автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Очистка промывных вод фаршевого производства и рекуперация белков ультрафильтрацией

САШТ-ПйТЕр^йхжшО?^мкгтетыи лрхиттугасмзтмш'Ешш ! УНИВЕРСИТЕТ "

Л I и;;;-/

На правах рукописи

• ДШАУН ДШЕЛЬ

ОЧИСТКА ПРОМЫВНЫХ ВОД ФАЙЛОВОГО ПРОИЗВОДСТВА И РЕКУПЕРАЦИЯ БЕЛКОВ УЛЬТРАФИЛЬТРАЩЕЯ- •

£

05.23.04 - водоснабжение, канализация, строительные • системы охрайы водных ресурсов

• А В Т 0 ? ь V Е ? А диссертации на соискенив ученой степени кандидат технических нйук

САНКТ-ПЕТЕРВОТ 1994

Работа адгслаеяа на. хандре каналиаадаи Санкт-Петербургского' Государственного Архятектурно-Огроигельиого Университета.

НаучннЗ: руководитель: член корреспондент РААСН,

доктор технических наук/ ; ', • ., профессор М.И.Алексеев

Научный консультант: . кандидат технических наук,

, старши;'; научили сотрудник,

. • ' Е.В.Хосид

Л I

. Официалыше оппоненты: Академик РААСН,

....•'. доктор технических наук, . прой&ссор В.С.ДикаревскиЗ

• . ' кандидат технических наук,

• доцент А.Н.'йиа

-Ведущая организация: . ... СНОО."Гипрорыбхоз" :

■ " чп •

Вацита диссертации состоится "01" февраля 1994 г. в 12 часов .

на заседании Диссертационного Совета К.СоЗх.31.03 в Санкг-ПетерЬург-

ско:,! Государственной Архитектурно-Строительно;.! Университете по аДре-

• су: 196005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, д.4, Ленинский зал,

.С диссертацией моано .оанакомиться в фундаментальной библиотеке СПбГАСУ. ' ■ ; .... Л.'

Автореферат разослан "17" января. 1994 г..

УчекиЛ секретарь Диссертационного Совета, кандидат технически* наук, доцент ■ '. .:"■"'•■• .•■'•''.

Г.П.Компна

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темн, В настоящее время большое внимание уделяется охране сгружающей среды, созданию малоотходных и безотходных технологий, переводу предприятий но замкнутое система водопользования, вторичному .использованию изплокасг.мх ценных веществ естественного происхождения. • Реиениэ этих задач в промышленности, в том числе в рыбоперерабатнващей, направлено на совершенствование технологии производства с целью етгиношя водопотреОленин, сокращения потерь продукции, сырья и отходов с сточными водами; на разработку и' внедрение ексоко-с«Х»зктивных . методов очистки сточных вод (СБ).-

В последнее время прослеживается тенденция развитая различных производств рыбной отрасли, в тем числе фартового.

Бурное развитие рыбной промышленности в мире, к з ток числе и в Алжире вызывало необходимость разработки новых видов'продукции, выпуск которых осуществляется из специально приготовленного рыбного фарша.

3 технологию приготовления фарша входят такие производства, как его 2-х или 3-х разовая промывка и последующее обезвоживание, в результате чего образуются высококонцентрированные по органическим загрязнениям производственные стоки (промывши вода

- пРв). . ■ . ., \

Отличительной особенностью пром'нвшх вод являются рчеокое содержание белковых соединений, -находящихся в эмульгированном и растворенном состояний. ' '

В литературе отсуствуют нормативные данные по количественной и качественной характеристике ПрВ фаршевого производства, нет сведений о компактных технологических способах их очистки.

Учитывая требования современного подхода к охране окружакщей среды и рациональному использованию водных ресурсов имеется необходимость в разработке новых высоко-эффективных и универсальных методов обработки загрязненных СБ.

При этом следует учесть что перспектива развития рекуперативной технологий й извлечения пенных вщвдоте являются основными .задачами современного научно-технического прогресса.

Б связи с этим необходимо, с целью п дальнейшего использования, рекуперировать белки содержащиеся в промывных водах и одавременно очвдать стоки.

