактной среде, интенсифицируется хлопьеобразование и с последующим доосветлением надъиловой воды в слое высотой Н = 2…3 м возможно снижение концентрации взвешенных веществ в осветленной воде до 5…7 мг/л.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций небольшой пропускной способности применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станция средней и большой пропускной способности (более 15 000 м3/сут) — горизонтальные и радиальные.

Вертикальные вторичные отстойники по своей конструкции подразделяются на следующие:

— круглые в плане с конической иловой частью, по конструкции аналогичные первичным, но с меньшей высотой зоны отстаивания;

— квадратные в плане (12×12 м, 14×14 м) с четырехбункерной пирамидальной иловой частью.

Преимуществом вертикальных вторичных отстойников являются удобство удаления из них осевшего ила под гидростатическим давлением, компактность расположения при их блокировке с аэротенками, простота конструкции ввиду отсутствия движущихся частей, возможность использования взвешенного слоя активного ила.

Однако они имеют ряд недостатков, из которых основным является большая глубина вертикальных отстойников, что повышает стоимость их строительства, особенно при высоком уровне стояния грунтовых вод. Недостаточный уклон стенок бункера приводит к залеживанию осевшего активного ила и развитию в нем анаэробных процессов.

Для обеспечения минимального выноса загрязнений из вторичных отстойников очень важное значение имеет тщательное сгребание и постоянное удаление выпадающего в осадок активного ила. При залеживании ила на днище, особенно при достаточно глубокой развитости процесса нитрификации в аэротенках, возможна и практически неизбежна его денитрификация, приводящая к всплыванию комков ила и его выноса с потоком осветленной воды.

 

4.Технологическая схема очистки сточных вод

 

Выбор методов очистки сточных вод и определение состава сооружений представляет собой сложную технико-экономическую задачу и зависят от многих факторов: расхода сточных вод и мощности водоема, расчета необходимой степени очистки, рельефа местности, характера грунтов, энергетических затрат и др.

Расчет необходимой степени очистки показывает, какой эффект задержания загрязняющих веществ необходимо достичь на очистных сооружениях.

В качестве примера был выбран рыбоперерабатывающий завод предприятия ООО “Дельта-Фиш”, расположенный в Усть-Камчатском районе. Завод оснащен современным рыбоперерабатывающим оборудованием. Мощность переработки составляет до 115 тонн в сутки.

Производственно-бытовые сточные воды от рыбоперерабатывающего завода в количестве 250 тыс. м3 в год или 685 м3/сут поступают на очистные сооружения производительностью 700 м3/сут. Основными загрязнителями сточных вод с фабрики являются производственный цех, бытовые помещения, столовая, прачечная.

Работа предприятия по переработке рыбы направлена на выпуск рыбной продукции. В ее ассортимент входят: рыба охлажденная, рыба мороженная: камбала, ленок, лосось, минтай, палтус, терпуг, треска; филе камбалы, минтая, трески; прочая мороженая продукция. Консервы: «ассорти деликатесное», «горбуша, кета, нерка натуральная», «рагу из лососевых натуральное», «уха из лососевых натуральная», «кукумария натуральная», «печень минтая, трески по-приморски», «печень минтая, трески натуральная», «кальмар, щупальца кальмара натуральные», «сельдь натуральная», «сайра натуральная», «икра макруруса, минтая, лососевая». Деликатесная продукция в вакуумной упаковке.

Основное рыбообрабатывающее оборудование составляют устройства для выгрузки, транспортирования рыбы и рыбной продукции, машины для мойки, сортирования, разделывания консервирования рыбы и морепродуктов, изготовления рыбной муки, жира, витаминных и технических продуктов, а также оборудования для приведения продукции в товарный вид, оборудования жестянобаночного производства и др.

Технологическая схема производства филе из целой рыбы включает сортировку, и мойку, взвешивание, снятие чешуи, удаление внутренностей, филетирование, зачистку филе, расфасовку, охлаждение или замораживание. С хорошо отмытой от слизи и загрязнений рыбы снимают чешую полностью, далее рыбу разрезают по брюшку и удаляют внутренние органы без порезов желчного пузыря, так как желчь придает мясу рыбы горький вкус. Выпотрошенную рыбу моют до полного удаления остатков крови, слизи загрязнений. Филетирование рыбы может производиться вручную или машинным способом. Филе промывают водой и закрепляют в десяти процентном растворе хлористого натрия. После стекания остатков закрепительной жидкости филе укладывают в металлические формы. Расфасованное филе быстро замораживают в скороморозильных аппаратах.

