Раніше ми розглядали загальне застосування апаратів вихрового шару в процесах очищення стічних вод. Тепер ми розповімо більш детально про те, як працюють апарати при очищенні стоків від певного виду домішок або очищенні стоків специфічних виробництв. У сьогоднішньому огляді – очищення стічних вод виробництва кормових дріжджів.

Виробництво кормових дріжджів

Кормові дріжджі споживаються сільськогосподарськими тваринами, птахами та рибами. За своєю структурою кормові дріжджі – це білкова добавка. Їх головна перевага перед, наприклад, зерновими культурами полягає у швидкості вирощування. На отримання кормових дріжджів витрачається у 500 разів менше часу, ніж на отримання врожаю сільськогосподарських культур.

Зазвичай виробництвом дріжджів займаються спиртзаводи, оскільки дріжджі зручно вирощувати на побічних продуктах виробництва спирту: зерновій барді, картопляній барді, суміші мелясової і зернової барди. Така барда містить невикористаний цукор, який необхідний для отримання дріжджів.

У процесі виробництва кормових дріжджів утворюється велика кількість так званої післядріжджової браги, до складу якої входять різні органічні речовини, суспензії та інші забруднювачі. Склад цієї браги змінюється і залежить від виду вихідної сировини, її кількості, технологічних режимів та інших факторів.

Тому брага повинна бути знезаражена з метою зниження вмісту органічних та інших забруднень до значень, які не перевищують гранично допустимі концентрації.

Способи знезараження післядріжджової браги

Існує три основні способи знезараження післядріжджової браги:

• хімічний;
• фізико-хімічний;
• біологічний.

Досвід показує, що більшість підприємств спиртової промисловості віддає перевагу біохімічним методам, які передбачають використання біофільтрів, аеротенків та аеротенків-змішувачів. Частіше застосовується двоступеневий процес біохімічного очищення з біоокислювачами і повітродувками для подачі повітря і підвищення активності біохімічних процесів у бразі.

Цей підхід має такі недоліки:

• ступінь знезараження не задовольняє вимоги для надходження стічних вод на міські біологічні очисні споруди (біологічне споживання кисню становить 1000-2000 мг/дм³ і більше при допустимій нормі 600 мг/дм³);
• великі витрати електроенергії – 5-8 кВт·год/м³ браги;
• великі капітальні та експлуатаційні витрати.

Шляхи підвищення ефективності очищення стічних вод виробництва кормових дріжджів

Останніми роками для очищення стічних вод, що містять органічні речовини, суспензії та мікроорганізми, все активніше використовуються методи електричного та інших фізичних впливів.

Встановлено, що зовнішнє електричне поле викликає:

• електрофізичні ефекти (орієнтація симетричних відносно осі частинок, утворення ланцюжків та агрегацій мікроорганізмів);
• біологічні ефекти (порушення обміну речовин, обмеження швидкості росту та поділу клітин, їх гибель).

Магнітне поле також впливає на водні розчини, сприяючи коагуляції і флокуляції частинок дисперсного середовища, посилюючи адсорбцію і підвищуючи розчинність речовин.

При електрохімічній обробці електролітів в електролізерах електрохімічне окислення органічних домішок відбувається за рахунок кисню, що утворюється в результаті електродних реакцій. Істотною особливістю електрохімічних методів, що впливають на якість знезаражуваних розчинів і економічну сторону процесу, є те, що ці методи, як правило, супроводжуються паралельним протіканням хімічних реакцій. Це катодне осадження металів, окисно-відновні процеси на електродах, що впливають на руйнування сполук, електрофоретичні та електрокоагуляційні процеси в розчині, які, відповідно, позитивно впливають на видалення суспензій і солей різних забруднень.

Інтерес також викликає використання електричного розряду. Вважається, що хімічні реакції в розчинах при розряді обумовлені іонізаційними та термохімічними процесами, а також ударними хвилями. Встановлено, що ефективність знезараження збільшується зі зростанням енергії розряду та тривалості його впливу на стічні води.

