3.3 Очищення стоків, що містять пар
(ПАР – це низькомолекулярні сполуки, м.м. ~ 300). Такі стоки утворюються при пранні одягу, після будь-яких процесів мийки обладнання і виробів. Ці стічні води містять розчинені поверхнево активні речовини й різні забруднення, які відмились із твердих поверхонь.
Специфікою цих стоків є такі обставини:
- відмиті забруднення – це, як правило, високомолекулярні та колоїдні частинки: білки, полісахариди, мікроорганізми, жири, нафтопродукти, оксиди металів і т. д.;
- роль ПАР у процесі миття та прання – знизити поверхневий натяг води, щоб полегшити або розчинення молекул забруднень у воді, або перехід їх у воду у вигляді емульсій і суспензій.
Завдяки розділовим властивостями мембран виникає унікальна можливість майже повністю повернути ПАР на повторне використання (рис. 3.5).
Рис. 3.5 Принципова схема переробки миючих розчинів: 1 – пральна машина, 2 – ємність, 3 – механічний фільтр; 4 – мембранний апарат
Розчин після прання у машині 1 збирається в ємності 2, де проводиться його підготовка до розділення. На механічному фільтрі 3 з розчину виділяються великі тверді частинки, в мембранному апараті утворюється пермеат з тією ж концентрацією ПАР, що і в скидному розчині, але звільнений від усіх видів забруднень. Витрата концентрату може бути доведена до 0,5-1,0% від початкового.
3.4 Очищення стічних вод, що містять білкові сполуки
Ці стічні води утворюються у переробній і біотехнологічній промисловості: молочна сироватка після виділення сиру; бульйони після варіння риби при виробництві рибного борошна; культуральні рідини після виокремлення з них продуктів мікробного синтезу, барда після відгону спирту з браги. Особливістю таких стоків є такі обставини :
• білкові сполуки мають дуже велику молекулярну масу (М. М. > 20000), але концентрація їх у стічних водах низька для того, щоб виділяти їх денатурацією – нагріванням, висолювання або коагуляцію нерозчинником;
• усі білки є цінною харчовою чи кормовою добавкою;
• як правило, інші компоненти стоків – органічні та мінеральні з'єднання – мають малі молекулярні маси.
Яскравим прикладом є переробка стічних вод сироварних заводів. Сир є денатурованим молочним білком - казеїном, який практично повністю утилізується. Але паралельно з казеїном в молоці знаходяться так звані сироваткові білки, харчова цінність яких набагато вище, ніж у казеїну. Вони залишаються в розчині, тобто в сироватці, й до появи мембранних процесів весь потік цілком скидався в каналізацію. Сьогодні сироваткові білки уловлюються в ультрафільтраційному концентраті та служать для виготовлення спеціальних продуктів харчування.
У пермеаті ультрафільтрації міститься лактоза – молочний цукор, яку концентрують зворотним осмосом, сушать і використовують у кондитерській промисловості.
Розділ 4. Обробка осадів стічних вод
У процесах біохімічного очищення в первинних і вторинних відстійниках утворюються великі маси осадів, які необхідно утилізувати або обробляти з метою зменшення забруднення біосфери. Осади мають різний склад та велику вологість. Їх поділяють на 3 групи:
1) осади в основному мінерального складу,
2) осади переважно органічного складу;
3) змішані осади, що містять як мінеральні, так і органічні речовини.
Осади характеризуються вмістом сухої речовини (в г / л або в%); умістом беззольної речовини (у% від маси сухої речовини); елементним складом; в'язкістю і плинністю; гранулометричним складом.
Осади стічних вод являють собою важкофільтруючі суспензії. У вторинних відстійниках в осаді знаходиться в основному надлишковий активний мул, обсяг якого в 1,5 ... 2 рази більше, ніж обсяг осаду з первинного відстійника. Питомий опір осаду (r = см / г) є одним з визначальних показників для вибору методу обробки осадів. В осадах міститься вільна (60 ... 65%) і пов'язана (30 ... 35%) вода. Вільна вода порівняно легко може бути видалена з осаду, зв'язана вода (колоїдно-пов'язана та гігроскопічна) набагато важче. Колоїдно-пов'язана волога обволікає тверді частинки гідратною оболонкою й перешкоджає їх сполученню у великі агрегати. Коагулянти позитивно зарядженими іонами нейтралізують негативний заряд частинок осаду. Після цього окремі тверді частинки звільняються від гідратної оболонки і з'єднуються разом у пластівці. Звільнена вода легше фільтрується. Зруйнувати гідратну оболонку можна також короткочасною термічною обробкою. Обробка осаду активного мулу включає:
1) ущільнення осаду гравітаційним, флотаційним, відцентровим і вібраційним методами;
2) стабілізацію осадів в аеробних й анаеробних умовах;
3) кондиціонування осадів реагентними та безреагентними способами;
4) теплову обробку;
5) рідиннофазного окиснення органічної частини осаду киснем повітря;
6) зневоднення осадів на мулових майданчиках і механічним способом;
7) сушку осадів;
8) спалювання осадів.