автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Повышение эффективности процесса фильтрования сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей на основе применения установок модульного типа

■г

ии^4В852Э

Чечиков Илья Владимирович

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД МЯСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ ОТ ГРУБОДИСПЕРСНЫХ ПРИМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВОК

МОДУЛЬНОГО ТИПА

05.18.12-Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 О ДЕК 2009

Москва 2009

003488529

Работа выполнена на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет прикладной биотехнологии».

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Никифоров Л. Л.

Официальные оппоненты: д.т.н., проф. Бредихин С.А.

к.т.н., проф. Чурмасова Л.А.

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский

институт мясной промышленности имени В.М. Горбатова Россельхозакадемии.

Защита диссертации состоится «...» .:..... 2009 г. В ..... на заседании

диссертационного Совета Д212.149.05 при Московском государственном университете прикладной биотехнологии по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 33, конференц-зал.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим отправлять в указанный выше адрес учёному секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ.

Автореферат разослан «...» ...vT.fi.Г.... 2009 г. Учёный секретарь диссертационного совета к.т.н.:

таксимов Д. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производственные ... сточные воды мясоперерабатывающих производств содержат значительное количество органических веществ, которые при разложении могут интенсивно загрязнять воду в водоемах и оказывать пагубное воздействие на флору и фауну. Для сохранения водного бассейна необходимо не только рационально использовать водные ресурсы, но и очищать сточные воды. Количество загрязнений промышленного происхождения, поступающих в городскую канализацию, лимитируется правилами, в соответствии с которыми промышленные стоки должны быть доведены до нормативных показателей на локальных сооружениях предприятия.

Мясоперерабатывающим производствам для производства своей продукции необходимо значительное количество воды питьевого качества, которая, загрязняясь отходами и потерями, связанными с несовершенством производства, поступает в канализационную систему предприятия. Основными загрязнениями, содержащимися в сточных водах мясоперерабатывающих производств, являются взвешенные вещества, жир, хлориды, азот, фосфор. Наибольшую концентрацию имеют взвешенные вещества.

Для полной очистки сточных еод используются химические, физико-химические, биологические и биохимические методы, но их применение требует предварительной подготовки стоков. Для этой цели применяют. методы механической очистки, включающие процеживание (решетки), отстаивание (песколовки, отстойники, жироуловители), разделение суспензии в поле центробежных сил (гидроциклоны, центрифуги), фильтрование.

На первичном этапе очистки сточных вод стоит важная задача - отделение грубодисперсных примесей, к которым относятся частицы вещества размером более 0,5 мм. Основным оборудованием, нашедшим применение для эгой цели, являются решетки, отстойники. Данное оборудование не позволяет добиться достаточно высокой степени очистки, кроме того оно является крупногабаритным и дорогостоящим, что делает нецелесообразном его применения на малых предприятиях.

• Перспективным для отделения грубодисперсных примесей является использование процессов фильтрования, реализуемых на установках модульного типа, наиболее приспособленных для малых предприятий, преобладающих в структуре мясоперерабатывающего комплекса России. •

Целью работы является изучения процессов фильтрования сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей с использованием металлических сеток, создание математических моделей процесса, методик расчёта с выходом на конструкции установок модульного типа. Для достижения указанной цели были решены следующие задачи: - провести обзор методов очистки сточных вод от грубодисперсных примесей и оборудования, применяемого для этой цели на лок&чьных очистных сооружениях мясоперерабатывающих производств;

- разработать математическую модель процесса очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей с использованием фильтрационных сеток стандартных типоразмеров и её математическое описание;

- провести экспериментальные исследования по фильтрованию сточных вод мясоперерабатывающих производств для отделения грубодисперсных примесей с использованием сеток стандартных типоразмеров;

- разработать конструкцию фильтрационной установки модульного типа для очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей, а так же методику ее инженерного расчёта на базе экспериментальных данных;

- провести анализ совместной работы аппаратов различного принципа действия, используемых при очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств.

Научные положения, выносимые на защиту.

- результаты аналитических исследований процесса очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей для конической фильтрующей поверхности с использованием сеток при различных условиях образования осадка;

- результаты экспериментальных исследований по очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей с использованием фильтрационных сеток;

- математическая модель совместной работы аппаратов для очистки сточных вод различного принципа действия.

Научная новизна состоит в следующем:

- предложена математическая модель процесса фильтрования сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей для конической фильтрующей поверхности с использованием сетчатых фильтроэлементов в различных условиях образования осадка;

- экспериментально установлены зависимости основных параметров процесса фильтрования, такие как: толщина слоя осадка, скорость процесса фильтрования, общая объёмная производительность, проницаемость осадка и фильтрационных сеток, удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтрационных сеток, конечная концентрация загрязнений, степень очистки от продолжительности процесса фильтрования;

- на основе полученных экспериментальных данных определено рациональная продолжительность регенерации фильтрационных сеток, при которой обеспечивается непрерывная работа фильтра без значительного снижения степени очистки;

- предложена математическая модель совместной работы аппаратов периодического и непрерывного действия для очистки сточных вод.

Практическая значимость работы:

- для очистки сточных вод рекомендовано использовать фильтрационные сетки по ГОСТ 6613-86 и ГОСТ 3826-82, изготовленные из нержавеющей стали или цветных металлов, обладающие высокой коррозионной стойкостью;

использование фильтрационных сеток для очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей позволяет

добиться степени очистки, равной 40 - 90 %. При этом достигается высокая общая объёмная производительность;

- предложена технологическая схема механической очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств, позволяющая достичь высокой степени очистки от грубодисперсных примесей;

- разработана «Методика расчёта фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей», принятая к внедрению ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на научных чтениях VI международной научно-практической конференции и опубликованы в сборнике научных трудов «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (Москва, МГУИЭ, 2009), на научных чтениях 8-ой международной научной конференции и опубликованы в сборнике научных трудов «Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии и средства

переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания» (Москва, МГУПБ, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 патента РФ.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 164 страницах машинописного текста, содержащего 17 таблиц, 27 рисунков и 89 страниц приложения. Список литературы содержит 120 наименование работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса по очистке сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей.

Мясоперерабатывающая отрасль является одной из наиболее водоёмких в пищевой промышленности, среднегодовой удельный расход свежей воды которой варьируется от 14,8 до 24,2 м3/т мяса. При этом объём сточных вод составляет от 12 до 20 м3/т мяса.

Сточные воды мясоперерабатывающих производств являются сложными полидисиерсными системами, содержание загрязнений в которых изменяется в значительных пределах. Загрязнения присутствуют в стоках ' во всех видах дисперсного состояния: растворённом, коллоидном, эмульгированном, грубодисперсном. Основными загрязнениями являются органические примеси, в состав которых входят в основном жиры и белки. Степень загрязнённости сточных вод характеризуется качеством воды, включающем физические, химические, биологические и бактериологические показатели.

Прошедшие очистку сточные воды должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к их качеству. Причём, в зависимости от условий отведения сточных вод эти требования варьируются. Требования при отведении очищенной сточной воды в природные водоёмы значительно более строгие, чем при отведении в городскую канализацию. Причём, в разных городах требования к качеству поступающих в городскую канализацию сточных вод различны.

Таким образом, при очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств на локальных сооружениях стоит задача быстрого и эффективного удаления загрязнений, при котором должны выполняться требования СанПиН-а.

В зависимости от состава и свойств загрязнений, специфики производства, режима спуска сточных вод и местных условий, производится выбор метода обработки сточных вод и оборудования, применяемого для этих целей.

