Файл: Белоусова Юлия Александровна ( фио обучающегося ) выпускная квалификационная работа магистерская диссертация.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 286
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Таблица 21 Эффективность удаления ХПК при дозировке флокулянта К1
| № опыта | Дозировка | Эффективность при подщелачивании, % | Эффективность при введении ила , % |
| 1 | «+ +» | | 19,1 |
| 2 | «– –» | 7,7 | 8,2 |
| 3 | «+ –» | 6,1 | 12,9 |
| 4 | «– +» | 7,9 | 10,5 |
Из проведенных экспериментов видно, что при разных дозировках реагентов процесс коагуляции, - образование осадка. идет по-разному. Начинается хлопьеобразование при рН=5. При дозировке «+ +» и «+ _» интенсифицируется осаждение (седиментация) хлопьев происходит быстрее и с флокулянтом № К1, и с флокулянтом № А2.
Рисунок 7 Работа флокулянта А2 после второго подщелачивания
При фильтровании заметили, что эти же образцы быстрее фильтруются через обеззоленный фильтр «синяя лента».
А при дозировке «– –» и «– +», то есть при минимальной дозировке коагулянта, надосадочная жидкость в цилиндрах намного прозрачней, чем в остальных образцах, и с флокулянтом К1, и с флокулянтом А2. То есть интенсивнее происходит осветление.
Таблица 22 Изменение ХПК при испытании флокулянта А2
| № опыта | Дозировка | ХПК после подщелачивания, мг/дм3 | рН после подщелачивания | ХПК после введения ила, мг/дм3 | рН после введения ила |
| Исходная | | 1616 | | 1616 | |
| 1 | «+ +» | 1496 | 5 | 1312 | 5 |
| 2 | «– –» | 1408 | 8 | 1394 | 7 |
| 3 | «+ –» | 1544 | 5 | 1408 | 5 |
| 4 | «– +» | 1476 | 7 | 1342 | 6 |
После отстаивания растворов с активным илом в течение 30 минут наблюдается снижение ХПКв 2-3 раза и надосадочная жидкость становится еще прозрачней.
Таблица 23 Эффективность удаления ХПК при дозировке флокулянта А2
| № опыта | Дозировка | Эффективность при подщелачивании, % | Эффективность при введении ила , % |
| 1 | «+ +» | 7,4 | 18,8 |
| 2 | «– –» | 12,9 | 13,7 |
| 3 | «+ –» | 4,5 | 12,9 |
| 4 | «– +» | 8,7 | 17,0 |
Рисунок 8 – работа флокулянта К1 после добавления активного ила
Рисунок 9 Изменение ХПК в зависимости от дозировки реагентов после подщелачивания
Рисунок 10 – Флокулянт А2 после добавления активного ила
Рисунок 11 Изменение ХПК в зависимости от дозировки реагентов после добавления активного ила
Экспериментальным путем установили оптимальную дозу реагентов. Оптимальная доза вызывает образование крупных, быстро оседающих хлопьев, и не дает опалесценции воды, то есть удаление коллоидных соединений.
Оптимальной дозой реагентов считается та, которая дает заметную разницу в прозрачности очищенной воды по сравнению с меньшими дозами и небольшую разницу по сравнению с большими. Та, которая дает максимальную эффективность очистки по ХПК.
По виду образующегося осадка был сделан вывод о выборе флокулянтов для технологии осаждения и флокуляции, что подтверждено при консультации со специалистами в области физико-химической очистки. Флокулянт катионный К1 показывает наибольшую эффективность в процесса осаждения, а анионный А2 – в процессах флокуляции.
3.6.2 Отработка очистки СВ методом флотации
Флотация – наиболее эффективна из применяемых физико-химических методов для очистки СВ молочных предприятий. Процесс флотации протекает в 6-8 раз быстрее, чем отстаивание, и заканчивается в течение 15-30 минут, обеспечивая при этом высокую степень очистки.
Сцепление молекул или мицелл загрязнений с воздушными пузырьками в жидкости обуславливается избытком свободной поверхностной энергии на всех участвующих в процессе поверхностях раздела: вода, воздух и дисперсная частица. Одним из основных физико-химических факторов флотационного процесса является адсорбция. Поднимающийся вверх воздушный пузырек при прохождении через жидкость окружается молекулами или мицеллами загрязнений.
При непрерывной подаче воздуха на поверхности сточной воды образуется слой пены. При разрушении пены образуется флотоконденсат. В промышленных флотационных установках предусмотрена система сбора и удаления флотационной пены и последующего ее разрушения струями воды или пара. Эффект удаления загрязнений из сточной воды во флотаторе зависит от начальной концентрации загрязнений, интенсивности подачи воздуха и продолжительности флотации.
В процессе флотации происходит удаление суспензированных и эмульгированных загрязнений, а также частичное удаление растворенных веществ.
Для исследования процесса флотации была изготовлена и испытана лабораторная установка, в состав которой входят: два мерных цилиндра, объемом 1 дм3, 2 компрессора и 2 вентиля для регулировки воздуха. Собрали две параллельные лабораторные установки. В качестве рабочей жидкости использовали сточную воду с молочного производства. Концентрация загрязнений в этой воде составляет: ХПК = 1616 мг/дм3.
Для интенсификации флотационного процесса проводилось добавление реагентов перед флотацией, а именно коагулянта и флокулянта. После добавления каждого реагента производилось перемешивание.