Таким образом, цель рекуперативной технологий в данном случав - это извлечение из промывных вод белков и очистка воды.

Технический приемы по рекуперированию белков с одной стороны и метода водообработки промывных стоков с другой стороны обычно разные. Поэтому создание высоко-аф£ективного и , универсального метода обеспечивающего то и другое является одной из важнейших задач современного научно-технического прогресса. Такой подход весьма слабо освещен в технической литературе и на практике мало применен. " '

Технология очистки ПрВ и выделения из них белка требует применения процессов, которые позволили бы, во первых, обеспечить обезвреживание стока, во вторых - получить возможно более чистый белок, в третьих - затрачивать на получение целевого . продукта возможна меньше энергии. ■ ■

.'Исследования показали, что применение мембранного метода ультрафильтрации позволяет рекуперировать достаточно большое количество болкоз содержащихся в промывных стоков, . а также получать высокую степень очистки этих стоков.

Основное преимущество ультрафальтрацш (УФ) заключается в том, что при осуществлении баромембранного процесса не вызывается ' денатурация белкоЬ. ' 1

Техника разделвшш растворов с помощью мембран, под действием давления известна уже- около ста лет. Однако только в шестидесятых годах началось промышленное применение методов мембранной сепарации, вызванное к жизни созданием стгнтетичеоких мембран и оптимальные условия по таким параметр' м как давление, . скорость потока, температура, состав среды и др., для практической реализаций процесса УФ нигде не освещены.

Многообразие выпускаемых мембран чрезвычайно овтро ставит вопрос п<? изучению рабочих условий и выявлению гидродинамических параметров о главной целью обеспечения высокой степени очистки фильтрованного продуктам сохранения качества концентрированного.

Тема настоящей работы посвящена решению вышеуказанных проблем на примере ул обработки ПрВ фаршевого производства. Выбор данного способа объясняется его высокой селективностью и одновременной возможностью изъятия белков. Актуальность выполненных исследований определяется и тем, что решение поставленных задач позволит применить полученные результаты при очистке ПрВ других .отраслей пнщопой ггроинш.петгосги ( мясной, молочной,

- Б -

плодовоовощной и др.). которые широко распространены в Алжире.

Работа проводилась в соответствии с координационным планом госбюджетных научно-исследовательских работ по теме! "Создание, принципиально новых и экологически чистых технологий очистки промстоков".

Цель и задачи работы. Цель работы - исследование метода УФ при очистке ПрВ фаршевого производства-и рекуперации содержащихся в них растворимых белков, и разработка принципиальной технологической схемы очистки.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи! установление режима водоотвэдёния цеха (завода) фаршевого производства, определение норм расходов СВ от технологических операции приготовления рыбного фарша;,

определение качественной характеристики стока; обоснование целесообразности и необходимой степени предварительной очистки ПрВ для обеспечения последующей УФ обработки; . • •

исследование метода УФ , его основных рабочих параметров и эффективность при очистке ПрВ ' фаршевого производства и рекуперации содержащихся в них растворимых белков;

вывод, с помощью программного обеспечения и математической эбработки экспериментальных результатов, расчетных уравнений с дельга описания УФ процесса очистки ПрВ; • . •

исследования по регенерации мембран; ' разработка методика расчета УФ процесса и аппаратурного зформления мембранной установки с трубчатыми УФ модулями;

разработка . технологической схемы очистки СВ фаршевого гроизводства и извлечения их них ценного продукта;

. подготовка предложений' по использованию утилизированных гродуктов очистки промстока;

НзУ-Чная. новизна работы. Установлены количество, состав, юэффициент неравномерности отведения ПрВ фаршевого производства, ысококонцентриропалшх по органическим веществам белкового роисхождояия. ,

Изучены фракционный состав по белкам, устойчивость Срабатываемого стока в зависимости от температуры, и влияние оличества , белков на его вязкость в результате процесса онцентрированин методом К>;

Предложены способы и установлена необходимая степень

предварительной очистки стока перед подачей на УФ установку.

Установлен механизм процесса УФ очистки ПрВ для исследуемых .мембран.