В структуре мясоперерабатывающего комплекса России все более преобладают предприятия малой мощности. В этом случае, использование крупногабаритного и дорогостоящего оборудования, предназначенного для очистки сточных вод, является нецелесообразным. Таким образом, стоит задача создания малогабаритных модульных очистных установок, эффективность работы которых должна удовлетворять требованиям СанПиН-а.

Очистка сточных вод мясоперерабатывающих производств, при которой было бы невозможно вторичное загрязнение стока, достижима только при их быстрой очистке от грубодисперсных примесей. Для решения данной задачи следует разработать конструкцию устройства и создать методику его инженерного расчёта.

Во второй главе представлена разработанная (в соавторстве) конструкция фильтрационной установки, учитывающая особенности стоков мясоперерабатывающих производств, защищенная патентом РФ № 2330707 (рис. 1).

В предложенной фильтрационной установке (рис. 1) в качестве фильтроэлемента используется фильтрационная сетка по ГОСТ 3826-82 или ГОСТ 6613-86, изготовленная в виде усечённого конуса. Для регенерации фильтрующей поверхности применяется скребок.

Предлагаемая фильтрационная установка позволяет решить задачу быстрой и эффективной очистки сточных вод от грубодисперсных примесей. Общая объёмная производительность установки значительно больше, чем у отстойников, применяемых для этих целей на мясоперерабатывающих предприятиях. Это позволяет в значительной степени сократить время обработки сточной воды и не допустить экстракцию из грубодисперсных примесей и взвешенных веществ белковых соединений. Обладая высокой эффективностью при значительно меньших габаритных размерах, чем у отстойников, предлагаемая фильтрационная установка способна заменить их в технологической схеме локальных очистных сооружений предприятия.

Форма фильтрационной поверхности представляет собой усечённый конус. Данная конструктивная особенность обеспечивает использование практически всей площади фильтроэлемента в процессе очистки сточных вод при достаточно простой выгрузки шлама.

Подача фильтруемой жидкости 5

Слив очищенной жидкости

Рис. 1. Установка для очистки сточных вод. 1 - входной патрубок; 2 - крышка; 3 - корпус; 4 - фильтроэлемент; 5 - приводной вал; 6 - конус; 7 - скребок; 8 - опорная чаша; 9 - диск жёсткости; 10 - выходное отверстие.

Установка работает следующим образом: фильтруемая жидкость через входной патрубок 1 поступает в полость корпуса 3, заполняет пространство между фильтроэлементом в виде усеченного конуса 4 и корпусом 3. Очищаемая жидкость проходит через фильтроэлемент 4, на поверхности которого задерживаются грубодисперсные примеси. Выделенный в результате очистки осадок снимается с поверхности фильтроэлемента 4 скребком 7, закреплённым на внутренней поверхности корпуса 3. Процесс снятия осадка осуществляется при вращении приводного вала 5, передающего крутящий момент от электродвигателя (на рисунке не указан) фильтроэлементу 4. Осадок выгружается через выходное отверстие 10, а отфильтрованная жидкость - по пологой поверхности опорной чаши

8, для придания дополнительной прочности которой используется диск жесткости

9, сливается из установки.

Стоит вопрос разработки методики инженерного расчёта предложенной фильтрационной установки,

Для решения данного вопроса была рассмотрена математическая модель, описывающая различные варианты протекания процесса фильтрования, а именно, в условиях образования осадка и без образования осадка.

Необходимо очистить поток суспензии () м3/ч, т.е. отделить и извлечь твёрдую составляющую из потока 2 исходной суспензии в фильтрационной установке.

Цель расчёта - определить геометрические параметры фильтрационной установки по заданной общей объёмной производительности.

Ограничения: суспензия с исходной концентрацией равномерно распределяется по всей фильтрующей поверхности аппарата; объёмная концентрация твёрдых частиц мала; осадок мгновенно оседает на фильтрующей поверхности, снимается скребком и выводится через выходное отверстие; осадок несжимаем; очистка осуществляется фильтрацией через коническую фильтрующую поверхность; УууУ,, где Ук - объём суспензии в аппарате; АР постоянно во времени; осадок счищается периодически.

Сопротивление осадка незначительно по сравнению с сопротивлением фильтрующего элемента аппарата (рис, 2) §Ф= 5фп.

Для рассматриваемого слу чая скорость фильтрации определяется как:

Нф ифп

Разность давлений (ДР) находится следующим образом: (рис. 2)

= (2)

Общая объёмная производительность определяется как:

--^--(~1---2~(3)

Рис. 2. Схема фильтрования, при котором сонрстивление осадка незначительно по сравнению с сопротивлением фильтруюцего элемента аппарата.

Сопротивление сетки незначительно по сращению с сопротивлением образующегося осаска (рис. lu 4) 8ф= 8Ж; 5œ«r.

Для рассматриваемого случая скорость фильтрации отделяется как: Разность давлений (ДР) находится следующим образом;'рис, 3)

AP = P-Panu,=Pc-g-z. (5)

Величина слоя нарастающего осадка составляет:

£ = 12С-Рос'К'ЬР.у " i £ж(\-С)Цф-(0 ■ (6)

Откуда скорость процесса фильтрования составит: к /У5

Мф 2C-j3oc-koc-AP-ç . (7)

V-e^O-Q^-af

Общая объёмная производительность определяется как:

Свободна* лоиерхкость суспензии

Рис. 3. Схема фильтрования, при котором сопротивление фильтрующего элемента аппарата незначительно по сравнению с сопротивлением образующегося

осадка.

Корпус

Скребок

Рис. 4. Схема образования слоя осадка. 10

В третьей главе описаны экспериментальные исследования по очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей.

С целью определения неизвестных параметров в полученных аналитических зависимостях по определению общей объёмной производительности таких как толщина слоя осадка (5«) и коэффициенты проницаемости фильтрационных сеток и осадка (к,;, ос), а также определения основных параметров процесса фильтрования с использованием сеток был проведён ряд экспериментов на лабораторных установках. Лабораторные установки оснащены прозрачными ёмкостями, что позволяет визуально наблюдать за процессом очистки.

Основными задачами эксперимента являлись:

а) определение зависимости толщины слоя осадка от продолжительности процесса фильтрования;

б) определение зависимости общей объёмной производительности от продолжительности процессафильтрования;

в) определение зависимости скорости фильтрования от продолжительности процесса фильтрования;

г) определение зависимости коэффициента проницаемости осадка от продолжительности процесса фильтрования;

д) определение зависикости удельного сопротивления осадка от продолжительности процесса фяльтрования;

е) определение сопротивленм фильтровальной перегородки (ЯфЛ.) для каждого типоразмера фильтрационных сеток;

ж) определение зависимости конечной концентрации грубодисперсных примесей от продолжительности фоцесса фильтрования;

з) определение зависимости степени очистки от продолжительности процесса фильтрования;

и) определение зависимости тродолжительности процесса фильтрования от количества фильтрационных сеток,

к) определение коэффициента проницаемости для каждого типоразмера исследуемых сеток;

л) определение зависимости шэффициента проницаемости от количества фильтрационных сеток;

м) определение характера образования слоя осаЛка в процессе фильтрования на наклонной поверхности фильтроэлгмента.

Все эксперименты, кроме определения характера образования слоя осадка в процессе фильтрования на наклонюй поверхности фильтроэлемента, проводились в лабораторных условиях на лабораторной установке с прозрачным мерным цилиндром с использованием модяьной жидкости.

