RU2090516C1

RU2090516C1 - Method of treating waste waters

Info

Publication number: RU2090516C1
Application number: RU95103300A
Authority: RU
Inventors: Теймураз Вахтангович Мгебришвили; Михаил Федорович Цераиди; Юрий Николаевич Панков; Карл Хайльшер; Анатолий Петрович Мордовин; Виталий Георгиевич Коваленко
Original assignee: Теймураз Вахтангович Мгебришвили; Михаил Федорович Цераиди; Юрий Николаевич Панков; Карл Хайльшер; Анатолий Петрович Мордовин; Виталий Георгиевич Коваленко
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU95103300A

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: invention concerns waste waters containing organic, mainly protein impurities, in particular, waste water from potato-starch production. After potato starch is produced, drain water system contains cell juice and washing water which is submitted to additional treatment. The latter consists in mixing washing water with liquid part of cell juice followed by separating coagulate and anode oxidation with subsequently restoring pH value of liquid fraction of mixture in cathode chamber of diaphragm electrolyzer. Such treatment leads to chemical and biochemical oxygen demand values suitable for permissible concentrations of impurities and excludes bacterial contamination which make possible reutilization of treated water or draining it into sewage systems or into open reservoirs. At the same time, additional amount of protein product useful in food industry is produced. EFFECT: increased purification degree and protein product recovered.

Description

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод (СВ), содержащих органические, преимущественно белковые загрязнения, в частности сточных вод картофелекрахмальных производств. The invention relates to a technology for wastewater treatment (CB) containing organic, mainly protein contaminants, in particular wastewater from potato starch industries.

После переработки картофеля в качестве отходов производства сбрасывается жидкость, содержащая смешанный сток, имеющий в среднем БПК 1680 мг/л и ХПК 3050 мг/л, имеет высокий показатель pH, а концентрация превышает бытовые стоки более чем в 15 раз. After processing potatoes, liquid containing mixed effluent, having an average BOD of 1680 mg / l and COD of 3050 mg / l, is discharged as a production waste, has a high pH, and the concentration exceeds household effluents by more than 15 times.

Сточные воды картофелекрахмального производства состоят из соковой воды (неразбавленный клеточный сок), промывной воды и транспортеромоечной воды (Трегубов Н. Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов. М. изд. "Легкая и пищевая промышленность", 1981 г. с. 90-101), причем клеточный сок имеет наибольшее количество органических веществ 25000 50000 мг O₂/л (при норме 259 мг O₂/л).Wastewater from potato starch production consists of juice water (undiluted cell juice), washing water and transporter-washing water (Tregubov N.N. Technology of starch and starch products. M. ed. "Light and Food Industry", 1981, pp. 90-101) moreover, cell juice has the largest amount of organic substances 25,000 50,000 mg O ₂ / L (with a norm of 259 mg O ₂ / L).

Исходя из этого, в промышленности очистку СВ начинают с обработки клеточного сока с целью выделения из него органических веществ, что сказывается на улучшении состава СВ, а также обеспечивается сбор, сохранение и использование в народном хозяйстве белковых компонентов, находящихся как в клеточном соке, так и, в меньшем количестве, в промывной воде. On this basis, in industry, the purification of CB begins with the processing of cell juice in order to isolate organic substances from it, which affects the improvement of the composition of CB, as well as the collection, preservation and use in the national economy of protein components located both in cell juice and , in less quantity, in wash water.

Известно использование термических и химических способов коагуляции белковых веществ (Трегубов Н.Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов. М. 1981 г. с. 92-99, а. с. N 2006472, кл. C 02 F 1/04, а. с. N 1813731, кл. C 02 F 1/52). It is known to use thermal and chemical methods for the coagulation of protein substances (Tregubov N.N. Technology of starch and starch products. M. 1981, pp. 92-99, a.s. N 2006472, class C 02 F 1/04, a. S N 1813731, class C 02 F 1/52).

Известно применение электрофизической обработки продуктов крахмалопаточного производства, например, через слой гранулированного материала, помещенного в электрическое поле (Пархомец А.П. и др. Новые методы и сооружения по очистке транспотеромоечных вод сахарных заводов. ОИ серия 11, ЦНИИТ-Пищепром, вып. 7, 1981 г. с. 1-10), или с использованием высоковольтных импульсов (а. с. N 966024, кл. C 02 F 1/46, а. с. N 200450, кл. C 02 F 1/46). В этих случаях создается эффект удаления белковых веществ, хотя эти методы достаточно энергоемки и не обеспечивают высокую степень очистки и обеззараживания сточных вод. It is known to use the electrophysical treatment of starch products, for example, through a layer of granular material placed in an electric field (Parkhomets A.P. et al. New Methods and Structures for Cleaning Trans-Wash Water of Sugar Refineries. OI Series 11, TsNIIT-Pishcheprom, issue 7 1981, pp. 1-10), or using high-voltage pulses (a.s. N 966024, class C 02 F 1/46, a.s. N 200450, class C 02 F 1/46). In these cases, the effect of removing protein substances is created, although these methods are quite energy intensive and do not provide a high degree of purification and disinfection of wastewater.

Известны способы электрохимической окислительной обработки СВ. Наибольшие скорости реакции окисления достигаются в области кислых реагентов при pH 3, которая обеспечивается использованием комбинированных окислителей (O₃, H₂O₂, ультрафиолетовое облучение), причем преимущественное окисление происходит у поверхности анода (а. с. N 1763385 кл. C 02 F 1/58, Патент Германии N 4005488, кл. C 02 F 1/32), а также с использованием озона, как наиболее активного окислителя (а. с. N 1664754, кл. C 02 F 1/78, а. с. N 1751683, кл. C 02 F 1/46) или диспергированного воздуха (а. с. N 2000274, кл. C 02 F 1/46).Known methods of electrochemical oxidative treatment of CB. The highest oxidation reaction rates are achieved in the region of acidic reagents at pH 3, which is ensured by the use of combined oxidizing agents (O ₃ , H ₂ O ₂ , ultraviolet irradiation), and the predominant oxidation occurs at the surface of the anode (a.s. N 1763385 class C 02 F 1/58, German Patent N 4005488, class C 02 F 1/32), as well as using ozone as the most active oxidizing agent (a.s. N 1664754, class C 02 F 1/78, a. N 1751683, CL C 02 F 1/46) or dispersed air (a.s. N 2000274, CL C 02 F 1/46).

В описанных технологиях выделяемые кислород, озон, пероксид водорода являются экологически чистыми окислителями, не оставляющими существенно вреда, однако в отходах после обработки этими методами встречаются до 30% экологически вредных веществ, которые в смешанном производственном стоке поступают в водоемы, нарушая экологический баланс этих открытых бассейнов. In the described technologies, the released oxygen, ozone, and hydrogen peroxide are environmentally friendly oxidizing agents that do not leave substantially harm, however, up to 30% of environmentally harmful substances are found in waste after treatment with these methods, which enter the water bodies in a mixed production stream, upsetting the ecological balance of these outdoor pools .

Наиболее близким по существенным признакам к заявляемому объекту является способ электрохимической обработки продуктов картофелекрахмальных предприятий, включающий обработку картофеля транспортеромоечной водой, измельчение его, выделение клеточного сока и промывной воды после технологической обработки измельченной мезги картофеля. Затем промывную воду подвергают обработке диоксидом серы, а после возвратному использованию или сбросу. Выделенный клеточный сок подвергают анодному окислению с образованием белкового коагулянта и жидкого схода клеточного сока, а затем катодному восстановлению pH сока, полученного после выделения белка (ОИ Электрофизическая обработка продуктов крахмалопаточного производства. М. ЦНИИТЭПищепром, Крахмалопаточная промышленность, серия 19, вып 2, с. 18) прототип. The closest in essential features to the claimed object is a method of electrochemical processing of products of potato starch enterprises, including processing potatoes with transporter-washing water, chopping it, isolating cell juice and washing water after technological processing of chopped potato pulp. Then the wash water is subjected to treatment with sulfur dioxide, and after reuse or discharge. The isolated cell sap is subjected to anodic oxidation with the formation of a protein coagulant and a liquid cell sap, and then the cathodic restoration of the pH of the sap obtained after protein isolation (OI Electrophysical processing of starch-produced products. M. TsNIITEPishcheprom, Starch-and-bone industry, series 19, issue 2, p. 18) prototype.

недостаток описанной технологии очистки сточных вод картофелекрахмального производства заключается в том, что промывные воды после отделения крахмального молока содержат до 30% клеточного сока. Примерно такое же количество остатков крахмала остается в жидких сходах после первичного анодного окисления. Таким образом, сбрасываемые в канализацию или в открытые водоемы СВ содержат ХПК от 500 до 3000 мг O₂/л, что не соответствует нормам ПДК загрязняющих веществ.The disadvantage of the described technology for wastewater treatment of potato starch production is that the wash water after separation of starch milk contains up to 30% of cell juice. Approximately the same amount of starch residues remains in liquid effluents after primary anodic oxidation. Thus, the effluents discharged into the sewers or into open reservoirs contain COD from 500 to 3000 mg O ₂ / L, which does not comply with the MPC standards for pollutants.

Переходящие в растворимое состояние углеводы и белки картофеля накапливаются в промывной воде и служат хорошей средой для развития вредной микрофлоры. Добавление диоксида серы в промывную воду подавляет развитие микроорганизмов, но тогда в СВ поступает продукт взаимодействия диоксида серы с водой триоксид серы, который при определенных условиях может дать продукт серной кислоты, губительный для живых организмов открытого водоема, а ее корродирующие свойства отрицательно влияют на сбросной коллектор. Soluble carbohydrates and potato proteins accumulate in wash water and serve as a good environment for the development of harmful microflora. Adding sulfur dioxide to the wash water suppresses the development of microorganisms, but then the product of the interaction of sulfur dioxide with water sulfur trioxide enters the SW, which under certain conditions can produce a sulfuric acid product that is harmful to living organisms in an open reservoir, and its corrosive properties adversely affect the discharge collector .

Задачей предлагаемого технического решения является повышение степени очистки и обеззараживания сбрасываемых СВ. The objective of the proposed technical solution is to increase the degree of cleaning and disinfection of discharged ST.

Суть изобретения заключается в том, что возврат использованных промывных вод в жидкий сход клеточного сока осуществляют перед катодным восстановлением pH, полученную смесь вновь подвергают вторичному анодному окислению с последующим восстановлением pH смеси в катодной камере диафрагменного электролизера. The essence of the invention lies in the fact that the return of the used washings to the liquid gathering of the cell juice is carried out before cathodic restoration of the pH, the resulting mixture is again subjected to secondary anodic oxidation, followed by restoration of the pH of the mixture in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer.

После первого анодного окисления из клеточного сока 80% органического вещества коагулируется и в виде хлопьев выпадает в осадок. В оставшийся жидкий сход предлагаем вводить промывную воду, которая дополнительно содержит до 5% органического вещества и бактериально загрязнена. Жидкий сход после первого анодного окисления имеет pH≅3, поэтому катодная корректировка pH потребует дополнительных энергетических затрат. Введение промывной воды с pH 6 7 снижает кислотность смеси, тем самым снижает дополнительные энергозатраты на корректировку pH. Кроме того, анодное окисление промывной воды даст возможность вывести дополнительное количество органического вещества и освободить воду от микроорганизмов. After the first anodic oxidation from cell juice, 80% of the organic matter coagulates and precipitates in the form of flakes. We suggest introducing wash water into the remaining liquid gathering, which additionally contains up to 5% organic matter and is bacterially contaminated. Liquid dissolution after the first anodic oxidation has a pH of 3; therefore, cathodic pH adjustment will require additional energy costs. The introduction of washing water with a pH of 6 7 reduces the acidity of the mixture, thereby reducing the additional energy consumption for adjusting the pH. In addition, the anodic oxidation of the wash water will make it possible to remove additional organic matter and free water from microorganisms.

Введение дополнительной технологической операции вторичного анодного окисления смеси жидкого схода и промывочной воды позволит свести до минимальных значений показателей ХПК и БПК (отвечающих нормам ПДК) и исключить бактериальное загрязнение смеси перед ее вторичным использованием и сбросом в систему канализации или открытый водоем. The introduction of an additional technological operation of the secondary anodic oxidation of a mixture of liquid descent and washing water will allow minimizing the COD and BOD parameters (meeting MPC standards) and eliminating bacterial contamination of the mixture before its secondary use and discharge into the sewage system or open water.

