Главная Книги

Разложение крахмала (амилазы). Сточные воды предприятий крахмало-паточной промышленности Очистка производственных стоков от кукурузно крахмального завода

Помимо консервирования картофеля это сырье является основным для получения крахмала. Крахмал производят на крупных специализированных предприятиях, на небольших заводах и даже в мелких цехах. В качестве сырья можно использовать как обычный продовольственный картофель, так и мелкий, который, как правило, отбраковывается по размерам при сушке или заморозке. Главное требование – картофель должен быть зрелым, так как в молодых незрелых клубнях средний размер крахмальных зерен меньше, соответственно, качество готового крахмала из них будет ниже, а количество потерь при производстве – выше.

В среднем в одном клубне содержится около 18 % крахмала от общего веса. При извлечении крахмала клеточные стенки сырья разрушаются, из них извлекается максимально большое количество крахмальных зерен, которые затем отделяются от жидкости и примесей и высушиваются. При получении крахмала используется холодная вода, сушка его производится при невысокой температуре. Так как сухой безводный крахмал имеет удельный вес 1,65 г на мл, то крахмальные зерна при отделении от клеток мякоти быстро осаждаются. Это позволяет улавливать их в виде осадка и отделять при помощи центрифуги от жидкой части.

Производство крахмала состоит из нескольких операций. Сначала весь картофель моется на специальной моечной машине, которая снабжена глубоким желобом с валом в верхней части. Расход воды при мойке картофеля составляет 4-5 куб. метров воды на 1 тонну сырья. Затем, как и при консервировании картофеля, клубни измельчаются. Но на этот раз они измельчаются таким образом, чтобы разрушить максимальное количество клеточных стенок (это позволит извлечь из них как можно больше крахмала). Однако чрезмерное измельчение затруднит последующее их отделение от крахмала и жидкости. Поэтому для измельчения картофеля его пропускают через терочные устройства, превращающие клубни в кашеобразную массу, основная часть крахмальных зерен в которой находится в свободном состоянии. Картофельная растертая масса собирается в сборник, а потом подается на сито. На линии могут использовать полуцилиндрическое, цилиндрическое (ротационное) и плоское (сотрясательное) оборудование. Именно здесь под воздействием воды крахмальные зерна отделяются от других составляющих массы. Больше половины крахмала проходит через сито вместе с водой и другими веществами. На сите при этом остается мезга, клетчатка и около 25 % крахмала. Чтобы уменьшить потери, оставшуюся кашку снова измельчают и пропускают через сито с более мелкими отверстиями. Крахмальные зерна, которые прошли через сито вместе с водой, называются крахмальным молочком. Раствор сливается в отдельный резервуар, где от воды отделяется крахмал путем отстаивания в чанах, отстаивания в потоке (на лотках или в желобках) или центрифугированием. В первом случае молочко сливается в баки и оставляется на 7-8 часов. Крахмал оседает на дне бака, а жидкость с образовавшейся пеной аккуратно сливается через фильтры для улавливания оставшегося в ней крахмала. Крахмал выгружается в промывной чан, где снова смешивается с водой и оставляется для оседания. С поверхности воды удаляется образовавшийся при вторичной промывке налет, а крахмал-сырец направляется на сушку. Сырец содержит до 55 % воды. В процессе сушки при температуре 45-50° уровень его влажности снижается до 20 %. Так как в результате этой операции в крахмале образуются комки, их необходимо потом измельчить. Наконец, готовый крахмал просеивается через бурат и упаковывается.

На большинстве современных предприятий используются автоматизированные линии по производству крахмала четырех сортов (экстра, высший, первый, второй). Они позволяют выполнять все операции – мойку сырья, измельчение, сбор и очищение каши, механическое обезвоживание полученного крахмала, выделение свободного крахмала из каши, обезвоживание и сушку – с минимальным участием людей и по безотходной технологии. Специальная гидроциклонная установка используется для разделения картофельной кашки на крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком.