Резул>таты экспериментов

Используя полученные аналитическим путём зависимости для случая эксплуатации установки в услових образования осадка и без него (3) и (8), а так же полученные экспериментальное данные, можно определить общую объёмную производительность фильтрационюй установки и эффективность очистки.

Используя данные эксперименте, обработанные с использованием компьютера, строим следующие графические з висимости:

- зависимость толщины слоя осадка от продолжительности процесса фильтрования (рис. 5);

- зависимость общей объёмной производительности от продолжительности процесса фильтрования (рис. 6);

- зависимость степени очистки от продолжительности процесса фильтрования (рис. 7);

- зависимость коэффициента проницаемости осадка от продолжительности процесса фильтрования (рис. 8).

Таким образом в результате проведённых экспериментов были получены зависимости, позволяющие определить неизвестные в уравнениях (3) и (8). Это позволяет проводить инженерные расчёты фильтрационных установок с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных вод предприятий мясоперерабатывающей промышленности от грубо дисперсных примесей.

В четвёртой главе приведено описание принципиальных схем работы аппаратов, предназначенных для очистки сточных вод.

Для решения проблемы очистки сточных вод применяется ряд аппаратов. По принципу действия они делятся на аппараты непрерывного действия, такие как фильтры, процеживатели, решётки и т.д., и аппараты периодического действия, такие как отстойники, флотаторы и т.д.

От согласованности работы аппаратов периодического и непрерывного действия зависит эффективность работы очистных сооружений. Поэтому необходима разработка обобщённой модели процесса очистки. Для решения этой задачи рассмотрен комплекс очистных сооружений ■ в виде комбинации базовых элементов, отражающих общий принцип работы очистных сооружений.

Продолжительность щюцесса фильтрования т. с

Рис. 5. Зависимость толщины слоя осадка от продолжительности процесса

фильтрования:

1 - сетка № 0,63 (❖); 2 - сетка № 1,0 (©); 3 - сетка № 1,6 (Ш); 4 - сетка № 2,5 (Д); 5 - сетка № 2,8 (О).

0.30

о.оо ■ II -1- '

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

Продолжительность процесса фильтрования т. с

Рис. 6. Зависимость общей объемной производительности от

продолжительности процесса фильтрования: 1 - сетка № 0,63 (♦); 2 - сетка № 1,0 (О); 3 - сетка № 1,6 (0); 4 - сетка № 2,5 (Д); 5 - сетка № 2,8 (О).

Продолжительность проиесса (Ьнльтрованил т. с

Рис. 7. Зависимость степени очистки от продолжительности процесса фильтрования:

1 - сетка № 0,63 (♦); 2 - сетка № 1,0 (©); 3 - сетка № 1,6 (0); 4 - сетка № 2,5 (Д); 5 - сетка № 2,8 (О).

Продолжительность процесса фильтрования т. с

Рис. 8. Зависимость коэффициента проницаемости от продолжительности процесса фильтрования: 1 - сетка № 0,63 (♦); 2 - сетка № 1,0 (©); 3 - сетка № 1,6 (В); 4 - сетка № 2,5 (Л); 5 - сетка № 2,8 (О).

К„: т,: ч,; Сг

Кк; т»; ц(: О

Рис. 9. Общая модель работы аппарата, предназначенного для очистки сточных

вод.

Принимаем, что расход стока в постоянен. Тогда имеем:

Чг=Ч\-Ь>

Яг = • £ ■тобр;

(9)

Конечная концентрация загрязнений вычисляется по формуле:

К„ =

(Ю)

Зависимость (10) объединяет основные неизвестные процесса очистки, позволяет определить конечную концентрацию загрязнений на выходе из аппарата по величине начальной концентрации загрязнений на входе в аппарат. Данная зависимость применима как для аппаратов непрерывного, так и периодического действия.

Необходимо учесть, что время загрузки и выгрузки в аппаратах непрерывного действия значительно меньше времени обработки в этих аппаратах, т.о. в расчётах временем загрузки и выгрузки можно пренебречь.

Модель работы предлагаемого устройства для очистки жидкости

На рис. 10 представлена принципиальная схема работы предлагаемого устройства для очистки жидкости, защищенного патентом РФ № 2330707. Оно представляет собой два последовательно установленных аппарата. В верхней части расположен фильтр предварительной очистки (аппарат №1), а в нижней части -кассетный фильтр тонкой очистки (аппарат №2). Причём оба аппарата имеют равную производительность.

Согласно полученной аналитическим путём зависимости (10), получим:

Аппарат №1:

К1 =

Л

(И)

Аппарат №2:

К1 - К],;

г _К]-в.х\ Уг

(12)

Конечная концентрация загрязнений на выходе из фильтрационной установки, представленной на схеме (рис. 10), составляет:

К1 =

У, Уг

03)

К1 • х' • О \ ! ^ПРМШЮЙДИ-

____ Аппарат №1

/

V,;!!

т',; О

л

\

Выгрузка \ осадка

V

т

«шм. «мм

_

Уйй

, —~ —от

м_

Ккты_У

У

Аппарат №2

К\; г1,; О

Рис. 10. Принципиальная схема работы предлагаемого устройства для очистки

жидкости.

Модель работы предлагаемой установки для очистки сточных вод На рис. 11 представлена принципиальная схема работы предлагаемой фильтрационной установки, защищённой патентом РФ № 2292228. Она состоит из последовательно установленных фильтра непрерывного действия для предварительной очистки(аппарат №1) усреднителя (аппарата периодического действия), выравнивающего расход стока (аппарат №2) и фильтра финишной очистки непрерывного действия (аппарат №3).

Согласно полученной аналитическим путём зависимости (10), получим: Аппарат №1:

К[ ■ (7 • г'

^=7г-(14)

^ + 0 т."

Ух

Аппарат №2:

Уг

Аппарат №3:

Кгк - К\\

К

к!'О-г

Уз. ь

+ С-Г

(16)

Конечная концентрация загрязнений на выходе из фильтрационной установки, представленной на схеме (рис. 11), составляет:

К1 =

к'лв)1-

Л Уг Уз

(17)

Рис. 11. Принципиальная схема работы предлагаемой фильтрационной

установки.

В пятой главе рассмотрена практическая значимость результатов экспериментальных и аналитических исследований по очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей.

На основании полученных результатов проведённых экспериментальных исследований по очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей показано, что степень очистки применяемых для этих целей фильтрационных сеток значительно превышает степень очистки применяемых на данный момент отстойников и составляет от 40 до 92 %. Эффективность работы установки зависит от типоразмера выбранной фильтрационной сетки и её размеров, при этом достигается значительная общая объёмная производительность.

Мясоперерабатывающие производства обладают разными производственными мощностями, что сказывается на объёмах сбрасываемых ими сточных вод. Выбор очистного технологического оборудования производится в зависимости от состава сточных вод. В первую очередь, необходимо отделение грубодисперсных примесей. На рис. 12 предложена технологическая схема очистки сточных вод от грубодисперсных примесей мясоперерабатывающей производств.

В соответствии со схемой, сначала сточная вода попадает на решётку, где происходит отделение крупных загрязнений, таких как кусков мяса, оболочек, верёвок и т.д.). Дальше сточная вода попадает в усреднитель, предназначенный для выравнивания расхода стока, подаваемого на фильтрационную установку, обеспечивая при этом её стабильную работу. Кроме этого в усреднителе происходит осаждение некоторого количества загрязнений. Устанавливаемая после усреднителя, фильтрационная установка обладает высокой производительностью. Благодаря фильтрационным сеткам предлагаемая фильтрационная установка является аппаратом непрерывного действия, поэтому после неё необходимо установить второй усреднитель, позволяющий выровнять расход.