'Разработан эффективный метод регенерации мембран. Получены уравнения, позволяющие рассчитать удельную производительность, продолжительность фильтроцикла и селективность процесса УФ. •

Практическая ценность работы. Установлены количественная ■ и качественная ' характеристика ПрВ и режим их водоотведения. Определено распределение по молекулярной массе белковых фракции, содержащихся в них,.

Определены основные оптимальные параметры УФ очистки ПрВ; произведен быбор тип мембран.

Разработана методика расчета установок с трубчатыми УФ модулями.

■ ' Предложена принципиальная схема очистки ПрВ фаршевого производства.

Ка защиту выносятся! количественная и качественная характеристика ПрВ фаршевого.производства;' результаты экспериментальных исследований,процесса УФ очистки ПрВ; • ;

расчетные, зависимости, технологические параметры и схемы а процесса очистки промывных вод УФ.

Внедрение. Полученные данные включены В нормативную техническую документацию проектной организации в Алжире для разработки регламента очистки СВ, высококонцентрированных по органическим веществам белкового 'происхождения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной' работы докладывались на 49-ой,' 50-ой научных конференциях СПбГАСУ (С-Потербург, 1992, 1993 гг.); на Российской межотраслевой цаучно-пракгической конференции (С-Петербург, 1993 г).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных труда.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, Б глав, общих выводов, библиографии включающей-146 наименований . и приложений. Работа . изложена на страницах машинописного текста к включает ' таблиц и . рисунков.

СОДЕРЖАИГЕ РАБОТЫ

В .введение. обоснована актуальность темн, определена цель _ исследований. Приведена краткая характеристика научной новизны и практической цвнноста работа, о тек»» • осно&ян* положения, выносимые на защиту.

В главе I сделай подсобкий яналаз состоят вопроса в соответствии 6 известными литературными источниками.

Приводятся результаты критического анализа исследований по очистки рисококонцэитрировадаак СП рыбообрабатывающих продгфиятий. Сточные н-одт;, образумься на предприятиях, рыбной промталаности, отличаются нестабильность» расхода и состава загрязнений, которке зависят от вида обрзбатн*з»°мь,го сырья, ассортимента выпускаемой продукции технологического процесса, объема производства.

Анализ литературшх. . данных ■ свидетельствует о многовариантности методов очистки, • СВ (механически*, рвагвятнив и безреагеншыв физико-химические, электрохимические, мембранные) рыбообратыващих предприятий. Вопросы количества, состава, режима водоотведения и очистки стоков фаршевых цехов (заводов), кок, впрочем, и вопроси по 'рекуперации цонних жирб-болковнх лещйстз, содерякдахся в фарвашх стоках, в специальной литературе ко освещены.

Это обусловливает • необходимость исследования конкретного стока фариевого производства и разработка методов его очисткй' на малогабаритных установках. ' '

Внедрение рекуперативной очистки производственных СВ, использование мплооворгоомккх и компактных установок, требует новых внеоко-эфректившх, экопомичи.-х и универсальных методов ■ обработки, к ним относится кетод б&ромечбрянной очистки.-'"?.

Однако, практический Ш7 пршеконил метода УФ. для очистки промышленных стоков незначителен, недостаточно изучено его' использование для различных СБ но качественному составу..

Поэтому исследование, кьтфзшгошно ' на оигределевие эффективности применения баро[.'^мбрачкчх методов для •• .'очистки нромкшленных стоков представляют билону я научную и ¡^•••г'ичвеку» ценность. . ' . -

Били а^ормулкробзны задачи исследований по очистки ПрВ фаршевого производства и вклмопкя из них раствориемх бплков

МаТОДОЙ '/ф. .

В. глаже а рассмотрены теоретические восрзсн применение меморянйзй технологии в реншии разнообразных • прейдем, яогяаапаанкх пввсадщвЕкой необходимостью, в том-числа и в облает охранк скрзг^&аят^й средь?..