Это позволяет значительно уменьшить расход свежей воды, который составляет в данном случае около 0,5 куб. метров на 1 тонну картофеля. Кроме того, практически полностью ликвидируются сточные воды, а получаемые концентрированные отходы (с содержанием около 7-10 % сухих веществ) идут на корм скоту в натуральном или переработанном виде. Такие установки не требуют большой производственной площади для размещения и отличаются высокой производительностью (до 10-15 тонн крахмала в сутки). Стоимость такого комплекта оборудования начинается от 7 миллионов рублей. При выборе помещений под производства и склады имейте в виду, что мелкая крахмальная пыль в воздухе может взрываться от соприкосновения с огнем. Поэтому на таком предприятии к оборудованию помещений, где вырабатывают крахмал (особенно на участках, где его сушат и упаковываются), предъявляются особые требования, в том числе и по соответствию правилам противопожарной безопасности. Кроме того, вам потребуется собственная система очистки сточных вод или наличие возможность расположения полей фильтрации около производства. Располагаться такое предприятие должно за городом. Также необходим собственный транспорт: картофель доставляется на завод с хозяйств в радиусе 100 км. Одна лишь стоимость доставки составляет на 6 тонн обработанного картофеля или 1 тонну готового крахмала порядка 1000 р. Для обслуживания среднего производства потребуется 14-16 человек, работающих в две смены. Средняя заработная плата работника составит около 18 тысяч рублей. Таким образом, расходы на заработную плату в себестоимости 1 тонны готовой продукции составляют 320 рублей. Прибавьте к этому расходы на закупку сырья (картофель), сульфат натрия, расходы на воду, электроэнергию, газ, покупку упаковки (мешки). При таких цифрах себестоимость производства 1 тонны картофельного крахмала составляет примерно 31-32 тыс. рублей.

Средняя рыночная оптовая цена картофельного крахмала – около 37 рублей за килограмм. Таким образом, доход предприятия по производству картофельного крахмала без учета налоговых отчислений, а также организации сбыта продукции и прочих затрат, кроме тех, что учтены выше, может составить 3,5-4 млн. рублей в месяц при производительности 1-1,5 тонны крахмала в час. Конечно, за вычетом всех расходов чистая прибыль окажется на порядок ниже. Тем не менее, можно увеличить рентабельность предприятия за счет расширения ассортимента, реализации отходов от переработки картофеля (клетчатки) в качестве комбикорма и т. д.

Бизнес по консервированию картофеля и производству крахмала является сезонным. Так как при хранении картофель теряет большую часть содержащегося в нем крахмала, сезон переработки сырья составляет около 250-300 дней – с сентября по май. Но для получения крахмала более высокого качества рекомендуется перерабатывать весь картофель в течение 200 дней. Уже с апреля (а в некоторых регионах и ранее) потери крахмала значительно возрастают.

Сысоева Лилия
- портал бизнес-планов и руководств

Bacti - Bio 9500 (Бакти Био 9500) – гранулированный бактериальный концентрат для полного и интенсивного разложения органических веществ и осадков.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Системы очистки сточных вод - септики, песколовки, емкости для осадков, установки очистки сточных вод канализационные сети и санитарные системы - раковины, туалеты коммерческие предприятия - рестораны, бистро, буфеты, магазины

ОПИСАНИЕ:

Bacti- Bio 9500 – порошкообразный концентрат, разработанный для разложения широкого спектра субстратов. Многочисленные микробные штаммы Bacti- Bio 9500 некультивированные и непатогенные. Отобранные штаммы - активные продуценты ферментов: амилазы (разложение крахмала), протеазы (разложение белков), целлюлазы (разложение целлюлозы), кератиназы (разложение кератина), липазы (разложение масел и жиров) и т. д. Несколько культур синтезируют биологические поверхностно активные вещества.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Bacti- Bio 9500 - порошок,белого цвета. Диапазон pH от 6.0 до 9.0 с оптимумом 7.5. Наиболее эффективный диапазон температуры - от 25oC. до 55oC (77oF - 131oF) с оптимальной температурой около 30oC. Bacti- Bio 9500 также содержит биоразлагаемые поверхностно активные вещества, которые способствуют процессу очистки. Bacti- Bio 9500 содержит как минимум 2 миллиарда клеток на грамм.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
Быстрое и глубокое воздействие, благодаря совместному действию бактерий, ферментов и биогенов. Полное удаление жиров и других органических отложений из канализационных сетей и очистных сооружений. Быстрый запуск очистных сооружений. Позволяет системам очистки работать лучше и дольше без обслуживания. Поддерживает канализационные сети чистыми. Контролирует газовыделение (устраняет неприятные запахи). Длительное самостоятельное существование в системах очистки.
Нетоксичен и безопасен при контакте с кожей. Жиры и органика

СТАНДАРТНАЯ ДОЗИРОВКА

Доза биопрепарата Bacti- Bio 9500 (отношение 1:100) 5- 7 мин. растворяется в ведре с теплой водой (+30 + 40°C) и выдерживается 10- 15 мин. для реактивации бактерий. После этого содержимое выливается в обрабатываемую систему.

1. Септики, песколовки, емкости для осадков. Внесение первой дозы: 50 г/м3 вносится непосредственно в емкость. Регулярное обслуживание: 6 г на 1 м3 объема септической камеры раз в две недели.Рекомендуем вводить биопрепарат чаще или увеличить дозу в случае, если появляется неприятный запах, или осадок недостаточно разлагается.

2. Канализационные сети. Для того, чтобы избежать засорения и неприятных запахов, необходимо ввести 1 дозу (50 г) на 3 сливных отверстия канализационной сети. Через месяц обработку повторить. В дальнейшем применять по мере засорения канализационных труб.

3. Коммерческие предприятия. Доза при обслуживании коммерческих предприятий определяется, исходя из количества приемов пищи: до 250 приемов пищи/сут 50 г/месяц, 250 - 500 приемов пищи/сут 100 г/месяц, более 500 приемов пищи/сут 150 г/месяц

Очистные сооружения:

Капельные фильтры - 1,5 - 3 кг на 3780 м3 стока вводится через сифон сооружений. При необходимости инициирующую дозу вводят повторно через 48 часов. Для обслуживания используйте 0,75 - 1,5 кг препарата на 3780 м3 сточной воды. В хорошо аэрируемых аэротенках 0,75- 1,5 кг на 3780 м3 сточной воды. Из- за высокой эффективности препарата значительно снижается время гидравлической задержки. Ил обрабатывается отдельно. Аэробные сбраживатели - 0,5 кг в неделю на 330 м3 ила. При наличии значительного слоя жира удвойте дозу. Анаэробные реакторы, иловые площадки - дозировка примерно такая же, как и в аэробных. Продукт гармонично работает с метаногенами и усиливает выработку метана.

Малые очистные сооружения

Отстойники - 0,25- 0,5 кг в неделю на каждые 330 м3 производительности.

Двухъярусные отстойники - 0,25- 0,5 кг в неделю на каждые 330 м3 производительности. Рекомендуется периодическое перемешивание.

Лагуны, пруды доочистки (с аэрацией и без) - для удаления запахов, уменьшения количества ила, и ускорения осаждения вводите 0,25- 1 кг на 200 м3. Порошок распыляется на поверхности воды и вводится через влажный колодец.

Подъемные станции коллекторов, канализационные трубы и магистрали коллекторов
Вводится 0,4 кг на 165 м3 стока непосредственно в сливные отверстия.

ПРЕИМУЩЕСТВА

При анаэробном и анаэробном сбраживания ила, разложение будет происходить более полно, упрощается обезвоживание, повышается количество минерализованных биогенов.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА ОЧИСТКИ

Успех любой биологической программы очистки зависит от благоприятных эксплуатационных режимов и действий. В период микробиологической очистки требуется текущий контроль, чтобы гарантировать поддержание необходимых условий действий. Доза и частота введения препаратов специфичны для каждой индивидуальной биологической программы очистки.
Специфические особенности каждой ситуации должны быть подробно проанализированы перед проектированием корректирующей программы.
Программа очистки, как правило, включает более мощную дозу запуска и дозу обслуживания. Определение оптимальной дозы обычно выполняется на объекте, уменьшая частоту внесения дозы постепенно, пока не отмечается ухудшение эффективности работы препарата.

Благодаря разнообразию своих свойств, способности к их изменениям крахмал применяют в разных пищевых производствах (кондитерском, хлебопекарном, колбасном и др.), в кулинарии, для выработки крахмалопродуктов, в непищевых отраслях (парфюмерной, текстильной и др).

Калорийность 100г крахмала 350 ккал. В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами. Крахмальные зерна разных растений характеризуются определенной формой, строением, размерами. По этим признакам можно установить вид крахмала. Крахмал можно изготовить, используя различное растительное сырье. При этом технология производства немного различна. В данной статье мы опишем технологию производства крахмала из картофеля и кукурузы.