Поступление загрязнённых

сточных »од

Рис. 12. Предлагаемая технологическая схема механической очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей:

18

1 - решётка; 2 - усреднитель; 3 - фильтрационная установка

Применение предлагаемой технологической схемы очистки позволяет добиться значительной общей объёмной производительности при высокой степени очистки от грубодисперсных примесей, что позволяет превзойти по этому показателю применяемые на данный момент с этой целью отстойники. Кроме того, очистное оборудование, входящее в предлагаемую технологическую схему имеет меньшие габаритные размеры и более низкую стоимость, чем отстойники.

С целью достижения необходимой эффективности очистки сточных вод необходимо провести расчёт каждого вида очистного оборудования, входящего в технологическую схему, с целью определения их основных параметров, влияющих на производительность и качество очистки, а так же количественный состав установок.

На основании аналитических и экспериментальных исследований разработана методика расчёта фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей, принятая к внедрению ВНИИМП им. В.М. Горбатова. Применение данной методики позволяет рационально спроектировать фильтрационную установку для предприятий, в зависимости от их производственной мощности, а так же требуемое для этого количество установок.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Дан анализ сведений по составу сточных вод мясоперерабатывающих производств и методам их очистки. Установлена необходимость применения фильтрования для удаления грубодисперсных примесей из состава сточных вод перед их поступлением на дальнейшую очистку.

2. Рассмотрены процессы и технологическое оборудование, применяемое для отделения примесей методом фильтрования. Установлена необходимость создания малогабаритной модульной установки для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей.

3. Разработана математическая модель процесса очистки сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей с использованием фильтрационных сеток при различных условиях образования осадка. В результате получены зависимости, позволяющие определить общую объёмную производительность фильтрационной установки.

4. Проведены эксперименты по очистке сточных вод мясоперерабатывающих производств от грубодисперсных примесей с использованием фильтрационных сеток, что: позволяет определять основные параметры процесса фильтрования в зависимости от его продолжительности.

5. Применение фильтрационных сеток для очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей с размером отверстий от'0,08 до 2,8 мм, а так же своевременной регенерацией фильтрующего элемента, позволяет добиться степени очистки 40 - 90 %.

6. Конструкция модульной фильтрационной установки для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей защищена патентом РФ и позволяет добиться высокой степени очистки при высокой общей объёмной производительности.

7. Предложены принципиальные схемы совместной работы аппаратов различного принципа действия, предназначенных для очистки сточных вод. Получена аналитическая зависимость, позволяющая определить конечную концентрацию загрязнений, содержащихся в сточной ьоде, на выходе из очистных сооружений.

8. Разработана методика расчёта фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей, принятая к внедрению ВНИИМП им. В.М. Горбатова, позволяющая определить общую объёмную производительность фильтрационной установки по заданным геометрическим параметрам, а так же общее количество установок, требуемых для конкретного производства.

Список работ, опубликованных по теше диссертации:

1. Жуков, В.Г. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий на установке модульного типа / В.Г. Жуков, Л.Л. Никифоров, И.В. Чечиков // Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии энергосбережения: Сб. науч. тр. выпуск 3. - М.: МГУПБ, 2006. -г. 214-216.

2. Жуков, В.Г. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей / В.Г. Жуков, Л.Л. Никифоров, И.В. Чечиков // Мясная индустрия. - февраль 2009. - с. 44-47.

3 Чечиков И.В. Эффективность очистки сточных вод мясокомбинатов / И.В. Чечиков, В.Г. Жуков, Л.Л. Никифоров // Мясная индустрия. - август 2009. - с. 6971.

4. Жуков В.Г. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей / В.Г. Жуков, Л.Л. Никифоров, ИВ. Чечиков // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сб. науч. тр.VI международной научно-технической конференции., 21-24 апреля 2009 г. - М.: МГУИЭ, 2009.-с. 16-19.

5. Чечиков И.В. Математическая модель совместной работы аппаратов с различным принципом действия, предназначенных для очистки сточных вод / И.В. Чечиков // Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии и средства переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания: Сб. науч. тр. по матер, международной научной конференции студентов и молодых ученых. - М.: МГУПБ, 2009 - с. 172-173.

6. Пат. 2292228 РФ, МПК В 01 Б 36/04. Установка для очистки стачных вод / М.И. Ермолаев, Л.Л. Никифоров, И.В. Чечиков, Н.Ш. Багишев.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Московский государственный университет прикладной биотехнологии. - N22005121406/15; заявл. 08.07.20С5; опубл. 20.11.2007, Бюл. №3 .-9с.

7. Пат. 2330707 РФ, МПК В 01 В 36/02. Устройство для очистки жидкэсти / Л.Л. Никифоров, И.В. Чечиков.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Московский государственный университет прикладной биотехнологии. - №2007106028/15; заявл. 20.02.2007; опубл. 10.08.2008, Бюл. №22. - 9 с.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

Qф - общая объёмная производительность по фильтрату, м3/с; дф - удельная объёмная производительность по фильтрату по кольцу единичной высоты, м2/с; АР - разность давлений, Па; «(¡ф = ^ - динамическая вязкость суспензии, фильтрата, Па*с; кс - проницаемость сетки, м2; кж — проницаемость осадка, м2; е - пористость осадка, доли; Р- просветность осадка, доли; /?с - просветность фильтрующей стенки, доли; Зф=дж+6фи - толщина фильтрующего слоя, м; 5Ж -толщина осадка, м; 5ф„ ~ толщина фильтрующей стенки, м; <5С - толщина слоя суспензии, м; рс - плотность суспензии, кг/м3; 1Уф - «истинная» скорость фильтрации, м/с; IV - объёмная скорость фильтрации, м/с; С - объёмная концентрация твёрдой фазы в суспензии; г; - радиус верхнего основания фильтроэлемента в виде усечённого конуса, м; г2 - радиус нижнего основания фильтроэлемента в виде усечённого конуса, м; а - угол наклона фильтрующей стенки относительно вертикали, градус; а, Ь, г - высотные составляющие, м; К„\ К„\ Кк - начальная, промежуточная и конечная концентрации загрязнений, соответственно, мг/л; г,; таг,р; т„ - время загрузки в аппарат сточной воды, время обработки в аппарате и время выгрузки, соответственно, с; у - коэффициент, характеризующий эффективность очистки, б/р; (7 - расход стока, м3/ч; д^ дз -массовая доля загрязнений, поступающих в аппарат, пребывающих в аппарате и на выходе из аппарата, соответственно, мг; V- рабочий объём аппарата, м3.

Подписано в печать 16.11.09 Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 09/47 МГУПБ. 109316 Москва, ул. Талалихина, 33.

ООО «Полисувенир», 109316 Москва, ул. Талалихина, 33. Тел. 677-03-86

Введение.

1 .Литературный обзор.

1.1. Классификация сточных вод.

1.1.1. Общие сведения.

1.1.2. Состав сточных вод мясоперерабатывающих предприятий.

1.1.3. Классификация загрязнений сточных вод.

1.1.4. Расчёт расхода сточных вод.

1.2. Методы очистки сточных вод.

1.2.1. Общие сведения.

1.2.2. Механическая очистка сточных вод.

1.2.3. Химические методы очистки сточных вод.26»

1.2.4. Физико-химический метод очистки сточных вод.

1.2.5. Биохимический и биологический методы очистки сточных вод.

1.3. Основы фильтрования.

1.3.1. Общие сведения.

