Сточные воды сахарного завода

Сточные воды на сахарных заводах образуются от гидротранспортирования и мойки свеклы, мойки аппаратов, разбавления отходов.

Как правило, сахарные заводы применяют  оборотную систему водоснабжения. При этом расход водопроводной воды колеблется от 250% до 1400% к весу свеклы. Производство сахара из свеклы сопряжено со значительным расходом воды. Для производства 1 т сахара-песка требуется более 200 м³ воды. Водоемкость свеклосахарного производства является одной из самых высоких среди отраслей пищевой промышленности.

Современный сахарный завод – это  крупное предприятие, перерабатывающее в сутки до 6000 т свеклы и производящее около 700 т сахара-песка. Для переработки  такого количества свеклы требуется  не менее 125000 м³ в сутки воды различного качества.

Водное хозяйство современного свеклосахарного завода представляет собой сложный и очень важный участок производства, от правильной и эффективной эксплуатации которого в значительной степени зависит ритмичная работа завода, а также технико-экономические показатели производства.

В связи с тем, что производство сахара связано с потреблением большого количества воды и образованием большого количества сточных вод, одной из основных задач является обеспечение  максимального использования отработанных сточных вод в производстве. Это дает возможность сократить потребность завода в свежей воде, что важно для районов, бедных водными ресурсами, и уменьшить количество сбрасываемой в водоем сточной воды.

 

При рассмотрении проектов сахарных заводов органы санитарного надзора  должны требовать максимального использования оборотного водоснабжения.

 

Современная технология сахарного  производства позволяет полностью  использовать отработанные воды I категории (конденсационные, барометрические). После  соответствующей очистки возможно использование в производстве сточных вод II категории (транспортерно-моечные воды). В связи с этим выпуск в водоем сточных вод I и II категорий не должен иметь места. Не могут быть полностью использованы наиболее загрязненные воды III категории, но возможно частичное использование диффузионных, жомовых, фильтрпрессных и других сточных вод.

Основными источниками водоснабжения  сахарных заводов являются малые  реки, озера, пруды и водохранилища, которые играют также и важную роль в области обводнения территории, регулирования поверхностного стока и ведения рыболовного хозяйства. В ряде мест они служат источниками хозяйственного и питьевого водоснабжения населенных пунктов. Промышленные предприятия, в том числе и сахарные заводы, для обеспечения своих потребностей в воде применяют различные системы производственного водоснабжения. По характеру использования воды производственное водоснабжение подразделяется на прямоточное, последовательное, оборотное и смешанное. Последний вид использования воды включает как прямоточное и последовательное, так и прямоточное и оборотное использование воды на предприятии.

Производственные сточные воды (ПСВ) сахарного завода, различающиеся  по своим физическим свойствам, химическому  составу и степени загрязнения, делятся на три категории.

На современных сахарных заводах  производственными сточными водами являются только стоки III категории, так как воды I и II категорий после соответствующей очистки используются в системах оборотного водоснабжения и не могут быть отнесены к сточным водам.

К воде I категории относятся воды от охлаждения аппаратуры, агрегатов и машин, а также конденсации технологических паров. К воде I категории группы А относятся вода, которая использовалась для охлаждения последнего утфеля, сульфитационного газа, насосов, оборудования в ТЭЦ, а также избыток холодной воды. Отработавшая вода данной группы не отличается от исходной по составу, но имеет температуру на 5…10 ⁰С выше. Вода I категории группы Б (барометрическая, аммиачная и конденсат отработавшего пара) имеет температуру 40…50 ⁰С и выше. Кроме конденсата отработавшего пара в воде этой группы содержатся аммиак и небольшое количество органических примесей. Конденсационная вода содержит небольшое количество аммиака и летучих органических веществ, в связи с чем окисляемость ее достигает 150 мг/л.

К воде II категории относится транспортерно-моечная вода, относятся механически загрязненные сточные воды: транспортерно-моечные (наибольшее количество), ловушечные, свекломоечные и от элеватора. Кроме механических загрязнений эти стоки содержат также органические вещества, за счет которых БПК их достигает 490 мг/л.

 

Количество этого вида сточных  вод составляет 610 - 670% к весу перерабатываемой свеклы (6,1 - 6,7 куб. м на 1 тонну).

К воде III категории относятся все отработанные воды, не используемые в оборотных системах и направляемые для очистки на общезаводские очистные сооружения. К воде III категории группы А относится жомопрессовая вода. Воду III категории группы Б составляют отстой жомопрессовой воды, густой осадок транспортерно-моечной воды, вода после отстаивания фильтрационного осадка, вода из газопромывателей, салфетомоек и хозяйственно-бытовая. Они быстро загнивают с образованием масляной, молочной и др. кислот. В результате бактериального разложения белков образуются аминокислоты, углекислота и аммиак. В жомовой воде происходит спиртовое и гнилостное брожение.

 

Сточные воды этой категории  составляют 196 - 255% к весу свеклы.

 

Количество промышленных сточных вод зависит в основном от схемы водоснабжения, совершенства водоиспользующего оборудования (сооружений) и технологических процессов, в которых используется вода.

 

методы очистки сточных вод

 

Механическая  очистка. К механической очистке относится задержание различных фракций взвеси при загрузке, гидроподаче и мойке сельскохозяйственного сырья. Очистка отработавшей воды происходит в последовательно расположенных решетках, песколовках и отстойниках.

Решетки делят взвеси на мелкие и крупные фракции. Они  предохраняют от поломки насосы, трубы для перекачки сточных вод и осадков. Песколовки устанавливают на пути поступления сточной воды в отстойники для улавливания и сбора минеральных взвесей однородного характера. Отстойники предназначены для задержания взвешенных веществ в сточных водах до выпуска их в водоем или перед подачей на сооружения биологической очистки.

Химическая очистка. Производственные сточные воды, содержащие щелочи (после мойки оборудования) и кислоты, очищают методом нейтрализации и окисления. Химическая обработка производственных сточных вод применяется с целью их обесцвечивания и извлечения различных компонентов.

 При химической  очистке применяют следующие  способы нейтрализации:

1. взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;
2. нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь, гашеная известь, кальцинированная сода, каустическая сода, аммиак);
3. фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, обожженный магнезит, мел).

Физико-химическая очистка. Очистку производственных сточных вод методами коагуляции, флотации, экстракции, сорбции, выпаривания, испарения и кристаллизации определяют как физико-химический метод.

Коагуляция – процесс  укрупнения частиц коллоидной системы, находящихся во взвешенном состоянии  в стоках, и выпадения их в осадок под действием коагулянтов (известь, алюминат натрия, сульфат двухвалентного железа (железный купорос) и др.).

Флотация – способ, связанный с насыщением сточной  жидкости пузырьками пересыщенного  воздуха, слипанием их с частицами загрязнений и всплыванием на поверхность.

Сорбция – процесс  поглощения вещества из окружающей среды  твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называется сорбентом, а поглощаемое – сорбатом.

Биологическая очистка. Природный процесс биологического окисления органических примесей (биоценоз), осуществляемый различными бактериями, водорослями, грибами, называют биологической очисткой производственных сточных вод. Процесс очистки может протекать в различных условиях, анаэробных – в отсутствии растворенного в воде кислорода или при слишком высоком соотношении количества подаваемых на очистку загрязнений и аэробных – в присутствии растворенного кислорода в воде. Биологическая очистка осуществляется на биологических фильтрах, аэротенках, полях фильтрации и биологических прудах.

        Требования к выбору участка, устройству, оборудованию его под поля фильтрации для сточных вод сахарных заводов не отличаются от существующих требований к полям фильтрации для сточных вод других производств и хозяйственно-фекальных сточных вод. Нагрузка на поля фильтрации должна составлять 50 - 100 куб. м/га в сутки, в зависимости от фильтрационной способности почвы. Очистка сточных вод на полях фильтрации при нормальной эксплуатации их довольно эффективна. Сточная жидкость после очистки освобождается от неприятного запаха, окраски, взвешенных веществ, на 90 - 99% уменьшается бактериальная загрязненность и на 90 - 96% - количество растворенных органических веществ.

Оценка работы полей  фильтрации (а также сооружений искусственной  биологической очистки) дается по степени снижения БПК, окисляемости, аммонийного азота и по увеличению в выходящей воде нитратного азота. При осмотре следует обратить внимание на систему распределения и дренирования сточной жидкости, наличие заиленных площадей, отсутствие перелива жидкости через стенки желобов и каналов, обработку поверхностных карт. Не следует размещать поля фильтрации в поймах рек, т.к. их влияние может неблагоприятно сказаться на качестве речной воды. Следует обследовать территорию сахарного завода и предложить необходимые мероприятия по очистке территории в случае наличия непорядков.

 

Проверка гигиенической  эффективности очистных сооружений основывается на определении соответствия условий выпуска сточных вод  в водоем санитарным требованиям в соответствии с общими положениями о месте и методике отбора проб. Учитывая сезонность свеклосахарного производства, пробы воды на анализ рекомендуется отбирать ежемесячно в течение осенне-зимнего периода (с сентября по апрель месяц).