RU2151172C1

RU2151172C1 - Method of cleaning waste water in manufacture of alcohol

Info

Publication number: RU2151172C1
Application number: RU99106698/13A
Authority: RU
Inventors: А.А. Образцов; Г.А. Бобринска; Г.А. Бобринская; В.Ф. Селеменев; Л.В. Борисова; Г.Л. Викулина; Е.В. Капишников; Ю.И. Киселев; Г.А. Лебединска; Г.А. Лебединская; С.Б. Ошеров; Т.Г. Суслина; Н.Н. Федорова; К.И. Яценко
Original assignee: Воронежский государственный университет
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: cleaning waste water in manufacture of alcohol. SUBSTANCE: at settling stage, coagulation is effected by alumina hydroxide. Organic and mineral admixtures are removed by inversely membranes with diameter of pores not exceeding 10-15•10^-10; highly volatile agents are blown off by hot air. EFFECT: reduced areas of purification works; simplified construction; ease in maintenance; improved quality of cleaning. 1 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способам очистки производственно загрязненных сточных вод (ПЭСВ). The invention relates to the alcohol industry, and in particular to methods for treating industrial polluted wastewater (PESW).

Известны способы очистки ПЗСВ спиртового производства, осуществляемые механическими и биохимическими методами. Механическая очистка производится в песколовушках, отстойниках, фильтрах, а биохимическая - в естественных (поля орошения) или искусственных условиях (биофильтры, аэротенки) [Канализация населенных мест и промышленных предприятий (справочник проектировщика). М, Стройиздат, 1981. - 637 с.; Рекомендации по схемам локальной очистки и использования в обороте сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалсодержащее сырье и требования к качеству воды, многократно используемой в обороте. Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения, М., 1981. - 32 с.]. Known methods for cleaning PZSV alcohol production, carried out by mechanical and biochemical methods. Mechanical cleaning is carried out in sand traps, sumps, filters, and biochemical cleaning in natural (irrigation fields) or artificial conditions (biofilters, aeration tanks) [Sewerage of populated places and industrial enterprises (designer reference book). M, Stroyizdat, 1981. - 637 p .; Recommendations on the schemes of local treatment and use in the wastewater circulation of distilleries that process starch-containing raw materials and requirements for the quality of water that is reused in circulation. All-Union Research Institute of Fermentation Products, M., 1981. - 32 S.].

Из известных способов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточной воды (фильтрата), образующейся при утилизации мелассной барды, предусматривающий дефекацию негашеной известью и сатурацию с последующей очисткой технической воды методами механической фильтрации, ионного обмена и обратного осмоса [Авторское свидетельство СССР N 800186, кл. C 12 F 3/10, 1981]. Of the known methods, the closest in technical essence and the achieved result is a method of treating wastewater (filtrate) generated during the disposal of molasses stillage, which includes defecation of quicklime and saturation followed by purification of industrial water by mechanical filtration, ion exchange and reverse osmosis [USSR Copyright Certificate N 800186, cl. C 12 F 3/10, 1981].

Недостатками такого способа являются:
невозможность его использования для очистки стоков спиртового производства, имеющих разнообразный и переменный состав, так как он предназначен только для очистки технической воды, образующейся при утилизации мелассной барды;
дефекация (осаждение) известью, являющейся слабым коагулянтом и загрязняющей очищаемую воду ионами кальция, приводит к увеличению жесткости стока и необходимости дополнительной установки катионообменного фильтра;
использование обратноосмотических мембран с размером пор 20-30•10^-10 м и не позволяет снизить концентрацию минеральных примесей до норм сброса в водоем или канализацию.The disadvantages of this method are:
the impossibility of its use for the purification of wastewater of alcohol production, having a diverse and variable composition, since it is intended only for the purification of industrial water generated during the disposal of molasses stillage;
defecation (precipitation) with lime, which is a weak coagulant and pollutes the purified water with calcium ions, leads to an increase in runoff stiffness and the need for additional installation of a cation-exchange filter;
the use of reverse osmosis membranes with a pore size of 20-30 • 10 ^-10 m and does not allow to reduce the concentration of mineral impurities to the norms of discharge into a reservoir or sewer.