Производство картофельного крахмала

От грязи и посторонних включений картофель отмывают на картофелемойке, потом подают на измельчение. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Сначала картофель двукратно измельчают на скоростных картофелетерках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения - не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем мороженый или вялый).

После измельчения клубней, обеспечивающего раскрытия большей части клеток, получают смесь, состоящую из крахмала, почти полностью разрушенных клеточных оболочек, некоторого количества неразрушенных клеток и картофельного сока. Эту смесь называют картофельной кашкой. Крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, теряется с побочным продуктом производства - картофельной мезгой. Этот крахмал принято называть связанным , а выделенный из клубней картофеля - свободным. Степень измельчения картофеля оценивают коэффициентом измельчения , который характеризует полноту разрушения клеток и количество извлечения крахмала. Его определяют отношением свободного крахмала в кашке к общему содержанию крахмала в картофеле. При нормальной работе он не должен быть меньше 90 %. Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Для высушивания крахмала наиболее часто используют непрерывно действующие пневматические сушилки разной конструкции. В основу их работы положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха. Выход готового крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. В связи с этим содержание крахмала в картофеле, поступающем на переработку, нормировано стандартом и должно составлять не менее 13…15 %, в зависимости от зоны возделывания.

При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ 10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличия вкраплении, постороннего запаха) сырой крахмал подразделяют на три сорта - первый второй и третий. Сырой крахмал - скоропортящийся продукт и длительному хранению не подлежит, для консервации можно использовать диоксид серы 0,05 %-ной концентрации.

Сухой крахмал фасуют в мешки и мелкую упаковку. Картофельный крахмал упаковывают в двойные тканевые или бумажные мешки, а также мешки с полиэтиленовыми вкладышами массой не более 50 кг. По качеству крахмал, в соответствии с требованиями ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный» подразделяют на следующие сорта: «Экстра», высший, первый и второй. Влажность крахмала должна быть 17…20 %, содержание золы 0,3…1,0 %, кислотность 6…20 ° в зависимости от сорта. Содержание сернистого ангидрида не более 0,005 %. Важный показатель, характеризующий чистоту и белизну крахмала, - количество крапин на 1 квадратный дм при рассмотрении невооруженным глазом. Для «Экстра» - 80, для высшего - 280, для первого - 700, для второго не нормируется. Крахмал второго сорта предназначен только для технических целей и промышленной переработки. Гарантийный срок хранения крахмала 2 года со дня выработки при относительной влажности воздуха не более 75 %.

Производство кукурузного крахмала

В общих чертах, процесс переработки кукурузы можно описать так: очищенная кукуруза размягчается в горячей воде, содержащей серу. При грубом помоле отделяется зародыш, а при тонком разделяются клетчатка и крахмал. Сход с мельниц очищается от глютена и многократно промывается в гидроциклонах для удаления последних следов протеина и получения качественного крахмала.

ОЧИСТКА. Сырьём для мокрого помола является обмолоченная кукуруза. Зерно проверяют и удаляют початки, солому, пыль и инородные материалы. Обычно очистка проводится дважды перед помолом. После второй очистки кукурузу делят на порции по весу и закладывают в бункеры. Из бункеров она гидравлически подаётся в замочные чаны.

ЗАМАЧИВАНИЕ. Правильное замачивание является необходимым условием высокого выхода и хорошего качества крахмала. Замачивание проводится в непрерывном противоточном процессе. Очищенная кукуруза загружается в батарею больших замочных ёмкостей (чанов), где она набухает в горячей воде около пятидесяти часов. Фактически, замачивание является контролируемой ферментацией, и добавление 1000-2000 ppm диоксида серы в замочную воду помогает управлять этой ферментацией. Замачивание в присутствии диоксида серы направляет ферментацию посредством ускорения роста благоприятных микроорганизмов, предпочтительно лактобактерий, с одновременным подавлением вредных бактерий, плесени, грибков и дрожжей. Растворимые вещества экстрагируются, а зёрна размягчаются. Зёрна увеличиваются в объёме более чем вдвое, содержание влаги в них возрастает примерно с15% до 45%.