7зт/ат йокаак;» врлмздаетвя, сущность и ' »рщивриегаюи реагашя б/зрзиймбряннкх проогесов, а такж^ обтх их {фмиишшя б. от состояния:' и же-' -'Ш

р&девдяяэ пй^упроЁй'Дййшв яя№1рабщ и раздаяапгв^ьаав аппараты, приьэдеяы их свойства, преимущества и недостатки, способы их. формирования а изготовления, схемы . их работы. Отмечено, что для обработки высококонцантрированных сточных вод, наиболее подходящими являлтся мембраны органические из поли&миных веществ и минеральные композиционного ша из металлокерамики и угля, реализугамэся в ьиде готовых разделительных аппаратов в основном трубчатой конфигурации. .

Рассмотрены теоретические основы баромембранннх методов, в результате чего установлено, что в. литературе отсуствует однозначное представлении о механизме и кинетике селоктивлого разделения, поэтому прк разделении 'исследуемого нами раствора, рассматривалась мкогофакторная оценка с учетом . образования ' геле-поляризационного 'слоя, что характерно для высококомцйнтрированшх растворой.

Поковано, что относительно- слабо изучено влияние таких параметров, как давление, скорость, температура, исходная концентрация, состав среды и др. на эффективность разделительных процессов. ' ■ .

Недостаточно, освещены закономерности, имеющие .место при восстановлении характеристик мембран, приведено мало сведений но .выбору способов, растворов и режимов их регенерации.

В главе 3 дано описание объекта исследований но определению количества, режим водоотведения и состава ПрВ, проводившихся на базе рыбокомбината города Деллис (Алжир), являющегося опытно-промн^ленным предприятием рыбной отросли, в состав которого иходит Фартовое производство, . существующее как саМОСТОЯТРЛЫШЙ ПО ИЗГОТРШИрНИЮ рнЛ»1>Г9 фарШй.

Опиояя» методики йнэлй&а СП и продления ?кеиерйнентпльинх исгл»аоы'яип н-г спемдодеьи» ■-'олкчфгнакниА и кочесгпеиной

гэракт&зястася стоков.

С то"!"л зрения годапс онзрэциЗ изучеии тйсюлетчггесхяа протсая приготовления ржйюго фзрчза, прздсгавяеяя у деньки нормы расхода Про фаршевого производства; уезэясажяк. кофКицхэнтм неравномерности водоотводелия (табл.1); изложена результаты исследований качественного состава стоков (табл.2).

С помощью высокоэффективной геле-жидкостной хроматографии, исследован фракционный состав компонентов ПрВ по рыбным растворимым белкам; определено количество фракций бежев и приблизительное распределение по молекулярной массе различных их семейств. '

Результаты исследований показали наличие 6-3 семейств белков, молекулярные массы которых колеблются от 5 ООО- до 200000 Да.

Исследована устойчивость исследуемого раствора в зависимости от температуры и изучено влияние содержания белков на его вязкость. - , '

Рассмотрен вопрос предварительной, очистки ПрВ перед подачглих на УФ установку. Установлено, что предочистка стока должна обеспечить удаление грубодас-нерешх. частиц органического происхождения в основном представленья волокнами рыбной • ткани, и жировых продуктов с целью предотвращения закупорки УФ модулей.

;В качество способа предварительно!! очистки в соответствии . с задачами исследований была апробирована центробежная сепарация. Состав; отсепарировэнннх ПрВ представлен в табл.3. .

Таблица I

• Количественная характеристика ПрВ фаршевого производства

\ Показатель количество обработ. сырья количество • образующихся стоков уд. нормы расхода промывных вод на од. обраб. сырья - часовой-кос-Гфдациент нераьпомер. водоотвод,-

\ см. час.

Объект \ т/см м'-Усм м3/ч м3/т ' —

Маршевый цех 5 30 3.75 6 1.33

Рыбокомбинат ТО 50 — -

I Таблица 2

Качественная характеристика ПрВ фаршового произсодетка

' Показа?. Единицы измерения Значения концентрации ■

Разброс Среднее

.взвешенные вещество мг/л 700 - 5000 3000

б т.ч. после прокал мг/л - 380

летучие мг/л 1000 - 1200 1100 '

ХПК мг/л 7100 - 13500 10300

БПКгюлн. мг/л 6800 - юеоо 8700

растворимые белки мг/л ■ • 3000 - 6000 5000

жиры кг/л 600 - 9100 4600

. азот общий мг/л - ' 1Б40

в т.ч. орган. мг/л - 1500

аммон. ыг/л ' - 40

небелк. мг/л - 250

сухой остаток ' мг/л 13000. - '17000 15000

в т.ч. после прокал . мг/л .535

■хлорида мг/л - 280 ■

фосфаты мг/л - 4

р;{ . 5 - 7 6

температура с . 10 - 20 15

бяйкооТь ■ МПь.оек - Т.З

5 гл^е 4 изложены &йдйчи к пришдедш оиноыше результаты »ксперимйнтелышх иселедоваьий б лабораторных условиях.