Воду на рыбообрабатывающих предприятиях расходуют непосредственно при различных технологических процессах (размораживание, разбавление, варка, консервирования и т.д.), для мойки тары и оборудования в санитарно-гигиенических целях.

Источником водоснабжения рыбоперерабатывающего предприятия является городская сеть водопровода. Производственные и хозяйственно-бытовые стоки по раздельным выпускам самотеком поступают на канализационную насосную станцию и далее — по двум напорным трубопроводам на очистные сооружения глубокой биологической очистки.

Расходы воды и стоков определены в соответствии со СП 32.13330.2012; СНиП 3.05.04, САНПиН 2.3.4.050-96 (Таблица 4.1, Таблица 4.2).

Таблица 4.1- Расчетное водопотребление и водоотведение

 

Таблица 4.2- Баланс расходов водопотребления и водоотведения

 

Разница в расходах водопотребления и водоотведения 15,66 м3/сут складывается за счет безвозвратных потерь на подпитку технологического оборудования.

Сточные воды, поступающие с производственных цехов рыбозавода, подвергаются последовательно механической очистке и полной биологической очистке. На сооружениях механической очистки эффект снижения взвешенных веществ составляет 40- 60%, что приводит также к снижению величины БПКполн на 20 — 40%.

Сооружения локальной системы очистки располагаются непосредственной близости от мест образования сточных вод перед их сбросом. Сооружения предназначены для максимально возможного задержания отходов производства с целью их последующего использования, обеспечению нормальной работы внеплощадочных сетей и сооружений, предотвращения распространения болезнетворных микроорганизмов.

Сооружения биологической очистки обеспечивают снижение показателей загрязнений (после аэротенка и вторичных отстойников) по взвешенным веществам и по БПК5 до 15- 20 мг/л.

Ознакомившись с различными технологическими схемами и изучив существующие аппараты для очистки сточных вод возможно предложить следующую схему очистки сточных вод, указанную на рисунке 4.1

 

 

1 – сточная вода; 2 – приемник; 3 – решетки; 4 – песколовка; 5 – осветлители — перегниватели; 6 – аэротенк; 7 – вторичный вертикальный отстойник;8 – ершовый смеситель; 9 – контактный резервуар; 10 – выпуск; 11 – дробилки; 12 – бункер песка; 13 – газодувки; 14 – иловые поля; 15 – активный ил; 16 – избыточный активный ил.

На первом этапе сточная вода, поступающая на очистную станцию, проходит через решетки. Решетки являются первым элементом всех технологических схем очистки сточных вод. В данной работе предлагается установить вертикальную неподвижную решетку марки РММВ -1000 (Приложение А). Они устанавливаются в уширенных каналах перед песколовками. Ширина прозоров 16 мм. Количество задерживаемых отбросов на мясокомбинатах и птицефабриках – 0,35 л/м3. Влажность отбросов – 80 %, зольность – 7-8%, их плотность равна 750 кг/м3. Скорость протока сточных вод между стержнями решетки не превышает 1 м/с.

Сточные воды поступающие на решетку характеризуются следующими показателями:

— Концентрация загрязнений, мг/л:

— взвешенные вещества – 2300;

— хлориды – 1100;

— жиры – 1200;

— БПКполн мг О2/л – 1800;

— рН – 7,2.

Решетки выполняют из расположенных параллельно друг другу стальных стержней, закрепленных в раме для обеспечения их жесткости. Загрязнения, задерживаемые на стержнях при процеживании сточной воды, снимают механическими граблями, которые расположены перед стержнями.

Число работающих решеток – 1, дополнительно устанавливают 1 резервную решетку и предусматривают устройство обводной линии для пропуска воды в случае аварийного засора решеток.

При объеме отбросов 0,1 м3 в сутки и более последние (за исключением камня, стекла, металла и т. п.) подвергаются измельчению в дробилках. В измельченной массе частицы крупностью до 1 мм составляют 54%, а частицы крупностью от 1 до 8 мм — 46%. Для транспортирования размельченных отбросов в дробилки подается техническая вода. Расход воды, подаваемой к дробилке, следует определять из расчета 40 м3 на 1т отбросов.
Очистка решеток от задержанных ими отбросов производится механизировано. Снятые с решеток отбросы подаются в дробилку.