Схема замачивания зерна на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день

ВЫПАРИВАНИЕ ЗАМОЧНОЙ ВОДЫ. Замочную воду сливают с зерна и конденсируют в многоступенчатой выпарной установке. Большинство органических кислот, образующихся во время ферментации, летучи и испаряются вместе с водой. Следовательно, конденсат с первой ступени выпарной установки необходимо нейтрализовать после утилизации тепла подогревом воды, поступающей на замачивание. Истощённая замочная вода, содержащая 6-7% сухих веществ, непрерывно отводится для последующей концентрации. Замочная вода конденсируется в самостерильный продукт - питательное вещество для микробиологической промышленности, или концентрируется приблизительно до 48% сухих веществ и смешивается и высушивается вместе с клетчаткой.

ПРОИЗВОДСТВО SO2. Для замачивания и размягчения кукурузного зерна и управления микробиологической активностью в течение процесса применяют сернистую кислоту. Диоксид серы получают, сжигая серу и поглощая образующийся газ водой. Абсорбция происходит в абсорбционных колоннах, где газ орошается водяными брызгами. Сернистая кислота собирается в промежуточные ёмкости. Диоксид серы можно также хранить в стальных баллонах под давлением.

ОТДЕЛЕНИЕ ЗАРОДЫША . Размягчённые зёрна разрушаются на абразивных мельницах для снятия оболочки и разрушения связей между зародышем и эндоспермом. Для поддержания процесса мокрого помола добавляется вода. Хорошее замачивание гарантирует свободное отделение неповреждённого зародыша от зёрен в процессе мягкого помола без выделения масла. Масло составляет половину веса зародыша на этой стадии, и зародыш легко отделяется центрифужной силой. Лёгкие зародыши отделяется от основной суспензии на гидроциклонах, предназначенных для отделения первичного зародыша. Для полного разделения поток продукта с остатками зародыша подвергается повторному помолу с последующей сепарацией на гидроциклонах, которая эффективно удаляет остаточный - вторичный - зародыш. Зародыши многократно промывают в противотоке на трёхступенчатом сите для удаления крахмала. Чистая вода добавляется на последней ступени.

Отделение зародыша на заводе мощностью 150 тонн кукурузы в день

При снижении расходов воды сточные воды, поступающие на очистные сооружения, практически всегда имеют повышенное количество загрязнений, поскольку при неизменном технологическом процессе общее количество загрязнений в сточных водах остается постоянным. Это обстоятельство может осложнить работу очистных сооружений, особенно при биологическом методе очистки сточных вод. Для уменьшения концентрации загрязнений целесообразно предусматривать частичное удаление их на локальных очистных установках, а также возможность последующей утилизации.

При строительстве новых и реконструкции действующих промышленных предприятий большое значение имеет внедрение новых технологических процессов и разработка систем оборотного водоснабжения вместо прямоточных. Так, например, при прямоточной системе для выработки 1 т высококачественной целлюлозы требуется 350…400 м 3 воды, а при оборотной – 150…200 м 3 .

Наиболее широко применяются системы оборотного водоснабжения при наличии сточных вод, имеющих лишь термальные загрязнения. В этом случае эти воды проходят через охладительные сооружения (градирни, брызгальные бассейны, пруды) и вновь подаются в производство. В процессе мокрого обогащения руд и при гидрозолоудалении воды загрязняются, и перед повторным использованием их следует отстаивать. За последнее время оборотное водоснабжение внедрено практически во всех охлаждающих системах. Опыт эксплуатации таких систем показывает, что повторное использование отработанных вод более экономично, чем освоение новых источников водоснабжения. Большое значение имеет также научное обоснование норм расхода воды на единицу готовой продукции или используемого сырья.

Значительная экономия воды и снижение потерь ценных продуктов достигаются в результате замены водяного охлаждения воздушным . Применение аппаратов воздушного охлаждения на нефтеперерабатывающих заводах позволяет уменьшить расход воды для производственных целей в 3…5 раз.

На металлургических предприятиях сокращение водопотребления возможно при замене парового привода в кислородных и паровоздушных станциях электрическим , а также при замене в газоочистках доменного и сталеплавильного цехов водяной очистки на воздушную. Целесообразно применение воздушного охлаждения и на предприятиях химической промышленности в производствах капролактама, аммиака и т.д. Для сокращения водопотребления на металлургических заводах и предприятиях цветной металлургии весьма перспективным является применение испарительного охлаждения . Следует также учитывать, что количество пара, отходящего от установок испарительного охлаждения, вполне достаточно для нужд технологического процесса, а также отопления, вентиляции и горячего водоснабжения предприятия.