1.3.2. Промывка и обезвоживание осадка.

1.3.3. Интенсификация процессов фильтрования.

1.3.4. Выбор средств фильтрования.

1.3.5. Определение постоянных в уравнениях фильтрования.

1.4. Фильтрационное технологическое оборудование, применяемое для очистки сточных вод.

1.4.1. Общие сведения.

1.4.2. Конструкции фильтрационных установок и фильтров.

1.4.3. Обзор патентов.

1.5. Выводы.

2. Математическая модель процесса фильтрования с использованием сетчатых фильтроэлементов.

2.1. Описание фильтрационной установки.

2.2. Варианты расчёта фильтрационной установки.

2.2.1. Сопротивление осадка незначительно по сравнению с сопротивлением фильтроэлемента аппарата.

2.2.2. Сопротивление сетки незначительно по сравнению с сопротивлением образующегося осадка.

2.3. Выводы.

3. Экспериментальные исследования по очистке сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей.

3.1. Описание лабораторных установок.

3.2. Методика проведения экспериментов.

3.2.1. Задачи проводимых экспериментов.

3.2.2. Последовательность проведения экспериментов.

3.3. Проведение и результаты экспериментов.

3.3.1. Проведение экспериментов на первой лабораторной установке в условиях образования осадка.

3.3.2. Проведение экспериментов на первой лабораторной установке с чистыми сетками (без образования осадка).

3.3.3. Проведение экспериментов на второй лабораторной установке.

3.4. Обработка полученных данных.

3.4.1. Проведение экспериментов на первой лабораторной установке в условиях образования осадка.

3.4.2. Проведение экспериментов на первой лабораторной установке с чистыми сетками (без образования осадка).

3.5. Методы обработки полученных данных.

3.6. Определение погрешностей измерений.

3.7. Выводы.

4. Описание принципиальных схем работы аппаратов, предназначенных для очистки сточных вод.

4.1. Общие сведения.

4.2. Модель аппаратов, предназначенных для очистки сточных

4.3. Описание предлагаемых фильтрационных установок.

4.3.1. «Установка для очистки сточных вод».

4.3.2. «Устройство для очистки жидкости».

4.4. Описание общей модели работы предлагаемых установок.

4.4.1. «Установка для очистки сточных вод».

4.4.2. «Устройство для очистки жидкости».

4.5. Выводы.

5. Практическая значимость результатов экспериментальных и аналитических исследований по очистке сточных вод от грубодисперсных примесей.i.

5.1. Общие сведения.

5.2. Расчёт фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами.

5.3. Анализ полученных результатов.

5.4. Вывод.

6. Выводы о проделанной работе.

В настоящее время во всем мире остро стоит вопрос охраны окружающей природной среды, в частности, водных объектов. Это продиктовано постоянным сокращением водных ресурсов, а также увеличением объёма производственных сточных вод. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) одна треть человечества живёт в условиях нехватки водных ресурсов.

Производственные сточные воды содержат значительное количество органических веществ, которые при разложении могут интенсивно загрязнять воду в водоемах и оказывать пагубное воздействие на флору и фауну.

Для сохранения водного бассейна необходимо как рационально использовать водные ресурсы, так и очищать сточные воды до уровня требований к их сбросу в водные источники.

Количество загрязнений промышленного происхождения, поступающих в городскую канализацию, лимитируется правилами, в соответствии с которыми промышленные стоки должны быть доведены до нормативных показателей на локальных сооружениях предприятия.

Мясоперерабатывающим предприятиям для производства своей продукции необходимо значительное количество воды питьевого качества, которая, загрязняясь отходами и потерями, связанными с несовершенством методов переработки и производства, поступает в канализационную систему предприятия. i

Основными загрязнениями, содержащимися в сточных водах мясоперерабатывающих предприятий, являются взвешенные вещества, жир, хлориды, азот, фосфор.

Для очистки сточных вод используются химические, физико-химические, биологические и биохимические методы, но их применение требует предварительной подготовки стоков. Для предварительной подготовки применяют методы механической очистки, включающие процеживание (решетки), отстаивание (песколовки, отстойники, жироуловители), разделение суспензии в поле центробежных сил (открытые гидроциклоны, напорные гидроциклоны, центрифуги), фильтрование.

На первичном этапе очистки сточных вод стоит важная задача — отделение грубодисперсных примесей. Основным оборудованием, нашедшим применение для этой цели на мясоперерабатывающих предприятиях, являются решетки, отстойники. Но применение данного оборудования не позволяет добиться достаточно высокой степени очистки, кроме того оно является крупногабаритным и дорогостоящим, что делает нецелесообразным его применения на малых предприятиях.

Применение сеток стандартных типоразмеров, производимых на отечественных предприятиях, в качестве фильтрационной перегородки является хорошо зарекомендовавшим себя способом очистки сточных вод во многих областях промышленности. Однако отсутствие детальных исследований процессов, проходящих при использовании фильтрационных сеток во время очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий, обладающих характерными особенностями, от грубодисперсных примесей, а так же создание с их использованием модульных фильтрационных установок новой конструкции, определяют поставленную цель в данной научно-исследовательской работе.

1. Литературный обзор.

6. Выводы по проделанной работе.

На основе теоретических и экспериментальных исследований по очистке сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей путём фильтрования с использованием сетчатых фильтроэлементов можно сделать следующие выводы:

1. С целью очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей целесообразно использовать фильтрационные установки модульного типа, основной рабочей поверхностью которых является фильтрационная сетка.

2. Рекомендовано использовать фильтрационные сетки по

ГОСТ 6613-86 и ГОСТ 3826-82, которые изготавливаются из нержавеющей стали или цветных металлов, обладающих высокой коррозионной стойкостью. Сетчатые фильтроэлементы легко регенерируются, а после регенерации полностью восстанавливают свои поглощающие способности.

3. Степень очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей, с использованием предложенных фильтрационных сеток, составляет 50-90 %. Это объясняется применение-м фильтрационных сеток с достаточно малым размером отверстий от 0,08 до 2,8 мм, а так же своевременной регенерацией фильтроэлемента.

4. Проведено математическое описание процесса очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей с использованием сетчатых фильтроэлементов, причём варианты расчёта для случая образования осадка и случая без образования осадка рассматривались отдельно. В результате получены зависимости, позволяющие определить общую объёмную производительность фильтрационной установки.

5. Проведён ряд экспериментов по очистке сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей путём их фильтрования через фильтрационные сетки, в результате получены зависимости, позволяющие определять основные неизвестные процесса фильтрования в зависимости от его продолжительности.

6. Проведённые эксперименты показали, что использование фильтрационных сеток для очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей является эффективным и может быть рекомендовано для внедрения на производственные очистные сооружения.

7. Разработана методика инженерного расчёта фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей.

1. Абрамович И.А.; «Обоснованность нормативных требований к качеству очистки сточных вод»; Водоснабжение и санитарная техника; 1996; №1.

2. Айнштейн В.Г.; Захаров М.К.; Носов Г.А. и др.; «Общий курс процессов и аппаратов химической технологии (в 2-ух книгах (томах))»;•i

3. М.: Физмат-книга: Логос; 2006.

4. Аксельруд Г. А.; Молчанов А. Д.; «Растворение твердых веществ»; М.: Химия, 1977. 268 с.

5. Аксельруд Г. А.; «Массообмен в системе твердое тело жидкость»; Львов: Изд-во лыювского универ-та, 1970. - 188 с.