Главной из задач исследований является 'изучение общих закономерностей процесса УФ очистки ьысококовдонтрированннх по органически« загрязнениям ПрВ, образующихся ' в процессе приготовления рыбного фарша.

Экспериментальная база проведения рг-5от была организована непосредстве л го на рыбокомбинате, что дана „то возможность работать с реалмшм стоком фершвого производства,' учитывая при ' этом вое многообразие звгрязнйКйза. воду' веществ ( природу, фракционный доегыч : состоянии к др.), на специально сконструированной ля'-^раторной ус ганочне.

Таблица 3

Усредненные 'данные по составу Арб» направляемых на УФ очистку

ЙоКаза*ель взвешенный вещестйа* ША ЙШ» ' Мг/Л белки, мг/л жиры, мг/л

МСзМД. стой 8000 ЮБ00 Б000 4800

йсШё предочййткй еоо ' 8034 4200 .1440

ИЗ широкого спектра выпускаемых мембран, были выбраны и апробированы определенные типы полупроницаемых мембран; о учетом величины молекулярной массы (20000 Да) растворимых белков, содержащихся в большем количестве в ПрВ фаршевого производства.

Основные характеристики исследуемых мембран ( в лабораторных и последующих полупроизводственннх условиях) приведены в табл.4.

. ргшсаш условия проведения экспериментальных исследований и методики анализа исследуемого стока и пермеатэ.

Дан критерий оптимизации, основанный на экономическом показателе, удельной стоимости '-I мЗ очищенного пермеата "для определения оптимальных значений влияющих параметров, при которых устанавливается наиболее эффективный (оптимальный) , режим -работы УФ установки.

Результаты многочисленных экспериментальных исследований по изучению влияния ' давления и скорости на один из основных параметров УФ процесса - удельная .производительность,' а также изменение проницаемости и селективности процесса УФ во время рабочего цикла приведены на ряс Л и 2.

Анализ результатов исследований показал, что с учетом специфики состава ПрВ фаршевого производства модель концентрационной поляризации-гелеообразования, на; наш взгляд, более достоверно описывает характер изменения производительности в зависимости от давления, гидродинамики потока и типа растворенных веществ, и позволяет получить качественную и количественную информацию'процесса УФ.- '

г та-

ив-

, N 71

4

' 4

Б4

* • » *ц \х

203

т, МИН

МО

Рио.1 . Изменение проницаемости по времени

I. У§ ~ ПО -20; 2.. У& ~ КЕР - 20: ' 3. УФ ► ПН -20; УФ. ~ УГЛ - 20!

м

«г

I ■ > ■ " э

1 / /. ■ 1'- '' ' 1 .■•"V \

| "О

ш Т, »»

же

«О

\ Ч

Рис. Изиенение селективности по белкам от времени. .

I. П - ПС - 20; 2, УФ - КЕР - 20;'

3, ПН - 20; Ч. П - УГЛ - 20.

10

Исходя из минимальной удельной стоимости, определены Оптимальные значения рабочих параметров проведения УФ процесса (Т8ЙЛ-&). '

Результаты исследований селективности мембран по различным показателям ПрВ при установленных оптимальных значениях представлены в табл.6.

Таблица 4

Основные характеристики исследуемых мембран

Наименование мембран (изготовитель)

Характеристики мембран мидерадше ! органические

Сагровер МетЬга1ох 1НК 3038 ВХ 6

М4 1Р1940

(УФ-УГЛ-20)* (УФ-КЕР-20) (УФ-ПН-2С (Шюпе- (УФ-ПС-20)

(ТесЬ-Бер) (Сагауег) рои1епс) (РС1)

Материал металло- металло- полиакрйло- ПОЛЙ-

уголь керамика нитрйФ сульфон

Конструкция трубчатая ■ трубчатая плоская трубчатая

Поверхность

фильтрации, см2 64 ' .62 ' 66 . 68

Молекулярная '

масса', Да * 20000 20000 . 20000 20000

Удельная

проницаемость, ■ -до 80 . до 16.00 до 800 ДО 120

л/(ч-м2) ■

Условия

: проведения•

процесса: . г'- ю

; ■ Р*1 V 1-13 2-12 2-13

т, с да 300 ' до 250 до 70 до аа

Р, МПа г до 3,5 ' до' 10 ДО 2.6 ДО 1,5

Срок службы.

лет 5 . 4 2 2

* - Условные обозначения мембран на русском языке.

Таблица Б

Оптимальные характерйСТйкй йсследурмых мембран

. 1 ■ М ё мб раны

Характеристика !

I УФ-УГЛ-20 УФ-КЕР-20 ; УФ-ПН-20 УФ-ПС-20

ШаШаМШй |

удельная стоимость, АД/м3.*

13,46 8 11,5 7.6

ОптйМаЛЫШе / |

значений.' !.

Даблеййй, бар ; - 2. г з,а

• скорости4 М/с 3 0,5

продолжйтельность - '

филЬтроцйкЛа i Ч-ШИ ——___—_.„ ■ » 11 -1,1 ■ 4-Э0 4 1

* - I алжиршй динар (АД) ршя 1ЭД рублей.

Трубчатые мемб£>айН ИЗ Металлокерамики й полисульфона оказались более эффективными йо проницаемости и селективности, поэтому полупроизводственные испытания провЬдились в основном . с их использованием, | . .

При математической обработки экспериментальных данных, получены уравнения регрессии, • устанавливающие зависимость, проницаемости (¿р, л/(ч*ы2)) и селективности (В, %) процесса УФ от основных факторов (давления - Р, бар; скорости' - V, м/с;; продолжительности; фильтроцикла - t, мин)г - ...

УФ-УГЛ-20 - Лр ь 29.08 * Р0'79 «V0-14 ! .

: 2' * 15.62 + 1.07*1 -0.23*1; + 31.01 /2»72

X

II = -27.17 - 0.26*1; + 10.10* г + 27.17/2.72

■ ■ !' ; г'.''

I " (3.32*Р - 1.16*Р +, 0:.48*У) •УФ-КЕР-20 - ф = 2.72 .! -

t

Jp = 97.52 - 9.65*t - 19.76*bn(t) - 72.15/2.72

■ ((-5t.83 4 1252.87*t)/(1+277.44*t)) R = 2.72

УФ=ПН-20 - Jp = P°-56 * 2.72(4-47*V)/V1-46

2 t Jp = 10.11 +• 5.4T*t - 0.73*t + 32.78/2.72

t

R = 52.80 - 1.88*t + 16.55* t - 53.42/2.72

УФ-ПС-20 - Jp = P0,74* 2.72(3'38*V)/ V0,81

2 t Jp = -8.36> 69.64*1; - 17.96*t + 98.05/2.72

((-46.65 + 1656.22«t)/(1+366.09*t))

. ■ H = 2.72

Графическая ■. обработка опытных результатов подтвердила обоснованность выбранной модели процесса УФ.

Последующие исследования били посвящены вопросу регенерации мембран. Установлено, что сочетание промывки водой и гипохло-ритом натрий NaCIO ' с концентрацией 500. мг/кг можно восстановить 9в - 100 % удельной производительности исследуемых мембран.

Следует отметить, что гипохлорит. натрия при концентрации больше _ 500 - ,1000 • мг/кг - не рекомендуется изготовителями органических мембран. _ .: .

В главе 5 приводятся результаты исследований-.УФ: процесса на полупроизводственной установке в условиях близких к ревлышм по объему обрабатываемого стоке, геометрическим хара-'терисг'кам (размеры, рабочая поверхность) выбранных полупроницаемых мембран и внешни" условиям (давления, скорости, темдературй,...■ , что позволяет переносить результаты исследований с достоверной вероятностью в производствешше условия. .

Принципиальная схема полупроизводственной установке, разработанной, и смонтированной фирмой. GAMMA FILTRATION, приведена на рис.3.

Рис. 3. Принципиальная с к епя полупроизводственной

тру«чатой ультраФильтРаЦионной установки« ' 1- исследуемая Г1рВ| 2- пененный резервуар) 3- питающий насос! 4- теплообменник) 3- предохранительный фильтр) 6-циркулирумший , масос) 7- упьтраФильтрационный аппарат) линия пермеата) 9- резервуар пермеата) 10- линия концентрата) И- нанометры! • 12- рлетромагнитная вадви*ка) 13-

»лектромагнитный расходомер) 14- термометр) 15- водя для промыв ки) 16- вайпаеная линия! 17- Выпуск концентрата! 1в- от«ор про£ы! 19- выпуск в каналиааиии) 20- уровнемер.

Усрадаеюше дешгме сю свткптоата '

/ : (I О К 9 3' (1 1! е я и Ывиб р 8 Н Нц -------

{ УФ-ЯЕР-Ц УФ-Шг^

хлк С73Й». «Г/Я' :: 6034 8034 | &Ш,

иермеат, мг/л 2884 1334 газе У 'а 1 " У?.

эффект 1 очистки, % 72 83,4 ! 1 1 . 333 Г 'Щ.,4.

БЕЛОЙ ИСХОДНЫЙ сток, мг/л 4200 ' 4300 ' 4гао 1; ш.

дармеат, мг/л 1344 ¿15 ' 862 1 &.....■ ' !' 735.

эффект очистки, % 58' 80,6 ^ 79 82,5

" V ВЗБЕВКШЕ ! ВЕЩЕСТВА ИСХОДНЫЙ сток, мг/я 600 воа : 4 600 ^

тюрмеат, мг/л ' 68 7,2 в - V-

эффект очистки, % ' 98 98, в 1 99

. жиры исходный сток,' мг/л пермеат, мт'/л 1410 : 1440 ' И40 ! Ч%<)

172,8 . . 72 ; 79,2 \

аффект очистки, % 88 ■95 .94,5 ;

Работа нэ установке осуществлялось , на натурчлыг^д,,.. стоке • раршепого цеха рыбоконсервного комбинате.

.Б соответствии о результатами лабораторных исследований, гооцесс концентрирована белкового раствора нэ шбрашше мсмбраии '1>-КЕР-20 и УФ-П0-20, провожался при ранео ' установланкых

оптимальных значениях давления и окорости (Р = 2,2 бар и V = 5 м/сек - для мембраны УФ-КЕР-20 и Р = 3,8 бар и V. = 0,5 м/сек для мембраны УФ-ПС-20). В ходе процесса концентрирования в течение I ч 30 мин на мембране УФ-КЕР-20 и I ч - на мембране УФ-ПС-20, при начальной концентрации белков в промывных водах Со = В г/л (4,2 г/л после предварительной очистки) объем нагрузки уменьшился с 40 до 4 л при использовании мембраны УФ-КЕР-20 (коэффициент объемного концентрирования ГКУ = 10) и с 60 до 15 л при использовании , УФ-ПС-20 (коэффициент . объемного концентрирования РКУ = . 4). При этом конечная концентрация обрабатываемого белкового раствора составила 35 и 15 г/л соответственно для мембран УФ-КЕР-20 и УФ-ПС-20.

Результаты экспериментальных исследований по изучению влияния давления и скорости на удельную производительность процесса концентрирования, при предельной концентрации белков в ПрВ (Ск = 35 г/л - для мембраны УФ-КЕР-20 и Ск = 15 г/л - для мембраны УФ-ПС-20), на полупроизводственной установке в целом подтвердили результаты исследований в лабораторных условиях.

Сравнительная оценка результатов показала, что эффективность процесса УФ снижается в ходе концентрирования исследуемой сточной жидкости,, однако значения давления и скорости оптимального режима ■концентрирования не отличаются от установленных в лабораторных условиях.

Приведена по результатам полученных . в лабораторных ' и иолупроизводственных условиях рекомендуемая. принципиальная технологическая схема очистки ПрВ' фаршевого производства и' рекуперации белков (рис.'4). Описан принцип бе работы. .