Применение аппаратов воздушного охлаждения сводит к минимуму потребность в охлаждающей воде. Кроме того, аппараты с воздушным охлаждением надежнее аппаратов с водяным охлаждением.

Одним из путей утилизации производственных сточных вод является использование их в сельском хозяйстве для нужд орошения. Естественно, сточные воды, имеющие преимущественно минеральные загрязнения, применять для орошения нецелесообразно, поскольку удобрительная ценность их невелика, а содержание в них токсичных веществ или солей отрицательно влияет на жизнедеятельность почвенной микрофлоры. Кроме того, эти вещества разрушают структуру почв. Сточные воды, содержащие органические вещества, могут быть использованы для орошения самостоятельно, а также вместе с бытовыми сточными водами после предварительной механической очистки. Наиболее пригодными для орошения являются сточные воды некоторых производств пищевой (табл. 4.3), химической и легкой промышленности. Целесообразно применение в целях орошения сточных вод предприятий по производству минеральных удобрений, азотной кислоты и т.д.

Сточные воды, опасные по санитарным показателям (например, от кожевенных заводов), применять для орошения запрещается. Воды с высокой концентрацией органических загрязнений от дрожжевых и крахмальных заводов перед использованием необходимо разбавлять, а от ликероводочных заводов – обрабатывать известью.

Нормы орошения зависят от многих факторов: концентрации сточных вод, вида выращиваемых культур, климатических условий, типа почв. Использование производственных сточных вод на полях орошения должно быть согласовано с органами Государственного санитарного надзора. Основным требованием к предназначенным для орошения производственным сточным водам является исключение возможности вредного их воздействия на почву, подземные воды, выращиваемые культуры, а также на здоровье людей.

Таблица 4.3

Предприятия	Удобрительные вещества, г на 1 м 3 воды
Предприятия	Азот общий	Оксид калия	Фосфорный ангидрид
Сахарные заводы
Молочные заводы
Крахмальные заводы
Скотобойни и мясокомбинаты
Дрожжевые заводы
Плодоовощные фабрики

Весьма перспективны для орошения сельскохозяйственных культур сточные воды крахмальных заводов, которые могут быть использованы во всех почвенно-климатических зонах; при этом наибольшей удобрительной ценностью обладают сточные воды производства картофельного крахмала.

За счет высокого содержания элементов питания в этих водах повышается плодородие почв и урожай сельскохозяйственных культур (урожай кукурузы и многолетних трав при орошении повышается в 2…3 раза).

Меньшей удобрительной ценностью обладают сточные воды сахарных заводов. Применение их целесообразно (после предварительного осветления) для орошения черноземных почв. При использовании сточных вод для орошения значительная часть площади полей фильтрации, где ранее очищались сточные воды сахарных заводов, может быть возвращена в сельскохозяйственное землепользование.

Представляет интерес также использование спиртовой барды, которая образуется при производстве спиртов на основе растительного сырья, как добавки в корм для скота. В этой связи целесообразно расположение животноводческих ферм в непосредственной близости от промышленного объекта.

Эффективным путем снижения загрязненности производственных сточных вод является извлечение из них ценных веществ, которые попадают в сточные воды в виде отходов в процессе производства. Извлечение ценных веществ осуществляется либо в цехах сразу после выхода отработанных сточных вод из технологического аппарата, либо в прицеховых локальных установках. Как правило, ценные вещества извлекают из сточных вод не только для снижения концентрации загрязнений, но и для их утилизации.

Из сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих заводов извлекаются и утилизируются нефть и нефтепродукты, из сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов – целлюлозное волокно. В сульфатцеллюлозном производстве после варки целлюлозы регенерируются крепкие щелоки; сульфитцеллюлозные щелоки используются для получения спирта и дрожжей. Из сточных вод фабрик первичной обработки шерсти (ПОШ) извлекают шерстный жир, который идет на изготовление ланолина – ценного продукта, применяемого в медицинской, электронной, парфюмерной и других отраслях промышленности.

В сооружениях механической очистки сточных вод от производства минеральных пигментов задерживается практически чистый пигмент.

Для очистки от сероводорода дренажных вод законтуренных скважин и вод внутрикарьерного водоотлива горно-химических комбинатов может быть применен физико-химический метод очистки с последующей аэрацией в скрубберах-дегазаторах (при концентрации сероводорода 50…100 мг/л). Выделяющийся сероводород используется для получения серной пасты.