6. Алексеев И. И.; Кривошеев Г. Г.; «Принципы математического моделирования и оптимизация сооружений по очистке стоков»; /Изв. ВУЗоз. Строительство, 1996. №3. - с. 86 - 92

7. Александров М.П.; Решетов Д.Н.; «Подъёмно-транспортные машины»; атлас конструкций; Москва: «Машиностроение»; 1987.

8. Архипов Л. И.; Горбенко В. А.; Ефимов А. Л.; «Процессы и аппараты систем технического водоснабжения промышленных предприятий»; Учебное пособие по курсу «Энергоиспользование в энергетике и технологии.» М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 112 с.

9. Афанасов Э. Э.; «Изотермический массоперенос в мясопродуктах и разработка методов его интенсификации»; Докторская диссертация.; М.: МТИММП, 1984.

10. Аюкаев Р. И.; Мельцер В. 3.; «Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды»; Л.: Стройиздат., 1985. 180 с.

11. Баранов Д.А.; Кутепов A.M.; «Процессы и аппараты: Учебник (по спец-ти 2500 «Хим. Технология»; М.: Академия; 2004.

12. Багров И.В.; «Надёжность технических систем»; СПб.; 1999.

13. Баренблатт Г. И.; Ентов В. М.; Рыжик В. М.; «Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа»; М.: Недра, 1972. 288 с.

14. Баренблатт Г. И.; «Фильтрация двух несмешивающихся жидкостей в однородной пористой среде»; Известия АН СССР, МЖГ. 1971. - №5.

15. Белов С.В.; «Фильтры для очистки газов и жидкостей от загрязнений»; Москва; 1977.

16. Бесков B.C. и др.; «Процессы и материалы химической промышленности»; Москва; 2000.

17. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явление переноса. М.: Химия, 1974.-688 с.

18. Берне Ф.; Кордонье Ж.; «Водоочистка. Очистка сточных вод нефтепереработки. Подготовка водных систем охлаждения»; Пер. с франц.; Под ред. Е. И. Хабаровой и И. А. Роздина.; М.: Химия, 1997. 288 с.

19. Благодатин В.М.; «Гигиена труда и охрана окружающей среды в химической промышленности»»; Нижний Новгород; 1991.

20. Бобков А.С.; Блинов А.А.; Роздин И.А.; Хабарова Е.И.; «Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности»; М.: Химия; 1998.

21. Большаков О.В.; Степанова О.А.; Беркова Г.А.; «Очистка сточны'х вод предприятий мясной промышленности» Выпуск 7; Москва: АгроНИИТЭИПП; 1996.-41 с.

22. Бощевский П,П. и др.; «Охрана окружающей среды в пищевой промышленности»; М.: 1990. — 40 с.

23. Бражников А. М.; Щербина Б. В.; Денисюк Е. А.; «Исследование процесса «холодной» стерилизации рассолов методом ультрафильтрации»; Теоретические основы химической технологии.; 1981. -№1. С. 156 с.

24. Бэр Я.; Заславски Д.; Ирмей С.; «Физико-математические основы фильтрации воды»; М.: «Мир», 1971.- 451 с.

25. Веницианов Е. В.; «Динамика процессов очистки растворов сорбцией и фильтрованием»; Докторская диссертация; М.: ГЕОХИ, 1986.

26. Веселов Ю. С.; Лавров И. С.; Рукобратский Н. И.; «Водоочистное оборудование»; Л.: Машиностроение, 1985. 232 с.

27. Виноградова М.Г.; «Центробежное жидкостное и тонко канальное разделение»; СПб.: Недра; 1997.28. «Вопросы физико-химической очистки промышленных сточных вод»; Сб. науч. тр.; М.: ВНИИ Вод. Гео., 1984. 119 с.

28. Воробьёва С.В. (Сима Васильевна); «Электроочистка питьевых и сточных вод вод»; (учебное пособие)/С.В. Воробьёва; Тюмень: Поиск; 2004. 143 с.

29. Выгодский М.Я.; «Справочник по элементарной математике»; Москва: «Наука»; 1965.

30. Гвоздев В.Д.; Ксенофонтов Б.С.; «Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков»; М.: Химия; 1988. 112 стр.

31. Гинзбург А.С.; Громов Н.А.; Красовская Г.И.; «Теплофизические характеристики пищевых продуктов»; Москва: «Агропромиздат»; 1990.

32. Гридэл Т.Е.; Алпенби Б.Р.; «Промышленная экология»; Учебное пособие для вузов; Пер. с английского под ред. проф. Э.В. Гирусова; М.: ЮНИТИ-ДАНА; 2004.

33. Дикаревский B.C.; Курганов A.M.; Нечаев А.П.; Алексеев М.И.; «Отведение и очистка поверхностных сточных вод»; Ленинград: «Стройиздат»; 1990.

34. Доценко И.И.; Банах О.С.; Баранский Е.И.; «Химическая промышленность и охрана окружающей среды»; Киев, BILL; 1986.

35. Драгинский В.Л.; Алексеева Л.П.; Самойлович В.Г.; «Озонирование в процессах очистки воды»; М.: ДеЛи принт, 2007. — 400 стр.

36. Дубинин М. М.; «Основные проблемы теории физической адсорбции»; М., 1970.

37. Дунаев П.Ф.; Лёликов О.П.; «Детали машин»; учебное пособие для техникумов; Москва: «Высшая школа»; 1984.

38. Дытнерский Ю.И.; «Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для хим. — технол. специальностей вузов: В 2 кн -3-е изд.»; М.: Химия; 2002.

39. Дытнерский Ю. И.; Моргунова Е. П.; «Влияние поверхностно-активных веществ на разделение бинарных растворов неорганических солей методом обратного осмоса»; УПрикладная химия; 1975. №1.

40. Дьяконов С.Г. и др.; «Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ»; Казань; 1993.

41. Ермолаев М.И., Никифоров Л.Л.; «Модульная установка для очистки сточных вод»; «Мясная индустрия»; 2000.

42. Жужиков В.А.; «Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий»; М.: Химия; 1980.

43. Жуков А.И.; «Методы очистки производственных сточных вод: Справочное пособие»; М.: Стройиздат; 1977. -208 стр.

44. Жуков В.Г.; Белоусов А.Н.; «Процессы и аппараты пищевых производств. Центрифугальная роторная техника»; Учебное пособие для самостоятельной работы студентов направления 655900, 655800, 656500; М.; 2004- 118с.

45. Жуков, В.Г. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей / В.Г. Жуков, JI.JI. Никифоров, И.В. Чечиков // Мясная индустрия. февраль 2009. - с. 44-47.

46. Ишлинский А.Ю.; «Политехнический словарь»; издание третье; М.: «Советская энциклопедия»; 1989 656с.51. «Использование физико-химических способов в предварительной очистке сточных вод мясокомбинатов»; Обзор, информ.; М.: 1977. 44 стр.

47. Касаткин А.Г.; «Основные процессы и аппараты химической технологии»; М.: Альянс; 2005.

48. Кастальский А. А.; Минц Д. М.; «Подготовка воды для питьевого.и промышленного водоснабжения»; М.: Высшая школа; 1962, 559 с.

49. Кафаров В.В. и др.; «Разделение многокомпонентных систем в химической технологии. Методы расчёта»; М.: МХТИ; 1987.

50. Каца В.М.; «Вода и сточные воды в пищевой промышленности»; Пер. с польского; М.: Пищевая промышленность; 1972. 384 стр.

51. Кобрин B.C.; Кузубова Л.И.; «Опасные органические отходы (технология управления): Аналитический обзор»; Новосибирск; 1995.