Для устранения указанных недостатков коагуляцию на стадии осаждения проводят гидроксидом алюминия, органические и минеральные примеси и удаляют обратноосмотическими мембранами с диаметром пор ≤ 10-15•10^-10м, а легколетучие вещества отдувают горячим воздухом.To eliminate these drawbacks, coagulation at the deposition stage is carried out with aluminum hydroxide, organic and mineral impurities and removed by reverse osmosis membranes with pore diameters ≤ 10-15 • 10 ^-10 m, and volatile substances are blown off with hot air.

Гидроксид алюминия, более полно осаждающий взвешенные и коллоидные вещества и практически не загрязняющий очищаемые стоки, получают гидролизом солей алюминия или электрохимическим методом (электрокоагулятор). В обратноосмотической очистке используются высокоселективные мембраны с диаметром пор 10-15•10^-10 м, задерживающие не только органические соединения, но и 80-90% минеральных ионово - катионов и анионов, концентрация которых нормируется при сбросе воды. Удаление следовых примесей легколетучих веществ (спиртов, эфиров, и т.п.) как правило, присутствующих во всех стоках спиртового производства, производства в отдувочной колонне горячим воздухом (60-80^oC).Aluminum hydroxide, which more fully precipitates suspended and colloidal substances and practically does not pollute treated effluents, is obtained by hydrolysis of aluminum salts or by the electrochemical method (electrocoagulator). Reverse osmosis purification uses highly selective membranes with pore diameters of 10-15 • 10 ^-10 m that trap not only organic compounds, but also 80-90% of mineral ion - cations and anions, the concentration of which is normalized during water discharge. Removal of trace impurities of volatile substances (alcohols, esters, etc.), as a rule, present in all wastewater from alcohol production, production in a blowing tower with hot air (60-80 ^o C).

На чертеже изображена технологическая схема установки для реализации предлагаемого способа. Способ осуществляется следующим образом:
сточную воду с температурой 30-40^oC из сборника 1 насосом 2 направляют на коагуляцию гидроксидом алюминия, который образуется либо в электрокоагуляторе 3, либо в результате гидролиза солей алюминия, поступающих из дозатора 4. Созревание осадка проходит в реакторе 5. Затем осадок отделяют в кварцевом фильтре или центрифуге 6, а очищенную воду направляют в обратноосмотическую установку 7. Фильтрат обратноосмотической установки направляют в отдувочную колонну 8, в которую одновременно подается нагретый воздух (60-80^oC), а концентрат обратноосмотического разделения направляют в голову процесса - в сборник 1. Очищенная вода из колонны 8 может быть использована в технологическом процессе, либо сброшена в канализацию.The drawing shows a process diagram of the installation for implementing the proposed method. The method is as follows:
waste water with a temperature of 30-40 ^o C from the collection tank 1 by pump 2 is sent for coagulation with aluminum hydroxide, which is formed either in the electrocoagulator 3, or as a result of hydrolysis of aluminum salts coming from the batcher 4. The maturation of the sediment takes place in the reactor 5. Then the precipitate is separated into quartz filter or centrifuge 6, and the purified water is sent to the reverse osmosis unit 7. The filtrate of the reverse osmosis unit is sent to the blower column 8, into which heated air (60-80 ^o C) is simultaneously supplied, and the concentrate is reverse osmosis The separation is sent to the head of the process - to the collection 1. The purified water from the column 8 can be used in the process, or discharged into the sewer.

