Тема влияние биотехнологического производства на состояние окружающей среды – час


Системы очистки сточных вод биотехнологических производств



страница29/48
Дата26.05.2018
Размер0.56 Mb.
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   48
2.4 Системы очистки сточных вод биотехнологических производств
Все жидкостные стоки производства могут быть разделены на потоки основного производства и вспомогательного производства.

К сточным водам основного производства относится прежде всего отработанная культуральная жидкость, образующаяся при отделении биомассы от жидкой фазы, которая составляет 80% от общего объема стоков производства. К этой группе относятся также потоки орошающей воды системы газоочистки, скрубберов Вентури, промывные воды со стадии сепарации, вода от промывки оборудования, вода из охлаждающих систем.

Стоки вспомогательного производства после очистки могут использоваться для подпитки оборотных охлаждающих систем водоснабжения

в производстве, а также для компенсации потерь воды при испарении и капельном уносе на градирнях.

Для обработки контаминированных микроорганизмами промышленных стоков используются химические и физические методы, а также их комбинации.

Химические методы основаны на введении в стоки соответствующего химического реагента в определенной концентрации при оптимальных условиях окружающей среды: температуре, массопереносе, величине рН и длительности экспозиции др. Установлено, что химические методы инактивации даже вегетативных форм микроорганизмов требуют значительных концентраций химического реагента в обрабатываемой среде на всем протяжении процесса, адекватного смешивания его со стоками, повышенных температур и длительных экспозиций.

После завершения обработки стоков химическими реагентами, перед сбросом их в канализацию и направлением на биологическую очистку, непрореагировавший избыток химического агента следует нейтрализовать для сохранения необходимой активности микрофлоры биофильтров или активного ила.

Все это делает химическую обработку крайне ненадежной и неэкономичной, поэтому она не находит применения в микробиологических производствах.

Из физических методов могут использоваться: ионизирующая радиация; ультрафиолетовое излучение; воздействие ультразвуком; обратный осмос и ультрафильтрация; термическая паровая обработка.

Термическая паровая деконтаминация стоков может осуществляться в системах, работающих по циклическому или непрерывно-проточному принципам.

Количество аппаратов (п) определенной емкости определяется по уравнению:

,

где Q - суточное количество стоков, м ; Y - полная емкость аппарата для сбора стоков и их термообработки; КЗ, — коэффициент заполнения аппарата (для процессов без вспенивания - 0,7…0,85, со вспениванием - 0,4…0,6); τ - продолжительность одного цикла, включая операции осмотра и подготовки аппарата, приема стоков, нагрев их до температуры обработки, выдерживания, охлаждения и сброса в канализацию, ч. Типичный режим паровой обработки предусматривает нагревание до 128 С, выдерживание в течение 30 мин (иногда до 1 часа) и охлаждение до 40°С.

Недостатком работы аппаратов циклического действия является их относительно низкая производительность.

Более широко используется непрерывно-поточный метод, рассчитанный на быстрое нагревание жидкостей в непрерывном потоке до температуры обезвреживания, выдерживание в течение секунд или минут и быстрое охлаждение.

При работе в установившемся режиме стоки из сборника подают насосом в рекуператор, где они подвергаются предварительному нагреванию путем теплообмена с горячими стоками, отходящими из установки после выдерживания при температуре обработки, и поступают далее в паровой нагреватель. Нагретые в нем до температуры деконтаминации стоки проходят через выдерживатель, далее — через рекуператор и охладитель, после чего подаются на биологическую очистку. Указатель температуры на выходе из выдерживателя блокируется вентилями так, что если температура ниже требующейся для деконтаминации, то стоки по рециркуляционному контуру возвращаются в сборник стоков, а не сбрасываются.

Общепринятыми методами очистки стоков промышленных предприятий, в том числе и биотехнологических, являются биологические, основанные на способности микроорганизмов использовать в качестве источника питания загрязнения сточных вод.

Наибольшей технической сложностью при очистке сточных вод предприятий по производству биомассы микроорганизмов является их освобождение от биогенных элементов - азота, фосфора и анионов сильных кислот (сульфатов и хлоридов), входящих в состав питательной среды при культивировании биообъекта. По оценке экспертов, затраты на очистку сточной воды могут достигать 30…40% стоимости предприятия.

Исходя из этого, очевидно, что повышение эффективности очистки жидкостных потоков биотехнологических производств связано с совершенствованием основного технологического процесса. Одним из таких подходов является повторное использование отработанной культуральной жидкости на стадии культивирования, что приводит к снижению общего расхода водопотребления в производстве, сырья (элементов минерального питания) и потока, поступающего на стадию биологической очистки. Однако объем возвращаемой культуральной жидкости ограничен — не более 70% - вследствие накопления в среде культивирования продуктов метаболизма.

Принципиальным решением этой проблемы является разработка процесса получения биомассы микроорганизмов при замкнутом цикле водоиспользования. Реализация такой технологии требует регулирования состава питательной среды, особенно регулирования подачи в ферментер биогенных элементов.

При замкнутом цикле водоиспользования стадия биологической очистки сточных вод рассматривается как вторая стадия ферментации.

Разрабатываются режимы подачи элементов минерального питания, очистки стоков, возврата очищенных жидкостных потоков на стадию ферментации в условиях единой технологической системы.

Реализация замкнутой системы водоиспользования на заводе по получению кормовых дрожжей из н-парафинов позволила полностью исключить сброс сточных вод в природный водоем, сократить расход свежей воды на технологические нужды со 130…160 м3 на 1 т продукта до 14 м /т.

Для обеспечения экологически чистого производства биомассы микроорганизмов необходимо:


  • приготовление питательной среды с использованием солей, предотвращающих образование шламов (например, жидкого аммоний-фосфата) с целью исключения твердых отходов;

  • исключение сброса промышленных сточных вод за счет возврата в производственный процесс отработанной культуральной жидкости или биологически очищенной воды;

  • использование сушильных и грануляционных установок с замкнутым контуром циркуляции теплоносителя для устранения попадания пыли готового продукта в атмосферный воздух;

  • исключение пыления при погрузочно-разгрузочных работах на транспорте и у потребителя за счет выпуска гранулированного продукта.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   48


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница