Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ноздрина Е.О. Зуева С.Б. Голубева Л.В.

Пищевая промышленность является одним из самых крупных потребителей пресной воды, а сбрасываемые воды ее предприятий относятся к числу наиболее загрязненных.

Сточные производственные воды в большинстве случаев представляют собой слабоконцентрированные эмульсии или суспензии. Нерастворимые в сточной воде частицы подразделяют на взвеси и коллоиды. Возможные способы удаления загрязнений в зависимости от их размера и свойств, представлены рисунке.

В процессе осаждения из сточных вод достаточно легко удаляются частицы размером 10 мкм и более, мелкодисперсные и коллоидные частицы практически не удаляются. Таким образом, сточные воды многих производств после сооружений механической очистки представляют собой агрегативно-устойчивую систему. Для их очистки применяют методы коагуляции; агрегативная устойчивость при этом нарушается, образуются более крупные агрегаты, которые удаляются из сточных вод механическими методами.

Эффективность реагентного способа очистки сточной воды, в частности с использованием коагулянтов, можно повысить, установив более строгий контроль за расходом реагентов и параметров перемешивания: физико-химических характеристик загрязняющих веществ в сточной воде, в первую очередь от их заряда, характеризуемого ζ-потенциалом.

Задачей исследования стояло определение ζ-потенциала исследуемой системы методом подвижной границы. Данный метод заключается в измерении электрофоретической скорости. В ходе опытов были рассмотрены три различные пробы исследуемой системы (табл. 1).

Результаты расчета показали, что ζ-потенциал исследуемых систем зависит от содержания взвешенных веществ, при их увеличении в 2 раза, величина ζ-потенциала снижается в 1,2 раза.

p

Рис. 1. Способы удаления взвешенных веществ  от размера и свойств частиц

1 Анализируемые пробы сточной воды

Номер пробы

Содержание взвешенных веществ, мг/дм3

рН

Величина ζ-потенциала, В

1

1480

7,43

0,0158

2

730

7,05

0,0181

Целью дальнейшего исследования являлось изучение влияния количества добавляемого коагулянта на эффект удаления взвешенных веществ и размер образующихся хлопьев. Введение коагулянта в сточную воду приводит к снижению ζ-потенциала. Оптимальная доза коагулянта соответствует значению ζ-по-тенциала равному нулю (изоэлектрическая точка), коагуляция проходит с максимальной интенсивностью. При увеличении концентрации коагулянта выше оптимальной, происходит увеличение величины ζ-потенциала, но уже с обратным знаком (перезарядка ДЭС). Это приводит к снижению эффективности очистки. Результаты эксперимента приведены
в табл. 2.

Влияние концентрации коагулянта на содержание взвешенных веществ сточной воды

Эффективность удаления взвешенных веществ, %

Концентрация
коагулянта, г/дм3

0

2,6

5,2

10,4

15,6

Проба 1

0

35,3

79,9

32,1

7,9

Проба 2

0

80,1

47,5

34,2

17,9

Влияние концентрации коагулянта на содержание взвешенных веществ сточной воды

Как видно из табл. 3, для очистки сточной воды с концентрацией ВВ 730 мг/дм3 оптимальным является использование коагулянта концентрацией 2,6 г/дм3 (эффект удаления взвешенных веществ 82,1 %). Для очистки пробы 1 оптимальной является доза коагулянта 5,2 г/дм3.

На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод, что оптимальная концентрация коагулянта в сточной воде, необходимая для максимального удаления взвешенных веществ, будет зависеть от величины ζ-потенциала. Это подтверждают результаты микроскопирования сточной воды до и после добавления коагулянта (табл. 3).

3. Микроскопирование сточной воды молочного завода (Ув. х 100)

Концентрация коагулянта, г/дм3

Результаты микроскопирования

Концентрация коагулянта, г/дм3

Результаты микроскопирования

 

p

10,4

p

2,6

p

15,6

p

Как видно из табл. 3 и 4, для очистки сточной воды оптимальным является использование коагулянта концентрацией 2,6 г/дм3. Дальнейшее увеличение концентрации коагулянта нецелесообразно, так как приводит к снижению эффективности очистки. Это можно объяснить уменьшением размера образующихся хлопьев, что подтверждают результаты микроскопирования.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Исследуемая сточная вода относится к неустойчивой системе (ζ-потенциал менее 30 мВ), однако процесс коагуляции (укрупнения частиц дисперсной фазы) происходит медленно.

2. Для интенсификации процесса отстаивания (начала процесса быстрой коагуляции), необходимо введение специальных реагентов - коагулянтов или флокулянтов.

3. Введение коагулянта в сточную воду приводит к снижению ζ-потенциала. Оптимальная доза коагулянта соответствует значению ζ-потенциала равному нулю (изоэлектрическая точка). При увеличении концентрации коагулянта выше оптимальной происходит увеличение величины ζ-потенциала, но уже с обратным знаком (перезарядка ДЭС).

4. Результаты микроскопирования сточной воды до и после добавления коагулянта показали, что при оптимальной дозе образуются хлопья максимального размера, а дальнейшее увеличение его концентрации приводит к уменьшению размера хлопьев, в результате чего снижается эффективность очистки.


Библиографическая ссылка

Ноздрина Е.О., Зуева С.Б., Голубева Л.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 7. – С. 168-170;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=27206 (дата обращения: 24.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074