bbk 000000

УДК 628.3:725.42:631.227.2

Лунин С. В., Прохорова И. В. , Рудакова Л. Е., Мельник Д. В.

Повышение эффективности очистки сточных вод ОАО «Птицефабрика Калужская»

Аннотация

Описаны особенности очистки сточных вод предприятий мясоперерабатывающей промышленности на примере ОАО «Птицефабрика Калужская», очищающей смесь производственных сточных вод предприятия и хозяйственно-бытовых сточных вод села Льва Толстого. Предлагается и обосновывается оптимальная технологическая схема с внедрением локальных очистных сооружений канализации после убойного цеха птицефабрики, позволяющая повысить эффективность очистки. Приведена краткая характеристика предлагаемой технологической схемы.

Ключевые слова

очистные сооружения , утилизация , реагент , флотация , высококонцентрированные сточные воды , флотошлам , дегидратор

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Крупнейшие потребители воды среди отраслей народного хозяйства – предприятия мясоперерабатывающей промышленности – образуют большой объем сточных вод. Количество воды, расходуемой на отдельных предприятиях, колеблется в довольно широких пределах и зависит от их производительности, профиля, технического оборудования и занимаемых территорий. Большое влияние на величину расхода воды оказывает также вид и возраст животных, подвергающихся забою и переработке.

Другой особенностью сточных вод предприятий мясной промышленности является высокое содержание в них жиров, белков, соединений азота и фосфора и других загрязнений, а также их нестабильность по составу и количеству. Сброс высококонцентрированных сточных вод без предварительной очистки на городские очистные сооружения может привести к нарушению кислородного режима в сооружениях биологической очистки, изменению величины pH, видовому изменению микрофлоры, увеличению илового индекса и выносу активного ила из очистных сооружений. Очистка таких стоков сопряжена со значительным потреблением растворенного кислорода, что требует подачи большого объема воздуха для аэрирования. Окисление также затруднено значительным содержанием азот- и фосфорсодержащих органических веществ. Кроме того, в городской канализационной сети сточные воды достаточно долгое время находятся в анаэробных условиях, что приводит к снижению рН среды и коррозии коллекторов. В результате городские очистные сооружения не обеспечивают достаточную очистку сточных вод для сброса в водоем, ухудшая экологическую ситуацию в регионе.

ОАО «Птицефабрика Калужская» входит в число крупнейших предприятий России по выращиванию бройлеров и является самым крупным производством мясного направления в Калужской области: одновременно откармливаются около 1,5 млн. голов бройлеров. На птицефабрике реализован полный цикл производства куриного мяса: от закладки яиц до фасовки готовой продукции.

В комплекс птицефабрики входят зоны и площадки производственного и подсобно-вспомогательного назначения. К производственным зонам относятся: зона выращивания бройлеров, родительского стада, ремонтного молодняка, инкубатория, цех убоя, санитарный цех, котельная и т. п. Подсобно-вспомогательные зоны включают: административно-хозяйственный центр, площадку водозаборных и водопроводных сооружений (цех Водоканал), площадку канализационных очистных сооружений, а также зону навозохранилищ и переработки помета.

Технологическая схема очистки сточных вод (рис. 1) предусматривает поступление высококонцентрированных производственных и поверхностных сточных вод птицефабрики, а также хозяйственно-бытовых сточных вод от села Льва Толстого на канализационные очистные сооружения пропускной способностью 2700 м³/сут. Сточные воды по напорным коллекторам поступают в приемную камеру и далее на песколовки. Отделенный от сточных вод минеральный осадок направляется на площадку для подсушивания, а сточная жидкость – в первичные отстойники. После отстаивания выпавшие в осадок взвешенные вещества и собранные плавающие вещества эрлифтами перекачиваются в минерализаторы, а осветленная вода собирается в сборные лотки и направляется на биологическую очистку в аэротенки. Пройдя аэротенки, иловая смесь поступает во вторичные отстойники. Часть активного ила возвращается в аэротенки, а часть направляется в минерализаторы. Биологически очищенная сточная вода собирается в сборные периферийные лотки и направляется для обеззараживания в контактные резервуары. После контактных резервуаров очищенная сточная вода, пройдя каскад биологических прудов, сбрасывается в ручей.