Для обезвреживания сернисто-щелочных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов рекомендуется карбонизировать их диоксидом углерода, содержащимся в дымовых газах, с получением раствора кальцинированной соды. Может быть применен также метод электролиза, при котором регенерируется щелочь.

Очистка сточных вод предприятий вискозного волокна включает применение регенеративных методов с целью возврата цинка в производство.

На кожевенных заводах проектируются установки по извлечению и утилизации хрома и шерсти.

Способы извлечения ценных примесей из производственных сточных вод могут быть различны, и их применение обосновывается многими факторами.

Для извлечения тяжелых металлов применяются химические и физико-химические методы. При производстве фото- и киноматериалов образуются воды, содержание серебра в которых составляет 20…70 мг/л. В локальной установке по регенерации серебра сточные воды собираются в резервуар, из которого насосом перекачиваются в емкость и в ней подогреваются острым паром до температуры 35…45 °С. В эту же емкость подается 10 %-й раствор сульфата железа. Затем воды самотеком поступают в реактор, в котором при рН = 9,2…10,2 образуется осадок, содержащий серебро. Вместе с водой осадок поступает в отстойник, откуда насосом перекачивается в сушилку. В подсушенном виде осадок отправляют на завод, где его утилизируют. Вода, освобожденная от серебра, из отстойника направляется на очистные сооружения. В течение года на установке перерабатывается 25 тыс. м 3 воды, содержащей серебро, и утилизируется около 500 кг серебра.

При производстве калиевой селитры отходом является рассол с содержанием хлорида натрия 220…250 г/л, С вводом на заводе цеха утилизации хлорида натрия содержание последнего в общем стоке снизилось с 4 800 до 1 200 мг/л, При этом ежегодно утилизируется свыше 3 500 т хлорида натрия, 40 % которого выпускается в виде химической продукции реактивной чистоты.

Таким образом, сточные воды промышленных предприятий представляют собой сложные водные растворы. Методы их обработки, пути использования и возможность утилизации содержащихся в них ценных веществ должны обосновываться с учетом технологии производства, экономических факторов, санитарных требований и местных условий.

Сточные воды предприятий крахмало-паточной промышленности. Очистка сточных вод картофеле-крахмальных заводов

Положительно зарекомендовали себя гидроцпклоны ГП-100, ГП-300 для выделения песка из воды. При соответствующем увеличении их размеров они могут производить очистку транспортерно-моечных вод от песка, исключив таким образом дорогостоящие песколовки,отстойники.

Очистка сточных вод картофеле-крахмальных заводов на аэротенках встречается редко. Исследования работы разных типов аэротенков указали на целесообразность применения аэро< тенков-смесителей. Так при дозе активного ила 4 г/л п периоде аэрирования 6—8 ч снижение БПК гарантируется па 95% без снижения рН поступающих сточных вод. Метод биосорбции дает снижение ХПК на 80% при продолжительности контакта 1 ч и времени реаэрации 6—8 ч.

Механизм удаления крахмала при помощи активного ила был иследован на опытной установке в контактных условиях. Активный пл был адаптирован к крахмалу и к некоторым другим субстратам. Активный ил и раствор крахмала вливали в аэрируемый сосуд и аэрировали в течение 7 ч. Начальные концентрации крахмала л активность ила в сточной жидкости варьировались широких пределах.

На установке систематически определяли изменения концентрации ХПК, крахмала, активного ила, а также скорость снижения ХПК субстрата без активного ила. В последнем случае после некоторого времени контакта субстрата с активным илом иловую воду отфильтровывали и инкубировали без аэрирования. Снижение ХПК фильтрата происходило вследствие действия разрушающих крахмал экзоферментов, выделяемых активным илом. В результате проведенного комплекса исследований установлено следующее:

а) скорость снижения ХПК субстрата с активным илом, адаптированным к крахмалу, была в пределах 0,25—0,70 г, ХПК/г активного ила в 1 ч;

б) скорость снижения ХПК с активным илом, адаптированным к глюкозе, мальтозе и альбумину, была значительно меньшей и составляла 0,1—0,27 г/г в 1 ч;

в) скорость снижения ХПК без активного ила была незначительной и составляла 0,2—9% от скорости снижения ХПК с активным илом. Это объясняется тем, что лишь незначительная часть экзоферментов выделяется с иловую воду, а основная их часть сорбируется на бактериальных клетках;

г) во всех опытах было отмечено, что после смешения субстрата с активным илом происходила немедленная адсорбция части субстрата на активном иле, а количество сорбированного крахмала находилось в прямой зависимости от температуры, количества активного ила и его акклиматизации.