Полученные растворы заливали в сосуд-флотатор. Во второй цилиндр добавляли АИ в количестве 30% от объема раствора. В оба цилиндра вводили трубки для подачи воздуха, соединенные с воздушными компрессорами. Включали компрессор и с этого момента следили за образованием пены.
Флотация заканчивалась, когда процесс пенообразования заметно снизижался или прекращался. По окончании процесса флотации определяли ХПК в очищенной воде. Определяли эффективность осветления СВ.. Через 30 минут после начала процесса флотации отмечали: визуально вода после флотации с использованием реагентов значительно светлее, чем исходная вода. Результаты исследования приведены в таблице 24.
Таблица 24 Эффективность очистки СВ методом флотации
| Параметры | Сточная вода с реагентами | Сточная вода с реагентами и АИ | ||
| ХПК, мг/дм3 | Эффективность, % | ХПК, мг/дм3 | Эффективность, % | |
| Исходная вода | 1616 | | 1616 | |
| До флотации | 1544 | 4,5 | 1458 | 9,8 |
| После флотации | 980 | 39,4 | 951 | 41,2 |
Таким образом, эффективность очистки сточных вод методом флотации выше, чем обычная физико-химическая очистка осаждением. Эффективность физико-химической очистки СВ по ХПК методом флотации 40 % - максимальное значение для всех видов СВ.
3.7 Отработка метода БО СВ в лабораторных условиях
Отработку метода проводили в аэробных условиях в контакте сточной воды с активным илом в течение 28 дней.
Эксперимент может быть завершен в любой день до 28 суток, если при этом выполняется условие снижения ХПК в фильтрованной пробе на 70%.
Вместо сточной воды с молоперерабатывающего предприятия использовали модельные растворы. В качестве модельного раствора № 1 использовали молоко, разбавленное дистиллированной водой в 5 раз.
До начала испытаний в модельном растворе измеряли ХПК в фильтрованной пробе.
Тест проводят в 500 см3 цилиндрах, в которых имеются отверстия для подключения подачи воздуха. В цилиндры насыпали пластмассовый загрузочный материал; объем загрузки составлял 30 % от объема цилиндра.
АИ отбирали на сооружениях БО на выходе из аэротенка в объеме 1 дм3. Затем его отстаивали не менее двух часов, после чего надиловую жидкость декантировали (сливали при помощи сифона).
В цилиндры, в которых проводили тест, добавляли сгущенный АИ в расчете 2, 3, 4 г/дм3 по сухому веществу.
Цилиндры с приготовленной смесью ила, загрузкой и модельными растворами инкубировали при слабом дневном свете. Смесь аэрировали с помощью аквариумного аэратора так, чтобы перемешивание было удовлетворительным, но не избыточным (взвешенные частицы не должны адсорбироваться на дне и стенках цилиндров, жидкость не должна выплескиваться).
Ежесуточно из каждого цилиндра брали пробу с илом, отстаивали в течении двух часов, сливали сифоном. Надиловой воду фильтровали через обеззоленный фильтр «синяя лента» и определяли ХПК в фильтрованной пробе.
До начала эксперимента определяли концентрацию загрязнений в модельном растворе № 1. Результаты представлены в таблице 25.
Таблица 25 Характеристика модельного раствора № 1 (до начала эксперимента)
| Параметры | Концентрация загрязнений |
| ХПК, мг/дм3 | 24500 |
| БПК5, мг/дм3 | 20565 |
| рН | 3,0 |
| Азот аммонийный, мг/дм3 | 10,2 |
Были составлены смеси:
образец № 1 – модельный раствор № 1 с концентрацией активного ила 2 г/дм3;
образец № 2 – модельный раствор № 1 с концентрацией активного ила 3 г/дм3;
образец №3 – модельный раствор №1 с концентрацией активного ила 4 г/дм3.
Исследование завершили на 11 день, так как эффективность очистки составила 99 %. Результаты представлены в таблице 26.
Таблица 26 Динамика изменения ХПК при БО для модельного раствора № 1. Концентрация ХПК, мг/дм3
| Продолжительность, сутки | Образец №1, 2 г/дм3 | Образец №2, 3 г/дм3 | Образец №3, 4 г/дм3 |
| 1 | 11440 | 9880 | 4417 |
| 2 | 4940 | 4400 | 2200 |
| 3 | 2240 | 3310 | 922 |
| 4 | 1314 | 2470 | 702 |
| 5 | 1210 | 1050 | 630 |
| 6 | 1032 | 838 | 570 |
| 7 | 1048 | 925 | 378 |
| 8 | 787 | 956 | 270 |
| 9 | 734 | 945 | 213 |
| 10 | 608 | 771 | 211 |
| 11 | 570 | 625 | 205 |
Рисунок 12 Изменение ХПК при БО для модельного раствора №1
Из таблицы 26 и рисунка 12 хорошо видно, что метод БО является высокоэффективным для высококонцентрированных сточных вод молокоперерабатывающего завода с высоким коэффициентом биоразложения. Эффективность очистки образца №3 (концентрация активного ила 4 г/дм3 ), на второй день исследования составила 83 %. При увеличении концентрации АИ эффективности БО возрастает, а ХПК снижается по сравнению с опытами с меньшей концентрацией АИ. Причина – нагрузка на АИ ниже чем в других случаях.
После 3 дней исследования провели микроскопирование активного ила (при увеличении х100) отобранных образцов модельного раствора №1,2,3. Результаты наблюдений в таблице 27.