52. Ковалёва Н.Г.; Ковалёв В.Г.; «Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности»; Химия; Москва; 1987.

53. Коган В.Б.; «Теоретические основы типовых процессов химической технологии»; Ленинград: «Химия»; 1977.

54. Когановский А. М.; Левченко Т. М.; Рода И. Г.; Марутовский Р. М.; «Адсорбционная технология очистки сточных вод»; К.: Техника, 1981.- 175 с.

55. Когановский A.M.; Клименко Н.А.; «Физико-химические основы поверхностно-активных веществ из водных растворов и сточных вод; Киев; Наукова думка; 1978. — 176 стр.

56. Колесников В.А.; Меньшутина Н.В.; «Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод»; М.: ДеЛи принт; 2005.-266 стр.

57. Коллинз Р.; «Течение жидкости через пористые материалы»; М.: Мир, 1964. 350 с.

58. Кретов И.Т.; Остриков А. Н.; Кравченко В.М.; «Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности»; Издательство Воронежского университета; 1996.

59. Кутепов A.M.; «Расчёт и конструирование аппаратов для разделения дисперстных систем»; М.: МИХМ; 1990.

60. Кутырёв И.М.; Голосницкая В.А.; Понамарёва А.А.; «Анализ сточных вод. Учебное пособие»; Новочерк. гос. техн. ун-т; Новочеркасск; 1995.-60 стр.

61. Кушелёв В.П.; «Охрана природы от загрязнений промышленными выбросами»; М.: Химия; 1979.

62. Клячко В. А.; Кастальский А. А.; «Очистка воды для промышленного водоснабжения»; М.: Госстройиздат; 1950. 336 с.

63. Лапшев Н.Н.; «Расчёт выпуска сточных вод»; М.: Стройиздат; 1977. 87 стр.

64. Лейте В.; «Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод»; М.: Химия, 1975, 199 с.

65. Ленник Ю.В.; «Метод наименьших квадратов и основы математикостатистической теории обработки наблюдений»; 2 изд.; М.: 1962 г.

66. Лихачёв Н.И., Ларин И.И., Хаскин С.А., Алфёрова Л.А. и др., под общ. ред. В.Н. Самохина; «Канализация населённых мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика»; 2-е изд., перераб. и доп.; М.: Стройиздат, 1981. 639 с.

67. Лоренц В.И.; «Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности; Киев; Будивельник; 1972. — 187 стр.

68. Лукьяненко В.М.; Таранец А.В.; «Центрифуги. Справочник»; М.: Химия; 1988.

69. Макаров В.Л.; Храмов Ю.В.; Богомолец В.Л.; «Биологическая очистка производственных сточных вод: Учебное пособие для студентов направлений 500800, 263000, 330100 и слушателей ФБО/С.-Петерб. гор. лесотехн. акад.; СПб.: 1998. 42 стр.

70. Макаров Г.В.; Маринина Л.К.; Минаев В.А.; под ред. Громова Б.В.; «Очистка отходящих газов и сточных вод химических производств»; М.: МХТИ; 1976.

71. Максимов В. Ф.; Вольф И. В.; Винокурова Т. А. и др.; «Очистка и рекуперация промышленных выбросов»; Учебник для ВУЗов; М.: Лесная пром., 1989,-416 с.78. «Макро- и ультрафильтрационное оборудование»; Каталог; М.: НИИХИММАШ; 1992.

72. Малахов В.М.; Сенич В.Н.; «Тепловое загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями»; Новосибирск; 1997.

73. Малахов И.А.; «Очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий»; Мясная индустрия; 2001; №7.

74. Мейеров А. С.; «Применение дробленого антрацита в качестве фильтрующей среды в скорых фильтрах»; Труды Горьковского Инженерно-строительного института, 1949, С. 38 - 45

75. Минц Д. М.; Зельдович Р. Н.; «Определение оптимальной площади фильтров»; ВиСТ. 1957, - №4.

76. Мокрый Е.Н.; «Охрана окружающей среды в нефтеперерабатывающей и химической промышленности»; Львов; 1989.

77. Под ред. Надеждина В. А.; В. Г. Пономарев В. Г.; «Методы и сооружения для локальной очистки производственных сточных вод»; Материалы семинара; М., 1983, 150 с.

78. Пааль Л.Л.; Карц Я.Я.; Мельдер Х.А.; Репин Б.Н.; «Справочник по очистке природных и сточных вод»; М.: Высшая школа; 1994. — 336 стр.

79. Павлов К.Ф.; «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов»; М.; Альянс; 2006.

80. Павлов К.Ф.; Романков П.Г.; Носков А.А.; «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии»; Ленинград: «Химия»; Ленинградское отделение; 1987.

81. Пальгунов П. П.; Эль Ю. Ф.; Иванов Г. Г.; «Поэтапное достижение современных требований к качеству очищенных сточных вод»; Водоснабжение и сан. техника. 1996, - №6.

82. Петру А.; «Промышленные сточные воды»; Пер. с чешского; М.: 1965.-334 стр.

83. Проскуряков В. А.; Шмидт JI. И.; «Очистка сточных вод в химической промышленности»; Л.: Химия, 1977.98. «Процессы и аппараты химических и пищевых производств»; Ташкент: ТашПИ; 1989.

84. Пугачев Е. А.; Викулин П. Д.; Анимцева II. Ю.; «Охрана от загрязнения и рациональное использование водных ресурсов»; Межвуз. сб. науч. тр.; М.: 1984, С. 29 - 36.

85. Путилов А.В. и др.; «Охрана окружающей среды»; М.: Химия;1991.

86. Пыхачев Г. Б.; Исаев Р. Г.; «Подземная гидравлика»; М.: «Недра», 1973,-359 с.

87. Рабинович Е.З.; «Гидравлика»; М., «Недра», 1978. 304 стр.

88. Радионов А. И.; Кузнецов Ю. П.; Зенков В. В. и др.; «Оборудование и сооружения для защиты биосферы от промышленных выбросов»; Учебное пособие для ВУЗов.; М.: Химия, 1985, 352 с.

89. Радионов А. И.; Клушин В. Н.; Торочешников Н. С.; «Техника защиты окружающей среды»; Учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп.; М.: Химия, 1989,-512 с.

90. Рогов И.А., Горбатов А.В., «Новые физические методы обработки мясопродуктов»; М., «Пищевая промышленность», 1966. — 302 стр.

91. Романков П.Г.; Рашковская Н.Б.; Фролов В.Ф.; «Массообменные процессы химической технологии»; Ленинград, «Химия», 1975. 334 стр.

92. Романов Г. А.; Семенов В. П.; «Механическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий»; М.: Лесная пром.; 1985, 112 с.

93. Родзиллер И. Д.; Тарнапольская М. Г.; «Физико-химические методы глубокой очистки биохимически очищенных сточных вод»; ВХО им. Д.И. Менделеева; 1972, №2. - С. 156 - 162.

94. Рудобашта С. П.; «Массоперенос в системах с твердой фазой»; М.,1980.

95. Рябчук Г.В.; «Реология, процессы и аппараты химической технологии: Сб. науч. тр.»; Волгоград; 1999.

96. Смирнов Н.Н.; Курочкина М.И.; «Процессы и аппараты химической технологии. Основы инженерной химии»; СПб.: Химия; 1996.

97. Стабников В.Н.; Попов В.Д.; Редько Ф.А.; Лысянский В,М.; «Процессы и аппараты пищевых производств»; Москва: «Пищевая промышленность»; 1966.