Некоторые показатели очищенных сточных вод значительно превышают величину предельно допустимого сброса загрязнений в водный объект. Для решения этой проблемы в 2010 г. руководство птицефабрики привлекло специалистов научно-производственной фирмы «ЭКОТОН» для разработки оптимальной технологической схемы, обеспечивающей требуемое качество очистки сточных вод. Для выполнения поставленной задачи специалистами компании «ЭКОТОН» было проведено обследование очистных сооружений канализации птицефабрики, на основании которого были разработаны технические решения по их реконструкции.

В ходе обследования установлено, что одним из основных источников образования сточных вод на предприятии является цех убоя птицы. В убойном цехе на различных стадиях производственного цикла в сточные воды попадает большое количество специфических загрязнений (крови, пера и проч.). Кроме того, от этого цеха поступают сточные воды с самым большим расходом – 25% общего расхода сточных вод. В таблице приведены данные по основным загрязняющим веществам сточных вод цеха.

Перед сбросом в трубопровод стоки из убойного цеха проходят перосепараторы и жироуловители для предотвращения загрязнения канализационных труб пером и жиросодержащими веществами, их закупорки и преждевременного выхода из строя. Однако данное оборудование не в полной мере обеспечивает извлечение этих загрязнений, а также задержание и других специфических примесей, затрудняющих работу очистных сооружений.

После детального анализа технологической схемы и проведения соответствующих расчетов специалисты компании «ЭКОТОН» пришли к заключению, что изменение схемы и реконструкция отдельных ее участков для доведения всего объема производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод до норм предельно допустимого сброса после их смешивания не рациональны. Доочистка такого объема сточных вод влечет за собой высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Было предложено повысить эффективность очистки путем внедрения предварительной очистки части наиболее загрязненных сточных вод после убойного цеха на локальных очистных сооружениях.

Технологическая схема очистки сточных вод на локальных очистных сооружениях, представленная на рис. 2, включает: механическую очистку; усреднение расходов и концентраций; физико-химическую очистку; утилизацию или обработку образующихся осадков.

Механическая очистка сточных вод с высоким содержанием пуха, пера и жира имеет определенные сложности. Такие загрязнения достаточно быстро забивают фильтровальное полотно решеток. В предложенной технологической схеме отделение пера и других загрязнений, размер которых превышает 1 мм, происходит на механизированных решетках ЭКОТОН^®, демонстрирующих хорошие результаты при работе с такими загрязнениями (рис. 3).

Сточная вода с грубыми отбросами поступает в приемную ванну, где происходит гашение напора. Когда уровень воды в приемной ванне достигает плоскости вращающегося цилиндрического фильтровального полотна (барабана), вода проходит через его ячейки и стекает в сливную ванну. Фильтровальное полотно решетки изготовлено из нержавеющей стали методом намотки трехгранного профиля. Такая форма профиля значительно снижает вероятность забивания ячеек мусором. Задержанные на поверхности фильтровального полотна отбросы снимаются ножом, прилегающим к барабану решетки под острым углом против направления его вращения. Во время работы решетки фильтровальное полотно самоочищается сточными водами. Для очистки полотна от трудно удаляемых загрязнений предусмотрена дополнительная промывка барабана горячей водой. Задержанные на фильтровальном полотне отбросы автоматически сбрасываются в приемник.

Дальнейшая механическая очистка происходит на тангенциальных песколовках, где из сточной воды извлекаются минеральные примеси (в большей степени песок). Выделенный минеральный осадок по коническому днищу выводится в сборник песка, а сточные воды поступают в усреднитель. Для предотвращения расслаивания сточной жидкости усреднитель оснащен механической мешалкой.