У робочій камері апаратів вихрового шару (АВС) присутні більшість факторів і явищ з-поміж тих, що перераховані вище (електромагнітна обробка, електроліз, акустичні хвилі, інтенсивне диспергування і перемішування). Тому застосування таких апаратів у процесі знезараження післядріжджової браги має перспективу, але спочатку її потрібно перевірити експериментально.

Результати експериментальних досліджень

Дослідження проводилися за допомогою установки, технологічна схема якої зображена на рисунку 1.

Рисунок 1 – Технологічна схема установки знезараження післядріжджової браги: 1 – апарат вихрового шару, 2 – масообмінна колонка, 3 – ємність вихідної браги, 4 – насос, 5 – ємність знезараженої браги, 6 – запірний клапан, 7 – регулювальний клапан, 8 – пробовідбірники.

Принцип роботи установки наступний. Вихідна післядріжджова брага з ємності 3 за допомогою насоса 4 через запірний клапан 6 і регулювальний клапан 7 подається в апарат вихрового шару 1. Перед АВС у брагу за допомогою повітродувки подається повітря. У робочій камері апарата вихідна брага і повітря під дією обертового електромагнітного поля вихрового шару феромагнітних частинок, локальних високих тисків, акустичних коливань, електролізу та інших факторів піддаються інтенсивній обробці. Після апарата брага надходить у масообмінну колонку 2, заповнену керамічною насадкою, де забезпечується подальша інтенсивна обробка браги, що підвищує ефективність процесу окислення. Знезаражена брага після колони збирається в ємності 5. Відбір проб вихідної та знезараженої браги здійснюється з пробовідбірників 8. Результати випробувань АВС у промислових умовах наведені в таблиці 1. Параметри післядріжджової браги до обробки: хімічне споживання кисню – 15150 мг/дм³, біохімічне споживання кисню – 4840 мг/дм³.

Таблиця 1 – Результати випробувань АВС у процесі очищення стічних вод виробництва кормових дріжджів

Спосіб обробки післядріжджової браги з повітрям	Тривалість обробки, с	Витрата повітря, м³/м³ браги	Властивості післядріжджової браги
			Хімічне споживання кисню, мг/дм³	Біохімічне споживання кисню, мг/дм³
В апараті вихрового шару АВС-150 і колоні з керамічними насадками (V = 0,1 м³, Q = 25 м³/рік)	15	6	2 300	120
		8	1 450	90
		10	780	30
В промисловому ферментаторі-окислювачі періодичної дії (V = 400 м³)	3600	18	6 000	1 250
		24	4 000	780
		30	2 500	210

Як видно з таблиці, обробка післядріжджової браги з повітрям при меншому його витраті дає якісніші показники очищення, ніж у промисловому ферментаторі-окислювачі періодичної дії.

Переваги апаратів вихрового шару в процесах очищення стічних вод

• Висока продуктивність (модель АВС-100 – 8-10 м³/год, модель АВС-150 – 16 м³/год).
• Компактність розмірів і легкість вбудовування в діючі очисні споруди. Для цього достатньо з’єднати робочу камеру АВС із вхідним і вихідним трубопроводом.
• Економія повітря, реагентів та інших допоміжних речовин, що використовуються при очищенні стічних вод.
• Прискорення хімічних реакцій у десятки й сотні разів.
• Економія електроенергії за рахунок швидкого протікання хімічних реакцій і малого споживання потужності (модель АВС-100 – 45 кВт, модель АВС-150 – 95 кВт). Питомі витрати електроенергії не перевищують 0,4-0,5 кВт·год/м³ браги.

Для отримання консультації з питань впровадження апаратів вихрового шару в очисні споруди спиртзаводів, біохімічних заводів та інших підприємств, що спеціалізуються на виробництві кормових дріжджів, зв’яжіться з нашими технічними спеціалістами за одним із контактів, розміщених у відповідному розділі сайту.