98. Сухарев Ю. И.; Гофман В. Р.; Николаенко Е. В.; Матвейчук Ю. В.; «Современные тенденции очистки жирсодержащих промстоков»; Учебное пособие; Челябинск: ЧГТУ, 1997, 76 с.

99. Таварткиладзе И. М.; Тарасюк Т. П.; Доценко М. И.; «Очистные сооружения водоотведения»; Справочник; Киев: Будивельник, 1988.-256 с.

100. Под ред. Турского Ю. И.; Филиппова И. В.; «Очистка производственных сточных вод»; Л.: Химия, 1967, 332 с.

101. Фёдоров Н.Е.: «Методы расчётов процессов и аппаратов пищевых производств»; Пищевая промышленность, 1996.

102. Хванг С. Т.; Каммермейер К.; «Мембранные процессы разделения»; М.: Химия, 1981, 464 с.

103. Хенце М.; «Очистка сточных вод»; Пер. с английского; М.: Мир,2004.

104. Храмов Ю. В.; Богомолец В. JL; «Механическая очистка производственных сточных вод»; Учебное пособие; СПб.: JITA, 1997, 60 с.

105. Чечиков И.В. Эффективность очистки сточных вод мясокомбинатов / И.В. Чечиков, В.Г. Жуков, Л.Л. Никифоров // Мясная индустрия. — август 2009. — с. 69-71.

106. Шифрин С.М.; Иванов Г.В.; Мишугов Б.Г.; Феофанов Ю.А.; «Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности»; Москва: «Лёгкая и пищевая промышленность»; 1981.

107. Под ред. Яковлева С.В.; «Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы и аппараты, и сооружения»; М.: Стройиздат; 1985. 208 стр.

108. Яковлев С. В.; Карелин Я. А.; Ласков Ю. М. и др.; «Очистка производственных сточных вод»; Учебное пособие для ВУЗов; 2-е изд., перераб. и доп.; М.: Стройиздат, 1985, 335 с.

109. Яковлев С. В.; Кривошеев Г. Г.; «Оптимизация очистных сооружений городских канализаций»; Ашхабад: МВССО ТССР; 1992, 112 с.

110. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ1. УТВЕР2 Прогеёиенойцв.т&Ц1. Н-Цг

111. СОГЛАСОВАНО» Заместитель директора ВНИИМП им. В.М. Горбатова по научной работе, к.т.н.1. Чернуха И.М. « 2009 г.1.OJ3 11. ПОДПИСЬ РУКИ ЗАВЕРЯЮt О'Пг

112. Заведующий лабораторией систем машин и развития новой техники и опытно/о конструирования. Василевский О.М.2009 г.

113. МЕТОДИКА РАСЧЁТА ФИЛЬТРАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ С СЕТЧАТЫМИ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ГРУБОДИСПЕРСНЫХ ПРИМЕСЕЙ.1. Москва 2009 г1. Составители методики:

114. Зав. кафедрой «Сопротивление материалов, расчеты и конструирование пищевых машин» д.т.н. Зав. кафедрой «Экология и безопасность жизнедеятельности», д.т.н. ^ «/c^ft

115. Аспирант кафедры «Экология и безопасность жизнедеятельности»

116. Жуков В.Г. Никифоров JI.JI. Чечиков И.В.

117. Конструкция фильтрационной установки с сетчатыми фильтроэлементами для очистки сточных водот грубодисперсных примесей. ,

118. Фильтрационная установка с сетчатыми фильтроэлементами предназначена для очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий от грубодисперсных примесей.

119. Предложенный расчёт позволяет спроектировать фильтрационную установку для предприятий, обладающих различной производственной мощностью, а так же определить общую объёмную производительность, требуемое количество установок.

120. Установка для очистки сточных вод (рис. 1) содержит входной ' патрубок 1, крышку 2, корпус 3, фильтроэлемент в виде усеченного конуса 4, приводной вал 5, конус 6, скребок 7, опорную чашу 8, диск жесткости 9, выходное отверстие 10.

121. Установка для очистки сточных вод работает следующим образом.

122. Обрабатываемая жидкость через входной патрубок 1 поступает в полость корпуса 3, заполняет пространство между фильтроэлементом в виде усеченного конуса 4 и корпусом 3.

123. Осадок выгружается через выходное отверстие 10, а отфильтрованная жидкость — по пологой поверхности опорной чаши 8, для придания дополнительной прочности которой используется диск жесткости 9, сливается из установки. ь

124. Подача фильтруемой жидкости1. Слив очищенной жидкости

125. Рис. 1. Установка для очистки сточных вод. 1 входной патрубок; 2 - крышка; 3 - корпус; 4 - фильтроэлемент; 5 - приводной вал; 6 - конус; 7 - скребок; 8 - опорная чаша; 9 - диск жёсткости; 10 - диск жёсткости.

126. Исходные данные для расчета фильтрационной установки с сетчатыми филътроэлементами.

127. Из математического анализа процесса очистки сточных вод с использованием сетчатых фильтроэлементов была получена формула для определения общей объёмной производительности фильтрационной установки:

128. Последовательность расчёта.k0c*Poc*l*tga*g*pc* (V? V?) " f + а ЧV? - Vf) J, (1)где koc проницаемость осадка, м2; в - пористость осадка, доли;

129. Рос — просветность осадка, доли; рс — плотность суспензии, кг/м3;

130. С объёмная концентрация твёрдой фазы в суспензии, доли;

131. Коэффициенты пористости и просветности связаны соотношением:21. Р = еъ. (2)к

132. Определение объёма сбрасываемых предприятием сточных вод в сутки:1. V = M*q, (3)где М — суточное количество перерабатываемого мяса, т.мяса/сутки;q — удельный объём сбрасываемых предприятием сточных вод (20 м3/т мяса).

133. Определение количества фильтрационных установок требуемых для конкретного производства:V1. Примечание.

134. Коэффициент проницаемости для осадка и каждого типоразмера фильтрационных сеток находится экспериментально отдельно для каждого случая.

135. Таким образом для рассматриваемых сеток по ГОСТ 6613-86 могут быть рекомендованы следующие значения коэффициента проницаемости:

136. Сетка № 008 01 014 028 0315к* КГ10, mz (для одной сетки) 59,305 112,11 139,55 144,12 153,82

137. Для сеток по ГОСТ 3826-82 в зависимости от продолжительности образования осадка коэффициент проницаемости составил:

138. Пример расчёта фильтрационной установки с сетчатым фильтроэлементом.

139. Свободная поверх нос п. суспензии1. Рис. 2.

140. Определяем общую объёмную производительность одной фильтрационной установки:koc*poc*l*tgpc*g*pc Jф = 23,43м1 / ч « 562л*3 / су»?.

141. Определяем объём сбрасываемых предприятием сточных вод в сутки:1. V = M*q = 8*20 = Шмъ/сут.

142. Определяем количество фильтрационных установок требуемых дляконкретного производства:v 160п =-=-= 0,285шт0* 562

143. А погрешность D - ажущиеся ошибки

144. X среднее арифметическое результатов измерений толщины слоя осадка

145. А погрешность D - (жущиеся ошибки

146. X среднее арифметическое результатов измерений толщины слоя осадкао 3947

147. Д погрешность D - (жущиеся ошибки

148. X среднее арифметическое результатов измерений толщины слоя осадка

149. Д погрешность D - ажущиеся ошибки

150. А погрешность D - ажущиеся ошибки

151. А погрешность D - 1жущиеся ошибки

152. X среднее арифметическое результатов измерений общей объёмной производительности

153. А погрешность D - ажущиеся ошибки57 среднее арифметическое результатов измеренийобщей объёмной производительности