Механизированная очистка решеток производится движущимися граб-лями, приводимыми в движение от электродвигателя. Расход электроэнергии на работу механических граблей, транспортеров и дробилок составляет около 1кВт-ч на 1000 м3 сточных вод. Измельченную массу отводят в канал до решеток.

Отбросы ленточным транспортером передаются в дробилку, по пути из них удаляются не подлежащие дроблению предметы, которые периодически вывозятся за пределы очистных сооружений. Прочие отбросы перемещаются к питателю дробилки и после измельчения направляются в канал перед решетками по трубопроводу d=200 мм.
В состав установки входят дробилка Д-3 с электродвигателем и ленточные конвейеры (горизонтальный и наклонный).

Дробилки Д-3 имеют пропускную способность 0,3—1 т/ч.

В теплое время года отбросы с решеток посыпаются хлорной из-вестью во избежание привлечения мух.
Решетки размещают в отдельном отапливаемом помещении (tрасч. = 16° C) с кратностью обмена воздуха 5.
Помимо решеток и дробилок в здании устанавливают насос для подачи рабочей воды к дробилкам и гидроэлеваторам.

Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы не менее 1,2 м. Пол здания располагают не менее, чем на 0,5 м выше расчетного уровня воды в канале.

Отбросы с решеток направляются в дробилку и в виде пульпы сбрасываются в канал перед решеткой. Осадок из песколовок перекачивается в бункер для песка гидроэлеватором. Для обезвоживания сброженного осадка используются иловые площадки, дренажная вода с этих площадок перекачивается в канал перед контактным резервуаром.

В сточных водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется удаление осадка и уменьшается его текучесть. При этом могут происходить разделение осадка на тяжелую (песок с большой плотностью) и легкую (органическую с небольшим удельным весом) части и накопление песка в осветлителях — перегнивателях. Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопроводам. Возможны затруднения в работе и последующих сооружений в случае попадания в них песка. Поэтому в составе очистных сооружений за решетками проектируются специальные сооружения, называемые песколовками. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, и др.). Выделение песка в них происходит под действием силы тяжести. В данной дипломной работе была выбрана горизонтальная песколовка с круговым движением воды, как наиболее экономически целесообразная.

После песколовок очищаемая сточная вода попадает на следующий этап очистки в осветлитель – перегниватель. Наряду с отстаиванием сточных вод в нем происходит переработка выпавшего осадка. Конструктивно сооружение состоит из осветлителя с естественной аэрацией и перегнивателя.

Биологическая очистка сточных вод по этой схеме осуществляется в трехкоридорном аэротенке–смесителе с пневматической системой аэрацией. Аэротенк представляет собой открытый резервуар длинной 39 м, высотой 1,8 м, разделенный на три секции шириной 6,0 м с продольными разделительными перегородками через 3,0 м, в котором находится смесь активного ила и осветленной сточной воды.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк должен поступать воздух, который подается газодувками. Смесь очищенной сточной воды и активного ила из аэротенка направляется во вторичный вертикальный отстойник, где осаждается активный ил и основная его масса возвращается в аэротенк увеличивается за счет его прироста, поэтому часть его (избыточный активный ил) удаляется из вторичного отстойника на иловые поля. Очищенная сточная вода обеззараживается (хлорируется) в контактном резервуаре и сбрасывается в водоем. Перед контактными резервуарами проектируем ершовый смеситель, в который подается хлорная вода.

 

5. Безопасность жизнедеятельности при производстве работ

 

При выполнении работ, направленных на строительство очистных сооружений для очистки сточных вод рыбозавода необходимо соблюдать требования СНиП 12-03-2001 «Техника безопасности в строительстве».

Перед допуском к работе рабочих руководитель очистных сооружений обязан обеспечить их обучение и проведение инструктажа по безопасности труда в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004-2003, а также обеспечить рабочих инструкциями по охране труда, требования которых они обязаны выполнять в процессе трудовой деятельности.

Повторный инструктаж по безопасности труда необходимо проводить для всех рабочих не реже одного раза в три месяца.

Все лица, находящиеся на строительной площадке, обязаны носить защитные каски по ГОСТ 12.4.087-2003. Рабочие и инженерно-технические работники без защитных касок и других необходимых средств индивидуальной защиты к выполнению работ не допускаются.

Применяемые при производстве строительно-монтажных работ машины, оборудование и технологическая оснастка по своим техническим характеристикам должны соответствовать условиям безопасного выполнения работ.