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

После прохождения известного цикла получения крахмала из картофеля (Трегубов Н. Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов, М, изд. "Легкая и пищевая промышленность", 1981 г. с. 90-101) в системе сбрасываемых вод остается клеточный сок и промывная вода, которые согласно ГОСТу, должны быть очищены от органических веществ. After going through the well-known cycle of obtaining starch from potatoes (Tregubov N. N. Technology of starch and starch products, M, ed. "Light and Food Industry", 1981, pp. 90-101), the cell juice and washing water remain in the system of discharged water, which, according to GOST, must be cleaned of organic substances.

Полученный клеточный сок, несущий 95% органического вещества, пропускают через анодную камеру диафрагменного электролизера при плотности тока 50 мА/см² в течение 6 мин. Полученный раствор с pH≅3 направляется в коагуляционную камеру, где через 20 30 мин происходит выделение органического вещества и его осаждение.The obtained cell juice, bearing 95% of organic matter, is passed through the anode chamber of the diaphragm electrolyzer at a current density of 50 mA / cm ² for 6 minutes. The resulting solution with pH-3 is sent to the coagulation chamber, where, after 20-30 minutes, the organic matter is released and precipitated.

Выделенный жидкий сход сливают с осадка и смешивают с промывной водой, полученной после технологического цикла производства крахмала, имеющей pH 6
7. В результате этого смешения снижается кислотность жидкого схода.The separated liquid gathering is drained from the precipitate and mixed with the wash water obtained after the starch production cycle having a pH of 6
7. As a result of this mixing, the acidity of the liquid is reduced.

Полученная смесь вторично направляется в анодную камеру диафрагменного электролизера. Дополнительная обработка ведется при плотности тока 100 мА/см² в течение 6 мин, после чего смесь снова направляют в коагуляционную камеру, где происходит коагуляция и осаждение оставшихся в смеси органических веществ.The resulting mixture is recycled to the anode chamber of the diaphragm electrolyzer. Additional processing is carried out at a current density of 100 mA / cm ² for 6 min, after which the mixture is again sent to the coagulation chamber, where coagulation and precipitation of the organic substances remaining in the mixture take place.

Жидкий сход смеси с pH≅3 направляют в катодную камеру диафрагменного электролизера. Обработку ведут при плотности тока 100 мА/см² в течение 6 мин. После получения pH смеси жидкого схода до 6,5 - 9 она сбрасывается в систему канализации, открытый водоем или используется в следующем технологическом цикле получения крахмала.The liquid mixture with pH-3 is sent to the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer. Processing is carried out at a current density of 100 mA / cm ² for 6 minutes After obtaining the pH of the liquid liquid mixture to 6.5 - 9, it is discharged into the sewage system, an open reservoir or is used in the next technological cycle for the production of starch.

Отделение органических веществ по предлагаемому технологическому циклу снижает показатели БПК до 250 мг O₂/л и ХПК до 400 мг O₂/л, что соответствует нормам ПДК загрязняющих веществ в промышленных сточных водах (N 362 от 12.07.91г).The separation of organic substances by the proposed technological cycle reduces the BOD to 250 mg O ₂ / l and COD to 400 mg O ₂ / l, which corresponds to the MPC of pollutants in industrial wastewater (N 362 from 07/12/91).

преимуществом предлагаемого способа является высокая степень очистки сточных вод картофелекрахмального производства, получение дополнительного ценного белкового продукта, применяемого в пищевой промышленности, а также в виде компонента при получении комбикормов. Одновременно анодное окисление смеси схода способствует обеззараживанию воды и исключает применение химреагентов, которые в промышленности используются для этой цели. The advantage of the proposed method is a high degree of wastewater treatment of potato starch production, obtaining an additional valuable protein product used in the food industry, as well as as a component in the production of animal feed. At the same time, the anodic oxidation of the vanishing mixture contributes to the disinfection of water and excludes the use of chemicals that are used in industry for this purpose.

Claims

A method of treating wastewater of potato-starch production, including treating potatoes with wash water to separate cell juice from water, anodic oxidation of cell juice, coagulating it with separating protein coagulum from liquid effluent of cell juice directed to cathodic reduction, characterized in that before cathodic reduction the liquid gathering of the cell gathering is mixed with water obtained after processing the potatoes, the resulting mixture is anodically oxidized, and then coagulated.