Другие журналы
|
научное издание МГТУ им. Н.Э. БауманаНАУКА и ОБРАЗОВАНИЕИздатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408
77-30569/223619 Электрофлотационная обработка сточных вод микробиологических производств
# 10, октябрь 2011
Файл статьи:
Ксенофонтов_P.pdf
(242.02Кб)
УДК 628.349.087 МГТУ им. Н.Э. Баумана Электрофлотационная обработка является одной из наиболее эффективных при очистке воды от нефтепродуктов, тонкодисперсных частиц, растворенных органических соединений. Наиболее высокая степень очистки сточных вод достигается в электрофлотационных аппаратах, имеющих наряду с флотационной камерой и камеру электрокоагуляции. В этом случае сточные воды предварительно подвергаются воздействию как электрического поля, так и образующихся при осуществлении процесса электрокоагуляции оксидов металлов, являющихся продуктами растворения анодных электродных пластин. Осветление тонкодисперсных электропроводящих суспензий с высокой удельной электропроводностью наиболее эффективно с помощью электрофизических методов (электрокоагуляции и электрофлотации). При наложении электрического однородного или неоднородного постоянного поля в водных системах наблюдаются электрофорез, поляризационная коагуляция, флокуляция и флотация. При разделении суспензий или очистке сточных жидкостей от органических примесей наиболее эффективным является последовательное проведение коагуляции и флотации. Практически оба процесса можно осуществить в одном электрокоагуляторе, представляющем емкость, с находящимися в ней плоскими алюминиевыми или стальными электродами [1-2]. Аппараты для электрофлотации отличаются от электрокоагуляторов применением специальных электродов, расположенных, как правило, горизонтально с расстоянием между ними 5-20 мм. В ВНИИсинтезбелок разработаны электрофлотационные аппараты производительностью 1, 5, и 100 м3/ч, включающие камеры коагуляции и флотации. Электрофлотационные аппараты производительностью 1 и 5 м3/ч были испытаны на микробиологических производствах отдельно для стадии осветления отработанной культуральной жидкости (ОКЖ) и очистки сточных вод производства белково-витаминных концентратов (БВК) (рис. 1). Рис. 1 Схема электрофлотационного аппарата. В результате проведенных испытаний было выявлено, что наиболее эффективным при осветлении отработанной культуральной жидкости и очистке сточных вод является электрофлотация с предварительной электрокоагуляцией. На основании исследований, проведенных на лабораторных и опытных установках, определены основные параметры процесса электрокоагуляция – флотация; время электрокоагуляции 3-5 мин; время флотации 8-10 мин; плотность тока в обоих процессах 10-20 мА/см2. Особый интерес представляет использование усовершенствованных электрофлотационных аппаратов, содержащих расположенную между электродами перегородку (рис. 2). Одним из вариантов разделения камеры на анодную и катодную ячейки возможно использование брезентовой перегородки. Рис. 2 Схема электрофлотационного аппарата с проницаемой перегородкой. Экспериментальные исследования электрофлотационного аппарата с проницаемой перегородкой заключались в следующем. Электрообработку отработанной культуральной жидкости, отделенной сепарированием от биомассы, дрожжей ВСБ-569, ВСБ-774, ВСБ-779, ВСБ-899, проводили в камере с электродами, на один из которых подавали отрицательный потенциал, на другой – положительный. В качестве электродов использовались пластины 144 см2 из нержавеющей стали и алюминиевые. Определение ХПК в ОКЖ проводились бихроматным методом [3], а определение оптической плотности выполнено на фотоэлектроколориметре в кювете толщиной слоя 3,00 с красным светофильтром. Контроль – дистиллированная вода. В результате экспериментов установлено, что в ячейке с катодом очень энергично идет процесс электрофлотации, на что указывает большое количество пены, скапливающейся на поверхности, заметное осветление культуральной жидкости (оптическая плотность ОКЖ через 1-1,5 ч. электрообработки снижалась в ячейке с катодом в 10-100 раз), а также снижение ХПК в 1,5-2 раза. pH раствора католита при наложении электрического поля резко увеличивается до сильнощелочной. В анодной ячейке через короткое время устанавливаются низкие значения pH, что вызывает частичное растворение материала анода и вследствие этого способствует электрохимической коагуляции взвешенных и растворенных в культуральной жидкости веществ. На это указывает образование хлопьевидного осадка в ОКЖ, а также весьма незначительное изменение оптической плотности и ХПК культуральной жидкости (табл. 1). Изменение выше перечисленных характеристик при электрической обработке культуральной жидкости в камере без разделительной перегородки менее заметно (табл. 2). Таблица 1 Изменение химического потребления кислорода (ХПК) в процессе электрообработки культуральной жидкости.
Таблица 2 Характеристики культуральной жидкости дрожжей ВСБ-779, 774 при электрической обработке. Напряжение 25 В, время обработки 1,5 часа.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показали, что электрообработка ОКЖ с разделительной перегородкой является более эффективным способом очистки, чем без нее. Количество взвешенных частиц в культуральной жидкости, оцениваемое по величине оптической плотности, уменьшается при электрообработке ОКЖ с разделительной перегородкой в 10-100 раз. Кроме того, использование электрообработки с перегородкой (с ионообменной мембраной), позволяет не только очищать ОКЖ, но и регулировать ее ионный состав. Так же следует отметить, что более глубокая очистка сточных вод возможна с использованием комбинированных способов, включая физико-химические и биологические [4].
Литература. 1. Ксенофонтов Б.С., Гвоздев В.Д. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 1988, 112 с. 2. Ксенофонтов Б.С., Рожкова М.И. Обезвоживание и утилизация избыточного активного ила. Минмедбиопром. Обзорная информация, серия «Защита окружающей среды, очистка стоков и выбросов, утилизация отходов, промышленная санитария и техника безопасности». 1937, вып. 1, 48 с. 3. «Унифицированные методы анализа вод», под. Ред. Ю.Ю. Лурье. М.: Химия, 1973, 75 с. 4. Ксенофонтов Б.С. Флотационная обработка воды, отходов и почвы. М.: Новые технологии. 2010. 270 с. Публикации с ключевыми словами: очистка сточных вод, электрофлотация, электрокоагуляция Публикации со словами: очистка сточных вод, электрофлотация, электрокоагуляция Смотри также: Тематические рубрики: Поделиться:
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|