При производстве работ запрещается использование полимерных материалов и изделий с взрывоопасными и токсичными свойствами без ознакомления с инструкциями по их применению, утвержденными в установленном порядке.

Импортные полимерные материалы и изделия допускается применять только по согласованию с Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Российской Федерации (Роспотребнадзор).

 

6. Охрана водных ресурсов

 

Законодательством РФ предусмотрен контроль за использованием природных ресурсов (недр, земельных ресурсов, водных ресурсов, растительного и животного мира) и контроль в области охраны природы, или экологический контроль. Понятно, что вопросы ведения контроля в сфере природопользования и контроля в сфере охраны природы взаимосвязаны. Особенно эта взаимозависимость наблюдается в области использования и охраны водных ресурсов, прежде всего – водных ресурсов поверхностных водных объектов.

Законодательным актом высшего уровня, который определяет основные средства, используемые государством для регулирования использования и охраны водных ресурсов является Водный Кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 №74-ФЗ.

Основными принципами, на которых основывается водное законодательство РФ, являются:

— значимость водных объектов в качестве основы жизни и деятельности человека;

— приоритет охраны вод перед их использованием;

— целевое использование водных объектов.

Водные объекты (природные или искусственные водоемы и водотоки) используются для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, сброса сточных вод, производство электрической энергии и других целей.

Основными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод являются:

— сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод;

— утечки вредных веществ из емкостей, трубопроводов и других сооружений.

Водопользователи обязаны осуществлять мероприятия по охране водных объектов, предотвращению их загрязнения, засорения и истощения вод.

При проектировании, размещении, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений и при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов, должны соблюдаться нормативы допустимого воздействия.

Водным кодексом запрещается:

— проектирование прямоточных систем технического водоснабжения;

— сброс в водные объекты сточных вод, не подвергшихся санитарной очистке и обезвреживанию;

— изъятие водных ресурсов в объеме, оказывающем негативное воздействие на водный объект;

— сброс в водные объекты сточных вод, в которых содержатся возбудители инфекционных заболеваний, а также вредные вещества, для которых не установлены нормативы предельно допустимых концентраций.

В целях защиты водных ресурсов от загрязнения и истощения устанавливаются водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы.

В границах водоохранных зон запрещаются:

— использование сточных вод для удобрения почв;

— размещение кладбищ, скотомогильников, мест захоронения отходов производства и потребления, радиоактивных, химических, взрывчатых, токсичных, отравляющих и ядовитых веществ;

— осуществление авиационных мер по борьбе с вредителями и болезнями растений;

— движение и стоянка транспортных средств (кроме специальных транспортных средств), за исключением их движения по дорогам и стоянки на дорогах и в специально оборудованных местах, имеющих твердое покрытие.

В водоохранных зонах допускаются строительство и эксплуатация объектов, оборудованных сооружениями, обеспечивающими охрану водных объектов от негативного воздействия.

В границах прибрежных защитных полос, кроме того, запрещаются:

— распашка земель;

— размещение отвалов размываемых грунтов;

— выпас сельскохозяйственных животных и организация для них летних лагерей, ванн.

Ширина водоохранной зоны рек или ручьев устанавливается от их истока для рек или ручьев протяженностью:

— до десяти километров — в размере пятидесяти метров;

— от десяти до пятидесяти километров — в размере ста метров;

— от пятидесяти километров и более — в размере двухсот метров.

Ширинаводоохранной зоны озера или водохранилища устанавливается в размере пятидесяти метров.

Выполнение законодательных требований к использованию и охране водных объектов обеспечивает государственный контроль и надзор.

При осуществлении государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов государственные инспектора имеют право в установленном порядке:

— осуществлять проверки объектов, подлежащих контролю и надзору за использованием и охраной водных объектов;

— проверять соблюдение требований к использованию и охране водных объектов;

— составлять по результатам проверок акты и представлять их для ознакомления водопользователям;

давать обязательные для исполнения предписания об устранении выявленных нарушений и контролировать исполнение указанных предписаний в установленные сроки;

— осматривать и при необходимости задерживать суда и другие плавучие средства, допустившие загрязнение водных объектов;

— уведомлять в письменной форме стороны, заключившие договор водопользования, о результатах проверок;

— предъявлять требования о проведении необходимых мероприятий по охране водных объектов и по организации контроля за сбросом сточных вод;

— предъявлять иски в суд;

— привлекать в установленном порядке научно- исследовательские, проектно-изыскательские и другие организации для проведения соответствующих анализов, проб, осмотров и выдачи заключений в случаях аварий на водных объектах.

Решения органов исполнительной власти, осуществляющих государственный контроль и надзор за использованием и охраной водных объектов, являются обязательными для исполнения всеми участниками водных отношений. Указанные решения могут быть обжалованы в судебном порядке.

Нарушение требований по охране и рациональному использованию водных объектов влечет за собой ограничение, приостановление или запрещение эксплуатации хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов.

 

Заключение

 

Рыбообрабатывающие заводы являются одними из основных источников загрязнения водного бассейна, так как на каждом этапе переработки сырья образуются сточные воды, содержащие вредные примеси. Для того чтобы решить данную проблему разрабатываются различные технологические схемы очистки сточных вод. Наша задача как инженер- водопользователей заключается в том, чтобы усовершенствовать уже существующие аппараты, в которых происходит очистка сточной воды, с целью повышения качества и эффективности процесса очистки.

В ходе данной дипломной работы нами предложена технологическая схема очистки сточных вод на примере одного из предприятий нашего края в целях обеспечения очистными сооружениями норм качества очищенной воды с учетом современной технологии очистки и уменьшения возникновения экологического риска загрязнения водных ресурсов. Схема разрабатывалась с учетом необходимых требований, предъявляемых нормативной документацией, а также соответственно степени загрязнения сточных вод данного производства.

Предложенный нами биологический метод очистки сточных вод, в качестве реагента используется активный ил, позволяет максимально обеспечить проектные параметры очистки сточных вод при минимальных энергетических затратах. Были рассмотрены следующие материалы для разработки проекта: характеристики рыбоперерабатывающего комплекса нашего края, методы очистки стоков характеристика и состав сточных вод, технологическая схема сооружений и оборудования механической и биологической очистки сточных вод. Также произведен расчет сооружений и оборудования, применяемых для очистки сточных вод по технологической схеме.
Благодаря чему была достигнута цель – очистка сточных вод рыбоперерабатывающих прдеприятий.

 

Список использованных источников

 

1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 N 7-ФЗ
2. Водный кодекс РФ
3. СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения»
4. СНиП 3.05.04 – 85 «Наружные сети и сооружения водоснабжение и канализация»
5. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»
6. СанПиН 2.3.4.050-96 «Производство и реализация рыбной продукции»
7. Водопользование и очистка промстоков. Учеб. для вузов/ Б.С. Ксенофонтов. — М.: Новые технологии. 2003.
8. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Химия, 1989.
9. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пособие/ Д.А.Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л.Лапин и др.-М.: Высшая школа, 2003.
10. Инженерная защита окружающей среды: Очистка вод. Утилизация отходов / Под ред. Ю.А. Бирмана, Н.Г. Вурдовой. — М.: АСВ, 2002.
11. Водоотводные системы промышленных предприятий: Учебник для вузов по спец. «Водоснабжение, канализация, рациональное использование и охрана водных ресурсов»/ С.В. Яковлев, Л.А Карелин, Ю.М. Ласков; Под ред. С.В. Яковлева. — М.: Стройиздат, 1990.
12. Инженерная экология и экологический менеджмент: Учебник/ М.В. Буторина, П.В. Воробьев, А.П. Дмитриева и др.: Под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина. — М.: Логос, 2003.
13. Калыгин В.Г. Промышленная экология: учеб. пособие для вузов-2-е изд., стер.-М.:Academia,2006.
14. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб. пособие для ВУЗ/ Ласков Ю.М. и др.;-М.: 1978.
15. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002.
16. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Учеб. для вузов, — М.: АСВ,2002
17. Таварткилалдзе И.М., Тарасюк Т.П., Доценко М.И. Очистные сооружения водоотведения. Киев. Изд. «Будувэльник». 1988г.
18. Корочкина Л.С., Панкин П.Ф. Технология рыборперерабатывающих предприятий. Москва. Пищевая промышленность. 1973г.
19. Кедров В.С., Исаев В.Н., Орлов В.А, Пальгунов П.П., Сомов М.А., Чухин В.А. Водоснабжение и водоотведение / Учебник для вузов: Москва. Стройиздат. 2002 г.
20. Ротмистров М.Н., Гвоздяк П.И., Ставская С.С. Микробиология очистки воды. Киев. «Наумкова думка». 1978 г.

---

Страницы: 1 2 3