Далее сточные воды поступают на физико-химическую очистку. Для повышения эффективности очистки перед флотационной установкой предусматривается дозирование реагентов. Поскольку расход реагентов составляет существенную долю затрат на очистку сточных вод, была рассчитана наиболее экономичная комбинация реагентов и их дозы. Предполагается перед внесением в сточную воду дорогостоящего флокулянта предварительно использовать коагулянт. Такая схема предусматривает увеличение первоначальных вложений из-за расширения реагентного хозяйства, но в то же время позволяет сократить дозу флокулянта в 8–20 раз, что обеспечивает значительную экономию в течение всего периода эксплуатации. Предложенная схема позволяет также повысить качество очистки по ряду показателей. Окончательно дозы и марки реагентов подбираются на этапе пусконаладки. Смешивание сточных вод с реагентами происходит в трубном смесителе-флокуляторе. Для поддержания оптимальной величины рН сточной жидкости, изменение которого вызвано действием реагентов, используются нейтрализующие вещества.

Флотационная установка состоит из двух камер: смешения и флотации (рис. 4). Насыщенная воздухом рециркуляционная вода непрерывно поступает в камеру смешения, где происходит ее перемешивание с основным стоком. Выделяющиеся пузырьки воздуха и загрязнения формируют флотокомплексы, которые всплывают на поверхность жидкости и образуют флотопену. Для обеспечения нормального протекания процесса флотации и сокращения размера установки подобрана оригинальная форма камеры флотации, которая моделирует наиболее эффективный путь движения жидкости и предусматривает отведение выпавшего осадка.

Осветленная сточная вода через зубчатый перелив отводится в карман очищенной воды и выводится из установки. При этом часть очищенной воды (около 30% расхода) отбирается рециркуляционным насосом для насыщения ее воздухом и возвращения в камеру смешения. Насыщение жидкости воздухом происходит прямо в насосе под давлением 0,6 МПа. Такое давление является оптимальным для формирования пузырьков воздуха необходимого диаметра.

Эффективность флотационной очистки сточных вод от убойного цеха составляет: по взвешенным веществам до 95%, жирам до 98%, БПК₅ до 50%.

Образующаяся на поверхности сточной воды пена (флотошлам) содержит в концентрированном виде взвешенные вещества, жиры, поверхностно-активные вещества, масла и др. Периодически флотошлам удаляется с поверхности жидкости скребками и сбрасывается в пеносборный лоток. Принципиальная технологическая схема обработки флотошлама представлена на рис. 5.

Флотошлам, имеющий влажность 94–96%, собирается в металлическую емкость, где происходит его уплотнение, и затем подается на дегидратор для обезвоживания. Дегидратор состоит из обезвоживающего барабана, системы самоочистки, дозирующей емкости, емкости флокуляции и контрольной панели. Для усиления влагоотдающих свойств флотошлама применяется флокулянт, марка и доза которого определяется на этапе пусконаладочных работ. В дегидраторе имеется встроенная зона сгущения, что избавляет от необходимости установки дополнительного оборудования для сгущения флотошлама. В зоне сгущения зазоры между кольцами барабана больше, чем в зоне обезвоживания, и фильтрат здесь отделяется преимущественно под действием силы тяжести. В зоне обезвоживания происходит увеличение давления на флотошлам в барабане за счет уменьшения шага витков шнека. Фильтрат проходит сквозь зазоры между кольцами и сбрасывается в дренажный приямок, а обезвоженный флотошлам (средней влажностью 80%) направляется
в пометохранилище. Самоочищение колец барабана дегидратора происходит за счет движения их друг относительно друга при вращении шнека. Предварительно очищенные на локальных очистных сооружениях сточные воды поступают в канализационную сеть и далее на очистные сооружения птицефабрики для дальнейшего прохождения очистки.

До конца этого года планируется запустить локальные очистные сооружения в эксплуатацию. Параллельно с пусконаладочными работами будут подобраны марки и дозировка реагентов для флотации и обезвоживания. Руководство предприятия «Птицефабрика Калужская» приступило к реализации предложенного решения.

Выводы

Внедрение предварительной очистки сточных вод на локальных очистных сооружениях канализации после основного источника загрязнений – убойного цеха птицефабрики позволит снизить нагрузку на основные очистные сооружения и обеспечит доведение качества очищенных сточных вод до нормативных требований. В результате этого будут сокращены платежи предприятия за сброс загрязняющих веществ в водный объект, а также улучшена экологическая обстановка в регионе.