Предложная- схема может быть рекомендована для аналогичных цехов или заводов с различной технологией производства' и любой мощностью. ' -

Ожидаемый эффект очистки ПрВ фаршевого производства согласно, предложенной технологической схеме должон составить по ХПК - 82%, по белкам - 75%, по взвешенным веществам - 98%, по жирамI 92% нри сродной исходной концентрации соответственно 10300,-5000,.3000, 4800 мг/л.'

Предполагаемая себестоимость' очистки и концентрирования ПрВ по рекомендуемой схеме' составляет около 10 алзотрских динаров на кубический мотр.

Рис» Рекомендуемая технологическая схема очистки! 1»- едуемля ПгВ; 2~ сетка; 3- приемный резервуар; 4- насосI 5- промежуточная емкость! 6-

тарвличатый . сепаротор; 7- рабочий резервуар? 8- питающий насос! 9- теплоабменик; 10-ПРедохРвиительиый »мльтр; II- циркулирующий насос; 12- ультрвФиьтриониый аппарат? 13— линия пвриеата? 14— линия концентрата! 15— &айпасная линия; 16- отсек резервуара для концентрата; 17 — реаер&уар пермоата; 10- прсмыеочмзг. емкость; 19- выпуск в канализации», 20— уэел ав,"абатки осадка.

Дана методика расчета процесса УФ очистки ПрВ фаршевого производства, с использованием результатов экспериментальных исследований и полученных основных расчетных уравнений.

Предложены пути утилизации Извлекаемых осадка и белков.

ОБЩЕ вывода

I. Установлены количество, состав, коэффициент неравномерности отведения ПрВ фаршевого производства рыбоконсервных предприятий применительно к технологии принятой в Алжире.

1. Определено распределение по молекулярной массе белковых фракций, содержащихся в ПрВ; изучены устойчивость обрабатываемого стока, выкоконцентрированного по органическим веществам белкового ; происхождения и влияние количества белков на его вязкость. в результате процесса концентрирования методом УФ.

3. Предложены способы предварительной очистки ПрВ , методом процеживания и центробежной сепарации. . Установлена необходимая степень предварительной очистки стока перед подачей на УФ 'установку. ' •

4. С учетом состава ПрВ были выбраны типы мембран, проведено •их' в1тробирование на лабораторной и полу производственной установке, изучено влияние рабочих условий (давления и скорости ) на параметры УФ процесса, определены их оптимальные значения, выявленйдинамика изменения параметров УФ по. времени, установлен механизм 'ллцесса. ' '

5. На основе математической обработки: экспериментальных данных получены уравнения регрессии, описывающие УФ процесс.

6. Проведены исследования и даны рекомендации.по регенерации' мембран. ■■' .

7. Предложена принципиальная технологическая ' схема УФ, , обработки ПрВ, намечены и частично апробированы ' области

использования концентрата.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: .. ..

I- Алексеев М.И.", Хосид Е.В., Джемаун Дж. . Применение мембрашюй технологии для выделения цегашх продуктов из промстоков.//Информ. листок, N ИЛ 613-93, С.-Петербург, 1993. 2

с

2- Алексеев М.И., Хосид Е.В., Кабргель О.И., Джемаун Дж. Создание новых и экологически чистых технологии очистки промышленных стоков.//Тез. докл. Росс, межотрасл. научно-нрак. конф. "Организация комплексных мероприятий природоохранной деятельности на предприятиях", С.-Петербург, 1993. с.5-6.

3-Алексеев М.И., Хосид Е.В., Джемаун Дж. Результаты исследований по ультрафильтрациош:ой очистке промывных вод фаршевого производства.//Тез. докл. секции водоотведения и очистки стоков 51-ой научной конф., С.-Петербург, 1994-. с.

4-Алаксеев М.И!, Хосид Е.В., Джемаун Дж. Результаты исследований по ультрафильтрационной очистке сточных вод фаршевого производства.//Совершенствование и повышение эффективности работы систем водоснабжения и. водоотведения. Межвуэ. тем. сб. трудов, С.-Петербург, СПбГАСУ, 1993 (в печати).