Наиболее эффективным способом очистки сточных вод картофеле-крахмальных предприятий является утилизация их на полях фильтрации. Однако повышенная концентрация загрязнений картофеле-крахмальных сточных вод, используемых для орошения, па полях фильтрации требует уменьшения нагрузок на эти виды сооружений по сравнению с бытовыми сточными водами в 1,5— 2 раза.

При использовании сточных вод предприятий крахмало-паточной промышленности на полях орошения рекомендуется нагрузка 12000—15000 м3 сточных вод на 1 га за период работы предприятий (около 120 дней), Таким образом суточная нагрузка на 1 га составит 100—125 м3/сутки. При этом сточная вода, используемая на орошение сельскохозяйственных культур, должна быть подвергнута предварительной очистке. При использовании сточных вод крахмального завода на орошение в вегетационный период требуется ее усреднение, нейтрализация и разбавление в 1,5—2 раза. При организации полей орошения необходимо подобрать наиболее эффективные нейтрализующие вещества и предусмотреть строительство емкостей-смесителей с установкой для нейтрализации и подвод речной воды для разбавления. Для разбавления могут быть использованы транспортерно-моечные воды. Если же сточные воды используются в невегетационный период, разбавление их не обязательно.

В связи с тем, что в соковых водах имеются питательные вещества, необходимые растениям, эти воды могут быть рекомендованы при орошении как жидкие удобрения. Сравнительная характеристика питательных веществ соковых вод и навоза приведена в табл. 29.

Таблица 29. Сопоставительная характеристика удобрительных качеств соковых вод и навоза

В сопоставлении с минеральными удобрениями 100 м3 соковой воды по содержанию питательных веществ эквивалентно примерно 17 ц сульфата аммония, 5 ц суперфосфата и 10 ц хлористого кальция. Характерной чертой этих сточных вод является быстрое загнивание, поэтому накопление и хранение их невозможно.

Наиболее рациональны поливы трав. При поливе трав наряду с увеличением урожая отмечается также увеличение содержания белка в сене от 12,3 до 20,3% (без внесения дополнительных удобрений в почву). При поливе других сельскохозяйственных культур повышение содержания белка было отмечено у свеклы кормовой, кукурузы, моркови. Содержание крахмала в картофеле и сахара в свекле, поливаемых соковыми сточными водами, в процентном отношении хотя и не увеличилось, а в отдельных случаях даже снизилось, тем не менее абсолютный выход крахмала п сахара с одного гектара орошаемой площади вырос благодаря высокому урожаю.

Использования соковых вод па орошение показали высокую эффективность при поливе картофеля и овса. При этом были определены оптимальные нормы полива: для картофеля 500 м3, для овса 300 м3 соковой воды на 1 га.

Оптимальные оросительные поливные нормы в условиях легких супесчаных почв при поливе соковыми водами крахмальных заводов, м3/га:

Многолетние травы — 8000
Кукуруза и подсолнечник на силос — 4000—8000
Свекла сахарная и кормовая — 4000
Капуста — 4000
Картофель — 2000
Зерновые — 1000

Сточные воды предприятий крахмало-паточной промышленности даже при удовлетворительной механической очистке при сбросе их в водоемы создают условия, при которых происходит нарушение кислородного режима, и как результат размножение грибков, их рост, загнивание с интенсивным образованием и выделением сероводорода.

Отрицательное влияние сбрасываемых в водоемы сточных вод картофеле-крахмальных заводов выражается в интенсивном поглощении из воды водоемов кислорода за счет органических, биохимически окисляющихся загрязнений, в образовании осадка, легко переходящего в гнилостное состояние, с выделением при этом сероводорода, меркаптана, развития грибковых обрастаний по ложу водоема и ухудшения органолептических свойств воды.

Известны случаи, когда вследствие интенсивного загрязнения водоемов они приходили в состояние, непригодное для водоснабжения и культурно-бытовых целей.

Статьи по теме