Пример 1. Example 1

Сточная вода, содержащая 0,4 г/л взвешенных веществ, ХПК=1123 мг O₂/л, с солесодержанием 0,96 г/л, поступает в систему очистки, где обрабатывается коагулянтом - сернокислым алюминием - с концентрацией 0,25 г/л, затем через 10 минут центрифугируется 5 минут при n = 1000 оборотов/мин. Полученный раствор обрабатывается на обратноосмотической установке с ацетатцеллюлозными мембранами МГА-90 (поры 10-15•10^-10 м) при избыточном давлении 3,5 МПа. Очищенная вода поступает в отдувочную колонну, заполненную кольцами Рашига, в которую одновременно подают воздух с температурой 65^oC и расходом 20 м²/м³ воды. Очищенная вода имеет следующие параметры: ХПК - 58 мг O₂/л, взвешенные вещества - O, солесодержание - 0,1 г/л.Wastewater containing 0.4 g / l of suspended solids, COD = 1123 mg O ₂ / l, with a salinity of 0.96 g / l, enters the treatment system, where it is treated with a coagulant - aluminum sulfate - with a concentration of 0.25 g / l, then after 10 minutes it is centrifuged for 5 minutes at n = 1000 rpm. The resulting solution is processed in a reverse osmosis unit with cellulose acetate membranes MGA-90 (pores 10-15 • 10 ^-10 m) at an overpressure of 3.5 MPa. The purified water enters the stripping column filled with Raschig rings, into which air is simultaneously supplied with a temperature of 65 ^o C and a flow rate of 20 m ² / m ^{3 of} water. Purified water has the following parameters: COD - 58 mg O ₂ / L, suspended solids - O, salinity - 0.1 g / L.

Пример 2. Example 2

Сточная вода, содержащая 0,25 г/л взвешенных веществ, ХПК = 1450 мг O₂/л с солесодержанием 1,4 г/л, поступает в электрокоагулятор с пластинами алюминия, где обрабатывается в течение 5 минут при плотности тока 15 мА/см². Раствор с хлопьями гидроксида алюминия фильтруют через кварцевый фильтр с высотой загрузки песка 0,7 м. Фильтрат обрабатывают на обратноосмотической установки с ацетатцеллюлозными мембранами ИГА-90 при избыточном давлении 5,0 МПа. Очищенная вода поступает в отдувочную колонну, заполненную кольцами Рашига, в которую одновременно подают воздух с температурой 65^oC и расходом 20 м³/м³ воды. Фильтрат имеет следующие параметры: ХПК - 95 мг O₂/л солесодержание 0,15 г/л.Wastewater containing 0.25 g / l of suspended solids, COD = 1450 mg O ₂ / l with a salt content of 1.4 g / l, enters the electrocoagulator with aluminum plates, where it is processed for 5 minutes at a current density of 15 mA / cm ² . The solution with flakes of aluminum hydroxide is filtered through a quartz filter with a sand loading height of 0.7 m. The filtrate is processed in a reverse osmosis unit with IGA-90 cellulose acetate membranes at a pressure of 5.0 MPa. The purified water enters the stripping column filled with Raschig rings, into which air is simultaneously supplied with a temperature of 65 ^o C and a flow rate of 20 m ³ / m ^{3 of} water. The filtrate has the following parameters: COD - 95 mg O ₂ / l salinity of 0.15 g / l.

Предлагаемый способ очистки сточных вод спиртового производства позволяет значительно снизить площади очистных сооружений, упростить эксплуатацию, повысить качество очистки и снизить загрязнение окружающей среды. The proposed method for wastewater treatment of alcohol production can significantly reduce the area of treatment facilities, simplify operation, improve the quality of treatment and reduce environmental pollution.

Claims

The method of purification of industrial contaminated wastewater of alcohol production with the removal of suspended, colloidal and dissolved organic and mineral impurities by physicochemical methods, characterized in that coagulation at the deposition stage is carried out with aluminum hydroxide, organic and mineral impurities are removed by reverse osmosis membranes with a pore diameter of not more than 10 - 15 • 10 ^-10 m, and volatile substances blow off hot air.